PL194373B1 - Układ kinematyki równoległej dla maszyn wytwórczych - Google Patents

Abstract

. Układ kinematyki równoległej dla maszyn wytwórczych, w którym platforma ruchoma wsparta jest na platformie bazowej, znamienny tym, że platforma ruchoma (1) wsparta jest na platformie bazowej (2) na trzech ramionach czynnych (3) oraz na trzech uchylnych ramionach biernych (4), przy czym każde z ramion biernych (4) składa się z dwóch części połączonych ze sobą pierwszym przegubem Kardana (5).

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest układ kinematyki równoległej dla maszyn wytwórczych, zwłaszcza takich jak obrabiarki, roboty oraz współrzędnościowe maszyny pomiarowe.

Znany z referatu Negebauer R., Harzbecker C., Stoll A.: Parallelkinematiken im Werkzeugmaschinenbau. Arbeitsgenauigeit von Parallelkinematiken 2. Chemnitzer Parallelkinematik Seminar. 12./13. April 2000. Verlag Wissenschaftlichen Scripten Zwickau 2000, s. 29-53, układy kinematyki równoległej dla maszyn i urządzeń wytwórczych mają platformę ruchomą wspartą na platformie bazowej za pomocą trzech lub sześciu wysięgników sterownych w układzie równoległym. Występują przy tym zarówno układy o stałej długości ramion-wysięgników oraz układy o zmiennej długości ramionwysięgników. Sterowanie ruchem platformy ruchomej względem platformy bazowej w jednych układach odbywa się w sześciu, a w innych w trzech osiach.

Znane są też układy hybrydowe, w których do równoległego układu kinematycznego sterowanego w trzech osiach dołączony jest szeregowo jeszcze układ dwóch osi sterownych.

Istota układu według wynalazku polega na tym, że platforma ruchoma wsparta jest na platformie bazowej na trzech ramionach czynnych o zmiennej długości (ramionach wysuwnych) oraz na trzech uchylnych ramionach biernych, przy czym każde z ramion biernych składa się z dwóch części, korzystnie o stałej długości, połączonych ze sobą pierwszym przegubem Kardana. Każde z ramion czynnych połączone jest z platformą bazową za pomocą drugiego przegubu Kardana i osadzone jest w platformie ruchomej za pomocą przegubu kulowego, natomiast każde z uchylnych ramion biernych osadzone w platformie bazowej za pomocą przegubu obrotowego, a w platformie ruchomej za pomocą trzeciego przegubu Kardana.

Korzystnie każde z ramion czynnych napędzane jest wysuwnie poprzez śrubę toczną silnikiem elektrycznym.

Nowy układ kinematyki równoległej dla maszyn wytwórczych charakteryzuje się tym, że układ nośny maszyny ogranicza się jedynie do platformy bazowej, co zmniejsza zarówno jej gabaryty jak i wagę. Główną zaletą nowego układu jest znaczna prostota budowy i transportowania maszyny oraz jej instalacja, jak również zwiększenie dokładności maszyn wytwórczych wyposażonych w nowy układ, poprzez eliminację odkształceń układu nośnego, spowodowanych zwłaszcza zmiennymi warunkami cieplnymi oraz pochodzących od wywieranych sił i momentów.

Przedmiot wynalazku jest objaśniony w przykładzie wykonania na rysunku, który przedstawia układ kinematyki równoległej dla frezarki.

Układ kinematyki równoległej dla maszyn wytwórczych jest wyposażony w platformę bazową 2 względem której może się poruszać platforma ruchoma 1. Platforma ruchoma 1 wsparta jest na platformie bazowej 2 na trzech ramionach czynnych 3 napędzanych wysuwnie poprzez śrubę toczną silnikiem elektrycznym 8 oraz na trzech uchylnych ramionach biernych 4. Ramiona czynne 3 połączone są z platformą bazową za pomocą przegubów Kardana 6 a z platformą ruchomą 1 za pomocą przegubów kulowych 11. Uchylne ramiona bierne 4 przymocowane są do platformy bazowej 2 za pomocą prostego przegubu obrotowego 9, a do platformy ruchomej 1 za pomocą przegubu Kardana 7.

Uchylność ramion biernych 4 jest realizowana również przez przegub Kardana 5 łączący dwie jego części. Układ zamkniętej kinematyki trzech uchylnych ramion biernych 4 odbiera ruchomej platformie 1 trzy stopnie swobody związane z jej orientowaniem względem platformy bazowej 2 tak, iż może się ona poruszać w dowolnym kierunku ale jedynie równolegle względem platformy bazowej 2.

Układ trzech ramion czynnych 3 zapewnia sterowanie platformą ruchomą równocześnie w trzech kierunkach. Całość rozwiązania stanowi trzy osiową maszynę. Uzbrojenie platformy ruchomej 1 we wrzeciono z narzędziem skrawającym rozwiązanie stanowi frezarkę trzy osiową.

Claims (7)

1. Układ kinematyki równoległej dla maszyn wytwórczych, w którym platforma ruchoma wsparta jest na platformie bazowej, znamienny tym, że platforma ruchoma (1) wsparta jest na platformie bazowej (2) na trzech ramionach czynnych (3) oraz na trzech uchylnych ramionach biernych (4), przy czym każde z ramion biernych (4) składa się z dwóch części połączonych ze sobą pierwszym przegubem Kardana (5).

2. Układ według zastrz. 1, znamienny tym, że każde z ramion czynnych (3) połączone jest z platformą bazową (2) za pomocą drugiego przegubu Kardana (6).

3. Układ wedłuu zastrz. 1, znamienny tym, że każde z ramion ccynnnyh (3) osadzone jest w platformie ruchomej (1) za pomocą przegubu kulowego (11).

4. UkładweSług zystrz. 3, z znmieeny tym, żż j £^So przzegó kklowy (11) stosuje się t rzz ρ^guby obrotowe o osiach przecinających w jednym punkcie.

5. UkładwySług zadtrz.1, zznmieenytym, żżkośżez uchhlnnchramiosbiernnch(4) osaddyse w platformie bazowej (2) za pomocą przegubu obrotowego (9).

6. UkładwySługzastrz.1, zznmieenytym, żżkοdżez uchhlnnchramios biernnch(4) osaddyse jest w platformie ruchomej (1) za pomocą trzeciego przegubu Kardana (7).

7. U^aa w€5S^Z.^^ za^rz. 1, zr^ć^r^iiir^r^^ tt^m, zż kłażd z ramiGo (^) nadęędyne j wysuwnie poprzez śrubę toczną silnikiem elektrycznym (8).