Металлорежущий станок с регулируемой зоной доступа

Полезная модель относится к станкам для обработки материалов сверлением и фрезерованием, в частности к конструктивным элементам, входящим в их общую компоновку. Металлорежущий станок с регулируемой зоной доступа включает станину каркасного типа, параллельный механизм с управляемыми формой и размером рабочего пространства и поворотный стол. Параллельный механизм содержит неподвижное основание, состоящее из трех ходовых винтов, расходящихся лучами через 120°, нижнюю подвижную платформу, три приводных телескопических штанги с приводами и одну центральную не приводную телескопическую штангу, связанные с основанием и нижней платформой с помощью шарниров. Верхние шарниры установлены на каретках и имеют возможность перемещаться вдоль ходовых винтов посредством шариковой винтовой передачи, благодаря регулируемым электроприводам. Поворотный стол позволяет ориентировать заготовки в рабочей зоне параллельного механизма. Техническим результатом является повышение эффективности использования рабочего пространства станка при обработке заготовок с фасонными поверхностями.

Полезная модель относится к станкам для обработки материалов сверлением и фрезерованием, в частности к конструктивным элементам, входящим в их общую компоновку.

Известен пятикоординатный металлорежущий станок фирмы Neos Robotics (Швеция) модели TRICEPT 805, состоящий из станины каркасного типа, круглого стола и модуля гибридной параллельной кинематики на основе механизма типа трипод, включающего неподвижное основание и нижнюю подвижную платформу с инструментальной головкой (Кузнецов, Ю.Н. Компоновки станков с механизмами параллельной структуры / Ю.Н.Кузнецов, Д.А.Дмитриев, Г.Е.Диневич // Под ред. Ю.Н.Кузнецова. - Херсон: ПП Вишемирський B.C., 2010. - 471 с.). Нижняя платформа связана с основанием тремя приводными телескопическими штангами и одной центральной не приводной телескопической штангой при помощи шарниров. Диаметр основания больше диаметра нижней подвижной платформы. Приводные штанги работают на растяжение-сжатие и сообщают подвижной платформе рабочее движение по трем координатам. Неприводная штанга воспринимает крутящие моменты от нагрузок, возникающих в процессе обработки заготовок. На подвижной платформе станка установлена шпиндельная головка с режущим инструментом. Платформа со шпиндельной головкой выполняет движение подачи.

Его недостатком является неполное использование формы и размеров рабочего пространства за счет фиксированного положения шарниров на основании.

Задачей технического решения является более полное использование рабочего пространства за счет управления его размером и формой.

Решение задачи возможно благодаря использованию параллельного механизма типа трипод, состоящего из неподвижного основания, нижней подвижной платформы и трех приводных телескопических штанг с электроприводами и одной центральной не приводной телескопической штанги, связанных с основанием и нижней платформой с помощью шарниров (Пат. RU 115276 B23Q 1/00. Параллельный механизм / Щелкунов Е.Б., Щелкунова М.Е., Виноградов С.В., Самар Е.В. - 2011134223/02; Заявлено 15.08.2011; Опубл. 27.04.2012). Основание состоит из центральной части и трех ходовых винтов с регулируемыми электроприводами, расходящихся от центральной части лучами через каждые 120°. Верхние шарниры установлены на каретках и имеют возможность перемещения вдоль ходовых винтов посредством шариковой винтовой передачи, благодаря чему обеспечивается возможность управления размером и формой рабочего пространства.

Техническим результатом является возможность управления размером и формой рабочего пространства.

Это достигается тем, что основание параллельного механизма состоит из центральной части, закрепленной на каркасе и трех ходовых винтов, расходящихся от центральной части лучами через 120°. Ходовые винты соединены с помощью соединительных муфт с регулируемыми электроприводами. Верхние шарниры приводных телескопических штанг установлены на каретках и имеют возможность перемещения вдоль ходовых винтов посредством шариковой винтовой передачи. Благодаря этому расстояние между верхними шарнирами может изменяться.

Заявляемая полезная модель поясняется графически.

На фиг.1 изображена структурно-кинематическая схема металлорежущего станка с регулируемой зоной доступа, где 1 - центральная часть основания; 2 - ходовой винт; 3 - верхний шарнир; 4 - приводная телескопическая штанга; 5 - нижний шарнир; 6 - нижняя платформа с инструментальной головкой; 7 - круглый стол; 8 - центральная штанга; 9 - каретка; M1, M2, М3 - электродвигатели приводов кареток.

Станок содержит станину каркасного типа (на схеме не показана), на которой закреплены параллельный механизм и круглый стол 7. Параллельный механизм содержит неподвижное основание, состоящее из центральной части 1 и трех ходовых винтов 2, расходящихся от центральной части лучами через каждые 120, нижнюю платформу 6 и три телескопические приводные штанги 4, приводимые линейными электродвигателями (на схеме не показаны). Приводные штанги 4 и центральная не приводная штанга 8 связывают основание и нижнюю платформу с помощью шарниров 3 и 5. Верхние шарниры 5 установлены на каретках 9, приводимых электродвигателями M1, M2, М3.

Станок работает следующим образом.

Заготовку размещают на круглом столе станка.

Линейные электродвигатели работая по программе через приводные телескопические штанги 4, работающие на растяжение-сжатие, сообщают нижней платформе 6 с инструментальной головке рабочее движение подачи. Дополнительная штанга 7 воспринимает изгибные деформации от инструментальной головки.

Электродвигатели M1, M2, М3 сообщают кареткам 8 движение вдоль ходовых винтов 2. В зависимости от направления вращения двигателей M1, M2, М3 каретки 8 с верхними шарнирами 3 либо приближаются к центру верхней платформы, либо удаляются. При этом нижняя платформа будет либо опускаться, либо подниматься. За счет этого достигается увеличение размера рабочего пространства в направлении оси Z. При максимальном сближении верхних шарниров, расстояние достигается наибольший размер рабочего пространства в направлении осей Х и Y.

Движения подвижной платформы могут реализовываться следующими тремя способами:

1) путем изменения длин приводных телескопических штанг при фиксированном заданном положении верхних шарниров;

2) путем перемещения верхних шарниров приводных телескопических штанг при неизменных заданных длинах приводных телескопических штанг;

3) путем перемещения верхних шарниров приводных телескопических штанг вдоль ходовых винтов с одновременным изменением длин приводных штанг.

Таким образом появляется возможность управлять размером и формой рабочего пространства.

Металлорежущий станок с регулируемой зоной доступа, содержащий круглый стол, станину каркасного типа с закрепленным на ней параллельным механизмом, состоящим из неподвижного основания, нижней подвижной платформы, трех приводных телескопических штанг с электроприводами и одной центральной неприводной телескопической штанги, связанных с основанием и нижней платформой с помощью шарниров, отличающийся тем, что основание состоит из центральной части и трех ходовых винтов с регулируемыми электроприводами, расходящихся от центральной части лучами через каждые 120°, а верхние шарниры установлены на каретках и имеют возможность перемещения вдоль ходовых винтов посредством шариковой винтовой передачи.