Устройство для автоматической смены инструмента

 

(19) (11) .

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИН

3(51) В 23 Q 3 157.1 к ., ° с ,. ( с

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ (21)3480378/25-08 (22)09.08.82 (46)23.02.84. Бюл. )) 7 (72)В.Д. Брусов,. A.В. Кучерявый и А.И. Воловодюк (71)Ульяновское головное специальное конструкторское бюро тяжелых и фрезерных станков (,53)621.9.02-229(08).8) (56)1. Авторское свидетельство СССР

М 729028, кл. В 23 Q 3/155, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 770736, кл. В 23 Q 3/155, 1978 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕС.

КОЙ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТА в вертикально и горизонтально расположенных шпинделях, содержащее каретку, переме, щающуюся по траверсе, закрепленной на станке, и несущую двухзахватную механическую руку, механизм перемещения каретки, механизм поворота и осевого перемещения руки, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства в работе и расширения его технологических воэможностей, оно снабжено гильзами, установленными с возможностью совместного поворота с за хватами механической руки на 90 в вертикальной плоскости, параллельной направлению перемещения карет ки, оппоэитно расположенными гидроцилиндрами, шарнирно соединенными с двухзахватной механической рукой и кривошипно-шатунными механизмами, 9

-кривошипы которых соединены со штоками гидроцилиндров, а шатуны закреплены на гильзах.

С: о

1074700

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в многоцепевых металлорежущих станках с горизонтально и вертикально расположенными шпинделями.

Из.вестно устройство, содержащее 5 поворотный корпус, в котором на валах оппоэитно и симметрично относительно оси вращения расположены поворотные обоймы, несущие поступа- тельно перемещаемые руки,. оснащенные захватами для инструмента. Поворот корпуса осуществляется от гидродвигателя. Валы поворотных обойм связаны между собой силовой и синхронизирующей связями, соответственно выполненными в виде гидроцилиндра, корпус и шток которого шарнирно закреплены на валах, и зубчатых секторов, которые жестко закреплены на валах и кинематически связаны между собой. Привод поступатель20 ного перемещения руки выполнен в виде дифференциальных гидроцилиндров, полости меньших активных сечений которых соединены гидролинией друг с другом и с полостью гидроцилиндра обойм на разведение последних Pi) .

Недостаками устройства являются невозможность использования его в станках, где необходимо менять инструмент в вертикальном и горизонтал 30 ном шпинделях, и сложность в изготовлении °

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для автоматической смены ин- 35 струмента в вертикально и горизонтально расположенных шпинделях, содержащее каретку, перемещакщуюся по траверсе, закрепленной на станке и несущую двухзахватную механическую ру- 40 ку, механизм перемещения каретки, механизм поворота и осевого перемещения руки (2).

Недостатками известного устройства являются сложность конструкции, что снижает надежность его в работе и невозможность переналадки устройства на другой типоразмер инструментальных оправок, что ограничивает его технологические возможности, особенно на тяжелых и уникальных многоцелевых станках.

Цель изобретения — повышение надежности устройства в работе и расширение его технологических возмо><ностей. 55

Поставленная цель достигается тем, что устройство для автоматической смены инструмента в вертикально и горизонтально расположенных шпинделях, содержащее каретку, перемеща - 60 квцуюся по траверсе, закрепленной на станке и несущую двухзахватную механическую руку, механизм перемещения каретки, механизм поворота и осевого перемещения руки, снабжено гильзами, установленными с возможностью совместного поворота с захватами механической руки на 90 в вертикальной плоскости, параллельной направлению перемещения каретки, оппозитно расположенными гидроцилиндрами, шарнирно соединенными с двухзахватной механической рукой и кривошипно-шатунными механизмами, кривошипы которых соединены со штоками гидроцилиндров, а шатуны закреплены на гильзах.

На фиг. 1 изображено устройство для автоматической смены инструмента, общий вид, на фиг. 2 — разрез A-A на фиг. 1, на фиг. 3 — разрез Б-Б на фиг. 1, на фиг. 4 — разрез В-В на фиг. 1, на фиг. 5 — разрез Г-Г на фиг. 3; на фиг. б — разрез Д-Д на фиг. 1; на фиг. 7 — разрез E-E на фиг. 2 (разрез по фиксатору при горизонтальном или вертикальном расположении шпинделями на фиг. 8 пример встройки предлагаемого устройства на продольном фрезерно-расточ-. ном станке с вертикальной бабкой; на фиг. 9 - пример встройки предлагаемого устройства на многоцелевом продольном сверлильно-фрезерно-расточном станке с угловой накладной головкой.

Устройство для автоматической смены инструмента содержит траверсу 1, закрепленную на станке, например на поперечине, по которой перемещается каретка 2, несущая выдвижной корпус

3 вместе с закрепленной на нем механической двухзахватной рукой 4, захваты 5 которой выполнены поворотными. В захватах 5 крепятся инструменты 6 и 7 при смене в вертикальном шпинделе, а при смене в горизонтальном шпинделе — инструменты 8 и 9.

На осях поворота захватов 5 закреплены гидроцилиндры 10, связанные с помощью кривошипов 11 с.шатунами

12, закрепленными на тех же осях, но с противоположной стороны механической руки 4.

Привод перемещения каретки 2 по траверсе 1 (фиг. 3) содержит двигатель 13, приводной. вал 14, установленный в каретке 2, на котором закреплена шестерня 15, соединяющая с зубчатой рейкой 16, закрепленной на траверсе 1 и направляющие опоры качения 17, закрепленные на каретке 2 °

Механизм осевого перемещения руки 4 встроен в каретке 2 и выдвижном корпусе 3 и содержит гидравлический цилиндр 18, снабженный в нижнем конце резьбовой нарезкой и закрепленный с помощью бурта, выполненного на наружной поверхности цилиндра 18, и гай-, ки 19 в корпусе 3. Поршень 20 гидроцилиндра 18 закреплен на штоке 21.

Концы штока 21 снабжены резьбоными нарезками, верхний конец его закреплен неподвижно на фланце 22 с

3 10 74 700

4 помощью гайки 23, а нижний конец сое- тановленных в в расточках корпуса мединен с поршнем 20 гайкой 24.

Меха ханической руки 4 и ф

° руки и зафиксированных еханизм поворота руки (C:иг. 5) в осевом направлении с одной стороны содержит гидравлический цилиндр 25, цапфой 64, а с другой — фланцем 67, поршень 26, шток 27, фланец 28 и крыш- который ку . Со штоком цилиндра с помощью 5 У захвата 5 к 29 которы крепится к корпусу руки. имеется две губки. резьбы соединена рейка 30 и законтре- Губка 68 не на гайкой 31. Рейка смонтирована в вижна и может неподвижна, а губка 69 подгильзе 32 и входит в зацепление с оси 70 закр а и может поворачиваться вокруг закрепленной неподвижно на валом-шестерней 33, которая установ- захвате 5. лена на двух подшипниках 34 в вы- 10 Для предотвращен движном корпусе 3. На нижнем конце вок из захв 5 вращения выпадания оправала-шестерни 33 на втулке 35 при- сатор подви н и б 69, из захватов предусмотрен фикподвижной губки 69, состоящий крепленной винтами к втулке 36, уста- из корпуса 71 (ф . 7) новлена механическая рука 4 и с поиг. 7 ползушки 72 со мощью промежуточных втулок 36 и 37 встроенным роликом 73, штока 74, и двух гаек 38 зафиксирована в осес Роенного в подвижную губку 69. Для вом направлении относительно корпус 3 ние в Отверст в исходное положетверстии корпуса 71 смонтироса . Рука 4 закреплена на втулке 35 .вана -пружина 75 Дл винтами. ужина . Для отвода подвижной губки 69 от захватной части инМеханиэм поворота захватов 5 струмента предусмотрена пружина 76 (фиг. 4) механической руки 4 вклю- 20 (фиг. 6) . С чает корпус гидроцилиндра 39, в роликом 73 завимодействукотором смонтирован поршень 40 с закрепленный на гориьно или вертикальной шпиндельшариками 41. В поршне 40 закреплен шток 42 с помощью гайки 43. Другой установлен и а ке ° а станке или рядом с ним конец штока 42 с помощью резьбы и 25 78. Смена инст м овлен инструментальный магазин конт гайки 44 с мена инструмента рассмотрена в

45 в т контрга ки соединен с кривошипом вертикальном шпиндел б б 79 еакиив в отверстии которого установлен горизОнтальном шпинделе деле угловой сменподшипник 46, закрытый с торца крыш- ной головки 80. кой 47 ° В отверстии подшипника 46 Устройство работает следующим обзапрессован палец 48, который дру- 30 разом при смене инструмента в вертигим концом соединяется с шантуном кальном шпинделе.

12 пово ачив о орачивающим захват 5. В исходной позиции каретка 2, несуГидроцилиндр 39 механизма поворо- щая двухзахватную механическую ую руку та 5 снабжен двумя замками, фикси- 4, находится в промежуточном положерующнми захваты 5 в рабочих положе- 35 нии между инструментальным магазиниях на случай аварийной ситуации ном 78 и шпинделем станка. Это позивследствие падения давления в гид- ция ожидания, в ней механическая рука росистеме. 4 состоит с приготовленным для смены

Замок, установленный в штоковой инструментом 6, зажатым в левом заполости гидроцилиндра 39, состоит 40 хвате 5. Бабка 79 установлена в позииз втулки 49, неподвижно закреплен- ции смены инструмента. ной в корпусе гидроцилиндра 39 с Включается двигатель 13. Приводпомощью гайки 50 и уплотнительных

5 ной вал 14 вращаясь через шесте ню

1 1 естерню шайб 1, втулок 52 и 53, одетых на 15 передает вращение на рейку 16, зашток 42 и Йесущих на себе пружину

54

45 крепленную на траверсе 1. Так ка которая постоянно поджимает траверса 1 неподвижно закреплена на как втулку 53 к стопорному кольцу 55. поперечине станка и не имеет возможВо втулке 49. предусмотрена фасонная ности продольного перемещения, то канавка 56 для шариков 41. начинает перемещаться приводной вал

Замок, установленный в поршневой

14 вместе с кареткой 2 по направляющи полости гидроцилиндра 39, включает траверсы 1 к бабке 79, Свободный праа влякщиь втулку 57, которая закреплена с помо- вый захват 5 роликом 73 наталкиваетщью накидной гайки 58 через резьбу ся на кулачок 77, закрепленный на бабв серьге 59 к корпусу гидроцилиндра ке 79. Полэушка 72 утапливается, сжи39, втулку 60, поджатую к стопорно- мая пружину 75 и освобождая шток 74

t му кольцу 61 пружиной 62, и шарики 55 встроенный в подвижную губку 69. Про63, расположенные в фасонной стопор- исходит расфиксация захвата 5. ной канавке во втулке 57. Губки 68 и 69 захвата 5 охватывают

Корпус гидроцилиндра 39 с по- шейку инструмента 7 и зажимают его. мощью серьги 59 соединяется с цап- Подается давление в нижнюю поршневую фой 64, закрепленной в корпусе ме- 60 полость гидроцилиндра 18 механизма ханической руки 4. осевого перемещения руки 4. Так как

Захват 5 (фиг. 6) выполнен смен- шток 21 жестко связан через фланец 22 ным и крепится винтами не показаны с кареткой 2, то вниз перемещается гидк поворотной гильзе 65, которая роцилиндр 18 вместе с выдвижным корсмонтирована на пбдшипниках 66, ус- 65 пусом 3. Как толкатель ролик 73 отой1074700 дет от кулачка 77, под действием пружины 75 полэушка 72 возвращает в верхнее положение, фиксируя штоком 74 подвижную губку 69. Кулачок 77 закреплен на корпусе инструментального магазина 78. Расфиксация захватов 5 происходит каждый раз, как только захват 5 подходит вплотную к бабке 79 или к магазину 78 для извлечения инструмента 6 или 7 или его установки, и происходит утапливание 10 ролика 73.

Рука 4 вместе с выдвижным корпусом 3 опускается .вниз и этим движением вынимает инструмент 7 из шпинделя станка. Далее подается давление 15 в штоковую полость гидроцилиндра поворота 25 руки 4. Поршень 26, жестко связанный с рейкой 30, перемещаясь, поворачивает вал-шестерню

33 и вместе с ней руку 4 на.180 по 2О часовой стрелке. Подается давление в штоковую полость гидроцилнндра 18, . рука 4 вместе с выдвижным корпусом

3 перемещается вверх и этим движением инструмент 6 вставляется в шпиндель

-станка. Подвижная губка 69 захвата

5 расфиксирована. По команде происходит зажим инструмента 6 в шпинделе. Далее каретка 2 перемещается к магазину 78, одновременно рука 4 опускается. Каретка 2 у магазина 78 останавливается, рука 4 поднимается вверх и этим движением вставляет инструмент 7 в свободное гнездо магазина 78, которое по программе заранее выходит в позицию смены инструмента. Происходит зажим инструмента 7 в гнезде магазина 78 °

Цикл может повторяться в соответствии с управляющей программой. смена инструмента в горизонталь- 4О ном шпинделе угловой сменной головки

80 производится следующим образом.

В исходной позиции шпиндельная бабка с угловой головкой 80 находится в положении смены инструмента.. 45

8 исходной позиции в левом захвате руки 4 зажат инструмент 8, правый: захват свободен. Каретка 2 перемещается по траверсе 1 к шпиндельной бабке и останавливается. Одновре- 5р менно подается масло в штоковую полость гидроцилиндра 39. Масло давит на втулку 53,. которая, перемещаясь влево, сжимает пружину 54 и освобождает шарики 41, находящиеся 55 в фасонной канавке 56 втулки 49. Шарики 41 выпадают иэ канавки .56 и тем самым расфиксируют поршень 40.

Шток 42, воздействуя на кривошип

45, через палец 48 поворачивает ша- 6О тун 12, который неподвижно закреплен на поворотной гильзе 65. Гильза

65 поворачиваясь поворачивает захват 5 на 90" в вертикальной плоскости, параллельной направлению

65 перемещения каретки. Оба захвата 5 поворачиваются синхронно, управляемые от отдельных гидроцилиндров 10, но при необходимости возможен и поворот отдельного захвата 5.

После расфиксации шариков 41 во втулке 49 давление масла на поршень

40 заставляет его и вместе с ним и шток 42 перемещаться вправо до тех пор, пока шарики 63 не попадут в канавку втулки 57 и произойдет фиксация штока 42 в вертикальном положении захватов 5. Рука 4 вместе с выдвижным корпусом 3 опускается вниз и захватывает инструмент 9, движением каретки влево инструмент вынимается из шпинделя угловой головки 80. В исходной позиции рука 4 поворачивается на

180 и каретка 2 вновь перемещается к шпиндельной бабке, вставив этим движением инструмент 8 в конус шпинделя угловой головки 80 ° Затем рука 4 поднимается вверх, освобождая захватную часть инструмента 8.

Каретка 2 перемещается в промежуточную позицию. Подается давление в поршневую полость гидроцилиндра 39.

Втулка 60 смещается вправо, сжимая пружину 62. Когда торец втулки 60 уходит правее шариков 63, происходит расфиксация поршня 40. Поршень 40, а вместе с ним и шток 42 под действием давления масла перемещаются влево и через кривошип 45, палец 48 и шатун 12 поворачивают гильзу 65 вместе с зазкрепленным на ней захватом 5 на 90 . Захваты 5 возвращаются в горизонтальное положение.

Торец поршня 40 упирается в торец втулки 53, сдвигает ее влево, сжимая пружину 54. Шарики 41 заскакивают в канавку 56. Происходит фиксация штока 42 в горизонтальном поЛожении захватов 5. Одновременно -происходит ! движение руки 4 вниз с зажатым в ле-:1 вом захвате инструментом 9. Каретка

2 перемещается влево и останавливается у инструментального магазина

78. Рука 4 перемещается вверх, вставляет инструмент 9 в гнездо магазина

78 и отходит в промежуточную позицию. Магазин 78 поворачивается, очередное инструментальное гнездо с оправкой приходит в позицию смены. Каретка 2 подходит к магазину 78, захват

5 зажимает оправку, рука 4 перемещается вниз и этим движением вынимает оправку из гнезда магазина 78. Каретка 2 отходит в позицию ожидания.

Цикл повторяется в зависимости от программы обработки.

Предлагаемое устройство обладает более широкими технологическими воз-. можностями и легко переналаживается на любой размер конуса. инструмента путем смены комплекса захватов.

10 74700

10 фи8.

1074700

Фиг. 3

10 74700

Д-A

F-F

á4

6 б

Риа. 8

ВНИИПИ Закаэ 433/14 ,Тираж 767 Подпи оное.

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