RU2801696C1 - Device and method for positioning modular base module for mechanical machines - Google Patents
Device and method for positioning modular base module for mechanical machines Download PDFInfo
- Publication number
- RU2801696C1 RU2801696C1 RU2022100535A RU2022100535A RU2801696C1 RU 2801696 C1 RU2801696 C1 RU 2801696C1 RU 2022100535 A RU2022100535 A RU 2022100535A RU 2022100535 A RU2022100535 A RU 2022100535A RU 2801696 C1 RU2801696 C1 RU 2801696C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- module
- positioning
- aligned
- plate
- possibility
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Настоящее изобретение относится к устройству и способу для позиционирования модуля модульного основания для механических станков и относящемуся к ним основанию.The present invention relates to an apparatus and method for positioning a machine tool modular base module and related base.
Как известно, механические станки (например, фрезерные станки, токарные станки и т.п.) обычно устанавливают на основание, которое, в свою очередь, опирается на пол или фундамент; в некоторых случаях основание объединено непосредственно со станком, и имеется только одно основание для всего станка: в этом случае установка станка на рабочей площадке не влечет за собой особенных трудностей, поскольку достаточно правильно расположить основание согласно предписаниям изготовителя данного станка.As is known, machine tools (eg, milling machines, lathes, etc.) are usually mounted on a base, which, in turn, rests on a floor or foundation; in some cases the base is integrated directly with the machine, and there is only one base for the entire machine: in this case, the installation of the machine on the job site does not entail particular difficulties, since it is enough to correctly position the base according to the instructions of the manufacturer of this machine.
Однако в других случаях основание станка состоит из множества частей или модулей, которые соединяются друг с другом, образуя фактическое основание.However, in other cases, the base of the machine consists of many parts or modules that are connected to each other, forming the actual base.
В этих случаях в дополнение к пространственной ориентации, которой должно соответствовать само основание (например, горизонтальному положению), индивидуальные модули, которые составляют основание, должны быть правильно расположены (или ориентированы) в пространстве относительно друг друга для обеспечения возможности геометрически правильного соединения с одновременным предотвращением критичных и сложных регулировочных манипуляций, а также ввиду того факта, что пол или фундамент, на котором должен быть расположен модуль, часто является неровным, что основание и индивидуальные модули основания механического станка являются весьма тяжелыми, и что в целях обеспечения требуемых геометрических допусков необходимо придать узлу максимальную устойчивость и жесткость, которые являются принципиальными для функциональных возможностей механического станка и точности его работы.In these cases, in addition to the spatial orientation that the base itself must conform to (e.g., horizontal), the individual modules that make up the base must be correctly positioned (or oriented) in space relative to each other to allow geometrically correct connection while preventing critical and complex adjustment manipulations, and also due to the fact that the floor or foundation on which the module is to be placed is often uneven, that the base and individual base modules of a machine tool are quite heavy, and that, in order to ensure the required geometric tolerances, it is necessary to give node maximum stability and rigidity, which are fundamental for the functionality of a mechanical machine and the accuracy of its work.
Еще более сложный случай (в контексте которого указанные выше проблемы ощущаются еще сильнее) является случаем основания, выполненного как описано в WO2019106104: в этом случае правильная ориентация модулей, которые составляют основание, становится даже более трудной вследствие того, что индивидуальные модули не только имеют трубопроводы для рабочих текучих сред станка (например, хладагента, смазки и т.п.), но также должны соединять линейные направляющие, которые обеспечивают возможность линейного перемещения кареток, рабочих столов и/или обрабатывающих плит станка вдоль направления направляющей по готовому основанию.An even more complicated case (in the context of which the above problems are felt even more strongly) is the case of a base made as described in WO2019106104: in this case the correct orientation of the modules that make up the base becomes even more difficult due to the fact that the individual modules not only have piping for machine fluids (e.g. coolant, lubricant, etc.), but must also connect linear guides that allow linear movement of machine carriages, work tables and/or machine plates along the direction of the guide over the finished base.
В этом случае неправильное позиционирование модулей полностью препятствует соединению гидравлических муфт или линейных направляющих, что, в конечном счете, приводит к невозможности использовать станок.In this case, incorrect positioning of the modules completely prevents the connection of hydraulic couplings or linear guides, which ultimately leads to the inability to use the machine.
Например, может быть рассмотрен случай, в котором необходимо добавить модуль к основанию, которое уже установлено на месте: когда должен быть размещен новый модуль, он должен быть пространственно расположен согласно шести степеням свободы (трем перпендикулярным осям и трем угловым вращениям вокруг указанных осей): таким образом, задача является особенно сложной и критичной, в результате чего для получения правильного позиционирования (которое обеспечивает работу станка) часто приходится выполнять множество корректировок позиционирования, а это влечет за собой увеличение времени сборки.For example, a case can be considered in which it is necessary to add a module to a base that is already in place: when a new module is to be placed, it must be spatially positioned according to six degrees of freedom (three perpendicular axes and three angular rotations about the indicated axes): thus, the task is particularly complex and critical, with the result that in order to obtain the correct positioning (which ensures the operation of the machine), many positioning adjustments often have to be made, and this entails an increase in assembly time.
Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении устройства для позиционирования модуля модульного основания для механических станков и относящегося к нему способа позиционирования, а также модульного основания, которое способно улучшить уровень техники в одном или более аспектов, указанных выше.It is an object of the present invention to provide a device for positioning a machine tool modular base module and a positioning method related thereto, as well as a modular base capable of improving the state of the art in one or more of the aspects mentioned above.
В пределах этой цели задача настоящего изобретения состоит в обеспечении устройства для позиционирования модуля модульного основания для механических станков и относящегося к нему способа позиционирования, а также модульного основания для позиционирования и соединения, которые являются полезными для обеспечения возможности ориентации модулей, образующих основание, относительно быстрым способом.Within this purpose, an object of the present invention is to provide a device for positioning a module of a modular base for machine tools and a positioning method related thereto, as well as a modular base for positioning and connection, which are useful for allowing the modules forming the base to be oriented in a relatively fast manner. .
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в обеспечении устройства для позиционирования модуля модульного основания для механических станков и относящегося к нему способа позиционирования, а также модульного основания для позиционирования и соединения, которые являются полезными для обеспечения возможности ориентации модулей, образующих основание, относительно точным способом. Еще одна задача настоящего изобретения состоит в преодолении недостатков уровня техники альтернативным способом для любых существующих решений.Yet another object of the present invention is to provide a device for positioning a machine tool modular base module and a positioning method related thereto, as well as a positioning and connecting modular base, which are useful for allowing the modules forming the base to be oriented in a relatively precise manner. Another object of the present invention is to overcome the shortcomings of the prior art in an alternative way for any existing solutions.
Еще одна задача настоящего изобретения состоит в обеспечении устройства для позиционирования модуля модульного основания для механических станков и относящегося к нему способа позиционирования, а также модульного основания для позиционирования и соединения, которые отличаются высокой надежностью, относительной простотой в обеспечении и низкой стоимостью.Yet another object of the present invention is to provide a positioning device for a machine tool modular base module and a positioning method related thereto, as well as a positioning and connecting modular base, which are highly reliable, relatively easy to provide, and low in cost.
Эта цель, а также эти и другие задачи, которые станут более очевидными в дальнейшем, достигаются устройством для позиционирования модуля модульного основания для механических станков и относящимся к нему способом позиционирования, а также модульным основанием для позиционирования и соединения, согласно соответствующим независимым пунктам формулы, при необходимости снабженным одним или более признаков зависимых пунктов формулы.This objective, as well as these and other objects that will become more apparent in the following, are achieved by the positioning device of the modular base module for machine tools and the positioning method related to it, as well as the modular base for positioning and connection, according to the respective independent claims, when necessary, provided with one or more features of the dependent claims.
Дополнительные характеристики и преимущества настоящего изобретения станут более очевидными из описания предпочтительного, но не исключительного варианта реализации устройства для позиционирования модуля модульного основания для механических станков и относящегося к нему способа позиционирования, а также модульного основания для позиционирования и соединения, согласно настоящему изобретению, показанных в качестве неограничивающего примера на сопроводительных чертежах, на которых:Additional characteristics and advantages of the present invention will become more apparent from the description of a preferred, but not exclusive, embodiment of a device for positioning a module of a modular base for machine tools and an associated positioning method, as well as a modular base for positioning and connecting, according to the present invention, shown as a non-limiting example in the accompanying drawings, in which:
На ФИГ. 1 представлен вид в перспективе модульного основания во время сборки, когда новый модуль должен быть собран с эталонным модулем, который уже установлен, с узлом и ориентационным устройством согласно настоящему изобретению в первом варианте реализации;FIG. 1 is a perspective view of the modular base during assembly, when a new module is to be assembled with the reference module already installed, with the assembly and orientation device according to the present invention in the first embodiment;
На ФИГ. 2 представлен схематический вид сбоку жидкостного выравнивающего устройства, входящего в состав устройства для позиционирования согласно настоящему изобретению в первом варианте реализации;FIG. 2 is a schematic side view of a fluid leveling device included in the positioning device according to the present invention in the first embodiment;
На ФИГ. 3 представлен вид в перспективе основной опоры устройства согласно настоящему изобретению в первом варианте реализации;FIG. 3 is a perspective view of the main support of the device according to the present invention in the first embodiment;
На ФИГ. 4 представлен вид в перспективе модульного основания во время сборки, когда новый модуль должен быть собран с эталонным модулем, который уже установлен, с узлом и ориентационным устройством согласно настоящему изобретению во втором варианте реализации;FIG. 4 is a perspective view of the modular base during assembly, when a new module is to be assembled with the reference module already installed, with the assembly and orientation device according to the present invention in the second embodiment;
На ФИГ. 5 представлен вид в перспективе основной опоры устройства согласно второму варианту реализации;FIG. 5 is a perspective view of the main support of the apparatus according to the second embodiment;
На ФИГ. 6 представлен вид в разрезе основной опоры устройства согласно предыдущему чертежу и части модуля основания;FIG. 6 is a sectional view of the main support of the device according to the previous drawing and part of the base module;
На ФИГ. 7 представлен поэлементный вид в перспективе терминальных частей продольных элементов, оборудованных направляющими, принадлежащих двум модулям основания, которые должны быть соединены, согласно настоящему изобретению;FIG. 7 is an exploded perspective view of the terminal portions of the rail-equipped longitudinal members belonging to two base modules to be connected according to the present invention;
На ФИГ. 8 представлен вид в перспективе настоящего изобретения с третьим вариантом реализации жидкостного выравнивающего устройства.FIG. 8 is a perspective view of the present invention with a third embodiment of a fluid leveling device.
Ниже со ссылкой на чертежи сначала описано устройство для позиционирования модуля модульного основания для механических станков и затем относящийся к нему способ позиционирования, оба из которых являются предметом настоящего изобретения.Below, with reference to the drawings, firstly, a device for positioning a modular base module for machine tools and then a positioning method related thereto, both of which are the subject of the present invention, will be described.
Устройство для позиционирования модуля модульного основания для механических станков согласно настоящему изобретению, в целом обозначенное ссылочным обозначением 1, выполнено по существу в виде установочного комплекта, содержащего два узла, которые физически взаимно различимы, но которые функционально взаимодействуют друг с другом для обеспечения возможности правильного позиционирования модуля 42, подлежащего установке, относительно эталонного модуля 41 (например, уже установленного модуля); в частности, основание 4 обеспечено средством для соединением модулей 41 и 42 и любых других дополнительных модулей, которые не описаны в данном случае, поскольку являются подобными. The device for positioning a module of a modular base for machine tools according to the present invention, generally indicated by the
Основание 4 для механического станка после сборки обеспечено продольными элементами, оборудованными встроенными направляющими 45, которые имеют горизонтальную пространственную ориентацию.The base 4 for the machine tool after assembly is provided with longitudinal elements equipped with built-in
Позиционирующее устройство 1 содержит первый узел проверки положения, который описан непосредственно ниже, а также показан на ФИГ. 2 в основной форме.The
Фактически, для этой цели позиционирующее устройство 1 содержит жидкостное выравнивающее устройство 2.In fact, for this purpose, the
Последнее, в свою очередь, содержит три позиционирующих баллона 21, 22, 23 и эталонный баллон 24, показанные в основном варианте на ФИГ. 1 и 2.The latter, in turn, contains three
Все баллоны 21, 22, 23, 24 являются взаимно сообщающимися по текучей среде, так что образуют систему сообщающихся сосудов; таким образом, уровень свободной поверхности жидкости, содержащейся в жидкостном выравнивающем устройстве 2, является одинаковым для всех баллонов 21, 22, 23, 24.All
Позиционирующие баллоны 21, 22, 23 могут быть связаны с модулем 42, подлежащим установке, а эталонный баллон 24 может быть связан с эталонным модулем 41.
С этой целью каждый из позиционирующих баллонов 21, 22, 23 может быть независимо соединен с модулем 42, подлежащим установке, а эталонный баллон 24 может быть соединен с эталонным модулем 41 посредством адаптированных соединительных элементов (например, винтов или болтов, или других элементов), не показанных на чертежах.To this end, each of the
Если модули 41, 42 снабжены продольными элементами 45, оборудованными линейными направляющими или, при необходимости, наборами зубцов (например, спиральных зубцов или шариковинтовой направляющей, или зубчатой рейкой и т.п.), для обеспечения возможности перемещения функционального элемента станка (например, рабочей головки или подвижной каретки рабочего стола и т.п.), баллоны предпочтительно соединены непосредственно с указанными продольными элементами 45, которые оборудованы направляющими.If the
Согласно еще одному варианту реализации, показанному на ФИГ. 8, для неограничивающего решения с четырьмя позиционирующими баллонами для модуля 42 жидкостное выравнивающее устройство 2 дополнительно содержит: первую и вторую подвижные каретки 27, которые могут перемещаться, например, по направляющим указанных продольных элементов, оборудованных направляющими, модуля 42; позиционирующие баллоны 21, 22, 23, 23' (если при необходимости последний присутствует), связанные с указанными каретками; и третью каретку (не показанную, но подобную первым двум), с которой связан эталонный баллон 24, и которая может перемещаться по направляющим продольных элементов эталонного модуля 41.According to another embodiment shown in FIG. 8, for a non-limiting solution with four positioning cylinders for
В этом варианте реализации позиционирующие и эталонные баллоны не связаны непосредственно с продольными элементами, оборудованными направляющими, указанных модулей, но связаны косвенно посредством кареток 27.In this embodiment, the positioning and reference cylinders are not directly connected to the longitudinal elements equipped with guides of these modules, but are connected indirectly by means of
Каретки 27 функционально соединены с направляющими продольных элементов таким образом, что могут перемещаться вдоль них; с этой целью в зависимости от типа направляющих 45 каретки 27 предпочтительно обеспечены соединительными элементами, которые взаимодействуют с соединительными элементами направляющих; например, если направляющие 45 являются направляющими типа с зубчатой рейкой, имеющей спиральные зубцы, каретки 27 предпочтительно оборудованы червячными винтами, которые взаимодействуют с зубчатой рейкой.The
Согласно усовершенствованному варианту реализации жидкостного выравнивающего устройства 2, показанного на ФИГ. 4 (и также в примере на ФИГ. 8), имеются четыре позиционирующих баллона 21, 22, 23 и 23' и/или два эталонных баллона 24 и 24'.According to an improved implementation of the
Согласно еще одному варианту реализации (не показан), имеется больше чем четыре позиционирующих баллона и больше чем два эталонных баллона.In another embodiment (not shown), there are more than four positioning balloons and more than two reference balloons.
Минимальным количеством позиционирующих баллонов устройства согласно настоящему изобретению является три позиционирующих баллона: это соображение вытекает из того факта, что в пространстве одна и только одна плоскость проходит через три точки, и, таким образом, обеспечено правильное позиционирование плоскости, которая проходит через свободную поверхность жидкости, содержащейся в баллонах 21, 22, 23, а эталонный баллон 24 позволяет правильно определить местоположение в пространстве относительно эталонного модуля 41 в соответствии с тремя степенями свободы модуля 42, подлежащего установке, с которым соединены указанные три позиционирующих баллона 21, 22, 23.The minimum number of positioning balloons of the device according to the present invention is three positioning balloons: this consideration stems from the fact that in space one and only one plane passes through three points, and thus the correct positioning of the plane that passes through the free surface of the liquid is ensured, contained in the
В частности, при обозначении символом Z вертикальной оси набора трех декартовских осей X, Y, Z и символами a, b, c углов вращения вокруг каждой из осей (как показано на ФИГ. 1 и 4) использование жидкостного выравнивающего устройства 2 позволяет выравнивать положение модуля 42 относительно положения эталонного модуля 41, уже расположенного в соответствии с горизонтальной ориентацией продольных элементов, оборудованных направляющими, путем точного перемещении и ориентирования модуля 42 вдоль оси Z и согласно углам a и b вращения, таким образом исключая три степени свободы в пространственном позиционировании модуля 42 относительно модуля 41.In particular, when the symbol Z denotes the vertical axis of the set of three Cartesian axes X, Y, Z and the symbols a, b, c the rotation angles around each of the axes (as shown in FIG. 1 and 4), the use of a
Фактически, при перемещении в пространстве модуля 42 относительно модуля 41 до тех пор, пока уровни свободной поверхности позиционирующих баллонов 21, 22, 23 и уровень свободной поверхности эталонного баллона 24 не станут одинаковыми, положение каждого модуля 41 и 42 становится одинаковым как в отношении оси Z (возвышения), так и углов a и b, образующих угловую ориентацию плоскости, которая содержит продольные элементы модуля 42, и достигается условие горизонтальности плоскости, которая, таким образом, становится нормальной к оси Z и, таким образом, компланарной к плоскости, которая содержит продольные элементы, оборудованные направляющими, эталонного модуля 41.In fact, as
Разумеется, теоретически более точные измерения получаются за счет увеличения числа позиционирующих или эталонных баллонов, но по существу степенями свободы, которые можно исключить вышеописанным способом, являются оси Z, a, b.Of course, theoretically more accurate measurements are obtained by increasing the number of positioning or reference cylinders, but essentially the degrees of freedom that can be eliminated in the manner described above are the Z, a, b axes.
Предпочтительно баллоны (как позиционирующие, так и эталонные) градуируют для обеспечения возможности визуального считывания уровня свободной поверхности текучей среды и сравнения.Preferably, the cylinders (both positioning and reference) are graduated to allow visual reading of the level of the free surface of the fluid and comparison.
В сочетании или альтернативно устройство 1 содержит систему для измерения уровня жидкости внутри баллонов; указанная система может быть системой электрического/электронного типа с оптическими датчиками для измерения уровня свободной поверхности; альтернативно измерительная система может быть системой типа, адаптированного для проверки количества жидкости, содержащейся в каждом баллоне, например, путем измерения электрических параметров (например, сопротивления или емкости) жидкости, содержащейся в каждом баллоне; в этом последнем случае предпочтительно все баллоны должны иметь один и тот же объем.In combination or alternatively,
Предпочтительно жидкость, содержащаяся в баллонах, является водой или, в качестве альтернативы, электрически проводящей или диэлектрической жидкостью.Preferably, the liquid contained in the canisters is water or, alternatively, an electrically conductive or dielectric liquid.
Предпочтительно баллоны соединены посредством трубок с общим резервуаром 28, в направлении которого все трубки всех баллонов являются открытыми для образования системы сообщающихся сосудов с общим резервуаром.Preferably, the cylinders are connected by tubes to a
Предпочтительно общий резервуар 28 снабжен клапаном 29 для заполнения жидкостью для измерения и опорожнения резервуара, жидкость подают из источника жидкости; например, если жидкостью является обычная вода, источник может быть обычным краном, соединенным с водопроводом; это позволяет заполнять и опорожнять достаточно целесообразным способом всю гидравлическую схему с сообщающимися сосудами, которая содержит баллоны, резервуар и трубки.Preferably, the
Остальные степени X, Y, c свободы исключаются, в принципе, путем выравнивания с использованием различных и по существу известных устройств, например, систем оптического обнаружения или измерения (например, лазерной, инфракрасной и т.п.), или тому подобных.The remaining degrees of freedom X, Y, c are excluded, in principle, by alignment using various and essentially known devices, for example, optical detection or measurement systems (eg laser, infrared, etc.), or the like.
Однако согласно еще одному варианту реализации остальные степени свободы исключаются посредством механической шпоночной системы 8, которая описана ниже в контексте описания модульного основания 4, но которую с этого момента далее следует понимать как часть позиционирующего устройства согласно настоящему изобретению.However, according to another embodiment, the remaining degrees of freedom are eliminated by means of a
Что касается второго узла позиционирующего устройства 1, он также показан в деталях на ФИГ. 3 в основном варианте реализации и по существу является узлом для перемещения.As for the second node of the
Для этой цели позиционирующее устройство 1 содержит основную опору 3, которая содержит первую плиту 31 и опорные ножки 32, которые соединены с первой плитой 31.For this purpose, the
Ножки 32 выполнены с возможностью регулировки их протяженности относительно плиты 31, так что когда они опираются на пол, они поддерживают плиту 31 на высоте Z от пола, которая является регулируемой.The
Для этой цели ножки 32 выполнены с возможностью выборочного удлинения, например, за счет винтового или гидравлического, или пневматического устройства, или тому подобного; ножки этого типа по существу известны и не требуют подробного описания.For this purpose, the
Предпочтительно имеются четыре ножки 32, как в варианте реализации, показанном на ФИГ. 3, которые выполнены с возможностью независимой регулировки их протяженности; при изменении регулировки отдельных ножек плита не только перемещается вдоль оси Z, но и вращается в пределах углов a и b.Preferably there are four
Основная опора 3 выполнена с возможностью поддержки снизу модуля 42 основания 4 в положении, в котором она приподнята над полом; в основном варианте реализации модуль 42, в отношении которого выполняют позиционирование, опирается непосредственно на плиту 31 основной опоры 3 и ориентирован согласно указанным трем степеням Z, a, b свободы благодаря индивидуальной регулировке протяженности ножек 32.The
Таким образом, путем использования жидкостного выравнивающего устройства 2 в сочетании с основной опорой 3 позиционирующего устройства 1 может быть установлен модуль 42, выровненный по координатам Z, a, b с модулем 41, на котором расположен эталонный баллон 24.Thus, by using the
Согласно дополнительной характеристике основная опора 3 при необходимости содержит элемент 33 сопряжения, который функционально связан с первой плитой 31 и выполнен с возможностью размещения между ней и модулем 42, подлежащим установке.According to a further feature, the
Элемент 33 сопряжения в объеме своих общих признаков содержит по меньшей мере три передаточных блока 34 шарикового типа.
Передаточные блоки шарикового типа также известны в данной области техники под термином "шариковый передаточный блок" и по существу должны считаться известными.Ball-type transfer units are also known in the art under the term "ball-type transfer unit" and are to be considered per se known.
Вкратце, каждый передаточный блок 34 шарикового типа содержит шарик 341 и опору 342 качения шарика, которую затем применяют к адаптированной опоре.Briefly, each ball
В основном варианте реализации (не показан) передаточные блоки 34 шарикового типа содержат съемные установочные элементы для связи с модулем 42 основания, который подлежит установке; после установки модуля 42 и соединения со смежным модулем 41 передаточные блоки 34 шарикового типа могут быть удалены и вновь использованы для установки другого модуля.In a basic embodiment (not shown), the ball-
Таким образом, в этом варианте реализации опоры качения указанных шариков обеспечены в корпусах 342 опор, которые связаны (предпочтительно рассоединяемым способом) с модулем 42, который подлежит установке; после позиционирования шарики 341 опираются с возможностью вращения на первую плиту 31, обеспечивая возможность позиционирования модуля 42 согласно остальным степеням свободы, которые не регулируются посредством ножек 32, т.е. вдоль осей X и Y и в пределах угла c (вращения вокруг оси Z). Thus, in this embodiment, the rolling bearings of said balls are provided in bearing
Таким образом, получается, что основная опора 3 обеспечивает возможность пространственного перемещения модуля 42, подлежащего установке, согласно шести степеням свободы.Thus, it turns out that the
После завершения правильного позиционирования модуля 42 относительно модуля 41, опоры 49, выполненные с возможностью регулировки их протяженности относительно непосредственно модуля 42, (например, регулировочные ножки) используются для опирания на пол или фундамент в желательном пространственном положении, которое соответствует положению, полученному путем использования основной опоры 3.Once the correct positioning of the
Последняя затем может быть удалена и использована для пространственного позиционирования другого модуля.The latter can then be removed and used for spatial positioning of another module.
Еще в одних более усовершенствованных вариантах реализации, таких как показанный на сопроводительных чертежах, элемент 33 сопряжения в дополнение к передаточным блокам 34 шарикового типа также содержит вторую плиту 35 с плоскими противоположными основными поверхностями, при этом передаточные блоки 34 шарикового типа размещены между первой плитой 31 и второй плитой 35.In yet more advanced implementations, such as shown in the accompanying drawings, the
В этом случае предпочтительно первая плита 31 прикреплена к передаточным блокам 34 шарикового типа, а модуль опирается на вторую плиту 35, которая опирается на шарики 341: позиционирование по степеням X, Y, c свободы по существу подобно тому, которое только что описано выше.In this case, preferably, the
Выбор передаточных блоков 34 шарикового типа вместо простых поворотных колес обусловлен тем фактом, что по сравнению с поворотными колесами передаточные блоки 34 шарикового типа не имеют неголономных ограничений, которые в случае поворотных колес могут потребовать выполнения множества маневров, чтобы обеспечить перемещение в плоскости X-Y и вращение в пределах угла c вокруг оси Z, что требуется для правильного и точного позиционирования. Аналогично выбор передаточных блоков 34 шарикового типа вместо простых поверхностей скольжения обусловлен тем фактом, что передаточные блоки шарикового типа имеют пониженное трение, что способствует простоте и точности позиционирования.The choice of ball-
Способ согласно настоящему изобретению включает следующие этапы:The method according to the present invention includes the following steps:
a - обеспечение жидкостного выравнивающего устройства 2, содержащего три позиционирующих баллона 21, 22, 23 и эталонный баллон 24, которые взаимно сообщаются по текучей среде с образованием системы сообщающихся сосудов;a - providing a
b - соединение позиционирующих баллонов 21, 22, 23 с модулем 42, подлежащим установке, и эталонного баллона 24 с эталонным модулем 41;b - connection of the
c - обеспечение основной опоры 3, которая содержит первую плиту 31 и опорные ножки 32, которые соединены с первой плитой 31 и каждая из которых выполнена с возможностью независимой регулировки ее протяженности относительно первой плиты;c - providing the
d - поддерживание модуля 42, подлежащего установке, основной опорой 3; d - supporting the
e - регулировка опорных ножек 32 до тех пор, пока уровни свободной поверхности текучей среды в позиционирующих баллонах 21, 22, 23 и эталонном баллоне 24 не будут выровнены друг с другом;e - adjusting the
f - фиксация модуля 42, подлежащего установке, в положении.f - fixing the
Таким образом, получают выравнивание в пространственном положении модуля 42, подлежащего установке, относительно эталонного модуля 41 по меньшей мере согласно трем степеням свободы (Z, a, b).Thus, alignment in the spatial position of the
Согласно усовершенствованному варианту реализации настоящий способ дополнительно включает следующие этапы:According to an improved implementation variant, the present method further includes the following steps:
g - обеспечение элемента 33 сопряжения, который функционально связан с первой плитой 31 и содержит по меньшей мере три передаточных блока 34 шарикового типа;g - providing an
h - размещение элемента сопряжения между первой плитой 31 и модулем 42, подлежащим установке, для обеспечения возможности выравнивания модулей 41, 42 по трем дополнительным степеням свободы (X, Y, c).h - placement of the interface element between the
Еще одной задачей настоящего изобретения является создание модульного основания 4 для механических станков, которое содержит первый модуль 41 и второй модуль 42 основания, которые могут быть взаимно связаны для образования основания 4, причем каждый модуль 41, 42 содержит опирающиеся на землю ножки и два параллельных продольных элемента 45, оборудованных направляющими, предпочтительно содержащих линейные направляющие (предпочтительно шариковый винт или зубчатые рейки, или тому подобное), которые обеспечивают возможность линейного перемещения вдоль оси направляющих для продвижения каретки с рабочей головкой станка (которая предпочтительно содержит шпиндель с держателем инструмента) и/или рабочего стола, при этом в состоянии, в котором основание является собранным, каждый из продольных элементов 45, оборудованных направляющими, одного модуля 41 выровнен и соосен с соответствующим продольным элементом 45, оборудованным направляющими, смежного модуля 42 таким образом, что может быть выдвинут вдоль продольной протяженности указанного модульного основания.Another object of the present invention is to provide a modular base 4 for machine tools, which contains the
В условии сборки, описанном в настоящей заявке, предполагается, что установленный модуль 41 имеет оборудованные направляющими параллельные продольные элементы 45, выдвигающиеся горизонтально (или по существу горизонтально), т.е. лежащие в одной и той же горизонтальной плоскости.In the assembly condition described in this application, it is assumed that the installed
Также, как показано на ФИГ. 7, основание согласно настоящему изобретению для каждой терминальной части оборудованных направляющими продольных элементов 45 смежных модулей содержит шпоночную систему 8 для соединения, которая выполнена с возможностью обеспечения соединения и удержания правильного соосного выравнивания продольных элементов, оборудованных направляющими, двух смежных модулей.Also, as shown in FIG. 7, the base according to the present invention for each terminal portion of the guide-equipped
Шпоночная система 8 согласно настоящему изобретению для каждой пары продольных элементов 45, оборудованных направляющими, (одной из первого модуля 41 и одной из второго модуля 42), подлежащих соединению, содержит шпонку 81, гнездо 82, выполненное в каждом продольном элементе, оборудованном направляющими, и центрирующие штифты 83.The
Шпонка 81 является призматической, предпочтительно выполненной в форме параллелепипеда с параллельными плоскими поверхностями.The key 81 is prismatic, preferably in the form of a parallelepiped with parallel flat surfaces.
Каждое гнездо 82 имеет форму, которая комплементарна форме шпонки 81, и протяженность, которая приблизительно равна половине размера шпонки, так что когда шпонка размещена в гнездах 82 двух смежных продольных элементов, оборудованных направляющими, по существу одна ее половина размещена в гнезде 82 одного продольного элемента 45, оборудованного направляющими, а другая ее половина размещена в гнезде 82 другого продольного элемента 45, оборудованного направляющими.Each
Фиксация шпонки 81 в положении происходит посредством штифтов 83, которые размещены в первых отверстиях, выполненных в продольных элементах, оборудованных направляющими; первые отверстия проходят по существу под прямым углом относительно продольной протяженности продольного элемента, оборудованного направляющими: в предпочтительном случае, когда продольные элементы, оборудованные направляющими, имеют горизонтальную продольную протяженность, отверстия для штифтов 83 проходят вертикально.The key 81 is fixed in position by means of
То же самое относится к шпонке 81, имеющей вторые отверстия, которые в положении, в котором шпонка размещена в гнездах 82, выровнены с первыми отверстиями в продольном элементе, оборудованном направляющими, когда достигнуто состояние соосности продольных элементов, оборудованных направляющими.The same applies to the key 81 having second holes which, in the position in which the key is placed in the
Штифты 83 предпочтительно являются коническими; для каждого гнезда 82 имеются по меньшей мере два штифта 83, и соответствующее количество первых и вторых отверстий выполнены в продольном элементе, оборудованном направляющими, и в шпонке 81: после выравнивания продольных элементов, оборудованных направляющими, например, с использованием позиционирующего устройства или способа согласно настоящему изобретению конические штифты 83 вставляют на место с посадкой.
Таким образом, обеспечены выравнивание в течение длительного времени продольных элементов, оборудованных направляющими, соосность соответствующих линейных направляющих и правильная работа станка, установленного на указанном модульном основании, обеспеченном таким образом.Thus, long-term alignment of the longitudinal members equipped with guides, alignment of the respective linear guides and correct operation of the machine installed on said modular base thus provided are ensured.
Предпочтительно шпоночная система 8, описанная выше, также позволяет одновременно проверить правильное выравнивание указанных двух модулей 41, 42 по степеням свободы X, Y, c; таким образом, при использовании устройства 1, описанного выше, в версии с основной опорой 3, оборудованной первой плитой 31 и передаточным блоком 34 шарикового типа, обеспечена не только возможность проверки выравнивания модулей 41, 42 посредством жидкостного выравнивающего устройства 2 (для степеней Z, a, b свободы) и шпоночной системы (для степеней X, Y, c свободы), но также и возможность регулировки положения (в указанных шести степенях X, Y, Z, a, b, c свободы) посредством основной опоры 3 путем регулировки ножек 32 (для положения в координатах Z, a, b) и перемещения, которое может быть достигнуто с использованием передаточных блоков 34 шарикового типа (для положения в координатах X, Y, c).Preferably, the
Как видно из только что изложенного, решение, которое описано выше, обеспечивает возможность точного выравнивания и в пространстве (согласно указанным шести степеням X, Y, Z, a, b, c свободы) модулей модульного основания для механических станков без необходимости использования гораздо более дорогих и хрупких систем, таких как, например, направляемые лазером системы или тому подобные.As can be seen from what has just been stated, the solution as described above allows precise alignment and spatial (according to the six degrees X, Y, Z, a, b, c of freedom specified) of modular base modules for machine tools without the need for much more expensive and fragile systems such as, for example, laser-guided systems or the like.
В одном варианте реализации модульное основание согласно настоящему изобретению обеспечено позиционирующим устройством, описанным выше, по меньшей мере во время этапа сборки указанного модульного основания.In one embodiment, the modular base according to the present invention is provided with the positioning device described above, at least during the assembly step of said modular base.
Таким образом, в этом варианте реализации указанное модульное основание имеет характеристики, описанные выше, относящиеся к позиционирующему устройству 1 (включая дополнительные характеристики), которые в данном случае не описаны повторно ради краткости.Thus, in this embodiment, said modular base has the characteristics described above relating to the positioning device 1 (including additional characteristics), which in this case are not described again for the sake of brevity.
Разумеется, в дополнение к модулю 42 также могут быть установлены дополнительные модули основания, которые пространственно ориентированы посредством устройства 1, описанного выше (или относящимся к нему способом).Of course, additional base modules can also be installed in addition to the
Практически было выяснено, что настоящее изобретение достигает намеченной цели и решает намеченные задачи путем обеспечения устройства и способа для позиционирования модульного основания для механических станков, которые обеспечивают возможность пространственного позиционирования модулей, выполняемого быстро и точно.In practice, it has been found that the present invention achieves its intended purpose and solves its intended problems by providing an apparatus and method for positioning a modular base for machine tools, which allows the spatial positioning of modules to be performed quickly and accurately.
Настоящее изобретение, задуманное таким образом, охватывает множество модификаций и изменений, все из которых попадают в объем охраны, определенный приложенной формулой; кроме того, все детали могут быть заменены другими технически эквивалентными элементами.The present invention, thus conceived, covers many modifications and changes, all of which fall within the scope of protection defined by the appended claims; in addition, all parts can be replaced by other technically equivalent elements.
Практически, используемые материалы (пока они совместимы с конкретным случаем применения), а так же соответствующие формы и размеры могут быть любыми согласно требованиям и состоянию уровня техники.In practice, the materials used (as long as they are compatible with the particular application), as well as the corresponding shapes and sizes, can be any according to the requirements and the state of the art.
Раскрытия в заявке на патент Италии № 102019000012486, приоритет которой испрашивается в настоящем документе, включены в настоящий документ посредством ссылки.The disclosures in Italian Patent Application No. 102019000012486, the priority of which is claimed herein, are incorporated herein by reference.
В тех случаях, когда технические признаки, указанные в каком-либо пункте формулы, сопровождаются ссылочными обозначениями, эти ссылочные обозначения включены с единственной целью повышения понимаемости формулы изобретения, и, соответственно, такие ссылочные обозначения не оказывают какого-либо ограничивающего влияния на интерпретацию каждого элемента, идентифицированного, например, такими ссылочными обозначениями.Where the technical features mentioned in any claim are accompanied by reference signs, those reference signs are included for the sole purpose of enhancing the understanding of the claims and, accordingly, such reference signs do not have any limiting effect on the interpretation of each element. , identified, for example, by such reference signs.
Claims (23)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT102019000012486 | 2019-07-22 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2801696C1 true RU2801696C1 (en) | 2023-08-14 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2153736B (en) * | 1984-02-06 | 1988-06-02 | Walter Sticht | Improvements in or relating to machine tables of modular construction |
SU1530895A1 (en) * | 1987-01-12 | 1989-12-23 | Ереванский политехнический институт им.К.Маркса | Hydrostatic level |
SU1717305A1 (en) * | 1987-12-07 | 1992-03-07 | Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина | System for controlling hydrostatic rest of machine tool with numerical control |
EP2913729A1 (en) * | 2014-02-27 | 2015-09-02 | FIDIA S.p.A. | Method and system for checking positioning accuracy of a CNC machine |
US20170232567A1 (en) * | 2014-10-24 | 2017-08-17 | Fuji Machine Mfg. Co., Ltd. | Manufacturing system |
WO2019106104A1 (en) * | 2017-11-30 | 2019-06-06 | Universita' Degli Studi Di Genova | Modular frame structure for machining center |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2153736B (en) * | 1984-02-06 | 1988-06-02 | Walter Sticht | Improvements in or relating to machine tables of modular construction |
SU1530895A1 (en) * | 1987-01-12 | 1989-12-23 | Ереванский политехнический институт им.К.Маркса | Hydrostatic level |
SU1717305A1 (en) * | 1987-12-07 | 1992-03-07 | Ленинградский Политехнический Институт Им.М.И.Калинина | System for controlling hydrostatic rest of machine tool with numerical control |
EP2913729A1 (en) * | 2014-02-27 | 2015-09-02 | FIDIA S.p.A. | Method and system for checking positioning accuracy of a CNC machine |
US20170232567A1 (en) * | 2014-10-24 | 2017-08-17 | Fuji Machine Mfg. Co., Ltd. | Manufacturing system |
WO2019106104A1 (en) * | 2017-11-30 | 2019-06-06 | Universita' Degli Studi Di Genova | Modular frame structure for machining center |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5259120A (en) | Calibration and measurement device | |
CN101441069B (en) | General purpose type measuring apparatus and positioning mechanism thereof | |
CN101310162A (en) | Adjustment device for a measuring head | |
EP4003642B1 (en) | Device and method for positioning a module of modular bed for machine tools | |
RU2801696C1 (en) | Device and method for positioning modular base module for mechanical machines | |
JP5537792B2 (en) | Measuring device for heavy workpiece and workpiece receiver for such measuring device | |
CN201935649U (en) | Detection device of rear torsion beam welding assembly | |
CN105411619B (en) | A kind of patient's positioning device and Medical Equipment for Radiotherapy | |
CN205049621U (en) | Probe station | |
JP6573702B1 (en) | Machine tool and workpiece mounting table tilt adjustment method | |
JP6551576B2 (en) | Automatic centering device and automatic centering method of work, inspection or measuring device and inspection or measuring method | |
CN115056007A (en) | Error correction device and method for numerical control machine tool | |
CN106441046B (en) | A kind of Step Shaft axiality detection device | |
CN218523303U (en) | Horizontal compass fixing frame for forest investigation | |
CN214372418U (en) | Device for testing spatial vertical relative distance of object | |
CN218992851U (en) | Length measuring bracket for three-coordinate measuring machine | |
CN114459654B (en) | Blind hole method post-welding residual stress test drilling device and working method thereof | |
CN218566500U (en) | Full-automatic production detection equipment for filling, packaging and inspecting level bubble for level gauge | |
CN211516863U (en) | Installation leveling device for machining center | |
CN214750706U (en) | Motor test rack | |
CN220894315U (en) | Workbench for measuring slump of concrete | |
CN212792476U (en) | Long stroke module coalignment | |
CN216768123U (en) | Adjusting device of crossed roller guide rail | |
CN209639715U (en) | Leveling centering adjustment seat used in a kind of instrument of surveying and mapping | |
KR102478649B1 (en) | Apparatus for measuring of inner and outer diameter |