CS245115B1 - Vodicí nosník přesných souřadnicových stolů - Google Patents

Abstract

Řeší se vodicí nosníky, jež jsou součástí pohybového ústrojí souřadnicových stolů. Účelem řešení je dosažení zvýšených dynamických parametrů souřadnicových stolů snížením hmotnosti přesných Vodicích nosníků, při dodržení rozměrové stálosti a nezmenšené tuhosti. Uvedeného· účelu je dosaženo provedením vodícího1 nosníku slepením jednotlivých dílců s nízkou hmotností, a to vodicích lišt s rovným plechem na jedné straně a plechovým pláštěm ohnutým do tvaru písmene U na druhé straně. Vnitřek pláště nosníku je vyplněn vlepenou voštinou, která vyplňuje vnitřek nosníku, alespoň v jedné vrstvě. Jednotlivé vrstvy voštiny jsou proloženy plechem, k němuž jsou přilepeny. Řešení lze využít u automatických kreslících stolů, u zařízení grafického vstupu a výstupu (s hlavou rycí, pikýrovací, odečítací), u jednoúčelových souřadnicových stolů využívajících speciální technologické hlavy, jako, je hlava laserová, řezací, řezací s kmitajícím nožem, světelná apod.

Description

Předmětem vynálezu je konstrukční řešení vodícího nosníku přesných souřadnicových stolů, používaných pro kreslicí zařízení.

Vodicí nosníky přesných souřadnicových stolů jsou řešeny buď z jednoho· kusu materiálu, nebo složeny z jednotlivých částí obvykle přišroubovaných. U přesných souřadnicových stolů je důležitá rozměrová stabilita v· závislosti na čase a teplotě, zejména u nosníků pohybového ústrojí, kde od přímosti vodicích ploch je odvozena statická přesnost zařízení. Pohybující se vodicí nosník se obvykle nazývá ramenem pohybujícího se ústrojí. Po vodicí ploše ramene se pohybuje vozík, který vykonává pohyb v jedné ose a vlastní rameno vykonává pohyb v druhé ose. Pro dosažení vysoké rozměrové stálosti se pohybující nosníky (ramena) nejčastěji zhotovují z vysoce kvalitních legovaných materiálů, jako je např. ocel 19 312 apod. V důsledku toho je hmotnost ramene vysoká a dá se velmi obtížně snižovat, a to jedině za cenu neúměrného nárůstu pracnosti. Jsou zde ovšem meze dané požadovanou tuhostí a nosností ramene. Tvar ramene v důsledku požadavku dosažení největší tuhosti a nejmenší hmotnosti (z daného polotovaru) je značně složitý, což komplikuje vlastní výrobu a tepelné zpracování ramene. V případě výroby ramen odléváním lze docílit požadovanou tuhost a rozměrovou stálost jen za cenu zvýšené hmotnosti. Ramena, odlévaná z lehkých dostupných slitin, nejsou dostatečně rozměrově stabilní a je nutné je pro vyšší zatížení vodicích ploch opatřovat ocelovými lištami. Uspokojivých výsledků by bylo možné dosáhnout u slitin na bázi titanu, ale tyto slitiny jsou pro běžnou výrobu nedostupné. Svařované nosníky pro výrobu přesných ramen nejsou vhodné, neboť mají vyšší hmotnost v důsledku zajištění dostatečné rozměrové stability, dostupného¹ svařitelného materiálu a přijatelného tepelného zpracování.

U souřadnicových stolů se požadují čím dále tím vyšší parametry rychlosti a zrychlení pohybujícího se ústrojí při zvýšené, nebo alespoň stávající přesnosti výsledného pohybu. Zvýšené parametry přímo souvisí s hmotností pohybujícího se ústrojí. Při požadavku zvýšení zrychlení a zachování ostatních částí souřadnicových stolů (ozubených hřebenů, servomotorů, spojovací části, základní elektroniky apod.) je nutno úměrně snižovat hmotnost pohybového ústrojí.

Uvedené nevýhody, zejména hmotnost pohybového ústrojí, lze snížit řešením vodícího nosníku podle vynálezu, při dodržení požadované přesnosti přímosti vodicích ploch (0,01 až 0,05 mm/m). Podstatou vynálezu je provedení vodícího nosníku slepením jednotlivých dílců s nízkou hmotností a jejich uspořádáním k dosažení maximální tuhosti a rozměrové stálosti. Tvrdost a neporušitelnost vodicích ploch nosníku zajišťují kalené, nebo tvrdochromované ocelové lišty, které jsou přilepeny epoxidovým nebo obdobným ekvivalentním lepidlem na plášť nosníku, vytvořeného z ohnutého hliníkového nebo ocelového plechu do tvaru U, vyztuženého zevnitř vlepenou voštinou, která zabraňuje tvarové deformaci pláště a zvyšuje tuhost příčného a podélného průřezu nosníku, uzavřeného podélným pásem hliníkového nebo ocelového plechu tak, že ocelové lišty spojují obě tyto části v jeden celek. Tuhost nosníku je dána jeho výškou a šířkou, podle požadovaných dynamických vlastností pohybujícího se ústrojí. Konce nosníku jsou zavřeny vlepenými duralovými koncovkami, které umožňují spojení nosníku s ostatními částmi pohybového ústrojí. Použité lepidlo musí být schopné vyrovnat rozdílnou tepelnou dilataci jednotlivých dílců vodícího nosníku v rozsahu teplot —50 až +50 ^qC. Tomuto požadavku odpovídají dvousložková lepidla na bázi epoxidových pryskyřic (epoxid 1 200 L, ELFIX 510).

Řešením vodícího nosníku podle vynálezu se dosáhne vyšších dynamických parametrů než u stávajících souřadnicových kreslicích stolů. Přitom se sníží hmotnost vodícího nosníku asi o 50 %, což umožní zvýšit zrychlení pohybového· ústrojí ze 3 na 5 m/s² a rychlost z 0,35 na 0,7 m/s. U nově konstruovaných stolů je předpoklad dosažení zrychlení pohybového ústrojí 10 m/s² a rychlosti 1 m/s. Sníží se i pracnost a energetická náročnost výroby vodicího· nosníku proti stávajícímu způsobu výroby obráběním z jednoho kusu polotovaru.

Podle předmětu vynálezu je vodicí plocha vytvořena vodícími lištami, které jsou přilepeny na jedné straně na rovný plech a na druhé straně na plech ohnutý do tvaru písmene U tvořící plášť nosníku, jehož vnittřek je vyplněn voštinou, která je přilepena k vnitřním stěnám pláště nosníku v alespoň jedné vrstvě. Nosník je na obou koncích ukončen koncovkou, která je přilepena ke koncovým stěnám pláště nosníku a rovného plechu.

Na připojených výkresech jsou znázorněny příklady provedení vodicího nosníku přesných souřadnicových stolů podle vynálezu.

Obr. 1 znázorňuje vodicí nosník přesného souřadnicového stolu s ozubenými hřebeny.

Obr. 2 znázorňuje jiné provedení vodícího nosníku přesného souřadnicového stolu s ozubenými hřebeny.

Obr. 3 znázorňuje uspořádání pohybového ústrojí s vodicím nosníkem.

Na obr. 1 je znázorněn vodicí nosník přesného souřadnicového stolu, sloužící k vedení vozíku (unášečej ve směru podélné osy nosníku. K vedení se využívá broušených ploch ocelových vodicích lišt 1 a 2, které mohou být z jednoho kusu ocele, anebo složeny z dílčích lišt v závislosti na délce nosníku a technologických možnostech výroby lišt. Vodicí lišty 1 a 2 jsou přilepeny epoxi.243115 dovým lepidlem 3 k ocelovému rovnému plechu 4 a plášti nosníku 5 z ohnutého ocelového plechu do tvaru písmene U, vyztuženého duralovou voštinou 6, přilepenou ke vnitřním stěnám pláště nosníku 5 a rovnému plechu 4. Duralová voština 6 je uvnitř nosníku přilepena ve třech vrstvách vzájemně oddělených duralovým plechem 8, který zvyšuje příčnou tuhost nosníku. Nosník je na obou koncích uzavřen duralovou koncovkou 7 vlepenou do· konců pláště nosníku 5 a rovného plechu 4. Průřez ocelových vodicích lišt je co nejmenší, aby nárůst hmotnosti ze strany lišt byl co nejmenší. K vodicím lištám 2 jsou přišroubovány přesné ozubené hřebeny 9, od kterých je odvozen pohyb ve směru podélné osy vodícího nosníku.

Na obr. 2 je znázorněn vodicí nosník souřadnicového stolu s jednou voštinou Bas odlišně řešenou vodicí lištou 2 (proti obr. 1) a tím i odlišným uložením přesných ozubených hřebenů 9.

Na obr. 3 je znázorněno uspořádání pohybového ústrojí kreslicího souřadnicového stolu s vodicím nosníkem. Samotný vodicí nosník 10 je zhotoven podle obr. 1. Na obou koncích vodícího nosníku 10 je připevněna nosná deska 11, ke které je přišroubován servopohon 12 s výstupním náhonovým pastorkem. Po vodicím nosníku 10, jeho vodicích plochách, se pohybuje vozík 13, obsahující servopohon 12, jehož výstupní pastorek zabírá do přesných ozubených hřebenů ramene. Na vozíku je umístěna snímatelná kreslicí hlava 14.

Vynález lze využít u automatických kreslicích stolů, u zařízení grafického vstupu a výstupu (s hlavou rycí, pikýrovací, odečítací), u jednoúčelových souřadnicových stolů využívajících speciální technologické hlavy, jako je hlava laserová, řezací, řezací s kmitajícím nožem, světelná apod.

Claims (3)

1. Vodicí nosník přesných souřadnicových stolů, vyznačující se tím, že vodicí plocha je vytvořena vodícími lištami (1, 2), které jsou přilepeny na jedné straně na rovný plech (4) a na druhé straně na plech ohnutý do tvaru písmene U, tvořící plášť nosníku (5), jehož vnitřek je vyplněn voštinou (6), která je přilepena k vnitřním stěnám pláště nosníku (5) a rovnému plechu (4), ynAlezu přičemž voština (6) vyplňuje vnitřek nosníku v alespoň jedné vrstvě, nosník je na obou koncích ukončen koncovkou (7), která je přilepena ke koncovým stěnám pláště nosníku (5) a rovného plechu (4).

2. Vodicí nosník přesných souřadnicových stolů podle bodu 1 se vyznačuje tím, že jednotlivé vrstvy voštiny (6) jsou proloženy plechem (8], k němuž jsou přilepeny.

3 listy výkresů