RU2466004C2 - Micromotion and microfeed drive - Google Patents

Micromotion and microfeed drive Download PDF

Info

Publication number
RU2466004C2
RU2466004C2 RU2010153003/02A RU2010153003A RU2466004C2 RU 2466004 C2 RU2466004 C2 RU 2466004C2 RU 2010153003/02 A RU2010153003/02 A RU 2010153003/02A RU 2010153003 A RU2010153003 A RU 2010153003A RU 2466004 C2 RU2466004 C2 RU 2466004C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bellows
micro
fixed
drive
bellows actuator
Prior art date
Application number
RU2010153003/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вячеслав Кузьмич Лучкин (RU)
Вячеслав Кузьмич Лучкин
Михаил Николаевич Шихалев (RU)
Михаил Николаевич Шихалев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО ТГТУ
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО ТГТУ filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО ТГТУ
Priority to RU2010153003/02A priority Critical patent/RU2466004C2/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2466004C2 publication Critical patent/RU2466004C2/en

Links

Landscapes

  • Actuator (AREA)

Abstract

FIELD: machine building.
SUBSTANCE: invention relates to precision machinery building and serves for use in drives of micro-motions and micro-feeds. Invention contains executive bellows actuator, feeding device in a form of two bellows coaxially installed in bracket with middle moving wall that is connected by one side to nut via ball screw-and-nut assembly that actuates engine and by the other side it can be fixed for performing operating and accelerated movements relatively to piston that connects bellows actuator housing to executing assembly. In the course of fixing one of the walls relative to fixed element for selecting corresponding value of micro pitch and beginning of micro-pitch movements of bellows actuator housing and executing assembly connected to it, two other walls are fixed relatively to bellows actuator housing.
EFFECT: provision of independent formation of value of each charge micro-pitch in multi-charge bellows actuator.
1 dwg

Description

Изобретение относится к точному машиностроению и может быть использовано в приводах подач металлообрабатывающих станков, роботов и манипуляторов для обеспечения микрошаговых перемещений и микроподач исполнительных механизмов с переменной величиной микрошага и шаговых рабочих (ускоренных) перемещений одним приводом.The invention relates to precision engineering and can be used in feed drives of metalworking machines, robots and manipulators to provide micro-stepping and micro-feed actuators with variable micro-steps and stepped working (accelerated) movements by one drive.

Известен шаговый привод подач, содержащий исполнительный сильфонный гидроцилиндр, дозирующее устройство в виде двух соосно установленных в кронштейне сильфонов со средней подвижной стенкой, соединенной одной стороной с гайкой шариковой винтовой пары (ШВП), которая приводится в действие реверсивным шаговым двигателем, а другой может фиксироваться для осуществления рабочих и ускоренных перемещений относительно штока, соединяющего корпус гидроцилиндра с исполнительным узлом, и блок фиксирующих зажимов для фиксации кронштейна, штока и средних подвижных стенок трех пар силовых сильфонов гидроцилиндра с тем или иным кодовым соотношением эффективных площадей поперечного сечения, причем фиксация одной из стенок относительно неподвижного элемента означает выбор соответствующей величины микрошага и включение в работу того или иного разряда гидроцилиндра для осуществления микроперемещений (см. патент РФ №2351451).Known stepper feed drive containing an executive bellows hydraulic cylinder, a metering device in the form of two coaxially mounted bellows in the bracket with a middle movable wall connected by one side to the nut of a ball screw pair (ball screw), which is driven by a reversing stepper motor, and the other can be fixed for the implementation of working and accelerated movements relative to the rod connecting the cylinder body to the actuating unit, and a block of fixing clips for fixing the bracket, rod and the middle movable walls of three pairs of power bellows of the hydraulic cylinder with one or another code ratio of the effective cross-sectional areas, moreover, fixing one of the walls relative to the fixed element means choosing the appropriate microstep and the inclusion of one or another discharge of the hydraulic cylinder for micromotion (see RF patent No. 2351451).

Недостатком данного привода является невозможность формирования величины микрошага парой силовых сильфонов каждого разряда независимо от других разрядных сильфонов.The disadvantage of this drive is the inability to form the microstep by a pair of power bellows of each discharge, regardless of other discharge bellows.

Технической задачей изобретения является независимое формирование в многоразрядном гидроцилиндре величины микрошага каждого разряда.An object of the invention is the independent formation in a multi-digit hydraulic cylinder of the microstep of each discharge.

Данная техническая задача достигается тем, что в приводе микроперемещений и микроподач, содержащем исполнительный сильфонный гидроцилиндр, состоящий из установленных соосно в общем корпусе шести силовых сильфонов, попарно различающихся по эффективной площади поперечного сечения в соответствии с каким-либо кодом и имеющие общие центральные подвижные стенки, которые каждые в отдельности могут фиксироваться относительно неподвижного элемента, а две другие для устранения влияния на величину микрошага остальных силовых сильфонов относительно корпуса гидроцилиндра, что означает выбор величины микрошага и включение в работу того или иного разряда гидроцилиндра для осуществления микроперемещений, при этом правые полости каждой пары силовых сильфонов соединены с правой, а левые соответственно с левой полостью дозирующего устройства, выполненного в виде двух соосно установленных сильфонов, неподвижные стороны которых ограничены кронштейном, а средняя подвижная стенка одной стороной жестко соединена с гайкой ШВП, приводимой в действие двигателем (шаговым либо двигателем постоянного тока), другой стороной для обеспечения рабочих или ускоренных перемещений может фиксироваться относительно штока, скрепленного с корпусом гидроцилиндра и исполнительным узлом.This technical problem is achieved by the fact that in the drive of microdisplacement and micropods containing an executive bellows hydraulic cylinder, consisting of six power bellows installed coaxially in a common case, pairwise differing in effective cross-sectional area in accordance with some code and having common central movable walls, which each individually can be fixed relative to the fixed element, and the other two to eliminate the influence on the microstep of the remaining power bellows specifically the body of the hydraulic cylinder, which means the choice of the microstep size and the inclusion of a particular discharge of the hydraulic cylinder for microdisplacement, while the right cavities of each pair of power bellows are connected to the right, and the left, respectively, to the left cavity of the metering device, made in the form of two coaxially mounted bellows , the fixed sides of which are limited by the bracket, and the middle movable wall on one side is rigidly connected to the ball screw driven by the motor (stepper or motor DC m), and the other side for working or accelerated movements can be fixed relative to the rod fastened to the cylinder housing and the actuator assembly.

На чертеже изображена принципиальная схема описываемого привода микроперемещений и микроподач.The drawing shows a schematic diagram of the described drive microdisplacement and micropods.

Привод включает исполнительный гидроцилиндр, состоящий из корпуса 1 и трех пар соосно установленных сильфонов 2, 3 и 4, отличающихся по эффективной площади поперечного сечения в том или ином коде, с центральными подвижными стенками 5, 6 и 7, которые каждые в отдельности могут фиксироваться зажимами 8, 9 и 10 относительно корпуса гидроцилиндра либо зажимами 11, 12 и 13 относительно неподвижного элемента, что позволяет производить выбор величины микрошага, дозирующее устройство, состоящее из двух соосно установленных сильфонов 14, 15, неподвижные стороны которых ограничены кронштейном 16, фиксируемым зажимом 17, а средняя подвижная стенка 18 одной стороной может фиксироваться относительно штока 19 (с зажимом 20 и ограничителями 21), скрепленного с корпусом гидроцилиндра и исполнительным узлом (на чертеже не показан), зажимом 22, а другой стороной жестко соединена с гайкой ШВП 23, приводимой в действие двигателем 24 (шаговым либо двигателем постоянного тока). Через затвор 25 производится одноразовая заправка рабочей жидкостью полостей пар силовых сильфонов 2, 3 и 4, дозирующих сильфонов 14, 15 и соединительной магистрали, при этом заправка производится таким образом, чтобы при подаче рабочей жидкости под давлением центральная подвижная стенка 18 устанавливалась строго в исходное положение между упорами 21.The drive includes an executive hydraulic cylinder, consisting of a housing 1 and three pairs of coaxially mounted bellows 2, 3 and 4, differing in effective cross-sectional area in one or another code, with central movable walls 5, 6 and 7, which individually can be fixed by clamps 8, 9 and 10 relative to the body of the hydraulic cylinder or clamps 11, 12 and 13 relative to the fixed element, which allows you to select the microstep, a metering device, consisting of two coaxially mounted bellows 14, 15, fixed sides which are limited by the bracket 16, fixed by the clamp 17, and the middle movable wall 18 can be fixed on one side relative to the rod 19 (with the clamp 20 and the stops 21), fastened to the hydraulic cylinder body and the actuating unit (not shown in the drawing), the clamp 22, and the other side rigidly connected to the ball screw 23, driven by a motor 24 (stepper or DC motor). Through the shutter 25, a one-time filling of the cavities of the pairs of power bellows 2, 3 and 4, metering bellows 14, 15 and the connecting line is made with the working fluid, and the filling is done so that when the working fluid is supplied under pressure, the central movable wall 18 is set strictly to its original position between the stops 21.

Привод работает следующим образом. Для осуществления приводом ускоренных или рабочих перемещений включается зажим 22, фиксирующий среднюю подвижную стенку 18 дозирующего устройства относительно штока 19 (при этом зажимы 8, 9, 10, 11, 12, 13 и 17 отключены), в результате чего шток 19, корпус гидроцилиндра 1, исполнительный узел и средняя подвижная стенка 18 перемещаются как одно целое в том или другом направлении от двигателя 24 через ШВП 23 со скоростью, определяемой частотой управления.The drive operates as follows. To carry out accelerated or working movements by the drive, a clamp 22 is turned on, fixing the middle movable wall 18 of the metering device relative to the rod 19 (the clamps 8, 9, 10, 11, 12, 13 and 17 are disconnected), as a result of which the rod 19, the cylinder body 1 , the actuating unit and the middle movable wall 18 are moved as a whole in one direction or another from the engine 24 through the ball screw 23 at a speed determined by the control frequency.

По окончании ускоренного перемещения отключается зажим 22 и включается зажим 17, что делает привод готовым к осуществлению микрошаговых перемещений.At the end of the accelerated movement, the clamp 22 is turned off and the clamp 17 is turned on, which makes the drive ready for microstep movements.

Для осуществления микрошаговых перемещений исполнительным узлом вправо двигателем 24 через гайку ШВП 23 задается шаговое перемещение вправо средней подвижной стенке 18 дозирующего устройства. Сильфон 15 начинает сжиматься, а сильфон 14 разжиматься, в результате чего порции рабочей жидкости импульсами с частотой управления вытесняются из сильфона 15 и по трубопроводу подаются в правые полости пар сильфонов 1, 3 и 4, увеличивая в них давление, что приводит к перемещению средних подвижных стенок 5, 6 и 7 в сторону меньшего давления, т.е. влево, и вытеснению рабочей жидкости из левых полостей в сильфон 14.For microstep movements, the actuating unit to the right by the engine 24 through the ball screw 23 is used to set the stepwise movement to the right of the middle movable wall 18 of the metering device. The bellows 15 begins to compress, and the bellows 14 to expand, as a result of which portions of the working fluid are displaced by pulses with a control frequency from the bellows 15 and are piped into the right cavities of the pairs of bellows 1, 3 and 4, increasing the pressure in them, which leads to the movement of the middle moving walls 5, 6 and 7 in the direction of lower pressure, i.e. to the left, and displacing the working fluid from the left cavities into the bellows 14.

Фиксация одной из подвижных стенок 5, 6 или 7 относительно неподвижного элемента посредством зажимов 11, 12 или 13, а двух других относительно корпуса гидроцилиндра посредством зажимов 8, 9, 10 означает выбор величины микрошага и начало движения корпуса гидроцилиндра 1, штока 19 и исполнительного узла вправо с заданной частотой управления.Fixing one of the movable walls 5, 6 or 7 relative to the fixed element by means of clamps 11, 12 or 13, and the other two relative to the cylinder body by means of clamps 8, 9, 10 means choosing the microstep and starting the movement of the cylinder body 1, rod 19 and the actuating unit to the right with a given control frequency.

По окончании микрошагового перемещения положение штока 19, а следовательно, и исполнительного узла фиксируется зажимом 20.At the end of the microstepping movement, the position of the rod 19, and hence the actuating unit, is fixed by the clamp 20.

При отключении всех включенных зажимов (зажим 22 отключен ранее) система приходит в исходное состояние, что делает ее готовой к повторению цикла.When all the included clamps are disconnected (clamp 22 has been disconnected earlier), the system returns to its initial state, which makes it ready to repeat the cycle.

Аналогично рассмотренному микрошаговое перемещение исполнительного узла происходит и влево.Similarly to the considered microstepping movement of the actuating unit occurs to the left.

Claims (1)

Шаговый привод подач исполнительного узла, содержащий исполнительный гидроцилиндр, выполненный в виде установленных соосно в общем корпусе, соединенном со штоком и исполнительным узлом, трех пар силовых сильфонов, различающихся по эффективной площади поперечного сечения и имеющих общие средние подвижные стенки, каждая из которых выполнена с возможностью фиксирования штока и исполнительного узла, и дозирующее устройство, выполненное в виде двух соосно установленных в кронштейне сильфонов со средней подвижной стенкой, одна сторона которой соединена с гайкой шариковой винтовой парой, приводимой в действие шаговым двигателем или двигателем постоянного тока, а другая сторона - с возможностью фиксирования на штоке, отличающийся тем, что каждая из общих средних подвижных стенок выполнена с возможностью фиксации относительно неподвижного элемента привода, при этом при фиксации одной из упомянутых общих средних подвижных стенок относительно неподвижного элемента привода две другие средние подвижные стенки фиксируются относительно корпуса гидроцилиндра. A stepper drive drive of the actuating unit, comprising an actuating hydraulic cylinder, made in the form of three pairs of power bellows coaxially mounted in a common housing connected to the rod and the actuating unit, differing in effective cross-sectional area and having common middle movable walls, each of which is made with the possibility of fixing the rod and the actuating unit, and a metering device made in the form of two bellows coaxially mounted in the bracket with an average movable wall, one side of the cat The hole is connected to the nut with a ball screw pair driven by a stepper motor or a DC motor, and the other side can be fixed on the rod, characterized in that each of the common middle movable walls is made to be fixed relative to the fixed drive element, while fixing one of the aforementioned common middle movable walls relative to the stationary drive element, the other two middle movable walls are fixed relative to the cylinder body.
RU2010153003/02A 2010-12-23 2010-12-23 Micromotion and microfeed drive RU2466004C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010153003/02A RU2466004C2 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Micromotion and microfeed drive

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010153003/02A RU2466004C2 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Micromotion and microfeed drive

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2466004C2 true RU2466004C2 (en) 2012-11-10

Family

ID=47322419

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2010153003/02A RU2466004C2 (en) 2010-12-23 2010-12-23 Micromotion and microfeed drive

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2466004C2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524498C1 (en) * 2013-04-01 2014-07-27 Юрий Витальевич Швед Step drive with mechanical initiation and zero reverse force

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2073128C1 (en) * 1993-05-25 1997-02-10 Тамбовский институт химического машиностроения Hydraulic drive
RU2001123750A (en) * 2001-08-29 2003-06-27 Общество с ограниченной ответственностью производственно-коммерческая фирма "Промтех-НН" Hydraulic stepper movement
RU2208716C2 (en) * 2001-04-13 2003-07-20 Тамбовский государственный технический университет Stepped motion drive
RU2351451C1 (en) * 2007-06-19 2009-04-10 Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО "ТГТУ" Incremental axial drive

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2215851C2 (en) * 2001-08-29 2003-11-10 Общество с ограниченной ответственностью производственно-коммерческая фирма "Промтех-НН" Step-by-step travel hydraulic drive

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2073128C1 (en) * 1993-05-25 1997-02-10 Тамбовский институт химического машиностроения Hydraulic drive
RU2208716C2 (en) * 2001-04-13 2003-07-20 Тамбовский государственный технический университет Stepped motion drive
RU2001123750A (en) * 2001-08-29 2003-06-27 Общество с ограниченной ответственностью производственно-коммерческая фирма "Промтех-НН" Hydraulic stepper movement
RU2351451C1 (en) * 2007-06-19 2009-04-10 Государственное образовательное учреждение Высшего профессионального образования "Тамбовский государственный технический университет" ГОУ ВПО "ТГТУ" Incremental axial drive

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2524498C1 (en) * 2013-04-01 2014-07-27 Юрий Витальевич Швед Step drive with mechanical initiation and zero reverse force

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2593323C2 (en) Actuator device and method of mounting position of linearly movable element
RU2008148472A (en) LINEAR EXECUTIVE DEVICE
EP1233191A2 (en) Hydraulic oscillator as a machine drive
US20080026095A1 (en) Injection molding machine
DE50103545D1 (en) DRIVING DEVICE, ESPECIALLY FOR THE CLOSING UNIT, THE INJECTION UNIT OR THE EJECTORS OF A PLASTIC INJECTION MOLDING MACHINE
WO2013005597A1 (en) Injection apparatus
JP2013156021A (en) Complex load application device
JP2018536554A (en) Equipment for injection molding of plastic materials
RU2466004C2 (en) Micromotion and microfeed drive
JPH0357324B2 (en)
RU168587U1 (en) HYDRAULIC DRIVE BALL VALVE
EP2242946A1 (en) Valve actuator
RU2351451C1 (en) Incremental axial drive
WO2013190970A1 (en) Injection device
WO2013072811A1 (en) Piezoelectric actuation device
CN105909624A (en) Electro-hydraulic hybrid servo system
CN103727100A (en) Digital type hydraulic cylinder
CN203210604U (en) Stroke regulating device of injection molding machine
RU2208716C2 (en) Stepped motion drive
JP6730812B2 (en) Injection molding machine
SU746132A1 (en) Digital electrohydraulic drive
CN107994804B (en) Ultrasonic driving macro-micro composite motion platform
RU2474731C1 (en) Electric hydraulic actuator
RU2073128C1 (en) Hydraulic drive
RU2143602C1 (en) Step drive

Legal Events

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

Effective date: 20121224