Фрезерный станок с программным управлением

ПАТЕН Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(6) Кабанцов Владимир Николаевич(57) Использование: изобретение относится к металлорежущим станкам и предназначено для нарезания пазов на телах вращения сложного профиля,Сущность изобретения: фрезерный станок с программным управлением содержит основание 1, накотором установлен продольный стол 2, вертикальную стойку 6, несущую поворотную фрезерную головку 8 и базу 25 сравнения глубины резания,смонтированный на продольном столе 2 поворотныйстол 5, электропривод 16 вращения фрезы 45, уп 09) Ю по 3 ООШО С(51) Я В 23 1 Я ОО равляемые по программе электроприводами 17 и 18 относительного перемещения фрезы и обрабатываемой детали планетарно-червячный редуктор 11, пульт управления 19, УЧПУ 20, устройство активного контроля линейного размера, выполненное в виде первого 21 и второго 22 преобразователей линейных перемещений, связанных электрически с формирователем 23 сигнала управления и передаточного механизма 24, базы сравнения 25 глубины резания, к входу УЧПУ 20 подключено устройство контроля 26 повреждения режущего инструмента, электрически связанное а излучателем 9 и приемником 10, которые закреплены на фрезерной головке 8 с противоположных сторон режущего инструмента и оптически связаны друг с другом и с реле 2 протока ССХС 1 зл ф-лы,4 ил.25 35 40 УЧПУ Изоор-;: ение касается металлорежущих . гьч ков и предназначено для нарезания па-пе,;а гелах вращения сложного профиля,Известен фрезерный станок ГФ, который содержит основание, на котором усгановлен поворотный стол, вертикальную стойку, несущую фрезерную головку и гидросистему управления фрезерной головкой.В качестве устройства для обнаружения неисп равности инструмента используется шток и концевой выключатель, который срабатывает при повышенной вибрации фрезерной головки.Известен фрезерный станок с программным управлением, каторый содержит основание, установленный на нем продольный стол с передачей винт-гайка, вертикальную стайку, несущую поворотную фрезеоную голому и базу сравнения глубины резания, смонтированный на продольном столе поворотный стол, электропривод вращения фреды, электроприводы относительного пе;е егнения фрезы и обрабатываемой детаи, управляемые по программе, устройство ;, гивного контроля УАК) глубины резания, зпектропривод коррекции перемещения и родоп ь ного стола, управляемый (УАК) ипланетарно-червячный редуктор с двумявходным л червячными парами.1 1 едостатком указанного станка является то, что реле перегрузки - устройство инерционное, вследствие чего для обнаружения момента поломки режущего инструмента требуется определенное время, в течение которого возможно повреждение детали. К тому же реле перегрузки нечувствительно к небольшим повреждениям инструмента.Целью изобретения является повышение надежности предотвращения повреждения детали неисправным режущим инструментом. Указанная цель достигается тем, что фрезерный станок с программным управле нием, содержащий основание, на катаром установлен продольный стол, вертикальную стойку, несущую поворотную фрезерную головку и базу сравнения глубины резания, смонтированный на продольном столе поворотный стол, электропривод вращения фрезы, управляемые по программе электроприводы относительно перемещения фрезы и обрабатываемой детали, планетарно-червячный редуктор, пульт управления, устройство числового программного управления УЧПУ), УАК линейного размера, выполненное в виде первого и второго преобразователей линейных перемещений, связанных электрически с формирователем сигнала уп; -;аления и передаточного механизма. базы 5 10 15 сравнения глубины резания, снабжен устройством контроля повреждения режущего инструмента,Устройство контроля повреждения режущего инструмента содержит генератор несущей частоты, регулируемый делитель частоты, первый, второй и третий логические элементы И, первый, второй и третий усилители, прецизионный выпрямитель, интегратор, формирователь прямоугольных импульсов, первый и второй триггеры, элемент И - НЕ, первый и второй счетчики, элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причем выход генератора подключен к входу регулируемого делителя и первому входу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом регулируемого делителя и вторым входам второго элемента И, а выход - с входом первого усилителя, к выходу которого подключен излучатель, выход приемника через последовательно соединенные второй и третий усилители подключен к прецизионному выпрямителю, выход которого соединен с входом интегратора, вход первого триггера соединен со счетным входом второго счетчика и выходом формирователя прямоугольных импульсов, вход которого соединен с выходом интегратора, первый вход второго элемента И соединен с прямым выходом первого триггера, а выход - со счетным входом первого счетчика, выход первого счетчика соединен с первыми входами элементов И-НЕ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, выход второго счетчика - с вторыми входами упомянутых элементов, выход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подключен к входам установки в "0" первого и второго счетчиков, выход элемента И - НЕ соединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключен к выходу реле протока СОЖ, а выход - к входу второго триггера, выход которого соединен с входом Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что предложенный станок отличается наличием электронного устройства для контроля повреждения режущего инструмента, что подтверждает соответствие критерию изобретения "новизна".Сравнение заявляемого технического решения с другими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию"существенные отличия".На фиг,1 изображен схематически станок; на фиг,2 - структурная схема устройства контроля повреждения режущего инструмента; на фиг,З - схема согласующе 200504020 го усилителя; на фиг,4- схема прецизионного выпрямителя с интегратором.Фрезерный станок с программным управлением содержит основание 1, на котором установлен продольный стол 2 с передачей винт 3 - гайка 4, поворотный стол 5, стойку 6 с вертикальной кареткой 7, несущей поворотную фрезерную головку 8 с закрепленными на ней излучателем и приемником 9, 10, планетарно-червячный редуктор 11 с двумя входными червячными парами 12, 13 и 14, 15, привод 16 вращения фрезы, управляемые по программе электро- приводы относительного перемещения фрезы и обрабатываемой детали (показан только электропривод 17 продольного стола), второй, параллельный первому, силовой электропривод 18 продольного стола, пульт управления 19, УЧПУ 20, УАК линейного размера, выполненное в виде первого и второго первичных преобразователей линейных перемещений 21 и 22, связанных электрическими цепями с формирователем 23 сигнала управления и передаточного механизма 24, базы сравнения 25 глубины резания, устройство 26 контроля повреждения режущего инструмента, электрически связанного с реле 27 протока СОЖ, а также электрически связа ного с излучателем и приемником 9 и 10 и с УЧПУ 20, Устройство 26 контроля повреждения режущего инструмента содержит генератор 28 несущей частоты, регулируемь 1 й делитель 29 частоты первый, второй и третий логические элементы И 30, 31, 32, первый, второй и третий усилители 33, 34, 35, п рецизион н ый. выпрямитель 36, интегратор 37. формирователь 38 прямоугольных импульсов, первый и второй триггеры 39, 40, элемент И - НЕ 41, первый и второй счетчики 42, 43. элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 44,Станок работает следующим образом.По программе посредством управляемых приводов обеспечивается воспроизведение заданной траектории точки М контакта фрезы 45 с поверхностью обрабатываемой детали 46. Излучатель 9 и фото- приемник 10 установлены на поворотную фрезерную головку 8 в месте выхода зубьев фрезы из зоны резания при помощи кронштейна.Излучатель устанавливается с одной стороны фреэы, а приемник - с другой. В качестве излучателя применен инфракрасный (ИК) светодиод АЛ 107 А, в качестве приемника применен широкополосный фотодиод ФДК.Благодаря применению ИК-излучения контроль повреждения режущего инструмента возможен при использовании любой СОЖ так, кэк для ИК излучения СОЖ не является препятствием. Генератор 28 несущей частоты устройства 26 контрола повреждения режущего инструмента генерирует несущую частоту, регулируемый делитель 29 делит эту частоту на соответствующий коэффициент деления, зависящий от частоты вращения и диаметра фрезы (это есть частота модуляции), чтобы при вращении фрезы в промежуток между зубьями проходило определенное количество импульсов с частотой модуляции, удобной для счета, т,е, благодаря применению регулируемого делителя 29 работа устройства 26 контроля"повреждения режущего инструмента возможна при различных режимах резания с различными диаметрами фрез.Фотоприемник 10 принимает пачки импульсов, Сигнал с фотоприемника поступает на второй согласующий) усилитель 34, который содержит резонансный контур, настроенный на несущую частоту, Затем сигнал усиливается третьим усилителем 35, с выхода которого поступает нэ прецизионный выпрямитель 36. Далее сигнал поступает на интегратор 37, который из несущейчастоты выделяет частоту модуляции. Демодулированный сигнал поступает на формирователь 38 прямоугольных импульсов(компэратор с гистерезисом), который формирует прямоугольные импульсы с частотой модуляции, Прямоугольные импульсы поступают на счетный вход второго счетчика 43, Эталлонные импульсы с регулируемого делителя 29 частоты с частотой модуляции поступают через элемент И 31 на счетный вход первого счетчика 42, Первый триггер 39 обеспечивает параллельность счета. Элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 44 на выходе счетчиков постоянно их обнуляет, если частота,формируемая формирователем 38, не совпадает с эталонной, что исключает ложные срабатывания устройства 26 контроля по-, вреждения режущего инструмента от помех, При поломке даже одного зуба количество импульсов, поступающих на фотоприемник 10, возрастет. Параллельный счет на счетчиках 42, 43 возрастает до определенного старшего разряда и две логические единицы одновременно поступят на зходы элемента И - НЕ 41, на выходе которого установится логический ноль. который запомнит второй триггер 40, С прямого выхода второго триггера 40 цифровой сигнал поступает на УЧПУ 20, которое дает команду на экстренный отвод продольного стола при помощи второго электроприводэ 18 продольного стола. Сломанная фреза оказывается вне зоны резания в течение 0,01 с после поломки, что достаточно для предотврэще 2005040ния брака детали, УЧПУ 20 дает команду на ац гомаическую смену режущего инструмента и процесс резания продолжается. В неавтомагическом режиме сломанную фрезу может заменить оператор стан-а. Сигнал ца отвод продольного стола 2 поступает в УЧПУ также в том случае если по каким либо причинам прекратится подача СОЖ в зону резания, Для обеспечения данного режима применено реле 27 протока СОЖ, сигнал с которого о прекращении поДачи СОЖ через третий элемент И 32 и второй триггер 40 поступает в УЧПУ 20, которое дает команду на экстренный отвод продольного стола 2 сФормула изобретения1. ФРЕЗЕРНЫЙ СТАНОК С ПРОГРАММНЫМ УПРАВЛЕНИЕМ, содержащий установленный на основании продольный стол, смонтированный на нем поворотный стол, стойку, несущую фрезерную головку,.планеарно-червячный редуктор, кинемазически связанный с ходовым винтом передачи продольного стола, силовые электроприводы перемещения продольного стола, устройство программного управления, устройство активного контроля лин ейного размера с двумя преобразователями линейных перемещений и формирователем сигнала управления, отличающийся тем, что он снабжен устройством контроля повреждения режущего инструмента, закрепленными на фрезерной головке с противоположных сторон режущего инструмента излучателем. и.приемником, а также реле протока смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), при этом устройство контроля повреждения режущего инструмента электрически связано с излучателем, приемником и с реле протока СОЖ,2, Станок по п.1, отличающийся тем, что устройство контроля повреждения режущего инструмента содержит генератор несущей частоты, регулируемый делитель частоты, первый, второй и третий логические элементы И, первый, второй и третий усилители, прецизионный выпрямитель, ,интегратор, формирователь прямоуголь ф установленной обрабатываемой деталью46, Это предотвращает поломку фрезы ибрак детали.Благодаря применению устройства 265 контроля повреждения режущего инструмента практически исключается брак дорогостоящих деталей, возникающий приполомке режущего инструмента и при прекращении подачи СОЖ в зону резания, Так 10 же предотвращается поломка инструментапри прекращении подачи СОЖ в зону резания,(56) Авторское свидетельство СССРМ 1303375, кл. В 23 О 15/ОО, 1985.15йцх импульсов, первый и второй триггеры,,элемент И -.НЕ, первый и второй счетчики,элемент ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, причемвыход генератора подключен к входу регу 20 лируемого делителя частоты и первомувходу первого элемента И, второй вход которого соединен с выходом регулируемогоделителя частоты и вторым входом второгоэлемента И, а выход - с входом первого25 усилителя, к выходу которого. подключенизлучатель, выход приемника через последовательно соединенные второй и третийусилители подключен к прецизионному вы.прямителю, выход которого соединен с30 входом интегратора, вход первого триггерасоединен со счетным входом второго счетчика и выходом формирователя прямоугольных импульсов, вход которого соединен с выходом интегратора, первый вход35 второго элемента И соединен с прямымвыходом первого триггера, а выход - сосчетным входом первого счетчика, выход.первого счетчика соединен с первыми входами элементов И - НЕ и ИСКЛЮЧАЮЩЕЕИЛИ, выход второго счетчика - с вторымивходами упомянутых элементов, выходэлемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ подклю,чен к входам установки в "О" первого и45 второго счетчиков, выход элемента И - НЕсоединен с первым входом третьего элемента И, второй вход которого подключенк выходу реле протока СОЖ, а выход - квходу второго триггера, выход которого со 50 единен с входом устройства программногоуправления.2005040 Р Бе оррект роль сное Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Редакто Заказ 34 Составитель В. КабанцоТехред М.Моргентал Тираж По Н ПО "Поиск". Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4