Поворотные устройства и фиксаторы

Поворотные устройства являются разновидностью транспортных устройств, и их используют в станках для перемещения обрабатываемой детали или режущего инструмента из одной позиции в другую по круговой траектории. К поворотным устройствам относятся многопозиционные столы и барабаны, блоки многошпиндельных автоматов, револьверные головки, дисковые магазины и делительные устройства.

К поворотным устройствам предъявляются требования точности поворота на заданную угловую величину, точность и жесткость фиксации в рабочей позиции, осуществление поворота за минимальное время при ограничениях на возникающие при этом динамические нагрузки. Точность современных поворотных столов с программным управлением равна 3–6". Под точностью поворотного устройства следует понимать точность углового позиционирования, которое характеризуется текущей погрешностью угла поворота

(21)

где φ₀ – математическое ожидание отклонения истинного положения от заданного; s_φ – среднеквадратичное отклонение истинного положения от заданного.

В лучших системах управления автоматическими поворотными устройствами команды подаются с соответствующим упреждением, в результате чего φ₀ →0.

Быстродействие поворотных устройств характеризуется средней скоростью поворота w_ср = 0,9 1/с. Универсальность поворотных устройств определяют возможным диапазоном числа делений, который в современных автоматических поворотных столах равен 2-20 тыс., а иногда и выше. В качестве привода поворотных устройств используют шаговые двигатели с периодическим включением кинематической цепи муфтами, а также мальтийские и храповые механизмы. Принципиальные схемы привода поворотных устройств приведены на рис. 37, а-е.

Рис. 37. Схемы привода поворотных устройств

Поворотные устройства с приводом от шагового двигателя являются наиболее прогрессивными в случаях, когда необходима их широкая универсальность по диапазону делений, а также использование в станочных системах с ЧПУ и управлением от ЭВМ. Поворотные устройства с гидроприводом (рис. 37, б) и с мальтийским механизмом (рис. 37, д) широко используют в позиционных столах и револьверных головках с постоянным фиксированным углом поворота.

Фиксаторы обеспечивают точность конечного положения устройств, предназначенных для поворота на определенный фиксированный угол. К ним предъявляются требования точности, жесткости и долговечности. Помимо самой фиксации, фиксатор обычно в конце поворота своей скошенной гранью осуществляет окончательный доворот в рабочую позицию.

Основным недостатком простейших устройств с одним фиксатором является то, что наличие зазоров в направляющих фиксатора непосредственно влияет на точность фиксации. Иногда применяют специальные способы для устранения этих зазоров, а чаще используют принцип двойной фиксации. В последнем случае наряду с основным фиксатором предусматривают другой подвижный фиксатор или рычаг, назначение которого сводится к выбору зазоров и создания натяга во всей системе фиксации.

Для повышения точности и жесткости фиксаторы следует располагать на максимальном удалении от центра поворота. Кроме того, целесообразно операции, требующие высокой точности, выполнять в зоне между фиксатором и центром поворота. Для ослабления вредного влияния динамических процессов на точность фиксации следует уменьшать массу поворотного устройства и снижать скорость перемещения фиксатора. Лучшие результаты обеспечивают фиксаторы, перемещаемые принудительно от специального привода с гарантированной постоянной величиной силы прижима.