Способ замены на рабочем шпинделе металлорежущего станка сменного элемента типа обрабатываемое изделие или обрабатывающий инструмент и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к области станкостроения и может найти прнме 22 21 20 (Л 00СО Ч

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (И) (ю 4 В 23 Q 3/ 155

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ASTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1бэ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ll0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3543319/25-08 (22) 24.01.83 ,(46) 23.03.87. Бюл. 9 11 (72) N.À.Шиманович, Г.В.Маринин и В.Т.Дауге (53) 621.9.02-229(088.8) (56) Патент ФРГ М 3010934, .кл. В 23 В 15/00, опублик. 1981.

{54) СПОСОБ ЗАМЕНЫ НА РАБОЧЕМ ЯЙИНДЕЛЕ МЕТАЦЛОРЕБУЩЕГО СТАНКА СМЕННОГО

ЭЛЕМЕНТА ТИПА ОБРАБАТЫВАЕМОЕ ИЗДЕЛИЕ

ИЛИ ОБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к области станкостроения и может найти приме1298 нение в гибких производственных сис- темах. Цель изобретения — повышение производительности, экономия энергии и увеличение надежности устройства, обусловленное сокращением затрат времени и энергии на пуск и торможение шпинделя станка для замены вращающегося сменного элемента. Захват 14 манипулятора снабжен приводом враще,ния (ротор 20, статор 21 асинхронно|,го двигателя) и полумуфтой 22, сое. диняемой с полумуфтой 12 рабочего

037 шпинделя 1 металлорежущего станка.

Сменному элементу, обрабатываемому изделию 6 в захвате 14 манипулятора, сообщают вращение приводом или эа . счет соединительной муфты с частотой вращения рабочего шпинделя 1 и устанавливают его вращающимся на рабочий шпиндель 1 станка, а после выполнения рабочих операций его снимают с рабочего шпинделя 1 захватом 14, вращаиицимся с частотой вращения рабо. ,чего шпинделя. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к станкостроению и может найти применение в гибких производственных системах, содержащих обрабатывающие станки и роботы с манипуляторами дпя перемещения, установки на шпиндель станка и снятия с него сменных элементов типа обрабатываемые изделия и обра батывающий инструмент. Наиболее эффективно использование изобретения в станках типа "обрабатывающий центр" с устройством автоматической смены инструмента и в сверхточных токарных станках с инерционным приводом шпинделя для алмазного точенич дисков памяти ЭВ11.

Цель изобретения - повышение про-. изводительности, экономия энергии, увеличение надежности устройства, обусловленные сокращением затрат времени и энергии на пуск и торможе« ние шпинделя станка для замены вращакяцегося сменного элемента.

На чертеже изображено устройство, реализующее способ замены на рабочем шпинделе станка сменного элемента типа обрабатываемое иэделие или обрабатывающий инструмент.

Рабочий шпиндель 1 станка расположен в корпусе 2 шпиндельного узла с зазором в бесконтактных аэростатических подшипниках, сопла 3 которых соединены. с источником давления

Pb сжатого воздуха. Шпиндель 1 несет планшайбу 4 с кольцевыми канавками 5, перекрываемыми расположенным на планшайбе сменным элементом, в данном случае обрабатываемым изде35 случае фрикционной конической. Следует отметить, что соединйтельная муфта может отсутствовать или быть любой пригодной для поставленных целей (контактной, механической или!

2 лием 6, и соединенными с источником воздушйого давления РЬз или вакуума

РЬ» системой каналов 7 через центральное отверстие 8 и торцовой бесконтактный коллектор 9. На шпинделе 1 установлен ротор 10 асинхрон" ного двигателя привода шпинделя, а в корпусе 2 — статор 11 этого двигателя. На переднем конце шпинделя 1

f0 в отверстии планшайбы 4 установлена ,полумуфта 12 соединительной муфты, в данном случае конической фрикционной.

Станок имеет суппорт 13 с резцом, f5.îcóùåñòíëÿþùèé движение подачи вдоль торца планшайбы.

Захват 14 манипулятора расположен в корпусе 15 в бесконтактных аэроста . тических подшипниках. На переднем

20 торце захвата 14 имеется поверхность для крепления сменного элемента, на которой выполнены кольцевые канавки 16 каналами 17, осевым каналом

18 и торцовым бесконтактным коллекто» ром 19, соединенные с источником воздушного давления Pb нли вакуума

РЬ„. Иа захвате 14 установлен ротор

20 асинхронного двигателя привода вращения захвата, а в корпусе 15 - ..

3О статор 21 этого двигателя.

На переднем торце захвата 14 закреплена полумуфта 22 упомянутой выше соединительной муфты, в данном бесконтактной гидро- или газодинамической, электромагнитной или магнит. .ной). Корпус 15 захвата установлен на рычаге 23 манипулятора, содержащем последовательные движения вдоль оси шпинделя и поперек нее, как по" казано стрелками.

° Возможно несколько вариантов исполнения предложенного способа и устройства для его осуществления.

В исходном положении суппорт 13 с резцом отведен, рабочий шпиндель

1 станка вращается с рабочей частотой своим асинхронным электродвигателем (статор 11, ротор 10) в бес контактных аэростатических подшипйиках. Соосно шпинделю l подводят зах,ват 14 манипулятора с обрабатывае- мым изделием 6 (рассматривается слу- чай, когда соединительная муфта отсутствует - полумуфта 22 удалена).

При этом изделию 6 сообщают вращение с рабочей частотой вращения рабочего шпинделя 1..Для этого включа ют асинхронный двигатель вращения захвата 14 (ротор 20, статор 21), который в направлении вращения шпинделя 1 вращается с изделием 4, удерживаемым в захвате 14 благодаря тому, что полости его канавок 16 сое- 30 динены с вакуумом Pb Êîãäà частоты вращения шпинделя 1 и захвата 14 выравниваются (это можно установить с помощью датчиков частоты вращения), изделие 6 устанавливают на рабочий шпиндель 1..Для этого канавки 16 зах

3 1298037 4 та 14 соединяют с вакуумом РЪ„ канавки 16 захвата 14 и с давлением РЬ канавки 5 планшайбы 4. При этом обработанное изделие 6 отталкивается от

5 . планшайбы 4 и притягивается к захвату 14, вращающемуся с рабочей частотой вращения рабочего шпинделя 1.

Зазор между базовым торцом захвата

14 и обработанным торцом иэделия 6

10 должен быть достаточно мал для этого, например, равен 0 1 — 0,5 мм.

Затем захват 14 с обработанным изделием 6 отводят из рабочей зоны шпин. деля 1 и тем же движением рычага маf5, нипулятора устанавливают соосио шпинделю 1 вращающийся захват 14 с подлежащим обработке изделием б, и все повторяется как было описано вЫше.

Когда рабочий шпиндель 1 и захват

20 14 снабжены полумуфтами соединитель- ной муфты, захват 14 манипулятора на время установки и съема сменного элемента можно соединять с рабочим шпийделем 1. Для этого осевым движением захвата 14, установленного соосно шпинделю 1, соединяют полумуфты 22 и 12 конической фрикционной

1 или любой другой управляемой соединительной муфты. При этом автоматичес-. ки синхронизируется вращение шпинделя 1 и захвата 14, которое можно осуществлять как с помощью привода вращения рабочего шпинделя 1 так и с помощью привода вращения захва- . та 14.

50 в ат а 1 4 кр атковр еменно соединяют с источником давления Pb воздуха, а канавки 5 планшайбы 4 шпинделя 1 сое диняют с вакуумом Ph„. При этом изделие 6 отталкивается от захвата 14 и притягивается к планшайбе 4, вращающейся с частотой вращения шпинделя 1. После этого захват 14 манипулятора отводят из рабочей зоны шпинделя 1, останавливают вращение захвата и устанавливают в него другое из делие 6. Тем временем резец, движущийся на суппорте 13, обрабатывает наружный торец вращающегося со шпинделем 1 изделия 6 и возвращается в исходное положение, освобождая рабочую зону шпинделя l.

После этого соосно шпинделю 1 устанавливают другой захват 14 манипулятора, включая при этом двигатель вращения захвата 14 в направлении вращения шпинделя 1. В момент синхронизации вращения шпинделя 1 и захва"

При этом возможно несколько вариантов осуществления способа, . Привод. вращения захвата 14 включают до сцепления полумуфт, оставля» ют включенным после сцепления на вре" . мя установки или съема сменного элемента и выключают после расцепления для остановки захвата. При этом при-. вод шпинделя 1 остается все время включенным. Возможны любые другие комбинации включения и, выключения приводов. г

Захват 14 манипулятора ие имеет своего привода (либо привод выключен) и его вращают рабочим шпинделем

1, имеющим свой привод. При этоЫ захват в процессе сцепления полумуфт разгоняется до рабочей частоты вращения рабочего шпинделя 1 приводом пос!леднего, после выравнивания частот их вращения осуществляется уста ковка или съем сменного элемента со

Составитель Т.Новожилова

Редактор Г.Волкова Техред Н.Глущенко Корректор М.Демчик

Заказ 851/16 Тираж 787 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 12 шпинделя 1, затем муфта разъединяется и захват 14 одновременно останавливается и выводится из рабочей зоны.

Рабочий шпиндель I не имеет своего привода {либо привод не включен) и его вращают захватом 14, имеющим свой привод, пополняя запас кинетической энергии рабочего шпинделя, необходимый для выполнения рабочих операций со сменным элементом. Для этого захват 14 устанавливают соосно вращающемуся по инерции шпинделю включают привод вращения захвата 14, в момент выравнивания частот их вращения соединяют полумуфты 12 и 22 и раскручивают шпиндель 1 захватом ,14 до такой частоты вращения, при которой обеспечивается необходимый запас его кинетической энергии для обработки на выбеге. Одновременно после соединения полумуфт осуществляют установку на шпиндель I сменного элемента. После завершения этой операции и разгона шпинделя 1, полумуфты разъединяют, захват 14 выводят из рабочей зоны и обрабатывают сменный элемент, если он изделие, или сменным элементом, если он инструмент. Первый раз захватом

14 разгоняют неподвижный шпиндель

1. Захват 14, которым снимают сменный элемент со шпинделя I может разгонять шпиндель 1, даже если он снабжен приводом, либо разгоняется шпинделем 1 если захват привода не имеет или его привод не включают.

98037 6 формул а изобретения

i . С посо б з аме ны на р абоч ем шпинделе металлорежущего станка сменно5 го элемента типа обрабатываемое изделие или обрабатывающий инструмент, заключающийся в том, что каждый сменный элемент с помощью захвата манипулятора устанавливают на рабоfp чий шпиндель и после проведения рабочих операций удаляют с него, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения производительности и экономии энергии, сменному элемен15 ту в захвате манипулятора сообщают вращение с частотой вращения рабочего шпинделя и устанавливают его вращающимся на рабочий шпиндель, а после выполнения рабочих операций со

2р сменным элементом его снимают с рабочего шпинделя захватом манипулятора, вращающимся с частотой вращения рабочего шпинделя, 25 2,устройство замены на рабочем шпинделе металлорежущего станка сменного элемента типа обрабатываемое изделие или обрабатывающий инструмент, о т л и ч а ю щ е е с я

3D тем, что, с целью повьппения производительности и надежности устройства, захват манипулятора снабжен приводом вращения и/или полумуфтой, предназначенной для соединения с полумуф35 той рабочего шпинделя металлорежущего станка,