Координатный стол Советский патент 1993 года по МПК B23Q1/02 

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в преци- зионных станках и измерительных машинах.

Известен координатный стол, которым снабжен электроэрозионный станок. Такой стол содержит горизонтально установленную опорную пластину и расположенную на ней каретку на аэростатической опоре.

Недостатком такого стола является од- постороннее расположение опоры, при котором величина и форма слоя газовой смазки определяется весом и расположением центра тяжести каретки с размещенными на ней рабочими органами. Такая конструкция удовлетворяет требованиям, предъявляемым к ней условиями электроэрозионной обработки, при которой каретка практически не испытывает динамических нагрузок. Однако использо- вание такого стола в станке или устройстве, работа которого сопровождается динамическими нагрузками, невозможно, так как под их воздействием изменяется положение аэростатической опоры относительно опор- ной поверхности стола, изменяются форма и величина слоя газовой смазки, в результате чего устройство становится неработоспо- собным. Такой стол неработоспособен также при необходимости наклонного или вертикального расположения опорной пластины.

.Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является координатный стол, содержащий опорную пластину с направляющими и каретку с жестко встроенными аэростатическими опорами, расположенными встречно на противоположных сторонах направляющих, при этом часть опор осуществляет подпор каретки к базо- вой поверхности стола и стабилизирует форму и величину слоя газовой смазки.

Недостатком такой конструкции является ограниченность направления перемещения каретки по направляющей только вдоль одной координаты. Для обеспечения возможности перемещения каретки по плоскости стол должен быть двухъярусным с перпендикулярно расположенными направляющими, что усложняет конструкцию. Кроме того, недостатком является жесткое соединение опор с подвижной частью. Изготовление такой конструкции с жесткой установкой опор требует технически сложной подгонки необходимых зазоров для слоя га- зовой смазки. В такой конструкции при наличии возможных неточностей направляющих опорных поверхностей, таких как неплоскостность, непараллельность при изготовлении или в результате износа

при эксплуатации, а также в результате естественной с течением времени деформации, обусловленной наличием внутренних напряжений, может изменяться величина или форма зазора между поверхностями направляющих и опор. Это, в свою очередь, может привести к изменению жесткости опоры и к созданию в каретке напряжений, способствующих ее деформации. В результате снижаются надежность и точность перемещения и позиционирования связанных с кареткой рабочих органов.

Целью изобретения является повышение надежности в работе и технологичности изготовления и ремонта координатного стола.

Для достижения цели предложен координатный стол, включающий опорную пластину и каретку с плавающими опорами, расположенными по обе стороны пластины.

Новым в предложенном столе является то, что он снабжен рамой, выполненной в виде скобы, охватывающей пластину с опорных сторон, и балансирными подвесками, расположенными с опорных сторон пластины, каждая балансирная подвеска соединена с расположенными с ее стороны опорами и с рамой, а каретка выполнена податливой на кручение вокруг осей, параллельных опорной плоскости пластины.

Балансирная подвеска может быть выполнена в виде равноплечего рычага, закрепленного на раме, причем на каждом конце.рычага шарнирно закреплен второй равноплечий рычаг, на каждом конце которого шарнирно закреплен поперечно расположенный третий рычаг, на каждом конце которого шарнирно закреплен четвертый равноплечий рычаг, кинематически соединенный с опорой, при этом каждая опора соединена с парой четвертых рычагов, закрепленных по одну сторону от второго рычага на двух третьих рычагах.

Указанные отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого устройства критерию изобретения новизна.

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, сходные с Существенными отличительными признаками заявляемого решения, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию существенные отличия,

На фиг. 1 изображен общий вид стола; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 2.

Координатный стол содержит основание 1, на котором закреплена опорная пластина 2, имеющая две опорные стороны 3 и

4 и расположенные на этих сторонах плавающие опоры 5 и 6. На опорах 5 закреплена каретка 7 с помощью соединительных элементов 8, имеющих упругий пластически де- формирующийсяучасток 9, обеспечивающий кинематическую связь опоры 5 с кареткой 7. Предлагаемый в качестве примера координатный стол содержит с каждой опорной стороны 3 и 4 по четыре опоры 5 и 6, расположенные подобно вершинам четырехугольника. Все опоры 5 и 6 соединены между собой с помощью рамы 10, выполненной в виде скобы, охватывающей пластину 2 с опорных сторон 3 и 4, и двух балансирных подвесок, каждая из которых выполнена в виде равноплечего рычага 11, закрепленного на раме 10. На каждом конце рычага 11 шарнирно закреплен второй равноплечий рычаг 12, на каждом конце рычага 12 шарнирно закреплен поперечно расположенный третий равноплечий рычаг 13, на каждом конце которого шарнирно закреплен четвертый равноплечий рычаг 14, соединенный с опорой 5 или 6. При этом каждая опора 5 и 6 соединена с парой четвертых рычагов 14, закрепленных по одну сторону от второго рычага 12 на двух третьих рычагах 13.

Места соединения рычагов 14 с опорами 5 и 6 выбраны с учетом обеспечения наиболее равномерного распределения давления по площади опор 5 и 6. Второй равноплечий рычаг 12 в данном примере выполнен в виде разрезанной вдоль втулки, что позволяет ей воспринимать крутильные деформации. Внутри втулки 12 закреплен конец первого рычага 11. Плавающие опоры 5 и 6 могут быть выполнены аэростатическими. Соединение одного из рычагов 11 с рамой 10 выполнено с возможностью регулирования усилия прижатия опор 5 и 6 к опорной пластине 2, для чего отверстие в раме 10, предназначенное для крепления рычага 11, имеет размер, позволяющий перемещать в нем этот рычаг 11 в направлении к другому рычагу 11 с помощью регулировочного винта 15, закрепленного в раме 10. Каретка 7 выполнена податливой на кручение от усилий, возникающих вследствие некоторых возможных неточностей опорной пластины 2 и за счет высокой жесткости соединения с ней опор 5 и 6 в направ- лении, перпендикулярном опорной плоскости.

Координатный стол работает следующим образом.

Регулировочным винтом 15 создают необходимое для надежной работы усилие прижатия опор 5 и б к опорной пластине 2. При этом избыточное усилие частично компенсируются упругостью рамы 10. При приложении усилия к каретке 7 она перемещается в заданном направлении. При наличии некоторых неточностей, допущенных при изготовлении стола, а также от деформаций в

процессе эксплуатации опоры 5 и 6 самоустанавливаются по опорным поверхностям 3 и 4 пластины 2. Самоустановка опор 5 и 6 осуществляется за счет шарнирного их соединения через балансирные подвески и раму 10 и за счет кинематической связи опор 5 с кареткой 7 с по мощью упругого соединительного элемента 8.

При самоустановке опор 5 и 6 неточности опорной пластины 2 компенсируются за

счет некоторой нежесткости каретки 7. При этом вызываемые указанными неточностями пластины 2 деформации каретки 7 незна- чительны и не оказывают влияния на точность станка, но при этом существенно

повышается его надежность.

Такое выполнение координатного стола позволит устранить отмеченные недостатки, обеспечит возможность самоустановки каждой опоры по поверхности опорной пластины, компенсирует возможные неточности в изготовлении и сборке и тем самым позволит повысить технологичность изготовления и ремонта при сохранении высокой точности и надежности работы.

Формула изобретения 1. Координатный стол, содержащий пластину, с двух сторон которой размещены плавающие опоры для установки на них каретки, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности за счет компенсации погрешностей изготовления, стол снабжен скобой, охватывающей пластину с опорных сторон, и двумя балансирными

подвесками, каждая из которых расположена с одной из опорных сторон и соединена с размещенными на этой стороне опорами и скобой.

2. Стол по п. 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что каждая балансирная подвеска выполнена в виде системы последовательно расположенных, шарнирно соединенных между собой равноплечих рычагов.

Использование: машиностроение, в частности прецизионные станки и измерительные машины. Сущность изобретения: на опорных сторонах 3 и 4 пластины 2 расположены плавающие опоры 5 и 6 для каретки 7, соединенные между собой скобой 10 и балансирными подвесками, каждая из которых выполнена в виде системы последовательно расположенных, шарнирно соединенных рычагов 11, 12, 13, 14. При наличии неточностей, допущенных при изготовлении стола, а также от деформаций в процессе эксплуатации опоры 5 и 6 самоустанавливаются. 1 з. п. ф-лы, 3 ил.