РОБОТИЗИРОВАННЫЙ КОМПЛЕКС ДЛЯ МНОГОПЕРЕХОДНОЙ ШТАМПОВКИ Российский патент 1997 года по МПК B21D43/00 B30B15/30 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к средствам автоматизации производственных процессов, и может быть использовано в различных отраслях машиностроения для многопереходной штамповки различных деталей.

Известен роботизированный комплекс для многопереходной штамповки (авт. св. СССР N 1199368, кл. В 21 D 43/00 1988).

Указанный комплекс содержит установленные в технологической последовательности и связанные системой управления технологические ячейки, состоящие из пресса, магазина для размещения кассет с заготовками, двурукого работа для укладки заготовок в штамп и вынос деталей из штампа, приемного устройства и узла ориентации заготовок.

Недостатки этого комплекса являются:
невозможность штамповки деталей, требующих межоперационной кантовки вокруг горизонтальной оси, расположенной перпендикулярно линии транспортировки, в случае применения захватов типа присосок или магнитов в руке работа, т. к. ложементы, принимающие деталь из рук, не позволяют руке, которая при кантовке окажется под деталью, а ложементы под рукой, освободиться от детали:
невозможность поворота детали вокруг горизонтальной оси, направленной вдоль линии транспортировки, что создает ограничения по номенклатуре штампуемых роботизированным комплексом деталей:
простой оборудования, при замене ложемента под деталь в узле ориентации, при переналадке на штамповку новой детали:
расположение магазина для размещения заготовок, робота, приемного устройства в виде лоткового склиза с фронта пресса создает неудобство при ремонтных и наладочных работах:
невозможность расширения номенклатуры штампуемых деталей и увеличения производительности из-за жесткой синхронной работы "рук" робота.

Цель изобретения расширение технологических возможностей при одновременном повышении производительности и снижении трудоемкости переналадки.

Цель достигается тем, что в известном роботизированном комплексе для многопереходной штамповки, содержащем установленные в технологической последовательности и связанные системой управления технологические ячейки, состоящие из пресса, магазина для размещения с заготовками, робота для укладки заготовок в штамп и выноса деталей из штампа, приемного устройства и узла ориентации заготовок, указанный робот выполнен из двух кареток, содержащих по одной руке каждая соответственно для укладки заготовок в штамп и выноса деталей из штампа, при этом каретки размещены на балке, подвешенной с фронта пресса. Магазин для размещения кассет с заготовками выполнен в виде питателя с рольгангом, а установленные на нем кассеты выполнены сдвоенными и сменными, имеющими пазы для взаимодействия со складными упорами каретки привода шагового перемещения. Магазин оснащен также приводом шагового перемещения, состоящим из каретки с закрепленными на ней складными упорами, взаимодействующими с пазами кассет с заготовками, копиром на ее переднем конце и размещенного в конце хода каретки двухплечего рычага, одно плечо которого постоянно контактирует с подвижным подпружиненным упором, другое с копиром в конце хода каретки. Имеется также резервный магазин с магнитными распушителями. Приемное устройство выполнено в виде двухручьевого лоткового склиза, установленного сбоку на столе пресса.

Узел ориентации заготовок выполнен в виде двух ложементов, копирующих верхнюю и нижнюю стороны детали и замыкающих между собой деталь посредством пневмоцилиндров, поворачивающихся вокруг общей оси и установленных на наклоняемой посредством регулируемого двухстороннего пневмоцилиндра секторной качалке, перемещающейся в роликовых опорах, закрепленных в корпусе узла ориентации. Узел ориентации установлен на рольганг магазина, а его основание выполнено аналогично основанию кассеты.

На фиг.1 показана схема роботизированного комплекса, фронтальный вид; на фиг. 2 то же, вид в плане; на фиг.3 магазин для размещения кассет с заготовками; на фиг.4 узел ориентации заготовок; на фиг.5 вид А на фиг.4; на фиг.6, 7 -схемы кассеты с резервным магазином и магнитными распушителями; на фиг.8 схема робота.

Роботизированный комплекс состоит из технологических ячеек 1, обслуживаемых одним штабелером 2, связывающим комплекс со стеллажом 3 штампов 4 и стеллажом 5, на котором хранятся кассеты 6, узлы ориентации 7 и тара 8 готовых деталей (фиг.1-4).

Технологическая ячейка 1 выполнена в виде смонтированного на отдельной раме 10 пресса 11 с С-образной станиной, в межстоечном пространстве которого, с тыла установлен автоматический механизм 13 смены штампов 4, представляющий собой этажерку 14 с двумя столами 15 и 16, один стол 15 заблаговременно выставляет новый штамп, другой стол 16- для штампа, закончившего штамповку предыдущей партии деталей. Столы 15 и 16 имеют возможность перемещаться синхронно вверх вниз. Механизм 17 вынимает штамп, закончивший штамповку предыдущей партии деталей, и устанавливает новый штамп. При помощи механизма зажима 18 штамп 4 крепится к подштамповой плите 19 и к плите 20 ползуна 21.

Робот 22 выполнен из двух кареток 23, содержащих по одной руке каждая, соответственно, для укладки заготовок в штамп и выноса деталей из штампа, при этом каретки 23 расположены на балке 24, подвешенной с фронта на прессе 11. Каждая из кареток 23 выполнена для работы по двум независимым, одна от другой координатам и представляет собой корпус 26, в котором установлен линейный подшипник 27, на внутренней обойме 28 которого неподвижно закреплена шестерня 29, которая, вращаясь от шлицевого вала 30, посредствам карданной передачи 31 и двигателя 32 постоянного тока, закрепленного на неподвижной балке 24, взаимодействуют с другой шестерней 34, которая обкатывается по рейке 35, закрепленной на неподвижной балке 24.

Удвоитель хода 36 выполнен в нижней части каретки 23. Через телескопический вал 37 отбора мощности с жестко посаженной на него шестерней 38 дополнительной реечной передачи, рейка 40 которой соединена с рукой 41, причем горизонтальная направляющая 42 рейки 40 является корпусом подшипникового узла 43 и соединена с рейкой 44 вертикального хода.

Вертикальный ход обеспечивается также посредством двигателя 33 постоянного тока, закрепленного на неподвижной балке 24 через карданную передачу 31, шлицевой вал 30 и линейный подшипник 27 на шестерню 45, взаимодействующую с рейкой 44 вертикального хода.

Магазин 46 заготовок 47 выполнен в виде двигателя с рольгангом, на котором размещены три сдвоенных кассеты 6 с заготовками 47 или две кассеты 6 и узел ориентации 7 заготовок 47. Магазин 46 оснащен приводом шагового перемещения 48, состоящим из каретки 49 с закрепленными на ней складными упорами 50, взаимодействующими с пазами 51 сменной оснастки и копиром 53 на переднем конце каретки 49. В конце хода каретки 49 размещен двуплечий рычаг 55, одно плечо которого постоянно контактирует с подвижным и подпружиненным упором 57, а другое плечо с копиром 53 в конце хода каретки 49. Магазин 46 заготовки 47 оснащен двумя цилиндрами 58 для подъема и фиксации резервного магазина 59 с магнитными распушителями 60 над кассетами 6, который по окончании штамповки опускается на последнюю освободившуюся от заготовок 47 кассету 6. 61 привод стопы заготовок 47 на определенный шаг. Высотный склад 3 штампов 4 расположен с тыльной стороны выстроенных по линии ячеек 1. Между складом 3 штампов 4 и линией ячеек 1 установлен штабелер 2 с телескопическими вилами перемещения, перемещающимися по обе стороны штабелера 2. Вдоль линии ячеек 1 с той же стороны расположен высотный склад 5 кассет 6 с заготовками 47 и узлами ориентации 7.

В конце линии ячеек 1 расположена позиция 64 выдачи штампов 4 в ремонт, выполненная в виде платформы, на которую выставляется штамп 4, отработавший определенное количество ударов, от одного профилактического ремонта до другого.

Кассеты 6 для заготовок 47 выполнены двухсекционными на две стопы и представляют собой плиту 67 с направляющими пазами 68 для фиксации стоек 69, ограничивающих стопу заготовок 47. Вокруг каждой секции на плите 67 кассеты 6 установлены стойки 70 для удержания при транспортировке резервного магазина 59 с магнитными распушителями 60. В центре плиты 67 с фронта и тыла выполнены окна 71 для захода упора 57 при фиксации кассеты 6 на рабочей позиции и окна 51 для захода складных упоров 50, перемещающих кассету 6 с позиции на позицию с определенным шагом. Узел ориентации 7 заготовок 47 имеет основание в виде плиты 72, по наружным параметрам совпадающей с основанием кассеты 6. С двух сторон плита 72 ограничивается неподвижными щеками 73, в которых закреплены направляющие ролики 74, служащие опорой для секторной качалки 75. На секторной качалке 75 закреплен корпус 76 поворотного от 0 до 180^o устройства, выполненного в виде двухстороннего цилиндра со шток-рейкой 77, передающей вращение через шестерню 78 на ложементы 79 с заготовками 47.

Шестерня 80 передает движение на другую шток-рейку 81, на которой установлены регулируемые упоры 82, воздействующие на гидроамортизатор 83 двухстороннего действия. Таким образом, настраивая упоры 82 на определенную величину, мы ограничиваем поворот в пределах нужного угла. Аналогичный привод 85 с регулировкой угла установки для поворота секторной качалки 75 через вал 84 промежуточный шестерни 86 и зубчатый сектор 87 качалки 75.

Сменные ложементы 79 выполнены по форме низа и верха заготовки 47, при этом нижний ложемент 79 принимает заготовку 47, а верхний ложемент 79 посредством пневмоцилиндра 88 через рычаги 89 накрывает заготовку 47, удерживая ее при кантовке или повороте. Подключение энергоносителей осуществляется автоматически посредством быстросъемных соединений (не показано). Кассеты 6, резервные магазины 59 с магнитными распушителями 60, узлы ориентации 7 настраиваются на определенную деталь вне технологической ячейки, что позволяет повысить коэффициент использования оборудования.

Роботизированный комплекс работает следующим образом: система управления (СУ) выдает команду на подготовку кассет 6 и узла ориентации 7 для определенной детали. Штабелер 2 по команде СУ берет из высотного склада 3 нужный штамп 4 и отвозит его к нужной ячейке 1, устанавливает штамп 4 на стол 15 механизма 13 смены штампов, заблаговременно, во время штамповки предыдущей партии деталей. Штабелер 2 устанавливает первую кассету 6 с установленным на ней резервным магазином 59 на магазин 46 ячейки 1, а узлы ориентации 7 на магазины 46 последующих ячеек. После выработки заданной партии деталей и выработки последней заготовки из кассеты 6 ячейки 1 переходят в режим "Конец партии". В режиме "Конец партии" ячейки вырабатывают переходы с узлов ориентации заготовок, оставляя заготовки в штампах.

Каретки 23 загрузки заготовок в штамп и разгрузки деталей из штампа освобождаются от захватных органов, фиксируя их на монтажной плите штампа с левой и правой сторон, и приводятся в исходное положение. В память подсистемы от кодовых датчиков поступают сведения о закрытых высотах штампов. По окончании режима "Конец партии" ячейки 1 переходят в режим "Переналадка". Ползуны 21 перемещаются в НМТ. Механизмы зажима 18 открепляют верхнюю и нижнюю половины штампа 4. Ползуны 21 возвращаются в ВМТ. Роликовые цилиндры подъема штампа, встроенные в подштамповую плиту, поднимают штамп на высоту, чуть большую, чем выступающие из нижней половины штампа маркетные шпильки, и удерживают штамп в поднятом положении. Механизм смены штампов 13, выполненный в виде этажерки, встроенной в межстоечном пространстве с тыла пресса, имеет два стола: стол приема нового штампа, расположенный в верхней части, и стол приема старого штампа, расположенный в нижней части этажерки. Новый штамп поднимается выше уровня приемки штампа, при этом нижний стол становится на уровне роликовых цилиндров подъема штампа, удерживающих старый штамп. Специальные захваты с двух сторон входят в зону монтажной плиты старого штампа, зацепляют его и вытаскивают на нижний стол механизма смены штампа. Стол опускается, захваты выходят из зацепления со старым штампом и входят в зацепление с новым штампом, который опустился на уровень роликовых дорожек. Затем захваты перемещают штамп в рабочую зону до упора, роликовые цилиндры подъема штампа опускаются, фиксируя штамп на ловителях. При этом захваты, перемещающие штамп, освобождаются и возвращаются в исходное положение. Ползуны переместились в НМТ, произведя при этом подрегулировку закрытой высоты на величину, которая была записана в программе по данному штампу. Допускается также проводить ручную регулировку закрытой высоты в процессе штамповки партии деталей, если этого потребует колебание толщины листового материала. Механизмы зажима штампа закрепили верхнюю и нижнюю половины штампа. Каретки загрузки и разгрузки робота подходят в зону закрепленных на монтажной плите штампа захватов для деталей, фиксируют их в руке и возвращаются в исходное положение.

В питателе механизм подъема резервного магазина опускает резервный магазин и фиксирует его на кассете, освободившейся от заготовок. Механизм перемещения кассет с заготовками перемещает освободившуюся кассету с резервным магазином с рабочей позиции во фронт, на рабочую позицию перемещает первую кассету с новыми заготовками и резервным магазином либо узел ориентации заготовок. Кассета фиксируется, резервный магазин поднимается и фиксируется над кассетой. Стопа заготовок поднимается до необходимого для работы уровня. Каретки загрузки и разгрузки робота делают (n+1) ход и останавливаются для контроля полученной заготовки (n количество операций + число узлов ориентации полуфабриката). Контролер ОТК при положительной оценке детали запускает ячейки в автоматическую работу (пуск ручной). Рука каретки загрузки опускается в зону действия магнитных распушителей, установленных на магазине над стопой заготовок, захватывает одну из распушенных в стопе заготовок, поднимает ее, перемещаясь в рабочую зону штампа, и кладет в штамп, при этом приходится контроль наличия одной заготовки в захватах руки каретки, контроль положения детали в штампе, после чего рука каретки возвращается в исходное положение. Производится штамповка. Рука каретки разгрузки входит в зону штампа, опускает захват в штамп, захватывает деталь, поднимает ее и перемещает на позицию, выполняющую роль узла ориентации, установленного на магазине следующей ячейки. В случае, если деталь не имеет дальнейшего штамповочного перехода, то каретка разгрузки делает неполный ход и опускает деталь на приемный лоток, установленный на подштамповой плите между штампам и магазином следующей ячейки.

Кассеты, освободившиеся от заготовок, перемещаются по рольгангу магазина во фронт, откуда забираются погрузчиком и увозятся на участок формирования кассет. Тара с готовой продукцией, устанавливаемая с фронта возле пресса, также увозится погрузчиком и заменяется новой.

Использование: обработка металлов давлением в производственных автоматизированных процессах изготовления различных деталей. Сущность изобретения: роботизированный комплекс состоит из установленных в технологической последовательности технологических ячеек. Каждая ячейка содержит пресс, магазин для кассет с заготовками, робот, приемное устройство. Робот выполнен из двух кареток, содержащих по одной руке каждая. Каретки размещены на балке, подвешенной с фронта пресса. Магазин для размещения кассет с заготовками выполнен в виде питателя с рольгангом. Приемное устройство выполнено в виде двухручьевого лоткового склиза. 6 з. п. ф-лы, 8 ил.

1. Роботизированный комплекс для многопереходной штамповки, содержащий установленные в технологической последовательности и связанные системой управления технологические ячейки, состоящие из пресса, магазина для размещения кассет с заготовками, двурукого робота для укладки заготовок в штамп и выноса деталей из штампа, приемного устройства в виде лоткового склиза и узла ориентации заготовок, отличающийся тем, что робот выполнен из двух кареток, содержащих по одной руке каждая, соответственно для укладки заготовок в штамп и выноса деталей из штампа, при этом каретки размещены на балке, подвешенной с фронта пресса. 2. Роботизированный комплекс по п.1, отличающийся тем, что магазин для размещения кассет с заготовками выполнены в виде питателя с рольгангом, а установленные на нем кассеты выполнены сдвоенными и сменными, имеющими пазы. 3. Роботизированный комплекс по п.1, отличающийся тем, что магазин для размещения кассет с заготовками оснащен приводом шагового перемещения, содержащим каретку с закрепленными на ней складными упорами, установленными с возможностью взаимодействия с пазами кассет с заготовками посредством копира на ее переднем конце, и размещенный в конце хода каретки двухплечий рычаг, одно плечо которого постоянно контактирует с подвижным подпружиненным упором, другое с копиром в конце хода каретки. 4. Роботизированный комплекс по п.1, отличающийся тем, что он снабжен резервным магазином с магнитными распушителями. 5. Роботизированный комплекс по п.1, отличающийся тем, что приемное устройство выполнено в виде двухручьевого лоткового склиза, установленного сбоку на столе пресса. 6. Роботизированный комплекс по п.1, отличающийся тем, что узел ориентации заготовок выполнен в виде двух ложементов, копирующих верхнюю и нижнюю стороны детали и замыкающих между собой деталь посредством пневмоцилиндров. 7. Роботизированный комплекс по п.1, отличающийся тем, что узел ориентации установлен на рольганг магазина, а его основание выполнено аналогично основанию кассеты.