Устройство для позиционирования режущего инструмента
Полезная модель относится к разделу машиностроения, в частности к технологии ремонта коллекторной электрической машины и может применяться при фрезеровании межламельного пространства коллектора.
На фигуре 1 изображена структурная схема устройства позиционирования режущего инструмента.
Задачей, на решение которой направлена модель, является повышение точности позиционирования режущего инструмента относительно медных пластин коллектора электрической машины.
На фигуре 2 изображена схема работы оптического датчика устройства, обеспечивающего более точное позиционирование режущего инструмента по сравнению с прототипом.
Полезная модель относится к разделу машиностроения, в частности к технологии ремонта коллекторных электрических машин. Область применения - ремонтные предприятия коллекторных электрических машин и железнодорожные локомотиворемонтные депо.
Наиболее близкой к предлагаемой модели является установка для продорожки коллекторов электрических машин постоянного тока, состоящая из самоустанавливающегося суппорта, расположенного на круглых пустотелых направляющих, независимого электродвигателя, направляющих, делительного механизма, снабженная корпусом коробчатого сечения с центральным отверстием, для обеспечения условий резания, на котором закреплен адаптивный червяк, который имеет кинематическую связь с кулисной шестерней [Патент на полезную модель 
106451 (РФ) МПК Н01К 43/14. Заявка 2010132086. Опубл. 10.07.2011. Бюл. 19].
Недостатком известной установки является недостаточная точность позиционирования режущего инструмента относительно обрабатываемой поверхности коллекторных пластин электрической машины.
Целью полезной модели является совершенствование устройства для повышение точности позиционирования режущего инструмента относительно межламельного пространства медных пластин коллектора.
В практике ремонтного производства существует необходимость в ремонте коллекторной электрической машины (ЭМ), которая состоит из остова, якоря, главных и дополнительных полюсов, компенсационной обмотки.
Устройство предназначено для выполнения последующей технологической операции ремонта коллекторов электрических машин постоянного тока, а именно снятия неровностей в межламельном пространстве после механической обработки рабочей поверхности коллектора. Необходимо отметить, что шаг коллекторных пластин непостоянен в связи с этим существует накапливаемая погрешность коллекторных пластин, выраженная в монотонной возрастающей числовой последовательности.
Структурная схема устройства позиционирования показана на фиг.1. Устройство содержит основание 3, с механизмом поворота 7, устанавливаемое на вал коллектора 4. С основанием 3 жестко соединено крепление 8 режущего инструмента (фреза) 9. Привод режущего инструмента осуществляется двигателем (Мр) 15. Рабочая подача режущего инструмента вдоль обрабатываемых пластин коллектора 2 якоря электрической машины 1 осуществляется при помощи винта 10, приводимого в движение при помощи двигателя (Мп) 14.
Вращение основания 3 относительно коллектора 2 осуществляется двигателем (Мв) 6 с валом которого соединен датчик вращения (Дв) 5, вырабатывающий прямоугольные импульсы, количество которых пропорционально перемещению основания относительно коллектора. С режущим инструментом 9 жестко закреплен оптический датчик (ОД) 16. Электрический сигнал с выхода которого поступает на вход усилителя 11. Управление работой устройства позиционирования осуществляется в программном режиме при помощи промышленного компьютера (ПК) 12 и устройства ввода-вывода (УВВ) 13. На устройство ввода-вывода поступают сигналы с выхода ДВ 5 и усилителя 11, кроме того, УВВ вырабатывает сигналы включения и отключения двигателями Мр, Мп, Мв.
Устройство для позиционирования режущего инструмента отличается тем, что оптический датчик выполнен по схеме, представленной на фиг.2 и обеспечивает более точное позиционирование режущего инструмента по сравнению с прототипом.
Оптический датчик, представленный на фиг.2 содержит светодиод 17 и фотодиод 18, помещенные в двухкамерный корпус 21. Для питания светодиода предназначен блок питания (БП) 22, а сигнал с фотодиода поступает на вход усилителя 23. В двухкамерном корпусе имеются выходная 19 и входная 20 оптические щели, предназначенные для выделения узких световых потоков I1 и I2 на выходе и входе двухкамерного корпуса оптического датчика. При включении БП 22, светодиод 17 начинает излучать свет, проходящий через выходную щель 19 в виде узкого луча I1. Световой поток, попадая на предварительно обработанную медную поверхность коллекторной пластины 24, дает изображение выходной щели в виде узкой полосы 26, имеющей высоту равную высоте выходной щели.
Отразившись от медной поверхности, наблюдается уширение отраженного света. Входная щель 20 выделяет узкую часть отраженного светового потока в виде луча I2, который попадает на фотодиод 18.
При включенном двигателе Мв 6 (фиг.1) оптический датчик перемещается относительно коллекторных пластин в направлении Vвр (фиг.2). Узкая полоса отраженного света 26 вместе с ОД перемещается во встречном направлении. Благодаря высокой отражающей способности меди сигнал на выходе фотодиода будет иметь высокий уровень. При переходе полосы 26 на мажламельном пространстве, заполненного изоляционным материалом 25 (миканитом), происходит рассеяние света, существенно уменьшается поток I 2, а следовательно и электрический сигнал на выходе фотодиода 18 и усилителя 23. Точность позиционирования определяется числом импульсов перемещения поступающих с выхода ДВ 5 (фиг.1), приходящихся на длительность высокого уровня сигнала, соответствующего ширине медной коллекторной пластины, а так же шириной светового луча I1 вырабатываемого оптическим датчиком.
Предложенная конструкция оптического датчика устройства позиционирования режущего инструмента обеспечивает требуемую точность, задаваемую технологией ремонта или изготовления при механической обработке межламельного пространства коллектора электрической машины.
Устройство для позиционирования режущего инструмента относительно межламельного пространства коллекторных пластин, содержащее установленное на валу коллектора основание для жесткого закрепления на нем режущего инструмента и механизмы вращения и перемещения основания относительно пластин коллектора, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком вращения, соединенным с валом двигателя механизма вращения основания, оптическим датчиком, выполненным в виде светодиода с блоком питания и фотодиода, помещенных в двухкамерный корпус, выполненный с оптическими щелями, предназначенными для выделения узких световых потоков, излучаемых светодиодом на выходе и принимаемых фотодиодом после отражения от пластин коллектора на входе, усилителем, принимающим сигнал с выхода оптического датчика, промышленным компьютером и устройством ввода-вывода, предназначенным для принятия сигналов с выходов датчика вращения и усилителя и выработки сигналов включения и отключения двигателей привода режущего инструмента и механизмов вращения и перемещения основания относительно пластин коллектора.
