Устройство для передачи деталей между прессами Советский патент 1982 года по МПК B21D43/18 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДЕТАЛЕЙ МЕЖДУ

ПРЕССАМИ

Изобретение относится к механизации и автоматизации транспортировани деталей с одной технологической пози ции на другую, в частности к устройс вам Для передачи деталей между прессами в листоштамповочном производств в автоматических линиях на базе промышленных роботов, выполняющих подачу деталей в штамп и выдачу из штампа. В настоящее время к устройствам для передачи деталей между прессами выдвигаются следующие основные требо вания: быстроходность, компактность, точность позиционирования передаваемых деталей. Для увеличения быстроходности нужно уменьшить массу движу щихся частей устройства, чтобы умень шить динамические нагрузки, как при торможении, так и при разгоне, Известны ленточные транспортера, содержащие основание, бесконечную конвейерную ленту, магниты, расположенные под лентой привод ленты. Маг ниты служат для фиксации деталей на ленте 1 . Недостатком этих устройств является о, что на них невозможно осуществить точное позиционирование транспортируемых д.еталей из-за вытяжки и пробуксовки транспортерной ленты.Кроме . того, лента сама по себе не имеет достаточной жесткости, чтобы осуществить точное позиционирование транспортируемых деталей при больших динамических нагрузках, которые возникают при частых и быстрых остановках, как того требует высокий темп работы современных прессов . Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является передающее устройство, содержащее смонтированную на основании гильзу с торцовыми крБпцками и каналами для подсоединения к трубопроводам подвода сжатого воздуха, размещенный внутри гильзы поршень со штоком, подвижную каретку для транспортирования деталей и тормозные -блоки для смягчения ударов и плавного останова при . торможении каретки 12. Недостатком известного устройства является наличие в устройстве штока, который жестко соединен с поршнем цилиндра и с кареткой, что приводит к большим габаритам устройства по длине. При выдвижении штока из цилиндра для него требуется место, приблизительно равное или большее хода поршня. Так как общая длина корпуса цилиндр и вьвдвинутого штока часто оказывается чрезмерно большой, в 2,2-2,6 раза больше величины хода, то привод не всегда можно разместить между пресса ми, не увеличивая общей длины линии. При применении в пневмоприводах ускоряющих реечных передач, габариты несколько сокращаются, но привод кон структивно усложняется и снижается точность позиционирования за счет ув личения передаточного числа. Для имекхцих широкое распространение прессов усилием 16-100 тс установочное расстояние между прессами берется до 2300 мм и более. При таких расстояниях масса штока получается большой, что затрудняет разгон и останов движущихся частей устройства и поэтому время цикла передачи деталей увеличивается/ а кроме того, увеличиваются динамические нагрузки, что ведет к повьпиенному износу устройства и снижению точное ти позиционирования транспортируемой детали. Кроме этого, из-за наличия ШГока и механических связей с поршнем, кареткой, а также уплотнения штока в крышке цилиндра конструкция привода усложняется, а надежность работы снижается . Целью изобретения является умень шение габаритов передающего устройства и движущихся масс. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для передачи деталей между прессами, содержащем смонтированную на основании гильзу с торцовыми крышками и каналами для подсоединения к трубопроводам подачи сжатого воздуха, размещенный внутри гильзы поршень, подвижную каретку для транспортирования деталей и тормозные блоки, поршень выполнен магнитным, а каретка для транспортирования деталей имеет выполненные из ферромагнитного материала взаимодействующие с поршнем элементы и смонтирована на гильзе, изготовленной из немагнитного материа ла с возможностью перемещения относи тельно нее. Такое конструктивное решение позволяет осуществлять движение каретки непосредственно от поршня за счет маг нитной связи посредством индукционных линий (магнитных сило.вых линий) магнитного потока, создаваемого магнитным поршнем, и надобность в традиционнсэм штоке, соединяющим каретку с поршнем, отпадает. Следовательно, масса движущихся частей значительно уменьшается за счет отсутстзвия штока и механических связей с поршнем и кареткой, особенно при больших ходах, что очень важно, так как масса штока в этом случае значительно превосходит массу поршня и каретки с передаваемой деталью вместе взятых. Каретка и магнитный поршень имеют свои тормозные блоки. Для повышения точности позиционирования каретки для транспортирования деталей тормозные блоки магнитного поршня и каретки смещены вдоль оси для останова магнитного поршня за кареткой по Ходу возвратного движения. Тормозной блок плавно притормаживает каретку и точно ее позиционирует, так как связь между кареткой и поршнем осуществляется магнитным потоком, позволяющим относительное перемещение магнитного поршня относительно каретки . Для фиксации на каретке деталей из ферромагнитных материалов при транспортировании участок каретки между опорной пове рхностью, на которой находится транспортируемая деталь, и поверхностью, обращенной к гильзе, выполнен из немагнитного материала. Вследствие этого, индукционные линии магнитного потока,создаваемого магнит ным поршнем, замыкаются через тело тран- спортируемой детали и притягивают ее к каретке, т.е. фиксируют ее. Таким образом, надобность в специальных трафаретных или магнитных схватах отпадает. Для облегчения съема этих деталей, чтобы она не притягивалась к каретке магнитным поршнем, гильза имеет вставки из ферромагнитного материала . На фиг. 1 схематически представлено предлагаемое устройство для передачи деталей между прессами, разрез; на фиг, 2 - поперечный разрез по каретке, разрез А-А на фиг, 1, изображающий вариант, когда втулка каретки выполнена целиком из ферромагнитного материала;, на фиг, 3 - то же, но вариант, когда каретка имеет отдельные элементы выполненные из ферромагнитного материала; на фиг. 4 - то же, но вариант когда участдк кареТки между опорной поверхностью, на которой находится транспортируемая деталь/и поверхностью обращенной к магнитному поршню, выполнен из немагнитного материаа; ни фиг. 5 - магнитный разрез по агнитному поршню, представляющему борный вариант, состоящий из втулки, ыполненной из постоянного магнита шайб, выполненных из материала, роводящего магнитное полег на фиг.6 оперечный разрез по магнитному поршню редставляющему конструктивный варинт, когда постоянные магниты распоожены радиально и залиты эпоксидной молой; на фиг, 7 - вариант, когда остоянные магниты расположены по кружности вдоль.оси гильзы;на фиг.8о же, поперечный разрез; на фиг. 9 родольный разрез по магнитному поршню, представляющему вариант с электромагнитной катушкой.

На основании 1 посрелством кронштейнов 2., выполненных за одно целое с крышками 3, смонтирована гильза 4, изготовленная из немагнитного материла (например силумина, алюминия, немагнитной латуни, бронзы, фтороплас га, эбонита, пластмассы, стекла и

т.д.) .

. Внутри гильзы 4 помещен со свободой перемещения вдоль гильзы поршень 5, который выполнен магнитным. Магнитны поршень 5 является свободно движущимся поршнем, т.е. плавающим поршнем без штока.

На поршне 5 смонтировано уплотнение в виде резиновых колец 6. В крышках 3 смонтированы тормозные блоки 7 для смягчения ударов магнитного поршня 5 в крайних его положениях. Тормозные блоки в частном случае могут быть гидравлическими.

Каретка 8 для транспортирования д талей 9 смонтирована на гильзе 4 со свободой движения вдоль гильзы,которая служит направляющей для каретки. Каретка 8 имеет ступицу 10, охватывающую гильзу 4.

Стуг1Йца, для увеличения тягового усилия, может быть выполнена целиком из ферромагнитного материала (фиг. 2 а также для облегчения конструкции ступица может быть изготовлена из легкого материала или из материала с низким коэффициентом трения, но при этом в.тело ступицы заделаны отдельные элементы 11, изготовленные из ферромагнитного материала, которое охватывают гильзу 4 снаружи.

Чтобы каретка 8 не поворачивалась вокруг гильзы 4, могут быть применены различные конструктивные приемы, например ходовая шпонка, закрепленная на гильзе по всей ее длине {не показана).

Каретка 8 может.в частном случае иметь участок 12, выполненный из немагнитного материала, который рае положен между опорной поверхностью 13, на которой находится транспортируемая деталь 9, и поверхностью 14, обращенной к магнитному поршню (фиг. 4) .

В крайних положениях каретки смонтированы тормозные блоки 15 для смягчения ударов при остановке каретки.

Тормозные блоки 7 магнитного поршня 5 установлены по отношению соответствующих тормозный блоков 15 кареки так, что магнитный поршень после останова каретки имеет возможность продолжения своего движения относительно уже остановившейся каретки на некоторую величину а (фиг. 1), соответствующую величине перемещаемых масс и скорости перемещения.

То)|мозные блоки 7 магнитного поршня и тормозные блоки 15 каретки в

частном случае могут иметь одинаковое конструктивное устройство.

Тормозные блоки 15 имеют пружинный шариковый фиксатор 16.. На каретке 8 смонтированы штыри 17 с проточдами 18 под шариковые фиксаторы 16. Таким образом, тормозные блоки являются тормозными устройствами, выполняющими одновременно и роль фик-. саторов.

Для фиксации транспортируемых деoталей 9 на каретке 8 могут быть смонтированы трафареты 19 с ограничител.ьной конфигурацией соответствующей транспортируемой детали или захваты различных типов; магнитные, вакуум5ные, клещевые и т.д. (не показаны).

Подвод и отвод сжатого воздуха в гильзу 4 осуществляется через отверстия 20.

Схваты 21 и 22 промышленных робо0тов располагаются над кареткой 8 на позициях укладки и взятия деталей 9 с каретки для передачи в штамп прессов .

На позициях укладки и съема транспортируемых деталей с каретки гильза

5 4 имеет вставки 23, изготовленные из ферромагнитного материала и являющиеся продолжением самой гильзы.

Конструктивное выполнение магнитного поршня может быть самым различ0ным. Он может быть целиковым, т.е. выполненньгм как единое целое из постоянного магнита (фиг. 1);сборным из постоянного магнита в виде втулки 24 и шайб 25 (фиг. 5) выполненных,

5 из материала, проводящего магнитное поле, и несущих н-а себе уплотнительные элементы (не показаны).

Постоянные магниты в поршнях могут располагаться радиально, как, например, магниты 26 (фиг. 6); по окружности вдоль оси гильзы, как магниты 27 (фиг. 7) и т.д.

Поршни с электромагнитной катушкой 28, (фиг. 9) также могут быть выполнены по различны конструктивным

5 схемам.

Магниты могут заливаться эпоксидным клеем, стеракрилом, силумином и т.д.

Постоянные магниты могут быть из0готовлены из различных материалов, например из сплавов алнико и магнико, Эти магниты развивают отрывную силу не меньшую, а даже большую, чем электромагнитные. В последнее время на5чали применять ферритные керамические постоянные магниты. Существуют также Оксидно-бариевые магниты. Эти магниты также отличаются высокой силой притяжения. Плиты с такими магнитс1МИ

0 успешно применяются на фрезерных, строгальных и других станках.

Что касается магнитных поршней с электромагнитными обмотками, то их конструкция может быть аналогичной конструкции электромагнитных муфт.

5 магнитных столов, надежных в работе и широко применяемых в шлифовальных, фрезерных и других различных станках Удельная сила притяжения современ ных электромагнитных плит колеблется е пределах 20-130 г/см2- (2-13 кгс/см Для питания электромагнитных плит применяют чаще постоянный ток напряжением 24, 48, НО и 220 В. Наиболее часто применяют ток цапряж ением 119 в Мощность, потребляемая электромагнитными плитами, обычно находится в пределах 100-300 Вт. В качестве источника питания наиболее часто применяют селеновый выпрямитель. Потребное усилие .перемещения каретки с деталью невелико, так как масса транспортируемой детали и самой каретки сравнительно мала. При применении шариковых сепараторов усилие пе ремещения еще меньше. Так, при общей подвижной массе 10 кг и коэффициенте трения 0,1 потребное усилие перемещения равно 1 кг, что вполне приемлимо, учитывая удельную силу притяжения магнитов в среднем 2 кгс/см. Как вид но, запас по тяговому усилию большой Устройство для перемещения деталей между прессами работает следующим образом. При подаче сжатого воздуха через отверстия 20 во внутрь гильзы 4 в ту или иную полость магнитный поршень 5 движется в соответствующую противоположную сторону. Уплотнение полостей гильзы друг от друга осуществляется реэиновыми кольцами б магнитного поршня 5. Магнитный поршень 5 создает вокруг себя магнитное поле, магнитный поток которого проходит сквозь стенку гильзы 4 из немагнитного материала и замыкается через втулку каретки из ферромагнитного материала или отдельные элементы 11, изготовленные также из ферромагнитного материала и заделанные в тело каретки. Возникает магнитная сила сцепления магнитного поршня с кареткой 8, достаточная для того, чтоб каретка перемещалась совместно с магнитным поршнем. Так как тормозные блоки 7 магнитного поршня 5 установлены по отношению соответствующих тормозных блоков 15 каретки, то в крайних положениях каретка первой взаимодействует со своим тормозные блоком 15 по сравнению с моментом взаимодействия магнитного поршня 5 со своим тормозным блоком 7. Штырь 17 каретки входит в отверстие пружинного шарикового фиксатора 16 и нажимает на свой тормозной блок 15. Этот блок срабатывает, т.е. смягчает удар каретки и плавно ее останавливает. Шарик фиксатора 16 заска кивает в проточку 18 штыря 17 каретки и удерживает ее от смещения, т.е. стопорит. Поршень после полного останова каретки подолжает свое движение на некоторую величину d для того,чтобы . гарантировано довести каретку, а тем самым и транспортируемую деталь 9, до нужного положения с заданной точностью позиционирования, и только шэтом полностью останавливается. Магнитный поршень 5 в конечном положении упирается в штырь своего тормозного блока 7, который смягчает удар поршня и плавно его останавливает . После того, как каретка 8 остановилась, промьтшенный робот своим схватом 22 берет деталь 9 и переносит ее в штамп пресса, или, в зависимости от положения каретки, другой робот схватом 21 кладет деталь 9 на каретку. Деталь 9 может, быть взята непосредственно из магазина или быть уже отштампованной, т.е. ее переносят из штампа пресса. После этого сжатый воздух переключается в противоположную полость. Магнитный поршень 5 при обратном движении своим магнитным потоком опять увлекает за собой каретку 8. При обратном ходе каретки ее штырь 17 расцепляется с шариковым фиксатором 16. Тормозной блок 15 каретки 8 и тормозной блок 7 магнитного поршня 5 возвращаются в исходное положение, т.е. они готовы к новому торможению и смягчению удара. Далее цикл работы устройства повторяется. Для того, чтобы .фиксировать транспортируемые детали на каретке, используя магнитный поток, создаваемый магнитным поршнем, участок 12 каретки между опорной поверхностью 13, на которой находится транспортируемая деталь 9, и поверхностью 14, обращенной к магнитному поршню, выполнен из немагнитного материала, сквозь который магнитный поток поршня проходит через тело транспортируемой детали и замыкается, тем самым притягивает эту деталь к каретке, т.е. фиксирует. Таким образом, надобность в специальных схватах, траферетах отпадает. На позициях укладки и съема транспортируемых деталей с каретки схватами промышленных роботов гильза имеет вставки 23, изготовленные из ферромагнитного материала и являющиеся продолжением самой гильзы. Магнитный поток, .. создаваемый магнитным поршнем, замыкается через эти вставки, которые выполняют роль экрана. Магнитный поток, приходящий через транспортируемую деталь, ослабляет или совсем исчезает, а темсамым исчезает и сила прижатия детали к каретке. Таким образом,транспортируемая деталь освобождается от фиксирующего действия магнитного потока и может быть легко, без затруднений, снята, схватом промышленного робота с каретки. Предложенное устройство по сравнению с известными обладает следующими преимуществами. За счет того, .VITO поршень выполнен магнитным, а гильза - из немагнитного материала, каретка для транспортирования деталей размещена на гильзе и имеет вст ки из ферромагнитного материала,охватывающие гильзу, отпадает надобность в штоке цилиндра, благодаря ч му уменьшаются габариты устройства, масса движущихся частей, повышается надежность работы.Преимущества тем более ощутимее,, чем больше потребный ход поршня. При транспортировании деталей из ферромагнитных материалов не требуется применение специальных трафаретов или схватов-, монтируемых на каретке, что ведет к снижению себестоимости производст ва. Так как листоштамповочное производство имеет многономенклатурный характер, изобретение даст положительный эффект, пЪскольку отпадает надобность не только в большом коли честве трафаретов, но и стеллажей д их хранения. Кроме этого, экономит время на переналадку трафаретов, ч увеличивает производительность тру а себестоимость, производства снижа ся. Годовой технико-экономический э фект от использования.изобретения составит 3 тыс. руб. (от применени одного устройства). Формула изобретения 1. Устройство для передачи дета между прессами, содержащее смонтир ванную на основании гильзу с торцо выми крышками и каналами для подсо инения к трубопро.водам подачи сжатоо воздуха, размещенный внутри гильы, поршень, подвижную каретку для ранспортирования деталей и тормозные локи, отличающееся тем, то, с целью уменьшения габаритов устройства, и массы движущихся частей, поршень выполнен магнитным, а каретка для транспортирования деталей имеет выполненные из ферромагнитного материала взаимодействующие с поршнем элементы и смонтирована на гильзе, изготовленной из -немагнитного материала с возможностью перемещения относительно нее. 2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью повышения точности позиционирования каретки для транспортирования деталей, тормозные блоки магнитного поршня и каретки смещены вдоль оси для останова магнитного поршня за кареткой по ходу возвратного движения. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о т личающееся тем, что, с целью фиксации на каретке деталей из ферромагнитных материалов, участок каретки между опорной поверхностью, на которой находится деталь, и поверхностью, обращенной к гильзе, выполнен из немагнитного материала. 4.Устройство по пп. 1, 2 и 3, отличающееся тем, что, с |целью обеспечения съема транспортируемых деталей из ферромагнитных материалов с каретки, гильза имеет вставки из ферромагнипюго материала. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 4034846, кл. 198-422, опублик. 1977. 2.Власов С.Н. и Черпаков Б.И. Справочник молодого наладчика автоматических линий и специальных станков. М., Высшая школа , 1977, с. 29-30 (прототип).

2ff

т

Фиг./ : - Nsssss ; N s

,S

У//////Л

4

х

0///////1/л

13

У/////7///////77/7/Л

Фи7.5