RU176990U1 - Automatic clamping device for fixing workpieces of precision subtractive machining - Google Patents

Abstract

Автоматическое зажимное устройство для закрепления заготовок станка субтрактивной обработки относится к области станкостроения. Устройство выполнено в виде тисков, содержащих неподвижную губку и подвижную губку, расположенных на основе. В качестве средства для перемещения подвижной губки по направляющим углублениям, расположенным на основе между неподвижной губкой и крайним положением подвижной губки, использован пьезопривод, размещенный в углублении на основе и соединенный через систему управления с тензометрическим датчиком контроля силы сжатия заготовки, расположенным на неподвижной губке. При достижении заранее заданной величины деформации для жесткой фиксации заготовки система управления останавливает пьезопривод, оставляя заготовку в зафиксированном положении, и поддерживает эту фиксацию с заданной силой зажатия.An automatic clamping device for securing workpieces of a subtractive processing machine belongs to the field of machine tool construction. The device is made in the form of a vice containing a fixed sponge and a movable sponge located on the base. As a means for moving the movable jaw along the guide recesses located on the base between the stationary jaw and the extreme position of the movable jaw, a piezo actuator is used, which is located in the recess on the base and connected through the control system to a strain gauge for monitoring the compression force of the workpiece located on the fixed jaw. Upon reaching a predetermined strain value for rigid fixation of the workpiece, the control system stops the piezo drive, leaving the workpiece in a fixed position, and maintains this fixation with a given clamping force.

Description

Автоматическое зажимное устройство для закрепления заготовок станка прецизионной субтрактивной обработкиAutomatic clamping device for fixing workpieces of precision subtractive machining

Изобретение относится к области станкостроения, а именно к зажимным устройствам для обработки деталей и может быть использовано в станках прецизионной субтрактивной обработки.The invention relates to the field of machine tool industry, namely to clamping devices for processing parts and can be used in precision subtractive machining machines.

Известно «Зажимное устройство для обрабатываемой детали» - патент РФ №2331502 (опубликовано: 20.08.2008). Зажимное устройство для обрабатываемой детали относится к машиностроению. Зажимное устройство имеет зажимной корпус с зажимной камерой многоугольного поперечного сечения, предназначенной для размещения тела обрабатываемой детали. Зажимной корпус имеет зажимное средство, фиксирующее тело по отношению к зажимному корпусу, и контрольные поверхности для определения положения обрабатываемой детали в Х- и в Y-направлениях. Контрольные поверхности образованы стопорными штифтами, размещаемыми в глухих отверстиях зажимного корпуса. При этом стопорные штифты выполнены из более твердого материала, чем материал зажимного корпуса. Стопорные штифты имеют цилиндрическую форму, при этом глухие отверстия, вмещающие стопорные штифты, открыты в сторону зажимных камер таким образом, что небольшая часть каждого стопорного штифта выступает внутрь зажимной камеры. Обеспечивается осуществление позиционно точного зажима обрабатываемой детали, имеющей, по меньшей мере, одно тело многоугольного поперечного сечения.It is known "Clamping device for the workpiece" - RF patent No. 2331502 (published: 08/20/2008). The clamping device for the workpiece relates to mechanical engineering. The clamping device has a clamping body with a clamping chamber of a polygonal cross-section, designed to accommodate the body of the workpiece. The clamping body has clamping means securing the body with respect to the clamping body, and control surfaces for determining the position of the workpiece in the X- and Y-directions. The control surfaces are formed by locking pins placed in the blind holes of the clamping housing. In this case, the locking pins are made of a harder material than the material of the clamping body. The locking pins are cylindrical in shape, with the blind holes accommodating the locking pins open towards the clamping chambers so that a small portion of each locking pin protrudes into the clamping chamber. Provides the implementation of positionally accurate clamping of the workpiece having at least one body of a polygonal cross section.

Недостатком аналога является невозможность закрепления обрабатываемых деталей в автоматическом режиме.The disadvantage of the analogue is the inability to fix the machined parts in automatic mode.

Известно также «Зажимное приспособление для закрепления обрабатываемых деталей» - патент 2410227 (опубликовано: 27.01.2011). Изобретение относится к машиностроению, а именно к зажимным устройствам для обрабатываемых деталей. Зажимное приспособление состоит из устройства для зажима изделия и исполнительного устройства. Устройство для зажима изделия имеет, по меньшей мере, два зажимных кулачка для закрепления детали, в то время как исполнительное устройство предусмотрено для открывания и/или закрывания зажимных кулачков. Зажимные кулачки с помощью исполнительного устройства могут отклоняться за счет упругих свойств материала настолько, чтобы после освобождения исполнительного устройства деталь могла быть зафиксирована за счет упругой возвратной силы зажимных кулачков. Предпочтительно устройство для зажима изделия имеет основной корпус, снабженный шлицом, причем шлиц с обеих сторон ограничен зажимными кулачками. Зажимные кулачки с помощью исполнительного устройства могут отклоняться за счет упругих свойств материала в поперечном направлении к шлицу. Зажимные кулачки оборудованы накладками, которые могут сдвигаться относительно соответствующего зажимного кулачка поперек шлица. Обеспечивается простота конструкции и надежность закрепления.It is also known "Clamping device for securing workpieces" - patent 2410227 (published: 01/27/2011). The invention relates to mechanical engineering, namely to clamping devices for workpieces. The clamping device consists of a device for clamping the product and an actuator. The device for clamping the product has at least two clamping cams for securing the part, while an actuating device is provided for opening and / or closing the clamping cams. The clamping cams with the help of the actuator can deviate due to the elastic properties of the material so that after releasing the actuator, the part can be fixed due to the elastic return force of the clamping jaws. Preferably, the device for clamping the product has a main body provided with a slot, the slot on both sides being limited by clamping jaws. Clamping cams using an actuator can deviate due to the elastic properties of the material in the transverse direction to the slot. The clamping jaws are equipped with pads that can slide relative to the corresponding clamping cam across the slot. Simplicity of design and reliability of fastening is provided.

Недостатком аналога является невозможность закрепления обрабатываемых деталей в автоматическом режиме.The disadvantage of the analogue is the inability to fix the machined parts in automatic mode.

Наиболее близким по своим признакам, принятым за прототип, является устройство «Быстрые тиски» по патенту № 2255851, (опубликовано: 10.07.2005). Изобретение относится к устройствам для закрепления обрабатываемых деталей. Тиски содержат неподвижную губку и соединенную с ней с возможностью перемещения подвижную губку, средство для перемещения подвижной губки относительно неподвижной, соединенное с неподвижной губкой, винт и соединенную с ним ручку. Винт скреплен с подвижной губкой с возможностью вращения и взаимодействует со средством для перемещения подвижной губки. Средство для перемещения подвижной губки содержит корпус с двумя отверстиями, через которые проходит винт, и в нем последовательно расположенные на винте неподвижную, подвижные первую и вторую гайки и опорную шайбу, а также стопор и средства ограничения взаимного вращения гаек и средство обеспечения вращений опорной шайбы одновременно с винтом в одну сторону относительно второй гайки. Неподвижная гайка соединена с корпусом, стопор служит для блокировки выдвижения опорной шайбы из корпуса, винт выполнен с двумя лысками, а отверстия гаек выполнены с профилем, подобным и большим по размеру по отношению к профилю поперечного сечения винта. Технический результат – повышение надежности и упрощение конструкции.The closest in its features, taken as a prototype, is the device "Quick vise" according to patent No. 2255851, (published: July 10, 2005). The invention relates to devices for fixing workpieces. The vice contains a fixed jaw and a movable jaw connected with it with a possibility of movement, means for moving a movable jaw relatively motionless, connected to a fixed jaw, a screw and a handle connected to it. The screw is rotatably fastened to the movable sponge and interacts with the means for moving the movable sponge. The tool for moving the movable jaw contains a housing with two holes through which the screw passes, and in it there are fixed, movable first and second nuts and a support washer sequentially located on the screw, as well as a stopper and means for restricting the mutual rotation of the nuts and means for ensuring the rotation of the support washer at the same time with a screw in one direction relative to the second nut. The fixed nut is connected to the housing, the stopper serves to block the extension of the support washer from the housing, the screw is made with two flats, and the holes of the nuts are made with a profile similar and large in size with respect to the cross-sectional profile of the screw. EFFECT: increased reliability and simplified design.

Недостатком является невозможность закрепления обрабатываемых деталей в автоматическом режиме.The disadvantage is the inability to fix the machined parts in automatic mode.

Задачей предлагаемого технического решения является реализация возможности закрепления обрабатываемых деталей в автоматическом режиме при обработке заготовок на станке прецизионной субтрактивной обработки.The objective of the proposed technical solution is to realize the possibility of fixing the workpieces in automatic mode when processing workpieces on a precision subtractive machining machine.

Технический результат – реализация поставленной задачи за счет использования тензометрического датчика контроля силы сжатия заготовки, обеспечивающего автоматическую остановку подвижной губки при достижении необходимой величины силы сжатия заготовки путем подачи сигнала на пьезопривод, используемый в качестве средства для перемещения подвижной губки зажимного устройства, что позволяет реализовать возможность закрепления обрабатываемых деталей в автоматическом режиме. The technical result is the implementation of the task through the use of a tensometric sensor for monitoring the compression force of the workpiece, which automatically stops the movable jaw when the required compression force of the workpiece is reached by applying a signal to the piezo actuator used as a means to move the movable jaw of the clamping device, which allows the possibility of fixing machined parts in automatic mode.

Предложенное автоматическое зажимное устройство для закрепления заготовок станка прецизионной субтрактивной обработки, выполнено в виде тисков, содержащих неподвижную губку и подвижную губку, средство для перемещения подвижной губки, корпус, в которое внесены следующие новые признаки: корпус выполнен в виде основы, на которой закреплена неподвижная губка, а в качестве средства для перемещения подвижной губки по направляющим углублениям, расположенным на основе между неподвижной губкой и крайним положением подвижной губки, использован пьезопривод, размещенный в углублении на основе и соединенный через систему управления с тензометрическим датчиком контроля силы сжатия заготовки, расположенным на неподвижной губке, при этом губки выполнены в форме усеченной трапеции с выступом на вершине.The proposed automatic clamping device for securing the workpieces of a precision subtractive machining machine is made in the form of a vice containing a fixed sponge and a movable sponge, means for moving a movable sponge, a housing in which the following new features are introduced: the housing is made in the form of a base on which a fixed sponge is fixed and, as a means for moving the movable jaw along the guide recesses located on the base between the jaw and the extreme position of the jaw, use en piezo disposed in the recess on the base and connected via a control system with a strain gauge force preform compression control sensor disposed on the stationary jaw, the jaws are in the form of a truncated trapezoid with a protrusion on top.

Предлагаемое изобретение иллюстрируется чертежами, приведенными на фигурах: фигура 1 – общий вид автоматического зажимного устройства; The present invention is illustrated by the drawings shown in the figures: figure 1 - General view of an automatic clamping device;

фигура 2 –вид сверху; figure 2 is a top view;

фигура 3 –вид сбоку. figure 3 is a side view.

Устройство состоит из неподвижной основы 1 с отверстиями 2 для крепления основы 1 к станку, выполненных в форме усеченной трапеции с выступом на вершине неподвижной губки 3 и подвижной губки 4, пьезопривода 5 для передвижения подвижной губки 4 по направляющим углублениям 6, размещенным на основе 1 между подвижной губкой 4 и неподвижной губкой 3, и тензометрического датчика 7, расположенного на обратной стороне неподвижной губки 3, и связанного с пьзоприводом 5 через систему управления (на фиг. не показана).The device consists of a fixed base 1 with holes 2 for attaching the base 1 to the machine, made in the form of a truncated trapezoid with a protrusion on the top of the fixed jaw 3 and the movable jaw 4, a piezo actuator 5 for moving the movable jaw 4 along the guide recesses 6, placed on the base 1 between a movable sponge 4 and a fixed sponge 3, and a strain gauge 7 located on the back side of the fixed sponge 3 and connected to the piezo drive 5 through a control system (not shown in Fig.).

Описание работы устройства:Description of the operation of the device:

Когда заготовку помещают в тиски, посредством пьезопривода 5 подвижная губка 4 смещается по направляющим углублениям 6 основы 1 к неподвижной губке 3.When the workpiece is placed in a vice, by means of a piezo actuator 5, the movable sponge 4 is displaced along the guide recesses 6 of the base 1 to the fixed sponge 3.

По мере продвижения губки 4 заготовка поднимается по скосу губки 3 и губки 4 до упора в выступы и фиксируется в тисках, при этом за счет наличия на обратной стороне неподвижной губки 4 углубления, происходит деформация неподвижной губки 3, величина которой считывается тензометрическим датчиком 7. При достижении заранее заданной величины деформации для жесткой фиксации заготовки, система управления (на фигуре не показана) останавливает пьезопривод 5, минимизируя нежелательные деформации самой заготовки, и поддерживает эту фиксацию с заданной силой зажатия во время обработки заготовки. As the jaw 4 moves forward, the workpiece rises along the bevel of the jaw 3 and jaw 4 all the way into the protrusions and is fixed in a vice, while due to the presence of a recess on the back of the fixed jaw 4, the fixed jaw 3 deforms, the value of which is read by the strain gauge 7. When when a predetermined strain value is reached for rigid fixation of the workpiece, the control system (not shown in the figure) stops the piezo actuator 5, minimizing unwanted deformations of the workpiece itself, and supports this fixation with oh clamping force during machining of the workpiece.

Таким образом, поставленная задача закрепления обрабатываемых деталей в станке прецизионной субтрактивной обработки в автоматическом режиме достигается за счет использования тензометрического датчика и пьезопривода в качестве средства для перемещения подвижной губки зажимного устройства, что обеспечивает автоматическую остановку передвижной губки при достижении необходимой величины силы сжатия заготовки.Thus, the task of fixing the workpieces in a precision subtractive machining machine in automatic mode is achieved by using a strain gauge and a piezodrive as a means to move the movable jaw of the clamping device, which ensures that the movable jaw automatically stops when the required compression force of the workpiece is reached.

Claims (1)

Автоматическое зажимное устройство для закрепления заготовок на станке прецизионной субтрактивной обработки, выполненное в виде тисков, содержащих корпус с установленными на нем неподвижной губкой, подвижной губкой и средством для перемещения подвижной губки, при этом на неподвижной губке расположен датчик контроля силы сжатия заготовки, соединенный через систему управления со средством для перемещения подвижной губки, отличающееся тем, что корпус выполнен с расположенным между неподвижной губкой и крайним положением подвижной губки углублением, имеющим направляющие для перемещения подвижной губки, при этом средство для перемещения подвижной губки выполнено в виде пьезопривода, размещенного в углублении корпуса, а датчик контроля силы сжатия заготовки выполнен тензометрическим.
An automatic clamping device for securing workpieces on a precision subtractive machining machine, made in the form of a vise containing a housing with a fixed sponge, a movable sponge and means for moving a movable sponge mounted on it, while a workpiece compression force sensor is located on the fixed sponge and connected through the system control with means for moving the movable lip, characterized in that the housing is arranged between the stationary lip and the extreme position of the movable lip and the recess having a guide for moving the movable jaw, wherein the means for moving the movable jaw configured as a piezo actuator disposed in the housing recess, and the workpiece pressing force control sensor is a strain gauge.

Images