Делительное устройство Советский патент 1989 года по МПК B23Q15/00 

Изобретение относится к мап ино- строению и может быть ргспользовано в высокоточных технологических системах в-качестве уг.гговых делительных узлов или устройств углового отсчета

Це.пь изобретения - повышение точности за счет обеспечения автоматизированного позиционирования планшайбы без накопления ошибки шагг1 поворота .

Па чертеже представлена структурная схема устройства в oп цeннoм положении верхнег о диска.

П.ч оси 1 ;;;естко установлен верхшн диск планшайбы 2, на торцовой поверхности которого нарезан зубчатый венец 3, сопряженнъгй с зубчатым венцом 4, нарезаннь м на торцовое поверхности основания 5, в котором установлена втулка 6.

На Н11жмем KOin.ie оси 1 жестко укреплена верхняя полч муфта 7 с наре- зан Ным на ее поверхности зуб-чатым венцом, сопряженным с 1 дентичным зубчатым венцом нижней полу)уфты 8,

O

установленной на оси подъема через цилиндриче скую пружину 9 и пружинную пластину 10, опертую на внутреннюю канавку 11 полумуфты 8. На оси 12 также установлено червячное колесо 13, сопрянсенное с червяком 14, уста- новленнььм на оси шагового двигателя 15. Двигатель закреплен на держателе 16, прикрепленном к Ьси 12 и имеющем направляющие, которые позволяют перемещаться держателю 16 вверх и вниз.

Ось 12 посредством подшипн1.ков установлена в держателе 16 и своим концом опирается на одно плечо коромысла 17. установленного на опоре 18. Другой конец коромысла 17 соединен с эксцентриком 19, установленным на оси 20 вместе с червячным колесом 21, сопряжен 1ым с червяком 22, установленным на оси электродвигателя 23, закрепленного на держателе 24.

Шаговый двигатель 15 через уси- r литель 25 мощности и ключ 26 подключен к задающему генератору 27, Выход,

5

ключа 26 через счетчик 28 подключен

к входу индикатора 29, а через счетчик 30, блок 31 установки величины угла и триггер 32 - к второму входу счетчика 28, Выход блока установки величины угла еще соединен с первым входом элемента ИЛИ 33.

Опорный генератор 34 через счетчик 35 подключен к блоку 36 установ ки паузы. Выход блока 36 через элемент И 37 и элемент ИЛИ 33 подсоединен к входу установки единицы триггера 38, выход которого через усилитель 39 мощности подключен к элек родвигателю 23.

Переключатель 40 подъема подключен к входу установки единицы триггера 32 и входу элемента ИЛИ 41, выходом подключенного к второму вхо- ду установки нуля триггера 38.

Переключатель 42 спуска подключен к входу сброса счетчика 35 и второму входу элемента И 37, к третьему входу которого подсоединен переключатель 43 пуска устройства.

Механизм ручного управления состоит из ручки 44 и эксцентрика 45, насаженного на вал 46. На планшайбу 2 надет лимб 47, а на основание 5 - нониус 48. Концевой выключатель 49 прикреплен к основанию 5 и связан с планшайбой рычагом 50. Выход кон- цевоГо выключателя 49 подключен к четвертому входу элемента И 37.

Устройство работает следующим образом.

В ручном режиме работы устройства подъем, т.е. вывод, из зацепления зубчатых венцов планшайбы 2 и основания 5, производится поворотом ручки 44 на 90 по часовой стрелке, и по кинематической цепи эксцентрик 45 - втулка 6 - центрирующая ось 1 поднимается планшайба 2. Поворот планшайбы осуществляется рукой, а отсчет снимается по показаниям лимба 47 и нониуса 48.

В автоматическом режиме по коман

дам блока управления или в программном режиме по заданной программе при переключении переключателя 43 в положение 1 (высокий уровень на третьем входе элемента 37 И) подается сигргал высокого уровня (единица) . До тех пор, пока предварительно установленная вeлич iнa паузы в блоке 36 меньше числового значени

15

JQ 15

20

25

30 r

0 С

0

счетчика 35, на его выходе - сигнал низкого уровня (логический нуль), следоватапьно и на первом входе элемента И 37 сигнал низкого уровня. В начальном состоянии, т.е. при опущенной планшайбе, переключатель 42 и концевой выключатель Ад выдают сигналы высокого уровня, а такясе на .втором и третьем входах элемента И 37 - сигналы высокого уровня. Таким образом, совпадение на входах элемента И 37 отсутствует и на его выходе - сигнал низкого уровня, который не влияет на триггер 38, который от высокого уровня сигнала переключателя 42, действующего через элемент ИЛИ 41, находится в состоянии нуля. Когда под воздействием- сигналов с генератора 34 числовое значение счетчика 35 превьщ1ает значение паузы, установленной в блоке 36, на вьсходе последнего появляется сигнал высокого уровня и на всех входах элемента И 37 осуществляется совпадение сигналов высокого уровня, что вызывает появление сигнала высокого уровня на выходе элемента И 37, которьй через элемент ИЛИ 33 переводит триггер 38 в едини1 ное состояние. Триггер 38 включает усилитель 39 мощности, сигнал с которого подается к электродвигателю 23, что приводит к вращению его якоря. Якорь, вращая червяк 22, посредством червячного колеса 21 поворачивает ось 20 вместе с эксцентриком 19. При этом эксцентрик 19, перемещая вниз одно плечо коромысла 17, установленного на опоре 18, другим концом поднимает вверх ось 12, на которой посредством подшипников установлен держатель 16 и через пружину 9 и пружинную пластину 10 - нижняя полумуфта 8. При подъеме полумуфты при ее свободном вращенпт с осью 12 достигается ее контакт с зубчатыми венцами верхней полумуфты 7, при этом она устанавливается строго по угловому положеншо Bepxnei- .i диска 2. В то же время сжимается пружина 9, сжимая и канавку 11 пргж- ней полумуфты 8, в которую упирается пружинная пластина 10, фиксирующая положение нижней полумуфты 8 относительно оси 12. Далее при поднятии оси 12 поднимается и ось 1. Ось 1 перемещается вверх во втулке 6, и зубчатьй венец 3 планщайбы 2 выходит из задепления с зубчатым иенцом А основания 5. ,

При повороте оси 20 на 180 эксцентрик 19 воздействует на перек.гао- чатель k i, сигнал которого устанавливает триггер 32 в единичное состояние и через элемент ИЛИ 41 триггер 38 в нулевое состояние, тем самым выключая усилитель 39 и останавливая вращение якоря электродвигателя 23. Сигнал триггера 32 открывает ключ 26, и с задалощего генератора 27 начинают поступать 1шпульсы к счетчикам 28 и 30, а через усилитель мощности 25 - к шаговому электродвигателю 15. Якорь электродвигателя 15 через черпяк 14 поворачивает червячное колесо 13 на определенный угол, который предварительно задается в блоке 31 установки угла. Червячное колесо 13 через ось 12, пружинную пластину 10, зубчатые полумуфты 7 и 8 вращает ось 1 вместе с верхним диском на заданный угол.

Когда числовое значение на счетчике 30 прев,т1)1ает заданное числовое значение в блоке 31, последний вырабатывает сигнал, устанавливающий

родвигателя 23, тем саьним заканчивая спуск планшайбы 2. Сигнал с переключателя 42 также сбрасывает счетчик 35

Устройство приходит в исходное состояние.

С этого момента счетчик 35 начина ет считать.импульсы заново, и после зада п1ого числа, соответствующего Ю паузе, заданной в блоке 36., снова на выходе элемента И 37 образуется сигнал высокого уровня, и процесс повторяется,

Очевидно, что если блоком 36 уста 15 новки паузы и блоком 31 установки угла управлять микропроцессором, то устройство может работать по любо програ.мме, реализуемой данным микропроцессором. Паузой зад.ается, напри- 20 мер, время осуществления технологической операции на определенной пози ции, а величшюй угла - требуемый очередной угол поворота планшайбы для осуществления с,пед:, тощей техноло 25 гической операции.

Концевой выключатель 49 индицирует наличие сцепления зубчатых вен цов верхнего диска и основания. При отсутствии этого сигншта цикл работриггер 32 в нулевое-состояние, а че- 30 ты прекращается до тех пор, пока не

рез элемент 33 триггер 38 в единичное состояние и сбрасывающий вход с-четчика 30.

Сигнал триггера 32 закрывает

появится сигнал о надежном сцеплении, так как только при этом возмож на работа элемента J-I 37.

Числовое значение угла поворота

26 и прекращает поступление им- 35 Фиксируется индикатором 29.

ключ

пульсов с генератора 27, тем самым останавливая шаговый двигатель 15 поворота планшайбы. В этот момент сигнал триггера 38 включает усилитель 39 мощности, и якорь электродвигателя 23 начинает вращаться, вращая червяк 22. Червячное колесо 21 поворачивает ось 20 вместе с эксцентриком 19, перемещающим коромысло 1 7.

Ось 12 вместе с пру51а1ной 9, пру- жиннсиЧ пластшюй 10, полумуфтами 7 и 8, осью 1 и планщайбой 2 начинает спускаться, и зубчатый венец 3 входит в зацепление с зубчатым венцом 4, после чего ось 12 выводит из за- цеплеш{я зубчатые полумуфты 7 и 8, а пружина 9 - цружинную пластину 10 и канавку 11 полумуфты 8.

При повороте оси 20 на угол 180 эксцентрик 19 переключает переключатель 42, сигнал высокого уровня которого через -элемент ИЛИ 41 п триггер 38 останавливает вращение электСочетание в предлагаемом устройстве системы осуществления соответствующих движений планщайбы с испол зованием зубчатой муфты, состояп1;ей

40 из полумуфт 7 и 8, позволяет достич автоматическое или программное пози ционирование планщайбы без накопления ошибки углового позиционирования, так как при каяст.ом новом цикле

45 позиционирования полумуфта 8 точно входит в зацепление с верхней полумуфтой 7 свободным поворотом на уго равный ощибке, которая накапливаясь при повороте планшайбы из-за неиде50 ального соответствия щага двигателя 15 в пересчете на ось 1, т.е. пог- рещности ОЦ , равной при одном пози ционировании ошибке 4Ч оЧ п, где п - число тагов.

55

Форму

и 3 о б р е т е и и

Делительное устройство, содержащее планшайбу и основание, на торна

родвигателя 23, тем саьним заканчивая спуск планшайбы 2. Сигнал с переключателя 42 также сбрасывает счетчик 35.

Устройство приходит в исходное состояние.

С этого момента счетчик 35 начинает считать.импульсы заново, и после зада п1ого числа, соответствующего паузе, заданной в блоке 36., снова на выходе элемента И 37 образуется сигнал высокого уровня, и процесс повторяется,

Очевидно, что если блоком 36 уста- 5 новки паузы и блоком 31 установки угла управлять микропроцессором, то устройство может работать по любой програ.мме, реализуемой данным микропроцессором. Паузой зад.ается, напри- 0 мер, время осуществления технологической операции на определенной позиции, а величшюй угла - требуемый очередной угол поворота планшайбы для осуществления с,пед:, тощей техноло- 25 гической операции.

Концевой выключатель 49 индицирует наличие сцепления зубчатых венцов верхнего диска и основания. При отсутствии этого сигншта цикл работы прекращается до тех пор, пока не

появится сигнал о надежном сцеплении, так как только при этом возможна работа элемента J-I 37.

Числовое значение угла поворота

иксируется индикатором 29.

Сочетание в предлагаемом устройстве системы осуществления соответствующих движений планщайбы с использованием зубчатой муфты, состояп1;ей

из полумуфт 7 и 8, позволяет достичь автоматическое или программное позиционирование планщайбы без накопления ошибки углового позиционирования, так как при каяст.ом новом цикле

позиционирования полумуфта 8 точно входит в зацепление с верхней полумуфтой 7 свободным поворотом на угол, равный ощибке, которая накапливаясь при повороте планшайбы из-за неидеального соответствия щага двигателя 15 в пересчете на ось 1, т.е. пог- рещности ОЦ , равной при одном позиционировании ошибке 4Ч оЧ п, где п - число тагов.

55

Форму

и 3 о б р е т е и и я

Делительное устройство, содержащее планшайбу и основание, на торнах

которых расположергы зубчатые венцы, причем ось планшайбы установлена во втулке, жестко связанной с основани ем, исполнительный механизм поворот планшайбы, механизм подъема план- игайбы, связанный с планшайбой через ; убчатую муфту, а также концевые выключатели и схему управления, связанную с электродвигателями подъема и поворота планшайбы, отличающееся тем, что, с целью повьше- ння точности, выходной элемент исполнительного механизма подъема планшайбы установлен с возможностью вза- имодействия с осью планшайбы и связан с планшайбой через введенную в устройство пружинную пластину, концами установленную в канавки, выполненные в нижней полумуфте, уст- ройство снабжено пружиной, предназначенной для удержания нижней полумуфты в верхнем положении и размещенной между нила1ей полумуфтой и механизмом поворота планшайбы, причем исполнительньй механизм поворота планшайбы с осью установлен с возможностью подъема по введенным в устройство направляющим, выходной элемент исполнительного механизма подъема планшайбы установлен с возможностью взаимодействия в нижнем положении с введенным переключателем подъема., в верхнем положении - с введенным переключателем спуска, а схема управления вьшолнена в виде соединенных последовательно задающего генератора, ключа и первого усилителя мощности, выход которого связан с электродвигателем подъема план- шайбы, а схема управления снабжена

первым и вторым усилителями мощности, первым и вторым триггерами,первым и вторым элeмeнтa и IfflH, элементом И, первым, вторым и третьим счетчиками,блоком установки угла, блоком установки паузы, индикатором задающим генератором, ключом, опорн генератором и переключателем пуска, при этом выход задающего генератора связан с ключом, второй вход которого соединен с выходом первого триггера, а выходы - с первым и вторьм счетчиками и через первый усилитель мощности с электродвигателем подъема планшайбы, выход первого счетчика соединен с индикатором, вход .второго счетчика связан с выходом блока установки угла, а выход - с входом блока установки угла, выход которого связан с входом первого триггера и входом первого элемента ИЛИ, второй вход первого триггера связан с переключателем подъема, с которым также связан вход второго элемента ИЛИ, вход третьего счетчика связан с выходом опорного генератора, а выход - с входом блока установки паузы, переключатель спуска связан с входом второго элемента ИЛИ, входом третьего счетчика и входом элемента И, другие входы элемента И связаны с переключателем пуска, с выходом блока установки паузы и концевым выключателем, а выход элемента И соединен с входом первого элемента Ш1И, входы второго триггера связаны с выходами первого и второго элементов ИЛИ, выход - с входом второго усилителя мощности, выход которого связан с электродвигателем поворота планшайбы.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в высокоточных технолопгческих системах в 1сачестве угловых делительных узлов или устройств углового отсчета. Цель изобретения - повышение точности за счет обеспечен1тя автоматизированного позиционирования планшайбы без накопления ошибки шага поворота. Планшайба в начале процесса