Двухкоординатный графопостроитель для вычерчивания траектории движения фрезы металлорежущих станков с числовым программным управлением

, ж фЕ. ячбавяЛиЮей Ч Ь А О П Союз Советских Социалистических Республик.0878 (21) 2660917/18-24 22) Заявле с присоединени (23) ПриоритетОпубл иков Дата опубл ем заявки 80но 15,12.80. Бюллетень Мо 46 кования описания 15.12 ВО 6 К 15/22 Государственный комитет СССР по делам изобретений н открытиИ) УДК 681,327. 11 (088 8) 2) Авторыизобретен и Г.С. Сырнев и В.В. Баглае 71) Заявит 4) ДВУХКООРДИНАТНЫИ ГРАФОПОСТРОИТЕЛЬДЛЯ ВЫЧЕРЧИВАНИЯ ТРАЕКТОРИИ ДВИЖЕНИЯ ФРЕЗЫМЕТАЛЛОРЕЖУЦИХ СТАНКОВ С ЧИСЛОВЫМПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ Изобретение предназначено дляиспользования в системах преобразования числовой информации в графическую при обработке информации на электронных вычислительных машинах в качестве выходного чертежного устройства, главным образом, при графическом контроле управляющих прог- грамм дляметаллорежущих станков с числовым программным управлением, преимущественно вертикально-фрезерных и многооперационных станков типа обрабатывающий центр.Известны двухкоординатные графопостроители, которые содержат основание с планшетом и регистрирующий узел с пишущим элементом, установленный с возможностью перемещенияпо планшету 1),2 и 3).;Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является двух- координатный графопостроитель для вычерчивания, например, траектории движения фрезы металлорежуцих станков с числовым программным управлением, содержащий основание с установленным на нем планшетом, регистрирующий узел с основньм пишущим элементом, связанный штангами с каретками, установленными с воэможностью перемещения на двух горизонтальных идвух вертикальных направляющих, жес;тко закрепленных на основании, и механизм суммирования движений центраи образующей фрезы, который выполнен в виде кривошипного привода, сообщающего планшету равномерно-поступательное движение в его. рабочейплоскости по круговой траектории(чем имитируется движение образующей фрезы относительно ее центра),в то время как регистрирующий узелс пишущим элементом при воспроизведении проверяемой программы перемец 1 ается относительно неподвижногооснования по траектории, воспроизводящей с учетом выбранного мас"штаба изображения) истинную траекторию движения центра фреэы по программе. В .результате этого графическоеизображение траектории движения рабочего органа станка по программе,вычерчиваемое на этом графопостроителе, представляется в виде непрерывной линии, показывающей траекто"рию движения центра фреэы и наложенного на эту линию (на всем ее протяжении или только на отдельных, заранее выбранных участках) иэображения результирующей траектории движения образующей Фрезы н процессе движения центра фрезы по программе.При этом ширина этой дополнительнойспиралеобразной линии изображает собой (в выбранном масштабе) истиннуюширину фреэерования (соответственноистинную Форму и размеры контураобрабатываемой детали), чем и обеспечивается повышение наглядностиполучаемого графического изображенияи суцественное облегчение его последующего визуального анализа и размерного контроля. указанный принципсуммирования двух движений с помощью кривошипного привода успешно осуществляетсяпрактически, не вызываякаких-либо конструктивных и технологических трудностей в процессе егореализации, при относительно малыхразмерах подвижного планшета (например, не более 750 " 580 мм) и успешйо решает задачу получения графических изображений првышенной наглядности соответствуюцих размеров 3.Однако применение этого принципав конструкциях днухкоординатных графопостроителей с планшетами болеекрупных размеров (до 20003000 мми более) связано с определеннымитрудностями, нызванными тем, что сувеличением размеров подвижных частей (т.е. самого планшета и подвижных деталей механизма кривошипногопривода)соответствдЬно возрастаети их масса и обусловленные ею инерционные нагрузки, для уменьшения влияния которых на работоспособностьвсего устройства требуется повышениежесткости всей конструкции, возникает необходимость н применении более мощного привода, в ограничени(скоростей движения и т.д., что ведет к усложнению и резкому удорожанию всей конструкции, не гарантируяпри этом ее высокой работоспособности.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей графопостроителя при упрощении его конструкции.Поставленная цель достигается тем,что графопостроитель содержит дополнительный пишущий элемент, а механизм суммирования движений центра и образующей фрезывыполнен в виде планшайбы, установленной на реГИ- стрирующем узле с возможностью фиксирования осевого перемещения, например, с помощью электромагнита, расположенной соосно с основным пишущим элементом и связанной с приво-, дом ее вращения, дополнительный пишущий элемент установлен на планшайбе эксцентрично относительно осноннО- го с возможностью регулировки радиального положения, кроме того, тем, что привод вращения планшайбы выполнен в ниде одноступенчатого редуктора с многоскоростным электродвигателем.На фиг.1 показана принципиальная схема предлагаемого графопостроителя; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1.Графопостроитель состоит из основания 1 с установленным на нем планшетом 2, регистрирующего узла 3 с основным пишущим элементом 4, связанным штангами (вертикальными) 5 и (горизонтальными) 6 с каретками 7, установленными с возможностью перемещения на двух горизонтальных 8 и 9 и двух вертикальных 10 и 11 направляющих, жестко зекрепленных на основа 5 1060 65 выключение электродвигателя и электромагнита,Подготовка предлагаемого графопостроителя к работе включает в себя установку дополнительного пишущегоэлемента 26 на требуемую величину нии 1, механизма суммирования движений центра и образующей фрезы, выполненного в виде планшайбы 12 ус 15 тановленной на регистрирующем узле3 с возможностью фиксирования осевого перемещения, например, с помощьюэлектромагнита 13, расположенной соосно с основным пишущим элементом 420 и связанной с приводом ее вращения,выполненным в виде одноступенчатого редуктора, расположенного внутрикорпуса 14 и состоящего из ведущей15 и ведомой 16 шестерен, ведомаяшестерня 16 закреплена на полом шпинделе 17, а ведущая 15 - на приводном валу 18 многоскоростного электродвигателя 19.Планшайба 12 закреплена на конце выступающего из корпуса 14 полоЗО го шпинделя 7, помещенного с возможностью осевого перемещения в цапфе 20, выполненной в дне корпуса 14.Полый шпиндель 17 подпружинен н напранлении рабочей плоскости планшета35 посредством пружины 21. Планшайбы12 представляет собсй диск со сквозным, диаметрально выполненным пазом, в котором помещена с возможностью перемещения ползушка 22, поло 40 ние которой регулируется с помощьюмикрометрического винта 23, зафиксированного в осевом направлении посредством планки 24, закрепленной напланшайбе 12.,Ползушка 22 снабженаотверстием для размецения и креплениявинтом 25 дополнительного пишуцегоэлемента 26, который располагаетсяпараллельно и эксцентрично относительно основного пишущего элемента 4, подпружиненного посредством50 пружины 27 в направлении рабочейплоскости планшета 2,Графопостроитель снабжен системой (на чертеже не показана) ручного и автоматического включения элек 55тродвигателя 19 и электромагнита 13При этом система автоматическоговключения основывается на использовании любых технологических командпроверяемой программы н качестве исполнительных команд на включение и788131 10 20 30 35 40 45 50 Формула изобретения радиуса (равного радиусу фрезы дляконкретной контролируемой программы - с учетом выбранного масштабаиэображения) с помоцью микрометрического винта 23 и переключения электродвигателя 19 на выбранную ступень скорости врашения, например, наиболее близкую к. скорости вращения шпинделя станка по данной программе. Графопостроитель работает следую-щим образом.До начала воспроизведения контролируемой программы включают электродвигатель 19 и электромагнит 13, Электродвигатель 19 через шестерни 15,16 приводит во вращение полый шпиндель 17 с планшайбой 12, несущей на себе дополнительный пишущий элемент 26, а электромагнит 13 притягивает к себе полый шпиндель 17 с планшайбой 12 и пишуцим элементом 26, выводя последний из соприкосновения с рабочей плоскостью планшета 2. При воспроизведении контролируемой программы основной пишущий элемент 4 при перемецении регистрирующего узла 3 вычерчивает на планшете 2 траекторию движения рабочего органа станка по программе в виде функции У =Й (х), т,е. в виде совокупности отрезков прямых линий и дуг окружностей как и обычно. При вычерчивании заранее выбранных (представляюших наибольший интерес для последуюшего визуального анализа и размерного контроля) участков контролируемой траектории выключают (вручную или автоматически, в зависимости от выбранного способа управления) электро, магнит 13, в резуль,тате чего полыйшпиндель 17 с планшайбой 12 поддействием пружины 21 движется вниздо соприкосновения дополнительногопишущего элемента 26 с рабочей плоскостью планшета 2, после чего на планшете 2 вычерчивается не только упо,мянутая линия в виде функции У =Е(х), но и симметрично расположенная относительно ее спиралеобразная линия, показывающая ширину фрезерования на данном участке траектории, равно как и граничные (касательные к этой спирали) линии, обозначающие действительное положение контура обрабатываемой детали.Тем самым вычерчиваемая на.планшете спиральная линия наглядно показывает зону обработки, перекрываемую 55 концевой (или торцовой) фрезой. В результате этого наглядность полученного графического изображения повышается и последующий визуальный и размерный анализ этого иэображения максимально упрощается, посколькуЬО края спирали показывают истинный размер обрабатываемого контура детали (при контурном фрезеровании), а при торцовом фрезеровании величина наложения краев смежных спиралей друг на 65 друга показывает истинную величину и достаточность перекрытия фреэой соседних зон при многопроходной обработке карманов, выборок и т.пэлементов.При переходе графопостроителя к вычерчиванию тех участков траектории движения рабочего органа станка по программе, которые не представляют особого интереса для последуюшего анализа, производят включение (вручную или автоматически) электромагнита 13, который притягивает к себе полый шпиндель 17 с планшайбой. 12 и пишуцим элементом 26, выводя тем самым пишущий элемент 26 из контакта с рабочей плоскостью планшета 2. В результате чего продолжает работу только один (основной) пишуший элемент 4, который вычерчивает в виде линии траекторию движения центра фрезы, как и обычно. Врашение план- шайбы 12 в этот период может быть также выключено.По окончанию воспроизведения контролируемой программы выключают привод вращения планшайбы, снимают с планшета 2 лист бумаги (на чертеже не показан) с полученным графическим изображением траектории движения рабочего органа станка по программе, после чего выключают электромагнит привсда выключения второго пишущего элемента. На этом цикл работы графопостроителя заканчивается.Применение системы независимого включения и выключения электродвигателя привода планшайбы и электромагнита выключения дополнительного пишуцего элемента обеспечивает широкую универсальность применения описанного графопостроителя, позволяет использовать его как в режиме работы только основного пишущего элемента (как и обычные координатографы), так и в комбинированном режиме работы, т.е. с включением в работу второго пишушего элемента. В процессе воспроизведения любой контролируемой программы возможно многократное переключение режимов работы графопост.роителя. Введение второго (дополнительного) пишуцего узла и иного выполнения механизма суммирования движений центра и образующей фрезы позволяет расширить функциональные возможности графопостроителя и в то же время упростить его конструкцию. 1, Двухкоординатный графопостроитель для вычерчивания траектории движения фрезы металлорежущих станков с числовым программным управлением, содержац 1 ий основание с установленным на нем планшетом, регистрирующий узел с основным пишуцим элементом, связанный штангами с каретками, установленными с возможностью перемещения на двух горизонтальных и двух вертикальных направ-.ляющих, жестко закрепленных на основании, механизм суммирования двнжений,центра и образующей фрезы,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью расширения функциональныхвозможностей графопостроителя нри упрощении его конструкции, он содержитдополнительный пишущий элемент, амеханизм суммирования движений центра и образующей фреэы выполнен в ви-,де планшайбы, установленной на регистрирующем узле с воэможностьюфиксирования осевого перемещения,например, с помощью электромагнита,расположенной соосно с основным пишущим элементом и связанной с приводом ее вращения, дополнительный пишущий элемент установлен на планшайбе эксцентрично относительно основного с возможностью регулировки радиального положения,2. Графопостроитель по п.1, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что привод вращения планшайбы выполнен в виде одноступенчатого редуктора с многоскоростным электродвигателем. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка Франции Р 2118997,кл, 6 06 К 15/00 (6 05 Р 3/00),рпублик. 1972,2. Васманов В.В. Приборы для ма 5 тематической обработки и построениякривых. М., Машиностроение, 1973,с. 13-33,3, Патент Франции 9 1258933,кл. 0 8 С, опублик. 1961 (прототип 1.4/57 Тираж 751 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Вака Филйал ППП фПатент, г. ужгород, ул. Проектная, 4 Составитель А. ОТехред М. Рейвес лова Корректор И