Манипулятор для автоматической смены инструмента

 

Изобретение относится к станкостроению и может применяться в многоцелевых станках типа обрабатывающего центра для комплексной обработки деталей. Цель изобретения - повышение универсальности за счет обеспечения возможности обслуживания станков с различным расположением магазина инструментов. Копир 8 манипулятора установлен на станине станка шарнирно и содержит руку с рычагом 10 для захвата инструмента в магазине и шпинделе. Перемещение руки и поворот корпуса 1 манипулятора от магазина в плоскость к шпинделю осуществляется от единого двигателя поступательного действия, например силового цилиндра 2, смонтированного в корпусе 1 манипулятора . Управление перемещением руки с рычагом 10 осуществляется кулачком, кинематически связанным со штоком 4 цилиндра 2 и копиром 8 посредством пальцев 9, установленных на руке. Управление перемещением корпуса 1 манипулятора осуществляется неподвижно закрепленным на станине станка копиром 20, с которым взаимодействуют ролики 17 и 18, смонтированные на щтоке 4. 10 ил. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 В 23 3155

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ """" " Г » (61) 1294558 (21) 4048422/25-08 (22) 03.04.86 (46) 23.06.88. Бюл. ¹ 23 (75) К. А. Украженко (53) 621.9-114-229.29 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1294558, кл. В 23 Я 3/155, 1985. (54) МАНИПУЛЯТОР ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТА (57) Изобретение относится к станкостроению и может применяться в многоцелевых станках типа обрабатывающего центра для ком иле кс но и об р аб от к и де талей. Ile ль и з обретения — повышение универсальности за счет обеспечения возможности обслуживания станков с различным расположением магазина инструментов. Копир 8 манипулятора

„„SU„„1404247 A 2 установлен на станине станка шарнирно и содержит руку с рычагом 10 для захвата инструмента в магазине и шпинделе. Перемещение руки и поворот корпуса 1 манипулятора от магазина в плоскость к шпинделю осуществляется от единого двигателя поступательного действия, например силового цилиндра 2, смонтированного в корпусе 1 манипулятора. Управление перемещением руки с рычагом 10 осуществляется кулачком, ки нематически связанным со штоком 4 цилиндра 2 и копиром 8 посредством пальцев 9, установленных на руке. Управление перемещением корпуса 1 манипулятора осуществляется неподвижно закрепленным на станине станка копиром 20, с которым взаимодействуют ролики 17 и 18, смонтированные на штоке 4. 10 ил.

1404247

Изобретение относится к станкостроению, может найти применение в многоцелевых станках типа «Обрабатываюгций центр» для комплексной обработки деталей и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1294558.

Целью изобретения является повышение универсальности за счет обеспечения возможности обслуживания станков с различным расположением магазина инструментов.

На фиг. l изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 — то же, вид сверху; на фиг. 3 — вид А на фиг. 2; на фиг. 4 --- вид

Б на фиг. 2; на фиг. 5 — развертка кулачка; на фиг. 6 — развертка копира; на фиг. 7 дополнительный неподвижный копир; на 15 фиг. 8 — разрез  — В на фиг. 7; на фиг. 9— траектории перемещения пальцев и роликов:

I — по кулачку, II по копиру, I II — по дополнительному неподвижному копиру; на фиг. 10 — алгоритм работы манипулятора.

Манипулятор состоит из корпуса i, в котором встроен исполнительный орган, например силовой цилиндр 2 с поршнем 3 и штоком 4. С штоком 4 нри помощи планки

5 жестко связан кулачок 6, который имеет замкнутый профиль и расположен внутри ру 25 ки с толкателем 7. Рука с толкателем 7 взаимодействует с кулачком 6 и копиром 8, жестко связанным с корпусом 1 при помощи пальцев 9 (по меньшей мере одного). Для симметричного распределения сил желатель".) Г1 но иметь по два пальца 9 на каждом профиле кулачка и копира. Пальцы 9 жестко закреплены на толкателе 7, в сечении оба конца одного пальца различны. С профилем кулачка 6 взаимодействует конец пальца 9 круглого сечения, а с профилем копира 8-квадратного сечения для надежной работы толкателя 7 при граничных зонах выполне ния команд ротация -- выдвижение и наоборот. На конце руки с толкателем 7 имеется рычаг 10 для захвата инструмента в магазине и шпинделе станка. I-iа кулачке 6 40 и копире 8 установлены упоры 11 — 13 од ностороннего действия, минимальное количество которых может быть равно одному.

Они служат для надежного слежения пальцами 9 за профилями кулачка 6 и копира 8

4 (фиг. 5 и 6) согласно траекториям (фиг 9).

Целесообразно применять число упоров I l, равное числу пальцев 9, т.е. -- два, а упоров 12 и 13 — по одному. Узоры 11 можно установить на одной оси, так как угловой шаг между ними составляет 180 . В исходное положение упоры 11 и 12 возвращаются при помощи пружин кручения, а упор 13 —при помощи пластинчатой пружины 14. Для технологичности изготовления копир 8 содержит два кольца 15 и 16, ограничиваюгцих его профиль с торцов, и в то же время они центрируют руку с толкателем 7. На хвостовике кулачка 6 установлены два ролика 17 и 18 при помоши кронштейна 19 на расстоянии друг от друга. Ролики 17 и 18 взаимодействуют с дополнительным неподвижным копиром 20, закрепленным на станине станка (который для технологичности изготовления может состоять из двух частей). При прямом ходе штока 4 ведущим является ролик 17, а при обратном — ролик 18. Криволинейный профиль кулачка-копира 20 может быть выполнен по дуге окружности радиусом R. Координаты радиуса R по отношению к прямолинейным участкам профиля определяются исходя из угла давления А . Расстояние между роликами 17 и 18 зависит от величин

К и Х при р -=const, где g — угол подъема профиля. Неподвижный копир 20 содержит откидной фиксируемый профиль — — двуплечую серьгу 21 с плечами М и Х, спжащую для пропускания ролика 17 в обоих направлениях. Серьга 21 имеет .париковый фиксатор 22, а на поверхности копира имеется два полусферических гнезда, служащих для фиксации серы и 21 в двух положениях. В корпусе 1 предусмотрен паз Е и на копире

8 паз Д (фиг. 1) для пропускания кронштейна 19. Для переключения на реверс цилиндра 2 служит конечный выклк>чатель 23., который срабатывает от нажатия планки 5 и дает команду на распределитель. Манипулятор установлен в станине станка шарнирно в подшипниковых опорах при помоши оси

24. Центр оси 24 — — точка S (фиг. 7).

Манипулятор работает согласно алгоритму (фиг. 10) .

ГIри подаче рабочей среды в штоковую полость цилиндра 2 шток 4 с кулачком 6 перемегцаются вправо (прямой ход) . Рука с толкателем 7 и рычагом 10 поворачиваются на угол ы. tp, пальцы 9 следят одновременно за профилем кулачка 6 на участке Оа и за профилем копира 8 на участке (— — — "% D).

Происходит захват инструмента рычагом 10 в магазине станка. При дальнейшем перемещении штока 4 пальцы 9 следят за профилем копира 8 Hd участке аЬ, за профилем кулачка 6 слежение в это время не происходит. так как не позволяет профиль копира 8. Рычаг 10 извлекаеT инструмент из магазина.

Ролик 17 следит за профилем копира 20 на прямом участке Оа и аЬ и, следовательно, ролик 18 также перемещается на расстояние О(з (фиг. 7) . Затем пальцы 9 следят за профилем кула i<2

6 на участке Ьс и копира 8 íà ) ча=тке очи — — l3) . 1ро исходHT ротацHB DYKH HB угол с,„ и поворот корпуса манипулятора на 90 . Ролики 17 и 18 в это время следят за криволинейными участками профиля копира 20, и кулачок 6 перемещается па расстояние, равное

1404247

Форл ула изобретения

Bud4

Фиг. 2

bS — cS= bC где bS„ — плечо поворота манипулятора; сс, -плечо поворота манипулятора, приче™м Ь+ ф = g где 1 — расстояние между роли кам и 17 и 18.

Далее пальцы 9 следят за профилем кулачка 6 на участке cd и копира 8 на участке (— — О- — 3i D) . Происходит ротация p v KH

d.» ти1И

560 с толкателем 7 на угол<к и 1,и и захват рычагом 10 инструмента в шпинделе станка.

Затем пальцы 9 следят за профилем копира

8 на участке de, слежение за профилем кулачка 6 в это время не происходит, так как не позволяет профиль копира 8. Рычаг 10 извлекает инструмент из шпинделя станка.

В конце прямого хода штока 4 пальцы 9 следят за профилем кулачка 6 на участке

et и копира 8 на участке — —, в конце участ%0 ка ef они взаимодействуют с упорами 12 и 13 соответственно. Происходит ротация руки с толкателем 7 на угол 180 . Ролик 17 в это время следит за профилем копира 20 на участках cd, de u ef и, следовательно, ролик

18 также перемещается на расстояние cf.

При прохождении роликом 17 участка ef он взаимодействует с плечом М серьги 21, поворачивая ее на угол у (фиг. 7) . После этого планка 5 своим торцом воздействует на конечник, который дает команду на распределитель цилиндра 2. Рабочая среда подается в бесштоковую полость цилиндра 2.

Шток 4 и кулачок 6 перемещаются влево (обратнь|й ход). Пальцы 9 следят за профилем кулачка 6 на участке fe (взаимодействуя в конце хода с откидными упорами 11) и копира 8 на участке ed. Замененный инструмент устанавливается в шпинделе станка. Ролик 17 при прохождении участка fe взаимодействует с плечом N серьги 21, которая поворачивается на угол — g, и становится в исходное положение. Далее пальцы 9 следят за профилем кулачка 6 на участке dc

I и копира 8 на участке Д % D Проис10

25 ходит ротация руки на угол — " игй. Ролики

17 и !8 в это время перемещаются на расстояние cf. Затем пальцы 9 следят за профилем кулачка 6 на участке cb и копира 8 на участке "" 3 D. Манипулятор в это

360 время поворачивается на угол — 90, так как ролики 18 и 17 следят за криволинейным профилем копира 20, а рука — на угол — а

После этого пальцы 9 следят за профилем копира 8 на участке ba, слежение за профилем кулачка 6 в это время не происходит.

Замененный инструмент устанавливается в ма газин и в юнце цикла пальцы 9 следят за профилем кулачка 6 на участке аО и копира

8 на участке — — — fi D. Происходит ротаЧ Ф ИЖ

360 ция руки с толкателем 7 на угол — д. и,, т.е. возврат ее в исходное положение. Ролик

17 в это время следит на прямом участке

Ъа и аО профиля копира 20, ролик 18 также перемещается на расстояние ЬО. На этом цикл по смене инструмента заканчивается и манипулятор готов к следующему циклу.

Для уменьшения хода поршня 3 необходимо оптимизировать ход руки по извлечению инструмента из магазина и ротацию руки, оптимизи рова в диаметр и угол давления кулачка 6.

Манипулятор для автоматической смc íû инструмента по авт. св. М 1294558, отличии>и1ийея тем, что, с целью повышения универсальности за счет обеспечения возможности обслуживания станков с различным расположением магазина инструментов. он снабжен дополнительным кулачковым механизмом с роликами и неподвижным копиром, имеющим криволинейные и прямолинейные участки для взаимодействия с упомянутыми роликами, при этом копир первого кулачкового механизма установлен с возможностью поворота, а ролики второго кулачкового механизма размещены на кулачке первого кулачкового механизма.

1404247

77

Ю 19

1

1404247

1404247

22

23

21

1404247

Нп.чкйп

Рптаиия руки на укп - и а Ит

gucm инструмента Р иагазине

3уйижение рука

Рптация рцка на цгпб >nm, ПИпрпт ианипупягпора на угнал уп

Рптация руки на агап с rniin и захбап иисп бьп инс п цментй Р шпйн30ле

3иИи жение,пуки

Радиация Руки

h à угол 1ю

Команда на ршпрйепимель уилин ф

3 пяги3ание руки и усгпанИка и кента У шиин5епе станка

Ро паиия руки на цгоа (- с ъы) Рбтацач Руки

НК ЦЯОЛ (- о орпч,) Ппбврвп ианипупятора на угнал (-уп ) йюгиЮание руки и сп анИка заиененнви инструмента Ю иаааьин

Риввция уии б ис о3нве тюжение на угу(- г ы ) Составитель E. Ермо...,ва

Редактор А. Ворович Техред И. Верее Коррскгор И. Муски

Заказ 3028/13 Тираж 921 1о.си ив и»с

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и отк1ть тий

113035, Москва, Ж вЂ” 35. Раушская наб., д. -1 5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород. ул. 11росктная. 4