PL230255B1

PL230255B1 - Turntable

Info

Publication number: PL230255B1
Application number: PL416463A
Authority: PL
Inventors: Piotr Frąckowiak; Piotr CZAJKA; Piotr Czajka; Kamil WOJTKO; Kamil Wojtko
Original assignee: Politechnika Poznanska
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2018-10-31
Also published as: PL416463A1

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest stół obrotowy, do podziału ciągłego urządzeń obrotowych, mających zastosowanie do ustawiania położenia kątowego elementów maszyn lub przedmiotów obrabianych.The subject of the invention is a rotary table for continuous division of rotary devices used for setting the angular position of machine elements or workpieces.

Znane są sposoby dyskretnego podziału w urządzeniach obrotowych. W urządzeniach tych zadane pozycje uzyskuje się poprzez połączenia kształtowe, np.: tarcze z systemem otworów, wielokarby, wielowypusty, elementy uzębione.Discrete subdivision methods in rotary devices are known. In these devices, preset positions are obtained through form connections, e.g. discs with a system of holes, multi-notches, splines, toothed elements.

Znane są także urządzenia do ciągłego podziału kątowego o napędzie bezpośrednim lub zbudowane na systemie przekładni mechanicznych. Dopuszczalne obciążenie elementu pozycjonowanego zależy od rodzaju przekładni mechanicznej, wymiarów gabarytowych, geometrii i materiału z jakiego są wykonane jej elementy. W precyzyjnych stołach obrotowych znalazły zastosowanie różne rozwiązania przekładni ślimakowych lub spiroidalnych. Przekładnie ślimakowe stosowane w stołach obrotowych składają się ze ślimacznicy, która współpracuje z ślimakiem. Przekładnie ślimakowe są wykorzystywane w napędach stołów obrotowych produkowanych między innymi przez firmy Nikken i Haas Automation. Przekładnie spiroidalne wykorzystywane w stołach obrotowych składają się ze ślimaka walcowego lub stożkowego, który współpracuje z uzębieniem czołowym lub stożkowym. Znane są również rozwiązania przekładni spiroidalnych, wykorzystywane do napędu tarczy stołu obrotowego na przykład według wynalazku P. 396825, w których ślimak walcowy współpracuje z dwoma uzębieniami czołowymi.Directly driven continuous angular subdivision devices or built on a mechanical transmission system are also known. The permissible load of the positioned element depends on the type of mechanical transmission, overall dimensions, geometry and material from which its elements are made. Various solutions of worm or spiroid gears have been used in precision rotary tables. Worm gears used in rotary tables consist of a worm wheel that works with the worm. Worm gears are used in rotary table drives manufactured by, among others, Nikken and Haas Automation. Spiroidal gears used in rotary tables consist of a cylindrical or conical worm, which works with a face or conical gearing. There are also known solutions of spiral gears, used to drive the turntable disc, e.g. according to the invention P. 396825, in which the cylindrical worm cooperates with two spur gears.

Istotą wynalazku jest stół obrotowy składający się, w tym rozwiązaniu, z monolitu wrzecionatarczy osadzonego na łożysku precyzyjnym w korpusie, w którym osadzony jest ułożyskowany wał, na którym jest koło walcowe o śrubowej linii zębów oraz zwój ślimaka walcowego. Uzębienie koła walcowego o śrubowej linii zębów może stanowić wraz z wałem monolit lub być osadzone jako osobne koło zębate połączone zwałem na przykład za pomocą wpustu lub mechanizmu zaciskowego. Zwój ślimaka walcowego przekładni ślimakowej może być nacięty bezpośrednio na wale lub na tulei osadzanej na wale i połączonej z nim, na przykład za pomocą kleju lub układu zaciskowego. Na wrzeciono-tarczy zamocowane są współosiowo dwa koła (uzębienie czołowe i ślimacznica) połączone z wrzeciono-tarczą na przykład wpustem i śrubami. Zęby uzębienia czołowego osadzonego na wrzeciono-tarczy są zazębione ze znajdującym się na wale zębami koła walcowego o śrubowej linii zębów. Zęby ślimacznicy osadzonej na wrzeciono-tarczy zazębione są ze zwojem ślimaka walcowego znajdującego się na wale.The essence of the invention is a rotary table consisting, in this solution, of a monolith of a spindle disc mounted on a precision bearing in the body, in which a shaft is mounted, on which is a cylindrical gear with a helical tooth line and a roll of a cylindrical worm. The toothing of the helical gear wheel with a helical tooth line may constitute a monolith with the shaft or be mounted as a separate gear wheel connected by the shaft, for example by means of a keyway or a clamping mechanism. The coil of the helical worm of the worm gear can be cut directly on the shaft or on a sleeve mounted on and connected to the shaft, for example by means of an adhesive or a clamping system. Two wheels (spindle gear and worm wheel) are coaxially mounted on the spindle-disc, connected to the spindle-disc with, for example, a keyway and screws. The teeth of the spur gear mounted on the spindle-disc are meshed with the teeth of the helical gear on the shaft. The teeth of the worm wheel mounted on the spindle-disc are meshed with the coil of the cylindrical worm on the shaft.

Wrzeciono-tarcza stołu obrotowego napędzana jest przez dwie różne przekładnie jednocześnie tj. przekładnię, w której osadzone na wale lub stanowiące zwałem monolit koło walcowe o śrubowej linii zębów napędza osadzone na wrzeciono-tarczy uzębienie czołowe oraz przekładnię ślimakową, której zwój ślimaka nacięty jest bezpośrednio na wale lub osadzanej na nim tulei napędza ślimacznicę osadzona na wrzeciono-tarczy.The spindle-disc of the rotary table is driven by two different gears at the same time, i.e. a gear in which a cylindrical wheel with a helical line of teeth, mounted on the shaft or constituting a mass, drives the spindle-disc spindle teeth and a worm gear, the worm coil of which is cut directly on shaft or a sleeve mounted on it is driven by a worm wheel mounted on a spindle-disc.

Uzębienie czołowe i ślimacznica w przykładowym rozwiązaniu połączone są z wrzeciono-tarczą za pomocą wpustu i śrub mocujących. Między wrzeciono-tarczą a uzębieniem czołowym znajduje się tuleja dystansowa, która służy do regulowania luzu między zębami uzębienia czołowego a zębami koła walcowego o śrubowej linii zębów. Między uzębieniem czołowym a ślimacznicą znajduje się tuleja osadcza do regulacji położenia ślimacznicy względem wału, na którym znajduje się zwój ślimaka walcowego. Do wrzeciono-tarczy stołu obrotowego zamocowane jest łożysko precyzyjne, które z drugiej strony połączone jest z korpusem. Łożysko precyzyjne pełni w rozwiązaniu rolę prowadnicy tocznej w ruchu obrotowym zespołu wrzeciona-tarczy względem korpusu.In an exemplary solution, the front gearing and the worm wheel are connected to the spindle-disc by means of a keyway and fastening screws. There is a spacer sleeve between the spindle-disc and the spline gearing, which is used to adjust the clearance between the teeth of the spindle gearing and the teeth of the helical gear. Between the spur gear and the wormwheel there is a mounting sleeve for adjusting the position of the wormwheel in relation to the shaft, on which the coil of the cylindrical worm is located. A precision bearing is attached to the spindle-disc of the rotary table, which on the other side is connected to the body. The precision bearing plays the role of a rolling guide in the rotational movement of the spindle-disc assembly in relation to the body.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-użytkowe:Thanks to the solution according to the invention, the following technical and operational effects were obtained:

- sumaryczne zwiększenie powierzchni współpracy uzębień, dzięki jednoczesnej współpracy koła walcowego o śrubowej linii zębów z uzębieniem czołowym oraz współpracy zwoju ślimaka ze ślimacznicą,- the total increase of the surface of the toothing cooperation, thanks to the simultaneous cooperation of the helical gear with the tooth line with the front teeth and the cooperation of the worm coil with the worm wheel,

- zwiększenie trwałości i obciążalności stołu obrotowego dzięki zwiększeniu powierzchni współpracy uzębień przekładni,- increasing the durability and load capacity of the rotary table thanks to the increase in the surface area of the gear teeth,

- zwiększenie sprawności układu napędowego tarczy stołu obrotowego powyżej 50% przy jednoczesnym zachowaniu jego samohamowności, poprzez zastosowanie dwóch rodzajów przekładni o różnych sprawnościach do jednoczesnego napędzania wrzeciono-tarczy,- increasing the efficiency of the rotary table disk drive system above 50%, while maintaining its self-locking, through the use of two types of gears with different efficiencies to simultaneously drive the spindle-disk,

- poprawa stabilności, dynamiki oraz dokładności pozycjonowania dzięki zastosowaniu właściwości połączonych dwóch rodzajów przekładni.- improved stability, dynamics and positioning accuracy thanks to the properties of the combined two types of gears.

PL 230 255 Β1PL 230 255 Β1

Wynalazek w przykładowym rozwiązaniu uwidoczniono w przekrojach na rysunkach, na których fig. 1 prezentuje między innymi przykładowe rozwiązanie zamocowania kół zębatych do wrzeciono-tarczy, a fig. 2 przedstawia przykładowe rozwiązanie wału z kołem walcowym o śrubowej linii zębów i zwojem ślimaka.The invention in an exemplary embodiment is shown in cross-sections in the drawings, in which Fig. 1 shows, inter alia, an exemplary solution for mounting gears to a spindle-disc, and Fig. 2 shows an example of a shaft with a cylindrical gear with a helical tooth line and a worm coil.

Stół składa się z monolitu wrzeciono-tarczy 1. Do wrzeciono-tarczy 1 przymocowane jest łożysko precyzyjne 2 pełniące rolę prowadnicy tocznej. Z drugiej strony łożysko precyzyjne 2 jest przykręcone do korpusu 3 stołu obrotowego śrubami 15. Uzębienie czołowe 5 i ślimacznica 8 przekładni ślimakowej są połączone z wrzeciono-tarczą 1 stołu obrotowego na przykład za pomocą wpustu 16, przy czym uzębienie czołowe 5 wraz z tuleją dystansową 4 jest zamocowane do wrzeciono-tarczy 1 za pomocą śrub 14 poprzez pierścień łożyska precyzyjnego 2. Ślimacznica 8 przekładni ślimakowej wraz z tuleją osadczą 6 jest połączona z uzębieniem czołowym 5 na przykład za pomocą śrub 12 i kołków 13. W korpusie 3 stołu obrotowego osadzony jest ułożyskowany wał 7 z naciętym kołem walcowym o śrubowej linii zębów 9 i zwojem ślimaka walcowego 10. Przy czym z uzębieniem czołowym 5 zazębione jest koło walcowe o śrubowej linii zębów 9, a ze ślimacznicą 8 przekładni ślimakowej zazębiony jest ślimak walcowy 10.The table consists of a monolith spindle-disc 1. A precision bearing 2 is attached to the spindle-disc 1, which acts as a rolling guide. On the other hand, the precision bearing 2 is screwed to the body 3 of the rotary table by screws 15. The spur gear 5 and the worm wheel 8 of the worm gear are connected to the spindle-disk 1 of the rotary table, for example, by means of a key 16, the face 5 with a distance sleeve 4 is attached to the spindle-disc 1 by means of bolts 14 through the ring of a precision bearing 2. The worm wheel 8 of the worm gear with the mounting sleeve 6 is connected to the spur gear 5, for example by bolts 12 and pins 13. In the body 3 of the rotary table there is a bearing bearing shaft 7 with a cut helical gear 9 and a helical worm shaft 10. The helical gear 9 is meshed with the end gear 5, and the worm 10 is meshed with the worm wheel 8 of the worm gear.

Zmiana pozycji kątowej wrzeciono-tarczy 1 dokonywana jest przez obrót wału 7, na którym nacięte jest koło walcowe o śrubowej linii zębów 9 i zwoje ślimaka walcowego 10, które w wyniku współpracy koła walcowego o śrubowej linii zębów 9 z uzębieniem czołowym 5 i jednocześnie zwoju ślimaka walcowego 10 ze ślimacznicą 8 przekładni ślimakowej, połączonych ze sobą poprzez tuleję osadczą 6 za pomocą śrub 12 i kołków 13, powodują zmianę ich położenia kątowego. Obrót uzębienia czołowego 5 i ślimacznicy 8 przekładni ślimakowej, które są sztywno połączone z wrzeciono-tarczą 1, powoduje zmianę jej pozycji kątowej. Obracanie wału 7 odbywa się poprzez koło zębate 11 przekładni bezluzowej, które jest napędzane pasem zębatym niewidocznym na rysunku.The change of the angular position of the spindle-disc 1 is made by turning the shaft 7, on which the helical gear with a helical line of teeth 9 and the turns of the cylindrical worm 10 are cut, which, as a result of the cooperation of the helical gear with the helical line of teeth 9, with the face 5 and at the same time of the cylindrical shaft 10 with the worm wheel 8 of the worm gear, connected to each other through the mounting sleeve 6 by means of screws 12 and pins 13, cause their angular position to change. Rotation of the spur gear 5 and the worm wheel 8 of the worm gear, which are rigidly connected to the spindle-disk 1, changes its angular position. The shaft 7 rotates through the gear 11 of the backlash-free transmission, which is driven by a toothed belt not shown in the drawing.

Claims

Patent claim

1. Rotary table containing a spindle-disc mounted on rolling units and connected to the drive mechanism, characterized in that the spindle-disc drive mechanism (1) is connected with front tooth gearing (5) and worm wheel (8) - preferably by means of screws ( 12) and pins (13) through the mounting sleeve (6) - arranged coaxially and connected with the spindle-disc (1), preferably with a key (16) and screws (14) through a distance sleeve (4) and a precision bearing ring (2), the teeth of the spur gear (5) and the worm wheel (8) are meshed with the teeth of the helical gear of the helical tooth line (9) and the coil of the cylindrical worm (10) located on the shaft (7), which is mounted in the body of the rotary table (3) ) driven by the engine via a backlash-free gear (11).