BG67419B1 - Device for six-sided processing of objects - Google Patents

Device for six-sided processing of objects Download PDF

Info

Publication number
BG67419B1
BG67419B1 BG112510A BG11251017A BG67419B1 BG 67419 B1 BG67419 B1 BG 67419B1 BG 112510 A BG112510 A BG 112510A BG 11251017 A BG11251017 A BG 11251017A BG 67419 B1 BG67419 B1 BG 67419B1
Authority
BG
Bulgaria
Prior art keywords
axis
rotation
working tool
rotary motor
rotary
Prior art date
Application number
BG112510A
Other languages
Bulgarian (bg)
Other versions
BG112510A (en
Inventor
Георги Бахарев
Кирилов Бахарев Георги
Original Assignee
"Киберис" Оод
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by "Киберис" Оод filed Critical "Киберис" Оод
Priority to BG112510A priority Critical patent/BG67419B1/en
Priority to EA201992580A priority patent/EA038768B1/en
Priority to PCT/BG2017/000019 priority patent/WO2018213898A1/en
Publication of BG112510A publication Critical patent/BG112510A/en
Publication of BG67419B1 publication Critical patent/BG67419B1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/003Scarfing, desurfacing or deburring
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02Plasma welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/08Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
    • B23K26/0869Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
    • B23K26/0876Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions
    • B23K26/0884Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction in at least two axial directions in at least in three axial directions, e.g. manipulators, robots
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36Removing material
    • B23K26/38Removing material by boring or cutting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0211Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track
    • B23K37/0235Carriages for supporting the welding or cutting element travelling on a guide member, e.g. rail, track the guide member forming part of a portal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02Carriages for supporting the welding or cutting element
    • B23K37/0241Attachments between the welding or cutting element and the carriage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/04Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups for holding or positioning work
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/50Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/54Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only
    • B23Q1/5406Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only a single rotating pair followed perpendicularly by a single rotating pair
    • B23Q1/5412Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with rotating pairs only, the rotating pairs being the first two elements of the mechanism two rotating pairs only a single rotating pair followed perpendicularly by a single rotating pair followed perpendicularly by a single rotating pair
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q2220/00Machine tool components
    • B23Q2220/006Spindle heads

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)
  • Coating By Spraying Or Casting (AREA)
  • Milling Processes (AREA)

Abstract

The invention finds application in the field of plasma and laser cutting as well as in the assembly of CNC metal processing machines. The essence of the invention is a device which involves providing three translational movements and simultaneously providing three rotational movements of the working tool (10), as the axis of the working tool E2 of the working tool (10) is displaced at a distance of Delta1 from the axis of first rotation and at a distance Delta 2 from the axis of second rotation. The device is implemented according to a kinematic scheme that contains a rotary module, which consists of a body (4) equipped with two parallel to each other U and V rotary motors, separately engaged to two coaxial shafts mounted in each other. To the body (4) is fastened a lever (5), ending with a quick connection (6) and at the end of the lever (5), via the quick connection (6), is coupled the working tool (10) or an extension (7) which ends in a rotary station (8) to which the working tool (10) is attached.

Description

(54) УСТРОЙСТВО ЗА ШЕСТСТРАННО ОБРАБОТВАНЕ НА ОБЕКТИ(54) DEVICE FOR HEXAGON PROCESSING OF OBJECTS

Област на техникатаField of technique

Изобретението се отнася до устройство за шестстранно обработване на обекти, и по-специално паралелепипед, което може да осъществи рязане, боядисване, шлайфане и други технологични операции, свързани с обработка на материали, на една установка, с възможност за обработка по различни стени и страни на обработвания обект, а така също и при скосяване или наклонено рязане под определен ъгъл чрез горелка или горелка за плазмено рязане или лазерна обработка. Изобретението намира приложение в областта на плазменото и лазерно рязане или заваряване на обекти от метал. Изобретението може да намери приложение при комплектовката на CNC машини за обработване на метали.The invention relates to a device for six-sided processing of objects, and in particular a parallelepiped, which can carry out cutting, painting, grinding and other technological operations related to processing materials in one installation, with the possibility of processing on different walls and sides of the machined object, and also when beveling or oblique cutting at a certain angle by means of a torch or torch for plasma cutting or laser processing. The invention finds application in the field of plasma and laser cutting or welding of metal objects. The invention can find application in the assembly of CNC machines for metal processing.

Предшестващо състояние на техникатаPrior art

Известна е машина за обработка на обемни метални обекти, която осигурява транслационно движение на работния инструмент в три декартови оси - X, Y, Z и ротация по две ротационни оси. Машината е изградена от портална рамка с движение по релси, осигуряваща транслация по оста X и движение по напречната греда на порталната рамка чрез задвижване на количка, осигуряващо транслация по оста Y. Към количката подвижно е монтирано носещо рамо, осигуряващо транслация по оста Z. Към носещото рамо е монтиран мотор, който осигурява първо ротационно движение в равнина Y-X, чрез носеща ос, перпендикулярно за която е закрепена втора ос, която осигурява второ ротационно движение в равнина Z-X на работния инструмент (РСТ заявка WO2016/061645).A machine for processing bulky metal objects is known, which provides translational movement of the working tool in three Cartesian axes - X, Y, Z and rotation along two rotational axes. The machine consists of a gantry frame with rail movement providing X-axis translation and gantry frame cross-beam movement by a carriage drive providing Y-axis translation. A support arm is movably mounted to the carriage providing Z-axis translation. To the support arm is mounted with a motor which provides a first rotational movement in the Y-X plane, by means of a supporting axis, perpendicular to which a second axis is fixed, which provides a second rotational movement in the Z-X plane of the working tool (PCT application WO2016/061645).

В посоченото устройство всички тези движения се предават по кинематичната схема по обичайния начин, а именно едно след друго. Това води до дълга кинематична схема, което реализирано на практика прави съоръжението едрогабаритно, с нужда от големи пространства за осигуряване на всички ротационни движения, както и по-голяма маса на съставните елементи. По-голямата маса на съставните елементи води до по-големи инерционни моменти при осъществяването на различните движения на работния инструмент, откъдето се изискват и по-големи мощности на задвижване. Освен това степента, равнините на обработвания обект са ограничени, както по брой, така и по функция.In the mentioned device, all these movements are transmitted through the kinematic scheme in the usual way, namely one after the other. This leads to a long kinematic scheme, which in practice makes the facility bulky, with the need for large spaces to ensure all rotational movements, as well as a greater mass of the constituent elements. The greater mass of the component elements leads to greater moments of inertia during the implementation of the various movements of the working tool, from which greater drive powers are required. In addition, the degree, the planes of the processed object are limited, both in number and in function.

Задачата на изобретението е да се създаде устройство за точно движение на инструмент за заваряване или горелка, по-специално за плазмено рязане, по осите X, Y и Z с възможност за шестстранна обработка на обект, примерно с форма на паралелепипед, на един път с една установка и с възможност за достигане до всяка точка от повърхността на детайла с форма на паралелепипед, при произволен ъгъл на наклон на инструмента спрямо повърхността, който да е равен на ъгъла между оста на инструмента и съответната повърхност. Същевременно устройството да бъде компактно и задвижвано с мощности по-ниски от известните. Да има възможност чрез бърза връзка, за подмяна на съставни елементи, които осигуряват мобилност. Тази мобилност е необходима при увеличаване или намаляване на количеството и/или функциите на обработваните равнини, по задание от оператора и според технологичните нужди на конкретна обработка.The task of the invention is to create a device for accurate movement of a welding tool or torch, in particular for plasma cutting, along the X, Y and Z axes with the possibility of six-sided processing of an object, for example, in the shape of a parallelepiped, in one pass with one setup and with the ability to reach any point on the surface of the parallelepiped-shaped part, at any angle of inclination of the tool relative to the surface, which is equal to the angle between the axis of the tool and the corresponding surface. At the same time, the device should be compact and driven with capacities lower than the known ones. To have the possibility, through a quick connection, to replace constituent elements that ensure mobility. This mobility is necessary when increasing or decreasing the amount and/or functions of the processed planes, as requested by the operator and according to the technological needs of a specific processing.

Техническа същност на изобретениетоTechnical essence of the invention

Задачата на изобретението е решена от устройство за шестстранно обработване на обекти, изработено по ротационен модул за три ротационни движения по три пресичащи се перпендикулярно една спрямо друга оси, като централната ос на работния инструмент, тази преминаваща през центъра му по неговото протежение, е отместена едновременно на две отделни разстояния, спрямо две от осите на ротация, веднъж на разстояние спрямо оста на първа ротация и втори път на разстояние от оста на втората ротация, при което в работно положение централната ос на работния инструмент сключва произволен ъгъл спрямо две от координатните оси.The task of the invention is solved by a device for six-sided processing of objects, made according to a rotary module for three rotary movements along three intersecting axes perpendicular to each other, as the central axis of the working tool, the one passing through its center along its length, is simultaneously displaced at two separate distances, relative to two of the axes of rotation, once at a distance relative to the axis of the first rotation and a second time at a distance from the axis of the second rotation, whereby in the working position the central axis of the working tool makes an arbitrary angle relative to two of the coordinate axes.

Ротационният модул се състои от тяло, което е снабдено с U ротационен мотор и V ротационен мотор, монтирани успоредно един до друг върху тялото. Двата мотора са зацепени поотделно към два коаксиални един на друг вала, разположени в тялото, като осите на валовете са перпендикулярни на осите на моторите, като първият вал от които е кух, а вторият е поместен в центъра на кухия вал съосно един на друг, като валовете предават ротацията от моторите чрез система от зъбни предавки по две от осите на ротация.The rotary module consists of a body that is equipped with a U rotary motor and a V rotary motor mounted parallel to each other on the body. The two motors are separately engaged to two coaxial shafts located in the body, the axes of the shafts being perpendicular to the axes of the motors, the first shaft of which is hollow and the second is placed in the center of the hollow shaft coaxially with each other, with the shafts transmitting the rotation from the motors through a system of gears along two of the axes of rotation.

U ротационният мотор е зацепен към кухия вал, чрез двойки цилиндрични и конусни зъбни колела. Чрез U ротационен мотор и зацепения към него кух вал е осъществена първа ротация на работния инструмент по ос U.The U rotary motor is meshed to the hollow shaft by pairs of spur and bevel gears. By means of a U rotary motor and the hollow shaft engaged to it, the first rotation of the working tool along the U axis is carried out.

Към тялото, върху което са монтирани моторите, е закрепено раменно тяло, в което е поместена редукторна кутия с конусна зъбна предавка, която отново обръща посоката на осите на въртене от V ротационен мотор, като раменното тяло завършва с бърза връзка. V ротационният мотор е монтиран върху тялото непосредствено до U ротационния мотор и чрез система от двойки зъбни колела - първична двойка цилиндрични зъбни колела, вторична двойка конусни зъбни колела, е свързан с вътрешния коаксиален вал, чиято ос съвпада с оста на първата ротация, но другият му край е свързан с конусната зъбна предавка, поместена в раменното тяло, която променя посоката на въртене перпендикулярно на първата ротация, при което се образува втората ос на ротация - ос V, перпендикулярна на първата ос на ротация U. На края на раменното тяло, към бързата връзка е куплиран удължител, в който е поместен W ротационен мотор, като удължителят завършва с въртяща станция, към която е закрепен работният инструмент, като въртящата станция чрез W ротационния мотор осигурява ротация по трета ротационна ос. Така, раменното тяло, бързата връзка, заедно с удължителя по протежението на оста V, представляват рамо, което осигурява разстоянието Δ1 на централната ос на работния инструмент спрямо първата ос на ротация в диапазона 50 mm - 1000 mm. Монтираният в удължителя W ротационен мотор, който е поместен в корпуса му, чрез конусна зъбна предавка осъществява ротацията по третата ос W. Удължителят заедно с въртящата станция по оста W и взаимното им разположение спрямо раменното тяло, се образува второто отместване Δ2 на централната ос на работния инструмент спрямо втората ос на ротация, което отместване е в диапазона 0 mm - 250 mm.Attached to the body on which the motors are mounted is a shoulder body which houses a bevel gear reduction box which again reverses the direction of the axes of rotation from the V rotary motor, the shoulder body terminating in a quick coupling. The V rotary motor is mounted on the body immediately next to the U rotary motor, and through a system of pairs of gears - a primary pair of cylindrical gears, a secondary pair of bevel gears, is connected to the inner coaxial shaft, the axis of which coincides with the axis of the first rotation, but the other its end is connected to the bevel gear housed in the shoulder body, which changes the direction of rotation perpendicular to the first rotation, in which the second axis of rotation is formed - axis V, perpendicular to the first axis of rotation U. At the end of the shoulder body, an extension is coupled to the quick connection, in which a W rotary motor is placed, and the extension ends with a rotary station, to which the work tool is attached, and the rotary station, through the W rotary motor, provides rotation along a third rotary axis. Thus, the arm body, the quick link, together with the extension along the V axis, constitute an arm that ensures the distance Δ1 of the central axis of the working tool relative to the first axis of rotation in the range 50 mm - 1000 mm. The rotary motor mounted in the extension W, which is placed in its housing, by means of a bevel gear, performs the rotation along the third axis W. The extension, together with the rotary station along the axis W and their mutual location relative to the arm body, forms the second offset Δ2 of the central axis of the working tool relative to the second axis of rotation, which offset is in the range 0 mm - 250 mm.

Алтернативен случай на изпълнение е, когато централната ос на работния инструмент е отместена само на едно разстояние - първото отместване на централната ос на работния инструмент спрямо първата ос на ротация, което се получава в случая, когато към бързата връзка на раменното тяло е закрепен директно работния инструмент, без помощта на удължителя и въртящата станция, при което кинематично липсва третото ротационно движение и третата ротационна ос (фиг. 1). В този случай първото разстояние на отместване това между пресечната точка на първа ротация с оста на втора ротация до централната ос на работния инструмент се образува само от част от дебелината на раменното тяло, заедно с дебелината на бързата връзка, но без дължината на удължителя, който конструктивно липсва. При това второто отместване на централната ос на работния инструмент спрямо втората ос на ротация е равно на 0. В този случай ротациите остават само две, а централната ос на работния инструмент пресича втората ос на ротация, като двете оси лежат в образуваната от тях равнина.An alternative case of implementation is when the central axis of the working tool is offset only one distance - the first offset of the central axis of the working tool relative to the first axis of rotation, which occurs in the case when the quick connection of the shoulder body is attached directly to the working tool, without the help of the extension and the rotary station, which kinematically lacks the third rotational movement and the third rotational axis (Fig. 1). In this case, the first offset distance, that between the intersection of the first rotation with the axis of the second rotation to the central axis of the working tool, is formed only by a part of the thickness of the shoulder body, together with the thickness of the quick link, but without the length of the extension, which constructively lacking. In this case, the second offset of the central axis of the working tool relative to the second axis of rotation is equal to 0. In this case, only two rotations remain, and the central axis of the working tool intersects the second axis of rotation, and the two axes lie in the plane formed by them.

Предимствата на устройството са, че се постига точно движение на работния инструмент по трите декартови оси при шестстранна обработка на обекта, примерно паралелепипед, на един път с една установка. Същевременно устройството е компактно и задвижвано от мотори с ниска мощност и малка консумация на електричество. Кинематичната схема е компактна, поради което устройството, въпреки че има големи технологични възможности за обработване на обекти от всички страни е компактно. Чрез бързата връзка, работното рамо на инструмента може да се удължава, като се добавя трета ос на ротация или да се скъсява, което осигурява технологична мобилност.The advantages of the device are that it achieves precise movement of the working tool along the three Cartesian axes during six-sided processing of the object, for example a parallelepiped, in one go with one setup. At the same time, the device is compact and driven by motors with low power and low electricity consumption. The kinematic scheme is compact, which is why the device, although it has great technological capabilities for processing objects from all sides, is compact. Through the quick connection, the working arm of the tool can be extended, adding a third axis of rotation, or shortened, which provides technological mobility.

Пояснение на приложените фигуриExplanation of the attached figures

На фигура 1 е показано примерно изпълнение на устройството с удължител и без удължител, с директно захванат инструмент.Figure 1 shows an exemplary embodiment of the device with and without an extension, with a directly clamped tool.

На фигура 2 е изобразено устройство за шестстранно обработване на обекти с три оси на ротация, монтирано на установка за рязане на метали или заваряване в портално изпълнение, от което се визуализира пространственото положение на устройството спрямо транслационните оси.Figure 2 shows a device for six-sided processing of objects with three axes of rotation, mounted on a metal cutting or welding installation in a gantry design, from which the spatial position of the device with respect to the translational axes is visualized.

На фигура 3 е изобразено устройство за шестстранно обработване на обекти, монтирано на конзолна установка за рязане на метали, във вариант за директно закачане на горелката към ротационния модул, само с две оси на ротация.Figure 3 shows a six-sided machining device mounted on a cantilevered metal cutting machine, in a direct torch-to-rotary version, with only two axes of rotation.

Примери за изпълнение на изобретениетоExamples of implementation of the invention

Примерно изпълнение 1.Example implementation 1.

Създадено е устройство за шестстранно обработване на обекти, примерно паралелепипеди, изпълнено по кинематична схема, по която се осигуряват три ротации по три оси U, V и W и две линейни отмествания Δ1 и Δ2 на централната ос Е2 на работния инструмент 10. Трета ос на ротация W осигурява ротация в равнина, успоредна с равнината Z-Y, а положението й осигурява отместване на работния инструмент 10 на разстояние Δ1 от пресечната точка на оста на първа ротация U с оста на втора ротация V. В устройството е осъществено и второ отместване, на работния инструмент 10, на разстояние Δ2 от оста на втора ротация V. Трета ос на ротация W е успоредна на първата ос на ротация U и същевременно се намира на разстояние Δ1, което е равно на 500 mm.A device was created for six-sided processing of objects, for example parallelepipeds, executed according to a kinematic scheme, which provides three rotations along three axes U, V and W and two linear displacements Δ1 and Δ2 of the central axis E2 of the working tool 10. Third axis of rotation W provides rotation in a plane parallel to the Z-Y plane, and its position provides a displacement of the working tool 10 at a distance Δ1 from the intersection of the axis of the first rotation U with the axis of the second rotation V. A second displacement is also carried out in the device, of the working tool 10, at a distance Δ2 from the axis of second rotation V. A third axis of rotation W is parallel to the first axis of rotation U and at the same time is located at a distance Δ1, which is equal to 500 mm.

В това примерно изпълнение устройството, осигуряващо работа по описаната си кинематична схема, представлява ротационен модул 1, който включва тяло 4, което е снабдено с U ротационен мотор 2 и V ротационен мотор 3. Двата мотора са зацепени поотделно към два коаксиални вала, първият от които е кух, а вторият е поместен в центъра на кухия вал, като валовете предават ротацията чрез система от зъбни предавки по двете оси U и V.In this exemplary embodiment, the device providing operation according to its described kinematic scheme is a rotary module 1, which includes a body 4, which is equipped with a U rotary motor 2 and a V rotary motor 3. The two motors are separately engaged to two coaxial shafts, the first of which is hollow, and the second is placed in the center of the hollow shaft, the shafts transmitting the rotation through a system of gears along the two axes U and V.

U ротационен мотор 2, чрез двойки цилиндрични и конусни зъбни колела е зацепен към кухия вал. Чрез U ротационен мотор 2 и зацепеният към него кух вал е осигурена първа ротация на работния инструмент, по оста U. Към тялото с моторите е закрепено раменно тяло 5, в което е поместена редукторна кутия с конусна зъбна предавка, като раменното тяло 5 завършва с бърза връзка 6.U rotary motor 2, through pairs of cylindrical and bevel gears is meshed to the hollow shaft. Through the U rotary motor 2 and the hollow shaft connected to it, a first rotation of the working tool is ensured, along the U axis. A shoulder body 5 is attached to the body with the motors, which houses a reduction box with a bevel gear, and the shoulder body 5 ends with quick link 6.

V ротационен мотор 3 е монтиран върху тялото 4, непосредствено и успоредно до първия U ротационен мотор 2, като чрез система от двойки зъбни колела - първична двойка цилиндрични зъбни колела, вторична двойка конусни зъбни колела, той е свързан с вътрешния коаксиален вал, който минава през центъра на оста на ротация U (първата ротация), а другият му край е свързан с конусната зъбна предавка, поместена в раменното тяло 5, при което се образува втората ос на ротация оста V, като така описаната предавка осигурява втората ротация. На края на раменното тяло 5, към бързата връзка 6 е куплиран удължител 7, който завършва с въртяща станция 8, към която е закрепен работния инструмент 10, като въртящата станция осигурява ротация по трета ротационна ос W. Така част от дебелината на раменното тяло 5 (пресечната точка на ос U и V) с дебелината на бързата връзка 6, заедно с дължината на удължителя 7, представляват рамо, което осигурява разстоянието Δ1, между пресечната точка на оста на първа ротация U с оста на втора ротация V и централната ос на работния инструмент Е2. В удължителя 7 е монтиран W ротационен мотор 9, който е поместен в корпуса му и чрез конусна зъбна предавка осъществява ротацията по третата ос W. Отместването Δ2 на оста Е2 на работния инструмент 10, спрямо оста на втората ротация V в конкретното изпълнение, чрез размерите на въртяща станция 8 и на удължителя 7 е Δ2 = 50 mm от началото на втората ос на ротация V.A V rotary motor 3 is mounted on the body 4, immediately and parallel to the first U rotary motor 2, as through a system of pairs of gears - a primary pair of cylindrical gears, a secondary pair of bevel gears, it is connected to the inner coaxial shaft that passes through the center of the axis of rotation U (the first rotation), and its other end is connected to the bevel gear housed in the arm body 5, in which the second axis of rotation V axis is formed, the gear thus described provides the second rotation. At the end of the shoulder body 5, an extension 7 is coupled to the quick connection 6, which ends with a rotary station 8, to which the working tool 10 is attached, and the rotary station ensures rotation along a third rotation axis W. Thus, part of the thickness of the shoulder body 5 (the intersection of axes U and V) with the thickness of the quick link 6, together with the length of the extension 7, constitute an arm that provides the distance Δ1, between the intersection of the axis of the first rotation U with the axis of the second rotation V and the central axis of the working tool E2. In the extension 7, a W rotary motor 9 is mounted, which is placed in its housing and, through a bevel gear, performs the rotation along the third axis W. The offset Δ2 of the axis E2 of the working tool 10, relative to the axis of the second rotation V in the specific embodiment, by the dimensions on the rotary station 8 and on the extension 7 is Δ2 = 50 mm from the beginning of the second axis of rotation V.

Ротационен модул 1 е монтиран върху носеща греда 25 на портална установка. Порталната установка (фиг. 2), представлява две успоредни направляващи 20, върху всяка една от тях са монтирани подвижни колички 21 и които са свързани помежду си с напречна греда 22. Чрез количките 21, по протежение на направляващите 20, е осигурено първо транслационно движение по декартова ос X. Върху напречната греда 22 са монтирани направляващи 23 в равнина, перпендикулярна на равнината на първо транслационно движение. Към направляващите 23 на напречната греда 22 е монтиран подвижен модул 24, който осигурява второ транслационно движение по декартова ос Y. Към подвижния модул 24, е монтирана носеща греда 25, за която конструктивно е осигурена възможност за линейно преместване по оста Z.Rotary module 1 is mounted on a support beam 25 of a gantry installation. The gantry installation (fig. 2) consists of two parallel guides 20, on each of them mobile carts 21 are mounted and which are connected to each other by a cross beam 22. Through the carts 21, along the guides 20, a first translational movement is provided along the Cartesian axis X. Guides 23 are mounted on the transverse beam 22 in a plane perpendicular to the plane of first translational movement. A movable module 24 is mounted to the guides 23 of the transverse beam 22, which provides a second translational movement along the Cartesian axis Y. A supporting beam 25 is mounted to the movable module 24, for which the possibility of linear movement along the Z axis is structurally provided.

Действието на устройството, съгласно изобретението се състои в следното. Позиционира се обект в обсега на действие на съоръжението. Оператор задава чрез специален софтуер движения, толкова на брой и вид, колкото са необходими за позициониране на инструмента - линейни и въртеливи, съответни за всяка желана операция. Съобразно предварително зададената програма, горелката обхожда обекта по всички страни, като извършва зададените от оператора операции, при което чрез трите оси на транслация и трите оси на ротацията, съчетани с отместванията Δ1 и Δ2 на централната ос на работния инструмент, като работният инструмент може да проникне до всички обработвани страни, без да се налага обекта да бъде препозициониран.The action of the device according to the invention consists in the following. An object is positioned within the range of the facility. An operator sets, through special software, movements, as many in number and type as are necessary for positioning the tool - linear and rotary, corresponding to each desired operation. According to the preset program, the torch traverses the object on all sides, performing the operations set by the operator, whereby through the three axes of translation and the three axes of rotation, combined with the offsets Δ1 and Δ2 of the central axis of the working tool, the working tool can penetrate to all machined sides without having to reposition the object.

Примерно изпълнение 2.Example implementation 2.

В това примерно изпълнение устройството е изработено по кинематична схема, която не включва удължител 7 с въртяща станция 8, която осигурява трета ос на ротация W (фиг. 1) и Δ2 = 0. Работният инструмент 10 чрез бърза връзка 6 е директно закачен за раменното тяло 5 и само тяхната дължина представлява разстоянието Δ1 = 50 mm.In this exemplary embodiment, the device is made according to a kinematic scheme that does not include an extension 7 with a rotary station 8, which provides a third axis of rotation W (Fig. 1) and Δ2 = 0. The working tool 10 through a quick connection 6 is directly attached to the shoulder body 5 and only their length represents the distance Δ1 = 50 mm.

Устройството в този случай е конструирано, като двете успоредни направляващи 20 са сдвоени, (фиг. 3), а подвижно към тях е монтирана носеща колона 26. Чрез нея и движението, което може да извършва, е осигурено първо транслационно движение по декартова ос X. Към носещата колона 26 е монтирана конзола 27, на която са закрепени направляващите 23. Към направляващите 23 на конзола 27 е монтиран подвижен модул 24, който осигурява второ транслационно движение по декартова ос Y. Към подвижния модул 24, е монтирана носеща греда 25, за която конструктивно е осигурена възможност за линейно преместване по оста Z.The device in this case is constructed with the two parallel guides 20 paired, (Fig. 3), and a supporting column 26 is movably mounted to them. Through it and the movement it can perform, a first translational movement along the Cartesian axis X is provided A bracket 27 is mounted to the support column 26, on which the guides 23 are attached. A movable module 24 is mounted to the guides 23 of the bracket 27, which provides a second translational movement along the Cartesian axis Y. A support beam 25 is mounted to the movable module 24, for which the ability to move linearly along the Z axis is structurally ensured.

Към носещата греда 25 е закрепен ротационен модул 1, снабден с U ротационен мотор 2 и V ротационен мотор 3, които са зацепени поотделно към два вала, първият от които е кух, а вторият е поместен в кухия вал. U ротационен мотор 2, чрез конусна зъбна предавка е зацепен към кухия вал, чрез който съответно е осигурена ротация на работния инструмент по оста U. Към тяло 4 е закрепено раменно тяло 5, в което са поместени конусна зъбна предавка и редуктор, като раменно тяло 5 завършва с бърза връзка 6. Чрез редуктора в раменно тяло 5 се получава втората ос на ротация V. V ротационен мотор 3 на ротационния модул 1, чрез конусна зъбна предавка е зацепен с втория вал, който преминава през кухия вал и е свързан под ъгъл с раменно тяло 5 на края, на което е образувана втората ос на ротация V. Връзката между втория вал с втората ос на ротация V е осигурена чрез редуктор, задвижван от конусна зъбна предавка, поместен в раменно тяло 5. За края на оста V е закрепен работния инструмент 10, в случая горелка за рязане на метали. Дължината на раменно тяло 5, заедно с бърза връзка 6, с която завършва, представляват рамо, което осигурява разстоянието Δ1, между оста на първата ротация U и централната ос на работния инструмент Е2.Attached to the support beam 25 is a rotary unit 1 equipped with a U rotary motor 2 and a V rotary motor 3, which are separately engaged to two shafts, the first of which is hollow and the second is housed in the hollow shaft. U rotary motor 2, through a bevel gear is engaged to the hollow shaft, through which the rotation of the working tool along the U axis is ensured. To the body 4 is attached a shoulder body 5, which houses a bevel gear and a reducer, as a shoulder body 5 ends with a quick connection 6. Through the reducer in the shoulder body 5, the second axis of rotation V is obtained. The V rotary motor 3 of the rotary module 1 is engaged by a bevel gear with the second shaft, which passes through the hollow shaft and is connected at an angle with a shoulder body 5 at the end on which the second axis of rotation V is formed. The connection between the second shaft with the second axis of rotation V is provided by a reduction gear driven by a bevel gear, placed in a shoulder body 5. For the end of the axis V is attached the working tool 10, in this case a torch for cutting metals. The length of the shoulder body 5, together with the quick connection 6 with which it ends, constitute a shoulder that ensures the distance Δ1, between the axis of the first rotation U and the central axis of the working tool E2.

Устройството действа по следния начин. При подаване на команда от оператор, носещата греда 25 придвижва ротационен модул 1 по ос Z в зависимост от височината, от нивото на работната маса на обработвания обект. Същевременно U ротационен мотор 2 на ротационен модул 1, чрез кухия вал завърта по ос U носещия модул 4, на ъгъл зададен от оператора и същевременно с това V ротационен мотор 3 чрез коаксиалния вал и вал по ос V, завърта работния инструмент на предварително зададен ъгъл. Започва рязане или друга обработка на обработвания обект, по предварителна програма, като програмно, се променя положението на инструмента, при което се задават транслационните движения по координати X, Y и Z, както и ротационните координати по осите U и V. В случаите, в които детайлът трябва да бъде обработен отдолу, раменното тяло 5, което осигурява разстоянието Δ1, позволява инструмента чрез серия от транслационни движения по трите оси и ротационни по двете, да премине под обработвания обект, без това да пречи на комуникациите, които захранват инструмента (въздух, енергия, охлаждане), което е невъзможно в случаите, при които двете оси на ротация и оста на инструмента се пресичат в една точка или са пренебрежимо близо един до друг.The device works as follows. When a command is given by an operator, the supporting beam 25 moves the rotary module 1 along the Z axis depending on the height, from the level of the working table of the processed object. At the same time, the U rotary motor 2 of the rotary module 1, through the hollow shaft, rotates along the U axis the carrier module 4, at an angle set by the operator, and at the same time, the V rotary motor 3, through the coaxial shaft and shaft along the V axis, rotates the working tool at a preset angle . Cutting or other processing of the processed object begins, according to a preliminary program, such as programmatically, the position of the tool is changed, in which the translational movements along the X, Y and Z coordinates, as well as the rotational coordinates along the U and V axes are set. In cases, in which the workpiece must be machined from below, the shoulder body 5, which provides the distance Δ1, allows the tool, through a series of translational movements along the three axes and rotational movements along the two, to pass under the machined object without interfering with the communications that feed the tool (air , energy, cooling), which is impossible in cases where the two axes of rotation and the axis of the tool intersect at one point or are negligibly close to each other.

Приложение на изобретениетоApplication of the invention

Изобретението намира приложение при обработване на обекти, в различни позиции на една установка, без преместване, което може да се състои в рязане, боядисване, шлайфане и други технологични операции, свързани с обработка на материали, както и при скосяване или наклонено рязане под определен ъгъл чрез нож за плазмено рязане. Изобретението намира приложение в областта на плазменото и лазерно рязане или заваряване на обекти от метал. Изобретението може да намери приложение при създаване на CNC машини, за позициониране на работния инструмент.The invention finds application in the processing of objects, in different positions of one installation, without moving, which may consist of cutting, painting, grinding and other technological operations related to processing materials, as well as in beveling or oblique cutting at a certain angle by plasma cutting knife. The invention finds application in the field of plasma and laser cutting or welding of metal objects. The invention can find application in the creation of CNC machines, for positioning the working tool.

Claims (1)

Устройство за шестстранно обработване на обекти, съставено от портална рамка или конзола, поставени върху релси, за движение по оста X и напречно разположена на порталната рамка или конзола - греда с количка за движение по оста Y, като към количката подвижно е монтирано носещо рамо за движение по оста Z, като към носещото рамо за движение по оста Z е монтиран ротационен модул, съставен от тяло, върху което са монтирани U ротационен мотор и V ротационен мотор, осите на които завършват със зъбни предавки, към всяка една от които е зацепен вал, като валовете са коаксиално разположени един спрямо друг, при което осите на моторите за всяка една от ротациите съответно U и V, са разположени в равнината X-Y, перпендикулярно една на друга, съответно на двете декартови оси, при което първият вал, който е свързан с U ротационен мотор е кух, а вторият вал, който е свързан с V ротационен мотор е поместен в кухия вал съосно на централната му ос, като връзката между валовете и моторите е осъществена чрез система от зъбни предавки и редукторна кутия с конусни зъбни предавки, характеризиращо се с това, че U ротационен мотор (2) и V ротационен мотор (3) са монтирани непосредствено един до друг към тяло (4), към което е закрепено раменно тяло (5), завършващо с бърза връзка (6), към която е куплиран работния инструмент (10), който е закрепен директно към раменното тяло (5) чрез бързата връзка (6), при което централната ос Е2 на работния инструмент (10) лежи и се пресича в една равнина с втората ос на ротация V или към бързата връзка (6) е куплиран удължител (7), който завършва с въртяща станция (8), чиято ос на въртене е перпендикулярна на оста на въртене V и успоредна на оста на въртене U, като към въртящата станция (8) е закрепен работният инструмент (10) с централна ос Е2, при което съвкупността по оста V на раменното тяло (5), бързата връзка (6) заедно с удължителя (7) образуват рамо на отместване Делта1, заключено между пресечната точка на оста на първа ротация U с оста на втора ротация V и централната ос на въртене Е2 на работния инструмент (10), което отместване е в диапазона 50-1000 mm, като в удължителя (7) е монтиран W ротационен мотор (9), който е поместен в корпуса му и чрез конусна зъбна предавка образува трета ротация по третата ос W, като съвкупността по оста W на удължителя (7) и въртящата станция (8) образуват рамо на отместване Делта2 на централната ос Е2 на работния инструмент (10), спрямо втора ос на ротация V, което отместване е в диапазона 0 mm-250 mmDevice for six-sided processing of objects, consisting of a portal frame or console, placed on rails, for movement on the X axis and transversely located on the portal frame or console - beam with trolley for movement on the Y axis, the trolley movably mounted Z-axis movement, with a rotary module mounted on the Z-axis support arm, consisting of a body on which a U rotary motor and a V rotary motor are mounted, the axles of which end in gears, to each of which is engaged shaft, the shafts being coaxial with each other, the axes of the motors for each of the rotations U and V, respectively, being located in the XY plane, perpendicular to each other and the two Cartesian axes, respectively, with the first shaft being connected to the U rotary motor is hollow, and the second shaft, which is connected to the V rotary motor is placed in the hollow shaft coaxially with its central axis, and the connection between the shafts and the motors is made by a system of gears and a gearbox with bevel gears, characterized in that the U rotary motor (2) and the V rotary motor (3) are mounted directly next to each other to a body (4) to which a shoulder body is attached (5), ending with a quick connection (6) to which the working tool (10) is coupled, which is attached directly to the shoulder body (5) by the quick connection (6), where the central axis E2 of the working tool (10) lies and intersects in a plane with the second axis of rotation V or to the quick connection (6) is coupled extension (7), which ends with a rotating station (8), whose axis of rotation is perpendicular to the axis of rotation V and parallel to axis of rotation U, the working tool (10) with central axis E2 is attached to the rotating station (8), whereby the set along the axis V of the shoulder body (5), the quick connection (6) together with the extension (7) form an arm of displacement Delta1, locked between the intersection of the axis of the first rotation U with the axis of the second p position V and the central axis of rotation E2 of the working tool (10), which displacement is in the range of 50-1000 mm, and in the extension (7) is mounted W rotary motor (9), which is housed in its housing and by conical gear gear forms a third rotation on the third axis W, as the set on the axis W of the extension (7) and the rotating station (8) form a displacement arm Delta2 on the central axis E2 of the working tool (10) relative to the second axis of rotation V, which displacement is in the range 0 mm-250 mm
BG112510A 2017-05-25 2017-05-25 Device for six-sided processing of objects BG67419B1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG112510A BG67419B1 (en) 2017-05-25 2017-05-25 Device for six-sided processing of objects
EA201992580A EA038768B1 (en) 2017-05-25 2017-08-25 Device for six-sided processing of workpieces
PCT/BG2017/000019 WO2018213898A1 (en) 2017-05-25 2017-08-25 Method and device for six-sided processing of workpieces

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG112510A BG67419B1 (en) 2017-05-25 2017-05-25 Device for six-sided processing of objects

Publications (2)

Publication Number Publication Date
BG112510A BG112510A (en) 2017-08-31
BG67419B1 true BG67419B1 (en) 2022-02-28

Family

ID=60191049

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BG112510A BG67419B1 (en) 2017-05-25 2017-05-25 Device for six-sided processing of objects

Country Status (3)

Country Link
BG (1) BG67419B1 (en)
EA (1) EA038768B1 (en)
WO (1) WO2018213898A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109702320B (en) * 2019-01-08 2021-02-19 大族激光科技产业集团股份有限公司 Glass laser marking system
IT202200017946A1 (en) * 2022-09-01 2024-03-01 elumatec AG Operating head and method for working profiled bars.

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59174278A (en) * 1983-03-22 1984-10-02 Yaskawa Electric Mfg Co Ltd Wrist mechanism for industrial robot
DE4417398C2 (en) * 1994-05-18 1998-02-19 Kolb Hermann Maschf Tool holder module
DE19630096C2 (en) * 1996-07-25 1998-07-09 Georg Geis Maschinenfabrik Device for the spatial cutting of thin-walled molded parts
DE19933796A1 (en) * 1999-07-19 2001-02-01 Huber & Grimme Bearbeitungssys Machine tool guidance system or multi-axis robot for a large number of tools
DE20204365U1 (en) * 2002-03-19 2002-05-29 Deckel Maho Pfronten GmbH, 87459 Pfronten Spindle head for a universal milling machine
US8946583B2 (en) 2011-05-26 2015-02-03 Retro Systems, LLC Angled cut height control system for a plasma arch torch
BG2292U1 (en) 2014-10-20 2016-10-31 "Ред Стиил" ЕООД Machine for processing of volumetric metal objects

Also Published As

Publication number Publication date
EA201992580A1 (en) 2020-04-16
WO2018213898A1 (en) 2018-11-29
BG112510A (en) 2017-08-31
EA038768B1 (en) 2021-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2703665C2 (en) Machine for processing of three-dimensional metal objects
RU86129U1 (en) LASER CUTTING MACHINE
CN104842067A (en) Three-dimensional laser cutting machine in five-axis linkage
CN103252673A (en) Horizontal type six-shaft parallel-serial computer numerical control milling machine
JP6928711B2 (en) A device that aligns and positions a workpiece with respect to the laser beam of a laser processing machine.
CN110712124B (en) Nine-axis intelligent control tool grinding machine
CN112475610B (en) Spherical surface laser micromachining device and method for joint bearing
BG67419B1 (en) Device for six-sided processing of objects
CN209831118U (en) Double-spindle engraving and milling machine
EP1872898A2 (en) Machine tool comprising a gantry and a tool holder with two perpendicular rotational axes
KR101095690B1 (en) 3-axis robot and manufacturing system for gantry type using the same
CN207997068U (en) A kind of industrial robot for dimension laser cutting
CN106312198A (en) Worm compound processing machine tool
CN109732253A (en) Lorry compartment automatic welding equipment
CN110480762B (en) Modular three-degree-of-freedom machining robot
CN210255406U (en) Numerical control cutting machine for furniture processing
US20130149061A1 (en) Gear processing machine
CN115847285A (en) Intelligent five-axis grinding machine tool
CN211940126U (en) Numerical control machining equipment
CN110722434B (en) Seven-axis five-linkage intelligent control tool grinding machine
CN217529604U (en) Multi-station six-shaft multifunctional machining platform
KR102144133B1 (en) Universal head attachment for machine tool
CN117283024B (en) Vertical and horizontal two-type precision machining machine tool
CN206811332U (en) A kind of portal frame two-shipper bed laser process equipment
CN221364363U (en) High-precision superhard material grinding equipment