СПОСОБ МАНИПУЛИРОВАНИЯ ОБРАБАТЫВАЕМЫМИ ЗАГОТОВКАМИ ИЗДЕЛИЙ ТИПА БОЛТОВ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1997 года по МПК B23B15/00 B23Q7/06 

Изобретение относится к способам и средствам автоматизации и может быть широко использовано при массовом производстве изделий типа болтов в автомобильной, тракторной и других отраслях промышленности.

Известны способы манипулирования обрабатываемыми заготовками изделий типа болтов и устройства для их осуществления [1-5]
Из известных способов самым близким по технической сущности является способ манипулирования обрабатываемыми заготовками изделий типа болтов [1] включающий поочередные захват и перемещение заготовок с транспортного конвейера в зону обработки и обратно по направляющим, перекладку заготовок с подающей направляющей в положение заталкивания и из положения выталкивания на принимающую направляющую, заталкивание заготовок в патрон шпинделя, зажим, привод во вращение и по окончании обработки разжим заготовок в патроне шпинделя, а также выталкивание заготовок из патрона шпинделя.

Захват и перемещение обрабатываемых заготовок с транспортного конвейера в зону обработки и обратно по известному способу производят непоследовательно в процессе выполнения операций обработки заготовок за интервал времени, составляющий примерно 2/3 от времени обработки, что является достаточно существенным фактором, весьма ограничивающим возможность повышения производительности, а также качества обработки, включающего уменьшение отклонений расположения, формы и шероховатости обрабатываемых поверхностей.

Ограничение возможности повышения качества связано с наличием дополнительных дисбалансных вибраций, имеющих место при осуществлении захвата и перемещения обрабатываемых заготовок в процессе выполнения операций обработки.

Кроме этого, перекладку обрабатываемых заготовок с подающей направляющей в положение заталкивания и из положения выталкивания на принимающую направляющую известным способом осуществляют раздельно, причем положения заталкивания и выталкивания заготовок в продольном и поперечном направлениях манипулирования не смещают относительно друг друга, что довольно значительно увеличивает время выполнения операций цикла манипулирования, не обеспечивая при этом достаточной надежности заталкивания и выталкивания заготовок.

С целью снятия ограничений с возможности повышения производительности и качества обработки в новом способе захват и перемещение обрабатываемых заготовок с транспортного конвейера в зону обработки и обратно производят последовательно перед началом выполнения операций обработки, при этом захват и перемещение заготовок в зону обработки совершают одновременно с их заталкиванием в патрон шпинделя, а захват и перемещение заготовок из зоны обработки начинают вместе (синхронно) с зажимом заготовок в патроне шпинделя, завершая к началу выполнения операций обработки.

С целью сокращения времени выполнения операций цикла манипулирования новым способом перекладку заготовок с подающей направлюящей в положение заталкивания и из положения выталкивания на принимающую направляющую осуществляют совместно, при этом положения заталкивания и выталкивания заготовок смещают друг относительно друга в продольном и поперечном направлениях манипулирования на величину, обеспечивающую необходимую надежность заталкивания и выталкивания заготовок.

Из известных устройств самым близким по технической сущности является устройство для манипулирования обрабатываемыми заготовками изделий типа болтов [1] имеющее размещенные на опорном столе торцекруглошлифовального автомата механизм захвата и перемещения заготовок с транспортного конвейера в зону обработки и обратно по направляющим, механизм для перекладки заготовок с подающей направляющей в положение заталкивания и из положения выталкивания на принимающую направляющую, механизмы заталкивания заготовок в патрон шпинделя и выталкивания их из патрона шпинделя, патрон для зажима и разжима заготовок, а также вращающий заготовки шпиндель.

Известное устройство имеет достаточно сложную конструкцию, а именно его механизм захвата и перемещения заготовок с транспортного конвейера в зону обработки и обратно по направляющим выполнен в виде приводимого электродвигателем при помощи клиноременной передачи через подпружиненную фрикционную муфту на подшипниках качения двухзаходного ходового винта, по которому в направляющих поступательно перемещается маточная гайка, на которой неподвижно установлен гидроцилиндр подъема и опускания захватов. На фланце штока гидроцилиндра закреплен корпус, в котором расположены имеющие реечный привод цилиндрические шестерни на подшипниках качения с эксцентриками, предназначенными для разжима сжатых пружинами захватов. Механизмы заталкивания заготовок в патрон шпинделя и выталкивания их из патрона шпинделя объединены и выполнены в виде гидроцилиндра с двусторонним штоком, на рабочем конце которого закреплена т. н. поддержка головки болта с подпружиненным упором, для отвода которой перед укладыванием заготовок в положение заталкивания и началом обработки служат гидроцилиндры т.н. левого и правого упоров заталкивателя.

Кроме этого, в известном устройстве для перекладки заготовок с подающей направляющей в положение заталкивания использованы захваты механизма захвата и перемещения заготовок, а для перекладки заготовок из положения выталкивания на принимающую направляющую применен т.н. перегружатель, который имеет вид приводимого гидроцилиндром с помощью реечной передачи весьма усложненного кривошипно-кулисного механизма, несущего на своем выходном звене т.н. призмы перегружателя. Подающая и принимающая направлюящие заготовок известного устройства выполнены в пределах механизма захвата и перемещения заготовок в виде срезанной по хорде основания цилиндрической поверхности трубы, имеющей на своей внутренней стороне плоские параллельные скосы, по которым на роликах поступательно перемещается маточная гайка ходового винта.

Отрицательной чертой известного устройства также является его недостаточная эксплуатационная надежность, в частности, проявляющаяся в довольно частых замедлениях, рывках и остановках движущихся частей работающих механизмов, как правило, вызываемых различными нарушениями их работоспособности, что приводит порой к трудноустранимым поломкам, требующим иногда весьма длительных сроков ремонта.

С целью упрощения конструкции и повышения эксплуатационной надежности нового устройства механизм захвата и перемещения заготовок с транспортного конвейера в зону обработки и обратно по направляющим выполнен заодно с механизмом заталкивания заготовок в патрон шпинделя в виде пневмо- или гидроцилиндра с двухсторонним штоком, на котором жестко закреплены толкатели заготовок, имеющие амортизирующие упоры, причем толкатель, предназначенный для захвата и перемещения заготовок из зоны обработки на транспортный конвейер, имеет подвижную собачку, обеспечивающую ее свободное прохождение вдоль заготовок при смещении штока пневмо- или гидроцилиндра в направлении патрона шпинделя.

С этой же целью механизм для перекладки заготовок с подающей направляющей в положение заталкивания и из положения выталкивания на принимающую направляющую выполнен конструктивно объединенным в виде пневмо- или гидроцилиндра с односторонним штоком, на фланце которого жестко закреплен кронштейн вильчатой формы, несущий на своих консолях две пилообразные гребенки, выступы которых смещены относительно друг друга по ширине в продольном направлении манипулирования на величину, соответствующую величине продольного смещения положений заталкивания и выталкивания заготовок.

С упомянутой ранее целью подающая и принимающая направляющие заготовок в новом устройстве выполнены в виде прямых желобообразных лотков с угловым или вогнутым профилем, смещенных друг относительно друга по высоте в поперечном направлении манипулирования на величину, соответствующую величине поперечного смещения положений заталкивания и выталкивания заготовок.

Кроме того, с этой же целью механизм выталкивания заготовок из патрона шпинделя нового устройства выполнен отдельно от механизма заталкивания заготовок в патрон шпинделя, а именно имеет вид пневмо- или гидроцилиндра с односторонним штоком, свободно проходящим сквозь патрон шпинделя и несущим на своем конце амортизирующий упор.

На рис.1 представлена структурная схема цикла манипулирования обрабатываемыми заготовками изделий типа болтов, включающая следующие выполняемые операции:
1 захват и перемещение заготовок с транспортного конвейера в зону обработки;
2 заталкивание заготовок в патрон шпинделя;
3 захват и перемещение заготовок из зоны обработки на транспортный конвейер;
4 зажим заготовок в патроне шпинделя;
5 привод во вращение заготовок в патроне шпинделя;
6 разжим заготовок в патроне шпинделя;
7 выталкивание заготовок из патрона шпинделя;
8 перекладка заготовок с подающей направляющей в положение заталкивания и из положения выталкивания на принимающую направляющую.

На рис.2 изображена схема перекладки обрабатываемых заготовок с подающей направляющей 7а в положение заталкивания ПЗ и из положения выталкивания ПВ на принимающую направляющую 7б. На изображенной схеме показаны величины смещений l и h положений ПЗ и ПВ друг относительно друга в продольном и поперечном направлениях манипулирования, а также величины смещения l выступов двух пилообразных гребенок 11 по ширине в продольном и смещения h направляющих 7а и 7б по высоте в поперечном направлениях манипулирования.

На рис.3 представлен общий вид устройства для манипулирования обрабатываемыми заготовками изделий типа болтов, а на рис.4 и 5 даны местные виды толкателя, служащего для захвата и перемещения заготовок из зоны обработки на транспортный конвейер и механизма для перекладки заготовок.

Устройство содержит расположенный на опорном столе 1 торцекруглошлифовального автомата гидроцилиндр 2 с двусторонним штоком 3, на котором жестко закреплены толкатели 4а, 4б и 4в, имеющие пружинные амортизирующие упоры 5, при этом на толкателя 4в с возможностью ограниченного поворота установлена подвижная собачка 6 (см.рис.4).

На опорном столе 1 также размещены подающая направляющая 7а и принимающая направляющая 7б, выполненные в виде прямых желобообразных лотков с угловым профилем, и гидроцилиндр 8 с односторонним штоком 9, на торце которого жестко закреплен вильчатый кронштейн 10, несущий на своих консолях две пилообразные гребенки 11 (см.рис.5) со смещенными выступами.

Напротив гидроцилиндра 2 расположен гидроцилиндр 12, имеющий односторонний шток 13, свободно проходящий сквозь цанговый патрон 14 шпинделя 5 и несущий на своем конце пружинный амортизирующий упор 5.

Обрабатываемые заготовки поочередно с транспортного конвейера захватываются и перемещается толкателем 4а гидроцилиндра 2 по лоткам подающей направляющей 7а в зону обработки, а затем из зоны обработки с помощью подвижной собачки 6 по лоткам принимающей направляющей 7б на транспортный конвейер.

В зоне обработки прозводится перекладка заготовок с подающей направляющей 7а в положение заталкивания и из положения выталкивания на принимающую направляющую 7б посредством смещенных выступов пилообразных гребенок 11 гидроцилиндра 8.

Заготовки в положении заталкивания одновременно с их захватом и перемещением в зону обработки проталкиваются с помощью толкателя 4б гидроцилиндра 2 в цанговый патрон 14 шпинделя 15, где производится их зажим, привод во вращение, обработка, а по окончании обработки разжим и выталкивание при помощи штока 13 гидроцилиндра 12.

Источники информации
1. Автомат специальный торцекруглошлифовальный с ЧПУ модели ВТ-128Ф2. Руководство по эксплуатации 0.218.00.101.00.ОРЭ, 1987.

2. Автомат спецальный торцекруглошлифовальный с ЧПУ модели ХШ4-100Ф2. Руководство по эксплуатации ХШ4-100Ф2.000РЭ, 1987.

3. Бобров В.П. Чеканов Л.И. Транспортные и загрузочные устройства автоматических линий: Учебное пособие для машиностроительнх техникумов по специальности: " Монтаж и эксплуатация металлообрабатывающих станков и автоматических линий." М. Машиностроение, 1980.

4. Карабчиевский Л. П. Воскресенский Л.А. Автоматизация шлифовальных станков. М. Машиностроение, 1981.

5. Металлорежущие станки и автоматы: Учебник для машиностроительных грузов / Под ред. А.С.Проникова. М. Машиностроение, 1981.

Использование: станкостроение, в частности станки-автоматы для обработки изделий типа болтов. Сущность изобретения: захват и перемещение заготовок с транспортного конвейера в зону обработки и обратно производят последовательно перед началом выполнения операций обработки, а перекладку заготовок с подающей направляющей в положение заталкивания совмещают с перекладкой из положения выталкивания на принимающую направляющую. Механизм захвата и перемещения заготовок с транспортного конвейера в зону обработки и обратно выполнен заодно с механизмом заталкивания заготовок в патрон шпинделя, а механизм для перекладки заготовок с подающей направляющей в положение заталкивания конструктивно объединены с механизмом для их перекладки из положения выталкивания на принимающую направляющую. Кроме этого, подающая и принимающая направляющие заготовок в новом устройстве имеют вид прямых желобообразных лотков с угловым или вогнутым профилем, а механизм выталкивания заготовок из патрона шпинделя отделен от механизма их заталкивания. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ манипулирования обрабатываемыми заготовками изделий типа болтов, включающий поочередные захват и перемещение заготовок с транспортного конвейера в зону обработки и обратно по направляющим, перекладку заготовок с подающей направляющей в положение заталкивания и из положения выталкивания на принимающую направляющую, заталкивание заготовок в патрон шпинделя, зажим, привод во вращение и по окончании обработки разжим заготовок в патроне шпинделя, а также выталкивание заготовок из патрона шпинделя, отличающийся тем, что, с целью снятия ограничений с возможности повышения производительности и качества обработки, захват и перемещение заготовок с транспортного конвейера в зону обработки и обратно производят последовательно перед началом выполнения операций обработки, при этом захват и перемещение заготовок в зону обработки совершают одновременно с их заталкиванием в патрон шпинделя, а захват и перемещение заготовок из зоны обработки начинают синхронно с зажимом заготовок в патроне шпинделя и завершают к началу выполнения операций обработки. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени выполнения операций цикла манипулирования, перекладку заготовок с подающей направляющей в положение заталкивания и из положения выталкивания на принимающую направляющую осуществляют совместно, при этом положения заталкивания и выталкивания заготовок смещают в продольном и поперечном направлениях манипулирования друг относительно друга на величину, обеспечивающую необходимую надежность заталкивания и выталкивания заготовок. 3. Устройство для манипулирования обрабатываемыми заготовками изделий типа болтов, содержащее размещенные на опорном столе торцекруглошлифовального автомата механизм захвата и перемещения заготовок с транспортного конвейера в зону обработки и обратно по направляющим, механизм для перекладки заготовок с подающей направляющей в положение заталкивания и из положения выталкивания на принимающую направляющую, механизмы заталкивания заготовок в патрон шпинделя и выталкивания их из патрона шпинделя, патрон для зажима и разжима заготовок, а также вращающий заготовки шпиндель, отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения эксплуатационной надежности устройства, механизм захвата и перемещения заготовок с транспортного конвейера в зону обработки и обратно по направляющим выполнен заодно с механизмом заталкивания заготовок в патрон шпинделя в виде пневмо- или гидроцилиндра с двусторонним штоком, на котором жестко закреплены толкатели заготовок, имеющие амортизирующие упоры, причем толкатель, предназначенный для захвата и перемещения заготовок из зоны обработки на транспортный конвейер, имеет подвижную собачку, обеспечивающую ее свободное прохождение вдоль заготовок при смещении штока пневмо- или гидроцилиндра в направлении патрона шпинделя. 4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что механизм для перекладки заготовок с подающей направляющей в положение заталкивания и из положения выталкивания на принимающую направляющую выполнен конструктивно объединенным в виде пневмо- или гидроцилиндра с односторонним штоком, на фланце которого жестко закреплен кронштейн вильчатой формы, несущий на своих консолях две пилообразные гребенки, выступы которых смещены в продольном направлении манипулирования друг относительно друга по их ширине на величину, соответствующую величине продольного смещения положений заталкивания и выталкиваний заготовок. 5. Устройство по п.3, отличающееся тем, что подающая и принимающая направляющие заготовок выполнены в виде прямых желобообразных лотков с угловым или вогнутым профилем, смещенных друг относительно друга в поперечном направлении манипулирования по высоте на величину, соответствующую величине поперечного смещения положений заталкивания и выталкивания заготовок. 6. Устройство по п. 3, отличающееся тем, что механизм выталкивания заготовок из патрона шпинделя выполнен отдельно от механизма заталкивания заготовок в патрон шпинделя в виде пневмо- или гидроцилиндра с односторонним штоком, свободно проходящим сквозь патрон шпинделя и несущим на своем конце амортизирующий упор.