RU2285602C1 - Metal cutting high-speed five-coordinate center with tripod-module - Google Patents

Metal cutting high-speed five-coordinate center with tripod-module Download PDF

Info

Publication number
RU2285602C1
RU2285602C1 RU2005102620/02A RU2005102620A RU2285602C1 RU 2285602 C1 RU2285602 C1 RU 2285602C1 RU 2005102620/02 A RU2005102620/02 A RU 2005102620/02A RU 2005102620 A RU2005102620 A RU 2005102620A RU 2285602 C1 RU2285602 C1 RU 2285602C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
spindle
faces
prism
module
rods
Prior art date
Application number
RU2005102620/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2005102620A (en
Inventor
Олег Сергеевич Сироткин (RU)
Олег Сергеевич Сироткин
Игорь Владимирович Вайнштейн (RU)
Игорь Владимирович Вайнштейн
Николай Александрович Серебров (RU)
Николай Александрович Серебров
Галина Федоровна Васильева (RU)
Галина Федоровна Васильева
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО "НИАТ")
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 Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО "НИАТ") filed Critical Открытое акционерное общество "Национальный институт авиационных технологий" (ОАО "НИАТ")
Priority to RU2005102620/02A priority Critical patent/RU2285602C1/en
Publication of RU2005102620A publication Critical patent/RU2005102620A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2285602C1 publication Critical patent/RU2285602C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

FIELD: metal working, namely metal cutting machine tools, particularly construction members of such machine tools.
SUBSTANCE: rest of spindle is in the form of vertical prism mounted by its movable supports on guides secured to cross piece and joined with cross motion drive. Faces of prism mutually inclined by 120° are rigidly joined one to other and made in the form of flat plate carrying on inner surface motion module. Carriage of motion module is provided with lug for jointly coupling with triangular tie rod in the form of two rods whose upper ends are secured to fork coupled with lug through axle. Lower end of tie rod is joined with base of spindle head in such a way that three tie rods with modules form tripod-module for moving and controlling position of base of spindle head.
EFFECT: simplified design of rest of spindle at keeping high dynamic and accuracy parameters.
2 cl, 5 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к металлообработке, более конкретно к металлорежущим станкам, в частности к конструктивным элементам, входящим в общую компоновку, а именно к устройствам, несущим рабочие шпиндели, и может быть использовано в станках с числовым программным управлением, предназначенных для комплексной механообработки призматических и объемных сложных изделий авиакосмической, автомобильной, судостроительной и других отраслей промышленности, в том числе крупногабаритных объемных штампов, пресс-форм, мастер-моделей, для улучшения их эксплуатационных характеристик и повышения производительности.The invention relates to metalworking, more specifically to metal-cutting machines, in particular to structural elements included in the general layout, namely to devices carrying working spindles, and can be used in numerically controlled machines designed for complex machining of prismatic and volumetric complex aerospace, automotive, shipbuilding and other industries, including bulky bulk dies, molds, master models, to improve and x performance and increased productivity.

Уровень техникиState of the art

Известны металлорежущие станки для комплексной пятикоординатной обработки, содержащие вертикальный основной шпиндель с шпиндельной головкой на своем нижнем конце, станину, имеющую основание, несущую систему для установки основного шпинделя, включающую траверсу, выполненную О-образной и смонтированную горизонтально подвижно на направляющих на верхней поверхности несущей системы для движения вдоль первой оси, каретку, смонтированную горизонтально подвижно на траверсе и направляемую парой рельс, установленных на траверсе для движения вдоль второй оси, перпендикулярной первой оси, стол с фиксирующими устройствами, смонтированный на основании станины, для зажима заготовки (детали), при этом основной шпиндель с помощью ползуна смонтирован внутри каретки для движения на направляющих вдоль третьей оси (вертикальной Z), перпендикулярной первой и второй осям, устройство автоматической смены инструмента, включающее поворотный и подвижный вдоль оси дисковый магазин с гнездами для инструмента (См. ЕР №1116548, B 23 Q 1/01, 2001 г., Полезная модель РФ №38126, B 23 Q 1/01, 2004 г.)Known metal-cutting machines for complex five-axis machining, containing a vertical main spindle with a spindle head at its lower end, a bed having a base, a supporting system for installing the main spindle, including a crosshead made O-shaped and mounted horizontally mounted on rails on the upper surface of the bearing system for movement along the first axis, the carriage mounted horizontally movably on the beam and guided by a pair of rails mounted on the beam for movement along the second axis perpendicular to the first axis, a table with fixing devices mounted on the base of the bed to clamp the workpiece (part), while the main spindle is mounted inside the carriage with a slider for movement on guides along the third axis (vertical Z), perpendicular to the first and to the second axes, an automatic tool changer, including a rotary and axially movable disk magazine with tool slots (See EP No. 1116548, B 23 Q 1/01, 2001, Utility Model of the Russian Federation No. 38126, B 23 Q 1/01 , 2004)

При этом в станке по патенту РФ на полезную модель станина выполнена с неподвижным столом и несущей системой для установки основного шпинделя, включающей четыре вертикальные колонны, выполненные с замкнутым поперечным сечением в виде прямоугольника, установленные нижними концами жестко на основании станины по ее углам, и несущие на своих верхних концах жестко связанную с ними раму, выполненную сварной конструкции коробчатого сечения, траверса установлена на верхней поверхности рамы, а шпиндельная головка выполнена наклонно-поворотной и состоящей из кронштейна, поворачивающегося вокруг вертикальной оси, и корпуса со встроенными мотором-шпинделем и устройством фиксации инструмента, расположенного внутри кронштейна, отклоняющегося от горизонта вверх-вниз, при этом поворот кронштейна и отклонение корпуса осуществляются с помощью одинаковых приводов.At the same time, in the machine according to the patent of the Russian Federation for a utility model, the bed is made with a fixed table and a supporting system for installing the main spindle, including four vertical columns made with a closed cross section in the form of a rectangle, fixed lower ends rigidly on the base of the bed at its corners, and bearing at its upper ends, a frame rigidly connected to them, made of a welded box-shaped structure, a cross-arm is mounted on the upper surface of the frame, and the spindle head is made obliquely-rotatable and consisting of a bracket that rotates around a vertical axis, and a housing with a built-in spindle motor and a tool fixing device located inside the bracket, deviating up and down from the horizon, while the bracket is rotated and the housing is deflected using the same drives.

Известные металлорежущие станки, обладая высокой точностью, имеют значительную металлоемкость, что увеличивает их стоимость.Known metal-cutting machines, with high accuracy, have significant metal consumption, which increases their cost.

Известны трипод-модули, используемые в металлорежущих станках для установки и управления перемещением суппортов шпинделей.Known tripod modules used in machine tools for installing and controlling the movement of the spindle supports.

К ним, например, относится трипод-подшипниковое устройство, имеющее стационарную раму и опорное устройство (платфому), подвижное относительно рамы, и связанное с ней регулируемыми по длине расчалками, подсоединенными к раме и платформе с помощью шарниров, имеющих две вращательные степени свободы, и которое снабжено управляющим устройством для регулирования поворота, взаимодействующего вращательными приводами, связанными с индивидуальной расчалкой для поворота соответствующего шарнира расчалки на стороне опорного устройства. (См. ЕР 1068044, B 23 Q 1/54, 2001 г.).These include, for example, a tripod-bearing device having a stationary frame and a support device (platform), movable relative to the frame, and associated braces that are adjustable in length, connected to the frame and platform using hinges having two rotational degrees of freedom, and which is equipped with a control device for controlling the rotation, interacting with rotary drives associated with an individual brace to rotate the corresponding brace hinge on the side of the supporting device. (See EP 1068044, B 23 Q 1/54, 2001).

Недостатками такой конструкции является ее сложность и как следствие, высокая стоимость.The disadvantages of this design is its complexity and, as a consequence, the high cost.

Известен металлообрабатывающий станок, оборудованный трипод-модулем. В нем устройство для дополнения параллельной конструкции выполнено так, чтобы обеспечивалось позиционирование и смещение подвижного элемента(платформа), содержащего по меньшей мере один фиксированный элемент, один подвижный элемент(платформа), и по меньшей мере три привода, включающих взаимосвязанные фиксированную часть и подвижную часть (каретка), каждая каретка связана с платформой двумя стержнями, закрепленными шарнирами одними концами на каретке, а другим - на платформе. Устройство снабжено защитной стенкой, отделяющей механизм от зоны обработки и позволяющей вертикальное перемещение направляющего модуля перпендикулярно (горизонтальной) оси шпинделя. Приводы выполнены с линейными двигателями, связанными с направляющими, установленными на раме станка.Known metalworking machine equipped with a tripod module. In it, the device for supplementing the parallel structure is designed to provide positioning and displacement of the movable element (platform) containing at least one fixed element, one movable element (platform), and at least three actuators including interconnected fixed part and movable part (carriage), each carriage is connected to the platform by two rods fixed by hinges at one end to the carriage and to the other on the platform. The device is equipped with a protective wall separating the mechanism from the processing zone and allowing the vertical movement of the guide module perpendicular to the (horizontal) axis of the spindle. The drives are made with linear motors connected with guides mounted on the machine frame.

Рама выполнена стержневой объемной конструкции с треугольным поперечным сечением, внутри которой установлены симметричные балки, на которых смонтированы приводы. (См. ЕР 1082191, B 23 Q 1/54, 2001 г.).The frame is made of a three-dimensional rod structure with a triangular cross section, inside of which there are symmetrical beams on which the drives are mounted. (See EP 1082191, B 23 Q 1/54, 2001).

Подобное устройство представлено также в европейском патенте №1245349, B 23 Q 1/54.A similar device is also presented in European patent No. 1245349, B 23 Q 1/54.

Вышеприведенные устройства также характеризуются сложностью конструкции.The above devices are also characterized by design complexity.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей изобретения является разработка такого высокоскоростного металлорежущего пятикоординатного обрабатывающего центра, который обладал бы простой конструкцией суппорта шпинделя при одновременном достижении высоких динамических и точностных характеристик.The objective of the invention is to develop such a high-speed metal-cutting five-axis machining center, which would have a simple design of the spindle caliper while achieving high dynamic and precision characteristics.

Кроме того, станок должен обладать меньшей металлоемкостью, что вместе с упрощением конструкции должно обеспечить снижение его себестоимости и упрощение эксплуатации, потреблять меньше энергии.In addition, the machine should have less metal consumption, which, together with the simplification of the design should ensure a reduction in its cost and simplification of operation, consume less energy.

Поставленная задача достигается тем, что в высокоскоростном металлорежущем пятикоординатном обрабатывающем центре с трипод-модулем, преимущественно для комплексной обработки деталей, содержащем суппорт шпинделя со шпиндельной головкой, станину, несущую систему для установки и перемещения суппорта шпинделя вдоль первой и второй перпендикулярных горизонтальных осей, включающую траверсу, выполненную О-образной и смонтированную горизонтально подвижно на направляющих на верхней поверхности несущей системы, стол для установки и закрепления заготовки (детали), суппорт шпинделя выполнен в виде полой вертикальной призмы, установленной подвижными опорами на направляющих, закрепленных на траверсе, и связанной с приводом поперечного перемещения, при этом каждая из трех граней призмы, расположенных под углом 120° друг к другу и жестко связанных между собой, выполнена в виде плоской пластины, несущей на внутренней поверхности модуль движения, каретка которого снабжена проушиной для шарнирного подсоединения штанги, выполненной треугольной формы в виде двух сходящихся стержней и закрепленной верхними концами на вилке, соединенной осью с проушиной, а нижний конец штанги универсальным шарниром связан с основанием шпиндельной головки так, что три штанги с модулями движения образуют трипод-модуль для перемещения и управления положением основания шпиндельной головки.The problem is achieved in that in a high-speed metal-cutting five-axis machining center with a tripod module, mainly for complex machining of parts, containing a spindle support with a spindle head, a bed supporting the system for installing and moving the spindle support along the first and second perpendicular horizontal axes, including a crosshead made O-shaped and mounted horizontally movably on rails on the upper surface of the supporting system, table for installation and fastening For the preparation of the workpiece (part), the spindle caliper is made in the form of a hollow vertical prism mounted by movable bearings on rails mounted on the beam and connected to the transverse drive, each of the three faces of the prism located at an angle of 120 ° to each other and rigidly interconnected, made in the form of a flat plate, bearing on the inner surface a motion module, the carriage of which is equipped with an eye for swiveling a rod made of a triangular shape in the form of two converging rods and fixed by the upper ends to the fork, connected by an axis to the eye, and the lower end of the rod by a universal joint is connected to the base of the spindle head so that three rods with motion modules form a tripod module for moving and controlling the position of the base of the spindle head.

Более того, грани призмы, несущие модули движения, связаны между собой дополнительными гранями, выполненными в виде пластин, а все грани призмы по нижнему торцу связаны плитой, снабженной в центре прорезью для прохода штанг, а по верхнему торцу грани связаны между собой накладкой.Moreover, the faces of the prism carrying the motion modules are interconnected by additional faces made in the form of plates, and all the faces of the prism at the lower end are connected by a plate equipped with a slot in the center for the passage of the rods, and the faces are interconnected by an overlay on the upper end of the prism.

Такое выполнение высокоскоростного металлорежущего пятикоординатного обрабатывающего центра позволяет упростить его конструкцию и эксплуатацию, снизить себестоимость и расходы на эксплуатацию.This embodiment of a high-speed metal-cutting five-axis machining center makes it possible to simplify its design and operation, to reduce the cost and operating costs.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Изобретение поясняется чертежами, на которых:The invention is illustrated by drawings, in which:

- Фиг.1 - показывает общий вид высокоскоростного металлорежущего пятикоординатного обрабатывающего центра при виде сбоку с продольным разрезом вдоль координаты Х;- Figure 1 - shows a General view of a high-speed metal-cutting five-axis machining center when viewed from the side with a longitudinal section along the X coordinate;

- Фиг.2 - показывает поперечный разрез центра по Д-Д фиг.1, вдоль координаты У;- Figure 2 - shows a cross section of the center on DD DD of figure 1, along the coordinate U;

- Фиг.3 - показывает продольный разрез А-А фиг.2;- Figure 3 - shows a longitudinal section aa of figure 2;

- Фиг.4. - показывает разрез Б-Б фиг.2;- Figure 4. - shows a section bB of figure 2;

- Фиг.5 - показывает разрез В-В фиг.2.- Figure 5 - shows a section bb In figure 2.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Центр (фиг.1, 2) конструктивно состоит из двух станин 1, 2, несущей системы для установки и перемещения суппорта шпинделя вдоль первой и второй перпендикулярных горизонтальных осей, включающую траверсу, выполненную О-образной и смонтированную горизонтально подвижно на направляющих на верхней поверхности несущей системы, стол для установки и закрепления заготовки (детали).The center (Figs. 1, 2) structurally consists of two beds 1, 2, a support system for installing and moving the spindle support along the first and second perpendicular horizontal axes, including a traverse made O-shaped and mounted horizontally movably on rails on the upper surface of the carrier systems, a table for installing and securing the workpiece (parts).

Несущая система выполнена в виде стоек 3, установленных на станинах 1, 2, к верхним плоскостям стоек закреплены две балки 4 с направляющими 5 для перемещения траверсы 6 (координата X). Движение осуществляется от двух синхронно работающих электроприводов линейного перемещения 7.The supporting system is made in the form of racks 3 mounted on the beds 1, 2, two beams 4 with guides 5 are fixed to the upper planes of the racks to move the beam 6 (X coordinate). The movement is carried out from two synchronously operating linear actuators 7.

Траверса имеет при виде сверху O-образную конструкцию, внутри которой перемещается суппорт шпинделя 9 со шпиндельной головкой 18 (координата У).When viewed from above, the traverse has an O-shaped structure, inside of which the spindle support 9 moves with the spindle head 18 (coordinate Y).

Суппорт шпинделя 9 выполнен в виде полой вертикальной призмы, установленной подвижными опорами на направляющих, закрепленных на траверсе, и связанной с приводом поперечного перемещения, при этом каждая из трех граней призмы, расположенных под углом 120° друг к другу и жестко связанных между собой, выполнена в виде плоской пластины, несущей на внутренней поверхности модуль движения, каретка которого снабжена проушиной для шарнирного подсоединения штанги, выполненной треугольной формы в виде двух сходящихся стержней и закрепленной верхними концами на вилке, соединенной осью с проушиной, а нижний конец штанги универсальным шарниром связан с основанием шпиндельной головки так, что три штанги с модулями движения образуют трипод-модуль для перемещения и управления положением основания шпиндельной головки.The spindle support 9 is made in the form of a hollow vertical prism mounted by movable supports on rails mounted on a traverse and connected with a transverse drive, each of the three faces of the prism located at an angle of 120 ° to each other and rigidly interconnected, made in the form of a flat plate supporting a motion module on the inner surface, the carriage of which is equipped with an eye for swivel connection of a rod made of a triangular shape in the form of two converging rods and fixed to the top and ends on a fork connected by an axis to the eye, and the lower end of the rod by a universal joint is connected to the base of the spindle head so that three rods with motion modules form a tripod module for moving and controlling the position of the base of the spindle head.

Конструктивно суппорт шпинделя 9 выполнен в виде полой шестигранной призмы, установленной внутри траверсы вертикально. Каждая грань представляет из себя плиту, три из которых основные 26 расположены под углом 120° друг к другу и несут на себе модули движения, а три других - дополнительные грани 27 - выполнены в виде пластин и служат для жесткой связи основных граней призмы между собой с помощью винтов 28.Structurally, the spindle support 9 is made in the form of a hollow hexagonal prism mounted vertically inside the beam. Each face is a slab, three of which the main 26 are located at an angle of 120 ° to each other and carry motion modules on them, and the other three - additional faces 27 - are made in the form of plates and serve for rigid connection of the main faces of the prism with each other using screws 28.

В нижней части суппорта шпинделя 9 грани призмы жестко связаны плитой 29, на которой закреплены подвижные опоры в виде роликовых блоков 30, передвигающихся по направляющим 8, закрепленным на нижней плоскости траверсы 6 (координата У), а в верхней части суппорта шпинделя 9 грани призмы связаны накладкой 35. Движение суппорта шпинделя осуществляется от двух синхронно работающих электроприводов линейного перемещения 36.In the lower part of the spindle support 9, the faces of the prism are rigidly connected by a plate 29, on which movable supports are fixed in the form of roller blocks 30, moving along guides 8 mounted on the lower plane of the beam 6 (coordinate Y), and in the upper part of the support of the spindle 9, the faces of the prism are connected pad 35. The movement of the spindle caliper is carried out from two synchronously operating linear actuators 36.

Три модуля движения 19, размещенные на внутренних поверхностях трех основных граней суппорта шпинделя, совместно с подвеской образуют трипод на параллельной кинематике (фиг.3, 4, 5) для шпиндельной головки 18. Каждый модуль движения состоит из блока движения, подвески, выполненной в виде проушины 14, штанги 15 и нижнего шарнира 16 с тремя степенями свободы. Плита 29 снабжена в центре прорезью для прохода штанг.Three motion modules 19, located on the inner surfaces of the three main faces of the spindle caliper, together with the suspension form a tripod on parallel kinematics (Figs. 3, 4, 5) for the spindle head 18. Each motion module consists of a motion block, a suspension made in the form eyes 14, rods 15 and lower hinge 16 with three degrees of freedom. The plate 29 is provided in the center with a slot for the passage of the rods.

Блок движения включает в себя каретку 10, снабженную кронштейном 13 с проушиной 14 для шарнирного подсоединения штанги 15. Каретка 10 выполнена с роликовыми блоками 31, передвигающимися по направляющим 11, закрепленным на грани 26.The movement unit includes a carriage 10 provided with an arm 13 with an eye 14 for pivotally connecting the rod 15. The carriage 10 is made with roller blocks 31 moving along guides 11 fixed to the face 26.

К каретке 10 закреплена первичная часть электропривода 32, на обмотки которой подаются электрические сигналы движения, а на плите 26 закреплена его вторичная часть 33 (постоянные магниты).The primary part of the electric drive 32 is fixed to the carriage 10, the electrical signals of movement are supplied to the windings of the electric drive, and its secondary part 33 (permanent magnets) is fixed on the plate 26.

Вместе эти части 32 и 33 образуют электропривод линейного перемещения 12.Together, these parts 32 and 33 form a linear actuator 12.

Штанга 15 служит связующим звеном между кареткой 10 (через шарнир 14) и шарниром 16. Конструктивно для увеличения жесткости штанга выполнена из стержней в виде труб и имеет форму равнобедренного треугольника, своим основанием закрепленного верхними концами труб на вилке, соединенной осью с проушиной 14, образующей шарнир, выполненный на роликовых подшипниках 34 и имеющий одну степень свободы.The rod 15 serves as a link between the carriage 10 (through the hinge 14) and the hinge 16. Structurally, to increase the rigidity, the rod is made of rods in the form of pipes and has the shape of an isosceles triangle, its base fixed by the upper ends of the pipes on a fork connected by an axis to the eye 14, forming hinge made on roller bearings 34 and having one degree of freedom.

В нижней части штанги (вершине треугольника) закреплен шарнир 16, имеющий три степени свободы.In the lower part of the rod (the top of the triangle) is fixed hinge 16, which has three degrees of freedom.

Конструктивно выполнен в виде карданного шарнира, имеющего повороты вокруг двух пересекающихся осей и вращающегося вокруг третьей оси, проходящей через точку пересечения первых двух. Конструкция шарнира 16 легкоподвижна и выполнена на роликовых подшипниках качения.Structurally made in the form of a cardan joint having rotations around two intersecting axes and rotating around a third axis passing through the intersection point of the first two. The design of the hinge 16 is easily movable and is made on roller bearings.

К трем шарнирам 16 закреплено основание шпиндельной головки 17, несущее электрошпиндель с инструментом 37.To the three hinges 16, the base of the spindle head 17 is fixed, carrying an electrospindle with a tool 37.

При равномерном одновременном движении трех кареток 10 происходит плоскопараллельное перемещение плиты 17 с электрошпинделем 18 в вертикальном направлении (координата Z).With the uniform simultaneous movement of the three carriages 10, a plane-parallel movement of the plate 17 with the electric spindle 18 in the vertical direction (coordinate Z) occurs.

При неравномерном или неодновременном движении любой из трех кареток 10 происходит поворот плиты 17 с электрошпинделем 18 относительно ее горизонтального положения с одновременным возможным перемещением по координате Z.With uneven or non-simultaneous movement of any of the three carriages 10, the plate 17 rotates with the electrospindle 18 relative to its horizontal position with simultaneous possible movement along the Z coordinate.

Фактические перемещения рабочих органов центра по координатам X, У и Z контролируются датчиками обратной связи по положению (на чертежах не указаны).Actual displacements of the working bodies of the center along the coordinates X, Y and Z are controlled by position feedback sensors (not shown in the drawings).

Центр имеет инструментальный магазин 20 для автоматической установки и смены инструментов в шпинделе, а также лазерный датчик контроля длины и диаметра инструментов 21.The center has a tool magazine 20 for automatic installation and change of tools in the spindle, as well as a laser sensor for monitoring the length and diameter of the tools 21.

Управление центром осуществляется от устройства числового программного управления (УЧПУ) 22 на базе промышленного компьютера с операционной системой Windows NT 4.0.The center is controlled by a numerical control device (CNC) 22 based on an industrial computer with the Windows NT 4.0 operating system.

В своем составе имеет специальную плату с высокоскоростным оптическим интерфейсом (Sercos) для связи с приводами и интерфейсом для управления модулями ввода/вывода дискретных и аналоговых сигналов.It has a special board with a high-speed optical interface (Sercos) for communication with drives and an interface for controlling input / output modules of discrete and analog signals.

Имеет расширенный набор функций и команд, а также возможность интегрирования программ пользователя, написанных на языке C++ (например, преобразование координат для нестандартной кинематики станка).It has an expanded set of functions and commands, as well as the ability to integrate user programs written in C ++ (for example, coordinate transformation for non-standard machine kinematics).

Центр имеет два транспортера уборки стружки 23, расположенных по обеим сторонам стола 24 для установки и закрепления детали.The center has two conveyors for cleaning chips 23 located on both sides of the table 24 for installing and securing the part.

Подвод энергопитания к рабочим органам и электроприводам подач центра осуществляется гибкими кабеленесущими цепями 25.The power supply to the working bodies and electric drives of the center feeds is carried out by flexible cable-bearing chains 25.

На центре можно фрезеровать поверхности торцевыми, концевыми и фасонными фрезами, сверлить, зенкеровать и растачивать отверстия, а также производить измерения изделий. Благодаря этому на центре можно вести комплексную механообработку крупногабаритных изделий одинарной, двойной и знакопеременной кривизны, в том числе объемных штампов и пресс-форм, мастер-моделей, литейных моделей и др.At the center, surfaces can be milled with end, end and shaped mills, drilled, cored and drilled, as well as product measurements. Thanks to this, the center can carry out complex machining of large-sized products of single, double and alternating curvature, including volume dies and molds, master models, foundry models, etc.

Центр работает следующим образом.The center operates as follows.

Обрабатываемая деталь устанавливается и закрепляется на неподвижном столе 24. Рабочие органы находятся в исходных положениях для начала обработки в соответствии с фиг.1. Управляющая программа вводится в УЧПУ 22 с магнитного носителя (дискета) или иным способом. При необходимости просматривается на экране УЧПУ ее графическая отработка (без движений рабочих органов по координатам), имеется возможность корректировки программы по результатам графической отработки.The workpiece is mounted and fixed on a fixed table 24. The working bodies are in the initial positions to start processing in accordance with figure 1. The control program is entered in the CNC 22 with a magnetic medium (diskette) or in another way. If necessary, its graphical working out is viewed on the CNC screen (without movements of the working bodies in coordinates), it is possible to adjust the program according to the results of graphical working out.

Кнопкой с пульта УЧПУ включаются электроприводы, состояние которых автоматически тестируется, одновременно включается гидростанция, станция масло-воздушной смазки подшипников шпинделя, станция смазки направляющих, станция охлаждения электрошпинделя и линейных электроприводов подач.The buttons from the CNC control panel turn on the electric drives, the state of which is automatically tested, at the same time turn on the hydraulic power station, the oil-air lubrication station for the spindle bearings, the guide station lubrication station, the cooling station for the electric spindle and linear feed drives.

После получения ответов о готовности этих систем дается разрешение на выход в исходные положения по координатам и запуск программы обработки детали. Исходные положения - это конкретные постоянные положения рабочих органов, в которые они устанавливаются перед началом обработки и от которых рассчитывается программа обработки.After receiving answers about the readiness of these systems, permission is given to exit to the starting positions in coordinates and launch the part processing program. Initial provisions are specific permanent provisions of the working bodies in which they are established before the start of processing and from which the processing program is calculated.

В режиме выхода в исходное положение рабочие органы устанавливаются в эти положения по электрическим меткам датчиков обратных связей.In the reset mode, the working bodies are installed in these positions according to the electrical labels of the feedback sensors.

После запуска программы от кнопки УЧПУ электрошпиндель выходит в точку смены инструмента. Из магазина 20 вынимается и устанавливается в шпиндель первый инструмент. Во время смены инструмента лазерный датчик контроля длины и диаметра 21 замеряет истинные размеры инструмента и передает в УЧПУ.After starting the program from the CNC button, the electrospindle goes to the tool change point. The first tool is removed and mounted in the spindle from the magazine 20. During a tool change, the laser sensor for monitoring the length and diameter 21 measures the true dimensions of the tool and transmits it to the CNC.

Трехкоординатная обработка осуществляется перемещениями рабочих органов: траверса 6 (координата X), поперечная каретка 9 (координата У) и равномерное одновременное движение трех модулей движения (координата Z).Three-coordinate processing is carried out by movements of the working bodies: traverse 6 (X coordinate), transverse carriage 9 (Y coordinate) and uniform simultaneous movement of three motion modules (Z coordinate).

При пятикоординатной обработке к перемещениям по координатам Х и У добавляются движения трех модулей движения, управляемые от УЧПУ с помощью специального математического обеспечения, реализующего перемещения по координате Z и повороты плиты вокруг горизонтальных осей А и В.In the five-coordinate processing, the movements of the three motion modules, controlled by the CNC with the help of special mathematical software that implements the movements along the Z coordinate and the plate rotations around the horizontal axes A and B, are added to the movements along the X and Y coordinates

После обработки детали первым инструментом электрошпиндель выходит в точку смены инструмента, производится смена инструмента в шпинделе и повторяется вышеописанный цикл.After processing the part with the first tool, the electrospindle goes to the tool change point, the tool is changed in the spindle and the above cycle is repeated.

При установке в шпиндель измерительного щупа центр можно использовать как измерительную машину.When installing the probe in the spindle, the center can be used as a measuring machine.

В процессе смены инструмента производится очистка конуса инструмента и шпинделя, а также контроль зажима.During the tool change, the tool cone and spindle are cleaned, as well as clamp control.

Одновременно с началом обработки включаются транспортеры уборки стружки 23.Simultaneously with the beginning of the processing, the conveyors for chip cutting 23 are turned on.

На фиг.1, 2 штрихпунктирными линиями показаны крайние положения рабочих органов центра (шпинделя 18-18').In Fig.1, 2 dash-dotted lines show the extreme positions of the working bodies of the center (spindle 18-18 ').

Преимуществами центра являются:The advantages of the center are:

- упрощение конструкции за счет отсутствия в приводах подач редукторов и шариковых винтовых передач;- simplification of the design due to the absence of gear drives and ball screw drives in the feed drives;

- уменьшение металлоемкости за счет применения конструктивных элементов параллельной кинематики (3Z-модуль);- reduction of metal consumption due to the use of structural elements of parallel kinematics (3Z-module);

- снижение энергозатрат на эксплуатацию при одновременном достижении высоких динамических характеристик исполнительных органов малой металлоемкости.- reduction of energy consumption for operation while achieving high dynamic characteristics of the executive bodies of low metal consumption.

Claims (2)

1. Высокоскоростной металлорежущий пятикоординатный обрабатывающий центр, преимущественно для комплексной обработки деталей, содержащий суппорт шпинделя со шпиндельной головкой, станину, несущую систему для установки и перемещения суппорта шпинделя вдоль первой и второй перпендикулярных горизонтальных осей, включающую траверсу, выполненную O-образной и смонтированную горизонтально подвижно на направляющих, на верхней поверхности несущей системы, стол для установки и закрепления заготовки или детали, отличающийся тем, что суппорт шпинделя выполнен в виде полой вертикальной призмы, установленной подвижными опорами на направляющих, закрепленных на траверсе, и связанной с приводом поперечного перемещения, при этом грани призмы расположены под углом 120° друг к другу, жестко связаны между собой и выполнены в виде плоской пластины, несущей на внутренней поверхности модуль движения, каретка которого снабжена проушиной для шарнирного подсоединения штанги, выполненной треугольной формы в виде двух сходящихся стержней и закрепленной верхними концами на вилке, соединенной осью с проушиной, а нижний конец штанги универсальным шарниром связан с основанием шпиндельной головки с возможностью образования тремя штангами с модулями движения трипод-модуля для перемещения и управления положением основания шпиндельной головки.1. High-speed metal-cutting five-axis machining center, mainly for complex machining of parts, comprising a spindle support with a spindle head, a bed, a supporting system for installing and moving the spindle support along the first and second perpendicular horizontal axes, including a crosshead made of an O-shaped and mounted horizontally movably mounted on guides, on the upper surface of the supporting system, a table for installing and securing the workpiece or part, characterized in that the caliper the index is made in the form of a hollow vertical prism mounted by movable supports on rails mounted on a traverse and connected with a lateral movement drive, while the faces of the prism are located at an angle of 120 ° to each other, are rigidly interconnected and made in the form of a flat plate bearing on the inner surface, a motion module, the carriage of which is equipped with an eye for a hinged connection of a rod made of a triangular shape in the form of two converging rods and fixed with its upper ends on a fork connected Sue the eye, and the lower end of the rod universal joint connected to the base of the spindle head to form a three rods modules tripod movement module to move and control the position of the headstock base. 2. Высокоскоростной металлорежущий пятикоординатный обрабатывающий центр по п.1, отличающийся тем, что грани призмы, несущие модули движения, связаны между собой дополнительными гранями, выполненными в виде пластин, а все грани призмы по нижнему торцу связаны плитой, снабженной в центре прорезью для прохода штанг, а по верхнему торцу грани связаны между собой накладкой.2. The high-speed metal-cutting five-axis machining center according to claim 1, characterized in that the faces of the prism carrying the motion modules are interconnected by additional faces made in the form of plates, and all the faces of the prism at the lower end are connected by a plate provided with a slot for passage in the center rods, and on the upper end face the faces are interconnected by an overlay.
RU2005102620/02A 2005-03-04 2005-03-04 Metal cutting high-speed five-coordinate center with tripod-module RU2285602C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005102620/02A RU2285602C1 (en) 2005-03-04 2005-03-04 Metal cutting high-speed five-coordinate center with tripod-module

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2005102620/02A RU2285602C1 (en) 2005-03-04 2005-03-04 Metal cutting high-speed five-coordinate center with tripod-module

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2005102620A RU2005102620A (en) 2006-08-10
RU2285602C1 true RU2285602C1 (en) 2006-10-20

Family

ID=37058854

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2005102620/02A RU2285602C1 (en) 2005-03-04 2005-03-04 Metal cutting high-speed five-coordinate center with tripod-module

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2285602C1 (en)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2542878C2 (en) * 2013-07-09 2015-02-27 Олег Кашафович Акмаев Configuration of multi-purpose machine on basis of principles of parallel kinematics
RU2544710C2 (en) * 2012-12-25 2015-03-20 Олег Савельевич Кочетов Machine for processing of complex surfaces by high-speed milling
RU2546943C2 (en) * 2012-12-25 2015-04-10 Олег Савельевич Кочетов Metal cutting machine
RU2546269C2 (en) * 2009-07-27 2015-04-10 Салваньини Италия С.П.А. Low-inertia robot for laser cutting of flat sheets
RU2546942C2 (en) * 2012-12-25 2015-04-10 Олег Савельевич Кочетов Metal cutting machine
RU2547359C2 (en) * 2012-12-25 2015-04-10 Олег Савельевич Кочетов Machining centre with parallel kinematics
RU2572112C2 (en) * 2013-12-09 2015-12-27 Олег Савельевич Кочетов Machining centre with hybrid kinematics
RU176173U1 (en) * 2017-04-13 2018-01-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Vertical metalworking center

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2546269C2 (en) * 2009-07-27 2015-04-10 Салваньини Италия С.П.А. Low-inertia robot for laser cutting of flat sheets
RU2544710C2 (en) * 2012-12-25 2015-03-20 Олег Савельевич Кочетов Machine for processing of complex surfaces by high-speed milling
RU2546943C2 (en) * 2012-12-25 2015-04-10 Олег Савельевич Кочетов Metal cutting machine
RU2546942C2 (en) * 2012-12-25 2015-04-10 Олег Савельевич Кочетов Metal cutting machine
RU2547359C2 (en) * 2012-12-25 2015-04-10 Олег Савельевич Кочетов Machining centre with parallel kinematics
RU2542878C2 (en) * 2013-07-09 2015-02-27 Олег Кашафович Акмаев Configuration of multi-purpose machine on basis of principles of parallel kinematics
RU2572112C2 (en) * 2013-12-09 2015-12-27 Олег Савельевич Кочетов Machining centre with hybrid kinematics
RU176173U1 (en) * 2017-04-13 2018-01-11 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кубанский государственный технологический университет" (ФГБОУ ВО "КубГТУ") Vertical metalworking center

Also Published As

Publication number Publication date
RU2005102620A (en) 2006-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2285602C1 (en) Metal cutting high-speed five-coordinate center with tripod-module
JP4763938B2 (en) Machine Tools
CN205271144U (en) Four -axis linkage laser welding device
EP2709797B1 (en) Multi-carriage dual-spindle symmetrical grinding processing center
US7857558B2 (en) Compact cutting head for machining workpieces
JP5328782B2 (en) Machine Tools
RU86129U1 (en) LASER CUTTING MACHINE
JPH08243864A (en) Multiaxis machining machine tool
CN104972455B (en) There is the series-parallel robot of redundant drive based on plane parallel mechanism
BG2292U1 (en) Machine for processing of volumetric metal objects
JP2008264891A (en) Universal head and machine tool equipped with it
CN109759924B (en) Double-gantry single-beam movable combined machining tool
JP2019520997A (en) Machine Tools
CN111002047A (en) Numerical control movable beam type five-axis gantry machining center machine tool
GB2082484A (en) Machine with horizontally sliding tool head carriage
CN108188801B (en) Automatic tool changing processing equipment
KR20130003541A (en) 4 axis work machining center
CN210081157U (en) Gantry structure of engraving machine
US5084951A (en) Multi-axis tool positioner
CN110280815A (en) Double crossbeam high-speed milling lathes
CN109108671A (en) One kind is for processing five axis series-parallel machine tool of tubular components
RU38126U1 (en) METAL-CUTTING MACHINE FOR INTEGRATED FIVE-ORDER PROCESSING
RU2299797C2 (en) Metal-cutting working center and six-strut mechanism for it
JPH07110465B2 (en) Pallet changer for machine tools
RU2542878C2 (en) Configuration of multi-purpose machine on basis of principles of parallel kinematics

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180305