Устройство для автоматической смены инструментов на металлорежущем станке

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТОВ НА МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕМ СТАНКЕ, содержащее установленный на боковой стороне колонны станка инструментальный магазин с держателями инструментов, расположенных вертикально, хвостовиком вниз, транспортный механизм с захватами под инструменты для доставки инструментов с сохранением его первоначального положения от инструментального магазина до шпинделя станка, двухзахватную механическую руку cN.eHu инструментов в шпинделе станка возвратно-поступательного и вращательного действия и кантователь с захватом под инструменты, осуществляквдий установку оси инструмента параллельно оси шпинделя при передаче инструмента в двухзахватнуго механическую руку при повороте его захвата на 90°, отличающееся тем, что, с целью безопасности при смене тяжелого инструмента, устройство снабжено дополнительной двухзахватной механической рукой возвратно-поступательного и вргицательного действия, расположенной в месте выдачи и приема инструментов соотпгтственно из инструментального магазина в транспортный механизм, и установленной с возможностью поворота вокруг оси на упомянутой колонне станка крышкой, преграждающей попадание грязи на направляющие транспортного механизма в моменты перехвата инструментов его зах-ватами. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что транспортный механизм доставки инструментов включает горизонтальны и вертикальный транспортные MexaHHSNtbi с захватами , причем захват последнего механизма выполнен в виде рычага, установленного с возможностью вращеС ния на 180° в горизонтальной плос (О кости . 3.Устройство по П.1, о т л ичающееся тем, что захват кантователя установлен с возможностью перемещения в направлении вдоль оси инструмента и снабжен элементами , фиксирующими инструмент при указанном перемещении захвата. 4.УстройствоПО п. 1, о т л иО чающееся тем, что двухзахватсо ная механическая рука смены инстру05 ментов в шпинделе станка снабжен-а связанными между собой механизмами ю фиксации ее в горизонтальном и вертисо кальном положениях и фиксации инструмента в захвате, выполненными в ви00 де поочередно выдвижных пальцев. 5.Устройство по пп. 1 и 4, о тличающееся тем, что двухзахватная механическая рука смены инструментов в шпинделе станка закреплена на каретке, установленной с возможностью вращения л плоскости, перпендикулярной направлолиго осевого перемещения двухзахпа-гиой руки.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) В 23 3/155

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2688146/25-08 (22) 04.11.78 (31) 132222/77 (32) 04.11.77 (33) Япония (46) 15.08.83. Бюл. М 30 (72) Митухару Сато и Кацуо Ямазаки (Япония } (» ) Тосиба Кикаи Кабусики Кайся (Япония ) (53) 621.9.06-114-529(088.8) (56) 1. Патент США М 3789472, кл. 29-568, 1974, (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТОВ HA МЕТАЛЛОРЕЖУЩЕМ СТАНКЕ, содержащее установленный на боковой стороне колонны станка инструментальный магазин с держателями инструментов, расположенных вертикально, хвостовиком вниз, транспортный механизм с захватами под инструменты для доставки инструментов с сохранением его первоначального положения от инструментального магазина до шпинделя станка, двухэахватную механическую руку смены инструментов в шпинделе станка возвратно-поступательного и вращательного действия и кантователь с захватом под инструменты, осуществляющий установку оси инструмента параллельно оси шпинделя при передаче инструмента в двухзахватную механическую руку при повороте его захвата на 900, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью безопасности при смене тяжелого инструмента, устройство снабжеНо дополнительной GBóõçàõâàòíoé механической рукой возвратно-поступательного и вращательного действия, расположенной в месте выдачи и приема инструментов соответственно из

„„SU„„1036238 А инструментального магазина в транспортный механи зм, и установлен ной с возможностью поворота вокруг оси на упомянутой колонне станка крышкой, преграждающей попадание грязи на направляющие транспортного механизма в моменты перехвата инструментов его захватами, 2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что транспортный механизм доставки инструментов включает горизонтальный и вертикальный транспортные механизмы с захватами, причем захват последнего механизма выполнен в виде рычага, установленного с возможностью вращения на 1800 в горизонтальной плос- . щ кости, 3. Устройство по п.1 о т л и- 0) ч а ю щ е е с я тем, что захват кантователя установлен с воэможностью перемещения в направлении вдоль оси инструмента и снабжен элемента- Я ми, фиксирующими инструмент при указанном перемещении захвата.

4. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что двухэахватная механическая рука смени инструментов в шпинделе станка снабжена ф связанными между собой механизмами фиксации ее в горизонтальном и вертикальном положениях и фиксации инст- { ) румента в захвате, выполненными в виде поочередно выдвижных пальцев.

5. Устройство по пп. 1 и 4, о тл ич а юще е с я тем, чтодвухзахватная механическая р> ка смены инструментов в шпинделе станка закреплена на каретке, установленной с воэможностью вращения в плоскости, перпендикулярной направле нию осевого перемещения двухзахвятвой руки.

1036238

Изобретение относится к станкост;роению и касается автоматического устройства замены инструмента горизонтального, фрезерного и расточного станка с низко расположенным столом для обработки тяжелых иэделий.

Известно устройство для автоматической смены инструментов на металлорежущем станке, содержащее установленный на боковой стороне колонны станка инструментальный магазин с держателями инструментов, расположенных вертикально, хвостовиком вниз, транспортный механизм с захватами под инструменты для доставки инструмента с сохранением его первоначального положения от инструментального магазина до шпинделя станка, двухэахватнуи механическую руку смены инструментов в шпинделе станка возвратно-поступательного и вращательного действия и кантователь с захватом под инструменты, осуществляющий установку оси инструмента параллельно оси шпинделя при передаче инструмента в двухэахватную механическую руку при повороте его захвата на 90 Г1 j.

Недостатком известного устройства автоматической смены инструментов является то, что -озможно выпадание инструмента из захвата при его транспортировке, поэтому оно неприменимо в крупных станках, где требуется перемещать инструмент большого веса (около 60 кг) и боль— шого диаметра, так как не обеспечивается полная безопасность при смене тяжелого инструмента.

Цель изобретения — обеспечение безопасности при смене тяжелого инструмента.

Указанная цель достигается тем, что устройство для автоматической смены инструментов снабжено дополнительной двухзахватной механической рукой возвратно-поступательного и вращательного действия, расположенной в месте выдачи и приема ингтрументов соответственно из инструментального магазина в транспортный механизм, и установленной с возможностью поворота вокруг оси на упомянутой колонке станка крышкой, пре граждающей попадание грязи на нап, равляющие транспортчого механизма в моменты перехвата инструментов его захватами.

Транспортный механизм доставки инструментов включает горизонтальный и вертикальный транспортный ме-ханизмы с захватами, причем захват последнего выполнен в ниде ры-ага, установлейного с возможностью вращения на 180в в горизонтальной плоскости.

Захват кантователя установлен с воэможностью перемещения в направле нии вдоль оси инструмента и снабжен элементами, фиксирующими инструмент при укаэанном перемещении.

Двухзахватная механическая рука смены инструментов в шпинделе стан5 ка снабжена связанными между собой механизмами фиксации ее в горизонтальном и вертикальном положениях и фиксации инструмента в захвате, выполненными в виде поочередно выдIO вижных пальцев. Двухэахватная(механическая рука смены инструментов в шпинделе станка закреплена на каретке,, установленной с воэможностью вращения в плоскости, перпендикулярной направлению осевого перемещения двухзахватной руки.

На фиг. 1 показано устройство автоматической замены инструмента, вид спереди; на фиг. 2 — то же, вид

2О сверху; на фиг. 3 — механизм горизонтального трансгортирования инструмента устройства, вид спереди„ на фиг. 4 — разрез Л-A на фиг. 3; на фиг. 5 - узел рычага замены инструмента механизма горизонтального транспортирования инструмента, вид сверху на фиг. 6 — разрез Б-Б на ! фиг. 5, на фиг. 7 — кожух, закрывающий механизм горизонтального транспортирования инструмента, разрез, 30 на фиг.8 — механизм вертикального транспортирования инструмента устройства, вид спереди, частично с вырывом, на фиг, 9 — разрез B-В ,на фиг. 8; на фиг. 10 — механизм

35 транспортирования инструмента, вид спереди и взаимодействующие с ним механизмы; на фиг. 11 — промежуточный удерживающий механизм устройства, вид спереди, на фиг. 12 — раз4ц рез Г-Г на фиг. 11; на фиг. 13 разрез Д-Д на фиг. 1.2; на фиг. 14 перспективное изображение механизма для привода и управления рычагом механизма замены инструмента устд ройства, разрез; на фиг. 15-20 схемы, поясняющие последовательность операций работы механизма замены инструмента; на фиг. 21-23 — схемы гидравлических цепей для привода различных механизмов устройства.

В устройстве ав=о-матической за) мены инструментов горизонтального фрезерного и .расточного станка 1 низким расположением салола для обработки тяжелых изделий (фиг. 1 и 2) головка шпинделя 2 установлена с одной стороны станины станка 1 с воэможностью перемещения в вертикальном направлении, а пиноль 3 с воэможностью продольного перемеще69 ния на передней поверхности головки шпинделя 2, В пиноли 3 размещен шпиндель 4, приводимый двигателем (не показан). Станина станка 1 установлена на фундаментной плите 5 с возможностью бокового перемещения.

1036238

На левой (фиг. 2 ) поверхности плиты 5 также установлен магазин б для инструмента, вмещакяций несколько инструментов. K поверхности станины станка 1 крепится механизм 7 горизонтального транспортирования инструмента от магазина б в позицию вблизи нижнего конца шпинделя 4, причем у переднего конца транспортирующего механизма 7 расположен первый механизм 8 транспортирования инструмента. Рядом с другим концом механизма 7 установлен механизм 9 вертикального транспортирования инструмента, расположенный вертикально вдоль станины станка 1, причем сбоку транс-; портирующего механизма 9 расположен промежуточный удерживающий механизм 10. Между удерживающим механизмом 10 и шпинделем 4 расположен второй механизм 11 транспортирования инструмента, В описанном вьпае устройстве инструмент транспортируется в вертйкальном положении с хвостовой частью сориентированной вниз от магазина 6 к удерживающему механизму 10, причем инструмент поддерживается в заданном устойчивом положении с помощью предусмотренной в нем шпоночной <àнацки, взаимодействующей с позиционной шпонкой, предусмотренной в транс-30 портирующем механизме. Когда инструмент попадает в удерживающий механизм 10, он затем горизонтально поворачивается в положение, параллельное шпинделю и заменяется инст- 35 рументом, который был установлен на шпинделе 4.

Магазин 6 для инструмента фиг.2) включает основание 12, державки 13 для инструмента., установленного с 4О воэможностью поворота. В центральной части верхней поверхности каждой державки 13 выполнено отверстие 14 для введения в него и удерживания инструмента, рядом с которым предусмотрена шпонка 15, выступающая внутрь выемки так, чтобы входить в зацепление с соответствующей канавкой в инструменте с целью удерживания инструмента в заданном поло- щ жении. На внутренней поверхности державки 13 выполнен зубчатый элемент (не показан ), входящий в зацепление с цепью 16, расположенной с внутренней стороны державок 13. Поэтому, когда цепь 16 перемещается звездочкой 17 с приводом от гидравлического двигателя 18, державки 13 вращаются по часовой стрелке, причем с целью равномерного вращения державок предусмотрены выступы иэ наруж- @ ных поверхностей державок 13 в направле вЂ:ии основания 12, и ролики, поддерживаемые выступами с воэможностью качения на поверхности основания 12 не показаны ). На наруж- 65 ных поверхностях выступов державок 13 образованы кодовые поверхности, имеющие различные формЫ для индексирования инструментов, причем вращение звездочки 17 прекращается в результате соответствующего обнаружения заданной (выбранной ) кодовой поверхности 19 устройством 20, предн аз начен ным для обн ар ужения и распознования формы кодовой поверхности 19, расположенной на основании 12.

Точнее, когда державка 13, удерживакицая требуемый инструмент, останавливается у участка с позицией замены инструмента механизма 8 и поскольку конструкция таков- что кодовая поверхность, соотвЕтствующая требуемому инструменту, образована на од-: ной из державок 13, предшествующей державке, которая удерживает заменяемый инструмент,. инструмент останавливается в позиции замены инструмента благодаря обнаружению кодовой поверхности заданной предшествующей державки 13. B качестве устройства обнаружения кодовой поверхности 20 может быть использовано устройство, которое механически контактирует с этой поверхностью и считывает код, или оптическое устройство, которое воспринимает свет, отраженный кодовой поверхностью или проходящий через нее ° В действительности кодовая поверхность считывается после того, как державка 13, удерживающая требуеыай инструмент, прошла немного за шпонку в позицию замень инструмента и остановилась. Затем державка 13 перемещается слегка назад против часовой стрелки )и снова останавливается в позиции стопорным элементом храпового типа.

Механизм 8 замены инструмента (фиг. 1-5) имеет рычажной узел руки 21 .замены, который служит для передачи инструмента,, расположенного в позиции замены инструмента магазина б, к носителю 22 механизма 7 горизонтального транспортирования инструмента и для передачи использованного инструмента носителя 22 в державку 13 магазина 6. Рычажный узел руки 21 замены инструмента предусмотрен с рычагами 23, расположенными горизонтально и имеющими полукруглые участки 24 для удерживания инструментов. Полукруглый держатель 24 включает полукруглый выступ 25 для предотвращения выпадения инструмента из него путем зацепления с полукруглой кольцеобразной канавкой инструмента и шпанку 26 для з-цепления с шпоночной канавкой инструмента с целью прочного удерживания инструмента B поэиции. Рядом с основанием держателя 24 расположен фиксирующий штырь 27, постоянна поджатый пружинными сред1036238

f стнами не показаны, . внутрь держателя 24 .

К:.ижней поверхности рычажного узла руки 21 крепится вал 28, причем в нижнему концу вала 28 крепится убчатое колесо (не показано ), которое находится н зацеплении с одной иэ зубчатых реек, гредусмотренных на поршневых штоках гидравлических (цилиндр-поршень) узлов 29 и ЗС, Поэтому рычажный узел 21 понорачи- )О нается, когда гидравлические узлы работают. Бал 28 соединен с гидравлическим поршневым узлом 31, расположенным вертикально, благодаря чейу рычажный, узел 21 может двигаться 15 также вверх и вниз. Когда рычажный узел 21 горизонтально поворачивается и каждый иэ держателей 24 подходит K заменяемому инструменту, фиксирующий штырь 27 поджимается 20 боковой поверхностью инструмента и утаплинается в рычажном узле 21 протин действия пружины. Таким образом, инструмент входит ь полукруглый держатель 24 и входит н зацепление с 25 дуговым выступом 25 и шпонкой 26.

От расцепления с держателем инструмент предохраняется фиксирующим штырем 27, который снова находится с помощью пружины в выступающем поло- 30 жении. Рычажный узел 21 может быть выполнен с двумя отдельными держателями консольного типа, один из которых .держивает новый инструмент, а другой использованный.

Механизм 7 горизонтального транспортирования инструмента (фиг. 3-7) гредназначен для перемеюения инструмента с его хвостовой, частью, сориентированной вниз по вертикали, и . 40 транспэртирования инструмента от перcoro механизма 8 замены инструмента к механизму 9 вертикального транспортирования инструмента. Носитель 22 для инструмента расположен у верхней поверхности с державкой 32 для хвостовой части инструмента и шпонкой 33, зацепляемой с позиционной шпоночной канавкой инструмента. Транспортирующий механизм 7 включает два направляк>щих стержня 34, расположенных на определенном расстоянии друг оТ друга по вертикали и поддерживаемых опорой "-5, крепяшейся к станине 1. так, ".тобы не мешать движению носителя 22. Параллельно направляющим стержням 34 между дв)мя приводными звездочками проходит бесконечная цепь 36. Носитель 22 содержит горизонтальные отверстия, через которые свободно rpоходят направляющие стерж-60 ни, причем к носителю 22 крепится цепь 36. Так::м образом, носитель 22 движется возвратно-поступательно вдоль направляюших стержней 36 между первым механизмом 8 замены и 65 транспортирующим механизмом 9 вертикального транспортирования инструмента с помощью звездочек 37, приводимых гидравлическим двигателем (не показан } после уменьшения их скорости вращения. Для предохранения направляющих стержней 36 от мелких стружек или пыли устанавливается кожух 38, выполненный из металлической пластины L-образного сечения, причем его боковая и верхняя поверхности расположены вдоль направляющих стержней 36, Нижняя часть кожуха 38 шарнирно крепится штырем 39 к выступающей части станины 1 и соединяется с поршнем гидравлического узла 40 одним концом, шарнирно крепящимся к станине 1. Такая конструкция позволяет кожуху 38 поворачиваться в открытое положение (показано пунктирными линиями на фиг. 7), и, когда носитель 22 движется вдоль направляющих стержней 34, кожух 38 открывается так, чтобы не мешать движению носителя 22.

При гередаче инструмента от державки 13 магазина 6 к носителю 22 державка 13, удерживающая инструмент, выбранная устройством обнаружения кодовой поверхности, останавливается в заданной позиции замены инструмен- . та, т.е, н самом нижнем положении, показанном на фиг. 2, причем в зто время носитель 22 уже достиг позиции замены инструмента, показанной на фиг. 3. Когда держанка 13 и носитель 22 остановились у позиции замены, р чажный узел руки 21 поворачивается по часовой стрелке на 90 > и держатели 24 удерживают новый инструмент в державке 13, а использованный инструмент — в носителе 22 соответственно. На следующем этапе рычажный узел 21 движется вверх (вертикально относительно стороны станины 1, как показано на фиг. 2.) для извлечения обоих инструментов, поворачивается на 180 о и движется вниз.

Таким образом ноный и использованный инструменты заменяются и нставляются в носитель 22 и державку 13 соотнетственно. После замены инструментов рычажный узел 21 снова поворачивается на 90 > для возврашения в перноначальное положение. Поскольку державка 13 и новый инструмент взаимосвязаны кодовой поверхностью 12, использованный инструмент должен нознрашаться к державке 13 после индексирования державки, соответствующей инструменту ° Одйако в системе, где инструменты непосредственно сами предусмотрены с кодовыми поверхностями или где вычислительное устройство управляет выбором инструмента и позиций державок 13, использонанный инструмент может вставляться в любую свободную дер1036238 жавку 13 магазина 6. В обеих системах выбор нового инструмента и державки осушеетвляется зо время фрезерования или растачивания детали с целью сокращения времени замены инструментов.

Механизм 9 (фиг, 8 и 9) вертикального транспортирования HI- cтрументов имеет поворотный вал 41, расположенный вертикально вдоль боковой стенки станины 1, который с возможностью вращения поддерживается опорньм ""=ëåментом 42 у его нижнего кон а H подшипником (не показан) у верхнего конца.Вал 41 поворачивается на заданные углы гидравлическими поршневыми уз- 15 лами 43, расположенными в опорном элементе 42 таким образом, что зубчатый рейки, прикрепленные к поршням узлов 43, зацепляются с зуб-:атыми элементами, предусмотренными у нижне- 20 го конца 41. Вал 41 выполнен с шпоночной канавкой 44, которая входит в зацепление с шпонкой (не ",Оказана ) рычага 45 транспортирования HHOTpóìåíта, который может .перемеща ься вверх и вниз вдоль вала 41 и поворачиваться вместе с ним.

Транспортирующий рычаг 45 (фиг.9) содержит у переднего конца элемент, служащий в качестве держателя инстру- ЗО менте, такой как держа:ель 24 рычаж- ного узла 21, причем этот держатель предусмотрен с кругльм вист.пом, шпон кой H фиксирующим штьIрек«1 6 тем, чтобы инструмент удерл<-Iâaëñÿ в,вертикальном положении с остовой частью, направленной вни-. Хотя фиксирующий штырь 46 выполнен так, чтобы утапливаться когда инструмент вставляется в держатель рь"=.=-.г-а 45,. 40 штырь 46 не утапливается при вхождении в зацепление с инструментом с помощью пружины 47, кулачка 48 -- элемента 49, когда рычаг 45 занимает положение, показанное сплошными линиями, и положение, показанное пунктирными линиями вверху фиг. 9. Соответственно, когда рычаг 45 располагается в указанных позициях, инструмент прочно удерживается в держателе рыча- О га 45. Когда рычаг 45 перемещается в позицию, показанную пунктирными линиями внизу фиг. 9 (наклонное положение ), фиксирующий штырь 46 утапливается, поскольку элемент 49 разъединяется с поверхностью кулачка 48.

К основанию транспортирующего рычага 45 крепится горизонтальный кожух 50 для предохранения поворотной части рычага 45 От мелкой стружки и пыли. для предохранения поворот- 60 ного вала 41 От стружки и пыли крепится также вертикальный кожух 51 снаружи вала 41 в вертикальном направлении вдоль него, причем Основание кожуха 51 с ВОзмОжнОстью понОрота крепится к кронштейну 52 так, чтобы кожух 51 мог поворачиваться в горизонтальной плоскости. Когда рычаг 45 располагается y нижнего конца вала 41 для принятия инструмента, кожух поворачивается двигателем (не показан ), расположенным выше кожуха 51, и защищает вал от мелкой стружки, а когда рычаг 45 движется вверх, кожух 51 поворачивается так, чтоюы не мешать перемещению рычага.

Бесконечная цепь 53 натянута вдоль вала 41 между верхней и нижней звездочками 54. Верхняя звездочКа вращается гидравлическим двигателем, расположенным над звездочкой, через шестерню, червяк и червячное колесо (не показаны ), а нижняя звездочка установлена на кронштейне 55, соединенном с винтом 56, выступающим из опорного элемента 42. Таким образом, цепь 53 приводится во вращение верхней звездочкой 54. Часть цепи 53 соединена с транспортирующим рычагом 45, благодаря чему обеспечивается вертикальное перемещение рычага 45, в соответствии .с перемещением цепи 53, через поворотный вал 41.

Транспортирование инструмента от носителя 22 механизма 7 горизонтального транспортирования инструмента к транспортирующему рычагу 45 осуществляется так, чтобы рычаг 45 сначала располагался в самой нижней позиции поворотного вала 41 и занимал положение, показанное на фиг. 9 пунктирными линиями. B этом положении носитель 22 движется вправо (см. 3), а рычаг 45 затем поворачивается в положение, показанное сплошными линиями на фиг. 9, благодаря чему инструмент захватывается и удерживается держателем рычага 45.

Промежуточный удерживающий механизм 10 фиг. 10), расположенный рядом с верхним крайним положением . рычага 45 вдоль боковой поверхности шпиндельной головки 2, может наклоняться на 90, причем державка 57 этого механизма установлена с возможностью перемещения вверх и вниз вдоль направляющих рельс 58. Рычаг 45 останавливается в позиции, соответствующей позиции шпиндельной головки 2 в пределах заданного хода поворотного вала 41, с помощью конечного выключателя. Ипиндельная головка 2 выполнена с выступающим стопорным элементом 59 и конечным выключателем, прикрепленным к нижней части элемента 59. К рычагу 45 крепится собачка, взаимодействующая с указанным конечным выключателем, и когда рычаг 45 движется вверх и контактирует с этим выкжочателем, генерируется электрический сигнал, останавливающий вращение гидравлического двигателя 60, но при этом рычаг 45 продолжает перемещать1036238

15

Механизм 10 включает далее механизм зацепления со шпоночной канавкой инструмента и установки поворотного положения инструмента (фиг.11), содержащий стержень 79, установленный с возможностью скольжения в вер- 5 тикальном направлении и невозможностью поворота относительно боковой стенки цилиндрического элемента 69 благодаря двум зажимным платам 80 и 81.У нижней части стержень 79 10 выполнен с выступающим штырем 82, находящимся в зацеплении с выемкой, выполненной на переднем конце поворотного рычага 83, который с возможностью поворота поддерживается в центральной части цилиндрическим элементом 69, причем базовая часть рычага 83 соединена с нижним концом натягивающей пружины 84, верхний конец которой прикреплен к элементу 69. При такой конструкции, когда цилиндрический элемент 69 занимает нижнее положение, показанное на фиг. 11 сплошными линиями, рычаг 83 побуждается пружиной 84 к повороту по часовой стрелке, при этом верхний передний конец стержня 80 не выступает эа верхнюю поверхность опорной платы 68 ° Это нефиксированное положение. Когда цилиндрический элемент 69 перемещается вверх, как З0 показано на фиг. 11 пунктирными линиями, правый конец рычага 83 зацепляет стопорный элемент 85, укрепленный на промежуточном участке направляющего рельса 58, и рычаг 83 35 поворачивается по часовой стрелке против действия пружины 84. Тем временем .верхний конец стержня 79, выступающий иэ опорной платы 68, входит в зацепление с шпоночной канав- 40 кой инструмента в державке 57, таким образом прочно фиксируя инструмент и предотвращая его поворот. Это фиксированное положение.

Второй механизм 11 замены инстру- 45 мента осуществляет замену нового инструмента в державке 57, наклоненной на 90О по горизонтали, использованным инструментом на шпинделе 2.

Он расположен ниже механизма 10 и включает поворотный узел 86, содержащий приводной механизм для поворота рычага 87 механизма замены инструмента и поддерживаемый в горизонтальной плоскости с возможностью поворота на 90О относительно шпиндельной головки 2. Узел 86 включает также поворотный вал, имеющий на его нижнем конце зубчатый элемент, который входит и зацепление с зубчатой рейкой, .предусмотренной на конце поршневого 60 штока 88 гидравлического узла 89, соединенного с шпиндельной головкой 2. Следовательно, когда поршневой шток 88 движется вправо от положения, показанного на фиг. 10, 65 узел 86 поворачивается для того, чтобы повернуть рычаг 87 на 90О. 3аменяющий рычаг 87 и цилиндрический полый вал 90 расположены в той же горизонтальной плоскости, что и шпиндель 4, расположенный сбоку узла 86 рядом с поворотным валом 41. Полый вал 90 второго механизма 11 замены инструмента (фиг. 14) поддерживается поворотным узлом 86 посредством подшипников 91 и 92, а фланцевая часть вала 90 находится в контакте с рычагом 87. На валу 90 установлена соосно с ним червячная шестерня 93, предназначенная для зацепления с червяком 94, который вращается гидравлическим двигателем 95 через понижающую передачу, включающую шестерни 96 и 97. В цилиндрический полый вал 90 вдоль оси вставлен скользящий вал 98, внутренний конец которого через упорный подшипник 99 и шаровое соединение 100 связан с гидравлическим Узлом 101, содержащим один конец поршневого штока 102, другой конец которого крепится к блоку 86, причем цилиндр 101 выполнен со сквозным отверстием в его фланцевой части, через которое для предотвращения поворота цилиндра 101 вводится направляющий штырь 103, выступающий из узла 86. В полом валу 90 расположена пружина 104, постоянно поджимающая скользящий вал 98 влево, как видно на фиг. 14. Когда гидравлическое давление в камере A цилиндра 101 повышается, цилиндр движется влево вместе с валом 98, в рузельтате чего скошенный передний конец вала 98 упирается в конец штыря 105 с возможностью скольжения установленного в рычаге 87. На другом конце штыря 105 предусмотрена зажимная колодка 106. Соответственно когда вал 98 движется влево, штырь 105 побуждается к перемещению вверх скошенным концом вала 98, а колодка 106 нажимает на удерживающую инструмент часть рычага 87. Указанная удерживающая часть не показана, но она имеет ту же форму, что и рычажный узел 21, и служит для удерживания инструмента. Кроме этого фиксирующего механизма второй механизм 11 включает стопорный механизм для остановки рычага 87 в его вертикальном положении, когда рычаг 87 поворачивается по часовой стрелке при нефиксирующем состоянии фиксирующего механизма, и механизм для горизонтального поддерживания рычага 87, который позволяет рычагу 87 поворачиваться по часовой стрелке, но не против. Когда работает фиксирующий механизм, стопорный механизм работает следующим образом.

Штырь 107, выступающий вниз из нижнего конца боковой пла:ы 108, 16

1036238

30

При осуществлении укаэанных операций использованный инструмент удерживается в носителе 22, который уже переместился в положение перед позицией замены инструмента магаэи50 на 6. Электрическим сигналом, генерированным, когда выбранная державка остановилась в позиции замены инструмента, возбуждается электромагнитный клапан V 4, от которого приводится в действие гидравлический узел 29. Рычажный элемент 21 поворачивается по часовой стрелке на

904 точнее 85О) ввиду того, что удерживающий центр рычага 21 наклонен под углом 5 относительно плос" 60 кости, проходящей через центр поворота рычажного элемента 21, как показано на фиг. 3, и инструменты захватываются удерживающими участками 24 элемента 21 соответственно. 65

В положении, в котором оба инст-румента отделены от опорных элементов, т,е, цилиндрического элемента 68 и шпинделя 4, и удерживаются рычагом 87, этот рычаг поворачивается на 180О в положение, показанное на фиг. 20, изменяя таким образом положения инструментов соответственно. Цилиндрический элемент 69 и шпиндель 4 снова перемещаются вперед для захвата использованного 10 и нового инструментов соответственно.

Рычаг 87 поворачивается затем на 90 о по часовой стрелке, а механизм 10 возвращается в вертикальное положение. 15

Магазин 6 для инструмента приводится от гидравлического двигателя 18 через звездочку 17. Несколько державок 13 в магазине б поворачивается по часовой стрелке благодаря вращению двигателя 18, управляемого электромагнитным клапаном V работающим в соответствии с командными сигналами. Затем устройство 20 обнаружения кодовой поверхности начинает искать помеченный инструмент, генерируя электрический сигнал, в ответ на который определяется требуемая кодовая поверхность, электромагнитный клапан Ч уменьшает скорость вращения державок 13 и останавливает их стопорным элементом (не показан ). Затем начинает работать электромагнитый клапан Ч, реверсирующий вращение державок 13, обеспечивая их вращение против часовой стрелки с низкой скоростью в соответствии с электрическим сигналом, информирующим о том, что державки 13 остановлены, и останавливает их так, чтобы обеспечить точное положение 40 выбранной державки 13 в позиции замены инструмента посредством механического стопорного элемента (не показан).

Когда рычажный элемент 21 поворачивается на 85 по часовой стрелке, конечный выключатель L 1 залыкается и электромагнитный клапан V 6 возбуждается. Затем гидравлический узел 31 перемещает вверх рычажный элемент 21 с инструментами и, когда конечный выключатель LZ указывает на то, что рычажный элемент 21 занял крайнее верхнее положение, возбуждается электромагнитый клапан Ч и гидравлический узел 30 поворачио вает рычажный элемент 21 на 180 путем зацепления зубчатой рейки с зуГ" чатым элементом, благодаря чему изменяются положения новОго и использованного инструментов. Когда рычажный элемент 21 поворачивается на

180, замыкается конечный выключатель L>, электромагнитный клапан V> в результате чего рычажный элемент 21 опускается в первоначальное положение. Новый и использованный инструменты меняют их положения на 180 о и .затем вставляются в держатель носителя 22 и державку 13 магазина 6 соответственно. Когда операция изменения положения инструментов завершена замыкается конечный выключатель L а электромагнитный кла4 пан V+ обесточивается.

Рычажный элемент 21 после высвобождения инструментов поворачивается на 90 против часовой стрелки с возвращением в первоначальное положение. Операция замены инструментов осуществляется в течение фрезерования или растачивания инструментом, установленным на шпинделе, н после завершения фрезерования или растачивания генерируется командрый сигнал выключателем L замены инструментов, В соответствии с этим сигналом возбуждается электромагнитный клапан V7,íðèâoäÿùèé в действие гидравлический двигатель 119, который поворачивает. кожух 51 поворотного вала 41, что дает возможность рычагу 45 перемещаться вверх, В то. же время возбуждается электромагнитный клапан Ч.8, и гидравлический узел 40 движется обратно..Затем коwyx 38, закрывающий направляющие стержни 34, поворачивается в позицию, показанную на фиг. 7 пунктирными линиями, давая возможность носителю 22 перемещаться по горизонтали, Когда кожух 51 открывается полностью, замыкается конечный выключатель L для возбуждения электро6 магнитного клапана V > до перемещения носителя 22. Когда приводится в действие гидравлический двигатель 120, являющийся приводом цепи, носитель 22, удерживающий новый инструмент, движется по горизонтали в позицию рядом с механизмом 9 вер.тикального транспортирования инст18

1036238

17 румента. Когда носитель 22 приближается в его конечное положение, срабатывает клапан Н уменьшающий ско1о рость вращения двигателя 120, при этом скорость движения носителя также замедляется и он останавливается механическим стопорным элементом (не показ ан ). При остановке носителя 22 замыкается конечный выключатель L>, а электромагнитный клапан Н„1 возбуждается. Затем гицрав- 1О лический узел 43 поворачивает против часовой стрелки рычаг 45 механизма 9 на 40С от левого наклонного положения, показанного на фиг. 9 пунктирными линиями, способствуя 15 удержанию инструмента рычагом 45.

В то время как инструмент удерживается, замыкается конечный выключатель L e,,а электромагнитный клапан V12 возбуждается, что вызывает вращение гидравлического двигателя 60 с целью перемещения вверх рычага 45. При приближении рычага 45 к его крайнему верхнему положению, замыкается конечный выключатель что посредством электромагнитного клапана V1> приводит к уменьшению скорости вращения двигателя 60. При большем его приближении замыкается конечный выключатель С . Затем клапан Н устанавливается в нейтраль- 30 ное положение, а рычаг 45 останавливается стопорным элементом 59 после незначительного дальнейшего верхнего перемещения. В то же время возбуждается электромагнитный клапан Н, g5 и другой гидравлический узел 43 поворачивает гротив часовой стрелки на 180 рычаг 45, таким образ- устанавливая инструмент B рычаге 45 над державкой 57. Когда эта позиция 4G достигнута, замыкается конечный выключатель )„1, а электромагнитный . клапан V обесточивае гся. Затем порш1Á невой шток 76 гидравлического узла 67 механизма 10 перемещается 45 вверх от его нижнего положения вместе с цилиндрическим элементом 69 для принятия инструмента, удерживаемого в рычаге 45, и когда элемент 69 достигнет его крайнего верхнего положения, замкнется конечный выключатель L и обесточится электромагнит12 ный клапан V,, — результате чего рычаг 45 повергается обратно (vo часовой стрелке ) на 180 ° Вначале указан, 55 ного поворота инструмент автоматически отделяется от рычага .45 и удерживается в цилиндрическом элементе 69.

После завершения поворота на 180 электромагнитный клапан Н1 возбуждается, и гидравлический узел 66 наклоняет вперед на 90 цилиндричес0 кий эдеме:- т 69 вместе с удерживаемьж им инструментом. Элемент 69 наклоняется благодаря тому, что узел 86 ме-. ханизма 11 был ранее повернут на .О 65 а при работе электромагнитного клапана V„> v. гидравлического узла 89. идравлический узел 121 (фиг. 23 ) включает поршневой штск, контактирующий с дном цилиндрического элемента 69 таким образом, чтобы предотвратить опускание поршнево -о штока 76 гидравлического узла, когда давление масла снижается в случае прекращения подачи энергии. Точнее, когда удерживающий механизм 10 наклоняется вперед на 90О, конечный выключатель ) замыкается, электромагнитный клапан Н1 возбуждается, а гидравлический двигатель поворачивает против часовой стрелки рычаг 87 для удерживания нового ийструмента в цилиндрическом элементе 69 посредством одного из удерживающих участков оычага 87 и для удерживания использованного инструмента на шпинделе 4 другим его удерживающим участком. указанный поворот рычага 87 загыкает конечный выключатель L, возбуждает злектромагнитый клапан V и обеспечивает работу гидравлического узла 101.

Когда работает узел 101, стопорный механизм рычага 87 находится не в фиксированном положении, и работает зажимной механизм для удерживания инструмента рычагом 87. В ответ на перемещение гидравлического узла 101 замыкается конечный выключатель и втягивается шпиндель 4. В то же время возбуждается электромагнитный клапан Н„ и приводится в действие гидравлический узел 67,. благодаря чему ц .линдрический элемент 69 поворачивается, На следующем этапе путем перемещения назад элемента 69 замыкается конечный выключатель )-16и обесточивается электромагнитный клапан V для реверсирования вращения двигателя 95 и таким обра-ом поворота рычага 87 на (180 + а) . Когда конечный

11 выключатель С среагирует на угол пс"ворота v., начнет снова работать двигатель 95 для того, чтобы поворачивать против часовой стрелки с помощью клапанa J,з рычаг 87 на угол ся", т.е. для того, чтобы точно поворачивать рычаг 87 на 180О для изменения ".îëîæåíèé инструментов на

180@, Целесообразно, чтобы рычаг 87 поворачивался сначала на (180 + б) и затем обратно на угол — а для того, чтобы остановить рычаг в заданном положении, в котором штыри 118 рычага 87 входят в зацепление со стопорным элементом 114, В то же время действует конечный выключатель для подачи вперед шпинделя 4 с целью удерживания нового инструмента. Затем для обеспечения работы гидравлическо"o узла 67 обесточивается электромагнитный клапан Н„ . Цилиндрический элемент 69 также подается вперед и

19

1036238

35 удерживает использованный инструмент.

Когда цилиндрический элемент 69 перемещается вперед, гидравлический узел 101 движется вправо (ф г, 14), что обеспечивается работой конечного выключателя L и электромагнитно12

ro клапана V благодаря чему перемещается обратно зажимная колодка 106 и выходит из работы зажимной механизм. Для обеспечения работы стопорного механизма выступает стопор- 10 ный штырь 112. Затем конечным выключателем L<>обесточивается электромагйитный клапан Ч„ и рычаг 87 поворачивается по часовой стрелке на

90 для высвобождения инструмента. 15

Рычаг удерживается в вертикальном положении стопорным штырем 112. Конечным выключателем L возбуждает12 ся электромагнитный клапан V и приводится в действие гидравлический узел 66, благодаря чему на 90 о поворачивается цилиндрический эле мент 69 для вертикальной установки инструмента, В ответ на поворот цилиндрического элемента 69 замыкается конечный выключатель L узел 86 поворачивается на 90 и благодаря работе электромагнитного клапана Ч„ и гидравлического узла 89 перемещается ниже промежуточного удерживающего механизма 10. В то же время замыкается конечный выклю-. чатель L и рычаг 45 поворачивает20

D ся против часовой стрелки на 180 для удерживания использованного инструмента удерживающим участком рычага. Поворотом этого рычага замыкается конечный выключатель и возбуждается электромагнитный клапан Ч„ для приведения в действие гидравлического узла 67 и опуска- 4р ния цилиндрического элемента 69, Затем рычаг 45 поворачивается по часовой стрелке на 180, что обеспечивается работой электромагнитого клапана Ч. 4и гидравлического узла 43, 45

На следующем этапе, хотя электромагнитый клапан V> возбуждев и ..двигатель 60 вращается для опускания рычага 45, скорость вращения двигателя 60 уменьшается посредством клапана Ч, управляемого конечным

МЪ выключателем 1.2, когда рычаг 45 движется в направлении рядом с его крайним нижним положением, и, когда рычаг 45 достигает указанного положения, конечный выключатель )-22 замыкается Затем использованный инструмент, удерживаемый в рычаге 45, вставляется в державку носителя 22. Когда электромагнит.ный клапан V обесточивается с це21 лью ужньшения давления в гидравлическом узле 43, этот узел перемещается обратно посредством другого гидравлического узла 43, поворачивая на 40 nb часовой стрелке ры- 65 чаг 45 в положение, показанное пунктирными линиями внизу на фиг. 8.

Затем замыкается конечный выключатель 2З, а электромагнитный кла-пан Ч возбуждается для реверсиро-, вания вращения двигателя 60, перемещающего таким образом обратно носитель 22, удерживающий использованный инструмент, в направлении позиции, находящейся впереди позиции замены инструмента магазина 6. Носитель 22 замедляется и останавливается с помощью клапана Ч . При остановке носителя 22 замыкается конечный выключатель L24, поворотный вал 41 и направляющие стержни 34 закрываются с помощью двигателя 119 и гидравлического узла 40 соответственно кожухами. Когда кожух 51 закрывает вал 41, замыкается конечный выключатель L<, B то we время носитель подцерживается в положении возвращения использованного инструмента в державку 13 магазина б, и использованный инструмент возвращается в нее посредством рычажного узла 21, когда подается команда (сигнал ) на оперирование со следующим инструментом. Новый обозначенный инструмент заменяется использованным и передается в носитель 22. В.течение фрезерования или растачивания использованный инструмент возвращается в державке 13 магазина б и выбирается требуемый новый инструмент, благодаря чему сокращается рабочее время на замену инструментов.

Управляющая цепь (контур,фиг.21) свзана с контуром, показанным на фиг. 22, линиями Т,, Т2 и Т>, причем оба контура работают от общего источника давления масла 5 . Управляющий контур фиг. 23) работает от источника S давления масла, Показанный на фиг. 22 конечный выключатель L2 используется для определения времени достижения кожу хом 38 положения закрытия с помощью гидравлического узла 67.

В соответствии с описанным вариантом исполнения, хотя инструмент заменяется поворотом узла Вб горизонтально на 90О с целью перемеще- ния рычага 87 в заданное положение, зафиксировать узел 86 и расположить рычаг 87 впереди этого узла. B предлагаемом устройстве автоматической замены инструмента инструмент транспортируется всегда в устойчивом и укрепленном положении, поскольку он удерживается вертикально с хвостовой частью, сориентированной вниз когда транспортируется от магазина б для инструментов к механизму замены инструмента, расположенному рядом с шпинделем 4, и инструмент сначала поворачивается горизонтально в положение рядом с шпинделем 4.

22

1036238

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволяет безопасно манипулировать с инструментом, весящим более 60 кг.

1 озь в

Р/ Р1 Ж

puz. 2

1036238

1036238

1036339

ФМФ f0

1036238

1036?38

1036238

1036238

10 36238

ВНИИПИ Заказ 5860/63 Тираж 760 Подписное

Филиал ППП "Патент", г.Ужгород,ул.Проектная,4

l7

tJ э &

rim 3 /+) и > и