Многошпиндельный обрабатывающий станок для одновременной обработки сверлением и (или) фрезерованием нескольких одинаковых деталей с устройствами смены инструментов и для приема заготовок на палеты

 

Изобретение относится к машиностроению ,в частности, к автоматизации загрузки обрабатывающих станков инструментами и заготовками. Цель изобретения - повышение производительности и упрощение конструкции. Для этого при смене инструментов шпиндели на базовом станке по всем координатным направлениям перемещаются совместно так, что могут осуществлять необходимые для ориентирования и зажима инструмента движения. Инструментальный магазин располагается рядом со станком и имеет барабан с горизонтальной, перпендикулярной шпинделям, осью вращения. На магазине установлено грейферное приспособление, которое имеет линейно перемещаемую параллельно оси барабана магазина грейферную руку для перемещения одной из многоместных инструментальных кассет при смене инструмента.Устройство зажима заготовок имеет по меньшей мере две призматические несущие палеты для закрепления заготовок, а также узлы для автоматической смены или для перестановки вращением несущих палет на заданный шаг. 10 з.п. ф-лы, 10 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А3 (я) 4 В 23 0 3/157

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ПАТЕНТ У

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ пО изОБРетениям и ОткРытиям

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3856884/25-08 (22) 13.02.85 (3l) 570/84 (32) 14.02.84 (33) НП (46) 07.04.89 ° Бюл. 11 13 (71). Серсамгепипари.Мювек (HU) (72) Йожеф Тайнафеи, Дьердь Велезди, Имре Лескоци, Петер Краловански, Шандор Пагер, Габор Хорачек и Отто Йаккель (НП) (53) 62-229.72 (088,8) (56) Патент США Р 357)912, кл. В 23 0 3/157, 1971, (54) МНОГОШПИНДЕЛЬНЫЙ ОБРАБАТЫВАЮЩ1Ф

СТАНОК ДЛЯ ОДНОВРЕМЕННОЙ ОБРАБОТКИ

СВЕРЛЕНИЕМ И (ИЛИ } ФРЕЗЕРОВАНИЕМ

НЕСКОЛЬКИХ ОДИНАКОВЫХ ДЕТАЛЕЙ С

УСТРОЙСТВАМИ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТОВ

И ДЛЯ ПРИЕМА ЗАГОТОВОК НА ПАЛЕТЫ (57) Изобретение относится к машиностроению, в частности к автоматизации загрузки обрабатывающих станков инструментами и заготовками. Цель 1 изобретения — повышение производиl

Изобретение относится к машиностроению, в частности к автоматизации процессов загрузки инструментов и заготовок на металлорежущие станки.

Цель изобретения — .повышение про" изводительности и упрощение конструкции.

На фиг.) изображен трехшпиндельный фрезерный станок с ЧПУ; вид сверху; на фиг.2 — инструментальная

„,SU „„1471937,телЬности и упрощение конструкции.

Для этого при смене инструментов шпиндели на базовом станке по всем координатным направлениям перемещаются совместно так, что могут осу-ществлять необходимые для ориентирования изажима инструмента движения.

Инструментальный магазин располагается рядом со станком и имеет барабан с горизонтальной, перпендикулярной шпинделям, осью вращения. На магазине установлено грейферчое приспособление, которое имеет линейно перемещаемую параллельно оси барабана магазина грейферную руху для перемещения одной из многоместных инструментальных кассет при смене инструмента. Устройство зажима saготовок имеет по меньшей мере две призматические несущие палеты для закрепления заготовок, а также узлы для автоматической смены или для перестановки вращением несущих палет на заданный шаг. 10 з.п. ф-лы, 10 ил. кассета инструментального магазина большой емкости для многошпиндельного обрабатывающего станка с ЧПУ, вид 2: спереди; на фиг.3 — схема размещения кассеты в инструментальном магазине барабанного типа; на фиг ° 4 — соединение грейферного приспособления с инструментальной кассетой, вид сверху; на фиг.5 — инструментальный магазин с инструментальной кассетой вместе

1471937 со станком и грейферным приспособлением, вид сверху; на фиг.б — устройство, для приема заготовок на сменяемые призматические палеты,, разрез, на фиг.7 — станок с устройством для приема заготовок, вид со стороны торцов призматических палет; на фиг.8 — конструктивное исполнение элементов устройства для приема заготовок; на фиг.9 — конструктивное исполнение механизма смены палет устройства для приема заготовок с эажимным устройством; на фиг.10 — вариант закрепления призматических палет устройства для приема заго- . товок

В трехшпиндельном станке используются все три координатные перемещения шпинделей. Стойка 1 подвижна в направлениях Х и Z а подвижные по стойке 1 салазки - в направлении .. У„ при этом три установленных на салазках 2 шпинделя 3, приводимые двигателем 4, расположены на стойке симметрично. Перемещение шпинделей во всех трех координатных направлениях используется не только для обработки, а также для большей части необходимых для смены инструмента перемещений. Инструментальная кассета 5 (фиг.2) служит для непосредственного хранения нескольких инструментов. Кассета 5 выполнена плоской, в форме планки с несколькими посадочными выемками — гнездами б для инструментов, при этом в поперечном сечении гнездо имеет форму открытого паза и как седло входит между двумя коническими дисками инструмента. Для увеличения емкости кассеты число гнезд 6 в кассете 5 больше числа шпинделей, например в касеете

5 образовано шесть гнезд 6 (фиг.2).

Расстояние между гнездами 6 составляет в этом случае половину расстояния между главными шпинделями. Благодаря этому в кассете расположена группа инструментов в количестве, достаточном для двухразового оснащения шпинделей. При смене инструмента станок берет из кассеты каждый второй инструмент и возвращает использованные инструменты в каждое второе гнездо 6.

В станках большихгабаритов с большим расстоянием между главными шпинделями между соседними шпинделями может располагаться в кассете также

55 больше инструментов. В кассетах чис-.. ло гнезд 6 и кратно числу шпинделей, при этом n " целое число. В кассетах ориентирование инструментов происходит посредством поэиционирующих сухарей 7. Кроме того, на концах кассеты закреплены два служащих для захвата кассеты боковых сухаря 8, эа которые грейферное приспособление вытягивает кассеты из магазина в одном или другом направлении. Например, за правый сухарь кассета B автоматическом -цикле смены инструмента может быть вытянута в рабочее пространство шпинделей базового станка (вправо, фиг.5) и при помощи левого . сухаря - в противоположном направле" нии для ручной загрузки магазина,.

Магазин может быть выполнен в виде вращающегося Вокруг горизонтальной оси 9, расположенной перпендикулярно к шпинделю базового станка, барабана с поперечным сечением в форме правильного многоугольника.(фиг.3, шестигранник). К краям каждой стороны многоугольника прикреплено по

4 одной направляющей в виде шин 10, между которыми соответственно удерживается кассета 5, при этом зажатые в ней инструменты выступают в барабанный магазин. При помощи закрепленных на барабане магазина шин 10 и направляется кассета с инструментами. Верхняя шина одновременно служит направляющей, а также для запирания гнезд кассеты сверху при ее размещении в барабанном магазине.

Этим просто и надежно предотвращается выпадение инструментов при провороте барабана.

Станок работает следующим образом.

Кассета 5 при помощи грейферной руки 11 грейферного приспособления извлекается из магазина посредством захвата сухаря 8 (фиг.4). Грейферная рука 11 имеет горизонтально направленный П"образный захватывакщий сухарь, U-образные плечи которого охватывают сухарь 8 спереди и сзади.

Благодаря этому посредством вращения кассеты 5 сухарь 8 заходит между

U-образными плечами захватывающего сухаря. Когда грейферная рука )1 вытягивает кассету 5 вправо от барабанного магазина, происходит насакивание помещенного на грейферной руке 11, скользящего в продольном

)47)937

6 направлении кассеты 5 крепежного сухаря )2, подпружиненного пружиной

)3 ha конец кассеты 5 так,,что она входит в выемку крепежного сухаря

12. Благодаря этому предотвращается движение кассеты 5 в любом направлении относительно - грейферной руки

11. В вытянутом из магазина состоянии, в котором задний конец кассеты остается еще в зацеплении с канавками шин 10, оба конца кассеты закреплены.

Когда грейферная рука ll задвигает кассету 5 в магазин, крепежный сухарь 12 (в последней фазе движения) набегает на стенку 14 магазина при дальнейшем движении руки )1 влево конец кассеты 5 скользит из крепежного сухаря 12 и раскрепляется.

Кассета 5 грейферным устройством может перемещаться из вращающегося вокруг оси 9 при помощи механизма 15 поворота барабанного магазина в рабочее пространство станка (фиг.5).

При автоматической смене инструмента достаточно, если грейферное приспособление.выполняет его единственное движение, поскольку другие необходимые движения — вкладывание или извлечение инструментов в кассету или из кассеты, позиционирование шпинделей по инструментам, их набегание или освобождение - одновременно исполняются самим станком с тремя инструментами при-помощи координатных перемещений. Грейферное приспособление состоит из горизонтальной перемещающейся параллельно оси 9 вращения барабанного магазина приводной штанги, на обеих концах которой перпендикулярно выступает по одной грейферной руке 11, имеющей колодки 16 (фиг.4).

Когда механизм 15 поворота провернет барабанный магазин только на половину деления, в этом положении прекращается сцепление между сухарем

8 и грейферной колодкой 16. Грейферная рука может перемещаться вправо, не захватывая с собой кассеты. После обратного проворота барабана на половину деления при сдвинутой вправо грейферной руке наступает соединение между левой грейферной колодкой 16 грейферной руки 11 и левым сухарем

8 кассеты. При помощи грейферной руки )1 при ее движении влево кассета вытягивается и становится доступ30 венцов 23 и 24.

В конические отверстия 25 кольцевых плечиков 22 входят предпозиционирующие пружинные штыри 26, кото35 рые препя гс гвуют повороту Ризмати»

45 сдвигает призматическую палету 17 влево. Задняя бабка 30 вследствие этого прижимает ведущий венец 24 с больной силой к закрепленному на

50 стойке .27 ведущему венцу 23. Вращательное перемещение призматической палеты вокруг ее собственной оси происходит при помощи цилиндра 29, который тянет заднюю бабку 30 назад, 55 цилиндр 31 сдвигает призматическую палету 17 с другого конца через ведущую колодку 32 вправо, при этом ведущие пальцы 33 ведущей колодки входят в торцовые отверстия 34

25 на для ручной загрузки или смены инструментов.

Заготовка закрепляется на выполненных с квадратным прямоугольным сечением призматических палетах (фиг.6) На каждой плоскости призматической налеты удерживаются три или и к 3 заготовок с малыми размерами (и — целое число). Таким образом на обеих призматических палетах могут закрепляться минимум 2 4 3 одинаковых заготовок. Одна из призматических палет, например призматическая палета )7, находится в рабочем пространстве базового станка, тогда как другая призматическая палета 18 находится в монтажной позиции на месте ручного зажима заготовок.

Призматические палеты свободно захвачены или аксиально направляются во вращающихся вокруг оси 19 поворотных обоймах 20 и 21. Призматические палеты могут в обоймах несколько перемещаться в продольном иаправлении. Это движение вправо ограничено упором закрепленных на призматической палете плечиков 22 и влево— посредством смыкания дисков, выполненных с торцовыми зубцами ведущих ческих палет, когда расположенные на противоположном конце палеты и снабженные торцовыми зубцами ведущие венцы 23 и 24 не входят друг в друга.

Закрепление находящейся в рабочем пространстве призматической палеты

17 на стойке 27, 28 происходит при помощи фиксатора — гидравлического цилиндра 29, который посредством перемещаемой им задней бабки 30

7 1471937 8 призматической палеты 17, благодаря чему она может быть повернута, когда вращается ведущая колодка, Этот поворот (фиг.6) может происходить при помощи шарнирно установленного гидравлического цилиндра 35 и рычага 36 или, например, при помощи мотора постоянного тока через зубчатую передачу и т.д. Позиционирование и закрепление палеты происходит посредством смещения задней бабки

30 влево тогда,. когда цилиндр 31 тянет ведущую колодку 32 в ее левое конечное положение, которая может быть повернута в ее основное положение деления.

Фиксация палеты возможна, также

1 на разгрузочной стойке 37, Если все цилиндры 29, 31, 38 и 39 находятся в отведенном назад положении, призматические палеты посредством пово о рота горизонтального вала на )80 сменяют друг друга: находящаяся в монтажном положении налета переведена в рабочее пространство, а находящаяся в рабочем пространстве— в монтажное положение.

Поворот и позиционирование находящейся в положении установки призматической палеты 18 осуществляется аналогично, но с той только разницей, что фиксация происходит не по стойкам 27 и 28, а по разгрузочным стойкам 37 и 40, причем эти стойки

37 и 40 независимы и соединены лишь через базовую консоль (фиг.7).

Рабочее пространство отделено от монтажного пространства посредством пластины 41, которая изготовлена из прозрачного материала. Эта пластина 41 поворачивается при смене. палет совместно с палетами вокруг оси 19 и служит главным образом для того, чтобы защитить монтажное пространство от, стружки и охлаждающей жидкости, Призматическая палета 17.поворачивается в обоймах 20 и 21, в которых в сдвинутом влево положении палета зафиксирована при помощи гидравлического цилиндра 29 на снабженном торцовыми зубами направляющем венце 23. Сдужащие для продольного направления цилиндрических концов палет. кольцевые ряды шариков 42 и

43 перекатываются по цилиндрическим концам палет и попадают в Ч-образные прорези 44 и 45 палет, что исключает

30- сегмент может радиально перемещаться

5 f0

55 соприкосновение между палетами и рядами шариков.

Автоматический зажим призматических палет применим не только в двухпалетной системе, а может быть распространен также для многопалетных систем со сменой палет. Призматические налеты 18, 46 и 47 (фиг.9) вместо поворотных обойм свободно направляются в маленьких тележках

48 — 51 аналогично тому, как описано. Тележки при помощи гидравлического цилиндра 52 с поворотного сто.", ла 53 линейным перемещением могут быть сдвинуты в рабочее пространство.

При движении гидравлического цилиндра 52 назад он тянет тележку 48 на кольцевой поворотный стол 53, который может поворачивать тележки с палетами, таким образом другие загруженные палеты могут быть приведены перед рабочим пространством. Во время вращения радиальное положение тележек определяется посредством закрепленных на каждой тележке роли- ков и неподвижного направляющего кольца 54, которое входит между обоими роликами; при этом его маленький при помощи гидравлического цилиндра

52. При помощи сегмента 55 цилиндр сдвигает какую-либо из тележек или палет в рабочее пространство. Закрепленная на задней стороне тележкы пластина 56 закрывает рабочее пространство. Тележка остается во время обработки в рабочем пространстве.

На других находящихся вне рабочего пространства трех палетах в любой позиции могут ставиться и сниматься заготовки„,благодаря этому станок. с высокой производительностью может обслуживаться несколькими устройствами, Иногда необходимо, чтобы заготовки устанавливались на палеты не около станка, а где-либо в другом иесте.

В этом случае палеты должны. быть легко съемными с кольцевого поворотного стола. На обоих концах палеты выполнены призматическая и цилиидри" ческая поверхности 57 и 58 (фиг.10), . последняя опирается через шариковые опоры на несущую палету тележку 59.

Эти шариковые опоры 60 облегчают также аксиальное перемещение палет (смещение на торцовые зубья ведущего

9 147 венца или отвод ) и вращательное движение во время вращательной перестановки палет вокруг их собственной

° оси.

Формула изобретения

1. Иногошпиндельный обрабатывающий станок для одновременной обработки сверлением и (или ) фрезерованием нескольких .одинаковых деталей с устройствами смены инструментов и для приема заготовок на палеты, содержащий основной станок со станиной и с несколькими параллельными глав-. ными шпинделями с приводом на шпиндельной .бабке, противолежащими шпинделям устройства для приема заготовок, и накопитель инструментов, выполненный в виде барабанного магазина с горизонтальной осью поворота, установленного отдельно рядом с основным станком с грейферным приспособлением для смены инструмента,.отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и упрощения конструкции, оси главных шпинделей размещены на шпиндельной бабке горизонтально, а последняя расположена на дополнительно введенных ползунах с возможностью перемещения по трем координатным направлениям, причем магазин инструментов снабжен кассетами с гнездами для размещения в них инструментов, расположенными в направляющих, выполненных в барабане магазина параллельно его оси поворота, а грейферное приспособление выполнено в виде штанги, размещенной в направляющих корпуса магазина с возможностью перемещения параллельно оси поворота барабана и взаимодействия с кассетами, при этом палеты устройства для приема заготовок выполнены с несколькими поверхностями для крепления заготовок.

2 ° Станок по п.1, о т л и— ч а ю шийся тем, что оси главных шпинделей расположены симметрично относительно горизонтальной оси станины основного станка, выполненной с замкнутым профилем, при этом привод главных шпинделей выполнен в виде расположенного рядом со станиной и закрепленного на шпиндельной бабке двигателя, кинематически связанного со шпинделями.

1937

3. Станок по пп.1 и 2, о т л и ч а ю шийся тем, что направляющие на барабане магазина выполнены в виде закрепленных параллельно оси поворота барабана шин, а кассеты выполнены в виде плоских планок с числом гнезд, кратным числу главных шпинделей.

Е0

4. Станок по пп.1 и 3, о т л и— чающий ся тем, что штанга грейферного приспособления снабжена грейферными руками, установленными перпендикулярно направлению ее перемещения на концах штанги, причем на свободном конце каждой руки выполнена колодка и установлен дополнительно введенный подпружиненный крепежный сухарь.

5. Станок по п.4, о т л и ч а юшийся тем, что одна из грейферных колодок расположена с возможностью перемещения от ближнего к станку торца барабана к главным шпинделям станка и обратно, а другая колодка " о т друго го торца б араб ана в зону для загрузки кассетами и обратно.

6. Станок по пп.1 †. 5, о т л и— ч а ю шийся тем, что на торцовых поверхностях палет выполнены элементы для позиционирования и поворота палет.

7. Станок по пп.1-6, о т л и— ч а ю шийся тем, что устройство для приема заготовок выполнено с возможностью перемещения палет между рабочим пространством и монтажной зоной в незакрепленном и незафиксированном положении в поворотных скобах или в установленной с возможностью линейного перемещения тележка, при этом эле.агенты для позиционирования палет относительно скоб выполнены в виде буртов с выемками.

8. Станок по пп.1 — 7, о т л и— ч а ю шийся тем, что устройство для приема заготовок снабжено расположенными на его корпусе дисками с торцовыми зубьями, а также приводными от гидравлических цилиндров бабками, установленными с возможностью взаимодействия с палетами, при этом на палетах выполнены торцовые зубчатые венцы с возможностью их зацепления с зубьями дисков °

9 ° Станок по и ° 1, о т л и ч а ю— шийся тем, что он снабжен расположенными на корпусе устройства

11 147 для приема палет подающими цилиндрами, штоки которых установлены с возможностью взаимодействия с палетами посредством ведущих колодок, каждая из которых выполнена с ведущими пальцами, предназначенными для размещения в соответствующих выемках, выполненных на палетах, при этом каждая ведущая колодка снабжена гидравлическим или электрическим приводом ее поворота относительно оси соответствующего,подающего цилиндра, 10. Станок по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что несущие палеты тележки установлены на роликах с возможностью поворота и радиального

1937 перемещения по дополнительно введенной дугообразной,: направляющей или на поворотном от привода столе, причем участок направляющей выполнен с возможностью его радиального перемещения от гидравлического цилиндра.

11. Станок по п,.l., о т л и— ч а ю шийся тем, что на обоих концах каждой налеты выполнена цилиндрическая поверхность, а тележки . снабжены шариковыми опорами для раз-. мещения на них цилиндрических поверхностей палет и фиксирующими элементами для .взаимодействия с ответными элементами, выполненными на палетах, Фиг.Г

)47)937

1471937

)471937

1471937 у фив. 10

Составитель Е.Ермолаев

Техред Л.Сердюкова КорректорЗ.Лончакова

Редактор Н,Бобкова

Заказ 1622/58 Тираж 892 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,101