SU1135593A1 - Устройство дл автоматической смены инструмента - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТА, содержащее магазин сменных узлов, сменные инструментальные магазины, сменные накладные инструментальные головки и авто-оператор с механической ручкой, отличающеес  тем, что, с целью расширени  технологических возможностей устройства, оно снабжено манипул тором дл  передачи сменных инструментальных магазинов и сменных накладных инструментальных головок из магазина сменных узлов в позицию смены и обратно, взаимодействующим с механической рукой автооператора, котора  выполнена четырехзахватной в виде двух пар оппозитно расположенных захватов , причем одна пара захватов установлена горизонтально, а друга  - вертикально, а гнезда инструментальных магазинов выполнены чередующимис  в вертикальной и горизонтальной плоскост х. 2.Устройство по п. I, отличающеес  тем, что магазин сменных узлов снабжен дополнительным гнездом, оснащенным приводом поворота сменного инструментального магазина, расположенного в зоне действи  автооператора. I 3.Устройство по п. 1, отличающеес  тем, что механическа  рука снабжена направл ющими дл  установки сменного инструментального магазина и сменной накладной инструментальной головки.

Description

оо сд ел

со

00

Изобретение относитс  к ста-нкостроению , а именно к металлорежущим станкам с числовым программным управлением и автоматической сменой инструмента.

Известны устройства дл  автоматической смены инструмента, содержащие магазин сменных узлов, сменные инструментальные магазины, сменные накладные инструментальные головки и автооператор с механической рукой 1.

Недостатком известных устройств дл  автоматической смены инструмента  вл етс  то, что они не обеспечивают автоматической смены инструмента в шпинделе сменных накладных инструментальных головок .

Цель изобретени  - расщирение технологических возможностей устройства дл  автоматической смены инструмента.

Указанна  цель достигаетс  тем, что устройство дл  автоматической смены инструмента , содержащее магазин сменных узлов , сменные инструментальные магазины, сменные инструментальные головки и автооператор с механической рукой, снабжено манипул тором дл  передачи сменных инструментальных магазинов и сменных накладных инструментальных головок из магазина сменных узлов в позицию и обратно, взаимодействующим с механической рукой автооператора, котора  выполнена четырехзахватной в виде двух пар оппозитно расположенных захватов, причем одна пара захватов установлена горизонтально, а друга  - вертикально, а гнезда инструментальных магазинов выполнены чередующимис  в вертикальной и горизонтальной плоскост х.

Кроме того, магазин сменных узлов снабжен дополнительным гнездом, оснащенным приводом поворота сменного инструментального магазина, расположенного в зоне действи  автооператора.

При этом механическа  рука снабжена направл ющими дл  установки сменного инструментального магазина и сменной накладной инструментальной головки.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - механическа  рука автооператора , общий вид; на фиг. 4 - то же, вид в плане; на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 3; на фиг. 7 - схема последовательности операций по смене инструмента в вертикальном шпинделе (а-к); на фиг. 8 - то же, в горизонтальном шпинделе (а-к).

На направл ющих стойки станка 1 установлена поперечина 2, на направл ющих которой смонтированы сани 3, несущие ползун 4. На торец ползуна 4 установлена сменна  накладна  инструментальна  головка 5. Р дом со станком 1 установлен магазин 6 сменных узлов, который снабжен неподвижными гнездами 7, расположенными вдоль станка и св занными между собой жестким корпусом магазина, в верхс ней части которого имеютс  направл ющие 8, на которых установлен манипул тор 9 с приводом перемещени  1G. Н& нижней плоскости верхней направл ющей 8 установлена зубчата  рейка 11, с которой зацепл етс  щестерн  12 привода перемещени  10 манипул тора 9. В неподвижных гнездах 1,

снаб.хенных базовыми опорными планками 13 и базирующими пальцами 14 и 15, установлены сменные узлы - накладные инструментальные Головки 5 .или магазины 16-18. Количество магазинов и головок зависит от конкретных условий гфоизводств а.

Магазин 6 сменных узлов снабжен дополнительным гнездом 19, в котором установлен привод поворота 20 сменного инструментального магазина 17 и гидроцилиндр 21 дл  его зажима. Зажимное устройство содержит стержень с цанговым захватом и установленные на стержне тарельчатые пружины дл  зажима. Дл  центрировани  инструментальных магазинов 17 на приводном валу 22 привода поворота предусмотрена центрирующа  шпонка 23. На Koipnyce привода 20 поворота инструментального магазина в нижней зго части установлен датчик 24 контрол  зан тости

гнезда инструментального магазина 17, содержащий бесконтактный конечный выключатель .

В ма.нипул торе 9 смонтирован, с возможностью осевого перемещени , приводной вал 25, также имеющий на торце центрирующую шпонку 26, котора  служит дл  ориентации и центр.ирова и  н. кладной инструментальной головхи или инструментального магазина, ПриЕ одной вал 25 на переднем конце имеет конусное отверстие и встроенный пружинно-гидравлический зажим , содержащий цангу, набор тарельчатых пружин и гидравлический ци.линдр, поршень которого занимает два положени , соответствующих положени м: «Зажато,

5 «Отжато,. Автооператор 27 с приводом перемещени  28 и механической рукой 29 , установлен на направл ющих станины 30, так что ось механической руки 29 находитс  на линии, соедин ющей центра щпиндельной бабки и .механизма поворота 20

0 инструментального магазина Г/, и снабжен гидроцилиндрол; 31 перемец1,ени  механической руки 29 и exa iизмoм поворота 32 ее на 90° и 180°.

Механическа  рука 29 автооператора 27

5 выполнена четырехзахватной, причем захваты смещены относительно друг друга на 90° и одна пара оппозитно расположенных захватов установлена горизонтально и

предназначена дл  транспортировки вертикально расположенных инструментов, а втора  - вертикально и предназначена дл  горизонтально расположенных инструментов .

Конструкци  всех четырех захватов одинакова .

Корпус механической руки 29 жестко соединен с валом 33 механизма поворота 32 и опираетс  при повороте на подшипники 34, установленные на ос х 35, смонтированных в кронштейнах 36, закрепленных на корпусе автооператора 27.

При перемещении механической руки 29 вверх и вниз она направл етс  двум  штангами 37, перемешаюш,имис  во втулках 38, неподвижно закрепленных в корпусе автооператора 27. На верхней плоскости механической руки 29 расположены две опорные планкиЛЗ, на которых установлены базирующие пальцы 14 и 15, служащие дл  установки на механическую руку 29 сменных накладных инструментальных головок и инструментальных магазинов. На этой же плоскости расположены два подвижных упора 39, которые смонтированы во втулках 40, неподвижно закрепленных в корпусе механической руки 29. Упор 39 взаимодействует с роликом 41, закрепленным на толкателе 42, смонтированным во втулке 43, запрессованной в корпусе механической руки 29, подпружиненной пружиной 44.

Каждый ИЗ горизонтальных и вертикальных захватов имеет две подвижные губки 45 и две неподвижнь1е губки 46. Неподвижные губки 46 служат дл  центрировани  инструментальной оправки в захвате, а подвижные губки 45 предназначены дл  зажима оправки с помощью пружины 47, воздействук )щей на подвижные губки 45 через упоры 48, поворачива  их вокруг осей 49. Дл  предохранени  инструмента от выпадени  предусмотрен замок, состо щий из толкател  42, имеющего клиновые поверхности , взаимодействующего с двум  плунжерами 50, смонтированными во втулках 51, запрессованных в корпус механической руки 29. Плунжеры 50 упираютс  в упорные винты 52 и, раздвига  подвижные губки 45, запирают инструмент.

Инструментальные магазины 17 закреплены на подставке 53, высота которых определ ет наибольшую длину устанавливаемого вертикально в гнездо магазина инструмента и, кроме того, обща  высота магазина вместе с подставкой должна быть равна высоте сменных узлов.

На нижней плоскости подставки имеютс  базовые поверхности, контактирующие с опорными базовыми планками 13 на механической руке 29 .и неподвижных гнездах 7 магазина сменных узлов 6, и отверсти  дл  базировани  по пальцам 14 и 15.

Корпус гнезда 54 закреплен неподвижно в корпусе инструментального магазина 17 и на переднем торце имеет две базирующие щпонки 55, которые контактируют с 5 двум  пазами на оправке 56 инструмента, и конусное отверстие дл  базировани  последних .

На цилиндрическом участке заднего конца оправки 56 выполнена сферическа  канавка , контактирующа  с шариками 57, расположенными в отверсти х корпуса гнезда 54, на наружном диаметре которого установлена с возможностью перемещени  втулка 58 с канавкой 59, в которую может западать щарик 57, когда канавка совмещаетс  с отверсти ми, в которых наход тс  шарики.

На наружном диаметре втулки 58 установлена пружина 60, упирающа с  в кольцо 61, зафиксированное в осевом направлении на корпусе гнезда 54 стопорным пружинным кольцом 62, и предусмотрен буртик, соединенный с вилкой 63, жестко св занной с толкателем 64, имеющим на конце ролик 65.

Дл  зажима оправки 56 в гнезде инструментального магазина предусмотрена захватна  часть 66, выполненна  в виде винта с цилиндрической головкой, ввернутого в хвостовик оправки 56.

На верхней стенке инструментального магазина 17 в ртверстии установлен фланец 67, в отверстии которого помещена пружина 68, котора  удерживает щуп 69 в нижнем положении, когда в гнезде, отсутствует оправка. В этом случае зазор между щупом 69 и бесконтактным выключателем датчика

24 контрол  зан тости гнезда увеличитс  и в систему управлени  поступит сигнал о том, что гнездо свободно.

Горизонтальное гнездо магазина отличаетс  тем, что нижний торец щупа 69 выполнен со скосом под углом 45° с тем, чтобы при вдвигании оправки в гнездо ее захватна  часть 66, воздействующа  на него, перемещала щуп 69 в вертикальном положении .

Дл  транспортировки, базировани  и

закреплени  накладные инструментальные головки, инструментальные магазины снабжены одинаковыми по конструкции присоединительными элементами: конусом, захватной частью 66, шпонками 55 и пазами 70.

0. Накладные инструментальные головки снабжены четырьм  отверсти ми 71 во фланце дл  креплени  на ползуне 4.

Сменные инструментальные магазины могут содержать любое количество чередующихс  горизонтальных и вертикальных гнезд дл  инструментов.

Предлагаемое устройство может быть непосредственно св зано с инструментальным отделением 72, где можно, организовать централизованную настройку и наладку инструмента и зар дку им инструментальных магазинов. Устройство работает следующим образом . Установка на ползун 4 и сн тие инструментальных головок 5 производитс  по про . грамме. При установке инструментальной головки на ползун 4 станка I, манипул тор 9 перемещаетс  по направл юодим 8 магазина сменных узлов 6 и останавливаетс  над гнездом 7, в котором находитс  инструментальна  головка 5. Приводной вал 25 перемещаетс  вниз, пока конус с захватной частью инструментальной головки не войдет в концевое отверстие приводного вала 25 и его центрирующие шпонки не войдут в пазы 70, предусмотренные на инструментальной головке. Происходит зажим, приводной вал 25 поднимаетс  вверх до упора, включает привод 10 перемещени  манипул тора 9 и приводна  щестерн  12, зацепл юща с  с рейкой И, закрепленной на верхнеи направл ющей о, перемещает манипу л тор 9 в позицию смены инструмента, когда оси шпинделей ползуна 4, манипул тора 9 и магазина 17 наход тс  на одной линии. В этой позиции находитс  автооператор 27 с опущенной в нижнее положение механической рукой 29, котора  после остановки манипул тора 9 поднимаетс  вверх, подводит опорные базовые планки 13 к нижней поверхности инструментальной головки, при этом базирующие пальцы 14 и 15 вход т в отверсти , предусмотренные в корпусе инструментальной головки. Происходит отжим захватной части конуса и механическа  рука 29 перемещаетс  в крайнее нижнее положение на автооператоре 27, который с помощью привода пере.мещени  28 сдвигаетс  вправо до совмещени  осей механической руки 29 с осью шпиндел  ползуна 4. Затем механическа  рука 29 перемещаетс  вверх, конус с захватной частью вводитс  в конусное отверстие шпиндел , центрирующие шпонки шпиндел  соедин ютс  с пазами 70 и зажимные штанги ползуна вход т в отверсти  71. Инструментальна  головка зажимаетс . При сн тии инструментальной головки с ползуна операции выполн ютс  в обратной последовательности. Автоматическа  смена иистру.ментальных магазинов производитс  следующим образом . По программе автооператор 27 из позиции ожидани  перемещаетс  в крайнее левое положение до совмещени  оси механической руки с осью инструментального магазина 17. Механическа  рука 29 из крайнего нижнего положени  поднимаетс  вверх. подводит базовые опорные планки 13 к поверхности основани  подставки 53 инструментального магазина 17, который установлен и закреплен на приводном валу 22 привода 20 поворота. Одновременно базирующие пальцы 14 и 15 механической руки 29 вход т в специальные отверсти  в подставке 53. Происходит центрирование инструментального магазина 17 на механической руке 29 с одновременным его отжимом в приводном валу 22. Механическа  рука 29 перемещаетс  в нижнее положение, конус с захватной частью выходит из конического отверсти  приводного вала 22 и автооператор 27 перемещаетс  вправо в позицию ожидани . Механическа  рука 29 поднимаетс  вверх до соприкоснове.нени  с торцом приводного вала 25 манипул тора 9, происходит зажим конуса в конусном отверстии приводного вала 25. Механическа  рука 29 перемещаетс  в нижнее положение и остаетс  в позиции ожидани . Манипул тор 9 перемещаетс  к гнезду 7 магазина сменных узлов 6, приводной вал 25, манипул тора 9 опускаетс  вместе с инструментальным магазином 17 и устакавливает его в гнездо 7, после чего происходит отжим конуса. Приводной вал 25 поднимаетс  вверх, а манипул тор 9 перемещаетс  к гнезду, где установлен инстру гентальпый магазин 18. Приводной вал 25 опускаетс  вн.чз, зажимает конус инструментального магазина 18, поднимает его в верхнее положение и манипул тор с магазином 8 перемещаетс  в позицию ожидани . Механическа  рука 29 - поднимаетс  вверх, центрирует инструментальный магазин 18, он освобождаетс  в приводно у валу 25, механическа  рука 29 с .магазино.м опускаетс  в нижнее полиже1{ие н автооператор перемещаетс  в крайнее левое положение , при этом ось .механической руки и центр инструментального магазина 18 совпадает с осью приводного вала 22 привода 20 поворота инструментального магазина . Механическа  рука 29 поднимает вверх, центр(1рует инструментальный магазин 17 в приводном валу 22, происходит его зажим. При этом инструментальный магазин сориентирован так, что в позиции схемы инструмента установлен очередной инструмент. Смена инструмента в вертикальном шпинделе ползуна 4 по сн етс  схемой на фиг. 7 и происходит следующим образом. Автооператор 27 с механической рукой 29 находитс  в положении ожидани  без инструментов в захватах. Автооператор 27 перемещаетс  к магазину 17, механическа  рука 29 горизонтальными захватами зажимает оправку инструмента . При этом упор 39 горизонтального захвата нажимает на ролик 65 толкател  64 и вилка 63 перемещает втулку 58, сжима  пружину 60 до совмещени  канавки 59 с отверстием в корпусе гнезда 54 и шарики 57 заход т в канавку 59, освобожда  оправку 56. Механическа  рука 29 опускаетс  вниз, вынима  инструмент из вертикального гнезда.

После освобождени  упора 39 подвижные губки 45 запираютс  замком, в котором толкатель 42 под , действием пружины 44 перемещаетс  а своей конусной частью раздвигает плунжеры 50, которые через упорные винты 52 поворачивают подвижные губки 45, расклинива  их.

Автооператор 27 перемещаетс  в позицию ожидани ; механическа  рука 29 поднимаетс  вверх. Сани 3 перемещаютс  по поперечине 2 в положение смены инструмента .

Автооператор 27 перемещаетс  вправо, захватывает инструментов шпинделе ползуна 4, который отжимаетс , и механическа  рука 29 перемещаетс  вниз. Происходит поворот механической руки на 180° и перемещение его вверх, после чего очередной инструмент зажимаетс  в шпинделе ползуна 4 и механическа  рука опускаетс  вниз, а автооператор 27 перемещаетс  X инструментальному магазину 17. Механическа  рука 29 поднимаетс  вверх и вставл ет инструмент в вертикальное гнездо инструментального магазина 17, при этом упор 39 нажимает на ролик 65, перемещает толкатель 64, вилку 63 и удерживает втулку 58 в верхнем положении, в котором кольцева  канавка 59 на внутреннем диаметре втулки 58 совпадает с отверсти ми в корпусе гнезда 54, где расположены шарики 57, которые захватной частью 62 задвигаютс  в канавку 59 и фиксируют оправку 56.

Автооператор 27 перемещаетс  в позицию ожидани , включаетс  привод 20 поворота инструментального магазина, который поворачиваетс  и выводит в позицию смекы очередной инструмент. Автооператор 27 перемещаетс  к инструментальному магазину, захватывает очередной инструмент и цикл повтор етс .

Смена инструмента в горизонтальном шпинделе накладной инструментальной головки 5 производитс  следующим образом .

Механическа  рука 29 поворачиваетс  на 90° так, чтобы вертикальные захваты были на оси шпиндел  инструментальной головки 5.

Автооператор 27 перемещаетс  влево, вынимает оправку из гнезда, перемещаетс  в позицию ожидани , где механическа  рука 29 опускаетс  вниз. Сани 3 ползуна 4 перемещаютс  влево, в позицию смены и останавливаютс . На ползуне 4 установлена инструментальна  головка 5, котора  в этой позиции всегда поворачиваетс  шпинделем к инструментальному магазину.

Автооператор 27 перемещаетс  вправо и останавливаетс , механическа  рука 29 поднимаетс  вверх, первым вертикальным захватом зажимает инструмент, установленный в щпинделе инструментальной головки , который разжимаетс  в щпинделе и автооператор с инструментом перемещаетс  влево в промежуточную позицию. Ме-ханическа  рука 29 поворачиваетс  на 180°, автооператор 27 перемещаетс  вправо, вставл ет другой инструмент, а щпиндель инструментальной головки 5 и механическа  рука 29 опускаетс  вниз.

Автооператор 27 перемещаетс  в по-зицию ожидани  и механическа  рука 29 поднимаетс  вверх, после чего автооператор перемещаетс  к инструментальному магазину 17, вставл ет инструмент в свободное гнездо, механическа  рука опускаетс  вниз и ее левый захват освобождаетс  от инструмента и автооператор перемещаетс  вправо, в позицию ожидани .

Включаетс  привод 20 поворота инструментального магазина дл  поиска следующего инструмента. Далее цикл повтор етс .

Оснащение устройства дл  автоматической смены инструмента манипул тором дл  передачи сменных инструментальных магазинов и сменных накладных инструментальных головок, взаимодействующим с механической рукой автооператора, котора  выполнена четырехзахватной, позкол ет осуществл ть автоматическую смену инструмента в шпинделе ползуна и шпинделе сменной накладной инструментальной головки, что значительно расшир ет технологические возможности станка.

Фив.1 Ф 2Х1

Claims (3)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТА, содержащее магазин сменных узлов, сменные инструментальные магазины, сменные накладные инструментальные головки и автооператор с механической ручкой, отличающееся тем, что, с целью расширения технологических возможностей устройства, оно снабжено манипулятором для передачи сменных инструментальных магазинов и сменных накладных инструментальных го ловок из магазина сменных узлов в позицию смены и обратно, взаимодействующим с механической рукой автооператора, которая выполнена четырехзахватной в виде двух пар оппозитно расположенных захватов, причем одна пара захватов установлена горизонтально, а другая — вертикально, а гнезда инструментальных магазинов выполнены чередующимися в вертикальной и горизонтальной плоскостях.

2. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что магазин сменных узлов снабжен дополнительным гнездом, оснащенным приводом поворота сменного инструментального магазина, расположенного в зоне действия автооператора.

3. Устройство по π. 1, отличающееся тем, что механическая рука снабжена направляющими для установки сменного инструментального магазина и сменной накладной инструментальной головки.

>