Устройство автоматической смены инструмента Советский патент 1989 года по МПК B23Q3/155 

1

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в многооперационных станках с ЧПУ.

Целью изобретения является повышение надежности работы механизма смены инструментальных оправок.

Промежуточный носитель спутника снабжен валом, при этом один конец вала жестко связан с поворотной ру- кой с захватом, а на втором конце вала жестко закреплено зубчатое колесо, установленное с возможностью взаимодействия с неподвижной зубчатой рейкой, параллельной направляю щим промежуточного носителя, а также механизм зажима оправки в спутнике выполнен в виде рычага, ось качания которого смонтирована в корпусе спутника перпендикулярно продольной оси оправки, внутренняя поверхность переднего конца которого имеет возмож- ность сопряжения с обращенной .к рей по.верхностью канавки на фланце оправки, при этом второй конец рычага вза кмодействует с пружиной одного из фиксаторов хвостовика инструмента.

На фиго показан многоцелевой станок с системой автоматической смены инструментов; на фиго2 - многоцеле- вой станок с автоматической сменой инструментов, вид сбоку; на фиг.З - вид А на фир.2 (на промежуточный носитель в позиции смены инстр.умен- тов и механическую руку); на фиг.4 - разрез В-Б на фиг„3 (по оси спутни- ка); на фиг.З - вид сверху на промежуточный носитель позиции у инструментального магазина; на фигоб - разрез Б-Б на фиг.5 (по промежуточному

носителю в позиции у инструментального магазина)

Q 5 0 5

о

0

На основании 1 смонтирована шпиндельная бабка 2 со шпинделем 3. Шпиндельная бдбка 2 имеет возможность перемещения по направляющим 4 салазок 5 вдоль оси шпинделя (координата Z) и вместе с салазками 5 по направляющим 6 - в перпендикулярной оси шпинделя горизонтальной плоскости. По вертикальным направляющим 7 смонтированной на основании 1 стойки 8 перемещается бабка 9 поворотного стола 10 с вертикальной рабочей, поверхностью, имеющей возможность поворота относительно горизонтальной оси.

На задней стороне стойки 8 смонтирован инструментальный магазин 11, гнезда 12 которого являются звеньями цепи, направляюгцейся по четыре 1 звездочкам 13с двумя параллельными дисками, между которыми проходят гнезда 12. Конструкция привода Перемещения цепи магазина, связанного -с одной из звездочек 13, не показана.

Гнездо магазина состоит из корпуса 14 с двумя осями 15, которые служат как для соединения с соседними гнездами, так и для взаимодействия с впадинами звездочек 13. На корпусе гнезда закреплен ступенчатый кронштейн 16, на котором спереди расположены два фиксирующих штифта 17, а сзади - один фиксирукщий штифт 18.

В гнездо устанавливается спутник 19 с инструментальной оправкой 20, спутник 19 состоит из корпуса 21 с коническим и цилиндрическим отверстиями для установки инструментальной оправки 20 и фланцем 22, в котором с одной стороны выполнены посадочные отверстия 23, а с другой посадочные

отверстия 24. На заднем торце корпу 21 имеется ег(е одно посадочное отверстие 25. На корпусе 21 имеется также прямоугольный паз 26 и V-обра ный паз 27о

Спутник 19 устанавливается в гнеде 12 магазина на.штифтах 17 и 18, взаимодействующих соответственно с отверстиями 23 и 25. и удерживается от наклонов в любом направлении этими штифтами, а от осевого смещения фиксатором 28, взаимодействующим с пазом 27о

На корпусе 21 имеется также выступ (не обозначен), в пазу которого на оси 29 смонтирован поворотный рычаг 30 с передним концом, выполненный в виде кулачка 31, имекяаего с внутренней стороны профиль, совпадающий с профилем боковой стороны у-образной канавки фланца 32 инструментальной оправки 20. На боковой стороне переднего конца рычага имеется также жестко закрепленный цилиндрический штифт 33.

Задний конец рычага 30 опирается на пружину 34 одного из двух шариковых фиксаторов 35, взаимодействующих с зажимным элементов (ввертыйем) 36 инструментальной оправки.

На боковой стороне стойки 8 закреплен кронштейн 37, на верхней сто- роне которого смонтированы направляющие 38, по которым может перемещаться параллельно оси шпинделя 3 с помощью гидроцилиндра 39 промежуточный носитель 40 В корпусе 41 промежуточного носителя на подшипниках 42 смонтирован поворотный вал 43, с верхним концом которого жестко соединена поворотная рука с захватом .спутника, состоящий из штатформы 44 с гидроцилиндром 45 и планкой 46. Шток 47 гидро- цшшндра снабжен расположенньы на его конце кулачком 48 для взаимодействия с пазом 26 в корпусе 21 спутника 19,

На планке 46 смонтированы два фиксирующих штифта 49 для взаимодействия с посадочными отверстиями 24 на фланце 22 спутника 19.

На нижнем конце вала 43 смонтировано зубчатое колесо 50, зацепляющееся с рейкой 51, жестко закрепленной на кронштейне 37 параллельно направляющим 38с На кронштейне 37 установлены также жесткие упоры 52 и 53, определяющие соответственно положение промежуточного носителя у инструмен

са з-

.1458145

а -

тального магазина 11 ив позиции сме- инструментов.

На боковой стороне кро Ш1тейна 37 закреплен манипулятор 54 с двухзах- ватной механической рукой 55. имеющей возможность поворота на угол ы. для стыковки с фланцами 22 инструментальных оправок 20 в шпинделе 3 и проме10 жуточном носителе 40, а также осевого перемещения (не показан) и поворота на 180 для выполнения цикла смены инструментов,,

На захватах 56 и 57 руки 55 имеют15 ся жестко закрепленные цилиндрические штифты 58 с конической захолной частью.

Работа системы автоматической смены инструментов происходит следую- 20 Щим образом.

Перед сменой инструментов промежуточный носитель 40 находится в переднем, вьщвинутом к шпинделю 3 положении на упоре 53 (позиция смены), 25 рука 55 - в горизонтальном положении (фиг.1 и 2), цепь инструментального магазина перемещается до тех пор. пока в позиции стыковки (фиг.5) с промежуточным носителем не установит- 30 ся гнездо 12, в котором после смены должен быть установлен спутник 19 с инструментальной оправкой 20, находящейся пока в шпинделе 3.

По команде от устройства ЧПУ на смену инструментов шпиндельная бабка 2, перемещаясь по направляющим 4 и вместе с салазками 5 по направлягадим 6, устанавливается в позицию смены инструментов Механическая рука 55 манипулятора 54 поворачивается на угол oi , захват 57 стыкуется с фланцем зажатой в шпинделе оправки 20, захват 56 стыкуется с фланцем оп- равки 20, находящейся в спутнике 19, и при этом штифт 58 (фиг.З) воздействует своей цилиндрической частью на штифт 33 и отводит от флан- Ца 32 оправки 20 рычаг 30, преодолевая усилие пружины 34, Фиксаторы 35 удерживают за ввертыш 36 оправку 20 от смещения, когда кулак 31 рычага 30 выходит из контакта с канавкой фланца 32, обеспечивая правильную стыковку захвата 56 с фланцем оправ35

40

5

0

5

ки.

но не препятствует ее выводу с

некоторым усилием из спутника.

После этого происходит разжим оправки 20 в шпинделе, замена ее с помощью манипулятора на новую оправку 20 и ее зажим в шпинделе. При . вдвигании оправки 20 в спутник штифт 59 (фиГо2), воздействуя своей конической частью на штифт 33, отводит кулак 31 рычага 30, обеспечивая возможность ввода хвостовика оправки 20 в спутнико По окончании цикла смены рука 55 снова устанавливается в горизонтальное положение, после чего возможно проведение обработки новым инструментом. При отводе захвата от фланца оправки освобождается штифт 33 и рычаг 30 запирает оправку в спутнике 19о

Одновременно начинается цикл установки отбработавшей инструментальной оправки в магазин и перенос следующей в позицию смены.

Промежуточный носитель 40 с помощью цилиндра 39 перемещается в положение у инструментального магазина (фиг.6) на упоре 52. Во время перемещения промежуточного носителя благодаря тому, что зубчатое колесо 50 находится в зацеплении с рейкой 51, происходит поворот вала 43 и вместе с ним платформы 44 со спутником 19, зафиксированным на штифтах 49 и зажатым с помощью цилиндра 45 между планкой 46 и кулаком 48. Жесткий упор 52 отрегулирован таким образом, что при взаимодействии с ним промежуточного носителя 40 ось спутника 19 с оправкой становится парал,- лельной оси гнезда магазина. При это оси штифтов 17 и 18 кронштейна совмещаются с осями отверстий 23 и 25 в спутнике. Затем шток 47 цилиндра 45 смещается вниз и кулак 48, воздействуя на заднюю стенку паза 26 в .корпусе 21 спутника, сдвигает спутник со штифтов 49 промежуточного носителя на штифты 17 и 18 гнезда (длины и взаимное расположение штифтов подобраны таким образом, чтобы спутник всегда опирался на какие-либо из них и в то же время полностью освобождался в конце соответствующего хода от штифтов на гнезде или промежуточном носителе). При этом фиксатор 28 западает в V-образный паз 27, досылает спутник до упора в тррец кронштейна 16, и в дальнейшем удерживает спутник в гнезде магазина от самопроизвольного выпадания.

При установке спутника в магазин между боковыми сторонами паза 26 и

.

581456

кулака 48 под действием фиксатора 28 устанавливаются зазоры, благодаря чему возможен свободней- проворот це-

g пи магазина для поиска гнезла со сле- дунгцим по программе инструментом, который и выводится в позицию стыковки с промежуточным носителем

Затем с помощью цилиндра 45 кулак

10 48 вьщвигается, переталкивает новьш спутник на штифты 49 и прижимает его к планке 46 носителя. После этого цилиндр 39 перемещает промежуточный носитель вперед до упора 53, а плат15 форма 44 при действием того же перекатывакщегося по рейке 51 зубчатого колеса 50 поворачивается, устанавливая спутник с новой оправкой в позицию смены инструментов, парал-

20 лельную оси шпинделя. Точность установки в позицию смены регулируется упором 33о В этой позиции промежуточ- . ный носитель, как уже описывалось, остается до окончания следующего цик25 ла смены инструментов.

Формула .изобретения

1. Устройство автоматической сме- 30 ны инструмента, содержащее магазин с гнездами для спутников инструментальных оправок, установленный на направляющих промежуточньй носитель спутников инструментальных оправок с приводом его перемещения и -поворотной рукой с захватом для спутников, а также манипулятор с двухзахватной рукой и механизм зажима оправки в каждом спутнике, отличающе35

40

45

50

55

е с я тем, что, с целью повьшения надежности за счет упрощения конструкции, поворотная рука промежуточного носителя снабжена закрепленным на ней соосно оси ее поворота зубчатым колесом, кинематически связанным с установленной на основании станка дополнительно введенной зубчатой рейкой, расположенной параллельно направляющим промежуточного носителя спутников .

2. Устройство поп,1, отлича ю щ ее с я тем, что механизм зажима инструментальной оправки в спутнике выполнен в виде рычага, один конец которого расположен с возможностью взаимодействия с проточкой, выполненной на фланце оправки, а другой - с пружиной фиксатора хвостовика инструмента в спутнике.

/J JJ 4

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в многооперационных станках с ЧПУ. Целью изобретения является повьшение надежности работы механиэ- ма смены инструментальных оправок. Устройство смены инструментальных оправок содержит промежуточный но

Фм.3 f

в-в

Фиг.6

Фиэ.