Роторный зубодолбежный станок
Использование: для повышения точности обрабатываемых колес. Сущность изобретения. Станок содержит ротор 5, несущий инструментальные суппорты 13, в которых смонтированы шпиндели 14 с индивидуальными приводами и круговые столы 8, несущие делительные столы 11. Функциональные связи между исполнительными органами осуществляются посредством устройства для синхронизации. Это устройство содержит каналы синхронизации ротор 5 - круговые столы 8, в количестве, равном количеству круговых столов, каналы синхронизации шпиндели 14 - круговые столы 8 и шпиндели 14 - делительные столы 11, в количестве, равном количеству функционально связанных пар шпиндель - круговой стол, шпиндель - делительный стол, три общих импульсно-аналоговых преобразователя (ИАП). Каналы синхронизации ротор - круговые столы содержат импульсный измерительный преобразователь (ИИП) 18, установленный на роторе и соединенный со счетчиком, выход которого через блок элементов И/ИЛИ соединен с первыми входами первого блока фазовых дискриминаторов (ФД), вторые входы которого соединены с выходами первого блока счетчиков, соединенного с ИИП 25, установленными на продольных столах. Каналы синхронизации шпиндели - круговые столы содержат ИИП 37, установленные на шпинделях 14 и соединенные с вторым блоком счетчиков, выходы которого через блок элементов И/ИЛИ соединены с первыми входами первого блока ФД, каналы синхронизации шпиндели - делительные столы содержат ИИП 40, установленные на делительных столах 11 и соединенные с блоком счетчиков, выходы которого соединены с первыми входами второго блока ФД. Каналы коррекции приводов шпинделей 14 содержат генератор эталонного сигнала (ГС), соединенный со счетчиком, выход которого соединен с третьим блоком ФД. Вторые входы этого блока ФД соединены с вторым блоком счетчиков, а выходы через блок ИАП - с вторыми входами блока СУ. На роторе установлены путевые переключатели 56, выходы которых соединены с первыми входами блока триггеров. 6 ил.
Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано при проектировании роторных зубодолбежных станков с числовым программным управлением.
Известны роторные зубодолбежные станки (см.а.с. СССР, N 1324778, кл. В 23 F 5/12, а.с. СССР N 1504019, кл. В 23 F 5/28, а.с. СССР N 1583229, кл. В 23 F 5/12). Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является роторный зубодолбежный станок, который содержит привод ротора, смонтированного на колонне, установленной на станине. На роторе равномерно по окружности расположены инструментальные суппорты, в которых смонтированы приводы вращательного и поступательно-возвратного движений шпинделей. Каждому шпинделю соответствует делительный стол с приводом, смонтированный на продольном столе, снабженном приводом. Управление приводами исполнительных органов осуществляется от задатчиков устройства ЧПУ, а функциональная связь ротора и шпинделей соответственно с круговыми и делительными столами осуществляется посредством устройства синхронизации. Это устройство включает три общих импульсно-аналоговых преобразователя и каналы синхронизации ротор - круговые столы, шпиндели - круговые столы, шпиндели - делительные столы. При этом каналы синхронизации ротор - круговые столы выполнены одинаково и включают импульсные измерительные преобразователи, установленные по одному на каждом столе и соединенные с входами первого блока счетчиков, с которыми соединены первый и второй общие блоки передаточных отношений. Выходы первого блока счетчиков соединены с вторыми входами первого блока фазовых дискриминаторов, соединенных первыми входами с выходом счетчика, соединенного с импульсным измерительным преобразователем, установленным на роторе, и с выходами второго блока счетчиков, соединенных своими входами с импульсными измерительными преобразователями, установленными по одному на каждом шпинделе. Выходы первого блока фазовых дискриминаторов через блок импульсно-аналоговых преобразователей соединены с вторыми входами первого блока суммирующих усилителей, первые входы которых через первый и второй блоки ключей соединены, соответственно, с первым и вторым общими импульсно-аналоговыми преобразователями. Выходы первого блока суммирующих усилителей через третий блок ключей и первый блок усилителей мощности соединены с электродвигателями приводов круговых столов. Каналы синхронизации шпиндели - делительные столы выполнены одинаково и включают четвертый блок ключей, соединяющий выходы второго блока суммирующих усилителей с входами второго блока усилителей мощности приводов соответствующих делительных столов. При зубодолблении толщина зуба, являющаяся контролируемым параметром зубчатых колес, зависит от конечного положения колеса относительно долбяка на этапе врезания. В известном по основному изобретению станке это положение задается программой через путь врезания. Однако при этом программой не могут быть учтены разброс исходной точки врезания, зависящей от предшествующего позиционирования кругового стола, включающего реверс этого движения, и возможных систематической и случайной погрешностей движения врезания, зависящих от механики этого движения. В итоге из-за отсутствия коррекции конечного положения колеса относительно долбяка на этапе врезания соответствующего исходному положению для этапа профилирования, снижается точность обрабатываемых колес по параметру толщины зуба. Цель изобретения - повышение точности обрабатываемых колес посредством коррекции конечного положения колеса относительно долбяка на этапе врезания. Поставленная цель достигается тем, что роторный зубодолбежный станок, содержащий привод ротора, смонтированного на колонне, на котором равномерно по кругу установлены инструментальные суппорты с приводами вращения шпинделей и соответствующие им круговые столы с приводами, несущие делительные столы с приводами, и устройство для синхронизации круговых и делительных столов с ротором и шпинделями, включающее три общих импульсно-аналоговых преобразователя и каналы синхронизации ротор-круговые столы, шпиндели - круговые столы, шпиндели - делительные столы, при этом каналы синхронизации ротор - круговые столы выполнены одинаково и включают импульсные измерительные преобразователи, установленные по одному на каждом круговом столе и соединенные с входами первого блока счетчиков, с которыми соединены первый и второй общие блоки передаточных отношений, выходы первого блока счетчиков соединены с вторыми входами первого блока фазовых дискриминаторов, соединенных первыми входами с выходом счетчика, соединенного с импульсным измерительным преобразователем, установленным на роторе, и с выходами второго блока счетчиков, соединенных своими входами с импульсными измерительными преобразователями, установленными по одному на каждом шпинделе, выходы первого блока фазовых дискриминаторов через блок импульсно-аналоговых преобразователей соединены с вторыми входами первого блока суммирующих усилителей, первые входы которых через первый и второй блоки ключей соединены, соответственно, с первым и вторым общими импульсно-аналоговыми преобразователями, а выходы через третий блок ключей и первый блок усилителей мощности соединены с электродвигателями приводов круговых столов, каналы синхронизации шпиндели - делительные столы выполнены одинаково и включают четвертый блок ключей, соединяющий выходы второго блока суммирующих усилителей с входами второго блока усилителей мощности приводов электродвигателей делительных столов, в станок введены путевые переключатели с соответствующими им упорами в количестве, равном количеству круговых столов, блок триггеров, блок элементов ИЛИ, блок элементов И, причем в каждом блоке количество однотипных элементов равно количеству путевых переключателей, общий блок начальной установки триггеров, два блока элементов 2И/ИЛИ, путевые переключатели установлены равномерно на роторе, а соответствующие им упоры - на круговых столах, выходы путевых переключателей соединены с первыми входами блока триггеров и с первыми входами блока элементов И, у которого выходы соединены с управляющими входами четвертого блока ключей, а вторые входы являются управляющими, вторые входы блока триггеров соединены с выходами блока элементов ИЛИ, у которого первые входы объединены и соединены с блоком начальной установки триггеров, а вторые входы являются управляющими, выходы блока триггеров соединены с управляющими входами первого блока ключей, с четвертыми входами первого блока элементов 2 И/ИЛИ и с вторыми входами второго блока элементов 2 И/ИЛИ, первые входы первого блока элементов 2 И/ИЛИ соединены с выходом счетчика, соединенного с импульсным измерительным преобразователем, установленным на роторе, третьи входы первого блока элементов 2 И/ИЛИ соединены с выходами второго блока счетчиков, вторые входы первого блока элементов 2 И/ИЛИ являются управляющими, а выходы первого блока элементов 2 И/ИЛИ соединены с первыми входами первого блока фазовых дискриминаторов, первые входы второго блока элементов 2 И/ИЛИ соединены с выходом первого общего блока передаточных отношений, третьи входы первого блока элементов 2 И/ИЛИ соединены с выходом второго общего блока передаточных отношений, четвертые входы второго блока элементов 2 И/ИЛИ являются управляющими, а выходы второго блока элементов 2 И/ИЛИ соединены с входами первого блока счетчиков. При таком выполнении станка конечное положение обрабатываемого колеса на этапе врезания, предшествующем профилированию, определяется сигналом, вырабатываемым путевым переключателем, соответствующего кругового стола, при его выходе в конечную точку пути врезания. Это положение не зависит от разброса исходной точки врезания и от возможных систематической и случайной погрешностей движения врезания, зависящих от механики движения. В итоге возрастает точность выхода заготовки в конечную точку движения врезания, что обеспечивает достижение цели изобретения. В предлагаемом станке в качестве его отличительных признаков использованы известные в технике программного управления элементы - путевые переключатели, триггеры, И, 2И/ИЛИ. Однако их совокупность и связи между ними и ограничительными признаками обеспечивают последнему новое свойство - повышение точности получаемых колес по параметру толщины их зубьев за счет повышения точности выхода круговых столов в исходную точку для этапа профилирования (конечная точка этапа врезания) при непрерывной роторной обработке и транспортировании. При анализе известных технических решений в области зубообработки долбяками не обнаружены решения, обладающие таким же свойством. Это позволяет утверждать, что предлагаемый объект является новым и имеет изобретательский уровень. На фиг. 1 приведена схема приводов роторного зубодолбежного станка; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг.1; на фиг. 3 - блок-схема задающих координат устройства для синхронизации приводов; на фиг. 4,5 - блок-схема ведомых координат; на фиг. 6 - блок-схема цикловой автоматики. Электродвигатель 1, получающий энергию движения от задатчика, входящего в устройство ЧПУ 2, через усилитель мощности 3, кинематически связан посредством червячной передачи 4 с ротором 5, смонтированным на колонне 6 и базирующимся на станине 7. На роторе 5 равномерно по окружности с возможностью движения по круговым направляющим размещены круговые столы 8. Привод каждого кругового стола осуществляется от отдельного электродвигателя 9 через зубчатую передачу 10. На каждом круговом столе 8 смонтирован делительный стол 11, получающий круговую подачу от кинематически связанного с ним электродвигателя 12. На роторе 5 установлены инструментальные суппорты 13 в количестве, равном количеству делительных столов. В каждом суппорте 13 смонтирован шпиндель 14, несущий стандартный долбяк. Привод поступательно-возвратного движения шпинделя осуществляется от электродвигателя 15, кинематически связанного с кулисным механизмом 16 шпинделя. Привод вращательного движения шпинделя 14 осуществляется от электродвигателя 17. Ротор 5 и шпиндели 14 являются задающими координатами устройства для синхронизации круговых и делительных столов с ротором и шпинделями. Это устройство выполнено по схеме задающая-ведомая координата в виде каналов синхронизации. Количество каналов синхронизации ротор-круговые столы равно количеству круговых столов (на фиг. 3,4,5 показано три канала). Эти каналы содержат общий импульсный измерительный преобразователь 18, кинематически связанный посредством зубчатой передачи 19 с ротором 5 и соединенный со счетчиком 20, оснащенным блоком передаточным отношений 21. Совместно счетчик и блок передаточных отношений образуют управляемый делитель частоты. Выход счетчика 20 соединен с первыми входами первого блока 22 элементов 2 И/ИЛИ (здесь и далее первый и второй входы элементов 2 И/ИЛИ относятся к одному элементу И, а третий и четвертый входы - к другому элементу И). Выходы элементов 2 И/ИЛИ блока 22 соединены с первыми входами первого блока фазовых дискриминаторов 23. Вторые входы блока фазовых дискриминаторов 23 соединены с выходами первого блока счетчиков 24, соединенных своими входами с импульсными измерительными преобразователями 25, установленными на круговых столах 8. Блок счетчиков 24 оснащен двумя общими блоками передаточных отношений 26 и 27, соединенными со счетчиками параллельно через второй блок 28 элементов 2 И/ИЛИ. При этом первый блок передаточных отношений 26 соединен с первыми входами блока 28 элементов 2 И/ИЛИ, а второй блок передаточных отношений 27 - с третьими входами блока 28 элементов 2 И/ИЛИ. Четвертые входы блока 28 элементов 2 И/ИЛИ являются управляющими. Выходы первого блока фазовых дискриминаторов 23 через первый блок импульсно-аналоговых преобразователей 29 соединены с вторыми входами первого блока суммирующих усилителей 30. Первые входы блока суммирующих усилителей 30 соединены через первый блок ключей 31 с первым общим импульсно-аналоговым преобразователем 32, а через второй блок ключей 33 - с вторым общим импульсно-аналоговым преобразователем 34. Выходы блока суммирующих усилителей 30 через третий блок ключей 35 и первый блок усилителей мощности 36 соединены с электродвигателями 9 привода соответствующего кругового стола 8. Каналы синхронизации шпиндели-круговые столы содержат импульсные измерительные преобразователи 37, установленные по одному на каждом шпинделе 14 и соединенные с вторым блоком счетчиком 38, оснащенным блоком передаточных отношений 39. Выходы счетчиков 38 соединены с третьими входами первого блока 22 элементов 2 И/ИЛИ. Каналы синхронизации шпиндели-делительные столы содержат импульсные измерительные преобразователи 40, установленные на делительных столах 11 и соединенные с третьим блоком счетчиков 41, соединенным с общим блоком передаточных отношений 42. Выходы блока счетчиков 41 соединены с первыми входами второго блока фазовых дискриминаторов 43. Вторые входы этого блока фазовых дискриминаторов соединены с выходами блока счетчиков 38, а выходы - через второй блок импульсно-аналоговых преобразователей 44 с вторыми входами второго блока суммирующих усилителей 45. Первые входы блока суммирующих усилителей 45 соединены с третьим общим импульсно-аналоговым преобразователем 46, а выходы - через четвертый блок ключей 47 и второй блок усилителей мощности 48 с электродвигателями 12 соответствующих делительных столов 11. Каналы коррекции приводов шпинделей 14 содержат генератор эталонных импульсов 49, соединенный со счетчиком 50, оснащенным блоком передаточных отношений 51. Выход счетчика 50 соединен с вторыми входами третьего блока фазовых дискриминаторов 52, количество которых равно количеству шпинделей. Первые входы фазовых дискриминаторов 52 соединены с блоком счетчиков 38, а выходы - через третий блок импульсно-аналоговых преобразователей 53 с первыми входами третьего блока суммирующих усилителей 54, соединенных своими вторыми входами с общим задатчиком, входящим в устройство ЧПУ 2. Генератор эталонных импульсов 49 в частном случае может быть соединен с общим задатчиком, формирующим сигнал управления электродвигателями 17 шпинделей 14. Выходы блока суммирующих усилителей 54 соединены с третьим блоком усилителей мощности 55 электродвигателей 17 соответствующих шпинделей 14. Входы импульсно-аналоговых преобразователей 32, 34, 46 соединены с генератором эталонных импульсов 49. На роторе 5 равномерно расположены путевые переключатели 56, количество которых равно количеству круговых столов 8. Соответствующие путевым переключателям 56 упоры 57 установлены на круговых столах 8 (на фиг. 2 показан один путевой переключатель и соответствующий ему упор). Взаимное положение каждого путевого переключателя 56 и соответствующего упора 57 устанавливается при отладке станка так, чтобы сигнал на выходе путевого переключателя появлялся при совпадении оси 58 делительного стола 11 с плоскостью, проходящей через оси 59 и 60 соответственно инструментального суппорта 13 и ротора 5. Выходы путевых переключателей 56 (фиг. 6) соединены с первыми входами блока триггеров 61, количество которых в блоке равно количеству путевых переключателей, и с входами блока элементов И 62, выходы которого соединены с управляющими входами блока ключей 47. Вторые входы блока триггеров 61 соединены с выходами блока элементов ИЛИ 63, первые входы которых объединены и соединены с блоком начальной установки 64 триггеров 61. Вторые входы блока 63 элементов ИЛИ являются управляющими. Выходы блока триггеров 61 соединены с управляющими входами первого блока ключей 31, с четвертыми входами первого блока 22 элементов 2 И/ИЛИ и с вторыми входами второго блока 28 элементов 2 И/ИЛИ. В качестве электродвигателей 9,12,17 используются высокомоментные машины постоянного тока, позволяющие бесступенчато регулировать круговую частоту при настройке на режим работы станка. По циклу работы станка ротор 5 вращается непрерывно. Управление круговой частотой электродвигателя 1 привода ротора независимо от способа задания программы осуществляется от задатчика устройства ЧПУ 2. Электродвигатели 17 приводов шпинделей 14, являющихся задающими координатами, управляются от задатчика устройства ЧПУ 2. Однако для обеспечения симметрии работы функционально связанных пар шпиндель - круговой стол и шпиндель - делительный стол, круговые подачи шпинделей синхронизируются между собой посредством коррекции сигналов управления электродвигателей 17. Круговая частота вращения электродвигателей 9 и 12 ведомых координат соответственно круговых столов 8 и делительных столов 11 устанавливается, соответственно, импульсно-аналоговыми преобразователями 32 (подача врезания) и 34 (подача позиционирования) для круговых столов и импульсно-аналоговым преобразователем 46 (круговая подача) для делительных столов. Передаточное отношение функциональных связей ротор-круговые столы (этап позиционирования) устанавливается посредством блоков передаточных отношений 21 и 27 в виде коэффициентов, определяющих равенство круговых частот ротора и круговых столов. Аналогично блоками передаточных отношений 26,39 и 39,42 (этапы врезания и профилирования) устанавливается соотношение круговых частот в виде коэффициентов, соответственно, функционально связанных пар шпиндель-круговой стол и шпиндель-делительный стол. Циклы обработки зубчатых колес на каждом из отдельных столов одинаковы, но смещены по времени на величину, равную времени поворота ротора 5 в движении В1 на угол 2
Формула изобретения
РОТОРНЫЙ ЗУБОДОЛБЕЖНЫЙ СТАНОК, содержащий привод ротора, смонтированного на колонне, на котором равномерно по кругу установлены инструментальные суппорты с приводами вращения шпинделей и соответствующие им круговые столы с приводами, несущие делительные столы с приводами, и устройство для синхронизации движений круговых и делительных столов с ротором и шпинделями, включающее три общих импульсно-аналоговых преобразователя и каналы синхронизации движения ротора с круговыми столами, шпинделей - с делительными столами, при этом каналы синхронизации движения ротора с круговыми столами включают импульсные измерительные преобразователи, установленные по одному на каждом круговом столе и соединенные с входами первого блока счетчиков, с которыми соединены первый и второй общие блоки передаточных отношений, выходы первого блока счетчиков соединены с вторыми входами первого блока фазовых дискриминаторов, соединенных первыми входами с выходом счетчика, соединенного с импульсным измерительным преобразователем, установленным на роторе, и с выходами второго блока счетчиков, соединенных своими входами с импульсными измерительными преобразователями, установленными по одному на каждом шпинделе, выходы первого блока фазовых дискриминаторов через блок импульсно-аналоговых преобразователей соединены с вторыми входами первого блока суммирующих усилителей, первые входы которых через первый и второй блоки ключей соединены соответственно с первым и вторым общими импульсно-аналоговыми преобразователями, а выходы через третий блок ключей и первый блок усилителей мощности соединены с электродвигателями приводов круговых столов, каналы синхронизации шпинделей с делительными столами включают четвертый блок ключей, соединяющий выходы второго блока суммирующих усилителей с входами второго блока усилителей мощности приводов электродвигателей делительных столов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности обрабатываемых колес посредством коррекции конечного положения колеса относительно долбяка на этапе врезания, станок снабжен путевыми переключателями с соответствующими им упорами в количестве, равном количеству круговых столов, блоком триггеров, блоком элементов ИЛИ, блоком элементов И, количество однотипных элементов в которых равно количеству путевых переключателей, общим блоком начальной установки триггеров, двумя блоками элементов 2И/ИЛИ, при этом путевые переключатели установлены равномерно на роторе, а соответствующие им упоры - на круговых столах, выходы путевых переключателей соединены с первыми входами блока триггеров и первыми входами блока элементов И, у которого выходы соединены с управляющими входами четвертого блока ключей, а вторые входы являются управляющими, вторые входы блока триггеров соединены с выходами блока элементов ИЛИ, у которого первые входы объединены и соединены с блоком начальной установки триггеров, а вторые входы являются управляющими, выходы блока триггеров соединены с управляющими входами первого блока ключей, с четвертыми входами первого блока элементов 2И/ИЛИ и вторыми входами второго блока элементов 2 И/ИЛИ, первые входы первого блока элементов 2И/ИЛИ соединены с выходом счетчика, соединенного с импульсным измерительным преобразователем, установленным на роторе, третьи входы первого блока элементов 2И/ИЛИ соединены с выходами второго блока счетчиков, вторые входы первого блока элементов 2И/ИЛИ являются управляющими, а выходы первого блока элементов 2И/ИЛИ соединены с первыми входами первого блока фазовых дискриминаторов, первые входы второго блока элементов 2И/ИЛИ соединены с выходом первого общего блока передаточных отношений, третьи входы первого блока элементов 2И/ИЛИ соединены с выходом второго общего блока передаточных отношений, четвертые входы второго блока элементов 2И/ИЛИ являются управляющими, а выходы второго блока элементов 2И/ИЛИ соединены с входами первого блока счетчиков.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6