4.5 Mecanisme de indexare


Mecanismul este un sistem de elemente rigide, aranjate și conectate pentru a transmite mișcarea într-o manieră predeterminată. Mecanismele de indexare transformă, în general, o mișcare de rotație sau oscilatorie într-o serie de mișcări în trepte ale legăturii sau arborelui de ieșire. În mașini-unelte, scula de așchiere trebuie să fie indexată în turela sculei după fiecare operație. De asemenea, în mașinile de producție, produsul trebuie să fie indexat de la stație la stație și trebuie oprit în cazul în care se efectuează orice operație în stație. Astfel de mișcări pot fi realizate prin mecanisme de indexare. Mecanismele de indexare sunt utile și pentru avansul mașinilor-unelte. Există mai multe metode utilizate pentru a indexa, dar tipuri importante sunt mecanismul cu clichet, cremalieră și pinion, mecanismul Geneva și drive-ul cu camă. 

1. Mecanism cu clichet  

(pawl este o componentă mecanică care se angajează cu o altă componentă pentru a preveni mișcarea într-o direcție sau pentru a preveni mișcarea cu totul. Este un tip de zăvor).

Fig. 4.5.1 Mecanism cu clichet  

Un clichet (ratchet) este un dispozitiv care permite mișcare liniară sau rotativă într-o singură direcție. Figura 4.5.1 prezintă o schemă a lui. Este utilizat în mașini rotative pentru a indexa mesele de indexare acționate cu aer. Clichetul constă dintr-o roată angrenată și un pawl pivotant încărcat cu arc care angajează dinții. Dinții sau pawl, sunt într-un unghi astfel încât atunci când dinții se mișcă într-o direcție, pawl alunecă între dinți. Arcul forțează pawl înapoi în spațiul dintre următorii dinți. Clichetul și pawl nu sunt interblocate mecanic, deci ușor de configurat. Masa se poate deplasa excesiv, dacă masa este grea, atunci când ele sunt decuplate. Întreținerea acestui sistem este ușoară.

2. Mecanism cu cremalieră și pinion 

Fig. 4.5.2 Mecanism cu cremalieră și pinion

Un angrenaj cremalieră și pinion transformă de obicei mișcarea rotativă de la un pinion în mișcare liniară a unei cremaliere (rack).  Dar în mecanismul de indexare, cazul invers este valabil. Dispozitivul folosește un piston pentru a acționa cremaliera, care determină pinionul și masa de indexare atașată la rotire (fig. 4.5.2). Un ambreiaj este utilizat pentru a asigura rotirea în direcția dorită. Acest mecanism este simplu, dar nu este considerat adecvat pentru operarea de mare viteză.   

3. Mecanismul Geneva (crucea malteză) 

 Fig. 4.5.3 Mecanismul Geneva 

Mecanismul Geneva traduce o rotație continuă într-o mișcare rotativă intermitentă. Roata de antrenare rotativă are un știft care ajunge într-o fantă a roții conduse. Roata de antrenare are, de asemenea, un disc de blocare circular ridicat care blochează roata condusă în poziția dintre trepte (Fig. 4.5.3). Există trei tipuri de mecanisme de mișcare Geneva și anume externe, interne și sferice.  Mecanismul Geneva sferic este foarte rar utilizat. În cea mai simplă formă, roata antrenată are patru fante și, prin urmare, pentru fiecare rotație a roții motrice avansează cu un pas de 90°. Dacă roata antrenată are n fante, aceasta avansează cu 360°/n pe rotația completă a roții motrice. 

Într-o acționare Geneva internă, axa roții motrice a unității interne este sprijinită pe o singură parte (Fig. 4.5.4). Unghiul cu care roata de antrenare trebuie să se rotească pentru a efectua o rotație de un pas a roții conduse este întotdeauna mai mic de 180° într-un mecanism Geneva extern și este întotdeauna mai mare de 180° într-un mecanism Geneva intern. Forma externă este mai  frecventă, deoarece poate fi construită mai mică și poate rezista la solicitări mecanice mai mari.   

 Fig. 4.5.4 Mecanismul Geneva intern  

Deoarece roata condusă este mereu sub controlul deplin al driver-ului, impactul este o problemă. Poate fi redus prin conceperea știftului în așa fel încât știftul să ridice elementul condus cât mai încet. Ambele mecanisme Geneva pot fi utilizate pentru aplicații cu sarcini ușoare și grele. În general, sunt utilizate în mașini de asamblare.

Mișcarea liniară intermitentă din mișcare rotativă poate fi obținută și cu ajutorul mecanismului Geneva  (Fig. 4.5.5). Acest tip de mișcare este practic necesar în ambalare, operațiuni de asamblare, ștampilare, operațiuni de ștanțare în automatizarea producției.  

Fig. 4.5.5 Mișcare liniară intermitentă folosind mecanismul Geneva

4. Mecanismul cu came   

Fig. 4.5.6 Mecanismul cu camă 

Mecanismul cu came este una dintre metodele exacte și fiabile de indexare. Este utilizat pe scară largă în industrie, în ciuda faptului că costul este relativ mare în comparație cu mecanisme alternative. Cama poate fi proiectată pentru a da o varietate de  caracteristici de viteză și temporizare. Urmăritorul camelor utilizat în mecanismul de indexare are mișcare rotativă unidirecțională, mai degrabă decât mișcare rotativă oscilantă, cum este, de obicei, cazul camelor axiale. Geometria suprafeței camei este mai complicată într-un tip de came supraindexate încrucișat, așa cum se arată în figura 4.5.6. 

5. Aplicații ale mecanismelor de indexare   

Unele dintre aplicațiile mecanismului de indexare sunt discutate mai jos. 

5.1 Mișcarea proiectoarelor de imagine  

Fig. 4.5.7 Mișcarea proiectorului de imagini cu mecanism Geneva 

Mecanismul de acționare Geneva este utilizat în proiectoarele de film convențional-mecanice. Figura 4.5.7 prezintă schema proiectorului de film cu mecanismul Geneva. Filmul nu rulează continuu prin proiector. Se impune ca filmul să avanseze cadru cu cadru și să stea nemișcat în fața obiectivului pentru o fracțiune de secundă. Proiectoarele de film moderne folosesc un mecanism de indexare controlat electronic, care permite transmisia rapidă a peliculei.

5.2 Linii de transfer automate de asamblare a lucrărilor 

Fig. 4.5.8 Linie automată de asamblare 

 În liniile de asamblare, piesele care urmează să fie asamblate trebuie mutate peste mașina-unealtă de asamblare (Fig. 4.5.8). Aceasta se face folosind mecanismul de indexare. Piesa de pe masă este indexată pentru a fi în linie cu unitatea de asamblare. Odată ce asamblarea este terminată, masa este indexată pentru a obține următoarea piesă în linie cu asamblarea. 

5.3 Schimbătoare de scule CNC  

Fig. 4.5.9 Schimbător de scule CNC 

În mecanismul de schimbare a sculei CNC, magazia de scule trebuie să fie indexată pentru a aduce unealta dorită în conformitate cu brațul de schimbare a sculei (Fig. 4.5.9). Brațul care schimbă scula alege scula de tăiere din ax. Apoi este indexat pentru a ajunge la magazia de scule. Scula este plasată în magazie. Apoi magazia este indexată pentru a aduce următoarea sculă de tăiere care trebuie aleasă de brațul schimbător. Din nou brațul de schimbare a sculei indexează pentru a ajunge la ax.

5.4 Stație de inspecție a materialelor  

 Fig. 4.5.10 Masă rotativă cu indexare cu came 

Aici se utilizează o masă indexată rotativ pentru a transporta piesele pentru operarea de inspecție. Acest dispozitiv index transportă piesele în mișcare de rotație și se oprește intermitent o perioadă fixă ​​de timp pentru inspecție. Un mecanism de came este utilizat pentru a indexa masa (Fig. 4.5.10).