Гибкий производственный модуль

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)э В 23 Q 3/155

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4841035/08 (22) 19.08.90 (46) 15.12.92. Бюл. N 46 (71) Ульяновское головное специальное конструкторское бюро тяжелых и фрезерных станков (72) А. Ф. Кучерявый. В. Г. Наумов и В, И.

Посеряев (56) Черпаков Б. И, Гибкие производственные модули, кн. 3. M.: "Высшая школа", 1989, с, 29-31, рис, 10. (54) ГИБКИЙ ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ МОДУЛЬ (57) Использование: в машиностроении, в частности в станкостроении в гибких производственных системах, предназначенных для обработки корпусных деталей преимущественно в условиях серийного производства. Сущность изобретения; устройство содержит металлорежущий станок, состоящий из станины 1, на которой установлены два рабочих стола 2 и 3, несущих спутники 5 с обрабатываемыми деталями 6, Между сто„„ Ц„„1780987 А1 лами 2 и 3 на станине 1 установлен такой же стол 4, несущий спутник 5, на котором смонтирован инструментальный магазин, выполненный в виде отдельных гнездовых блоков для горизонтального и вертикального инструментов и базирующих элементов под шпиндельные головки, Спутник 5 с инструментальным магазином устанавливается на стол 4 при помощи транспортной тележки.

Замена инструмента в шпинделях осуществляется за счет перемещений бабок 9 и 10, ползунов 11 и 12 и стола 4 в позицию загрузки. Устройство позволяет не только осуществлять установку инструмента и шпиндельных головок и их замену, а также замену инструмента в шпиндельных головках. Если использован весь набор инструментов, установленных на спутнике, выполняется замена самого спутника на новый, который на участке подготовки производства предварительно загружается набором инструмента и шпиндельных головок в соответствии с технологическим процессом. 2 з. и. ф-лы, 8 ил.

1780987

Изобретение относится к машиностроению, в частности к станкостроению и может быть использовано в гибких производственных системах, предназначенных для обработки корпусных деталей, преимущественно в условиях серийного производства.

Целью изобретения является упрощение конструкции и повышение производительности за счет сокращения количества устройств и механизмов, путем обеспечения одновременной транспортировки заготовок и инструментальной оснастки в позицию смены одним устройством, На фиг. 1 изображено устройство (вид спереди); на фиг. 2 — общий вид устройства, вид сбоку; на фиг. 3 — вид А на фиг. 1; на фиг, 4 — вид Б на фиг. 3; на фиг. 5 — разрез В-В на фиг.4; на фиг. 6 — вид Гна фиг.5; на фиг.

7 — разрез Д-Д на фиг, 3; на фиг, 8 — разрез

Š— Е на фиг. 7, Гибкий производственный модуль со" стоит иэ транСпортно-накопительной системы и металлорежущего станка с ЧПУ, Метэллорежущий станок содержит (см, фиг, 1) станину 1, на направляющих которой установлены с воэможностью перемещения два рабочйх стола 2 и 3 и дополнительный стол 4 между ними, имеющие одинаковую конструкцию и привода перемещений (не показаны).

На столах 2 и 3 установлены спутники 5, несущие обрабатываемые детали 6.

В станке имеются две стойки 7; на которых смонтирована поперечина 8, На ее нэйравляющих установлены бабки 9 и 10 с приводами (не показаны), несущие полэуны

11 и 12 с вертикальными шпинделями. В станке имеется устройство автоматической смены инструмента и шпиндельных головок, включающее инструментальный магазин (см. фиг. 3, 4), который в отличие от прототипа не представляет собой стационарное устройство, а выполнен а аиде отдельных гнездовых блоков 13. представляющих собой кронштейны с державками под горизонтальный 14 и вертикальный 15 инструменты, а также базирующих элементов в виде направляющих 16 и пальцев 17 под шпиндельные головки 18.

° И блоки 15 и базирующие элементы 16, 17 крепятся на спутниках 5, на каких крепятся и обрабатываемые детали 6, с той лишь разницей, что эти спутники загружаются на дополнительный стол 4, Горизонтально рас положенные инструменты 14 крепятся в держааках 19 (см, фиг, 5, 6) на боковых сторонах кронштейнов 13 для удобства азаимодействия с горизонтальным шпинделем головок 18 с целью замены в них инструмен5

50 та, Вертикально расположенные инструменты 15 крепятся в державках 19 на верхней плоскости кронштейнов 13 для взаимодействия с вертикальными шпинделями полэунов 11 и 12, Сменные головки 18 ориентируются на спутниках 5 заранее с таким расчетом, чтобы при установке на шпиндель ползуна 11 положение их соответствовало позиции при выполнении первой операции, Наличие у ползунов 11 и 12 механизма отжима, зажима и поворота на 360 с фиксацией через каждыв 90 (не показано) позволяет разворачивать шпиндельную головку

18 для обработки детали с 4-х сторон по программе. С целью экономии времени шпиндельные головки 18 устанавливаются на спутнике 5 с заранее закрепленным инструментом для выполнения первых операций, B дальнейшем смена инструмента в головках 18 осуществляется эа счет инструмента 14, находящегося в державках 19 на торцах гнездовых блоков 13, Конструкция державок 19 для вертикальных 15 и горизонтальных 14 инструментов одинакова, а гнеэдовые блоки 13 могут отличаться размерами кронштейнов и количеством в них гнезд под инструмент.

Держэвкэ 19 (см, фиг. 5-8) состоит из корпуса 20, который крепится к кронштейну

13 винтами 21, двух губок 22, имеющих клиновые поверхности 23 для центрирования захватной части оправки, и шпанки 24, прикрепленной к корпусу 20 для угловой ориентации оправки с помощью паза 25, а также пружин 26, прижимающих оправку инструмента к базовой поверхности "К" на корпусе

20, Количество горизонтальных 14 и вертикальных 15 инструментов и головок шпиндельных 18, а также их взаимное расположение на спутниках 5 может быть различным в зависимости от типа обрабатываемых деталей и технологического процесса обработки, Для транспортировки спутников 5 от участка подготовки производства (не показан), где на них устанавливаются, выверяются и закрепляются заготовки 6, а также шпиндельные головки 18 и гнездовые блоки

13 с инструментом 14 и 15, предусмотрена транспортная тележка 27 (см, фиг. 2), которая наделена воэможностью перемещения пс рельсам 28 с помощью привода 29.

Тележка 27 выполнена двухместной, и на ней установлено два комплекта кареток

30 каждая со своим приводом 31, что позволяет ускорить смену спутников.

На станке в районе защиты направляющих станины 1 для перемещения спутников

1780987

30

40

5 на столы 2, 3, и 4 предусмотрены мостики

32, на которых закреплены направляющие

33. Такие же направляющие, являющиеся их продолжением, установлены йа столах 2, 3 и 4 и на тележке 27. При нахождении столов 2, 3, 4 в положении загрузки и останове тележки 27 напротив любого из этих столов отрезки направляющих 33 образуют сплошную направляющую, по которой с тележки 27 на столы 2, 3, 4 с помощью каретки

30 перемещаются спутники 5, Все отрезки направляющих 33 выставлены в один размер и находятся в одной плоскости так, что каретка 30, несущая спутник 5, может взаимодействовать со всеми столами 2, 3 и 4.

Система IllY обеспечивает возможность синхронной и раздельной работы двух бабок и двух столов, однако, предпочтительнее даже одинаковые детали обрабатывать со смещением во времени, в результате чего достигается экономия вспомогательного времени;

Устройство работает следующим образом.

Включается программа от ЧПУ. Тележка

27, на одной из кареток 30 которой установлен спутник 5 с заготовкой, а на другойвторой спутник с набором инструментов 14 и 15 и шпиндельных головок 18, с помощью привода 29 перемещается к станку и, подойдя к столу 2, останавливается. Каретка 30 с помощью привода 31 перемещается по направляющим 33 со столом-спутником 5 и обрабатываемой деталью 6 на стол 2 и останавливается. Механизмы подьема (не показаны) поднимают спутник, снимая его с базовых элементов каретки 30, которая затем возвращается на тележку 27, Механизмы подъема опускают спутник 5 на поверхность стола 2, а механизмы зажима закрепляют его на столе. - :--Включается привод 29, тележка 27 перемещается по рельсам 28 к столу 4, находящемуся между рабочими столами 2 и 3, и останавливается. Второй спутник 5 с инструментом при помощи каретки 30 подается на стол 4 вышеописанным способом и закрепляется, а каретка 30 возвращается обратно на тележку 27. которая направляется на участок подготовки производства, где загружается следующий спутник 5 с очередной заготовкой6.

В это же время станок включается в работу и начинается обработка детали.

Тележка 27 r. загруженным на нее спутником 5 и деталью 6 перемещается по рельсам 28 к столу 3. Если на столе 3 находится обработанная деталь, то свободная каретка

30 подается на стол 3. Механизмы подьема поднимают спутник 5 с деталью 6 и опускают на поданную каретку 30, после чего каретка со спутником 5 и деталью 6 возвращается на тележку 27. Затем тележка 27 перемещается в другую позицию, и вторая каретка 30 с необработанной деталью на спутнике 5 перемещается на стол 3, где спутник 5 закрепляется, а каретка 30 возвращается на тележку 27. В процесс обработки включается вторая заготовка, станок работает с полной нагрузкой. Смена инструментов в шпинделях ползунов производится следующим образом.

Бабка 9 перемещается к столу 4, несущему спутник 5 с инструментом и останавливается в зоне загрузки, На заданные координаты перемещается и стол 4.

Ползун 11 опускается вниз, "накалывается" коническим отверстием в шпинделе на конический хвостовик оправки вертикально расположенного инструмента 15 и останавливается, Происходит зажим оправки в шпинделе, и стол 4 отходит назад. При этом пружины 26 державки 19 расходятся, освобождая захватную часть оправки, и инструмент f 5 освобождается.

Ползун 11 перемещается вверх, бабка 9 перемещается в зону обработки, ползун 11 на заданной координате опускается вниз, и начинается обработка, При необходимости замены инструмента 15 с вертикальным расположением оправки процесс замены осуществляется в следующем порядке. Ползун 11 после обработки поднимается вверх, бабка 9 перемещается в зону загрузки инструментом, Ползун 11 с инструментом 15 опускается вниз, стол 4 подается вперед, и свободная державка 19 наезжает на оправку инструмента 15. Пружины 26 упруго раздвигаются, и инструмент устанавливается в губках 22, базируясь на поверхности "К" в корпусе 20.

Происходит отжим инструмента 15 в шпинделе, ползун 11 поднимается вверх, стол 2 или бабка 9 перемещаются на другую координату для загрузки следующего инструмента, и цикл повторяется в вышеописанном порядке.

Смена шпиндельных головок 18 происходит следующим образом.

Ползун 11 поднимается в верхнее положение, бабка 9 перемещается из зоны обработки к столу 4 и останавливается в зоне загрузки. Стол 4 перемещается в зону загрузки таким образом, чтобы координата осей шпинделя и головки 18 совпали; Полэун 11 опускается вниз и "накалывается" на захватную часть головки. Головка 18 притягивается к торцу ползуна 11 и зажимается предусмотренными для этого механизмами зажима (на черт. не показаны).

1780987

Полэун 11 поднимается вверх, и бабка 9 державки 19, и бабка 9 с ползуном 11, голоперемещается в зону обработки. вкой 18 и новым инструментом 14 возвращаПо завершению обработки детали 6 го- ется в позицию обработки детали. Замена ловкой 18 в данном положении, последняя, следующего инструмента 14 в головке выпо мере необходимости, может поворачи- 5 полняется в той же последовательности. ваться на 90, 180О, 270О, с фиксацией в Точно также осуществляется замена инкаждом положениидля выполнения других струмента 15, шпиндельных головок 18 и операций по технологическому процессу. инструмента 14 в головках 18 для ползуна

Происходит это так. 12, расположенного на бабке 10.

Головка 18 отжимается и опускается на 10 Когда будет исчерпан весь запас инстнекоторую величину, зажимные винты (не румента, находящегося на спутнике 5, попоказаны) выходят иэ отверстий головки, и следний переместится с помощью каретки она поворачивается вместе со шпинделем, 30 на поданную в зону загрузки тележку 27, фиксируется, притягивается к торцу ползу- на другой каретке которой уже установлен на. Винты входят в отверстия головки, и 15 спутник 5, загруженный новым инструмен головка зажимается. том и представляющий собой новый магаПо окончанию работы шпиндельной го- зин. Новый спутник 5 с инструментом ловкой 18 замена на новую головку осуще- устанавливается на стол 4 вышеописанным ствляется следующим образом. " способом, закрепляется, и цикл обработки

Ползун 11 поднимается вверх, бабка 9. 20 детали продолжается дальше, пока не заперемещается в зону загрузки к столу 4 и вершится полностью. останавливается в заданных координатах. Формула изобретения

Ползун 11 опускается вниз, и головка 18 1, Гибкий производственный модуль, устанавливается на свободные базовые зле- содержащий вертикальный двухшпиндельменты 16 и штыри 17. Происходит отжим 25 ный станок, инструментальный магазин, раголовки, ползун 11 уходит вверх, а бабка 9 и бочий стол, устройство смены спутников с стол 4 перемещаются на координаты распо- заготовками, устройство смены инструменложения следующей головки; установка ко- тов, отличающийся тем, что, с целью торой на ползун осуществляется упрощения конструкции и повышения провышеописанным способом и т.д. 30 изводительности за счет сокращения коли:" В некоторых случаях бывает достаточ- чества устройств и механизмов путем но заменить в головке, закрепленной в обеспечения одновременной транспортишпинделе, толькб один или два инструмента ровки заготовок и инструментальной оснадля продолжения технологического цикла. стки в позицию смены одним устройством, Для этого йспользуются инСтрументы 14 с 35 станок выполнен портальным с двумя рабогоризонтально расположенной осью оправ- чими столами и одним дополнительным стоки, находящиеся вдержавках19 наторцах лом, установленным между рабочими гнездовых блоков 13, столами и выполненным конструктивно анаЗамена инструмента в шпиндельной го- логичным с ними, а инструментальный магаловке 18 осуществляется следующим обра- 40 зин расположен на дополнительном столе и зом, выполнен с возможностью поочередного

Полэун 11 с бабкой 9 перемещаются к взаимодействия со шпинделями и устройстстолу 4 и останавливаются рядом с ним на- вом смены, выполненным в виде транспорпротив свободной державки 19 на торце тной тележки, при этом столы установлены гйездового блока 13. Подачей бабки 9 инст- 45 с возможностью перемещения и взаимодейрумент 14 вводится в проем между блоками ствия с упомянутой транспортной тележкой.

13. Подачей стола 4 державка 19 наезжает 2. Модуль по и. 1, отличающийся на инструмент.:" - . тем, что столы модуля и транспортная теПружины 26державки 19 упруго раэдви- лежка снабжены направляющей, состоящей гаются, и оправка инструмента 14 устанав- 50 из двух частей, одна из которых закреплена ливается в губках 22, базируясь на на каждомиз столовсосторонытележки, а, йоверхйости "К" в корпусе 20. Происходит другая — на тележке со стороны столов, при отжим инструмента 14, Ползун 11 с головкой этом обе части выполнены с возможностью

18 уже без- ичструмента обратным путем периодического соединения, отходит от это о гнезда и подходит к гнезду, 55 3. Модуль по и. 1, отличающийся занятому нужным инструментом; Конусным тем, что инструментальный магазин выполотверстием в головке 18 ползун 11 "накалы- нен в виде спутника, на котором установлевается" на оправку нужного инструмента 14. ны гнездовые блоки под инструмент и

Инструмент зажимается, Подачей стола 4 баэирующие элементы под шпиндельные оправка инструмента 14 освобождается от головки, 1780987

7У

1780987

1780987

Составитель В.Титова

Техред М.Моргентал Корректор Л.Ливринц

Редактор В.Фельдман

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

Заказ 4240 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5