Электромеханическое зажимное устройство

 

Использование: в станкостроении, а именно в устройствах для центрированной установки деталей на металлорежущих станках. Сущность изобретения: устройство содержит корпус 1, по направляющим которого перемещаются ползуны с закрепленными на них зажимными губками. Ползуны установлены на гайках планетарной ролико-винтовой пары с правой и левой резьбой, приводимой от электродвигателя. Приводной конец ходового винта ролико-винтовой пары размещен в дополнительном корпусе, который установлен на направляющих основного корпуса с возможностью установочных перемещений вдоль оси ходового винта с помощью регулировочного винта с кольцевой канавкой и с гайкой, закрепленной на дополнительном корпусе. Регулировочный винт установлен в основном корпусе и ограничен от осевого перемещения фиксатором, радиальная выемка которого соответствует радиусу кольцевой канавки регулировочного винта. Электродвигатель связан с блоком управления, включающим контуры регулирования по усилию и по скорости. 1 з. п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к станкостроению, а именно к устройствам для центрированной установки деталей на металлорежущих станках.

Известны зажимные устройства, в корпусах которых размещены зажимные элементы, перемещаемые с помощью винта с правой и левой резьбой, приводимого в движение от электродвигателя [2] Однако в этих устройствах механизм зажима выполнен в виде обычной пары трения винт-гайка, приводимой от электродвигателя без стабильного усилия зажима, что не позволяет осуществлять точное регулирование усилия зажима детали. Кроме того, в устройствах [1, 2] отсутствует предварительная ориентация оси зажима губок относительно оси инструмента, а в другом известном устройстве (см. Автоское свидетельство N 776846) при выставке зажимных призм относительно оси инструмента трудно учитывать суммарную погрешность изготовления отдельных элементов звеньев механизма, что также приводит к значительным погрешностям механической обработки деталей.

Наиболее близким по конструкции к предлагаемому устройству является самоцентрирующее зажимное устройство [3] принятое за прототип. Это устройство содержит корпус, по направляющим которого перемещаются ползуны с закрепленными на них зажимными губками, установленные на гайках ходового винта с правой и левой резьбой, один конец которого связан с электродвигателем.

Недостатком этого устройства является то, что механизм зажима выполнен в виде обычной пары трения винт-гайка, которая приводится от электродвигателя, что не позволяет осуществлять точное регулирование усилия, передаваемого на зажимные губки, что может привести при установке тонкостенных деталей к их деформации. Кроме того, в этом устройстве нет механизма ориентации оси зажима губок относительно оси инструмента, а из-за конструктивно нежесткой связи качающихся рычагов трудно осуществлять точную выставку оси зажима губок относительно осей обрабатывающих головок.

Задача изобретения повышение точности обработки детали.

Технический результат, получаемый при осуществлении изобретения точное регулирование усилия зажима и быстрая ориентация детали относительно инструмента.

Для этого в электромеханическом зажимном устройстве, содержащем ползуны с закрепленными на них зажимными губками, расположенные на гайках винтовой передачи механизма зажима, установленных на ходовом винте с правой и левой резьбой, ползуны кинематически связаны с электродвигателем и установлены с возможностью перемещения по выполненным на корпусе направляющим, согласно изобретению винтовая передача механизма зажима выполнена планетарной роликовой, на гайках которой установлены ползуны, при этом конец ходового винта передачи, связанный с электродвигателем, расположен в дополнительно введенном корпусе, установленном на направляющих основного корпуса с возможностью установочных перемещений от дополнительно введенного механизма ориентации, выполненного в виде регулировочного винта с кольцевой канавкой и фиксатора, расположенного в выполненном в основном корпусе прямоугольном пазу с возможностью взаимодействия с регулировочным винтом, при этом в фиксаторе выполнена радиальная выемка, соответствующая радиусу кольцевой канавки регулировочного винта, а электродвигатель связан с введенным в устройство блоком управления двигателем по скорости и по усилию.

Блок управления содержит контур регулирования по скорости и контур регулирования по усилию, входы которых связаны с выходами соответствующих задатчиков, а выходы с входом элемента переключения контуров, а также датчики положения ползунов, выходы которых через логический элемент связаны с входом элемента переключения контуров, выход которого связан с электродвигателем.

Снабжение электродвигателя блоком управления, содержащим контуры регулирования по скорости и по усилию с элементом переключения контуров и контролирование диапазона перемещений через датчики положения, связанные через логический элемент с элементом переключения контуров, позволяет, задавая определенные значения тока в зависимости от особенностей обрабатываемых деталей, достичь точных требуемых усилий зажима независимо от допусков размеров детали и поддерживать их в процессе обработки, отключая при этом двигатель и включая тормоз, сохраняющий прикладываемое усилие сжатия.

Снабжение устройства механизмом ориентации оси зажимных губок относительно оси инструмента позволяет с высокой точностью совместить ось обработки с осью инструмента, что также повышает точность обработки детали.

На фиг. 1 изображен продольный разрез устройства в положении зажима детали; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1 (увеличено); на фиг. 3 механизм ориентации оси зажима относительно оси инструмента (выноска I на фиг. 1, увеличено); на фиг. 4 сечение Б-Б на фиг. 1 (увеличено); на фиг. 5 - функциональная схема управления электродвигателем.

Электромеханическое зажимное устройство состоит из корпуса 1, по направляющим которого перемещаются ползуны 2 и 3 с закрепленными на них зажимными губками 4 и 5, расположенные на гайках 6 и 7 планетарной ролико-винтовой пары с правой и левой резьбой. Ползуны 2 и 3 кинематически связаны с электродвигателем 8 и установлены с возможностью перемещения по выполненным на корпусе направляющим. Электродвигатель 8 жестко взаимосвязан с приводным концом ходового винта 9 ролико-винтовой пары через муфту 10 и установлен соосно с ним. Приводной конец ходового винта 12 размещен в дополнительном корпусе 11, который установлен на направляющих основного корпуса 1 с возможностью установочных перемещений вдоль оси ходового винта 9 от механизма ориентации оси зажимных губок 4 и 5 относительно оси инструмента (см. фиг. 2 и 3), выполненного в виде регулировочного винта 12 с кольцевой канавкой и с гайкой 14, закрепленной на дополнительном корпусе 11. Регулировочный винт 12 установлен в основном корпусе с помощью плиты 15 и ограничен от осевого перемещения фиксатором 16, выполненным с радиальной выемкой 17, соответствующей радиусу кольцевой канавки 13 регулировочного винта 12. Фиксатор 16 размещен в пазу прямоугольного сечения 18 основного корпуса 1.

Электродвигатель снабжен тормозом 20 и связан с блоком управления, включающим два контура: контур 21 регулирования по скорости, вход которого связан с выходом задатчика скорости 22, и контур 23 регулирования по усилию (по току), вход которого соединен с выходом задатчика тока 24, а также элемент переключения контуров 25.

Диапазон перемещения ползунов 2 и 3 контролируется двумя датчиками 26 и 27, выходы которых через логический элемент 28 связаны с входом элемента переключения контуров 25, выход которого связан с электродвигателем 8.

Электромеханическое зажимное устройство работает следующим образом.

Сначала производится выставка оси зажима губок относительно оси инструмента (не показан). Для этого вращением регулировочного винта 12 гайка 14, которая жестко взаимосвязана с дополнительным корпусом 11 (жесткая кинематическая система, состоящая из гайки 14, дополнительного корпуса 11, электродвигателя 8, ролико-винтовой пары, ползунов 2 и 3 с зажимными губками 4 и 5), перемещается вдоль оси ходового винта 9 до совмещения оси обработки с осью инструмента. После совмещения осей регулировочный винт 12 фиксируется с помощью фиксатора 16, при этом фиксатор 16 радиальной выемкой 17 входит в кольцевую канавку 13 фиксатора 16 и с помощью двух гаек 30 и 31 фиксируется в этом положении. Такой регулировкой добиваются высокой точности при выставке осей зажима и обработки.

Сигнал на работу зажимного устройства поступает от датчика исходного положения 26 на обмотку тормоза 20 двигателя 8 (растормаживается двигатель) и на включение первого контура регулирования по скорости 21. В этот момент времени рука манипулятора (не показана) с заготовкой 29 находится в позиции установки детали 29. Затем электродвигатель передает вращение ходовому винту 9 и далее через гайки 6 и 7 сообщает движение ползунам 2 и 3, которые перемещаются навстречу друг другу до промежуточной зоны зажима, ограниченной вторым датчиком 27. При срабатывании датчика 27 двигатель 8 отключается. После этого обрабатываемая деталь 29 устанавливается в зажимных губках и срабатывает элемент переключения контуров 25, переключающий управление двигателя на второй контур 23 регулирования по усилию (по току). Включается двигатель 8 и происходит дальнейшее перемещение ползунов 2 и 3 с зажимными губками 4 и 5, при этом обрабатываемая деталь 29 сжимается с определенным усилием, установленными задатчиком тока 24. После истечения некоторого времени (3 4 с), достаточного для стабилизации усилия, двигатель 8 отключается, срабатывает тормоз 20, сохраняющий прикладываемое усилие сжатия. Разжим происходит в обратном порядке.

Высокая точность планетарной ролико-винтовой пары, постоянный крутящий момент на двигателе, возможность регулирования усилия зажима обеспечивают плавность работы устройства, высокую точность центрирования детали, а также позволяют использовать это устройство без применения дополнительного редуктора и механизмов самоторможения.

Формула изобретения

1. Электромеханическое зажимное устройство, содержащее ползуны с закрепленными на них зажимными губками, расположенные на гайках винтовой передачи механизма зажима, установленных на ходовом винте с правой и левой резьбой, при этом ползуны кинематически связаны с электродвигателем и установлены с возможностью перемещения по выполненным на корпусе направляющим, отличающееся тем, что винтовая передача механизма зажима выполнена планетарной роликовой, на гайках которой установлены ползуны, при этом конец ходового винта передачи, связанный с электродвигателем, расположен в дополнительно введенном корпусе, установленном на направляющих основного корпуса с возможностью установочных перемещений от дополнительно введенного механизма ориентации, выполненного в виде регулировочного винта с кольцевой канавкой и фиксатора, расположенного в выполненном в основном корпусе прямоугольном пазу с возможностью взаимодействия с регулировочным винтом, при этом в фиксаторе выполнена радиальная выемка, соответствующая радиусу кольцевой канавки регулировочного винта, а электродвигатель связан с введенным в устройство блоком управления двигателем по скорости и по усилию.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что блок управления содержит контур регулирования по скорости и контур регулирования по усилию, входы которых связаны с выходами соответствующих задатчиков, а выходы с входом элемента переключения контуров, а также датчики положения ползунов, выходы которых через логический элемент связаны с входом элемента переключения контуров, выход которого связан с электродвигателем.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5