RU152432U1 - ELECTROEROSION FIVE-ORDINATE COPYING AND BROADCASTING MACHINE - Google Patents

Abstract

Электроэрозионный пятикоординатный копировально-прошивочный станок, содержащий станину, рабочий стол для базирования заготовки, выполненный с возможностью вращения по двум осям, установленный на станине двухкоординатный электромеханический привод программного перемещения рабочего стола в горизонтальной плоскости, электрод-инструмент, размещенный на станине однокоординатный привод программного перемещения электрод-инструмента по вертикали и средство подачи рабочей жидкости в зону обработки, отличающийся тем, что упомянутый двухкоординатный привод программного перемещения рабочего стола выполнен в виде планарного привода с размером статора, соответствующим рабочей зоне обработки.An electroerosive five-coordinate copy-piercing machine containing a bed, a worktable for basing the workpiece, rotatable on two axes, mounted on a bed, a two-coordinate electromechanical drive for moving the desktop horizontally, an electrode tool, a single-axis drive for moving the electrode on a bed vertical tool and a means of supplying a working fluid to the treatment zone, characterized in that the two oordinatny actuator displacement desktop software is formed as a planar drive stator with a size corresponding to a working treatment zone.

Description

Полезная модель относится к электроэрозионным пятикоординатным копировально-прошивочным станкам и может быть использована для высокоточной обработки деталей сложного профиля из токопроводящих заготовок, в том числе из твердых сплавов и закаленных сталей для машиностроительной, авиационной, судостроительной, нефтегазовой и строительной промышленности.The utility model relates to electroerosive five-axis copy-piercing machines and can be used for high-precision machining of complex profile parts from conductive billets, including hard alloys and hardened steels for machine building, aviation, shipbuilding, oil and gas and construction industries.

Из уровня техники известен электроэрозионный пятикоординатный копировально-прошивочный станок для обработки поверхностей токопроводящих заготовок, содержащий электромеханический исполнительный узел, размещенный на станине и выполненный в виде манипулятора с возможностью пятикоординатного пространственного перемещения, рабочий стол для базирования заготовки, расположенный в ванне с рабочей жидкофазной средой, и электрод-инструмент, установленный на манипуляторе. Манипулятор осуществляет пятикоординатное перемещение при помощи трех вращательных и двух поступательных степеней подвижности. (Патент РФ на полезную модель №131327, B23H 7/26, 2013).The prior art is known as an electroerosive five-axis copy-stitching machine for processing surfaces of conductive billets, comprising an electromechanical actuating unit located on a bed and made in the form of a manipulator with the possibility of five-coordinate spatial movement, a worktable for basing the workpiece located in a bath with a working liquid-phase medium, and electrode-tool mounted on the manipulator. The manipulator performs five-coordinate movement using three rotational and two translational degrees of mobility. (RF patent for utility model No. 131327, B23H 7/26, 2013).

К недостаткам данного устройства можно отнести:The disadvantages of this device include:

- невысокую жесткость системы за счет большого количества кинематических связей;- low rigidity of the system due to the large number of kinematic connections;

- сложность управления при позиционировании исполнительных механизмов, обусловленную переводом полярной системы координат в декартовую.- the complexity of control when positioning actuators, due to the translation of the polar coordinate system into Cartesian.

Наиболее близким к заявленному решению по технической сущности и достигаемому результату является электроэрозионный копировально-прошивочный станок, предназначенный для обработки фасонных полостей и отверстий в деталях из труднообрабатываемых сталей и сплавов, содержащий размещенные на станине двухкоординатный рабочий стол, для закрепления обрабатываемой заготовки, реализующий перемещения заготовки по осям X и Y. колонну, с установленной на ней перемещающейся по направляющим вдоль оси Ζ консолью. На консоли размещен поворотный узел, который вращает плечо консоли относительно оси C. На конце плеча консоли закреплен электрод-инструмент.На рабочем столе может быть установлено поворотное устройство, обеспечивающее вращение заготовки на 360°. (Патент США US №20040011768, B23H 1/00, B23H 1/02, B23H 7/20, B23H 7/18, 2004).The closest to the claimed solution on the technical nature and the achieved result is an EDM copy-piercing machine designed for machining shaped cavities and holes in parts of hard-to-work steels and alloys, containing a two-coordinate working table located on the bed, for fixing the workpiece, realizing the workpiece moving along X and Y axes. a column with a console mounted on it moving along the guides along the оси axis. A rotary unit is placed on the console, which rotates the console arm relative to the C axis. An electrode-tool is fixed at the end of the console arm. A rotary device can be installed on the desktop to rotate the workpiece 360 °. (US Patent US No. 20040011768, B23H 1/00, B23H 1/02, B23H 7/20, B23H 7/18, 2004).

К недостаткам данного устройства также можно отнести:The disadvantages of this device can also include:

- невысокую жесткость системы за счет большого количества кинематических связей, снижающие точность пятикоординатной обработки деталей сложной формы;- low rigidity of the system due to the large number of kinematic relationships that reduce the accuracy of the five-coordinate processing of parts of complex shape;

- большие перемещающиеся массы, усложняющие процесс пятикоординатной обработки деталей сложной формы;- large moving masses that complicate the process of five-coordinate processing of parts of complex shape;

Техническими результатами заявленной модели является увеличение точности позиционирования системы за счет упрощения кинематической схемы и исключения направляющих по осям X и Y, что приводит к повышению точности изготовления изделия сложной формы; упрощение процесса пятикоординатной обработки деталей сложной формы снижением перемещающихся в горизонтальной плоскости масс за счет размещения в упомянутой плоскости более легкого планарного привода с плоским статором.The technical results of the claimed model is to increase the accuracy of positioning the system by simplifying the kinematic scheme and eliminating the guides along the X and Y axes, which leads to an increase in the accuracy of manufacturing a product of complex shape; simplification of the process of five-coordinate machining of parts of complex shape by reducing the mass moving in the horizontal plane due to the placement in the said plane of a lighter planar drive with a flat stator.

Указанный технический результат достигается тем, что в электроэрозионном пятикоординатном копировально-прошивочном станке, содержащим станину, рабочий стол глобусного типа для базирования заготовки, расположенный в ванне с рабочей жидкофазной средой, зафиксированное на станине двухкоординатное электромеханическое средство программно регламентированного перемещения в зоне обработки рабочего стола в горизонтальной плоскости, размещенное вертикально относительно станины однокоординатное электромеханическое средство с установленным на нем электрод-инструментом, с возможностью программноThe specified technical result is achieved by the fact that in the electroerosive five-coordinate copy-piercing machine containing the bed, a globe-type desktop for basing the workpiece, located in the bath with a working liquid-phase medium, fixed on the bed is a two-coordinate electromechanical means of programmatically controlled movement in the processing zone of the desktop in horizontal a plane placed vertically relative to the bed a single-coordinate electromechanical means with nym thereon electrode-tool with the ability to programmatically

регламентированного перемещения инструмента в зоне рабочего стола по вертикали, согласно полезной модели, двухкоординатное электромеханическое средство станка выполнено в виде планарного привода с плоским статором, размером, покрывающим рабочую зону обработки, и с установленными параллельно периоду нарезки статора коммутационно соединенными якорями, снабженными пневмосистемой с воздушными жиклерами.according to the utility model, the two-coordinate electromechanical tool of the machine is made in the form of a planar drive with a flat stator, a size that covers the working area of the machine, and with commutator links installed parallel to the stator cutting period, equipped with a pneumatic system with air jets .

Сущность заявленного технического решения поясняется следующим.The essence of the claimed technical solution is illustrated as follows.

Планарный привод, представляющий собой охваченный обратной связью по положению шаговый двигатель, включающий в себя плоский статор с коммутационно соединенными якорями. Использование объединенных якорей позволяет распределить нагрузку на плоский статор планарного привода. Сжатый воздух, поступающий в жиклеры якорей планарного привода, обеспечивает образование воздушной подушки, исключая трение между подвижными частями привода и сохраняя постоянные характеристики перемещения. Использование планарного привода в электроэрозионном станке, при управлении положением рабочего стола с заготовкой в горизонтальной плоскости относительно электрод-инструмента, обеспечивает достижение заявленного технического результата в полном объеме.A planar drive, which is a stepper motor covered by position feedback, includes a flat stator with switching anchors. The use of integrated anchors allows you to distribute the load on the planar drive flat stator. Compressed air entering the jets of the anchors of the planar drive ensures the formation of an air cushion, eliminating friction between the moving parts of the drive and maintaining constant movement characteristics. The use of a planar drive in an EDM machine, when controlling the position of the working table with the workpiece in a horizontal plane relative to the electrode tool, ensures the achievement of the claimed technical result in full.

Заявленная полезная модель поясняется графическим материалом, на котором показана схема заявленного электроэрозионного пятикоординатного копировально-прошивочного станка.The claimed utility model is illustrated by graphic material, which shows a diagram of the inventive electroerosive five-axis copy-stitching machine.

На станине 1 для реализации движений по осям X и Υ установлено двухкоординатное электромеханическое средство, выполненное в виде планарного привода с плоским статором 2, размером, покрывающим рабочую зону обработки, и с установленными параллельно периоду нарезки статора коммутационно соединенными якорями 3, снабженными пневмосистемой 4 с воздушными жиклерами 5. На якорях 3 планарного привода размещена ванна 6 с рабочей жидкофазной средой. На станине 1 неподвижно закреплена стойка 7, на которой вертикально относительно станины 1 размещено однокоординатное электромеханическое средство, состоящее из пиноли 8 и, установленным на ней с возможностью регламентированного перемещения по оси Ζ электрод-инструментом 9. В ванне 6 с рабочей жидкофазной средой установлен двухкоординатный рабочий стол 10 глобусного типа, представляющий собой глобусный стол, на котором размещена обрабатываемая заготовки 11.On the bed 1, for the implementation of movements along the X and ос axes, a two-coordinate electromechanical tool is installed, made in the form of a planar drive with a flat stator 2, the size covering the working area of the processing, and with commutator 3 connected to the stator cutting period, equipped with a pneumatic system 4 with air jets 5. At the anchors 3 of the planar drive, a bath 6 with a working liquid-phase medium is placed. A stand 7 is fixedly mounted on the bed 1, on which a single-axis electromechanical device is placed vertically relative to the bed 1, consisting of a pin 8 and installed on it with the possibility of regulated movement along the Ζ axis with the electrode-tool 9. In the bath 6 with a working liquid-phase medium, a two-coordinate working a table 10 of the globe type, which is a globe table on which the workpiece 11 is placed.

Заявленная полезная модель работает следующим образом.The claimed utility model works as follows.

Заготовка 11, закрепленная на двухкоординатном рабочем столе 10 глобусного типа, программно регламентировано вращается по осям A и B. Одновременно пиноль 8 с электрод-инструментом 9 совершает технологически регламентированные возвратно-поступательные движения по вертикальной оси Ζ. Электрод-инструмент 9, взаимодействуя с заготовкой 11, выполняет обработку детали сложной конфигурации. При этом перемещение рабочего стола 10 с заготовкой 11 относительно электрод-инструмента 11 вдоль осей X и Υ реализуется планарным приводом, якоря 3 которого перемещаются в соответствии с командами и сигналами обратных связей по положению и току. Воздух под давлением, поступающий в якоря 3, проходит к жиклерам 5. Якоря 3 поднимаются на высоту, где достигается баланс между силой подъема от действия сжатого воздуха и силой давления на плоский статор 2. Усилие, возникающее в результате взаимодействия электромагнитных полей, передается непосредственно через воздушный зазор, перемещая якоря 3 планарного привода по координатам X и Υ. Отсутствие механической передачи гарантирует долговечность и стабильность параметров работы привода станка. Для компенсации погрешности позиционирования рабочего стола 10 относительно электрод-инструмента 9 привод может совершать управляемые поворотные движения в пределах 1°, что позволяет повысить точность обработки заготовки 11.The workpiece 11, mounted on a two-coordinate desktop 10 of the globe type, rotates programmatically in the axes A and B. Simultaneously, the pin 8 with the electrode tool 9 performs technologically regulated reciprocating movements along the vertical axis Ζ. The electrode tool 9, interacting with the workpiece 11, performs the processing of parts of complex configuration. In this case, the movement of the working table 10 with the workpiece 11 relative to the electrode tool 11 along the axes X and Υ is realized by a planar drive, the armature 3 of which moves in accordance with the commands and feedback signals in position and current. Air under pressure entering the armature 3 passes to the nozzles 5. The armature 3 rises to a height where a balance is reached between the lifting force from the action of compressed air and the pressure force on the flat stator 2. The force resulting from the interaction of electromagnetic fields is transmitted directly through air gap by moving the anchors 3 of the planar drive along the X and Υ coordinates. The absence of mechanical transmission guarantees the durability and stability of the parameters of the machine drive. To compensate for the positioning error of the working table 10 relative to the electrode tool 9, the drive can perform controlled rotary movements within 1 °, which improves the accuracy of processing the workpiece 11.

Таким образом, предлагаемый электроэрозионный пятикоординатный копировально-прошивочный станок обеспечивает увеличение точности позиционирования системы за счет упрощения кинематической схемы и исключения направляющих по осям X и Y, что приводит к повышению точности изготовления изделия сложной формы; упрощение процесса пятикоординатной обработки деталей сложной формы снижением перемещающихся в горизонтальной плоскости масс за счет размещения в упомянутой плоскости более легкого планарного привода с плоским статором.Thus, the proposed electroerosive five-axis copy-piercing machine provides an increase in the accuracy of the positioning of the system due to the simplification of the kinematic scheme and the elimination of guides along the X and Y axes, which leads to an increase in the accuracy of manufacturing a product of complex shape; simplification of the process of five-coordinate machining of parts of complex shape by reducing the mass moving in the horizontal plane due to the placement in the said plane of a lighter planar drive with a flat stator.

Полезная модель может быть использована для высокоточной обработки деталей сложного профиля из токопроводящих заготовок, в том числе из твердых сплавов и закаленных сталей для машиностроительной, авиационной, судостроительной, нефтегазовой и строительной промышленности.The utility model can be used for high-precision machining of complex profile parts from conductive billets, including from hard alloys and hardened steels for machine-building, aviation, shipbuilding, oil and gas and construction industries.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в независимом пункте формулы признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности неизвестной на дату приоритета из уровня техники необходимых признаков, достаточной для получения требуемого синергетического (сверхсуммарного) технического результата.The analysis of the claimed technical solution for compliance with the conditions of patentability showed that the characteristics indicated in the independent claim are interrelated with each other with the formation of a stable set of necessary attributes unknown at the priority date from the prior art sufficient to obtain the required synergistic (over-total) technical result.

Заявленное решение соответствует требованию единства изобретения, т.к. в формуле охарактеризовано одно техническое решение.The claimed solution meets the requirement of unity of invention, because the formula describes one technical solution.

Свойства, регламентированные в заявленном изобретении отдельными признаками, общеизвестны из уровня техники и не требуют дополнительных пояснений.The properties regulated in the claimed invention by individual features are well known in the art and require no further explanation.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначен для высокоточной обработки деталей сложного профиля из токопроводящих заготовок, в том числе из твердых сплавов и закаленных сталей для машиностроительной, авиационной, судостроительной, нефтегазовой и строительной промышленности;- the object embodying the claimed technical solution, when implemented, is intended for high-precision machining of complex profile parts from conductive billets, including hard alloys and hardened steels for the machine-building, aviation, shipbuilding, oil and gas and construction industries;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в независимом пункте формулы полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в материалах заявки известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the claimed object in the form as described in the independent claim of the utility model formula, the possibility of its implementation using the means and methods known from the prior art on the priority date as described in the application materials is confirmed;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- the object embodying the claimed technical solution, when implemented, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленный объект соответствуют требованиям условиям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed subject matter meets the requirements of patentability “novelty” and “industrial applicability” under applicable law.

Claims (1)

Электроэрозионный пятикоординатный копировально-прошивочный станок, содержащий станину, рабочий стол для базирования заготовки, выполненный с возможностью вращения по двум осям, установленный на станине двухкоординатный электромеханический привод программного перемещения рабочего стола в горизонтальной плоскости, электрод-инструмент, размещенный на станине однокоординатный привод программного перемещения электрод-инструмента по вертикали и средство подачи рабочей жидкости в зону обработки, отличающийся тем, что упомянутый двухкоординатный привод программного перемещения рабочего стола выполнен в виде планарного привода с размером статора, соответствующим рабочей зоне обработки.

An electroerosive five-coordinate copy-piercing machine containing a bed, a work table for basing the workpiece, rotatable on two axes, mounted on the bed, a two-coordinate electromechanical drive for moving the work table horizontally, an electrode tool, a one-coordinate drive for moving the electrode on a bed vertical tool and a means of supplying a working fluid to the treatment zone, characterized in that the two oordinatny actuator displacement desktop software is formed as a planar drive stator with a size corresponding to a working treatment zone.

Images