Координатный стол Советский патент 1990 года по МПК B23Q1/66 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для автоматизации процессов при оснащении технологического оборудоваг- ния средствами набора деталей, нанесения надписей, разметки и обработки без приложения значительных нагрузок на стол.

Целью изобретения является рас- ширение технологических возможностей стола за счет изменения величины дискретности перемещения последнего.

На фиг. 1 изображен предлагаемый координатный стол, вид .в плане; на фиг„ 2 - сечение А-А на фиг0 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 2 (исходное положение ролика ползуна, взаимодействующего с пазом барабана) на фиг. 4 - сечение В-В на фиг 2 (исходное положение ролика ползуна, взаимодействующего с копиром).

Координатный стол содержит неподвижное основание 1, на котором размещены шаговые приводные двигате- ли 2 и 3 и приводные барабаны 4 и 5 с выступами на их наружных поверхностях. Кроме того, на основании 1 установлены натяжные ролики 6 и 7, датчики 8 и 9 исходного положения каретки 10. На приводных барабанах 4 и 5 и натяжных роликах 6 и 7 установлены замкнутые перфорированные эластичные элементы 11 и 12. Перфорация на эластичных элементах 11 и 1 2 необходима для взаимодействия с выступами приводных барабанов 4 и 5.

На каретке 10 размещены в одной плоскости жестко связанные с ней нап5

0

5 0

5 0

равляющие 13 и 14 координатных перемещений, а на замкнутых эластичных элементах 11 и 12 закреплены роликовые опоры 15 и 16, каждая из которых установлена в одной из направляющих 13 и 14 каретки 10. Каретка, 10 связана с основанием 1 посредством пантографа, рычаги 17 и 18 которого связаны с кареткой 10, а рычаги 19 и 20 - с неподвижным основанием 1. При этом рычаги 17 - 20 связаны также с крестовиной 21, а рычаг 17 прижат пружиной 22 к основанию 1„

Кинематическая связь от электродвигателей 2 и 3 к барабанам 4 и 5 осуществляется посредством втулки 23, жестко закрепленной на выходном валу шагового двигателя 2 и 3, ползуна 24, установленного с возможностью продольного перемещения в поперечном пазу, выполненном во втулке 23 копира 25, жестко установленной на основании 1„

Верхняя плоскость приводных барабанов 4 и 5 снабжена профильным пазом 26. При этом ползун 24 связан с одной стороны с рабочей поверхностью копира 25 посредством установленного на его коние ролика 27 , а с другой стороны- с профильным пазом 26 барабана 4 (5) посредством установленного на втором его конце поджимающегося пружиной 28 к рабочей поверхности копира 25 ролика 29.

Профиль копира.25 и паза 26 барабанов 4 и 5 выбирается экспериментально таким образом, чтобы при перемещении шагового двигателя 2 (3)

на постоянный угол, приводной барабан 4 (5) имел возможность проворачиваться еще на дополнительный угол, складывающийся (или вычитающийся) с углом поворота шагового двигателя о В результате этого обеспечивается возможность изменения величины дискретности каретри при ее перемещении на заданный шаг, т„е. между двумя рядом расположенными рабочими позициями, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения.

Устройство содержит также блок управления шаговыми двигателями 2 и 3 (не показан).

Устройство работает следующим образом.

Из программоносителя блока управления шаговыми двигателями 2 и 3 подается сигнал на отработку определенного количества импульсов, зависящего от необходимой величины перемещения стола, с фиксацией в программе направления перемещения (по часовой стрелке, против часовой стрелки). Выходной вал шагового двигателя 2 (3) начинает проворачиваться каждый раз с подачей импульса на постоянный угол (оО . Количество таких про воротов зависит от числа команд - импульсов блока управления. При этом жестко связанная с выходным валом шагового двигателя 2 (3) втулка 23 с ползуном 24 начинает также проворачиваться. Так как ползун 24 связан одновременно и с копиром 25 и с пазом 26 барабана 4 (5), то последний начинает также проворачиваться, увлекая за собой перфорированные эластичные элементы 11 (12). При перемещении эластичного элемента 11 (12) происходит перемещение каретки 10 по координате X или Y. В случае поступления одновременно командных сигналов на оба шаговых привода 2 и 3 каретка 10 перемещается по координатам X и Y одновременно.

До начала движения шагового двигателя 2 (3) ролики 27 и 29 ползуна 24 находятся на рабочей поверхности копира 25 и профильного паза 26 барабана 4 (5) в исходном положении.

При повороте шагового двигателя каждый раз на постоянный угол, например, по часовой стрелке происходит поворот втулки 23 с ползуном 24. При этом ползун 24 под воздействием рабочей поверхности копира 24, преодолевая усилие пружины 28, сметается в продольном направлении в пазу втулки 23 и, перемещаясь в пазу барабана 4 (5), воздействует на рабочие поверхности этого профильного паза 26, проворачивая барабан еще на дополнительный угол, т.е. при каждом провороте привода на постоянный угол

Q по часовой стрелке ролик 27 ползуна 24 постепенно смещается от нижней точки выемки копир1. 25 к его вершине. При этом ролик 29 ползуна 24, перемещаясь в профильном пазу 26 ба5 рабана 4 (5), воздействует на его боковую профильную рабочую поверхность, дополнительно проворачивая барабан 4 (5) также по часовой стрелке. Таким образом, при каждом повоQ роте привода на постоянный угол барабан 4 (5) проворачивается на угол, больший постоянного угла поворота привода. Причем величина угла этого дополнительного угла при каждом

5 последующем провороте привода есть величина переменная, зависящая от профиля копира 25 и паза 26 барабана 4 (5).

При последующих проворотах шагового привода на постоянный угол ролик 27 сходит постепенно в следующую выемку копира 25, а ролик 29 при этом смещается в пазу 26 барабана 4 (5) в обратном направлении под воздействием пружины 28 и, воздействуя на боковую профильную рабочую поверхность паза 26, дополнительно проворачивает барабан 4 (5) в противоположном направлении (против часовой стрелки). Таким образом, в этом случае барабан проворачивается на угол, меньший постоянного .угла поворота привода. Причем величина угла дополнительного при каждом последующем проЕоротепривода есть величина

0

5

0

5

переменная, также зависящая от профиля копира 25 и паза 26 барабана 4(5).

В результате этого при перемещении ролика 27 поляуна 24 между двумя близлежащими наинизшими точками ко0 пира 25 каретка перемещается на заданный шаг, . на величину, равную расстоянию между двумя рядом расположенными рабочими позициями. При этом дискретность каретки на каждом

5 таком промежутке пути, зависящая от конкретного угла проворота барабана 4 (5), есть величина переменная.

Для обеспечения достаточного быс РЈ цействия и необходимой точности

остановки каретки в заданной точке, профиль копира 25 и паза 26 подбирается так, чтобы дискретность каретки в начале пути была больше ее дискретности, зависящей только от постоянного угла поворота привода 2 (3) а по мере приближения к заданной точке останова дискретность каретки уменьшалась бы до требуемой точности отработки координат, т.е. на исходную точку каретка 10 выходит с минимальной дискретностью При последующих перемещениях каретки 10 на шаг цикл повторяется.

При перемене направления вращения ротора шагового двигателя 2 (3)9 т.е.. против часовой стрелки, происходит следующее.

До начала движения ролики 27 и 29 ползуна 24 находятся в исходном положении. При повороте втулки 23 с ползуном 24 от привода 2 (3) ролик 27, постепенно перемещаясь в выемке копира 25 при каждом провороте привода 2 (3) на постоянный угол, выходит на вершину копира 250

При этом ролик 29 ползуна 24 перемещается в пазу 26 барабана 4 (5) и, воздействуя постепенно на его боковую профильную поверхность, дополнительно проворачивает барабан 4 (5) на угол, меньший постоянного угла поворота шагового двигателя 2 (3). При дальнейшем провороте втулки 23 с ползуном 24 его ролик 27 сходит в последующую выемку копира 25, а ролик 29 перемещается в пазу 26 барабана 4 (5) в обратном направлении, воздействуя на боковую профильную4 поверхность паза 26, дополнительно проворачивает барабан на угол, больший постоянного угла поворота шагового двигателя 2 (3), в результате чего при повороте барабана 4 (5) против часовой стрелки каретка выходит на исходную точку с максимально заложенной дискретностью, что нежелательно. Поэтому в этом случае программа предусматривает перебег каретки 10

за точку ее останова, к .которой каретка при повороте шагового привода 2 (3) против часовой стрелки подходит с максимально заложенной дискретностью, а при повороте привода

5 2 (3) по часовой стрелке - с минимально заложенной дискретностью Таким образом, перебег каретки 10 за точку останова осуществляется по программе при минимально необходимом

числе проворотов шагового двигателя 2 (3), после чего каретка 10 возвращается в точку останова с минимально заложенной дискретностью (при повороте барабана 4 (5) по часовой стрелке).

5

Формула изобретения

Координатный стол по авт. св. № 1189640, отличающийся

0 тем, что, с целью улучшения динамических характеристик стола, кинематическая связь барабана привода с электродвигателями выполнена в виде установленной на валу последнего

c втулки, ползуна и копира, причем последний жестко связан с основанием, а ползун установлен с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси электродвигателя, по

0 пазу, выполненному во втулке, и взаимодействия одним концом с копиром, а другим - с проЛильным пазом, который выполнен на барабане.

574430

/4

Изобретение относится к области машиностроения, в частности к координатным столам, и может быть использовано для автоматизации процессов при оснащении технологического оборудования средствами набора деталей, нанесения надписей, разметки и обработки без приложения значительных нагрузок на стол. Целью изобретения является расширение технологических возможностей стола за счет изменения величины дискретности его перемещения. При повороте шагового двигателя 2 каждый раз на постоянный угол происходит поворот втулки 23, жестко закрепленной на валу шагового двигателя 2, а также ползуна 24. При этом ползун 24 под воздействием рабочей поверхности копира 25, жестко установленного на основании 1, смещается в продольном направлении в пазу втулки 23 и, перемещаясь в пазу 26, выполненном на барабане 4, воздействует на рабочие поверхности профильного паза 26 посредством ролика 29, поворачивая барабан 4 на дополнительный переменный угол. При повороте барабан увлекает за собой эластичный элемент 11, связанный с кареткой 10. Профиль копира 25 и паза 26 барабана 4 выбираются экспериментально таким образом, чтобы при перемещении шагового двигателя 2 на постоянный угол приводной барабан 4 имел возможность поворачиваться еще на дополнительный угол, меньший или больший угла поворота шагового двигателя 2. В результате этого обеспечивается возможность изменения величины дискретности каретки при ее перемещении на заданный шаг как в сторону увеличения, так в сторону уменьшения, чем достигается необходимое быстродействие и точность останова каретки 10. 4 ил.

Направление перемещения

6-6

Фиг.З

Редактор Т. Парфенова

Составитель А. Селиванов

Техред М.Ходанич Корректор Л. Бескид

Заказ 1748

Тираж 669

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Фиг. 1

В-В

Подписное