Гибкий производственный модуль

 

Использование: машиностроение, в частности гибкие производственные модули для механической обработки деталей. Сущность изобретения: в приспособлении механизм закрепления заготовки выполнен в виде цангового устройства. Наладочная оправка , установленная в шпиндель станка, воздействует на ведомые элементы механизма подъема распорного конуса 27. Рычаг 33 поднимает корпус 31 с цангой 26, которая входит к технологическое отверстие с обратным корпусом, выполненное в заготовке. Распорный конус 27 раздвигает лепестки цанги 26 и зажимает заготовку. Наладочная оправка воздействует на управляющие элементы переключающих клапанов встренной в основание 11 гидросистемы. Поршни 39 перемещаются вниз и опускают поджимную плиту. Пружина 41 воздействует на бурт промежуточного корпуса 32, который взаимодействует с корпусом 31, перемещается вниз и осуществляет поджим заготовки к поверхности базовых выступов 24. Механизмы закрепления заготовок размещены в выточках корпуса 20 каждой из 4-х кареток приспособления и приводятся в действие одновременно от гидросистемы. 3 з.п.ф-лы, 11 ил. А-А ел с

(19) (! )) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИ,АЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s В 23 Q 41/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР,iÛ ы

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (л)

СО

С) (л) аа.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4647036/08 (22) 09.02.89 (46) 30.06.92. Бюл. 3Ф 24 (71) Ленинградский политехнический институт им. M.È. Калинина (72) А.Н. Тимофеев и В.В. Паршин (53) 62-229,6 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

l4 1593915, кл. В 23 0 41/02, 1988. (54) ГИБКИЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ МОДУЛЬ . (57) Использование: машиностроение, в частности гибкие производственные модули для механической обработки деталей. Сущность изобретения: в приспособлении механизм закрепления заготовки выполнен в виде цангового устройства. Наладочная оправка, установленная в шпиндель станка, . воздействует на ведомые элементы механизма подьема распорного конуса 27. Рычаг

33 поднимает корпус 31 с цангой 26, которая входит к технологическое отверстие с обратным корпусом, выполненное в заготовке.

Распорный конус 27 раздвигает лепестки цанги 26 и зажимает заготовку. Наладочная оправка воздействует на управляющие элементы переключающих клапанов встренной в основание 11 гидросистемы. Поршни 39 перемещаются вниз и опускают поджимную плиту. Пружина 41 воздействует на бурт промежуточного корпуса 32, который взаимодействует с корпусом 31, перемещается вниз и осуществляет поджим заготовки к поверхности базовых выступов 24. Механизмы закрепления заготовок размещены в выточках корпуса 20 каждой из 4-х кареток приспособления и приводятся в действие одновременно от гидросистемы. З.з.п.ф-лы, 11 ил.

4"А

1743803

Изобретение относится к машиностроению, в частности к гибким производственным модулям для механической обработки деталей.

Цель изобретения — повышение производительности за счет увеличения быстродействия, точности и надежности закрепления заготовок.

На фиг. 1 представлен гибкий производственный модуль, общий вид; на фиг, 2— перенэлаживаемое станочное приспособление; на фиг. 3 — то же, вид сбоку; на фиг.

4 — разрез A — А на фиг. 2; на фиг. 5 — схема встроенной в основание приспособления автономной замкнутой гидросистемы; на фиг. 6 — схват промышленного робота; на фиг. 7 — наладочная оправка; на фиг. 8— разрез Б-Б на фиг. 7; на фиг. 9 и 10 — взаимодействие наладочной on равки с рычагами привода цангового механизма закрепления соответственно при выдвижении и опускании цанги; на фиг. 11 — взаимодействие наладочной оправки с поршневым насосом встроенной гидросистемы, Гибкий производственный модуль содержит многоцелевой станок 1 с системой 2 автоматической смены инструментов, со шпинделем 3 и поворотным рабочим столом

4, промышленный робот 5 со схватом 6, станочное приспособление 7, наладочную оправку 8, накопитель 9 заготовок 10.

Станочное приспособление 7 содержит основание 11, на котором во взаимно перпендикулярных направляющих типа ласточкина хвоста размещены четыре каретки 12, Каждая направляющая образована неподвижной плитой 13 и прижимной планкой

14, постоянно поджатой к основанию 11 пружинами .15 через крышку 16 и поршень

17. Неподвижная плита 13 закреплена на основании болтами и штифтами, смещение прижимной планки 14 в продольном направлении предотвращается штифтом.

На верхней поверхности приспособления 7 для защиты внутренних полостей от стружки размещена фигурная пластина 18, к которой поджаты щитки 19„закрепленные на каретках 12.

На корпусе 20 каретки 12 выполнены боковые базы 21 и 22 и основная общая для всех кэреток база 23, проходящая по верхней плоскости выступов 24 кэреток 12. В выступах 24 выполнено углубление 25 для рабочих элементов схвата 6. Под углублением размещен механизм закрепления заготовок 10 за выполненные в них технологические отверстия, состоящий иэ цэнги 26, распорного конуса 27, втулки 28, кулисной втулки 29, пружины 30, подвижного корпуса 31, промежуточного корпуса 32 с

Для предотвращения попадания воздуха в гидросистему резервуар 42 поршнем 56 с пружиной 57 разделен на воздушный и масляный объемы. Элементы гидросистемы соединены между собой каналами в основании приспособления и трубопрово40 дами.

Промышленный робот 5 оснащен схватом 6, имеющим систему.58 управления, привод 59 и рабочие элементы 60, несущие главные базы 61 схвата 6, расположенные в общей плоскости, параллельной основной базовой плоскости приспособления 7. На рабочих элементах схвата 6 перпендикулярно главным базам установлены дополнительные базирующие стержни 62, выполненные с воэможностью механиче45

50 ского взаимодействия с теми же технологическими отверстиями заготовок 10, за которые производится закрепление послед-. них на приспособлении 7, На главных базах выполнены также прорези 63 для прохода в момент загрузки выступов 24 кареток 12. буртом, приводного рычага 33, защитного чехла 34, разрезных пружинных колец 35.

Приводные рычаги 33 валами 36 со скользящей шпанкой связаны с рычагами

5 37, выполненными с возможностью непосредственного взаимодействия с наладочной оправкой 8 и фиксации в крайних положени-. ях.

Промежуточные корпуса 32 всех каре10 ток 12 опираются на поджимную плиту 38, выполненную с возможностью вертикального перемещения и закрепленную на поршнях 39 с помощью гаек 40. Между буртами промежуточных корпусов 32 с выступами, 15 выполненными в выточке основания 11, установлены пружины 41.

Возможно использование приспособления с четырьмя каретками, оснащенными выдвижными цангами, или исполнение с

20 двумя каретками, снабженными выдвижными цангами, и двумя — с неподвижными.

В полостях основания 11 размещена встроенная замкнутая гидрасистема, включающая резервуар 42 с рабочей средой, пор25 шневой насос 43 с входным 44 и выходным

45 обратными клапанами, переключатель 46 рабочих ветвей гидросистемы, состоящий иэ клапанов 47, 48 с механическим управлением 49,. гидроцилиндры 50 ветви расфикса30 ции кареток 12, гидроцилиндры 51 ветви привода поджимной плиты 38, клапаны сброса (они же — перепускные) 52, 53 с механическим управлением и аккумуляторы

54, 55 высокого давления — по .одному для

35 ветви расфиксации кареток 12 и ветви привода подвижной плиты 38 соответственно.

1743803 нами 47, 48 включает гидросистему в режим расфиксации кареток 12. При этом клапан

47 открывается и гидроцилиндры 50 через насос 43 и обратные клапаны 44, 45 подключаются к резервуару 42.

Наладочная оправка 8 подводится к насосу 43 и после включения вращения шпинделя 3 многократным нажатием эксцентрика 69 на IloplUGHb насоса 43 нагнетает масло в гидроцилиндры 50. Поршни

17 поднимаются, сжимая пружины 15, и поднимают планки 14. По достижении номинального давления излишнее масло через клапан 52 стравливается в резервуар 42.

При этом одновременно расфиксируются все четыре каретки 12, После расфиксации кареток 12 наладочная оправка 8 в зависимости от требуемого направления перемещения каретки 12 подводится к боковым базам 21 или 22 на корпусе 20 каретки и, упираясь в

Наладочная оправка 8 оснащена инструментальным конусом 64 для установки в шпиндель 3 станка 1 и содержит цилиндрический стержень 65 с буртами 66 и 67, выполненными с возможностью 5 механического взаимодействия с ведомыми элементами механизма распорного конуса — рычагами 37 и механизма закрепления кареток 12 и заготовок 10 — рычагами 49 с золотниками клапанов 52и 35 сброса. На 10 нижнем конце стержня 65 выполнена цилиндрическая головка 68 с возможностью взаимодействия с боковыми базами 21 и 22, расположенными на торцах кареток 12.

На стержне 65 между буртами 66 и 67 15 установлен эксцентрик 69, выполненный с возможностью механического взаимодействия с ведомым элементом механизмов закрепления заготовок и фиксации кареток штоком поршневого насоса 43 встроенной 20 гидросистемы как при вращательном, так и при возвратно-поступательном движении наладочной оправки 8, установленной е шпиндель 3 станка 1.

Гибкий производственный модуль ра- 25 ботает следующим образом.

Из магазина сменных инструментов в шпиндель 3 станка 1 устанавливается наладочная оправка 8. Затем производится переналадка станочного приспособления 7, 30 установленного на поворотном рабочем столе 4 станка, в соответствии со спецификой очередной заготовки 10,подлежащей обработке.

Координатными перемещениями стола 35 станка 1 наладочная оправка 8 подводится к переключателю 46 рабочих ветвей гидросистемы и нажатием на исполнительный элемент механического управления клапасоответствующую боковую базу цилиндрической головкой 68 оправки 8, перемещает каретку 12 на заданную программой величину. Аналогично поочередно перемещаются остальные каретки 12.

Потери д вления из-за возможных утечек масла во времени переналадки компенсируются аккумулятором 54 высокого давления. При отборе масла из резервуара

42 поршень 56 под действием пружины 57 постоянно поджат к поверхности масла, что предотвращает попадание воздуха в гидросистему при кантовании приспособления 7.

Для фиксации кареток 12 в новом положении наладочная оправка 8 переводится к клапану 52 сброса и нажатием на последний соединяет гидроцилиндры 50 с резервуаром

42, Со снижением давления поршни 17 опускаются и планки 14 под действием пружин

15 одновременно фиксируют все каретки 12, поджимая их к неподвижным плитам 13 и основанию 11, Размеры вырезов в фигурной пластине

18, установленной на основании 11, и размеры щитков 19, скрепленных с каретками

12, таковы, что щитки 19 полностью перекрывают вырезы в пластине 18 во всем диапазоне перемещения кареток 12, что исключает попадание стружки во внутренние полости приспособления 7, Перед загрузкой приспособления 7 наладочная оправка 8 нажатием на исполнительный элемент 49 механического управления клапанами 47, 48 включает гидросистему в режим работы привода подвижной плиты 38, Аналогично операции переналадки в гидроцилиндры 51 нагнетается масло. Под действием поршней 39 с гайками 40 плита 38 поднимается, перемещая вверх промежуточные корпуса 32 и сжимая пружины 41 на всех каретках 12.

Наладка схвата 6 заключается в программно-управляемом перемещении рабочих элементов 60. Базирующие стержни 62 приводом 59 по командам системы 58 управления выводятся в соответствующее захватываемой заготовке 10 заданное положение, при котором межосевое расстояние базирующих стержней 62 равно межосевому расстоянию технологических отверстий заготовки 10.

После наладки рабочих элементов схвата 6 происходит захват роботом 5 заготовки

10, размещенной на накопителе 9 и ее установка на основную базовую плоскость 23 приспособления 7. При этом заготовка 10 лежит на главных базах 61 схвата 6, а выступы 24 кареток 12 свободно проходят через прорези 63 в рабочих элементах 60 схвата 6.

1743803

После установки заготовки 10 на приспособлении 7 производится ее закрепление, Для этого оправка 8 вводится буртом 66 во взаимодействие с рычагом 37 и переводит его в верхнее положение. При этом поворачивается. вал 36 и совместно с ним рычаг 33, который поднимает кулисную втулку 29 и через пружину.30 — подвижный корпус 31 с цангой 26. Подвижный корпус 31 перемещается вверх до упора в бурт п роме- 10 жуточного корпуса 32, при этом цанга 26 в сжатом состоянии входит в технологическое отверстие заготовки 10. При дальнейшем повороте рычага 33 кулисная втулка 29 продолжает движение, преодолевая сопротив- 15 ление пружины 30, и распорный конус 27, преодолевая сопротивление разрезных пружинных колец 35, раздвигает и расклинивает лепестки цанги 26 в технологическом отверстии заготовки 10. После закрепления заготовки 10 за два отверстия схват робота открепляется и отводится, Аналогично осуществляется закрепление заготовки 10 за два других отверстия.

Попадание стружки и загрязнений во внутренние полости кареток 12 предотвращается с помощью защитного чехла 34, закрепленного на цанге 26 и на промежуточном корпусе 32.

По окончании закрепления заготовки 10 всеми четырьмя цангами 26 наладочная аправка 8 подводится к клапану 53 сброса и нажатием на него соединяет гидроцилиндры 51 с резервуаром 42. При падении давления в гидросистеме плита 38 опускается и освобождает промежуточные корпуса 32 всех кареток 12. Усилием сжатых пружин 41 заготовка 10 поднимается к основной базовой плоскости 23 приспособления 7.

Потери давления из-за возможных утечек масла во время загрузки приспособления 7 и закрепления на нем заготовки 10 компенсируются аккумулятором 55 высокого давления.

По окончании загрузки и закрепления заготовки 10 на приспособлении 7 наладочная оправка 8 сдается в инструментальный магазин, в шпиндель 3 из магазина устанавливается требуемый инструмент и станок 1 переходит непосредственно к обработке заготовки.

Формула и зоб рете н и я

1. Гибкий производственный модуль, содержащий многоцелевой станок с автоматической сменой инструмента, включающий шпиндель, промышленный робот со схватом, инструментальный магазин, наладочную оправку, приспособление для закрепления заготовки, выполненное в виде плоского основания, в направляющих ко20

55 торого с возможностью возвратно-поступательного перемещения и фиксации установлены каретки, каждая из которых имеет по две боковые базы, одну основную, общую для всех кареток и проходящую по верхней плоскости выступов кареток и углубления в упомянутых выступах под рабочие элементы схвата, причем под углублениями в выточке основания приспособления с воэможностью перемещения перпендикулярно основной базе кареток установлен механизм закрепления заготовок за выполненные о. них технологичеСкие отверстия, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности за счет увеличения быстродействия, точности и надежности закрепления заготовки, механизм закрепления выполнен.в виде цангового устройства, содержащего корпус с цангой, распорный подпружиненный конус, размещенный между лепестками цанги, промежуточный корпус с буртом, охватывающий корпус цанги и установленный на подпружиненную поджимную плиту приспособления, пружину, размещенную между буртом промежуточного корпуса и выступом, выполненным в выточке основания приспособления под углублением, а на основании приспособления установлены дополнительно введенные ведомые элементы, выполненные с возможностью взаимодействия с наладочной оправкой и связанные с приводами подъема распорного конуса, поджимной, плиты и с механизмами фиксации кареток в направляющих. основания.

2, Модуль по и. 1, отличающийся тем, что рабочая поверхность лепестков цанги выполнена с конусом для взаимодействия с обратным конусом технологического отверстия заготовки.

3. Модуль по и. 1, отличающийся тем, что в приспособлении ведомые элементы связаны с поджимной плитой и с механизмами фиксации кареток посредством встроенной в основание приспособления замкнутой гидросистемы, содержащей ветвь привода поджимной плиты и ветвь привода фиксации кареток с возможностью их поочередного подключения к резервуару с рабочей средой и к поршневому насосу через систему переключающих клапанов с механическим управлением, причем поршень насоса и управляющие элементы переключающих клапанов установлены с возможностью взаимодействия с наладочной оправкой.

4, Модуль по пп. 1 и 2, о т л и ч à ющ и й:с я тем, что наладочная оправка выполнена в виде стержня с буртами, эксцентриком, размещенным между буртами, и с

1743803

Фиг. 2 цилиндрической головкой на конце, при этом бурты размещены с возможностью взаимодействия с ведомыми элементами привода подъема распорного конуса и управляющими элементами переключающих клапанов, эксцентрик — с поршневым насосом, а цилиндрическая головка — с боковыми базами кареток.

18

1743803 г -»

1743803

8 фиг.7

1743803

Составитель А. Медведев

Редактор A. Маковская Техред M.Моргентал Корректор О. Ципле

Заказ 2153 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101