專利名稱：手控車床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種手控車床，這種車床具有床身、工作主軸的主傳動裝置、縱向進給傳動裝置、橫向進給傳動裝置以及兩個手輪，床身設(shè)有拖板的導(dǎo)軌，拖板具有至少一縱滑板和一橫滑板，縱向進給傳動裝置具有一條縱滑板的進給絲杠，橫向進給傳動裝置具有一條橫滑板的進給絲杠，兩個手輪安裝在拖板上，用來分別控制縱滑板和橫滑板沿各自絲杠的運動。
在普通的可以手控的車床上，工作主軸由多速主傳動機構(gòu)驅(qū)動，主傳動機構(gòu)則由一臺三相交流電動機以恒定轉(zhuǎn)速驅(qū)動，拖板的傳動是通過副傳動機構(gòu)從主傳動中導(dǎo)出的，副傳動機構(gòu)可以連接于拖板縱滑板的進給絲杠。一溜板箱連接接于縱滑板，可用來驅(qū)動橫向絲杠使橫滑板產(chǎn)生橫向進給運動。縱、橫進給運動都設(shè)有手動變速機構(gòu)。除了上述設(shè)置在拖板上，由主傳動機構(gòu)驅(qū)動的進給傳動裝置之外，還可設(shè)置分別與縱、橫滑板相連的手輪，用來驅(qū)動上述滑板。顯然，具有傳動箱、離合器、制動器及變速裝置的進給傳動裝置的造價很高，這特別是由于要符合嚴格的制造公差而引起的。
除了這種手控車床外，還有數(shù)控車床，其中，拖板的進給傳動裝置由可變速的三相交流可逆電動機、離合器和制動器構(gòu)成，上述電動機由適當(dāng)編程的計算機控制而不需變速裝置，其造價也很高。這種計算機控制的車床很難用于加工單件，而是用于批量生產(chǎn)，這是因為必須改變其控制程序才能適應(yīng)變化的加工要求，而且改變控制程序要由訓(xùn)練有素的操縱者進行。
本發(fā)明的目的是改進本說明書開始時介紹的那種車床，使其可以實現(xiàn)數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)簡單及進給傳動無級控制的優(yōu)點，而同時保留加工單件所要求的那種普通的簡單控制。
按照本發(fā)明，上述目的是以下述方式實現(xiàn)的縱、橫滑板的進給傳動裝置具有各自的三相交流調(diào)速可逆電動機，用來驅(qū)動各自的絲杠，絲杠為滾珠絲杠;控制拖板運動的手輪用來調(diào)整各自的電同步發(fā)生器，每個電同步發(fā)生器都連接于各自的三相交流電機的控制器，一個控制單元最好裝在拖板上，并具有手動數(shù)據(jù)輸入裝置和顯示裝置，手動數(shù)據(jù)輸入裝置用來輸入指示每個手輪轉(zhuǎn)動和各自絲杠或三相交流電機轉(zhuǎn)動之間預(yù)選速比的數(shù)據(jù)，顯示裝置用來指示輸入的數(shù)據(jù)和顯示滑板實際位置的數(shù)據(jù)。
在這種布置中，控制拖板縱、橫向運動的手輪用來調(diào)整同步發(fā)生器，同步發(fā)生器給控制單元指示由有關(guān)絲杠進行的有限角運動的需要值，考慮到手輪轉(zhuǎn)動和絲杠轉(zhuǎn)動之間的預(yù)選速比，可以適當(dāng)操縱有關(guān)的三相交流電動機，以便通過手控根據(jù)手輪的角運動來調(diào)整準(zhǔn)備移動的滑板，這一點與具有手動傳動輪的普通拖板控制裝置的情況相類似。每個滑板的實際位置將由控制單元顯示，為此，控制單元最好安裝在拖板上。控制滑板運動的手輪可以安裝在與普通的這種車床一樣的位置上，因此對手動操縱的要求是相同的。例如，最好在與橫滑板絲杠對準(zhǔn)的位置上安裝用來控制橫滑板調(diào)整的手輪，這樣可使車床操縱者得到手輪控制橫滑板調(diào)整的視覺指示。與普通車床不同的操縱要求是，若干種進給速率不是通過有關(guān)的變速箱選擇的，而是由控制單元的輸入數(shù)據(jù)預(yù)選的。輸入這種數(shù)據(jù)不要求專門的編程知識，這是因為已經(jīng)輸入的數(shù)據(jù)可以從顯示裝置上讀出。
調(diào)整同步發(fā)生器只要較小的扭矩就足夠了。為了保證手輪的轉(zhuǎn)動受到通常反抗拖板縱、橫向調(diào)整時的阻力，可以設(shè)置制動器來控制反抗每個手輪轉(zhuǎn)動的阻力，因此，手輪操縱的狀況也可以同普通車床的情形相類似。
普通的手控車床具有一個控制開關(guān)，設(shè)置在溜板箱附近，是一個四通中間開關(guān)，它通過有關(guān)的離合器并取決于開關(guān)的擋位，以雙向來控制沿縱橫軸向運動的進給傳動裝置。按照本發(fā)明的車床的拖板也可以設(shè)置這樣的開關(guān)，用來通過控制單元控制兩個進給傳動裝置。
如果控制單元設(shè)有控制主傳動所需轉(zhuǎn)速的輸入裝置以及設(shè)有由可控三相交流電動機和手動兩速變速傳動機構(gòu)組成的主傳動裝置的控制信號輸出裝置，那么，控制單元則可以用來控制工作主軸的傳動，因此可以簡化取決于工作主軸傳動的進給傳動裝置的控制。在這種情況下，如果拖板上裝有控制主傳動接通電路的開關(guān)，那么就必須滿足普通操作的要求，該開關(guān)可以連接于控制單元，并且當(dāng)輸入決定工作主軸所需轉(zhuǎn)速的數(shù)據(jù)后，可以操縱工作主軸使其開始某種工作。
本說明書的唯一附圖
是按照本發(fā)明的手控車床一實施例的俯視圖，也是表示其控制系統(tǒng)的框圖。
如圖所示的車床具有一床身1，床身1以普通的方式載有一床頭箱2，裝在床頭箱中的工作主軸3，一尾座4和一拖板5。拖板5具有一縱滑板7和一橫滑板8，縱滑板7可沿床身1的縱導(dǎo)軌6移動，而橫滑板8可移動地裝在縱滑板7上的橫導(dǎo)軌上。工作主軸3由三相交流調(diào)速可逆電動機9驅(qū)動，該電動機和手動兩速變速機構(gòu)10一起構(gòu)成車床的主傳動裝置?？v滑板7的縱向進給傳動裝置具有一臺三相交流調(diào)速可逆電動機11，用來驅(qū)動一條絲杠12，絲杠12為一滾珠絲杠，其上設(shè)有一偏動螺母13，用來無間隙地移動縱滑板7。同樣，橫滑板8的橫向進給傳動裝置具有一臺三相交流調(diào)速可逆電動機14，用來驅(qū)動橫向進給絲杠15，絲杠15也是設(shè)有偏動螺母16的滾珠絲杠。
為了控制三相交流電動機9，11和14，拖板5上設(shè)有一控制單元17，控制單元17設(shè)有手動輸入指示所需進給速率和速比的數(shù)據(jù)輸入裝置18以及用來顯示選定值和拖板5的兩滑板的瞬時實際位置的顯示裝置19。可以借助手控裝置來對三相交流電動機9，11和14實行手動控制，該手控裝置設(shè)置在拖板5上，并可用普通的方式來操縱。例如，通過一控制開關(guān)21來控制主傳動裝置，開關(guān)21可由手柄20操縱，向控制單元17輸送適當(dāng)?shù)目刂浦噶?，使工作主軸3以由數(shù)據(jù)輸入裝置18所選定的轉(zhuǎn)速工作。工作主軸3的實際轉(zhuǎn)速由一增量角度編碼器22檢測工作主軸3的實際轉(zhuǎn)速，借此向控制單元17輸送相應(yīng)的反饋數(shù)據(jù)。工作主軸的轉(zhuǎn)動方向是由作用在手柄20上轉(zhuǎn)動方向決定的，手柄20裝在與工作主軸3的軸線平行的一條軸線上，可繞其轉(zhuǎn)動。
沿縱、橫軸向運動的進給傳動裝置電路的接通同樣可通過一控制開關(guān)23控制，開關(guān)23是一個四通中間開關(guān)，以平行于絲杠12的方向扳動開關(guān)23將使控制單元17接通三相交流電動機11的電路，使電動機11以取決于控制開關(guān)23運動方向的方向轉(zhuǎn)動，同時以瞬時選定的進給速率或以快速進給速率進行進給運動。在垂直于絲杠12的平面內(nèi)扳動控制開關(guān)23同樣可控制沿橫向運動的三相交流電動機14電路的接通。
另外，縱滑板7和橫滑板8可分別在手輪24和25的控制下移動，為此，每個手輪都與一有關(guān)的電同步發(fā)動器26相連，因此，可根據(jù)手輪轉(zhuǎn)動和絲杠轉(zhuǎn)動間預(yù)選的速比向控制單元指示準(zhǔn)備施加于每條絲杠12和15的所需角運動值。手輪24和25可以這種方式控制拖板5沿縱、橫軸向的運動，各滑板的實際位置通過增量角度編碼器向控制單元17反饋并由顯示裝置19指示，各增量角度編碼器與三相交流電動機11和14或者絲杠12和15配合工作。
雖然，如圖所示的車床可以用來進行普通車床進行的全部機加工作業(yè)，而且操縱要求也與普通車床一樣，然而由于采用了的三相交流調(diào)速可逆電動機，帶來了種種優(yōu)點，這不僅產(chǎn)生較高的經(jīng)濟效果，也提高了機加工的精度，例如，其原因之一是各傳動裝置可進行無級調(diào)速控制。
權(quán)利要求
1.一種手控車床，具有設(shè)置縱向?qū)к壍囊淮采?，裝在所述床身上的一個拖板，它具有一縱滑板，縱滑板與所述縱向?qū)к壔瑒咏佑|可沿縱向?qū)к壱苿硬⒃O(shè)有橫向?qū)к墸瑱M向?qū)к壌怪庇诳v向?qū)к壯由?，所述拖板還具有一橫滑板，橫滑板裝在所述縱滑板上與縱滑板一起沿縱向?qū)к壱苿?，橫滑板與所述橫向?qū)к壔瑒咏佑|并可沿橫向?qū)к壱苿樱b在所述床身上的一工作主軸，可繞一條平行于所述縱向?qū)к壍妮S線轉(zhuǎn)動，使所述工作主軸繞所述軸線轉(zhuǎn)動的主傳動裝置，一縱向進給傳動裝置，它具有一條第一絲杠，用來使所述縱滑板沿所述縱向?qū)к壸骺v向進給運動，一橫向進給傳動裝置，它具有一條第二絲杠，用來使所述橫滑板沿所述橫向?qū)к壸鳈M向進給運動，一個第一手輪，可轉(zhuǎn)動地安裝在所述床身上，可用手轉(zhuǎn)動以控制所述縱向進給傳動裝置，以及一個第二手輪，可轉(zhuǎn)動地安裝在所述床身上，可用手轉(zhuǎn)動以控制所述橫向進給傳動裝置，其特征在于所述縱向進給傳動裝置具有一臺第一三相交流調(diào)速可逆電動機，用來轉(zhuǎn)動所述第一絲杠，所述橫向進給傳動裝置具有一臺第二三相交流調(diào)速可逆電動機，用來轉(zhuǎn)動所述第二絲杠，所述第一和第二絲杠都是滾珠絲杠，第一和第二同步發(fā)生器可以分別連接于所述第一和第二手輪，并且適于輸送取決于所述手輪的轉(zhuǎn)動的輸出信號，設(shè)有第一和第二電動機控制裝置，以便根據(jù)所述第一和第二同步發(fā)生器的所述輸出信號分別控制所述第一和第二電動機，使有關(guān)絲杠以所述絲杠和有關(guān)的所述手輪間預(yù)選的速比轉(zhuǎn)動，以及設(shè)有一控制單元，控制單元具有手動數(shù)據(jù)輸入裝置和顯示裝置，所述手動數(shù)據(jù)輸入裝置用來輸入縱向進給和橫向進給的所需進給速率和所述速比的所需值，而所述顯示裝置用來顯示所述輸入數(shù)據(jù)和所述縱、橫滑板沿所述縱向和橫向?qū)к壍膶嶋H位置。
2.按照權(quán)利要求1所述的手控車床，其特征在于所述控制單元安裝在所述拖板上。
3.按照權(quán)利要求1所述的手控車床，其特征在于每個所述手輪配置一制動器，用來提供反抗所述手輪轉(zhuǎn)動的預(yù)定阻力。
4.按照權(quán)利要求1所述的手控車床，其特征在于設(shè)有一個四通中間開關(guān)，它裝在所述拖板上，用來控制所述第一和第二電動機電路的接通，以便以所述輸入數(shù)據(jù)所指示的進給速率進行所述的縱向進給運動和橫向進給運動。
5.按照權(quán)利要求1所述的手控車床，其特征在于所述主傳動裝置具有一手動雙速變速機構(gòu)和一臺第三三相交流調(diào)速可逆電動機，用來通過所述變速機構(gòu)轉(zhuǎn)動所述工作主軸，所述數(shù)據(jù)輸入裝置具有轉(zhuǎn)速輸入裝置，用來輸入指示所述工作主軸所需轉(zhuǎn)速的所需轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)，以及所述控制單元設(shè)有一控制輸出裝置，連接于所述第三電動機并可用來通過所述控制輸出裝置根據(jù)所述所需轉(zhuǎn)速數(shù)據(jù)控制所述第三電動機。
6.按照權(quán)利要求5所述的手控車床，其特征在于所述拖板具有一開關(guān)，該開關(guān)設(shè)有一手柄，并與所述控制單元有電連接，用來控制所述第三電動機電路的接通。
7.按照權(quán)利要求1所述的手控車床，其特征在于設(shè)置所述第一和第二電動機的控制裝置，以便分別按照所述第一和第二同步發(fā)生器分別發(fā)出的所述輸出信號來控制所述第一和第二電動機，從而使有關(guān)絲杠以所述電動機和有關(guān)的所述手輪間預(yù)選的速比轉(zhuǎn)動。
全文摘要
一種車床雖省去通常手控所需的傳動裝置，離合器，制動器和變速齒輪，但仍可簡單手控。這是因為該車床縱、橫滑板的進給傳動裝置分別具有三相交流調(diào)速可逆電機，用來驅(qū)動有關(guān)絲杠(滾珠絲杠)，控制拖板運動的手輪可調(diào)整各自的電同步發(fā)生器，各電同步發(fā)生器連接于有關(guān)電機的控制裝置，一控制單元最好裝在拖板上并具有輸入手輪和有關(guān)絲杠或電機間預(yù)定轉(zhuǎn)速比數(shù)據(jù)的手動數(shù)據(jù)輸入裝置和顯示輸入數(shù)據(jù)和滑板實際位置數(shù)據(jù)的顯示裝置。
文檔編號B23Q5/28GK1052443SQ90107620
公開日1991年6月26日 申請日期1990年9月11日 優(yōu)先權(quán)日1989年9月11日
發(fā)明者夫蘭斯·瑞切柏爾杰爾, 彼特·梅慧爾, 斯格夫雷德·格勞里 申請人:福斯特·阿爾彼勒·斯垣尼爾有限公司