Роторный зубодолбежный станок

(51)5 В 23 1 5/12 ГОСУД АРСТПО ИЗОБРЕТЕПРИ ГКНТ ННЫЙ НОМИТЕТКИЯМ И ОТКРЫТИЯМ 1 Е 35 Гй 1" Е ИЗОБРЕТЕНСВИДЕТЕЛЬСТВУ ОПИСАН К АВТОРСКОМ ленными на круговых столах. Вход бло" ка счетчиков соединен с.блоками пе редаточных отношений через элементы И. Выходы блока Фазовых дискриминаторов через блок суммирующих усилителей и через блок коммутаторов соединены с электродвигателем привода стола, Каналы синхронизации шпиндели - круговые столы состоят из импульсно-измерительных преобразователей, соединенных с блоком счетчиков через блок элементов И, подключены к входам блока Фазовых дискриминаторов каналов синхронизации ротор - круговые столы, таким обра"зом осуществляя взаимную корректировку позиционирования. Каналы кор 9 рекции приводов шпинделей состоят иэ генератора эталонных импульсов счетчика и блока передаточных отношений, Выход счетчика соединен сФС вторыми входами блока Фазовых дис-, криминаторов, блока счетчиков, блока импульсно-аналоговых преобразователей и блока суммирующих усилителей,соединенных с устройством ЧПУ. Выходы блока суммирующих усилителей черезблок путевого управления соединен сэлектродвигателем соответствующих шпинделей. 4 ил. Ю/31-0 434624018.12.807.08.9Новополтут имуссииА.И.Гол621.8 Авторс4778,(22) , (46) (71) инст Бело О. Бюл. 1 29оцкий политехнический инского комсомола ембиевский09.3 (088.8)ое свидетельство ССС л. В 23 0 15/12, 198(53 (56 Р 1 На д) Изобретение остроению и можетпри проектированбежных станков,вом ЧПУ.Цель изности за сционирован носится к станк ть ро спользованорных эубодолных устройстроторногофиг. - в блок-схем наще дл роиств на Аиг овышение точрешности поз обрете чет уч ия при нат. ета по водов.(57) Изобретение относится к станкостроению и может быть использованопри проектировании роторных зубодолбежных станков, оснащенных устройством ЧПУ. Цель изобретения - повышение точности за счетучета погрешности позиционирования приводов. Встанке образованы каналы синхронизации ротор - круговые столы, образованные импульсным измерительнымпреобразователем, счетчиком с блокомпередаточных отношений, блоком элементов И, блоком Фазовых дискриминаторов, количество которых равноколичеству столов, блоком счетчиков,соединенными с импульсными измерительными преобразователями, установ 1 приведена схема приводов зубодолбежного станка; на ид А на Фиг.1; на Фиг.3 -задающих координат устя синхронизации приводов;блок-схема ведомых коорди 1583229Станок содержит электродвигатель1, управляемый от устройства ЧПУ 2через блок 3 управления,. кицематически связаццыц посредством червячнойпередачи 4 с ротором 5, смонтирован 5ным на колонне 6 и базирующемся цастанине 7.На роторе 5 равномерно по окружности с возможностью,пвижения по круговым направляющим размещены круговыестолы 8. Привод каждого круговогостола осуществляется от отдельногоэлектродвигателя 9 через зубчатуюпередачу 10,На каждом круговом столе 8 смонтирован делительный стол 11, получающий круговую подачу от кицематически связанного с цим электродвигателя 12.20На роторе 5 установлены инструментальные суппорты 13 в количестве,равном количеству делительных столов,В каждом суппорте 13 смонтированшпиндель 14,несущий стандартный долбяк,Привод поступательно-возвратногодвижения шпинделя осуществляется от,электродвигателя 15, кицематическисвязанного с кулисным" механизмом 16шпинделя, Привод вращательного дви 30жения шпинделя 14 осуществляется отэлектродвигателя 1.Ротор 5 и шпиндели 14 явпяютсязадающими координатами устройствадля синхронизации круговых и делительных столов с ротором и шпинделями. Это устройство выполнено пссхеме задающая - ведомая координатав виде каналов синхронизации,Количество каналов синхронизации 40ротор-круговые столы равно количеству круговых столов (на Ьиг.3 и 4 показано три канала), Зти каналы ссдержат общий импульсный измерительный преобразователь 18, кинематически связанный посредством зубчатойпередачи 19 с ротором 5 и соединенный со счетчиком 20 оснащенным блоком 21 передаточных отношений. Выход счетчика 20 через блок элемецтов И 22 соединен с первыми входамиблока Аазовых дискриминаторов 23,количество которых равно количеству круговых столов 8. Вторые входыблока азовых дискриминаторов 23 соединецы с выходами блока 24 счетчика,соединенных своими входами с импульсными измерительными преобразователями 25, установленными ца круговыхстолах Я.Блок счетчиков 24 соединен с двумя общими блоками 26 и 27 передаточных отношений соединенными со счетчиками параллельно через два элемента И 28 и 29. Выходы блока 23фазовых дискриминаторов через блок30 импульсно-аналоговых преобразователей соединены с вторыми входамиблока 31 суммирующих усилителей.Первые входы блока 31 суммирующихусилителей соединены через блок 32ключей с блоком 33 подачи врезанияи через блок 34 ключей с блоком 35позиционирования,Выходы блока 31 суммирующих усилителей через блок 36 ключей и блок37 усилителей мощности срединен сэлектродвигателями 9 привода соответствующего кругового стола 8.Каналы синхронизации шпиндели -круговые столы содержат импульсныеизмерительные преобразователи 38,установленные по одному ца каждомшпинделе 14 и соединенные с блоком39 счетчиков, соединенным с блоком40 передаточных отношений. Выходыблока 39 счетчиков через блок элементов И 41 соединены с первымивходами блока 23 Аазовых дискриминаторов каналов синхронизации роторкруговые столы.Каналы синхронизации шпинделиделительные столы содержат импульсные измерительные преобразователи42, установленные на делительныхстолах 11 и соединенные с блоком43 счетчиков, соединенным с общимблоком 44 передаточных отношений.Выходы блока 43 счетчиков соединены с первыми входами блока 45 Аазовых дискриминаторов, Вторые входыблока 45 Аазовых дискриминаторовсоединены с выходами блока 39 счетчиков, а выходы блока Аазовых дискриминаторов через блок 46 импульсноаналоговых преобразователей с вторыми входами блока 47 суммирующихусилителей. Первые входы блока 47суммирующих усилителей соединены сблоком 48 круговых подач, а выходычерез блок 49 ключей и блок 50 усилителей мощности с электродвигателями12 соответствующих делительных столов 11.Каналы коррекции приводов шпинде-,лей 14 содержат генератор 51 эталонных1583229круговых частот ротора и круговыхстолов. Аналогично блоками 27, 26и 40, 44 передаточных отношений (этапы нрезания и профилирования) устанавливается соотношение круговых частот н виде коэААициентон соответственно функционально связанных паршпиндель-круговой стол и шпиндельделительный стол.Циклы обработки зубчатых колесна каждом из делительных столоводинаковы, но смещены по времени навеличину, равную времени поворота ротора 5 н движении В на угол 2 д/К,где К - число делительных столов,равное в примере трем.На Лиг,2 приведено положение,когда продольный стол 8, несущийделительный стол 11 находятся висходном положении относительно инструментального суппорта 13 на позиции загрузки-выгрузки, которая можетосуществляться, например, промьппленным роботом.В следующем по направлению вращения ротора положении исполнительныхорганон 8, 11, 13 в этот моментпроисходит пройилирование зубчатогоколеса. А и положении третьих исполнительных органов 8, 11, 13 профилирование закончено и осуществляетсявывод дслбякя из зоны зацепления,при этом начинается этап позиционирования столов 8, 11 в зону загрузкивыгрузки,Однотипные каналы синхронизацииисполнительных органов также работают одинаково, но со смещением повремени в соответствии с программойработы станка. Поэтому рассмотримцикл взаимодействия исполнительныхорганов н одном положении.Станок работает следующим образом.При включении электродвигателя 1получает вращательное движение Вротор 5 с постоянной круговой частотой, причем цикл обработки колесаосуществляется за один оборот ротора.Одновременно с сообщением движения ротору 5 по программе включаетсяэлектродвигатель 15 привода поступательно-возвратного движения Пшпинделя 14, расположенного в инструментальном суппорте 13. Затем включается генератор 51 эталонных импульсов. Этот генератор запускаетблок 48 круговых подач, блок 33подач врезания и блок 35 позиционирования.По программе от устройства ЧПУ 2через блок 56 суммирующих усилителей и блок 57 путевого управления5включается электродвигатель 17, сообщающий круговую подачу ВЗ шпинделю14. Одновременно ня упрявляищийвход блока 36 ключей подается управляющий сигнал Е , включающий соответствующий канал синхронизациишпиндель-продольный стол, а на управляющий вход блока элементов И 28,И 41 и блока 32 ключей управляющийсигнал В. В результате от блока 33подач врезания через открытый по управляющему входу блок 32 ключейна первый вход блока 31 суммирующихусилителей поступает аналоговый сигнал, соответствующий подаче врезанияП 1 кругового стола 8,Таким образом, согласованными движениями В шпинделя 14 и Ппродольного стола 8 осуществляется касательное врезяние долбяка на высоту зубаобработанного колеса. Одновременноосуществляется коррекция движения Пкругового стола 8. С началом движений В, и П импульсные измерительныепреобразователи 25 и 38, установленные на продольном столе и шпинделевырабатывают высокочастотные сигналы,соответствующие их действительнойскорости. Эти сигналы поступают соответственно в блоки счетчиков 24 и 39,С выходов блоков счетчиков снимаютсясигналы, соответствующие заданномупосредством блоков передаточных отношений 26 и 40 передаточному отношению согласованных движений Вз и ПСигнал с блока 24 счетчиков поступаетна второй вход блока 23 Аазовых дискриминаторов, а сигнал с блока 39счетчиков через открытый по управляющему входу блока элементов И 41 напервый вход этого же блока дискриминаторов. В блоке 23 Аазовых дискриминаторов происходит сравнение сигнала задающей- 50 координаты с сигналом ведомой координаты. В итоге на выходе блока фазовых дискриминаторов образуется корректирующий сигнал, который после преобразования в аналоговую Аорму в блоке 30 импульсно-аналоговых преобразователей пОступает на вторые входы блока 31 суммирующих усилителей, где происходит коррекция путевого сигнала управления электродвигателем 9 ведомой координаты (кругового стола 8).Этап врезяния прекращается при совпадении оси 58 делительного стола 11 с плоскостью, проходящей через оси 59 и 60 соответственно инструментального суппорта 13 и ротора 5.По программе с управляющего входа блока 36 ключей снимается управляющий сигнал 1(с, а с управляющих входов элементов И 28, блока элементов И 41 и блока 32 ключей управляющий сигнал В . Продольный стол 8 останавливается и фиксируется. Одновременно ня управляющий вход блока ключей 49 подается управляющий сигнал П, по которому начинается этап проАилировяния зубчатого колеса.На этапе профилирования аналоговый сигнал с блока 48 круговых подач поступает,через первый вход блока 47 суммирующих усилителей, открытых по управляющему входу ключей 49 и блок 50 усилителей мощности на электродвигатель 12 делительного стола 11. В итоге делительному столу 11 сообщается движение Вс круговой подачей, заданной на блоке 48.Согласованные движения Вз шпинделя 14 и В делительного стола 11, остающихся неподвижными относительно ротора 5, в течение полного оборота делительного стола обеспечивают проАилировяние зубчатого колеса.Одновременно с профилированием осуществляется коррекция движения В делительного стола. С импульсных измерительных преобразователей 38 и 42, вырабатывающих высокочастотные сигналы, пропорциональные круговой частоте действительных значений Вз и В, поступают через блок 39 и 43 счетчиков, где происходит их деление за счет установки передаточного отношения на блоках 40 и 44 передаточных отношений, на входы блока 45 Аазовых дискриминаторов. С выхода блока Аазовых дискриминаторов снимается сигнал рассогласования круговых частот движений Вз и В и после преобразования в аналоговую Аорму в блоке. 46 импульсно-аналоговых преобразователей поступает на вторые входы суммирующих усилителей 47 для коррекции сигнала управления электродвигатепями 12 делительного стола 11.Этап проАипирования прекращается после переноса ротором 5 исполнительных органов в положение, указанное на Фиг.2, В этом положении с блока 49 ключей снимается управляю 5 щий сигнал П электродвигатель 12 привода делительного стола отключается, делительный стол 11 останавливается и фиксируется. Электродвигатель 15 привода поступательно-возвратного движения шпинделя 4 отключается, и последний выводится в крайнее верхнее положение.Зятем по программе на блок 36 ключей подается управляющий сигнал К , а на блок ключей 32 - управляющий сигнал В . В результате электроРдвигатель 9 вновь включается и продольный стол Я со скоростью подачи врезания уходит из зоны профилирования по направляющим ротора 5 по ходу его вращения.В итоге переносного и относительного дией делительный стол, опе режая ротор, приходит в исходное положение загрузки-выгрузки. В этом положении по программе электродвигатель 9 привода продольного стола 8 реверсируется, с блока ключей 32, снимается управляющий сигнал В , а30 на блок элементов 11 21, И 29 и блок 34 ключей подается управляющий сиг 3От блока 35 подачи позиционирования через открытый по управляющему 35 входу блок 34 ключей на первые входы блока 31 суммирующих усилителей. поступают аналоговые сигналы, соответствующие подаче позиционирования П, равной но противоположно направлен ной скорости движения ротора 5, Поэтому при продолжающемся переносном дви" жении, осуществляемом ротором, продольный стол 8 остается неподвижным относительно зоны загрузки-выгрузки 45 в течение времени, определяемом циклом обработки, его перемещения по направляющим ротора в исходное относительно него положение для повторения цикла обработки. 50В течение всего периода позиционирования осуществляется стабилизация положения продольного стола 8 относительно зоны загрузки-выгрузки. Это обеспечивается сравнением высокочас тотных сигналов, поступающих от счетчика 20 и блока 24 счетчиков на входы блока 23 Аазовых дискриминаторов, являю;:чхся аналогами действительных скоростей ротора и продольного стола. 0 дин сигнал формируетсяимпульсным измерительным преобразователем 18 и блоком 2 передаточныхотношений, а другой - импульснымизмеритеЛьным преобразователем 25 иблоком 27 передаточных отношений.С выхода блока 23 Аазовых дискриминаторов сигнал рассогласования черезблок 30 импульсно-аналоговых преобразователей поступает на второй входблока 31 суммирующих усилителей, гдепроисходит коррекция сигнала управления электродвигателем 9 продольногостола 8.На этапе позиционирования происходит замена обработанного колеса но"вой заготовкой. После чего цикл повторяется.При работе станка обработка осуществляется одновременно на всехцелительных столах. Коррекция цикловмежду собой осуществляется за счетсинхронизации круговых подач шпинделей относительно эталонного высоко"частотного сигнала, вырабатываемогогенератором 51 эталонного сигнала.Сигнал с этого генератора непрерывнопоступает на счетчик 52, с выхода.этого счетчика сигнал, соответствующий заданному значению круговой пода"чи шпинделей 14, устанавливаемомублоком 53 передаточных отношении,поступает на вторые входы блока 544 азозых дискриминаторов на первыевходы которых с блока 39 счетчиковпоступают аналогичные сигналы, соответствующие действительным значениямкруговых подач шпинделей. На выходахФазовых дискриминаторов образуютсясигналы ошибок, которые после преобразования в блоке 55 импульсно-аналоговых преобразователей сообщаютсяна вторые входы блока 5 б суммирующих усилителей для коррекции путевыхсигналов управления электродвигателями шпинделей,Формула изобретенияРоторный зубодолбежный станок, содержащий привод ротора, несущего равномерно расположенные по дкружности круговые столы, на которых установлены с возможностью вращения делительные столы, приводы шпинделей, смонтированных в инструментальныссуппортах, количество которых равно количеству делительных столов, и устройство для синхронизации круговых и делительных столов с ротором и шпинделями, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности позиционирования, станок снабжен устройством ЧПУ, двумя блоками усилителей мощности, двумя блоками 10 путевого управления, шестью блоками передаточных отношений, тремя блоками Аазовых дискриминаторов, тремя бпоками импульсно-аналоговых преобразователей, тремя блоками суммирующих усилителей, тремя блоками счетчйков, двумя счетчиками, двумя блоками элементов И, четырьмя блоками ключей, двумя элементами И, генера-, тором эталонных импульсов, блоком круговых подач, блоком подачи врезания, блоком позиционирования, десятьв импульсными измерительными преобразователями, причем первый измерительный преобразователь связан 25 посредством зубчатой передачи с ротером, второй, третий и четвертый измерительные импульсы преобразователя устайовлены на круговых столах, пятий, шестои и седьмой измерительные импульсные преобразователи установлены на соответствующих шпинделях кругового стола, восьмой, девятый и десятый измерительные импульсные преобразователи установлены на шпинделях делительных столов, первый выход устройства ЧПУ через блок управления подключен к электродвигателю привода ротора, второй, третий и четвертый выходы устройства ЧПУ под 40 клвчены к первым входам первого блока суммирующих усилителей, вТорые входы которых через первый блок импульсно- а,налоговых. преобразователей подключены к выходам первого блока Фазовых45 дискриминаторов, первые входы которого соединены с выходами первого блока счетчиков, первыми входами блска элементов И и первыми входами второго блока Ьазовых дискриминаторов, выходы которого через второи блок50 импульсно-аналоговых .преобразователей соединен, с первыми входами второго блока суммирующих усилителей, причем его вторые входы объединены и подключены к выходу блока круговой подачи 55 выходы второго блока суммирующих усилителей через первый блок ключей подключены к первому блоку усилителей мощности, выходы которого соединены с электродвигателями делительных столов, вторые входы первого блока ключей являются управляющими, первый импульсный измерительный преобразователь подключен через последовательно соединенные первый счетчик и второй блок элементов И и первым входом третьего блока Аазовых дискриминаторов и выходам первого блока элементов И, второй вход первого счетчика соединен с первым блоком передаточных отношений, второй блок передаточных отношений подключен к первым входам первого блока счетчиков, вторые входы которого соединены с выходами пятого, шестого и седьмого импульсных измерительных преобразователей, генератор эталонных импульсов соединен входами блока круговой подачи, блоком подачи врезания, блоком позиционирования и вторым счетчиком, второй вход которого соединен с третьим блоком передаточного отношения, выход второго счетчика подключен к вторым входам первого блока Аазовых дискриминаторов, вторые входы первого бло" ка элементов И являются управляющимивходами, вторые входы второго блокаэлементов И являются управляющимивходами, четвертый блок передаточныхотношений подключен к первым входамвторого блока счетчиков, вторые входыкоторого подключены к восьмому, девятому и десятому импульсным измерительным преобразователям, выходы вто рого блока счетчиков подключены квторым входам второго блока Фазовых дискриминаторов, пятый блок передаточных отношений через первый элемент И подключен к выходу второго элемента И и первым входам третьего блока счетчиков., вторые входы которого подключены соответственно к второму, третьему и .четвертому импульсным измерительным преобразователям, шестой блок передаточных отношений соединен с первым входом второго элемента И, второй вход кото" рого является управляющим, второйвход первого элемента И является уп- равляющим, выходы третьего блокасчетчиков подключены к вторым входамтретьего блока Вазовых дискриминаторов, выходы которого через третийблок импульсно"аналоговых преобразователей подключены к первым входамтретьего блока суммирования, выходыкоторого через последовательно соединенные второй блок ключей и второй блок усилителец мощности подключены к электродвигателям приводастолов, вторые входы второго блокаключей являются управляющими, выходблока подачи врезания соединен через третий блок ключей с вторыми входами третьего блока суммирования и выходами четвертого блока ключей, 5блок позипионирования подключен к входу четвертого блока ключей, вторые входы третьего и четвертого блока ключей являются управляемыми.1583229 оставитель А. Гришин ректор Л,Патай трушева акт ед М. Ходани НТ СС Производственно-издательский комбинат. "Патент", г, Ужгород, ул, Гагарина, 1 О Заказ 2220ВНИИПИ Государст гг а Фиг. 4 Тиражнного комитета3035, Москва,21 Подписное о изобретениям и открытиям пр 35, Раушская наб д, 4/5