Устройство для автоматическогопозиционирования поперечины

Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 10.03.81(51) Ч.Кл.з В 23 О 2300 Государственный комитет по делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ ПОП ЕРЕЧ И НЫИзобретение относится к станкостроению и может быть использовано в координатно-расточныхкоординатно-шлифовальных станках, координатно-измерительных машинах портального типа.Известно устройство для автоматического позиционирования поперечины, например, в станках портального типа, предназначенное для обеспечения параллельности поперечины и стола, состоящее из датчиков положения шпиндельной бабки на г оперечине, усилительно-преобразовательных элементов и силовых исполнительных механизмов, воздействующих на ходовые ви,цты по,перечины (1. Это устройство обладает значительным недостатком, так как лрн позиционировании поперечины относительно стола оно решает задачу компенсации перекоса поперечины с учетом лищь одного из конкретных факторов, влияющих на перекос - деформации ходовых винтов при перемещении шпиндельной бабки на поперечине, но при этом не компенсируется влияние других существенных возмущений: износа подшипников, неидентичности ходовых винтов и гаек, погрешностей изготовления элементов кинематической цепи привода поперечины и др. Известно также устройство для автоматического позиционирования поперечины, содержащее два датчика уровня, раслоложениые на поперечцне,и столе станка, блок сравнения и исполнительный двигатель, связанный с поршнями управляющих гцдроцилиндров. При этом поршневые полости соединены с установленными,под базовые торцы ходовых, винтов поперечины 1 О гидравлическими опорами, выполненнымив виде замкнутых камер с рабочей жидкостью, каждая из которых образована корпусом стойки и уступом подвижной опоры 12.15 Недостаток этого устройства заключается в том, что при перемещении подвижной опоры относительно корпуса стойки в пх подвижном соединении возникают силы 20 трения, приводящие к нарушению плавности ц устойчивости движения подвижной опоры. Это, в свою очередь, обуславливает возникновение фрнкционных колебаний (скачков), ампл(итуда которых превышает 25 допустимую величину точности позиционирования поперечины. Кроме того, неизбежны утечки рабочей жидкости в подвижных соединениях опора - стойка, что снижает надежность устройства для автома тического позиционирования поперечины,Целью изобретония является повышение точности и надежности устройства.Указанная цель достигается тем, что в устройстве для автоматического позиционирования поперечины, например, в станках портального типа, содержащем, напримср, два датчика уровня, расположе 1 ные на попереч 1 ине и столе станка, блок сравнения, усилитель, электрогидропреобразователь и гидравлические исполнительные элементы для микроперемещений подвижных опор ходовых винтов, пол,вижная опора ходового виконта поперечины установлена с зазором относительно ее,направляющих, а гидравлический исполнительный элемент выполнен в виде упругой гидрокамвры, ,разделяющей гидравлический тракт, заполненный рабочей жидкостью, и подвижную опору ходового ви 1 нта.Предпочтительно, чтобы гидрокамера была выполнена пз эластичного элемента, герметично соединенного с жестким основанием, и котором расположены отверстия для подвода -и отвода рабочей жидкости.На фиг. 1 изображен ста 1 нок с устройством для автоматического позиционирова,ния поперечины, общий вид; на фиг, 2 - разрез Л - Л фиг. 1.Станок содержит станину 1, стол 2, стойки 3, 4, поперечину 5 и шпиндельную бабку 6. Ходовые визиты 7, 8 предназначены для перемещения поперечины 5 по нанравляющим стоек 3, 4. Устройство для автоматического позпцион 1 ирования поперечины 5 состоит из датчиков 9, 10 уровня, ,например, маятникового типа, расположенных в столе 2 и поперечине 5, блока 11 сравнения, усилителя 12,мощности и электрического двигателя 13, например двухфазного асинхронного двигателя, вал которого через винты 14, 15 сочленен с плунжерами 16, 17. Полости 18, 19, заполненные рабочей кидкостью, через трубопроводы 20, 21 соединены с двммя соответств 1 оц 11- м гидрокамерами 22,Гидрокамера 22 образована эластичным элементом 23, например, выпол:енным из 1 резины и имеюцим П-образное поперечное сечение, Для предотвращения утечек рабочей жидкости элемент 23 посредством его отбортовок 24, 25 и 1 прижимного кольца 26 герметично соединен с жестким основанием 27,винтами 28, В основании 27 выполнены отверстия 29, предназначенные для подвода и отвода рабочей жидкости и вытеснения воздуха из гидрокамеры 22. При этом основание 27 крепится к связанному со стойкой 3 корпусу 30 винтами 31 через лрокладку 32, Для обеспечен 1 ия возможности упругих дефорьмаций гидрокамеры 22 только в осевом направлении последняя размещеа в вамкнутом объеме, образованном основанием 27, корпусом 30 втул,кой 33 и подвижной опорой 34 на ксторой 5 1 О 15 20 25 зо 35 40 45 =О 55 бО 65 через упор нь 1 п подш 1 пн 1 к 35 уста новле: оазовый торец 36 ходового винта 7. При этом втулки 33 и 37 служат для ограничения хода опоры 34 при ее м 1 икроперемеще 11 иях. Между подвнжной опорой 34 и боковыми поверхностями корпуса 30 и втулки 33, являющимися направляющими по отношению к опоре 34, выполнены зазоры 38, 39, наличие которых предотвращает воз можносгь возникновения оил трения между опорой 34 и ее направляющими. Конструкция другой гидрокамеры 22, предназначенной для микроперемещений ходового винта 8, аналогична опсаной выше,Устройство работает следующим образом.Предварительно, при наладке станка, производится выверка параллельности попереч 1 ины 5 и стола 2, При этом осуществляется настройка датчиков 9, 10 уровня таки 1 м образом, чтобы их показания были одинаковыми, т. е. сигнал на выходе блока 11 сравнения был равен нулю. Далее в процессе эксплуатации станка возникает нарушение параллельности поперечины 5 и стола 2 (например, из-за различя упругих деформаций ходовых ви 1 нтов 7, 8 при перемещении шлиндельной бабки 6 по направляющим поперечины 5, из-за перевалки стола 2 при его движении по направляюцим станины 1 и т, д.). При этом показания датчиков 9, 10 уровня становятся различными, и на выходе блока 11 сравнения возникает разностный сигнал, который после усиления в усилителе 12 мощности поступает на двигатель 13, приводящий во вращение винты 14, 15. Вращение винтов 14, 15 вызывает перемещение обоих плунжеров 16, 17 в одинаковом направлении, з результате чего объем одной полости, нанри 1 мер, полости 18, уменьшается, а объем другой полости 19 увеличивается. Уменьшение объема полости 18 приводит к вытеснению рабочей жидкости в соответствующу 1 о гидрокамеру 22, эластичный элемент 23 которой упруго деформируется в осевом направлении и перемещает вверх опору 34 ходового винта 7. Увеличение объема полости 19 приводит к поступлению в нее рабочей жидкости из другой гидрокамеры 22 и сопровождается перемещением вниз опоры 34 другого ходового винта 8, Таким образом, движение концов поперечины 5 в протвополоных направлениях лроисходит доех пор, пока сигнал на выходе блока П сравнения не станет равным нулю, т. е, пока поперечина 5 не займет положение, параллельное зеркалу стола 2. При этом за счет наличия зазоров 38, 39, предотвращающих трение в подвижном соединении опоры 34 с корпусом 30 и втулкой 33, исключается, возможность возникновения фр 1 икционных колебаний и достигается плавность и устойчивость движения попе 810441речины 5, что позволяет осуществить позиционирование последней с высокой точностью. Одновременно описанное конструктивное выполнение камеры 22 предотвращает возможность утечек рабочей жидкости в подвижном соединении опоры 84 с корпусом 30 и втулкой 33 и обеспечивает надежность устройства для автоматического позиционирования поперечины 5,Использование устройства позволяет с высокой точностью и надежностью обеслечить позиционирование поперечины в условиях действия различных возмущений.Формула изобретения1. Устройство для автоматического позиционирования поперечины, например, в станках портального типа, содержащее, например, датчики уровня, расположенные на поперечине и столе станка, блок сравнения, усилитель, электрогидропреобразователь и гидравлические исполяительные элементы для микроперемещений подвижных опор ходовых винтов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и,надежности, подвижная опора ходового винта поперечины установлена с зазором отаосительно,ее напр авля ющих, а гидр а влический исполнительный элемент выполнен в виде упругой пидрокамеры, разделяющей заполненный рабочей жидкостью гидравличе.ский тракт и подвижную олору ходового 1 О винта.2, Устройство по п. 1, отли ч а ю ще- ес тем, что гидрокамера образована эластичным элементом, герметично соединенным с жестким основанием, в,котором вы полнены отверстия для подвода и отводарабочей жидкости. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:201. Патент Швейцарии405880, кл.49 а, 5601, опуб,тик. 1972. 2. Авторское свидетельство СССР557883, кл. В 23 Р 7/04, 1977.. пред. Патент каз 218(227 Изд.220ПО Поиск Государственного комитета13035, Москва, Ж-З 5,Тираж 784 Подписное ССР по делам изобретений н открытий атшская наб д 4/5