Копировально-шлифовальный станок

 

Изобретение относится к устройствам для копиродально-шлифовальной обработки. Цель изобретения - упрощение конструкции и расширение технологических возможностей для обработки дисковых кулачков при заданном законе изменения скорости формообразующего движения копировального суппорта (КС), в частности двухдисковых кулачков с взаимно сопряженными профилями . Станок содержит КС маятникового типа , на шпинделе которого установлен блок копиров, регулируемый электропривод вращения шпинделя, установленный на оси к-ачания КС задающий кулачок, взаимодействующий с профилем задающего кулачка датчик радиуса, связанный чувствительным элементом с осью качания КС датчик скорости качания и формирователь модуля сигнала скорости качания. Датчик радиуса считывает воплощенную в профиле задающего кулачка информацию о заданном законе изменения скорости формообразуюпхего движения КС и выдает на суммирующий вход сравниваюп1его элемента (СЭ) электрический сигнал. Сигнал датчика скорости качания через формирователь модуля подается на вычитающий вход СЭ. Выходной сигнал СЭ через усилитель поступает на вход регулируемого электропривода, который управляет скоростью вращения иппнделя так, чтобы изменение скорости формообразующего движения КС соответствовало заданному закону. 2 йл. (Л со го 00 | ел

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ÄÄSUÄÄ 1328175

А1 (51) 4 В 24 В 51 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4037008/25-08 (22) 17.03.86 (46) 07.08.87. Бюл. № 29 (71) Новосибирский электротехнический институт (72) В. И. Сивачек (53) 621.91 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1202832, кл. В 24 В 51/О, 1984. (54) КОПИ РОВАЛ Ь НО- ШЛ И ФОВАЛЬНЫЙ СТАНОК (57) Изобретение относится к устройствам для копироцально-шлифовальной обработки.

Цель изобретения — упрощение конструкции и расширение технологических возможностей для обработки дисковых кулачков при заданном законе изменения скорости формообразующего движения копировального суппорта (КС), в частности двухдисковых кулачков с взаимно сопряженными профилями. Станок содержит КС маятникового типа, на шпинделе которого установлен блок копиров, регулируемый электропривод вращения шпинделя, установленный на оси качания КС задающий кулачок, взаимодействующий с профилем задающего кулачка датчик радиуса, связанный чувствительным элементом с осью качания КС датчик скорости качания и формирователь модуля сигнала скорости качания. Датчик радиуса считывает воплощенную в профиле задающего кулачка информацию о заданном законе изменения скорости формообразующего движения КС и выдает на суммирующий вход сравнивающего элемента (СЭ) электрический сигнал. Сигнал датчика скорости качания через формирователь модуля подается на вычитающий вход СЭ. Выходной сигнал

СЭ .ерез усилитель поступает на вход регулируемого электропривода, который управляет скоростью вращения шпинделя так, чтобы изменение скорости формообразующего движения КС соответствовало заданному закону. 2 ил.

1328175

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано для обработки дисковых кулачков, в частности для обработки двухдисковых комплектов кулачков с взаимно сопряженными по условию геометрического замыкания профилями при заданном законе изменения скорости формообразующего движения копировального суппорта.

Целью изобретения является упрощение конструкции и расширение технологических возможностей для обработки двухдисковых комплектов кулачков с взаимно сопряженными по условию геометрического замыкания профилями при заданном законе изменения скорости формообразуюгцего движения копировального суппорта.

На фиг. 1 изображена схема копировального станка, общий вид; на фиг. 2 — сечение А — А на фиг. 1.

Станок содержит инструментальную бабку 1 со шлифовальным кругом 2 и механизмом поперечной подачи (не показан), копировальный суппорт 3 маятникового типа, установленный с возможностью качания на осях 4 и 5 относительно стола 6 станка, блок копиров 7 и 8, жестко установленный на шпинделе 9 копировального суппорта 3 и введенный в контакт с копирным роликом 10 пружиной 11, регулируемый электродвигатель 12 задающей подачи с тахогенератором 13 и тиристорным преобразователем (ТП) 14, связанный механической передачей 15 со шпинделем 9 копировального суппорта 3, задатчик 16 скорости (ЗС) электродвигателя 12, задающий кулачок 17, жестко установленный на оси 4 качания копировального суппорта 3, установленный на столе 6 станка датчик 18 радиуса, чувствительный элемент 19 которого подпружинен к рабочему профилю задающего кулачка 17, датчик 20 скорости качания, формирователь 21 модуля (ФМ) сигнала скорости качания, сравнивающий элемент (СЭ) 22, усилитель 23 сигнала отклонения (УСО) и сумматор (СМ) 24, причем датчик 20 скорости качания установлен на столе 6 станка, его чувствительный элемент 25 соединен с осью 4 качания копировального суппорта, выход датчика 20 скорости качания через формирователь 21 модуля сигнала (ФМ) скорости качания соединен с вычитающим входом сравнивающего элемента (СЭ) 22, выход датчика 18 радиуса соединен с суммирующим входом сравнивающего элемента (СЭ)

22, выход сравнивающего элемента (СЭ) 22 через усилитель 23 сигнала отклонения (УСО) и выход задатчика 16 скорости (ЗС) соединен с соответствующими входами сумматора (СМ) 24, а выход последнего подключен к управляющему входу

ТП 14. Обрабатываемая деталь с кулачками 26 и 27 установлена в центрах станка и приводится во врагцение шпинделя 9 через поводок 28.

Задающий кулачок 17 предназначен для материализации в его профиле выбранного закона изменения скорости формообразующего движения копировального суппорта. Этот закон выбирается из класса безударных законов, в которых ускорение изменяется достпточно плавно (без разрывов).

Датчик 18 радиуса предназначен для преобразования воплощенного в профиле задающего кулачка 17 закона изменения скорости формообразующего движения копировального суппорта в электрический сигнал, а датчик 20 скорости качения — для выдачи электрического сигнала, пропорционального фактическому значению скорости формообразуюгцего движения копировального суппорта. В качестве датчика 18 радиуса может быть использован, например, потенциометр кругового или линейного типа, а в качестве датчика 20 скорости качания — тахогенератор.

ФМ 21 предназначен для преобразования знакопеременного сигнала датчика 20 скорости качания в пропорциональный его модулю знакопостоянный сигнал.

СЭ 22 предназначен для формирования сигнала отклонения фактического значения скорости формообразующего движения копировального суппорта от заданного значения этой скорости по выбранному закону, а УСО 23 — для согласования в СМ 24 выходных сигналов СЭ 22 и ЗС 16.

Эти элементы являются типовыми для систем автоматики и могут быть выполнены по известным схемам, например, на основе операционных усилителей.

Регулируемый электродвигатель 12 с тахогенератором 13 и ТП 14 предназначены для вращения шпинделя 9 копировального суппорта 3 с переменной скоростью. В указанной совокупности они образуют комплектный электропривод.

Станок работает следующим образом.

Для обработки кулачка 26 соответствующий ему копир 7 вводят в контакт с копирным роликом 10, включают поперечную подачу шлифовальной бабки и электродвигатель 12, который через механическую передачу 15 приводит во вращение шпиндель 9 с жестко установленным на нем блоком копиров 7 и 8. Вращение от шпинделя 9 посредством поводка 28 передается обрабатываемой детали с кулачками 26 и 27.

Скорость вращения 0 электродвигателя

12 определяется подаваемым на первый (управляющий) вход ТП 14 управляющим сигналом Uq. На второй вход тиристорного преобразователя поступает сигнал U" тахогенератора 13, который пропорционален скорости вращения Одэлектродвигателя 13 и

1328175 образует в электроприводе обратную отрицательную связь. В ТП 14 сигналы U; и U-. сравниваются и по результатам этого сравнения тиристорный преобразователь

14 вырабатывает такое воздействие V. на 5 электродвигатель 12, при котором скорость электродвигателя а„соответствует сигналу

U . В свою очередь управляющий сигнал

Us определяется суммой сигнала Ue ЗС 16 и корректирующего сигнала U4 (1-/ь = Uo+ U ) 10 которые подаются соответственно на первый и второй входы сумматора 24.

Вследствие непрерывного контакта копира 7 с копирным роликом 10, что обеспечивается пружиной 11, вращение шпинделя 9 приводит копировальный суппорт 3 15 в качательное движение относительно осей 4 и 5. Если копир 7 имеет участки профиля с постоянным радиусом (максимальным или минимальным), то копировальный суппорт 3 имеет выстои в соответствующих крайних положениях. При отсутствии таких участков на профиле копира 7 выстои копировального суппорта 3 в крайних положениях мгновенные.

Вращение шпинделя 9 по отношению к копировальному процессу является задающим движением (задающей подачей), а качательное движение копировального суппорта 3 — формообразующим (копировальным) движением. Благодаря описанному выше сочетанию задающего движения шпинделя и формообразующего движения копиро- 30 вального суппорта, шлифовальный круг 2 формирует на обрабатываемом кулачке 26 профиль, аналогичный профилю копира 7 профили копиров 7 и 8 и соответствующих им деталей 26 и 27 изображены взаимно совпадающими). 35

Положение копировального суппорта 3 в процессе качательного движения определяется углом у, текущее значение которого зависит от угла поворота <р шпинделя 9 и радиуса-вектора точки контакта копира 7 с копирным роликом 10, а скорость качания 9» копировального суппорта 3, кроме указанных выше факторов, зависит также и. от скорости вращения (задающей подччи)

Q> шпинделя 9. Последнее дает возмож- 45 ность управлять скоростью качания Q» копировального суппорта 3 путем изменения скорости вращения (задающей подачи) 04 шпинделя 9.

В процессе качательного движения копировального суппорта 3 чувствительный эле- 50 мент 19 датчика 18 радиуса контактирует с задающим кулачком 7, в профиле кототорого материализован выбранный по условию отсутствия ударов в кинематической паре копир — копирный ролик закон изменения скорости качания Р» в функции угла качания 7 копировального суппорта.

Поэтому выдаваемый датчиком 18 радиуса сигнал Ui пропорционален заданному значению скорости качания копировального суппорта 3.

Фактическое значение скорости качания

О» копировального суппорта измеряется датчиком 20 скорости. Выдаваемый этим датчиком сигнал Uq также, как и движение копировального суппорта 3, является знакопеременным. После прохождения через

ФМ 21 сигнал U преобразуется в знакопостоянный сигнал Uq, значение которого пропорционально модулю скорости качания копировального суппорта: U =/ V2/= К/й41, где К вЂ” коэффициент пропорциональности.

Благодаря такому преобразованию создается возможность сопоставления знакопеременного сигнала фактического значения скорости качания 1) со знакопостоянным сигналом Vi заданного значения скорости качания копировального суппорта 3. Это сравнение осуществляется в СЭ 22, выходной сигнал которого AU=V — Uq является сигналом отклонения модуля фактического значения скорости качания копировального суппорта от заданного значения этой же скорости.

Сигнал отклонения ЛЬ проходит через

УСО 23 и преобразуется в корректирующий сигнал U4. Сумма сигнала Uo 3C 16 и корректирующего сигнала U- образует выходной сигнал U=U<+U4 СМ 24, который подается на вход тиристорного преобразователя 14 и управляет изменением угловой скорости 0> электродвигателя 12.

В моменты выстоев копировального суппорта 3 значения задающего сигнала U и модуля сигнала фактической скорости 1.)з равны нулю. Поэтому равны нулю также сигнал отклонения AU и пропорциональный ему корректирующий сигнал U4, а выходной сигнал 14 СМ будет равен сигналу Un 3C 16. Отсюда вытекает, что в моменты выстоев скорость вращения Я электродвигателя 12 определяется только сигналом 14 ЗС 16.

В процессе качательного движения копировального суппорта 3 сигналы Ut и 1 4 отличны от нуля. Если сигнал модуля фактической скорости качания Uq меньше (больше) задающего сигнала U, то СЭ 22 выдает положительный (отрицательный) по своему значению сигнал отклонения AU=

= U — Uz. В соответствии со знаком сигнала отклонения AU пропорциональный ему корректирующий сигнал U увеличивает (уменьшает) управляющий сигнал V>=

= Uo+ U4. В результате увеличиваются (уменьшаются) скорость вращения Й„электродвигателя 12 и зависящая от нее скорость врагцения О, шпинделя 9 (задающая подача). В свою очередь увеличение (уменьшение) скорости вращения шпинделя

О, приводит к соответствующему измене1328175

12

9

9 нию скорости качания 9» копировального суппорта 3. Одновременно с увеличением (уменьшением) скорости качания 9» соответственно изменяется сигнал Ь и пропорциональный его модулю сигнал U3. Поэтому значение сигнала отклонения AU стремится к нулю, а скорость качания 0» — к заданному по выбранному закону значению.

Таким образом, достигается изменение скорости качания копировального суппорта по выбранному закону.

Для обработки второго кулачка 27 стол 6 перемещают (в плоскости фиг. 1) так, чтобы установить этот кулачок против шлифовального круга 2, а копирный ролик 10 вводят в контакт с соответствующим копиром 8. При включении вращения шпинделя 9 шлифовальный круг 2 формирует на кулачке 27 профиль, аналогичный профилю копира 8.

Обрабатываемые кулачки 26 и 27, будучи взаимно сопряженными по условию геометрического замыкания имеют равные значения максимального и минимального радиусов. Следовательно, предельные значения угла качания у копировального суппорта (фиг. 2, в крайнем левом и крайнем правом его положениях) при обработке обеих .кулачков также равны. Это позволяет при обработке кулачка 27, несмотря на другой профиль»а участках подьема и опускания, использовать для формирования сигнала Ui, задаю1цего закон изменения скорости формообразующего (качательного) движения копировального суппорта, тот же участок профиля задающего кулачка 17, который используется и при обработке кулачка 26.

Процесс отработки этого сигнала при обработке кулачка 27 не отличается от описанного выше при обработке кулачка 26.

Поэтому формообразуюгцее движение копировального суппорта при обработке кулачка 27 происходит по такому же закону, что и при обработке кулачка 26.

Формула изобретения

Копировально-шлифовальный станок, содержащий инструментальную бабку с механизмом поперечной подачи, копировальный суппорт маятникового типа, установленный с возможностью качания относительно стола станка, блок копиров, жестко установленный на шпинделе копировального суппорта с возможностью контакта с копирным роликом, регулируемый электродвигатель с тахогенератором и тиристорным преобразователем, связанный механической передачей со шпинделем копировального суппорта, жестко закрепленный на оси качания копировального суппорта задающий кулачок и установленный на столе датчик радиуса, чувствительный элемент которого имеет возможность взаимодействия с профилем задающего кулачка, отличающийся тем, что. с целью упрощения конструкции и расширения технологических возможностей для

20 обработки двухдисковых комплектов кулачков с взаимно сопряженными по условию геометрического замыкания профилями при заданном законе изменения скорости формообразующего движения копировального суппорта, он снабжен датчиком скорости качания, формирователем модуля сигнала скорости качания, сравнивающим элементом, усилителем сигнала отклонения, задатчиком скорости электродвигателя и сумматором, причем датчик скорости качания установлен на столе станка, его чувствительный элемент соединен с осью качания копировального суппорта, выход датчика скорости качания через формирователь модуля сигнала скорости качания соединен с вычитаюгцим входом сравнивающего элемента, выход датчика радиуса соединен с суммирующим входом сравнивающего элемента через усилитель сигнала отклонения и выход задатчика скорости электродвигателя соединены с соответствующими входами сумматора, а выход последнего подключен к управляющему входу тиристорного преобразователя.

1О г

Zf

Фиг.2

Составитель В. Алексеенко

Редактор Г. Волкова Техред И. Верее Корректор М. Шароши

Заказ 3435/19 Тираж 714 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7K — 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4