WO2019023762A1 - Movement device for adjusting the orientation of a working tool - Google Patents

Movement device for adjusting the orientation of a working tool Download PDF

Info

Publication number
WO2019023762A1
WO2019023762A1 PCT/BG2018/000026 BG2018000026W WO2019023762A1 WO 2019023762 A1 WO2019023762 A1 WO 2019023762A1 BG 2018000026 W BG2018000026 W BG 2018000026W WO 2019023762 A1 WO2019023762 A1 WO 2019023762A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
shaft
chain
working tool
working
tool
Prior art date
Application number
PCT/BG2018/000026
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Георги Кирилов БАХАРЕВ
Original Assignee
Киберис Ооо
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 Киберис Ооо filed Critical Киберис Ооо
Publication of WO2019023762A1 publication Critical patent/WO2019023762A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K37/00Auxiliary devices or processes, not specially adapted to a procedure covered by only one of the preceding main groups
    • B23K37/02Carriages for supporting the welding or cutting element
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K7/00Cutting, scarfing, or desurfacing by applying flames
    • B23K7/10Auxiliary devices, e.g. for guiding or supporting the torch
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K9/00Arc welding or cutting
    • B23K9/12Automatic feeding or moving of electrodes or work for spot or seam welding or cutting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/06Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members with chains
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00Welding or cutting by means of a plasma

Definitions

  • the invention relates to a motor device for changing the orientation by means of two rotational movements of the working tool, intended for machining objects about thermally cutting metals.
  • the propulsion device serves for three-dimensional motion in the space of a gas or plasma cutter.
  • the invention can be used in the assembly installation for volumetric cutting with a cutter.
  • a device for changing the orientation of the cutter, for processing bulky metal objects with two engines, in which the elements are arranged in a parallel (indirect) kinematic scheme, is known. These elements have relatively smaller masses and, therefore, lower ones. shock loads at work.
  • the device moves the tool around the object to be machined when the cutter is inclined towards 45 °, relative to the vertical axis, which is parallel to the Z axis from the Cartesian coordinate system of the machine.
  • the device consists of two drive motors with parallel axes, which are connected to two coaxial shafts, the first shaft is hollow, and the second is placed inside the first, mounted into each other.
  • the first engine moves the working arm, with the help of a gearing system, and it is docked to the working shoulder, which is led and to which the holder of the working tool is connected.
  • the second engine moves the working tool. It is connected with the help of gear wheels with a hollow shaft, which is mounted with bearings, coaxially on a normal shaft.
  • the rotational movement of one shaft, with a system of rollers and consoles is converted into a linear one, and again returns to the second shaft to rotational ones.
  • This kinematic chain is located inside the working arm, which is driven by the first engine.
  • This circular motion becomes a translational motion, and then the translational motion becomes circular again, as this transformed rotation is finally transmitted to the working tool.
  • the disadvantage of this device is that the angle of inclination of the tool relative to the vertical axis of the machine, which is parallel to the Z axis of the Cartesian coordinate system, is up to 45 °. Translation of translational movement into rotational movement and vice versa, through a roller cantilever system, which is located inside the working arm, implies a limited radial movement of the working tool.
  • the aim of the invention is to create a mechanism for changing the orientation with two different rotational movements of the working tool. But in such a way. That the disadvantages of the known devices are overcome, thus allowing the working tool to rotate around a vertical axis of 360 °. Thus, it will be possible to tilt the working tool against this axis to +/- 80 ° for 3D surface treatment, for flat parts, in the XY plane, for the same Cartesian coordinate system.
  • the present invention is solved using a motor device for changing the orientation by two rotational movements of the working tool, which consists of two parallel kinematic chains for the implementation of these rotations.
  • the chains consist of a body equipped with two motors with parallel axes, the outputs of which are individually fixed to two coaxial shafts.
  • the first shaft is hollow, and the second is placed inside, the first.
  • the shafts give the working tool two different rotational movements through a system of gear and chain transmissions.
  • the first motor is fixed by a hollow shaft with the help of a gear system, a working arm is attached to it, to which, in turn, a ramen body is fixedly attached and an extension cord is connected through a connector — a fast bundle.
  • a connector — a fast bundle.
  • the holder of the working tool is movably connected, to which the working tool is fixedly attached.
  • the rotational movement of the first kinematic chain is transmitted from the first motor, which rotates the set of the entire system from the working arm to the working tool, including the working tool itself.
  • Parallel to the first motor there is a second motor on the body, which through a gear transmission is connected with an internal coaxial shaft located along the axis of the first shaft. At the same time on the other end of it through a gear cone gear in the working shoulder with the help
  • the chain drive in the extension consists of two shafts with parallel axes.
  • the first shaft is fixedly attached to the extension casing, and the second shaft is connected with it by means of a chain.
  • the end of the second shaft of the chain drive is connected with the holder of the working tool.
  • a rotational movement of the outgoing shaft of the extender is formed of the same magnitude of angular displacement, but in the opposite direction. This leads to rotation of the tool holder and the tool itself around the moving gear shaft in the direction opposite to that of the extension, but with the same offset angle specified by the second motor.
  • a special case is a variant in which the second kinematic chain is shortened (attached when 3D machining three-dimensional parts in the ⁇ , XZ and YZ planes) and directly to the quick bond of a shaped body, the working tool is attached by means of a holder without an extension.
  • the chain gear transmission disappears, and the shoulder body directly transmits the rotational movement from the second kinematic chain to the holder of the working tool and can perform 3D processing of three-dimensional parts in the, XZ and YZ planes.
  • the advantages of the device are that the driving in both cases is carried out in a parallel kinematic scheme, which provides compactness and a small mass of the component parts / elements of the device.
  • the axis of movement does not coincide completely with the axis of rotation of the tool.
  • 3D processing of flat components in cartesian XY plane is avoided * converting rotary motion into translational and rotational again, that is able to restrict the rotary movement of the working tool to tilt to 45 ° relative vertical axis, which is parallel to the Z Cartesian axis in coordinate system of the machine. It is possible to tilt the holder, in turn, and the working tool to +/- 80 ° relative to the vertical axis parallel to the Z axis in the Cartesian coordinate system of the machine.
  • FIG. 1 shows the general situational scheme of the spatial position of the planes and axes, on which the kinematic diagrams of the device are realized with or without an extension o. using a straight tool;
  • an exemplary embodiment of an extension device is provided with specific technical elements
  • a motor device was created to change the orientation of the working tool for machining three-dimensional parts, for example with a cubic shape, which has two kinematic chains and which is a body I s equipped with two motors 3.1 and 3.2. Motors mounted on the body have parallel axes, each of which is attached to two coaxial shafts.
  • the first 2.1 is hollow, and the second 2.2 is placed in the center of the hollow shaft 2.1.
  • the first shaft 2.1 transmits the rotation along the first kinematic chain from the motor 3.1 through a gear to the working shoulder 4, to which the ramus body 5 is fixedly attached and the extension 7 is connected to the end of the extension 7 in a movable form by means of a fast bundle 6 which in turn.
  • the working tool 12 itself is fixedly attached.
  • the second shaft 2.2 transmits the second rotary movement through a gear, conical gear and chain drive system.
  • the second kinematic chain in which the conical gear transmission is located inside the working arm 4, through the scapular body 5, through the fast ligament (connector) 6 of the extension 7, alternating the rotational movement extension along the axis of the shaft 2.2.
  • the chain gear in extension 7 is composed ! of two shafts with parallel axes 8.1 and 8.2.
  • the first shaft 8.1 is an input shaft according to the kinematic scheme to the extension 7, which at one end is attached through the angular gears to the shaft 2.2, and the extension 7 is fixedly attached to the other end, and ends stationary with a fixed gear 9.1.
  • the motor 3.1 When a signal is applied, the motor 3.1 generates a torque that is transmitted through the shaft 2.1 to the working arm 4, which begins to rotate and, because the shoulder body 5 is fixed to it, the extension 7 through the fast bundle 6, the tool holder 11 and the working tool 12, All of these elements in the set begin to carry out rotational movements caused by the motor 3.1 and transmitted by the working arm 4. This is the first kinematic chain and everything is carried out near the vertical axis parallel to the Cartesian axis of the Z machine.
  • a signal When a signal is applied to the motor 3.2, it begins to rotate the second shaft 2.2, which, through a bevel gear, starts to rotate the extension 7 around the shaft axis 2.2.
  • Exemplary implementation 2 A special case of this implementation is an option in which the second Kinematic chain is shortened (attached when 3D machining three-dimensional parts in the, XZ and YZ planes).
  • the ramenna body 5 is directly attached to the holder 11 with the working tool 12 in the absence of an extension 7 (Fig. 1).
  • the ramenny body 5 directly transfers rotation from the second kinematic chain to the holder 11 and the working tool 12.
  • This scheme is applicable for 3D processing of three-dimensional parts, avoiding turning the rotational movement into a translational and again into a rotational movement, as is known in existing devices.
  • the device is as follows:
  • the motor 3.1 When a signal is applied, the motor 3.1 creates a rotational moment, which is transmitted through the shaft 2.1 to the working arm 4, which starts to rotate and, as the fixed-body body 5 and the holder 11 with the working tool 12 are attached to it through the bundle 6, all these elements start the first rotational motion, given by the motor 3.1 and transmitted by the working arm 4. This represents the first kinematic chain.
  • the motor 3.2 twists the second shaft 2.2, which, through a bevel gear, drives the shaft 8.2, which in turn drives the holder 11 fixedly attached to its other end and the working tool 12.
  • the holder 11 and the working tool 12 itself to perform radial movement up to 360 ° in all planes.
  • the invention finds application in the processing of parts in different planes of one installation. Does not require changes in the position of parts. Processing may consist of cutting, grinding H j other technological processing associated with the processing of materials. Also when chamfering or oblique cutting at a certain angle using plasma cutting. The invention also finds application in the field of plasma and laser cutting or welding of metal parts. The invention can find application in the creation of machine tools - CNC, for setting the orientation of the working tool. Literature: 1. MOUTH of applications O2013 / 041404

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

The utility model relates to a movement device intended for processing objects, for example heat cutting metals using lathes for cutting metal profiles with a cutter. The problem addressed by the utility model is solved using a motor device consisting of two parallel kinematic structures for transmitting rotation, consisting of a body, and two motors with parallel axes, each connected to two coaxial shafts, and being characterized in that a kinematic structure comprises a chain drive, the input of which is disposed in a working member (4), said chain drive being disposed in an extension member (7) and comprising an input shaft (8.1) and an output shaft (8.2), the input shaft (8.1) being provided with a chain sprocket (9.1), and the output shaft (8.2) being provided with a chain sprocket (9.2). The chain sprockets (9.1) and (9.2) are interconnected by a chain (10), the input shaft (8.1) is fixed to a housing of the extension member (7), and the output shaft (8.2) is movably connected to a cutter holder (11).

Description

ДВИГАТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕНЕНИЯ ОРИЕНТАЦИИ  MOTOR DEVICE TO CHANGE ORIENTATION
РАБОЧЕГО ИНСТРУМЕНТА  WORKING TOOLS
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ TECHNICAL FIELD
Изобретение относится к двигательному устройству для изменения ориентации путем двух ротационных движений рабочего инструмента, предназначенному для обработки объектов примерно термической резке металлов. Двигательное устройство служит для трехмерного движения в пространстве газового или плазменного резака. Изобретение может применятся в сборке установка для объемной резки с резаком.  The invention relates to a motor device for changing the orientation by means of two rotational movements of the working tool, intended for machining objects about thermally cutting metals. The propulsion device serves for three-dimensional motion in the space of a gas or plasma cutter. The invention can be used in the assembly installation for volumetric cutting with a cutter.
ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ  PRIOR ART
Есть много известных устройств для движения и изменения ориентации с двумя вращательными движениями газового или плазменного резака, которые состоят из двух рабочих двигателей, расположенных в перпендикулярных плоскостях. Первый двигатель расположен в первой плоскости и даёт первое вращательное движение с помощью рабочеьего плеча, к которому перпендикулярно оси первого двигателя, прикреплен второй двигатель, к которому прикреплен рабочий инструмент. В этих устройствах оси являются прямыми осьями работы привода, а кинематическая схема является последовательной и прямой.  There are many known devices for movement and orientation change with two rotational movements of a gas or plasma cutter, which consist of two working engines located in perpendicular planes. The first engine is located in the first plane and gives the first rotational movement with the help of a working arm, to which the second engine is attached perpendicular to the axis of the first engine, to which the working tool is attached. In these devices, the axes are the direct axes of the drive, and the kinematic scheme is consistent and direct.
Недостатком этих устройств является повышенная инерция их элементов, тех кто вращается и таким образом создаются большие ударные нагрузки при изменении ускорения. Это приводит к нагрузке редукторов и более выраженным эффектам гистерезиса и гибкости элементов редукторов, что вызывает неточности в позиционирований. Этот эффект : является результатом прямых связей между составляющими элементами. Этот эффект является следствием последовательной (прямой) кинематической схемы, так как все эти движения передаются по кинематической схеме последовательно. Эта длинная кинематическая схема на практике реализует крупномасштабную установку, требующую больших пространств для обеспечения всех вращательных движений, а также предполагает большую массу компонентов. Известно, что большая масса компонентов приводит к большей инерции при различных перемещениях рабочьего инструмента. Поэтому нужны более высокие выходы мощности. Другим существенным недостатком упомянутых устройств является значительно увеличенный изйос кабелей двигателя, на второй йриводной оси вращения из-за большого количества ЙИКЛОВ вращения. The disadvantage of these devices is the increased inertia of their elements, those who rotate and thus create large shock loads when the acceleration changes. This leads to a load of gearboxes and more pronounced effects of hysteresis and flexibility of gearbox elements, which causes inaccuracies in positioning. This effect: is the result of direct connections between the constituent elements. This effect is a consequence of the sequential (direct) kinematic scheme, since all these movements are transmitted in a kinematic scheme sequentially. This long kinematic scheme in practice implements a large-scale installation that requires large spaces to provide all the rotational movements, and also involves a large mass of components. It is known that a large mass of components leads to greater inertia with different movements of the working tool. Therefore, we need higher power outputs. Another significant disadvantage of these devices is the significantly increased engine cable ejaculation, on the second rotation axis of rotation due to the large number of YIKLOV rotation.
Известно устройство для изменения ориентации резака, для обработки громоздких металлических предметов с двумя двигателями, в котором элементы расположены в параллельной (косвенной) кинематической схеме. Эти элементы имеют относительно меньшие массы и, следовательно, более низкие . ударные нагрузки при работе. Устройство обеспечивает перемещения инструмента вокруг объекта, подлежащего обработке, когда резак наклоняется к 45°, относительно вертикальной оси, которая параллельна оси Z из декартовой координатны системе машины. Устройство состоит из двух приводных двигателей с параллельными осями, которые соединены с двумя коаксиальными валами, первый вал полый, а второй размещен внутри первого, смонтированы друг в друга.  A device for changing the orientation of the cutter, for processing bulky metal objects with two engines, in which the elements are arranged in a parallel (indirect) kinematic scheme, is known. These elements have relatively smaller masses and, therefore, lower ones. shock loads at work. The device moves the tool around the object to be machined when the cutter is inclined towards 45 °, relative to the vertical axis, which is parallel to the Z axis from the Cartesian coordinate system of the machine. The device consists of two drive motors with parallel axes, which are connected to two coaxial shafts, the first shaft is hollow, and the second is placed inside the first, mounted into each other.
Первый двигатель двигает рабочее плечо, с помощью системы зубчатой передачи и он состыкован к рабочему плечу, которое приводят и к которому подсоединен держатель рабочего инструмента. Второй двигатель двигает рабочий инструмент. Он связан с помощью зубчаты колес с полым валом, который установлен с подшипниками, коаксиально на нормальный вал. В процессе' работы, ротационное движение одного вала, с системмой роликов и консолей, преобразуется в линейный, а к второму валу снова возвращается к ротационным. Это кинематическоя цепьи расположена внутри рабочего плеча, которая приводится в движение с помощью первого двигателя. Это круговое движение становится поступательным движением, а затем поступательное движение снова становится круговым, как это преобразованное вращение наконец передаётся к рабочему инструменту. РСТ заявка WO2013/041404; ,  The first engine moves the working arm, with the help of a gearing system, and it is docked to the working shoulder, which is led and to which the holder of the working tool is connected. The second engine moves the working tool. It is connected with the help of gear wheels with a hollow shaft, which is mounted with bearings, coaxially on a normal shaft. In the process of work, the rotational movement of one shaft, with a system of rollers and consoles, is converted into a linear one, and again returns to the second shaft to rotational ones. This kinematic chain is located inside the working arm, which is driven by the first engine. This circular motion becomes a translational motion, and then the translational motion becomes circular again, as this transformed rotation is finally transmitted to the working tool. PCT application WO2013 / 041404; ,
Недостатком устройства является, что угол наклона инструмента относительно вертикальной оси машины, которой параллельной оси Z декартовой системы координат, до 45°. Перевод трансляционного движения во вращательное и наоборот, через роликовой консольной системы, которое расположено внутри рабочего плеча, подразумевает ограниченное радиальное перемещение рабочего инструмента.  The disadvantage of this device is that the angle of inclination of the tool relative to the vertical axis of the machine, which is parallel to the Z axis of the Cartesian coordinate system, is up to 45 °. Translation of translational movement into rotational movement and vice versa, through a roller cantilever system, which is located inside the working arm, implies a limited radial movement of the working tool.
Целью изобретения является создание механизма изменения ориентации с двумя различными ротационными движениями рабочего инструмента. Но таким образом., что преодолевается недостатки известных устройств, таким образом позволяет рабочему инструменту ротаци вокруг вертикальной оси 360°. Таким образом, будет возможен наклон рабочего инструмента против этой оси достигает +/-80° у 3D обработке поверхности, для плоских деталей, в плоскости XY, для тот же декартовой системы координат. Также при ЗБ-обработке объемных деталей в плоскостях XY, XZ и YZ что будет возможно наклона рабочего инструмента с требованием наклона +/- 180°, относительно вертикальной оси, параллельной оси Z на машины, и при условии, что существует параллельная структурная кинематическая схема. Эти условия будут обеспечивать умаление объема устройства и ударныех нагрузок и силы инерции во время работы. Новое устройство будет иметь значительно более низкий вес и, следовательно, потребность в меньшем потреблении энергии приводом. The aim of the invention is to create a mechanism for changing the orientation with two different rotational movements of the working tool. But in such a way. That the disadvantages of the known devices are overcome, thus allowing the working tool to rotate around a vertical axis of 360 °. Thus, it will be possible to tilt the working tool against this axis to +/- 80 ° for 3D surface treatment, for flat parts, in the XY plane, for the same Cartesian coordinate system. Also, when ZB-processing of volumetric parts in XY, XZ and YZ planes, it will be possible to tilt the working tool with the requirement of inclination +/- 180 °, relative to the vertical axis parallel to the Z axis on the machines, and provided that there is a parallel structural kinematic scheme. These conditions will ensure the reduction of the device volume and shock loads and inertial forces during operation. The new device will have a significantly lower weight and, consequently, the need for less power consumption by the drive.
РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ.  DISCLOSURE OF INVENTION.
Задача настоящего изобретения решена с помощью двигательного устройства для изменения ориентации путем двух ротационных движений рабочего инструмента, которое состоит из двух параллельных кинематических цепей для осуществления этих ротаций. Цепи состоят из тела, снабженного двумя моторами с параллельными осями, выходы которых по отдельности закреплены за два коаксиальных вала. Первый вал полый, а второй размещен внутри , первого. При этом валы придают рабочему инструменту два различных ротационных движения через систему зубчатых и цепных передач. The present invention is solved using a motor device for changing the orientation by two rotational movements of the working tool, which consists of two parallel kinematic chains for the implementation of these rotations. The chains consist of a body equipped with two motors with parallel axes, the outputs of which are individually fixed to two coaxial shafts. The first shaft is hollow, and the second is placed inside, the first. In this case, the shafts give the working tool two different rotational movements through a system of gear and chain transmissions.
Первый мотор с помощью системы зубчатой передачи закреплен за полый вал, к нему прикреплено рабочее плечо, к которому, в свою очередь, неподвижно прикреплено раменное тело и через соединитель - быструю связку подсоединен удлинитель. К концу удлинителя, представляющего собой исходящий вал, подвижно подсоединен держатель рабочего инструмента, к которому неподвижно прикреплен сам рабочий инструмент. Ротационное движение первой кинематической цепи передается от первого мотора, который ротирует комплект всей системы от рабочего плеча до рабочего инструмента, включая и сам рабочий инструмент. Параллельно первому мотору на теле расположен второй мотор, который через зубчатую передачу связан с внутренним коаксиальным валом, расположенном по оси первого вала. При этом на другом его конце через зубчатую конусную передачу в рабочем плече с помощью  The first motor is fixed by a hollow shaft with the help of a gear system, a working arm is attached to it, to which, in turn, a ramen body is fixedly attached and an extension cord is connected through a connector — a fast bundle. To the end of the extension, which is an outgoing shaft, the holder of the working tool is movably connected, to which the working tool is fixedly attached. The rotational movement of the first kinematic chain is transmitted from the first motor, which rotates the set of the entire system from the working arm to the working tool, including the working tool itself. Parallel to the first motor, there is a second motor on the body, which through a gear transmission is connected with an internal coaxial shaft located along the axis of the first shaft. At the same time on the other end of it through a gear cone gear in the working shoulder with the help
з быстрой связки подсоединен удлинитель посредством первой оси зубчатой цепи передач, расположенной в нем. Второй мотор через систему (прямая и конусная) зубчатой и цепной ( передачи передает второе ротационное движение по второй кинематической цепи, через рабочее плечо, раменное тело и через соединитель (быстрая связка) удлинителя. При этом цепная передача, расположенная в удлинителе, передает противоположную ротацию : держателю рабочего инструмента и самому рабочему инструменту, который неподвижно прикреплен к держателю. s quick ligament connected extension cable through the first axis of the gear chain located in it. The second motor through the system (straight and tapered) gear and chain ( transmission transmits the second rotational movement along the second kinematic chain, through the working arm, ramenny body and through the connector (fast ligament) extension cable. At the same time, the chain transmission located in the extension cable transfers the opposite rotation : to the holder of the working tool and the working tool itself, which is fixedly attached to the holder.
Цепная передача в удлинителе состоит из двух валов с параллельными осями. При этом первый вал неподвижно прикреплен к корпусу удлинителя, а второй вал связан с ним с помощью цепи. Конец второго вала цепной предачи связан с держателем рабочего инструмента. При ротации, полученной от второго мотора, около неподвижного вала, цепной передачи образуется вращательное движение исходящего вала удлинителя такой же величины углового смещения, но в противоположную сторону. Это приводит к ротации держателя инструмента и самого инструмента около подвижного вала зубчатой передачи в направлении, обратном ротации удлинителя, но с той же величиной угла смещения, заданного вторым мотором. The chain drive in the extension consists of two shafts with parallel axes. In this case, the first shaft is fixedly attached to the extension casing, and the second shaft is connected with it by means of a chain. The end of the second shaft of the chain drive is connected with the holder of the working tool. During rotation, obtained from the second motor, near a stationary shaft, a chain transmission, a rotational movement of the outgoing shaft of the extender is formed of the same magnitude of angular displacement, but in the opposite direction. This leads to rotation of the tool holder and the tool itself around the moving gear shaft in the direction opposite to that of the extension, but with the same offset angle specified by the second motor.
Частный случай представляет собой вариант, при котором вторая кинематическая цепь укорачивается (прилагается при 3D обработке объемных деталей в плоскостя ΧΥ, XZ и YZ) и непосредственно к быстрой связке раменного тела, прикрепляется рабочий инструмент , посредством держателя без удлинителя. В этом случае цепная зубчатая передача отпадает, а плечевое тело непосредственно передает вращательное движение от второй кинематической цепи держателю рабочего инструмента и может осуществить 3D обработку объемных деталей в плоскостях ΧΥ, XZ и YZ.  A special case is a variant in which the second kinematic chain is shortened (attached when 3D machining three-dimensional parts in the ΧΥ, XZ and YZ planes) and directly to the quick bond of a shaped body, the working tool is attached by means of a holder without an extension. In this case, the chain gear transmission disappears, and the shoulder body directly transmits the rotational movement from the second kinematic chain to the holder of the working tool and can perform 3D processing of three-dimensional parts in the, XZ and YZ planes.
Преимущества устройства состоят в том, что приведение в движение в обоих случаях осуществляется в параллельной кинематической схеме, которая обеспечивает компактность и небольшую массу составных частей/элементов устройства. При этом оси движения не совпадают полностью с осями ротации инструмента. В частном случае при 3D обработке плоских деталей в XY декартовой плоскости избегается * превращение ротационного движения в трансляционное и снова в ротационное, что способно ограничить, ротационное движение для наклона рабочего инструмента до 45° по отношению , вертикальной оси, являющейся параллельной декартовой оси Z в координатной системе машины. Создается возможность наклона держателя, в свою очередь и рабочего инструмента до +/- 80° по отношению вертикальной оси, параллельной оси Z в декартовой координатной системе машины.Объяснение The advantages of the device are that the driving in both cases is carried out in a parallel kinematic scheme, which provides compactness and a small mass of the component parts / elements of the device. In this case, the axis of movement does not coincide completely with the axis of rotation of the tool. In the particular case of 3D processing of flat components in cartesian XY plane is avoided * converting rotary motion into translational and rotational again, that is able to restrict the rotary movement of the working tool to tilt to 45 ° relative vertical axis, which is parallel to the Z Cartesian axis in coordinate system of the machine. It is possible to tilt the holder, in turn, and the working tool to +/- 80 ° relative to the vertical axis parallel to the Z axis in the Cartesian coordinate system of the machine. Explanation
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ  BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
На рис. 1 показана общая ситуационная схема пространственного положения плоскостей и осей, на которых реализованы кинематические диаграммы устройства с или без расширения о. помощью прямого инструмента; In fig. 1 shows the general situational scheme of the spatial position of the planes and axes, on which the kinematic diagrams of the device are realized with or without an extension o. using a straight tool;
На рис. 2 примерный вариант осуществления удлинительного устройства снабжен конкретными техническими элементами;  In fig. 2, an exemplary embodiment of an extension device is provided with specific technical elements;
. ПРИМЕРЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ  . EXAMPLES OF IMPLEMENTATION OF THE INVENTION
Примерная реализация 1. Создано двигательное устройство для изменения ориентации рабочего инструмента для обработки объемных деталей, например с кубической формой, которое имеет две кинематические цепи и которое представляет собой тело I s снабженное двумя моторами 3.1 и 3.2. Моторы, монтированные на теле, имеют параллельные оси, каждая из которых прикреплена к двум коаксиальным валам. Первый из них 2.1 является полым, а второй 2.2 размещен по центру полого вала 2.1. Первый вал 2.1 передает ротацию по первой кинематической цепи от мотора 3.1 через зубчатую передачу к рабочему плечу 4, к которому неподвижно прикреплено раменное тело 5 и посредством быстрой связки 6 подсоединен удлинитель 7. К концу удлинителя 7 в подвижной форме прикреплен держатель рабочего инструмента 11, к которому в свою очередь . неподвижно прикреплен сам рабочий инструмент 12. Ротационное движение первой кинематической цепи, передаваемое от первого мотора 3.1, вращает целую систему от плеча 4 до рабочего инструмента 12 около вертикальной оси, проходящей через центр вала 2.2, и являющейся параллельной машинной оси декартовой координатной системы Z.  Exemplary implementation 1. A motor device was created to change the orientation of the working tool for machining three-dimensional parts, for example with a cubic shape, which has two kinematic chains and which is a body I s equipped with two motors 3.1 and 3.2. Motors mounted on the body have parallel axes, each of which is attached to two coaxial shafts. The first 2.1 is hollow, and the second 2.2 is placed in the center of the hollow shaft 2.1. The first shaft 2.1 transmits the rotation along the first kinematic chain from the motor 3.1 through a gear to the working shoulder 4, to which the ramus body 5 is fixedly attached and the extension 7 is connected to the end of the extension 7 in a movable form by means of a fast bundle 6 which in turn. The working tool 12 itself is fixedly attached. The rotational movement of the first kinematic chain, transmitted from the first motor 3.1, rotates the whole system from the shoulder 4 to the working tool 12 near the vertical axis passing through the center of the shaft 2.2 and parallel to the machine axis of the Cartesian coordinate system Z.
Второй вал 2.2 через систему зубчатой, конусной зубчатой и цепной передачи передает второе ротационное Движение по второй кинематической цепи, при которой конусная зубчатая передача находится внутри рабочего плеча 4, через раменное тело 5, через быструю связку (соединитель) 6 удлинителя 7, цередавая ротационное движение удлинителю по оси, проходящей по центру вала 2.2. Цепная зубчатая передача в удлинителе 7 составлена! из двух валов с параллельными осями 8.1 и 8.2. При этом первый вал 8.1 представляет собой входящий вал по кинематической схеме к удлинителю 7, который на одном конце прицеплен через угловые зубчатые колеса к валу 2.2, а к другому его концу неподвижно прикреплен удлинитель 7, и заканчивается неподвижно, закреплённым цепным зубчатым колесом 9.1. Через колесо 9.1 проходит цепь 10, которая связывает его со вторым цепным зубчатым колесом 9.2, смонтированным на валу 8.2, выходящим к рабочему инструменту. На другом конце вала 8.2, напротив зубчатого колеса 9.2, закреплен держатель рабочего инструмента 11, к которому прикреплён сам рабочий инструмент 12. При этом вал 8.2 передает ротацию держателю 11 с величиной такого же угла вращения, как удлинитель, но в другую сторону. ! Ϊ, The second shaft 2.2 transmits the second rotary movement through a gear, conical gear and chain drive system. The second kinematic chain, in which the conical gear transmission is located inside the working arm 4, through the scapular body 5, through the fast ligament (connector) 6 of the extension 7, alternating the rotational movement extension along the axis of the shaft 2.2. The chain gear in extension 7 is composed ! of two shafts with parallel axes 8.1 and 8.2. Wherein The first shaft 8.1 is an input shaft according to the kinematic scheme to the extension 7, which at one end is attached through the angular gears to the shaft 2.2, and the extension 7 is fixedly attached to the other end, and ends stationary with a fixed gear 9.1. Through the wheel 9.1 passes the chain 10, which connects it with the second chain gear wheel 9.2 mounted on the shaft 8.2, coming out to the working tool. At the other end of the shaft 8.2, opposite the gear 9.2, the holder of the working tool 11 is fixed, to which the working tool 12 itself is attached. At the same time, the shaft 8.2 transfers the rotation to the holder 11 with the same angle of rotation as the extension, but in the other direction. ! Ϊ ,
Действие устройства , согласно изобретению, состоит в следующем:  The operation of the device according to the invention is as follows:
При подаче сигнала мотор 3.1 создает вращающий момент, который через вал 2.1 передается рабочему плечу 4, которое начинает вращаться и, поскольку к нему неподвижно прикреплены плечевое тело 5, удлинитель 7 через быструю связку 6, держатель рабочего инструмента 11 и сам рабочий инструмент 12, то все эти элементы в комплект начинают осуществлять ротационные движения, вызванные мотором 3.1 и переданные рабочим плечом 4. Это представляет собой первую кинематическую цепь и все осуществляется около вертикальной оси, параллельной декартовой оси машины Z. При подаче сигнала к мотору 3.2 он начинает вращать второй вал 2.2, который через конусную зубчатую передачу начинает вращать удлинитель 7 около оси вала 2.2. При этом движении неподвижное зубчатое колесо цепной зубчатой передачи 9.1, через цепь 10 вызывает вращательное движение второго цепного зубчатого колеса 9.2, которое закручивает вал 8.2 с держателем 11 и рабочим инструментом 12. При этих двух ротациях и выполненной таким образом кинематической схеме с удлинителем 7 создается возможность для держателя 11 и самого рабочего инструмента 12 осуществлять ротацию в 360° около вертикальной оси вала 2.1, параллельной декартовой оси машины Z, а также и наклон оси инструмента по отношению вышеупомянутой вертикальной оси до +/- 80°. When a signal is applied, the motor 3.1 generates a torque that is transmitted through the shaft 2.1 to the working arm 4, which begins to rotate and, because the shoulder body 5 is fixed to it, the extension 7 through the fast bundle 6, the tool holder 11 and the working tool 12, All of these elements in the set begin to carry out rotational movements caused by the motor 3.1 and transmitted by the working arm 4. This is the first kinematic chain and everything is carried out near the vertical axis parallel to the Cartesian axis of the Z machine. When a signal is applied to the motor 3.2, it begins to rotate the second shaft 2.2, which, through a bevel gear, starts to rotate the extension 7 around the shaft axis 2.2. During this movement, the stationary gear wheel of the chain gear 9.1, through the chain 10, causes the rotational movement of the second chain gear 9.2, which twists the shaft 8.2 with the holder 11 and the working tool 12. With these two rotations and the kinematic diagram thus made with extension 7, it is possible for the holder 11 and the working tool 12 itself rotate 360 ° about the vertical axis of the shaft 2.1, parallel to the Cartesian axis of the machine Z, as well as tilt the axis of the tool relative to the aforementioned vertical fecal axis to +/- 80 °.
Примерная реализация 2. Частный случай настоящей реализации представляет собой вариант, при котором вторая Кинематическая цепь укорачивается (прилагается при 3D обработке объемных деталей в плоскостях ΧΥ, XZ и YZ). В этом случае к быстрой связке 6 раменное тело 5 непосредственно прикреплен держатель 11 с рабочим инструментом 12 при отсутствии удлинителя 7 (рис.1). Таким образом раменное тело 5 передает непосредственным образом ротацию от второй кинематической цепи держателю 11 и рабочему инструменту 12. Эта схема приложима при 3D обработке объемных деталей, избегая превращение ротационного движения в трансляционное и снова в ротационное, -как это известно в существующих устройствах. Exemplary implementation 2. A special case of this implementation is an option in which the second Kinematic chain is shortened (attached when 3D machining three-dimensional parts in the, XZ and YZ planes). In this case, to to the quick bundle 6, the ramenna body 5 is directly attached to the holder 11 with the working tool 12 in the absence of an extension 7 (Fig. 1). Thus, the ramenny body 5 directly transfers rotation from the second kinematic chain to the holder 11 and the working tool 12. This scheme is applicable for 3D processing of three-dimensional parts, avoiding turning the rotational movement into a translational and again into a rotational movement, as is known in existing devices.
Действие устройства состоит в следующем: The device is as follows:
При подаче сигнала мотор 3.1 создает вращательный момент, который через вал 2.1 передается на рабочее плечо 4, которое начинает вращаться и, так как к нему прикреплены неподвижно раменное тело 5 и держатель 11 с рабочим инструментом 12 через связку 6, то все эти элементы начинают осуществлять первое ротационное движение, заданное мотором 3.1 и переданное рабочим плечом 4. Это представляет собой первую кинематическую цепь.  When a signal is applied, the motor 3.1 creates a rotational moment, which is transmitted through the shaft 2.1 to the working arm 4, which starts to rotate and, as the fixed-body body 5 and the holder 11 with the working tool 12 are attached to it through the bundle 6, all these elements start the first rotational motion, given by the motor 3.1 and transmitted by the working arm 4. This represents the first kinematic chain.
При подаче сигнала мотор 3.2 закручивает второй вал 2.2, который через конусную зубчатую передачу приводит в движение вал 8.2, который в свою очередь приводит в движение неподвижно прикрепленный к другому его концу держатель 11 и рабочий инструмент 12. При выполнении этих двух ротаций и выполненной таким образом кинематической схеме , создается возможность для держателя 11 и самого рабочего инструмента 12 выполнять радиальное перемещение до 360° во всех плоскостях.  When a signal is applied, the motor 3.2 twists the second shaft 2.2, which, through a bevel gear, drives the shaft 8.2, which in turn drives the holder 11 fixedly attached to its other end and the working tool 12. When these two rotations are performed and thus performed kinematic scheme, it is possible for the holder 11 and the working tool 12 itself to perform radial movement up to 360 ° in all planes.
· ПРОМЫШЛЕННАЯ ПРИМЕНИМОСТ  · INDUSTRIAL APPLICABILITY
Изобретение находит применение при обработке деталей, в разных плоскостях одного установки. Не требует изменений положения деталей. Обработка может состоять из резки, шлифовки Hj других технологческий обработки, связанных с обработкой материалов. Также при снятии фаски или наклонной резки под определенным углом с помощью плазменной резка. Изобретение также находит применение в области плазменной и лазерной резки или сварки металлических деталей. Изобретение может найти применение при создании станков - CNC, для установки ориентации рабочего инструмента. Литература: 1. РОТ заявок O2013/041404 The invention finds application in the processing of parts in different planes of one installation. Does not require changes in the position of parts. Processing may consist of cutting, grinding H j other technological processing associated with the processing of materials. Also when chamfering or oblique cutting at a certain angle using plasma cutting. The invention also finds application in the field of plasma and laser cutting or welding of metal parts. The invention can find application in the creation of machine tools - CNC, for setting the orientation of the working tool. Literature: 1. MOUTH of applications O2013 / 041404

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ CLAIM
1. Двигательное устройство для изменения ориентации рабочего инструмента посредством двух ротационных движений, которое состоит из двух параллельных кинематических цепей для создания этих ротаций, которое выполнены из тела, снабженного двумя моторами с параллельными осями, каждый из которых подсоединен к одному из двух коаксиальных валов, поскольку первый из валов полый, а второй помещён в1 него, поскольку валы передают два различных ротационных движения рабочему инструменту через систему зубчатых передач, поскольку первый мотор приводит в движение рабочее плечо вместе с удлинителем и прикрепленным к нему неподвижно держателем инструмента, а второй мотор радиально приводит в движение рабочий инструмент отличающаяся тем, что второй мотор (3.2) через второй вал (2.2), который завершается конусной зубчатой передачей, находящейся в рабочем плече (4), связан с входом - валом (8.1) включенной в кинематическую цепь цепной передачи, поскольку рабочее плечо (4) неподвижно связано с раменным телом (5), а через быструю связку (6) и с удлинителем (7), в котором расположена цепная передача, состоящая из двух валов, входящего (8.1) и исходящего (8.2), имеющих между собой параллельные оси, каждый из которых снабжен зубчатыми колесами (9.1) и (9.2.) поскольку эты валы связаны друг с другом с цепью (10), поскольку первый входящий для цепной передачи вал (8.1) фиксирован жесткой связкой к корпусу удлинителя (7)у ; а второй исходящий вал (8.2) связан с держателем рабочего инструмента (11). ] . : . . . 1. A motor device for changing the orientation of the working tool by means of two rotational movements, which consists of two parallel kinematic chains for creating these rotations, which are made of a body equipped with two motors with parallel axes, each of which is connected to one of two coaxial shafts, because the first hollow shaft, and the second one is placed in it, since the two different shafts transmitting the rotary motion of the working tool through a system of gears, since the first motor pref The working arm moves with the extension and the tool holder fixedly attached to it, and the second motor sets the working tool radially in that the second motor (3.2) via the second shaft (2.2), which is completed with a bevel gear drive, located in the working gear shoulder (4) is connected to the input shaft (8.1) included in the kinematic chain of the chain drive, since the working shoulder (4) is fixedly connected to the ramen body (5), and through the fast link (6) and to the extension cord (7), which is located chain transmission a shaft of two shafts, incoming (8.1) and outgoing (8.2), having parallel axes, each of which is equipped with gear wheels (9.1) and (9.2.) because these shafts are connected to each other with a chain (10), since the first the shaft (8.1) included in the chain transmission is fixed by a rigid bond to the extension casing (7) y ; and the second outgoing shaft (8.2) is connected with the holder of the working tool (11). ]. :. . .
2. Устройство, согласно претензии 1, отличающаяся тем, что вторая кинематическая цепь является более короткой, так как к быстрой связке (6) на раменного тело (5), непосредственно прикреплен держатель рабочего' инструмента (11) с рабочим инструментом (12). 2. Device according to claim 1, characterized in that the second kinematic chain is shorter, since a quick bundle (6) on Ramen body (5) is directly secured desktop holder 'tool (11) with the working tool (12).
PCT/BG2018/000026 2017-08-02 2018-05-25 Movement device for adjusting the orientation of a working tool WO2019023762A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
BG381417 2017-08-02
BG3814 2017-08-02

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2019023762A1 true WO2019023762A1 (en) 2019-02-07

Family

ID=65232128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/BG2018/000026 WO2019023762A1 (en) 2017-08-02 2018-05-25 Movement device for adjusting the orientation of a working tool

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2019023762A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU90200A1 (en) * 1950-03-06 1950-11-30 Б.Г. Гуткин Copy machine for gas cutting metal
US6201207B1 (en) * 2000-01-13 2001-03-13 Koike Sanso Kogyo Co., Ltd. Torch angle setting apparatus
WO2013041404A2 (en) * 2011-09-19 2013-03-28 Ficep S.P.A. Movement device, particularly for cutting torches of the plasma type and the like
RU126974U1 (en) * 2012-12-05 2013-04-20 Открытое акционерное общество "Приволжские магистральные нефтепроводы" (ОАО "Приволжскнефтепровод") PIPE END WELDING DEVICE

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU90200A1 (en) * 1950-03-06 1950-11-30 Б.Г. Гуткин Copy machine for gas cutting metal
US6201207B1 (en) * 2000-01-13 2001-03-13 Koike Sanso Kogyo Co., Ltd. Torch angle setting apparatus
WO2013041404A2 (en) * 2011-09-19 2013-03-28 Ficep S.P.A. Movement device, particularly for cutting torches of the plasma type and the like
RU126974U1 (en) * 2012-12-05 2013-04-20 Открытое акционерное общество "Приволжские магистральные нефтепроводы" (ОАО "Приволжскнефтепровод") PIPE END WELDING DEVICE

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0048904B1 (en) An industrial robot
CA2505108A1 (en) Four-degree-of-freedom parallel manipulator for producing schonflies motions
US4807486A (en) Three-axes wrist mechanism
CN106903712B (en) Two-degree-of-freedom collinear mechanical arm joint based on differential rope transmission
CN110815185B (en) Six-degree-of-freedom high-speed parallel mechanism containing composite branched chain
CN103732951A (en) Composite drive device and robot
EP3784446B1 (en) A parallel kinematic robot
CN102773856A (en) Space five-FOD (Degree of Freedom) mechanism for independently controlling rotational motion and translational motion
CN108453715A (en) Conveying tool
US4761114A (en) Articulated head for an industrial robot and a robot equipped with a head of this type
CN102848375A (en) Spatial six-degree-of-freedom mechanism capable of separately controlling rotation motion and translation motion
CN111168645A (en) Parallel connecting rod robot
JP5423910B1 (en) robot
CN110788848B (en) Energy-saving type industrial robot with rear-mounted driving unit
WO2019023762A1 (en) Movement device for adjusting the orientation of a working tool
CN110788846B (en) Energy-saving industrial robot and time-sharing control method of driving unit of energy-saving industrial robot
KR102204429B1 (en) Parallel Mechanism
JP5394358B2 (en) Parallel link robot with posture change mechanism with 3 degrees of freedom
JP2018069354A (en) Link type multi-joint robot
EP2958706B1 (en) Machine tool comprising a machining head
JP2016200201A (en) Gear mechanism and hand mechanism capable of taking out power force from multi-directions
CN110788847B (en) Energy-saving industrial robot with auxiliary driving unit
TW201127574A (en) Robot arm assembly
BG2804U1 (en) Motor device for change of orientation by two rotation movements of a working tool
KR20010095574A (en) Vertical articulated robot

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 18842370

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 18842370

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1