Металлорежущий станок с автоматической сменой инструмента Советский патент 1980 года по МПК B23Q3/155 

Изобретение относится к области стан- кост-роения, а именно к устройствам автоматической смены Ш1струмента оля многоцелевых сверлильно-фрезерно-расточных станков с ЧПУ. Известно устройство автоматической смены инструментов, содержащее каретку с блоком механизмов поворота и выдвижения цвухзахватной руки с управляемы ми зажимными губками, которая перемещается от магазина к шпшцельной бабке по закрепленной на ней траверсе. Это позволяет осуществлять смену инструмен та в любом положении шпиндельной бабки Однако механизм выдвижения двухзахват- ной руки и связанный с ним механизм по ворота жестко закреплены на корпусе каретки, в связи с чем не имеют возможности поворота на 90 в вертикальной ПЛОСКОСТИ. Перемещение каретки по траверсе и поворот цвухзахватной руки осуществлены от различных приводов, несмотря на то, что Их. работа по времени не совмещена Недостатком этого устройства является невозможность смены инструмента в вертикально расположенном шпинделе станка. Для этого шпиндель необходимо перевес ти в горизонтальное положение, что предусмотрено специальной конструкцией шпиндельной бабки. Такой дополнительный поворот шпиндельной бабки увелич1{вает вспомогательное время, снижая производительность станка в цело, и также снижает точность обработки. Кроме того, осуществление перемещения каретки и поворота двухзахватной руки от индивидуальных приводов усложняет конструкцию и снижает надежность работы устройства и станка в целом. Целью настоящего изобретения является обеспечение возможности смены 1шст- румента на станке с горизонтально или вертикально расположенным шпинделем. Для. этого двухзахватная механическая рука установлена на каретке с возможностью поворота в вертикальной плоское-

ти, перпенцикупярной направлению ее перемещения, и снабжена закрепленной на корпусе цапфой, с размещенным в ней валом и установленной с возможностью поворота во втулке, закрепленной на корпусе каретки, причем втулка снабжена кула ковой полумуфтой внутреннего зацепления, цапфа - установленной с возможностью перемещения в относительно нее двухсТб ронней кулачковой муфтой, а вал - кулачКОБОЙ полумуфтой внешнего зацепления и связан с приводом перемещения каретки. На фиг. 1 представлен сверлильно-фрезерно-расточный станок с ЧПУ и автоматической сменой инструмента в оаностоеч ном исполнении; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (при автооператоре, расположенном у щпиндельной головки для смены инс трумента в горизонтальном щпинделе);на фиг. 3 - вид А на фиг. 1 (при автооператоре, расположенном у щпиндельной головки для смены инструмента в вертикальном шпинделе); на фиг, 4 - кинематическая схема привода перемещения - . каретки по траверсе и привода поворота; ,на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 7 - вид Г на фиг. 4.

Станок состоит из станины 1, на которой расположены стол 2-для закрепления обрабатываемого изделия и стойка 3 с вертикально перемещающейся щпиндельной бабкой 4, которая снабжена поворачивающейся головкой 5. Поэтому щпиндель может занимать горизон- тальное (см. фиг. 2) или вертикальное (см.фиг. 3) положение. К щпиндельной бабке 4 крепится траверса 6 , по которо перемещается устройство автоматичеокой смены инструмента, состоящее из

каретки 7 с корпусом 8, в котором смонтирован привод вращательного движения 9, а также поворотный блок 1О с механизмами поворота и выдвижения , захватной руки 11,

Привод вращатега ного движения включает в себя двигатель 12, ведущий вал 13, на котором смонтированы фрикционные муфты 14 и 15 и щестерня 16, взаимодействующая с муфтой 14, С щестерней 16 взаимосвязана щестерня 17, закрепленная на вертикальном приводном валу 18, которая в свою очередь взаимодействует с рейкой 19, закрепленной на траверсе 20. Вал 13 посредством муфты 15 связан с валом червячной передачи 21, размещенной в корпусе 8, а вал 22 червячного колеса переачи 2 1 размещен в цапфе 23, закрепленной на корпусе 24 блока 10. Цапфа смонтирована с возможностью поворота о втулке 25, закрепле шой на корпусе 8.

На цапфе смонтирована двухсторонняя кулачковая муфта 26 с зубьями внутреннего 27 и наружного 28 зацепления. Она перемещается вдоль оси индивидуальным приводом 29. Зубья.внутреннего зацепления муфты 26, перемещаясь по цапфе вдоль оси, взаимодействуют с убьями наружного зацепления полумуфты 30, закрепленной на валу 22, а зубья аружного зацепления муфты 28 взаимосвязаны с зубьями внутреннего зацепления попумуфты 31, закрепленной на втулке 25,

На валу 22 закреплена коническая щестерня 32, взаимодействующая с коническим колесом 33, закрепленном на ступице 34, снабженной упором 35 с возможностью ограниченного винтами 36 и 37 поворота в корпусе блока 24.

Шток 38 силового цилиндра жестко закреплен в корпусе 24 блока, а гильза 39 имеет возможность поворота и осевого перемещения и связана со ступицей 34 посредством щлицевого соединения, Двухзахватная рука 11, несущая инструмент 40, жестко закреплена на гильзе 39.

Работает устройство следующим образом.

При расположении устройства в промежуточной между магазином сменных инструментов и шпинделем станка позиции включением двигателя 12 и муфты 1при включенной муфте 15 приводится шее терня 17, и каретка 7 с корпусом 8, бло ком 1О и двухзахватной рукой 11 перемещается по траверсе 2О от магазина сменных инструментов к шпинделю стан- ка(вниз в -плоскости фиг. 2).

При подходе к шпинделю станка муфта 14 выключается, каретка 7 останавливается, а свободные губки (на чертеже не обозначены) двухзахватной руки 11 захватывают инструмент, установленный в щпинделе станка (на чертеже не показан).

Затем подают давление в.поршневую полость цилиндра и гильза 39 извлекает инструмент из шпинделя.

Далее включается муфта 15 и вращательное движение от блока 1О передается через червячную передачу 2.1 на вал 22, коническую щестерню 32 и колесо 33, которое посредством ступицы 34

поворачивает гильзу. 39 и цвухзахватную руку 11 на 180 до упора в винт 3

После этого муфта 15 выключается и подается аавление в штоковую полость цилиндра, гильза 39 возвращается .в ис- хоцное положение, устанавливая при этом инструмент 4О в шпиндель станка.

Одновременным включением двигателя 12 в противоположном направлении и муфты 14, каретка 7 с двухаахватной

рукой 11, несущей извлеченный из шпинделя инструмент, возвращается к магазину сменных инструментов, в котором происходит смена инструмента, аналогичная приведенной. Выше был описан цикл смены инструмента для станка с горизонтально расположенным шпинделем, при условии, что в магазине сменных инс рументов, послеоние расположены также в горизонтальной плоскости.

Для станка с вертикальным расположением шпинделя и горизонтальным расположением инструментов в магазине цикл смены будет следующим.

В промежуточной позиции (см. фиг.6) при остановленном двигателе 12 подается давление в привод 29, который перемещает муфту 26 в положение, обозначенное пунктиром. При этом зубья 28 наружного зацепления муфты 26 расцепляются зубьями внутреннего зацепления полумуфты 31, а зубья 27 внутреннего зацепления муфты 26, оставаясь в зацеплении с цапфой 23, зацепляются также с зубьями наружногозацепления полумуфты 30.

После этого включается двигатель 12 и муфта 15 (му4)та 14 выключена пе редает вращение от вала 13 через червячную передачу 21, вал 22, прлумуфту 30, муфту 26 на цапфу 23 и жестко закреп-, ленный с ней блок Ю. Блок 10 повора- чивается в соответствующую сторону на QCP до упора (на чертеже не показан), в результате чего ось инструмента 40 занимает вертикальное положение, а двухзахватная рука 11 при этом находится в нижнем положении (см. фиг. 1). Привод 29 возвращается в исходное положение, расцепляя гуфту 26 с полуму4угой ЗО и сцепляя ее с полумуфтой 31.

Затем производится обмен инструментами двухзахватной руки с вертикачьным шпинделем и каретка возвращается в промежуточную позицию. Здесь блок аналогично описанному возвращается в горизонтальное положение и в последующем произвоШ1ТСЯ обмен инструментами двухзахватаой руки с магаз1шом.

Формула изобретения

Металлорежущий станок с автоматической сменой инструмента, содержащий IIJ пин дельную, б абк у с пово р а чив ающе йс я 1 оловкой и устройство для автоматической смены 1шструменга, выполненное в виде подвижной по траверсе, закрепленной на шпиндельной бабке, каретки, несущей двухзахватную механическую руку и снабженной механизмом ее перемещения по траверсе, выполненным в виде зубчатреечной передачи, и механизмом стабилизации ее положения при перемещении, отличающи йся тем, что, с целью обеспечения возможности смены 1шструмента на станке с горизонтально или вертикально расположенным шп гаделем, двухзахватная механическая рука установлена на каретке с возможностью поворота в вертикальной плоскости, nepiпендикулярной направлению ее перемещения, и снабжена закрепленной на корпусе цапфой, с размещенным в ней валом и установленной с возможностью поворота во втулке, закреапенной на корпусе кареки, причем втулка снабжена кулачковой пoлyмyфtoй внутреннего зацепления; цапфа - установленной с возможностью перемещения относительно нее двухсторонней кулачковой муфтой, а ват - кулачковой полумуфтой внешнего зацепления и связан с приводом перемещения каретки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Франции № 2307615, кл. В 23 Q 3/155, 1976.

4 5

Фиг.г

S-B

Вид г