Что такое револьверная головка для чего ее применяют

Револьверная головка станка и ее функциональный блок управления

Револьверная головка станка и практические аспекты реализации управления электроавтоматикой токарных станков, именно этому посвящена данная статья. Обоснована актуальность применения подхода проектирования системы управления электроавтоматикой станков независимо от типа применяемых аппаратных средств. Рассмотрена автоматическая смена инструмента на станках с чпу токарной группы, а также алгоритм и реализация функционального блока управления револьверной головкой.

Перенос выполнения управляющих программ с уровня автономных ПЛК на уровень системы ЧПУ позволил абстрагироваться от типа применяемых модулей ввода/вывода управляющих сигналов. В результате привязка машинного кода осуществляется не во время компиляции под конкретную платформу, а за счет конфигурирования аппаратного обеспечения.

Например, для коммуникации в рамках системы ЧПУ широкое применение нашёл высокоскоростной протокол EtherCAT, обеспечивающие объединение в единую информационную сеть разнородных управляющих элементов (контроллеров приводов и компоненты системы управления электроавтоматикой). Независимо от фирмы-производителя аппаратуры поддерживающей этот международный стандарт (Beckhoff, NCT, Yaskawa и др.) программный код функционального блока остается неизменным, так же, как и математическое обеспечение ядра системы ЧПУ. Изменению подвергается только диапазон разделяемой памяти, являющейся проекцией состояния физических входов/выходов и служащей буфером обмена данными между программно-реализованным контроллером и аппаратными средствами управления.

Такой подход обеспечивает независимость проектирования системы управления электроавтоматикой станков от типа применяемых аппаратных средств автоматизации, что позволяет повторно использовать разработанные ранее функциональные блоки.

Рассмотрим станки с ЧПУ с автоматической сменой инструмента и их системы. Широкое применение при проектировании станков токарной группы нашло оборудование производства фирм Colombo, Baruffaldi, Duplomatic и Sauter (Таблица 1).

Таблица 1. Сравнение технических характеристик револьверных головок различных производителей

Револьверная головка станка с чпу применяется как носитель инструментов в токарных, токарно-фрезерных, трубообрабатывающих и карусельных станках. Обычно головка имеет пять-шесть инструментальных гнезд, редко более восьми. Конструкция револьверных головок разнообразна, но выделяют два принципиально различающихся типа: для не вращающихся (резцов, расточных пластин, блоков, сверл и других инструментов для обработки тел вращения и отверстий) и вращающихся инструментов (рис. 1). Револьверная головка станка второго типа служит для установки сверл и других инструментов при обработке отверстий, не совпадающих с осью вращения заготовки (параллельных, перпендикулярных и т. д.), а также для выполнения фрезерных и других работ и оснащаются механическими деталями для передачи вращения шпинделю и инструменту (зубчатые колеса, подшипники, муфты и др.). Револьверная головка станка должна обладать высокой жесткостью, позволяющей выполнять грубые работы и вместе с тем обеспечивать высокую точность при чистовой обработке.

Рис. 1 Револьверная головка Duplomatic SMB*

Широкая номенклатура изделий каждого производителя обусловлена конструктивными особенностями важными для различных типов станков: количество инструментов, расположение инструментов (осевое/радиальное), способ крепления инструмента и др. На основе выделенных в таблице 1 критериев большинство оборудования можно разделить на подгруппы, для реализации унифицированных управляющих подпрограмм (функциональных блоков). При этом каждый из критериев – это параметр, не влияющий на алгоритм управления в целом, а определяющий только количественные характеристики технологического оборудования.

На рис. 2 представлен алгоритм смены инструмента, который имеет револьверная головка токарного станка. Согласно алгоритму необходимо выполнить следующую последовательность действий:

Рис. 2 Алгоритм смены инструмента для револьверных головок

Проведенный анализ алгоритма смены инструмента позволил определить отличительные особенности различных типов оборудования, в дальнейшем выделенные в качестве параметром функционального блока:

Использование алгоритма поиска кратчайшего пути позволяет существенно сократить вспомогательное время выполнение операции смены инструмента. Примем в качестве параметров: А – номер активного инструмента, Т – номер требуемого инструмента, N – общее количество инструментов. Если справедливо одно из неравенств:

Источник

Револьверная головка

Смотреть что такое «Револьверная головка» в других словарях:

РЕВОЛЬВЕРНАЯ ГОЛОВКА — барабан или диск узел металлорежущего станка (револьверного, карусельного и др.), микроскопа, киносъемочного аппарата и т. д., в гнездах которого закрепляется параллельно или перпендикулярно оси поворота револьверной головки нескольких режущих… … Большой Энциклопедический словарь

РЕВОЛЬВЕРНАЯ ГОЛОВКА — (поворотный барабан млн. диск) приспособление металлорежущего станка (револьверного, карусельного и др.), микроскопа, кино съёмочного аппарата и др. В ней закрепляется несколько режущих инструментов, оптических систем и т.д., которые перемещаются … Большая политехническая энциклопедия

револьверная головка — барабан или диск, узел металлорежущего станка (револьверного, карусельного и др.), микроскопа, киносъёмочного аппарата и т. д., в гнёздах которого закрепляется параллельно или перпендикулярно оси поворота револьверной головки несколько режущих… … Энциклопедический словарь

РЕВОЛЬВЕРНАЯ ГОЛОВКА — (от англ. revolve вращаться, возвращаться) поворотный барабан или диск приспособление металлореж. станка (револьверного, карусельного и др.), микроскопа, киносъёмочного аппарата и т. п. В Р. г. закрепляется неск. реж. инструментов, оптич. систем… … Большой энциклопедический политехнический словарь

ГОЛОВКА — элемент детали или узла в конструкции многих технических устройств, а также в радиоэлектронных устройствах записи и воспроизведения информации. Термин «Г.» применяется в разных значениях: (1) в машиностроении а) в инструменте (Г. резца,… … Большая политехническая энциклопедия

Лоботокарные — Токарный станок Токарный станок станок для обрабоки резанием (точением) заготовок из металлов и др. материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют обточку и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание… … Википедия

Лоботокарные Станки — Токарный станок Токарный станок станок для обрабоки резанием (точением) заготовок из металлов и др. материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют обточку и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание… … Википедия

Лоботокарный станок — Токарный станок Токарный станок станок для обрабоки резанием (точением) заготовок из металлов и др. материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют обточку и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание… … Википедия

Многошпиндельные токарные автоматы — Токарный станок Токарный станок станок для обрабоки резанием (точением) заготовок из металлов и др. материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют обточку и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание… … Википедия

Многошпиндельный токарный автомат — Токарный станок Токарный станок станок для обрабоки резанием (точением) заготовок из металлов и др. материалов в виде тел вращения. На токарных станках выполняют обточку и расточку цилиндрических, конических и фасонных поверхностей, нарезание… … Википедия

Источник

РЕВОЛЬВЕРНЫЕ ГОЛОВКИ

Общие сведения. В револьверной головке помещают несколько инстру­ментальных шпинделей или инструментов. Смена инструментов на рабочей позиции станка осуществляется путем ее поворота- Револьверные головки мо­гут иметь 4, 5,6, 12,16 позиций (граней).

Достоинства револьверных головок: простота конструкции, небольшие затраты времени на смену инструмента (2. 3 с). Их недостатки: небольшое число размещаемых инструментов, недостаточная жесткость, относительно низкая точность коротких шпинделей.

Револьверными головками оснащают токарные автоматы, агрегатные станки, токарные, вертикально-сверлильные и вертикально-фрезерные станки с ЧПУ.

Оси инструментов могут быть направлены радиально (рис. 13.9, а), парал­лельно оси головки (рис. 13.9, б), под углом к ней (рис. 13.9, в). В последнем случае число позиций в головке может быть увеличено, так как распо­ложение инструментов, соседних по отношению к находящемуся в рабочей позиции, позволяет увеличить длину рабочего хода головки. В револьверных головках станков типа ‘гибкий модуль» инструменты устанавливаются как в радиальном направлении, так и в осевом.

Эта же цель достигается путем размещения двух револьверных головок на одном корпусе, на двух отдельных корпусах, находящихся на одних салазках, или на разных салазках. При большом числе стыков жесткость револьверной головки снижается.

Механизмы делительного вращательного движения. Для поворота револь­верной головки применяются электрический, гидравлический, пневматичес­кий источники энергии и их комбинации. В состав привода поворота могут входить: двигатель (электрический, гидравлический, пневматический), пере­даточный механизм (зубчатая или червячная передача) и делительный меха­низм (кулачковый, мальтийский, зубчато-рычажный в сочетании с гидроци­линдром. Делительные механизмы обеспечивают поворот револьверной го­ловки на определенный постоянный угол и обычно применяются в станках, работающих по жесткой программе в массовом производстве. В станках с ЧПУ при необходимости поворота револьверной головки на различные углы, задаваемые программой, и вращения без остановок в промежуточных пози­циях применяются механизмы с управляемым жестким упором ударного действия или с упором, вводимым в гнездо; упоры могут одновременно слу­жить фиксаторами. В револьверных головках современной конструкции ме­ханические преобразователи движения заменяют управляемым электрическим приводом, осуществляющим также торможение поворотного устройства.

Часто используется метод позиционирования, состоящий в том, что исполнительный орган с замедлением перебегает позицию фиксации, а затем выхо­дит на эту позицию при обратном вращении головки с малой скоростью. При применении регулируемого электропривода используют улучшенный трапе­цеидальный закон изменения скорости, оптимизируя работу механизма пово­рота на этапах разгона и торможения.

Механизмы фиксации. Эти механизмы обеспечивают необходимую точ­ность позиционирования и жесткость головки под нагрузкой.

Механизмы одинарной фиксации допускают относительно большую по­грешность индексации. Для ее снижения фиксатор располагают на возможно большем расстоянии от оси поворота головки.

Одна полумуфта закреплена на неподвижном корпусе, другая — на пово­ротной части револьверной головки. Перед поворотом головка расфиксируется путем отвода ее от корпуса.

Благодаря увеличению числа отдельных фиксирующих пар и усреднению погрешностей деления механизм обладает повышенной точностью. Его недо­статки: потери времени на разъединение венцов, возможность всасывания пы­ли при уменьшении давления внутри механизма отвода поворотной части го­ловки.

Механизм фиксации, состоящий из трех зубчатых венцов (рис. 13.13), работает следующим образом. Подъем венца 1 приводит к расфиксации го­ловки. Затем происходит поворот головки вместе с зубчатым венцом 2. После опускания венец 1 зацепляется с венцами 2 и 3, и происходит фиксация поворотного устройства. Этот механизм обладает следующими преимуществами: устранено всасывание обычно запыленного воздуха в его внутреннюю по­лость, уменьшено время на фиксацию и расфиксацию благодаря снижению массы поднимаемого узла. Однако по сравнению с механизмом, состоящим из двух венцов, он имеет пониженную жесткость, обусловленную наличием до­полнительных контактных поверхностей и износом зубьев венцов 2 и З. Контакт венцов можно сделать более полным, если обеспечить податливость вен­ца/.

Проектирование зубчатых торцовых муфт с прямыми зубьями. Геомет­рические параметры муфт на первом этапе определяют предварительно, на втором уточняют по критериям жесткости и прочности стыка и необходимого усилия затяжки, на третьем проверяют экспериментально.

Выполнив эскизный проект револьверной головки, определяют наружный диаметр муфты D_е , задаются числом зубьев z = 96 (если головка должна иметь 4, 6, 8 или 12 позиций) или z = 72 (если требуется позиционирование через каждые 5° ). Вычисляют модуль зубчатых венцов

и округляют его до стандартного значения, равного 2; 2,5; 3 и 4 мм.

Рабочая высота зуба

средний радиус венца

длина зуба (ширина венца)

Определив геометрические параметры муфты, находят минимальную си­лу, необходимую для ее затяжки. На расчетной схеме (рис. 13.14) верхняя (подвижная) полумуфта с прикрепленным к ней узлом, например поворот­ной частью револьверной головки, не показана. В момент резания на револь­верную головку действуют составляющие силы резания и сила затяжки Р, направленная по нормали к условной площадке стыка колец и проходящая через их центр 0. Если составляющие силы резания перенесли в начало координат, на револьверную головку, кроме сил действуют три момента:

Результирующая сил Р и Р _z создает равномерное давление в точках сты­ка между плоскими кольцами, находящихся на окружности среднего радиуса:

(13.1)

где S — площадь проекции контактных поверхностей на плоскость Q:

коэффициент, учитывающий неравномерность и прерывистость контакта:

Суммарный момент от моментов

Суммарный момент увеличивает давление на одной половине кольца на и на столько же уменьшает его на другой. Максимальное значение в точках кольца на окружности радиуса R

(13.2)

где осевой момент инерции области Q.

Так как то

Момент M_z увеличивает давление на одной стороне зубьев на и на столько же уменьшает на другой стороне:

(133)

Максимальное и минимальное давление в точках контакта, находящих­ся на окружности радиуса R:

(13.4)

С учетом зависимостей (13.1)—(13.3) получаем

Жесткость стыка считается достаточной, если в процессе черновой обработки ни в одной его точке на окружности радиуса R давление не становится меньше допускаемого , принимаемого равным (1. 2) МПа. Это условие соблюдается, когда сила затяжки удовлетворяет соотношению

(13.5)

В результате упругих деформаций поверхностей зубьев муфты режущая кромка инструмента в направлении осей Z и У смещается на δ_z и δ_y:

(13.6)

(13.7)

где и — значения угловой контактной податливости стыка зубьев относительно осей X и Y- ; к — коэффициент контактной податливости стыка:

Зубчатые венцы муфт проектируют в следующем порядке. Выполняют эскизный проект револьверной головки, на основе которого определяют гео­метрические параметры зубчатого венца и координаты х_р,у_р, z_p точки при­ложения силы резания. Принимают значения параметров Исходя из требуемой жесткости станка, допустимые смещения режущей кромки инструмента в результате деформации поверхностей зубьев принимают равными 0,05-0,1 общего допустимого смещения режущей кром­ки. Например, при проектировании револьверной головки токарно-револьверного станка усилия Р_x, Р_у, Р_z, схему нагружения и координаты точки приложения нагрузки можно установить по ГОСТ 17—70 (проверка 17).

Определяют нагрузки на муфту для типового чернового режима обработ­ки. При этих нагрузках по зависимости (13.5) вычисляют требуемое усилие затяжки муфты.

По зависимости (13.4) рассчитывают максимальное давление на боковых поверхностях зубьев и сравнивают с допускаемым [ a_Q ], которое принимают равным 700 МПа. Если условие прочности не соблюдается, необхо­димо изменить конструктивные параметры зубчатых венцов.

Проектирование зубчатых торцовых муфт с круговыми зубьями. На ос­нове эскизного проекта револьверной головки определяют наружный диаметр муфты D_g и проверяют ее зубья на прочность по зависимости

где М— крутящий момент, создаваемый нагрузкой и приведенный к оси по­лумуфты, Н-м; [σ] — допускаемое напряжение сопротивления разрыву для материала муфты, МПа.

Затем вычисляют модуль муфты

и округляют до стандартного. Определяются другие параметры муфты ( см. рис. 13.12):

Источник

Что такое револьверная головка для чего ее применяют

Автоматические устройства

Револьверные головки для токарных станков: виды и основные характеристики

Револьверные головки представляют собой специальные устройства, позволяющие расширить функциональность токарных станков. Они могут выполнять ряд дополнительных операций, несвойственных для стандартного оборудования. Эти устройства предназначены для использования в технологических процессах, в которых необходима периодическая смена оборудования.

Принцип работы револьверных головок

Револьверная головка устанавливается на токарный станок на место крепления штатного резцедержателя. Она оборудована вращающейся планшайбой, к которой прикрепляются необходимые инструменты. Количество мест для инструментов зависит от задач, которые выполняет станок. Он может применяться для одновременного использования таких инструментов, как резцы, сверла, фрезы, метчики и т.д.

Для станков с числовым программным управлением используют револьверные головки с несколькими электроприводами для независимой работы механизма планшайбы. Такие головки функционируют за счет частотно-регулируемых асинхронных электродвигателей, которые значительно повышают точность позиционирования инструмента.

Виды револьверных головок

Существует несколько видов револьверных головок, в зависимости от назначения и принципа работы, среди которых:

Шлифовальные головки позволяют выполнять шлифовку деталей, не используя при этом дополнительное станочное оборудование. Они работают от собственного электродвигателя, который подключается к основному электрооборудованию. Такая револьверная головка может применяться для обработки поверхностей любой сложности с высокой чистотой.

Каталог механического оборудования под заказ с доставкой по всей России.

Токарно-фрезерные головки могут работать с деталями, закрепленными в патронах токарного станка. Делительное приспособление позволяет обеспечить высокую точность угловых перемещений.

Делительные револьверные головки предназначаются для выполнения точных поворотов обрабатываемых деталей токарного станка. Они позволяют выполнять обработку граней детали, фрезерование канавок, пазов и зубчатых колес.

Резьбонарезные головки могут выполнять высокоточное нарезание резьбы деталей всего за один проход. По своей производительности они значительно превосходят ручные инструменты. Регулировать размер резьбы можно при помощи специального механизма.

Приводные головки позволяют закреплять приводные инструменты для выполнения различных операций, а именно: нарезания резьбы, точения поверхности, сверления отверстий и фрезерования различных плоскостей.

Среди других видов револьверных головок можно выделить вихревые, резьбонакатные, многорезцовые.

Источник