×
20.01.2013
216.012.1bc8

КООРДИНАТНЫЙ СТОЛ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области машиностроения, а именно к высокоточным координатным устройствам на линейных электродвигателях. Координатный стол содержит модули продольного и поперечного перемещения. Каждый из них выполнен в виде основания с направляющими, каретки, размещенной на направляющих, и привода каретки, выполненного в виде линейного электродвигателя, содержащего якорь с электромагнитными модулями и индуктор, выполненный в виде магнитной дороги из постоянных магнитов. Индуктор каждого из модулей расположен между направляющими соответствующего модуля и скреплен с соответствующим основанием, а якорь - с кареткой. Направляющие каретки выполнены в виде роликовых дорожек, ориентированных в направлениях свободного перемещения модулей. Направляющие качения и ролики роликовых дорожек развернуты под углом к горизонтальным поверхностям кареток зеркально по отношению друг к другу, а в качестве линейного двигателя использован двигатель с двумя вертикально установленными магнитными дорогами, а якорь с электромагнитными модулями выполнен из двух жестко связанных вертикально установленных и направленных к магнитным дорогам блоков. Роликовые дорожки могут быть установлены под углом 135°-175° к горизонтальным поверхностям кареток. Повышается точность позиционирования стола. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к машиностроению, а именно к двухкоординатным устройствам на линейных электродвигателях с программным управлением, и может быть использовано в прецизионных станках и других высокоточных координатных устройствах.

Известен координатный стол, который может быть использован в прецизионных станках [1, 2], который содержит основание и параллельные направляющие, закрепленные вдоль противоположных сторон основания, портал, установленный с возможностью реверсивного перемещения по направляющим, головку с рабочим органом, установленную с возможностью реверсивного перемещения вдоль портала, средства перемещения портала и головки с рабочим органом, которые выполнены в виде линейных электродвигателей, и программный блок управления. В конструкции основания использованы опорные бруски из гранита, базальта или подобных горных пород, а индукторы линейных электродвигателей снабжены трехсторонними аэростатическими опорами.

К недостаткам известных технических решений следует отнести громоздкость и сложность, которые обусловлены использованием в конструкции элементов из горных пород и трехсторонних аэростатических опор. Кроме того, координатное устройство с аэростатическими опорами не обладает высокой грузоподъемность, необходимую во многих станках с механической обработкой сложных и крупных деталей, а портальная конструкция может привести к возникновению погрешностей позиционирования вследствие упругих и температурных деформаций портала в процессе работы станка, в том числе при изменении температурных условий. Портал и направляющие с линейным электродвигателем, расположенные в рабочем пространстве, ограничивают технологические возможности координатного стола и усложняют его наладку и эксплуатацию.

Известен крестовой стол [3], содержащий модули продольного и поперечного перемещения, каждый из которых выполнен в виде основания с направляющими, каретки, размещенной на направляющих, и привода каретки, выполненного в виде линейного электродвигателя и индуктором и якорем, где индуктор каждого из модулей скреплен с соответствующим основанием, якорь - с кареткой, а индуктор линейного электродвигателя каждого из модулей расположен между направляющими соответствующего модуля, причем каретки модулей продольного и поперечного перемещения скреплены между собой.

Недостатком данного крестового стола является недостаточная грузоподъемность и, соответственно, точность позиционирования обрабатываемых на столе изделий из-за влияния на опоры разнонаправленных динамических нагрузок, приводящих к нормальным и тангенциальным смещениям в опорах. Кроме того, т.к. каретки модулей продольного и поперечного перемещения скреплены между собой, электромагнитные катушки якоря, скрепленного с кареткой верхнего модуля, необходимо устанавливать вдоль всего пути движения индуктора, что усложняет и удорожает конструкцию.

Наиболее близким по технической сущности к заявленному является координатный стол [4], содержащий модули продольного и поперечного перемещения, каждый из которых выполнен в виде основания с линейными шариковыми направляющими, каретки, размещенной на направляющих, и привода каретки, выполненного в виде линейного синхронного электродвигателя, содержащего якорь с электромагнитными модулями и индуктор, выполненный в виде магнитной дороги из постоянных магнитов, где индуктор каждого из модулей скреплен с соответствующим основанием, якорь - с кареткой, а индуктор линейного электродвигателя каждого из модулей расположен между направляющими соответствующего модуля.

Несмотря на то что по сравнению с аналогами данный координатный стол обладает более широкими функциональными возможностями, более технологичен в исполнении и повышает долговечность работы, он имеет следующие недостатки:

- недостаточную грузоподъемность и жесткость конструкции из-за использования шариковых опор в направляющих;

- недостаточную точность позиционирования стола при значительных динамических нагрузках в поперечных по отношению к линейным шариковым направляющим направлениях.

Техническим результатом изобретения являются увеличение грузоподъемности и надежности изделия, а также повышение точности позиционирования стола в условиях повышенных динамических нагрузок.

Сущность изобретения заключается в том, что в известном координатном столе, содержащем модули продольного и поперечного перемещения, каждый из которых выполнен в виде основания с направляющими, каретки, размещенной на направляющих, и привода каретки, выполненного в виде линейного синхронного электродвигателя, содержащего якорь с электромагнитными модулями и индуктор, выполненный в виде магнитной дороги из постоянных магнитов, где индуктор каждого из модулей скреплен с соответствующим основанием, якорь - с кареткой, а индуктор линейного электродвигателя каждого из модулей расположен между направляющими соответствующего модуля, направляющие каретки одного или обоих модулей выполнены в виде роликовых дорожек, ориентированных в направлениях свободного перемещения модулей, где направляющие качения и ролики роликовых дорожек развернуты под углом к горизонтальным поверхностям кареток зеркально по отношению друг к другу, а в качестве линейного синхронного двигателя применен двигатель, в котором использованы две вертикально установленные магнитные дороги, а якорь с электромагнитными модулями выполнен из двух жестко связанных вертикально установленных и направленных к магнитным дорогам блоков. Кроме того, углы установки роликовых дорожек по отношению к горизонтальным поверхностям кареток равны и находятся в диапазоне от 135° до 175°. Диапазон выбран исходя из следующего. Если углы принимают значение 135°, то обеспечивается баланс реакций опор на вертикально и горизонтально направленные нагрузки со стороны подвижных конструкций координатного стола. Увеличивая углы до значения 175°, увеличиваем тем самым значения реакций опор на вертикальные нагрузки, что необходимо для обеспечения более высокой грузоподъемности. Углы большие, чем 175°, не играют существенной роли по сравнению с прототипом. Таким образом, большие значения углов необходимы для больших значений веса установленных на координатном столе изделий. А меньшие значения углов предпочтительны для столов с высокими значениями динамических нагрузок. Конкретные оптимальные значения могут быть выявлены экспериментально.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 показан координатный стол с разрезом модуля продольного перемещения, на фиг.2 - координатный стол с разрезом модуля поперечного перемещения, а на фиг.3 - поперечный разрез линейных роликовых направляющих с векторными диаграммами сил реакции пор.

Координатный стол, содержит модули 1 и 2 продольного и поперечного перемещения (см. фиг.1 и 2). Каждый из модулей 1 и 2 содержит основания 3 и 4, соответственно, с двумя роликовыми направляющими 5 и 6, 7 и 8 каждый, каретки 9 и 10, соответственно, размещенных на направляющих 5 и 6, 7 и 8 модулей 1 и 2, соответственно. Приводы кареток 9 и 10 выполнены в виде линейных синхронных электродвигателей 11 и 12, в которых в индукторах использованы по две вертикально установленные магнитные дороги 13 и 14, 15 и 16, а якоря 17 и 18 с электромагнитными модулями выполнены из двух жестко связанных вертикально установленных и направленных к магнитным дорогам 13 и 14, 15 и 16 блоков 19 и 20, 21 и 22, соответственно. Магнитные дороги 13 и 14, 15 и 16 индукторов каждого из линейных электродвигателей 11 и 12 скреплены с соответствующими основаниями 3 и 4 модулей 1 и 2. Якоря 17 и 18 скреплены, соответственно, с каретками 9 и 10, а индукторы линейных электродвигателей 11 и 12 каждого из модулей 1 и 2 расположены между направляющими 5 и 6, 7 и 8 соответствующих модулей. Направляющие 5 и 6, 7 и 8 кареток 9 и 10 выполнены в виде роликовых дорожек, ориентированных в направлениях свободного перемещения модулей, где направляющие качения и ролики 23 и 24 роликовых дорожек развернуты под углом к горизонтальным поверхностям кареток зеркально по отношению друг к другу (см. фиг.3). Причем что углы α1 и α2 установки роликовых дорожек по отношению к горизонтальным поверхностям кареток равны и находятся в диапазоне от 135° до 175°. Система кабель-каналов, датчики контроля линейных перемещений линейных электродвигателей и программный блок управления линейными электродвигателями на рисунках не показаны.

Координатный стол работает следующим образом.

По сигналу программного блока управления (на рисунках не показан) одновременно и согласованно запитываются обмотки управления блоков 19, 20 и 21, 22 якорей 17 и 18, соответственно, линейных электродвигателей 11 и 12. При этом электрические токи, протекая по обмоткам управления блоков 19, 29 и 21, 22, создают магнитные потоки, которые замыкаются через магнитопроводы статора и ротора, соответственно продольного и поперечного модулей координатного стола (фиг.1 и 2). Эти магнитные потоки, взаимодействуя, соответственно, с потоками возбуждения постоянных магнитов магнитных дорог 13 и 14, 15 и 16, электродвигателей 11 и 12, создают тяговые усилия блоков 19 и 20, 21 и 22, передаваемые от якорей 17 и 18 на каретки 9 и 10 продольного 1 и поперечного 2 модулей координатного стола. Под воздействием соответствующего тягового усилия каретка 9, с которой скреплено основание 4 модуля 2 поперечного перемещения, по роликовым направляющим 5 и 6 перемещается в продольном направлении. Соответственно, в продольном направлении перемещается весь модуль 2 поперечного перемещения. Под воздействием соответствующего тягового усилия каретка 10 модуля 2 поперечного перемещения, по роликовым направляющим 7 и 8 перемещается в поперечном направлении. Верхняя поверхность каретки 10 модуля 2 поперечного перемещения является рабочей поверхностью, на которую устанавливается плита (на рисунках не показана) координатного стола для крепления обрабатываемого изделия.

Вследствие тяжести обрабатываемого изделия (на рисунках не показано), рабочей плиты и непосредственно подвижных частей модулей 1 и 2 координатного стола, воздействия на обрабатываемое изделие со стороны инструмента, а также высоких скоростей перемещения подвижных частей линейных электродвигателей возникают большие инерционные и иные силы, направленные в продольных направлениях по отношению к направляющим 5 и 6, 7 и 8 модулей 1 и 2 продольного и поперечного перемещения соответственно.

Поскольку направляющие кареток 9 и 10 модулей 1 и 2 выполнены в виде роликовых дорожек 5 и 6, 7 и 8, это повышает грузоподъемность, жесткость и надежность модулей в целом. Так как направляющие качения и ролики 23 и 24, например, роликовых дорожек 5 и 6 модуля 1 установлены под углами α1 и α2 к горизонтальной поверхности каретки (фиг.3), то силы F1 и F2 реакции опор, направленные по нормалям к поверхностям направляющих качения, разлагаются на горизонтально F11 и F12 и вертикально F21 и F22 направленные составляющие. Горизонтально направленные составляющие F11 и F12 направлены встречно и компенсируют возмущающие воздействия на направляющие 5 и 6 и ролики 23 и 24 со стороны подвижных частей конструкции, возникающие вследствие воздействия сил инерции и воздействия сил, приложенных со стороны инструмента к обрабатываемому изделию. В результате увеличивается жесткость конструкции и повышается точность позиционирования координатного стола. Аналогично происходит компенсация возмущающих воздействий на направляющие 7 и 8 в модуле 2 продольного перемещения. Однако ориентация направляющих под углами α1 и α2 к горизонтали приводит к уменьшению вертикальных составляющих F21 и F22 сил реакций опор, например, для модуля 1 (фиг.3), уменьшая тем самым грузоподъемность конструкции в целом. Следует учитывать большие силы притяжения между катушками якоря и постоянными магнитами линейных электродвигателей, которые в техническом решении прототипа и аналогов направлены встречно силам F21 и F22, и без того уменьшенных за счет составляющих F11 и F12. Так как в конструкции использованы две вертикально установленные магнитные дороги 13 и 14, например, в модуле 1 продольного перемещения, то силы притяжения между ними и блоками 19 и 20 с обмотками якоря 17 компенсируются за счет жесткого крепления блоков 19 и 20 на якорь 17, направлены перпендикулярно составляющим сил F21 и F22, не приводя к дополнительным нагрузкам на ролики 23 и 24. В то же время, вследствие симметрии конструкции силы притяжения между магнитными дорогами 13, 14 и блоками 19 и 20, соответственно, направленные встречно, увеличивают стабильность положения каретки 9 модуля при отклонениях ее в продольных направлениях по отношению к направлению направляющих 5 и 6. Аналогично происходит компенсация возмущающих сил в модуле 2 продольного перемещения координатного стола.

Углы α1 и α2 установки роликовых дорожек по отношению к горизонтальным поверхностям кареток равны и находятся в диапазоне от 135° до 175°, а конкретные их значения определяются экспериментально для каждой конкретной конструкции в зависимости от грузоподъемности и других конструктивных и эксплуатационных параметров.

Таким образом, технический результат координатного стола, обеспечивающий его преимущества по сравнению с известными аналогами и прототипом, выражается в увеличении грузоподъемности, надежности изделия, повышении точности и стабильности позиционирования каждого модуля и координатного стола в целом в условиях повышенных динамических нагрузок.

Источники информации

1. Пат. 2133184 С1, РФ, МПК В23Q 1/01, В43L 13/02, H02К 19/06. Координатный стол, портал координатного стола и способ изготовления индуктора многофазного линейного электродвигателя / А.П.Чаталбашев. - Заявл. 08.04.1998; Опубл. 20.07.1999.

2. Пат. 2173625 С1, РФ, МПК В23Q 1/25, В23К 37/02. Координатное устройство / М.И.Горбуленко, В.В.Коряк, Е.Б.Кульбацкий, С.Е.Поденок - Заявл. 21.12.2000; Опубл. 20.09.2001.

3. Пат. 86517 U1, РФ, МПК В23Q 1/00. Крестовый стол / Л.Г.Сапрыкин, О.А.Рокачевский. - Заявл. 03.06.2009; Опубл. 10.09.2009, Бюл. №25.

4. Пат. 2244617 С1, РФ, МПК В23Q 1/00. Координатный стол (варианты) / А.Н.Коруков, Н.О.Наумов - Заявл. 17.06.2003; Опубл. 20.01.2005, Бюл.№2.


КООРДИНАТНЫЙ СТОЛ
КООРДИНАТНЫЙ СТОЛ
КООРДИНАТНЫЙ СТОЛ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 81-90 из 368.
20.07.2014
№216.012.e26e

Способ обнаружения скрытых дефектов матричных бис считывания

Изобретение относится к тестированию матричных БИС считывания и может быть использовано для определения координат скрытых дефектов типа утечек сток-исток, которые невозможно обнаружить до стыковки кристаллов БИС считывания и матрицы фоточувствительных элементов. На кремниевой пластине с годными...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523752
Дата охранного документа: 20.07.2014
27.07.2014
№216.012.e42e

Оксинтомодулин человека, его применение, лекарственный препарат на его основе и способ применения препарата для лечения и профилактики гипергликемии

Группа изобретений относится к медицине и касается оксинтомодулина человека, ковалентно связанного с гомополимерным полисахаридом, содержащим 50 звеньев альфа-2,8 сиаловой кислоты, для лечения гипергликемии; лекарственного препарата для лечения или профилактики гипергликемии, содержащего в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524204
Дата охранного документа: 27.07.2014
20.08.2014
№216.012.ebfd

Устройство для измерения и контроля сопротивления изоляции в сетях переменного тока с резистивной нейтралью под рабочим напряжением

Изобретение относится к области электротехники. Устройство состоит из источника измерительного стабилизированного напряжения постоянного тока, фильтра RC, состоящего из последовательно соединенных резистора и конденсатора, одного диод, шунтирующего конденсатор С1, блока гальванической развязки,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002526221
Дата охранного документа: 20.08.2014
10.09.2014
№216.012.f261

Гибкое ограждение с повышенными следящими свойствами для транспортных средств на воздушной подушке

Изобретение относится к судостроению и касается конструкции элементов гибкого ограждения (ГО) амфибийного судна на воздушной подушке (ВП). ГО судна на ВП содержит периферийный наружный гибкий ресивер, имеющий одноярусную конструкцию, прикрепленные к гибкому ресиверу по всему периметру съемные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002527871
Дата охранного документа: 10.09.2014
10.09.2014
№216.012.f361

Система управления общесамолетным оборудованием

Изобретение относится к авиационной технике и предназначено для использования в управлении летательными аппаратами, в том числе пассажирскими самолетами. Система управления общесамолетным оборудованием содержит панели управления, систему связи, компьютеры, блоки защиты и коммутации постоянного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528127
Дата охранного документа: 10.09.2014
10.09.2014
№216.012.f3f6

Способ изготовления каскадных солнечных элементов на основе полупроводниковой структуры galnp/galnas/ge

Способ изготовления каскадных солнечных элементов включает последовательное нанесение на фронтальную поверхность фоточувствительной полупроводниковой структуры GaInP/GaInAs/Ge пассивирующего слоя и контактного слоя GaAs, локальное удаление контактного слоя травлением через маску фоторезиста....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528277
Дата охранного документа: 10.09.2014
20.09.2014
№216.012.f5e1

Биокатализатор для переэтерификации жиров и способ его получения

Группа изобретений относится к биотехнологии и пищевой промышленности. Предложен способ получения биокатализатора для переэтерификации жиров. Проводят аминирование гранулированного силикагеля или диоксида кремния дисперсностью 0,3-1,0 мм аминопропилтриэтоксисиланом. Затем полученный...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002528778
Дата охранного документа: 20.09.2014
27.09.2014
№216.012.f7f0

Дозвуковой пассажирский самолет

Дозвуковой пассажирский самолет содержит низко расположенное механизированное стреловидное крыло с удлинением λ≥11,5. Стреловидность крыла по линии четверти хорд выполнена в диапазоне от χ=25° до χ=30°. Установочные углы стапельной крутки сверхкритических опорных профилей крыла выполнены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002529309
Дата охранного документа: 27.09.2014
10.10.2014
№216.012.faf9

Высокопрочная сталь с повышенной деформируемостью после закалки

Изобретение относится к области металлургии, а именно к конструкционным комплекснолегированным высокопрочным сталям, закаливающимся на воздухе, и может быть использовано при производстве осесимметричных деталей, работающих под давлением. Сталь содержит, в мас.%: углерод от 0,18 до менее 0,2,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530095
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.10.2014
№216.012.fe19

Судно с воздушной каверной на днище

Изобретение относится к области судостроения и касается конструирования водоизмещающих судов с воздушной каверной на днище. Водоизмещающее судно имеет в днище выемку для образования единой воздушной каверны с волновым профилем, начинающуюся с редана в носовой части и ограниченную скегами по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530905
Дата охранного документа: 20.10.2014
Показаны записи 81-90 из 271.
27.03.2014
№216.012.aea5

Высокопрочная среднеуглеродистая комплекснолегированная сталь

Изобретение относится к области металлургии, а именно к высокопрочным конструкционным сталям, закаливающимся преимущественно на воздухе, используемым для изготовления осесимметричных корпусных деталей. Сталь содержит углерод, кремний, хром, марганец, никель, молибден, ванадий, медь, серу,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510424
Дата охранного документа: 27.03.2014
27.03.2014
№216.012.aefe

Радиометр с трехопорной модуляцией

Изобретение относится к области приборостроения, а именно к СВЧ-радиометрическим приемникам. Радиометр с трехопорной модуляцией содержит последовательно соединенные приемную антенну, трехвходовый СВЧ-переключатель, усилитель высокой частоты, квадратичный детектор, усилитель низкой частоты,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510513
Дата охранного документа: 27.03.2014
27.03.2014
№216.012.af28

Защитное устройство станка

Изобретение относится к электротехнической промышленности, в частности к электрическим схемам, и может быть использовано в составе схемы включения и аварийной блокировки металлорежущих станков, в том числе зубообрабатывающих станков с числовым программным управлением (ЧПУ). Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002510555
Дата охранного документа: 27.03.2014
10.04.2014
№216.012.b212

Устройство для пропитки древесины с торца под давлением

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности, в частности к оборудованию сквозной пропитки древесины жидкостями. Устройство содержит сварную раму 1, с закрепленной на ней металлической трубой 2, левую конусную насадку 3, правую конусную насадку 4, ультразвуковой излучатель 5,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002511302
Дата охранного документа: 10.04.2014
10.04.2014
№216.012.b510

Способ получения андроста-4,9(11)-диен-3,17-диона из фитостерина

Изобретение относится к биотехнологии. Предложен способ получения андроста-4,9(11)-диен-3,17-диона из фитостерина. Проводят микробиологическое окислительное элиминирование боковой цепи при атоме С с образованием 9α-гидроксиандрост-4-ен-3,17-диона. Отделяют биомассу. Экстрагируют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002512076
Дата охранного документа: 10.04.2014
20.04.2014
№216.012.bc75

Способ изготовления керамики на основе диоксида циркония

Изобретение относится к области технической керамики на основе диоксида циркония с трансформируемой тетрагональной (t') кристаллической фазой и может быть использовано для изготовления износостойких деталей в соединительных изделиях для волоконно-оптических линий связи, пар трения в насосах для...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002513973
Дата охранного документа: 20.04.2014
10.06.2014
№216.012.d170

Способ и аппаратура для обеспечения поддержки альтернативных вычислений в реконфигурируемых системах-на-кристалле

Группа изобретений относится к области микроэлектроники и вычислительной технике и может быть использована для построения высокопроизводительных вычислительных систем для обработки потоков данных в режиме реального времени. Техническим результатом является повышение эффективности вычислений за...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519387
Дата охранного документа: 10.06.2014
20.06.2014
№216.012.d2a3

Способ нанесения антикоррозийных покрытий на подложку из высокотвердых сплавов

Изобретение относится к области гальванотехники и может быть использовано в машиностроении и при изготовлении оборудования, работающего в агрессивной жидкой среде при больших контактных нагрузках, в частности гидрорезного. Способ включает предварительную обработку поверхности подложки...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002519694
Дата охранного документа: 20.06.2014
20.07.2014
№216.012.de3f

Способ изготовления матричного фотоприемника

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых фотоприемников и может использоваться для создания многоэлементных фотоприемников различного назначения. Изготовление матричного фотоприемника (МФП) из объемного материала требует утоньшения базовой области матричного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522681
Дата охранного документа: 20.07.2014
20.07.2014
№216.012.de5e

Способ возведения железобетонного палубного перекрытия с большим пролетом

Изобретение относится к технологии судостроения, а именно к методам формирования палубных перекрытий судов и плавучих технических средств из железобетона, имеющих большие пролеты палубы в районе трюма. Способ возведения железобетонного палубного перекрытия с большим пролетом включает монтаж...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002522712
Дата охранного документа: 20.07.2014
+ добавить свой РИД