CZ17792U1 - Revolving manipulator - Google Patents

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká otočného manipulátoru, zejména pro obráběcí stroje s automatickým provozem.The technical solution relates to a rotary manipulator, especially for machine tools with automatic operation.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Pro vkládání obrobků do pracovního prostoru obráběcího stroje, zejména stroje s automatickým řízením, se používají manipulátory. Obrobek, který má být v obráběcím stroji obráběn, je třeba vložit do osy obrábění a zároveň jej přitlačit na axiální doraz umístěný v této ose. U kratších obrobků je možno tuto manipulaci provést jedním otáčivým pohybem. U delších obrobků, tj.Manipulators are used for inserting workpieces into the working space of a machine tool, especially machines with automatic control. The workpiece to be machined in the machine tool must be inserted into the machining axis and pressed against the axial stop located in this axis. For shorter workpieces, this manipulation can be accomplished in one rotary motion. For longer workpieces, ie.

takových, jejichž délka je několikanásobně větší než šířka, dosud známé manipulátory neumožňují provést tuto manipulaci jedním pohybem, neboť otáčením dlouhého obrobku do polohy na pevný axiální doraz v ose obrábění by vlivem nepřesností pohybu, tj. nedojetím nebo přejetím úhlu otočení, nastala nepřípustná úhlová odchylka podélné osy takového obrobku oproti ose obrábění. Proto se uvedená manipulace provádí ve dvou krocích tak, že obrobek se nejdříve pří15 mým pohybem přesune do osy obrábění a následujícím druhým pohybem se opře o axiální doraz, přičemž druhý pohyb nastává až po ukončení prvního pohybu. To však způsobuje složitější ovládání manipulátoru a časové ztráty při obrábění, které jsou významné zejména u obráběcích strojů s automatickým provozem.The known manipulators do not allow such manipulation in a single movement as their length is several times greater than the width, since rotating a long workpiece to a fixed axial stop in the machining axis would result in an inaccurate angular deviation due to inaccurate movement, i.e. the longitudinal axis of such a workpiece relative to the machining axis. Therefore, said handling is carried out in two steps such that the workpiece is first moved in a straight line to the machining axis and is supported by the subsequent second movement on the axial stop, the second movement only after the first movement has been completed. However, this results in more complicated handling of the manipulator and time loss during machining, which is particularly important for machine tools with automatic operation.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Výše uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje otočný manipulátor, zejména pro obráběcí stroje s automatickým provozem, v provedení podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z nosného tělesa pružně spojeného s pevným základem a opatřeného otočně uloženým ramenem s chapačem, kde osa otáčení ramena je kolmá k dráze posuvu nosného tělesa vlivem jeho pružného spojení, přičemž kroutící moment otáčení ramena je větší než moment síly pružného spojení nosného tělesa s pevným základem.The aforementioned drawbacks are largely eliminated by the rotary manipulator, in particular for machine tools with automatic operation, in the embodiment according to the technical solution, which consists in that it consists of a supporting body resiliently connected to a solid foundation and provided with a pivotally mounted arm with a hook the rotation of the arm is perpendicular to the displacement path of the support body due to its resilient connection, wherein the torque of rotation of the arm is greater than the moment of force of the resilient connection of the support body to the solid foundation.

Je výhodné, jestliže nosné těleso je s pevným základem spojeno pomocí nejméně dvou plochých pružin.Preferably, the support body is connected to the solid foundation by means of at least two flat springs.

Pevný základ manipulátoru může být opatřen prostředky pro ustavení jeho polohy vůči obráběcímu stroji, případně může být pevně nebo nastavitelně spojen s rámem obráběcího stroje.The rigid base of the manipulator may be provided with means for positioning it relative to the machine tool, or it may be fixed or adjustable to the machine tool frame.

Otočný manipulátor podle technického řešení umožňuje přesné vkládání obrobků, zejména takových, jejichž délka je několikanásobně větší než šířka, do osy obrábění v pracovním prostoru obráběcího stroje a zároveň přitlačení součásti na doraz, a to pouze jedním pohybem. Výhodami tohoto technického řešení oproti dosud známým řešením je zkrácení doby manipulace s obrobkem na polovinu, zjednodušení ovládání a tím výrazné zvýšení produktivity obráběcího stroje.The rotary manipulator according to the invention enables precise insertion of workpieces, especially those whose length is several times greater than the width, into the machining axis in the working space of the machine tool and at the same time pressing the part to the stop in just one movement. The advantages of this technical solution over the previously known solutions are to reduce the workpiece handling time in half, simplify the operation and thus significantly increase the productivity of the machine tool.

Další výhodou jsou menší zastavěné prostory.Another advantage is the smaller built-up areas.

Přehled obrázků na výkresechBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Otočný manipulátor podle technického řešení je schematicky znázorněn na připojených výkresech. Na obr. 1 je zobrazen otočný manipulátor v základní poloze, tj. při uchopení obrobku před jeho otáčením, na obr. 2 je otočný manipulátor v poloze před dokončením otáčení, kdy obrobek se dotýká axiálního dorazu upínače obráběcího stroje, avšak dosud není umístěn přesně v ose obrábění, a na obr. 3 je otočný manipulátor v poloze při otočení obrobku do osy obrábění a dotlačení na axiální doraz upínače při současném působení pružného spojení nosného tělesa s pevným základem, vše v čelním pohledu.The rotary manipulator according to the invention is shown schematically in the attached drawings. Fig. 1 shows the rotary manipulator in the basic position, i.e. when gripping the workpiece before it is rotated, Fig. 2 shows the rotary manipulator in the position before the rotation is complete, where the workpiece touches the axial stop of the machine tool clamp, 3, the rotary manipulator is in the position when the workpiece is rotated to the machining axis and pressed against the axial stop of the clamp while the resilient connection of the support body to the solid foundation is applied, all in front view.

- 1 CZ 17792 Ul- 1 CZ 17792 Ul

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solution

Otočný manipulátor sestává z nosného tělesa J, které je spojeno pomocí plochých pružin 2 s pevným základem 3 a které je opatřeno otočně uloženým ramenem 4 s chapačem 5 pro uchopení přesouvaného obrobku 6. Otočné rameno 4 se otáčí kolem osy 7 rotace, která je kolmá k dráze posuvu nosného tělesa 1. vlivem jeho pružného spojení s pevným základem 3. Vzájemné silové poměry mezi ramenem 4 a plochými pružinami 2 jsou takové, že kroutící moment otáčení ramena 4 vůči nosnému tělesu 3 je větší než moment síly plochých pružin 2 vůči pevnému základu 3. Pevný základ 3 je opatřen prostředky pro přesné ustavení otočného manipulátoru vůči obráběcímu stroji, případně může být pevně či nastavitelně spojen s rámem obráběcího stroje.The rotary manipulator consists of a support body J which is connected by means of flat springs 2 to a fixed base 3 and which is provided with a pivotally mounted arm 4 with a gripper 5 for gripping the workpiece 6 to be moved. The relative forces between the arm 4 and the flat springs 2 are such that the torque of rotation of the arm 4 relative to the support body 3 is greater than the moment of force of the flat springs 2 relative to the solid base 3. The rigid base 3 is provided with means for precisely aligning the rotary manipulator with respect to the machine tool, or it can be fixed or adjustable to the machine tool frame.

ío Otočný manipulátor pracuje tak, že v základní poloze manipulátoru, kdy ploché pružiny 2, a tedy ani nosné těleso i nejsou vychýleny, se obrobek 6 vloží do chapače 5 ramena 4, přičemž dosedací plocha obrobku 6 je ve vzdálenosti a od podélné osy 8 ramena 4. Poté následuje otáčení ramena 4 kolem osy 7 jeho otáčení. Před dokončením otáčení se obrobek 6 opře o axiální doraz 9 upínače 10 obráběcího stroje, avšak vzhledem ke své délce pouze částí své dosedací plochy, a jeho volný konec je oproti ose 11 obrábění vychýlen. Obrobek 6 tedy není v přesné axiální poloze nutné pro upnutí a následné obrábění. V tomto okamžiku se nachází podélná osa 8 otočného ramena 4 ve vzdálenosti b od axiálního dorazu 9 upínače 10, přičemž ploché pružiny 2 ani nosné těleso i nejsou dosud vychýleny. Pokračujícím otočným pohybem ramena 4 se obrobek 6 opře o axiální doraz 9 upínače 10 celou svou dosedací plochou, a protože kroutící moment otáčení ramena 4 je větší než moment síly plochých pružin 5, dokončí se otáčivý pohyb tak, že dojde k vychýlení plochých pružin 2 s nosným tělesem 3, a tedy k posunutí osy 7 otáčení ramena 4 ve směru rovnoběžném s osou H obrábění o vzdálenost rovnající se rozdílu vzdáleností a, b. Tím se obrobek 6 bez ohledu na odchylky jeho rozměrů vždy přesune do osy 11 obrábění.The rotary manipulator operates in such a way that in the basic position of the manipulator, when the flat springs 2 and hence the support body 1 are not deflected, the workpiece 6 is inserted into the gripper 5 of the arm 4, 4. This is followed by rotation of the arm 4 about the axis 7 of its rotation. Before the rotation is complete, the workpiece 6 is supported on the axial stop 9 of the machine tool clamp 10, but with respect to its length only a part of its bearing surface, and its free end is deflected from the machining axis 11. Thus, the workpiece 6 is not necessary in the exact axial position for clamping and subsequent machining. At this point, the longitudinal axis 8 of the pivot arm 4 is at a distance b from the axial stop 9 of the clamp 10, where the flat springs 2 and the support body 1 are not yet deflected. By continuing the pivoting movement of the arm 4, the workpiece 6 is supported against the axial stop 9 of the clamp 10 with its entire bearing surface, and since the torque of rotation of the arm 4 is greater than the force of the flat springs 5, the pivoting movement is completed the workpiece 3, and thus to move the axis of rotation 7 of the arm 4 in a direction parallel to the machining axis H by a distance equal to the difference of distances a, b. In this way, the workpiece 6 is always moved to the machining axis 11.

Po skončení otáčení ramena 4 je obrobek 6 zapolohován v ose 11 obrábění a zároveň dotlačen na axiální doraz 9 upínače 10 a může se upnout. Po uvolnění chapače 5 se rameno 4 může vrátit do základní polohy.After the rotation of the arm 4 is complete, the workpiece 6 is positioned in the machining axis 11 while being pressed against the axial stop 9 of the clamp 10 and can be clamped. After loosening the hook 5, the arm 4 can return to the home position.

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Otočný manipulátor lze využít pro manipulaci s jakýmikoliv obrobky. Zejména je vhodný pro manipulaci s delšími obrobky obráběnými v obráběcích strojích s automatickým provozem.The rotary manipulator can be used to handle any workpiece. It is particularly suitable for handling longer workpieces machined in automatic machine tools.

NÁROKY NA OCHRANUPROTECTION REQUIREMENTS

Claims (4)

1. Otočný manipulátor, zejména pro obráběcí stroje s automatickým provozem, vyznačující se tím, že sestává z nosného tělesa (1) pružně spojeného s pevným základem (3) a opatřeného otočně uloženým ramenem (4) s chapačem (5), kde osa (7) otáčení ramena (4) je kolmá k dráze posuvu nosného tělesa (1) vlivem jeho pružného spojení s pevným základem (3),Rotary manipulator, in particular for machine tools with automatic operation, characterized in that it consists of a support body (1) resiliently connected to a fixed base (3) and provided with a pivotally mounted arm (4) with a gripper (5), wherein the axis ( 7) rotation of the arm (4) is perpendicular to the displacement path of the support body (1) due to its resilient connection to the solid foundation (3), 35 přičemž kroutící moment otáčení ramena (4) je větší než moment síly pružného spojení nosného tělesa (1) s pevným základem (3).35, wherein the torque of rotation of the arm (4) is greater than that of the resilient connection of the support body (1) to the solid foundation (3). 2. Otočný manipulátor podle nároku 1, vyznačující se tím, že nosné těleso (1) je spojeno s pevným základem (3) pomocí alespoň dvou plochých pružin (2).Rotary manipulator according to claim 1, characterized in that the support body (1) is connected to the fixed base (3) by means of at least two flat springs (2). 3. Otočný manipulátor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že pevnýRotary manipulator according to claim 1 or 2, characterized in that it is fixed 40 základ (3) je opatřen prostředky pro ustavení polohy manipulátoru vůči obráběcímu stroji.The base (3) is provided with means for positioning the manipulator relative to the machine tool. 4. Otočný manipulátor podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že pevný základ (3) je pevně nebo nastavitelně spojen s rámem obráběcího stroje.Rotary manipulator according to claim 1 or 2, characterized in that the rigid base (3) is fixed or adjustable to the machine tool frame. 3 výkresy3 drawings CZ 17792 UlCZ 17792 Ul Obr.1Fig.1 -3CZ 17792 Ul-3EN 17792 Ul Obr.2Fig.2