Устройство автоматической смены инструмента

 

.Изобретение относится к станкостррению и может быть использовано в многооперационных станках типа обрабатывающий центр. Цель изобретения - повышение надежности и сокращение времени смены инструмента.Для этого устройство включает в себя неподвижный корпус 1, жестко связанный со станиной станка. В опорах качения корпуса 1 смонтирован поворотный корпус 2. Он содержит два идентичных копира 5 с профилями, соответствующими траекториям перемещения захватов 7, В копире 5 установлены винты . толкатели 6, четыре имеют захваты 7 и пальцы, несущие ролики II. Ролики взаимодействуют с профилями копира 6, а пальцы - со стержнями 15, фиксирующими поворотный корпус, который кинематически связан с приводом. Привод в свою очередь связан с винтамитолкателями 6 посредством гаек-шесте-- реи 8. Стержни 15 кинематически связаны с губками захватов 7. 2 з.п. ф-лы, 22 ил. i (Л 4: ЬЭ сл о оо ю

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕаЪБЛИН (S1)4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (2l) 4193885/25-08 (22) 12.02.87 (46) 23.09.88 Бюа. Р 35 (75) К.А.Украженко (53) 621.9.02-229 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 737192, кл. В 23 Я 3 155, l980. (54) УСТРОЙСТВО АВТОИАТИЧЕСК(Ф СМЕНЫ

ИНСТРУМЕНТА (57),Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в многооперационных станках типа обрабатывающий центр. Цель изобретения — повышение надежности и сокращенке времени смены инструмента.для этого устройство вКлюЧает в себя неподвижный корпус 1, жестко связанный

„„SU„„1425032 А1 со с аниной станка. В опорах качения корпуса 1 смонтирован поворотный корпус 2. Он содержит два идентичных копира 5 с профилями, соответствующими траекториям перемещения захватов 7. В копире 5 установлены винтытолкатели 6, четыре имеют захваты 7 и пальцы, несущие ролики 11. Ролики взаимодействуют с профилями копира .6, а пальцы — со стержнями 15, фиксирующими поворотный корпус, который кинематнчески связан с приводом, Привод в свою очередь связан с винтамитолкателями 6 посредством гаек-шесте рен 8. Стержни 15 кинематнчески связаны с губками захватов 7 ° 2 э.п. ф-лы, 22 ил.

1425032

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в многооперационных станках типа обрабатывающий центр для комплексной обработки деталей.

Целью изобретения является повыше; ние надежности фиксации инструмента в захватах при его смене и сокраще1 ние времени смены инструмента. 1О

На фиг.l показано устройство ав; томатической смены инструмента, об, щий вид; на фиг. 2 — развертка. копира; на фиг. 3 — вид А на фиг ° 1; на фиг. 4 — разрез Б-Б на фиг.l; на, фиг. 5 - разрез В"В на фиг.2; на фиг. 6 — вид Г на фиг.3; на фиг. 7— разрез Д-Д на фиг,б; на фиг, 8

t разрез Е-Е на фиг. б; на фиг. 9 — раз: рез Ж-Ж на фиг. 6; на фиг. 10 — раз- 0 (Х рез 3-8 на фиг, l; на фиг. 11 —. раз: рез И-И на фиг, 6; на фиг, 12 — захват для инструмента; на фиг. 13— вид К на фиг.12; на фиг. 14 — разрез Л-Л на фиг.12; на фиг. 15 - раэ- 25 рез И-И на фиг.12; на фиг, 16 - раэI рез Н-Н на фиг.14; на фиг. 17 — 19 .— фрагменты положения захватов. при, захвате инструмента„ после захвата и после установки его в шпиндель и магазин соответственно; на фиг. 20 =

22 — положение коромысла и пальца при захвате инструмента, после захвата и после установки его в шпиндель и магазин соответственно.

Устройство состоит из неподвижно. го корпуса 1, соосно которому в опорах качения смонтирован поворотный корпус 2 механической руки. На поворотном корпусе 2 жестко установлены диск 3 с фиксирующими гнездами и каркас 4 с двумя взаимно перпендикулярными копирами-стаканами 5 (в дальнейшем копиры). В кажДом из копиров 5 смонтированы винты-толкатели б, на одном конце которых жестко закреплены вахваты 7 инструмента, а другими концами с винтовыми поверхностями они сопряжены несамотормозящей (многозаходной) резьбой с гайкамишестернями 8. В винтах-толкателях б

50 на пальцах 9 и 10 установлены ролики 11. Пальцы 9 и 10 в определенных местах имеют квадраты в сечениях, которыми они взаимодействуют с уступас5 ми 12,выполненными на копирах 5 и служа-.-5 щими для надежной работы захватов 7 при подходе-отходе к инструменту, а ролики 11 скользят по пазам (профи-, лям) копиров 5. Пальцы 9 длинней пальцев 10 и содержат на удлиненном участке поверхности О, П и Р (фиг.б и 9), которыми взаимодействуют с коромыслами 13 и рычагами 14,,служащими для управления фиксацией-расфиксацией инструмента и поворотного корпуса 2. Коромысла 13 и рычаги 14 закреплены жестко на стержнях 15, имеющих конические хвостовики, которыми они подпружинены пружинами 16 к диску 3 и непосредственно взаимодействуют с его фиксирующими гнездами. Стержни 15 смонтированы в кронштейнах 17, жестко связанных с корпусом 1. С одними из плечей коромысел !

3 взаимодействуют поверхности 0 и П пальцев 9, а с другими плечами с закрепленными на них сферическими роликами 18 (фиг.9) взаимодействуют планки 19 и 20, стянутые пружинами

21 к упорам 22, определяющим угловое положение стержней 15. Планки 19 и °

20 с помощью шарниров 23 установлены на кронштейнах 17. На противоположных от конических концов стержнях

15 закреплены втулки 24 с упорами

25 и 26, которые имеют возможность взаимодействовать с выступами 27 и

28 соответственно, Выступы 27 и 28 содержатся непосредственно на валах

29 захватов 7. На валах 29 закреплены стопоры 30, взаимодействующие с пазами C и заплечиками Т, выполненными на полэунах 31 подвижных губок

32. Стопоры 30 подпружинены пружинами 33, а ползуны 31 — пружинами 34.

В зацеплении с гайками-шестернями 8 находится зубчатое колесо 35, жестко установленное на валу 36. На валу 36 на шпонке установлен зубчатый венец

37„ Червяк 38 находится в зацеплении с венцом 37 и муфтой связан с валом серводвигателя 39, являющегося единственным приводом устройства (манипулятора) смены инструмента. Для уменьшения массы ьннты-толкатели б выполнены полыми. Отверстия с торцов винтов-толкателей б закрывают декоративный крышки 40, выполненные нз пластмассы.

Устройство работает следующим образом, При необходимости смены инструмена по команде 0Т системы ЧПУ подаются управляющие сигналы на серводвига/ тель 39 (в дальнейшем двигатель) .

Вал двигателя 39 передает крутящий

1425032 момент на червяк 38, а затем посредством венца 37 на вал 36 и колесо 35, которое вращает находящиеся с ним в зацеплении гайки-шестерни 8. При помощи несамотормозящей резьбы крутящий момент передается на винты-толкатели 6. В связи с тем, что ролики

ll следят за радиальным профилем коe( пира 5 на участке ††-7i d то

360 (фиг.3) осевого перемещения винтовтолкателей 6 и захватов 7 не проис.ходит, а происходит их поворот на угол о . Во время поворота пальцы 9 своими поверхностями, обозначенными буквой 0 (фиг.9) взаимодействуют с плечами коромысел 13, стержни 15 поворачиваются, а следовательно,втул ки 24 с упорами 25 и 26 тоже.

Происходит взаимодействие выступов 27 с упорами 25. Валы 29 поворачиваются, а стопоры 30 выходят из пазов С ползунов 31 и, взаимодействуя с клиновой поверхностью заплечиков Т, втягивают губки 32, сжимая пружины 34.

Ъ

Таким образом, захваты 7, подходя к инструментам, расфиксируют губки

32, и гнезда захватов 7 свободно вхо" дят в шейки инструментов, Во время входа гнезд захватов 7 в шейку инструментов в шпинделе и магазине упоры

25 выходят из взаимодействия с высту пами 27 (фиг.19), и стопоры 30 следят под воздействием пружин 33 за пазами С ползунов 31. Как только захваты 7 повернутся на угол С ., стопоры 30 западают в пазы ползунов 31 и стопорят губки 32, а следовательно, 1и инструмент. После этого происходит разжатие инструмента в шпинделе и автоматически в магазине и происходит осевое перемещение захватов 7 с инструментами на расстояние 1 (в это время пальцы 9 сходят с плечей коромысел 13 и те под действием планок

19 и пружин 21 возвращаются в исходное положение), а затем на расстоя- ние (L — 1J с одновременным их поворотом на угол Р в обратную сторону от первоначального их поворота иа угол а, так как при этом ролики 11 беспрепятственно отслеживают профили копиров 5 под действием винтов-толкателей 6 от воздействия на них гаекшестерен 8, Поворот на угол Р необходим для удаления захватов 7 с хвостовиками инструментов из зоны возможного соприкосновения с соседними инструментами и элементами станины станка, а также снижения инерционного о момента при кантовании на 180 . В конце прохождения захватами 7 расстояния L пальцы 9 своими поверхностями

P взаимодействуют на прямолинейном

10 участке с рычагами 14, в результате чего конические концы стержней 15 выходят из фиксирующих гнезд диска 3.

Затем ролики ll, дойдя до конца профилей копиров 5, упираются в его yc15 тупы, и так как винты-толкатепи F оказываются застопоренными, то выдвижение захватов 7 не происходит. А так как при этом вал двигателя 39 вращается и поворотный корпус 2 рас2О фиксирован, то он начинает вращаться, После незначительного поворота поворотного корпуса 2 механической руки пальцы 9 выходят из взаимодействия с рычагами 14 и пружины 16 прижимают

25 конические хвостовики стержней 15 к диску 3. После поворота механической о руки с захватами 7 на 180 ось стержней 15 совпадает с осями очередных фиксирующих гнезд и конические хвос30 товики стержней 15 западают в них.

В этот момент срабатывает датчик (не показан1, который дает команду на останов и реверс двигателя 39, в результате чего колесо 35 вращается

35 в обратную сторону и вращает гайкишестерни 8. Посредством несамотормозящей резьбы вращение передается на, винты-толкатели 6, а захваты 7 вна чале отходят и поворачиваются на

4О угол Р в обратную сторону и оси инструментов совпадают с осями гнезд шпинделя и магазина. Затем происходит втягивание захватов 7 íà расстояние 1 и установка замененных

45 инструментов в гнезда шпинделя и ма газина. Ролики 11 в это время следят на участке Ь профилей копиров 5. В конце слежения за" этим участком пальцы 9 своими наклонными поверхностями

5О П взаимодействуют с плечами коромысел !3 (фиг, 2,6,9 и 22). Происходит взаимодействие упоров 26 с выступами 28 и расфиксация губок 32 (фиг,19 и 22), так как валы 29, поворачиваясь, выводят стопоры 30 из пазов

С ползунов 31. В этот момент замененные инструменты зажимаются в шпинделе и магазине. Далее происходит отвод захватов 7 на угол в исхэд-

)425032 ное положение, так как при этом про-, фили копиров 5 не позволяют роликам

11 переместиться вдоль оси, и ролики

11 следят за профилями копиров 5 на

С участках — — - Н d. ((ф иHг .3) . После от360 вода захватов 7 от инструментов на угол оС срабатывает датчик, который дает команду на останов двигателя 39, 1О

На этом цикл работы устройства заканчивается.

Формула изобретения

15 l . Устройство автоматической смены инструмента, содержащее механическую руку с наклонной по отношению к оси, шпинделя и магазина осью поворота и с двумя захватами с элементами фикса- 20 ! ции инструмента, кинематически — cBH занными через пару конических колес с приводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности фиксации инструмента в захватах 25 и сокращения времени смены инструмен, та, оно снабжено поворотным корпусом

1 ! с копирами двумя взаимно перпендикуУ, лярными винтами-толкателями со смонтированными на каждом из них двумя пальцами, на которых установлены ролики, выполненные с возможностью взаимодействия с .соответствующими копирами, а также расположенными параллельно винтам-толкателям стержнями с упорами и коромыслом, которое выполнено с воэможностью взаимодействия со стороны копира с пальцами, а с другой — с планками„ определяющими угловое положение стержней, при этом захваты закреплены на винтахтолкателях и снабжены выступами,и установленными на валах подпружиненными стопорами, а также ползунами, причем выступы выполнены с возмож- ностью взаимодействия с упорами на стержнях и с валами, а стопоры - с элементами фиксации.

2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что винты-толкатели со стороны, противоположной захватам, соединены несамотормоэящей резьбой через гайки-шестерни посредством зубчатой передачи с приводом.

3. Устройство по п,l о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено рычагами и диском, который закреплен на поворотном корпусе и выполнен с расположенными на торце гнездами для фиксации .поворотного корпуса, причем рычаги закреплены на стержнях между коромыслом и выступами, стержни выполнены с возможностью взаимо-. действия с гнездами, а рычаги — с пальцами.

1425032

Фиг. 4

8"8

1425032

1425032

22 6 Ийлп1енютю

ФМ 8 ° 72

Фу В 14

27

1425032

H-H

Л 425032

?4

Фиг. 18

1

Составитель E.Ермолаев

Texpeg Л.Сердюкова

Корректор B.Ðoìàíåíêî

Редактор С.Пекарь

Заказ 4723/15

Подписное

Тираж 922

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

)13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4