ШАГОВЫЙ ПРИВОД Советский патент 1968 года по МПК B23Q5/00 

Известны шаговые приводы, имеющие механизм, преобразующий вращательное движение в поступательное, связанный с электродвигателем через однооборотную муфту, управляемую электромагнитом.

Новым в предложенном приводе является то, что механизм, преобразующий вращательное движение в поступательное, выполнен в виде бобины с намотанной на нее калиброванной лентой, один конец которой закреплен на бобине, другой соединен с натяжным, устройством, а стол контактирует с наружным витком ленты через ролик, что позволяет повысить точность обработки малой величины шага и устранить зависимость точности шага от точности работы однооборотной муфты.

Кроме того, для уменьшения передаточного отношения от вала бобины к столу бобина выполнена с многозаходной намоткой ленты, вал же бобины выполнен подвижным, а наружный виток ленты контактирует с роликом, закрепленным на опоре, что позволяет увеличить ход стола.

Описываемый привод позволяет получить весьма малые величины, например 0,01 мм шаговых перемещений, так как точность, в основном, определяется точностью изготовления ленты, а последняя может быть подвергнута калибровке.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого привода; на фиг. 2 - схема привода с подвижной бобиной.

Исполнительный механизм 1, например стол станка, с закрепленным на нем роликом 2 поджимается нереверсируемым гидроцилиндром 3 к наружному витку ленты, намотанной на бобину 4. При вращении бобины лента сматывается с нее или наматывается в зависимости от направления вращения и благодаря этому изменяется расстояние между осью бобины и контактирующим с наружным витком ленты роликом 2.

Стол 1 за один оборот бобины совершает дискретное перемещение, шаг которого равен толщине ленты. Причем стол остается неподвижным в течение полного оборота бобины, а перемещения его соответствуют повороту бобины на весьма малый угол, когда ролик 2 находится на радиусе, проходящем через место крепления последнего витка ленты к бобине. Наружный конец ленты соединен с натяжным устройством 5, которое принимает ленту, смотанную с бобины 4. Вращение бобины производится двигателем 6, который связан с валом бобины 7 через однооборотную муфту 8. Включение и выключение муфты 8 осуществляется электромагнитом 9.

Гидроцилиндр 3 в процессе работы не реверсируется: при сматывании ленты масло в него поступает из гидросистемы, а при наматывании ленты выжимается в гидросистему.

Использование бобины с намотанной на нее лентой для преобразования вращательного движения в поступательное движение стола дает настолько большое передаточное отношение от двигателя к столу (за один оборот бобины стол перемещается на величину шагового перемещения 6), что в некоторых случаях для обеспечения заданной скорости движения стола придется вращать бобину с большим числом оборотов в минуту. Это может привести к неблагоприятным динамическим условиям работы ленты и управляемых однооборотных муфт и, следовательно, ограничить область применения предлагаемого привода. Для того, чтобы уменьшить передаточное отношение от бобины к столу, можно применить многозаходную намотку ленты на бобину.

Для осуществления многозаходной намотки ленты на бобину наматывают не одну, а несколько лент (число заходов определяется числом лент), причем точки крепления лент равномерно расположены по окружности бобины.

В случае использования в приводе (фиг. 1) бобины с многозаходной намоткой ленты стол будет оставаться неподвижным в течение поворота бобины на угол, равный 360°/n, где n - число заходов намотки ленты, после чего совершит шаговое перемещение на величину δ. Таким образом, за один оборот бобины стол совершит n шаговых перемещений. Для управления поворотами бобины на 360°/n могут быть использованы 1/n оборотные муфты.

При использовании привода (фиг. 1) величина хода стола (допускаемая конструкцией привода; величина перемещения стола из крайнего левого в крайнее правое положение) определяется разностью (R-r), где R - радиус бобины, когда на нее намотана вся лента, и r - ее радиус, когда вся лента смотана.

В тех случаях, когда требуется увеличить ход стола, при тех же R и r, можно выполнить привод по схеме, показанной на фиг. 2. Эта схема отличается от схемы на фиг. 1 тем, что ось бобины выполнена подвижной в направлении движения стола, а наружный виток ленты контактирует с роликом, закрепленным на опоре.

Очевидно, что ход стола в этом случае равен 2 (R-r), и за один оборот бобины стол совершит два шаговых перемещения.

1. Шаговый привод, имеющий механизм, преобразующий вращательное движение в поступательное, связанный с электродвигателем через однооборотную муфту, управляемую электромагнитом, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обработки малой величины шага и устранения зависимости точности шага от точности работы однооборотной муфты, механизм выполнен в виде бобины с намотанной на нее калиброванной лентой, один конец которой закреплен на бобине, другой соединен с натяжным устройством, а стол контактирует с наружным витком ленты через ролик.

2. Привод по п. 1, отличающийся тем, что, с целью уменьшения передаточного отношения от вала бобины к столу, бобина выполнена с многозаходной намоткой ленты.

3. Привод по п. 1, отличающийся тем, что, с целью увеличения хода стола, вал бобины выполнен подвижным, а наружный виток ленты контактирует с роликом, закрепленным на опоре.