Гибкий производственный модуль для резки заготовок из прутков круглого и квадратного проката

 

изобретение относится к оборудованию для обработки металла давлением, а именно к гибким автоматизированным производственным системам для резки проката в заготовительных цехах машиностроительной промышленности. Целью ii;ioo)CTciiiisi яиляется повышение производительности труда . .Модуль снабжен пакоии: - 5 пустой тары и пакопнте.юм 7 тары с ч;п-отовками, KapeTKoii б для передачи тары мокду пакопителямп, автооператором 3 дли замены блока инструмента на ножницах 1. .Лвтоматизпровапный стеллаж 2 передает пруток на рольганг. Пруток по рольгангу подается в ножппцы 1, где происходит резка его на заготовки , длина которых регулируется годным упором 8, установленным на тележке 9. Отрезанная заготовка по лотку 27 попадает в тару на накопителе 5, после заполнения тара накопителем 5 перемепгается па каретку 6, -которая транспортирует ее к п;;копителю 7, п Г1ере1 ружается }ia пего. При перс ходе моду.тя на резку друг01-о размера п)тка посредством автооператора . производится замена блока инструмента ножниц 1. На рольганге установлено ycTpoiicTBO досыла 42 прутка в рабочую зону но/кнпп. 5 з.п. ф-лы, 13 ил. SS С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК сад 4 В 23 4102

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Г

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4101464/25-08 (22) 30.05.86 (46) 23.10.88. Бюл. ¹ 39 (71) Воронежское специальное конструкторское бюро кузнечно-прессовых машин и автоматических линий. (72) А. Н. Катрахов, И. М. Куркин и В. М. Новиков (53) 621.941-299 (088.8) (56) Кудинов И. Е. Механизированный комплекс с сортовыми кривошипными ножницами усилием 1000 тс мод. НА1540. М.: Машиностроение, Кузнечно-штамповочиое производство, 980, № 1. (54) ГИБКИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫИ

МОДУЛЬ ДЛЯ РЕЗКИ ЗАГОТОВОК ИЗ

ПРУТКОВ КРУГЛОГО И КВАДРАТНОГО

ПРОКАТА (57) Изобретение относится к оборудованию для обработки металла давлением, а именно к гибким автоматизированным производственным системам для резки проката в заготовительных цехах машиностроительной

„„SU„„1431915 А1 промышленности. Целью Ii.цгбрстснни является повышение Iipulul u;IIITe. I>!!ocTII тру;l3. Мод ль снабжен Ilëêîïè .с» 5 нмстой тары и накош,телом 7 тары гаготовкамн, K3pcTå )É 6 для нс;н,гаt:II тары м . ж,LI нпкоllIITc.!51 III, автооператором 3 для замены олока инструмента на ножницах !. Автоматнзнров Ill llblll стеллаж 2 передаст пруток на рольганг. Пруток по рольгангу подастся в ножницы 1, где происходит резка его на заготовки, длина которых регулируется годным упором 8, установленным на тележке 9.

Отрезанная заготовка по лотку 27 попа.наст в тару на накопителе 5, после заполнения тара накопителем 5 перемещается па I;;I!icTку 6, которая транспортирусl I.I к накопителю 7, н перегружается на щ го. lpl. ncp ходе модуля на резку другого разме1,а нр тка посрсдством автооператора 3 про вводится замена блока инструм IITII ноя.нпц !.

На рольганге установлено устройство II)c!>Iла 42 прутка в рабочую зону ножншь 5 з.ll. ()-.III, 13 ил.!

431915

113()бретение ОтнОситсЯ K ooopv;lo(33fllllo

,(л)3 o()pаоотки металла давлением, а ичсtlllo к гибким автоматизированным производствеtlflh!vt системам для резки проката в загоToâèòcëüHûx цехах машиностроительнoй

llPOVl hl1H;ICltHOCTH.

Цель изобретения -- НО(3ып(е((ие производительности труда за счет многократногo снижения времени переналадки на новый типоразмер заготовки и повышение степени авточатизации трудоемких ручных операI I.И й.

На фиг. изображен ГП модуль, общий вид; на фиг. 2 — кинематическая схема нож-! чиц кривошиннь(х; на фиг. 3 — кинсматичсская схема стеллажа; на фиг. 4 — кинематическая схеча автооператора с захватами для смены инструмента; на фиг. 5 -- кинемати-! ческая схема накопителеи пустотой тары и

1 тары с заготовками; на фиг. 6 — сечение

А А на фиг. 4; на фиг. 7 - вид Б на фиг. 5; на фиг. 8 - сечение В- — В на фиг. 1; на ! фиг. 9 — — вид Г на фиг. 2; на фиг. 10— сечение Д- Д на фиг. 9; на фиг. 11 — cc1 (ение Е --Е на фиг. 2; на фиг. 12 — сечеIt(f1 Ж вЂ” -Ж на фиг. 2; на фиг. 13 — сечеIll((И - И II B ф и г. 2 .

Г П модуль дл я резки заготовок и з и р утк ов к р у гл о г о и квадратного и р о к а т а со 1e p-! жит ножницы 1 KpHBolllHllllhl(с 1ифферен.

llltpot3dtfftt t t зажимом отрезаемой заготовки, авточати Ilfpo(33(ltlhlH стеллаж 2, автооператор 3 с захватами .1ля смены инстручента, стол 4 для счснного блока инструмента. На

KoIlltT(: 5 пустой тары, каретку 6, накопитель 7 тары с заготовками.

В нож(шцы 1 входят задний упор 8, смонтированный на тележке 9 с приводоч О, llcречепьающей H tIo ttdttpdt3,lÿþföH31 ! и крспян(ейся к станине 12 нож((иц 1 зажичачп 13; блок 14 инструмента, состоян(ий из ножел(p)K((тсля нижнего 15, прижимо)1ержатсля верхнего !6, составляющих передний полублок, а так.ке ножедержателя верхнего

17 и прижимодержателя !8, составляю(цих задний полублок, четырех колонок 19, пружин 20; нижний ножедержатель 15 зажимается в станине !2 зажимом 21, на Ооковых поверхностях верхнего ножсдсржателя 17 пре;1хсчотрсны вы Tvtthf 22, в полублоках предусмотрены гнезда 23 и 24; механизм 25

Отбраковки концевых Остатков с заслонкой

26, лотком 27, отводящим заготовки, и IQTком 28, отводящим концевые остатки; командоаппарат 29 с приводом от эксцентрикового вала 30 и экранами 3! — 33, микропривод

34; главный привод ножниц 35; механизм

36 реза с входящими в него траверсои 37 (на траверсе 37 предусмотрены пазы 38 с наклоненными к плоскости реза поверхностями, и выступ 39) и рамой 40; механизм переднего прижима 41; устройство 42 для досыла прутка, включающее силовой ци5

45 линдр 43, закрепленный на оси 44 к рольгангу 45. На штоке 46 закреплена державка

47 с роликоч 48 и толкателем 49, копир 50. счонтированный на рольганге 45.

Ножницы 1 с тележкой 9 заднего упора, автооператор 3, стол 4 для сменного инстpyvteffTa смонтированы на общей плите 51.

Автооператор 3 с захватами для смены инструмента с приводом 52 перемещается по направляющим 53. На автооператоре 3 смонтирован захват 54 для снятия отработавшего блока 14 инструмента с ножниц 1 и захват

55 для установки блока 56 инструмента для последующей работы.

Захваты 54 и 55 имеют одинаковую кинематическую схему. Каждый захват содержит каретку 57 с приводом 58, клещи 59 с приводом 60. Клещи выполнены в виде двух ползун(ек -- верхней 61 со штырями 62 и нижней 63 со штырями 64, перемещающихся по общим направляющим 65, жестко закрепленным в каретке 57. Автооператор 3 на позициях смены блока инструмента у ножниц

1 и установка его на стол 4 жестко фиксируется двумя пневматическими фиксаторами 66.

В стеллаж 2 входят: стол 67 стеллажа; подвижный стол 68; ограничительная балка

69 с приводом 70; упор 71 с приводоч 72, содержащим вал 73, шестерни 74. зубчатые рейки 75; секторы 76 с приводом от пневчоцилиндров 77, транспортеры-укладчики 78.

Накопитель 5. каретка 6 и накопитель 7 составляк)т грjftllv машин для авточатической смены тары. 3а лотком 27 устанавливается накопитель 5, содержащий: неподвижну)о раму 79 с двумя роликовыми дорожками 80, по которым перемещается тара 81 для заготовок; подвижную раму 82 с шаговым приводом 83 и подпружиненными собачками 84.

В торцах накопителей 5 и 7 по направля(ощим 85 от привода 86 перемещается каретка 6 с роликовой платформой 87. Накопитель 7 содержит неподвижную раму 88 с двумя роликовыми 1орожками 89, по которым перемещается загруженная тара 81; подвижную раму 90 с шаговым приводом 9!

It ItO+ttpV )KftffCIIHhtVtff СооачкамИ 92.

Задний упор 8 содержит каретку 93, npu»oz 94 каретки, ползушку 95, привод 96 ползушки. Система программного управления (ПУ) включает следующие датчики контроля и управление ГП модулем: датчик 97 контроля положения заднего конца прутка на рольганге 45; датчик 98 контроля дохода прутка до упора заднего 8; датчик 99 контроля наличия тары под лотком 27; датчик

100 контроля положения толкателя 49 при минимальном концевом остатке прутка; датчик 101, контролирующий крайнее переднее положение толкателя 49; датчик 102, конт ролируюн1ий заднее положение толкателя 49

143191

3 датчик 103, контролирующий положение ограничительной балки 69; датчик 104; контролирующий положение упора 71: дат(ики !

05, 106, 107 контроля положения эксцентрикового вала 30; датчик 108, контролирующий тележку 9 заднего упора 8 в отведенном от ножниц положении.

Работа ГП модуля для резки заготовок круглого и квадратного проката.

На стол 67 стеллажа 2 подается связка прутков одного диаметра, включается подвижный стол 68, который перемещает прутки к упорам 71. Прутки, проходя под балкой 69, раскладываются в один ряд.

По сигналу датчика 97 секторы 76 с приводом от пневмоцилиндров 77 перекладывают пруток на транспортеры-укладчики 78, которые передают его на рольганг 45. Рольганг 45 подает пруток в зону реза ножниц!

О до заднего упора 8. По сигналу датчика 98, установленного на заднем упоре 8, включается главный привод ножниц 35, механизм 36 реза зажимает отрезаемую заготовку и при дальнейшем движении вниз происходит отделение заготовки от прутка., Отрезанная заготовка падает в лоток 27

30

UI3PTe на накопите.lb 7 подвижной рамой 90

После перемещения загруженной тары платформы 87»а накопитель 7 каретка

6 возврашается в исходное положение к накопителю 5.

Как только пруток пройдет датчик 97 подается сигнал на выключение рольганга 45.

Одновременно подается команда на включение в работу силового цилиндра 43 устройства для досыла прутка, шток 46 выдвигается, державка 47 с роликом 48 и толкателем 49 опускается Uo копиру 50 вниз. При дальней шем дви женин толкатель 49 перемешает остаток прутка до заднего упора 8.

Как только пруток дошел до упора 8 дати по нему — в тару 81. Тара 81 установлена на накопителе 5 под лотком 27. При полном заполнении тары отрезанными заготовками или при переналадке ГП модуля на порезку заготовок другого размера по команде системы ПУ осуществляется перемещение тары, цри этом привод 35 ножниц 1 отключается.

Перемешается тара 81 по роликовым дорожкам 80 на раме 79 путем перемещения полвижной рамы 82, контактируюшсй с Iàðîé

8! подпружиненными собачками 84, ц1аговым приводом 83. Перемешается олновремен- З5 но вся тара, установленная на накопителе 5.

Заполненная тара при этом Uepeil(1цается на платформу 87 каретки 6, а пустая тира, пол(иная под л(?ток 27, включает лаг IIIK 99, гигнализируюц(ий о ее наличии 11(? T лотком и разрешающий включение привода 35. ПлатФорма 87 перемешается по напранляк?щич

85 ()T рольганга 5 к рольгангу 7 приводом 86.

1. платформы 87 каретки 6 тара я! церемс4 чнк 98 подает команду ца включение глав1гогo привода ножниц 35. Происходит отделение заготовки от остатка прутка. Такие операции продолжаются ло теx Uop, пока размер от плоскости реза до толкателя 49 станет равным наименьшей длине зажимного конца. Контроль осушествляет датчик 100. который подает сигнал на открытие заслонки

26 механизма отбраковки концевых остат ков и не разрешает включать главный привод ножниц 35. Далее толкатель 49 сталкивает концевой остаток в лоток 28 механизма 25 отбраковки, по которому она попадает в тару для концевых остатков (не показана).

В конце хода штока 46 силового цилиндра 43 датчик 101 лает команду на (и?зврат штока в исходное положение.

В исходном положении ц(1(>ка 46 чатчцк

102 подает сигнал на закрытие зас.н?нки 26 механизма 25 отбраковки и кочан (у на вылачу следуюшего прутка со стеллажа 2 на ролbãàffr 45 ножниц. если и„?О; Олжается резка однотипных заготовок, или команду на автоматическую настройку ГП модуля на резку заготовок лругого размера.

Работа ГГ1 модуля при настройке его ца резку заготовок другого размера. Общий случай. Заготовка режется из прутка другого сечения и другой длины.

В этом случае ГП модуль должен проделать следующие операции: сменить блок инструмента; установить задний упор l!:! требуечую длину отрезаемой заго;овки и выставить его по высоте в завцсцх1 .; и (?T р loчс рОн 110перечного сe÷eн ия !! (?(I на; на(. Т1?Оить стеллаж; сменить тару.

11схолное !lo:Io?I(effffe.

Ika стеллаже 2 имеются прутки нуihflolo сечения: на сто,lc 4 стоит блок 56 11нст1?ух(ента, цолготовленный для резки 1рутка ланного сечения; накопитель 5 заполнен свободной тарой, а с накопителя 7 тара с заготовками убрана.

1-!истрой ка Г Г1 модуля осуществляется автоматически по заданной программе.

Настройк(1 стеллажа 2 на подачу прутка (оотвсrcTB)þøårо сечения заключается в установке ограничительной балки 69 и упоров 71 в соответствующее положение. ((!рутки на стеллаже 2 перемещаются в сторону рольганга 45 возвратно-поступатель ным движением подвижного стола 68, при этом, проходя -под балкой 69, они раскладываются на столе 67 в один ряд).

Ограничительная балка 69 устанавливается относительно стола 67 так, чтобы в образовавшуюся щель смог пройти только один пруток.

Перемещение балки 69 осуU(ccTBëÿåòñÿ

or привода 70, установку балки 69 в заданном положении контролирует через систечу

ПУ датчик 103.

Настройка ножниц 1 начинается с установки мех низма 36 реза в положение, необходимое ля замены блока 14 инструмен-! та. Установка осуществляется микроприводом 34 через главный привод ножниц. Механизм реза 36 устанавливается строго в

ВМТ.

Направление вращения микропривода 34 зависит от положения эксцентрикового вала, контролируем ого датчиками 105--107, и экранами 31- ЗЗ, установленными в командоаппарате 29 ножниц, соединенном с эксцентриковым валом 30, и выбирается системой ПУ. Выбранное направление вращения микропривода 34 обеспечивает вывод механизма реза 36 в ВМТ по кратчайшему пути. Это достигается следующим взаимным расположением экранов 31 — 33 и датчиков

105 в 107 при положении эксцентрикового вала в ВМТ: экран 31 серединой рабочей зоны, равной 4 — 6, установлен в точке срабатывания датчика 105: экран 32 концом рабочей зоны. близкой к 180, установлен в точке срабатывания датчика 106; экран ЗЗ началом рабочей зоны, близкой к !80, установлен в точке срабатывания датчика 107.

Если эксцентриковый вал 30 остановится в рабочей зоне экрана 31 и датчика !05, микропривод 34 не включится, если остановится в рабочей зоне экрана 32 и дат ика

106, микропривод 34 включится с направлением врагцения эксцентрикового вала, слои останавливаются в рабочей зоне экрана 33 и датчика 107, микропривод включится в обратном направлении, а отключится в рабочей зоне экрана 31 и датчика 105.

Далее системой ПУ подастся сигнал на разжим тележки 9 зажимами 13, отвод ес от ножниц 1 на расстояние, необходимое для прохода и установки автооператора 3 с захватами 54 и 55. Это положение контролируется датчиком 108. Одновременно включаетс» в работу захват 55, который снимает со стола

143191

Регулируемый упор 71 стеллажа обеспечивает выдачу секторами 76 по команде системы ПУ одного прутка на рольганг 45 ножниц. Установка упора 71 относительно секторов 76 осуществляется приводом 72 через вал 73 с шестернями 74 и зубчатыми рейками 75, закрепленными на упорах 71.

Установку упоров 71 в заданном поло>ке нии контролирует через систему ПУ датчик 104.

Чтобы настроить ножницы 1 на резку заготовок заданных размеров из проката другого сечения необходимо: снять ранее установленный блок 14 инструмента с ножниц; установить новый блок 56 инструмента, подготовленный для резки проката данного се- 15 чения; установить задний упор 8 в поло>кение, соответствуюгцее длине и сечению отрезаемой заготовки.

6

4 блок 56 инструмента. а при задействованном датчике 108 подается сигнал на перемещение автооператора 3 с блоком 56 инструмента к ножницам l. Автооператор 3 с блоком 56 инструмента подходит к ножницам и фиксируется фиксаторами 66, а блок 14 инструмента в ножницах разжимается зажимом 21. Каретка 57 от привода 58 с клешами

59 перемещается к ножницам 1, штыри 62 входят в гнезда 23, а штыри 64 входят в гнезда 24 блока 14 инструмента, электроприводом 60 ползушки 61 и 63 смыкаются, через штыри 62 и 64. снимая блок 14 инструмента (верхний ножедержатель 17, сжимая пружину 20, приближается к нижнему прижимодержателю 18, а верхний прижимодержатель 16 — к нижнему ножедержателю

18, а верхний прижимодержатель 16 — к нижнему ножедержателю 15 по направляюгцим колонкам 19). Перемещаясь назад, каретка 57 вынимает блок 14 инструмента из ножниц. Затем фиксаторы 66 расфиксируют автооператор 3 и он перемещается и фиксируется относительно ножниц в положении загрузки блока инструмента.

Каретка 57 с блоком 56 инструмента перемещается к ножницам 1 и вводит инструмент на рабочее место; ползушки 61 и 63 размыкаются и блок инструмента под действием пружин 20 также размыкается. При этом нижний ножедержатель 15 опускается на опорную поверхность в станине, нижний прижимодержатель 18 на опорную поверхность рамы 40 механизма 36 реза, а верхний ножедержатель 17, поднимаясь вверх, выступами 22 входит в пазы 38 траверсы 37 механизма 36 реза, а верхней частью заходит за выступ 39. Затем каретка 57 с клещами

59 отходит назад, фиксаторы 66 расфиксируют автооператор 3 со снятым блоком инструмента он отходит к столу 4, где снова фиксируется фиксаторами 66. Одновременно подается команда на перемещение тележки

9 к ножницам. Автооператор 3 с захватами

54 устанавливает снятый блок инструмента на стол 4, каретка с клещами отходит назад в исходное положение. Автооператор 3 остается в этом положении до следующей смены блока инструмента. При подходе тележки 9 к ножницам 1 он скрепляется со станиной з аж им ам и 13.

Настройка заднего упора 8 начинается при отходе тележки 9 от ножниц.

После настройки ГП модуля на резку заготовок он автоматически включается в работу. После выполнения запрограммированного задания ГП модуль перестраивается на очередное задание. В память ПУ вводится несколько заданий, обеспечиваюших работу ГГ1 модуля в течение 1 — 2 смен.

Формила изобретения

1. Гибкий производственный модуль для резки заготовок из прутков круглого и квад1431915

7 ратного проката, содержащий ножницы кривошипные с командоаппаратом, и эксцентриковым валом, с механизмом реза, включающим траверсу, с задним упором, с блоком режущего инструмента, включающим верхний ножедержатель, автоматизированный стеллаж для размещения прутков, тарой для размещения заготовок, рольганг для подачи прутков в зону резки ножниц, лоток для отвода заготовок, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности, он снабжен автооператором для замены блока режущего инструмента, накопителем пустой тары, накопителем тары с заготовками, кареткой, установленной с возможностью размещения тары и передачи ее между накопителями, устройством для досыла прутка, при этом автооператор установлен с возможностью перемещения в горизонтальной плоскости в направлении, перпендикулярном направлению подачи прутка и фиксации в двух положениях относительно ножниц, а упор задний размещен на дополнительно введенной тележке, установленной с возможностью перемещения в направлении, параллельном направлению подачи прутка и фиксации относительно ножниц, причем накопитель пустой тары установлен с возможностью подачи тары к лотку для отвода заготовок и приема последних с лотка в тару..

2. Модуль по п. 1, отличающийся тем, что автооператор выполнен в виде тележки с установленными на ней двумя захватами с возможностью их перемещения в горизонтальной плоскости в направлении, параллельном направлению перемещения прутка по рольгангу, от двух разных приводов, а каждый из захватов выполнен в виде двух приводных ползушек с возможностью их перемещения по вертикали во взаимно противоположных направлениях, перпендикулярно направлению подачи прутка, при этом на каждой из ползушек размещены по два штыря, предназначенных для взаимодействия с гнездами, дополнительно выполненными на блоке режущего инструмента.

3. Модуль по п. 1, отличающийся тем, ITo каждый из накопителей выполнен в виде роль(анга для размещения тары и ll1)liводной рамы с равнораспо;(Ожснными подпружиненными собачками. причеч рама накопителя пустой тары установлена с возможностью перемещения тары по рольга гу и передачи ее на каретку, а рама HHvoèèòå.(ÿ тары с заготовками установлена с возможностью захвата тары с каретки и переме(пения ее по рольгангу, при этом подпружиненные собачки установлены с возможностью взаимодействия с тарой.

4. Модуль I(o и. 1, отличающнйся тем, что устройство для досылки прутка выпол15 нено в виде установленного на рольгангс посредствоч оси, перпендикулярной нанравлению подачи прутка, силового пи1HI(дра. на штоке которого разчс(поп;(державка с роликом и толкатслеч, прп э(оч ролик установлеп с возч Ож аостьк) ваап ч Одействия с дополнительно 8(36. (спныч коппром, жестко закрепленным па рольганге.

5. Модуль по и. 1, Отличающийся тем, что на боковых поверхностях верхнего ножедержателя блока инструмента выпо,1нены

25 выступы с наклонными к плоскости, перпендикулярной оси прутка, поверхностячи, предназначенными для взаимодействия с сООтветствующими им поверхностями пазов, (()полнительно выполненных на вертикальных стенках траверсы мехагн(зча реза., 6. Модуль по и. 1, от.(ичающийся тем, что командоаппарат ножниц снабжен микро-! приводом, кинематически (.IIHзанным с эксцентриковым налом тремя до(п)лнительнымп датчиками и тремя экранами, жестко усЗ5 тановленными на эксцентриковом валу с возможностью взаимодействия с у(помянутыми датчиками, причем первый пз экранов выполнен в виде круглой пластины с радиальным пазом, а второй и третий -- в виде пластин, контуры которых разновеликие окруж4О ности с общим центром и установленными на валу таким образом, что при их совмещении друг с другом образуется контур пластины, идентичный контуру первой пластины.

14 51915

77 15 фиг. 2

143!915

Нидb

87

1431915

22

E-Е

Фиа 11

Составитель A. Шкуркин

Редактор С. Патрушева Тех ред И. Be pec Корректор Э. Лончакова

Заказ 5375/! 1 Тираж 922 Подписное

ВНИ1!ПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий ! !3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

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