Линейный шаговый привод Советский патент 1975 года по МПК F15B15/00 B23Q5/06 

(54) ЛИНЕЙНЫЙ ШАГОВЫЙ ПРИВОД

1

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в станках с программным управлением, предназначенным для позиционной и контурной обработки, а также в других машинах и

MexaHH3Nex.

Известен линейный шаговый привод, содержащий управляемый от устройства программного управления шаговый двигатель, соединенный механической передачей со

, ско/пэзящей по винту-золотнику, образующему с отверстием втулки дросселирующее отверстие. Это отверстие управляет давлением в торце следящего золотника, а также подает в виде импульсов давления рабочей жидкости посредством канала, соединенного с реле давления, посылающего сигналы на счетчик импульсов в режиме быстрых ходов привода, переключающий золотник для переключения режимов работы линейного щагового привода.

Однако при работе известного шагового привода необходимо вводить в схему управления дополнительные устройства для обеспечения управляемости шагового привода . в периоды включения и выключения насоса.

Измерительный винт-золотник, закрепленный на исполнительноммеханизме, не вращается, что исключает возможность введения корректирующих перемещений механизма.

Цель изобретения - улучшить динамические характеристики привода, повысить его точность в работе и производительность.

Это достигается тем, что управление давлением производится изменением сечения двух дроссельных отверстий, выпол-, ненных во втулке, а введение сигнала коррекции в привод стало возможным блаххздаря тому, что винт может поворачиваться от дополнительного корректирующего шагового двигателя.

На чертеже изображен предлагаемый привод.

Шаговый двигатель 1 управляется импульсами, поступающими последовательно с пульта управления 2, и через зубчатую передачу 3 поворачивает втулку 4, сколь-, зяшую по винту-золотнику 5.-I

Шаговый двигатель 1 соединнн зубчатой передачей 3 со втулкой 4, расположенной в корпусе 6, который имеет две подводящие выточки и ограничивает осевое перемещение втулки 4. Последняя им ет два отверстия, образующие с кромкой винта 5 управляющие дроссели 7 и 8,

Винт 5, закрепленный на столе 9, соединен редуктором 10с дополнительным шаговым двигателем коррекшш. Дроссели 7 и 8 соединены с торцами следящего золотника 11 каналами 12 и 13. Подача рабочей жидкости в эти каналы осуществляется из линии нагнетания 14 через дроссели 15-17 и распреде;штельный золотник 18, переключаемый электромагнитами 19 и 20.

Между постоянными дросселями 15 и 16 и золотником 18 в линию управления следящим золотником подсоединяется

реле давления 21. В сливной линии золотника 18 установлен обратный клапан 22. Линии 23 и 24 соединяют золотник 11, которому рабочая жидкость подается по линии, с полостями гидроцилиндра 25,

шток которого перемещает исполнительны орган 9 (стол).

Схема управления шаговыми двигателями 26 и 1 и золотником 18 содержит пульт управления 2, импульсный датчик

27, подающий сигналы на вход счетчика импульсов 28 и регистры 29 памяти для записи велишны ускоренного хода от пулта управления.

Пульт управления 12 и счетчик импульсов связаны электронными усилителями 30 и 31 с электромагнитами включения 19 и 20 золотника 18, а устройство 32, корректирующее статические и динамические погрешности привода с помощью од11О1о или нескольких датчиков 33 - с пультом управления 2 и шаговым двигателем 26,

Сигнал с корректирующегх блока 32 в форме определенного числа импульсов

коррекции поступает на дополнительный корректирующий шаговый авиуатеиь 26, /который через редуктор 1О поворачивает винт-золотник 5 па определеншлй угол, что вызывает изменение сопротивления

дросселей 7 и 8, Происходит смещение следяще1Х1 золотника 11, и стол 9 станка смещается н ту или иную сторону в соответствии с числом корректирующих импульсов, поданных на дополнительный

корректирующий шаговый двигатель 26 блоком коррекции 32.

Линейный шаговый приводс корректирующим устройством следующим образом. Рабочая жидкость из линии

нагнетания 14 поступает к следящему зо-лотнику 11 и через постоя1шый дроссель 15 - к золотнику 18, находящемуся в нейтральном положении, а от него через дроссели 16 и 17 - к торцам следящего ; золотника 11 и по линиям 12 . и 13 - к отверстиям 7 и 8 втулки 4.

При работе гидросистемы вс следящем режиме в отсутствии управляющих сигналов на поворот шаговых двигателей золот-

ник 11 находится в нейтральном положении, находясь в равновесии под действием одинаковых давлений усилий пружины на

торцы, вследствин одинакового открытия щэосселей 7 и 8. Шток гидроцилинщза 25 находится в состоянии покоя. Из корпуса 6 масло сливается в бак.

При подачеуправляющего сигнала

на шаговый двигатель он с помощьк). шестерен 3 поворачивает втулку 4. При этом открытие дросселей изменяется; например, отверстие 7 - уменьшается, а 8 - увеличивается. Соответственно давление в левой полости золотника 11 уменьшается, в правой - увеличивается. Золотник 11 смещается влево. Рабочая жидкость из линии нагнетания 14 через золотник 11 по линии 24 поступает в правую полость рабочего цилиндра и перемещает исполнительный орган 9 влево. Из левой полости ци- i линдра через линии 23и 34 масло

сливается в бак, вместе с исполнительным органом перемещается управляющий винтзолотник 5 до тех пор, пока величина открытия дросселей 7 и 8 на станке равна начальной величине открытия. Золотник 11 снова занимает нейтральное положение. При повороте втулки в противоположную сторону схема работает аналогично, причем исполнительный орган 9 смещается вправо.

Коррекщ5я осуществляется подачей сигнала на дoпo шитeлы ьIй корректирующий шаговый двигатель, который, поворачивая через регулятор 10 винт-золотник 5, из- i меняет открытие дросселей 7 и 8.

Гидравлическая схема в этом случае работает аналогпчно.

Ред,ктором J О пена импульса корректирующего шагового Д1зи -ителя 24 может ыть изменена в tl раз по сравнению с ценой импульса шагового двигателя 1 в ависимости от требова 1ий к корректирующему устройству (например, цена имульса может быть уменьшена для увеличе1шя точности обработки детали).

Быстрые перемещения исполрп1тельно1Х1 ргана 9 осуществляются при отключеных шаговых двигателях. Перемещение , право производит включением электро- магчшта 19, золотник 18 перемещается вправо. Питание получает только левая полость управления следящего золотника 11, который перемешается вправо, подводя рабочую жидкость в левую полость аилиндра. Исполнительный орган 9 перемешается вправо.

I При перемещении винта,5 вместе с исполнительным органом его витки закрывают и открывают отверстие дросселя 7, ЧТО создает импульсы давления между дросселями 16 и 15. Реле давления 21 .срабатывает при каждом импульсе, подавая сигналы в счетчик импульсов 27. Обратный клапан 22 препятствует сливу рабочей жидкости из правой полости цилиндра через золотник 18, рабочая жидкость сливается по линии 34. Давление в правой полости управления золотника 11 при этом не выше давления открытия обратного клапана 22. При включении электромагнита 2О стол 9 движется вправо, .схема работает аналогично при движении стола влево.

Предмет изобретения

Линейный шаговый привод, управление

исполнительным органом которого осуществляется по сигналу от программного блока шаговым двнгателем,взаимодействуюшим через механическую передачу со втулкой, скользящей по витку-золотнику, установленному в линии управления гидроаппара- туры, отличающийся тем, что, с целью улучшения динамических характеристик, повышения точности и производиельности работы привода, втулка выполнена с двумя группами дросселирующих

отверстий, расположенных в двух параллельных сечениях так, чтобы при полном открытии отверстий в одной плоскости отверстия в другой плоскости полностью перекрываются витками винта-золотника, при этом в привод встроено корректирую шее устройство, выполненное в виде кори- . ректируюшего шагового двигателя, передающего вращение в соответствии с величиной и знаком корректирующего перемещения через редуктор на связанный кинематически с его выходным валом винтзолотник по сигналу одного или нескольких датчиков, контролирующих статические и динамические погрешности привода.