Автоматическая центробежная барабанная машина для финишной обработки

 

Изобретение относится к центробежной барабанной машине для финишной обработки , в частности к машине, содержащей средства, обеспечивающие полностью автоматическую работу машины. Цель изобретения-упрощение конструкции и повышение ее надежности. Полностью автоматическая центробежная машина для финишной обработки содержит узел для финишной обработки поверхностей Деталей за счет орбитального и осевого вращения барабанного контейнера, где находятся детали и абразивная среда, а также содержит разгрузочный транспортер и загрузочный транспортер по противоположным сторонам узла финишной обработки, манипуляторное средство для захвата барабанного контейт нера и переноса его с разгрузочного транспортера на узел финишной обработки и второе манипуляторное средство для захва-. та барабанного контейнера и переноса его с узла финишной обрботки на загрузочный, транспортер. 2 з,п.ф-лы, 1 ил, ел С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (яоэ В 24 В 31/02

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (l0CllATEHT CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ.1 (21) 4202783/08, (22) 24.06.87 (33) JP (46) 28.02.93. ЬюлМ 8

:P1) Типтон Мануфакчуринг Корпорейшн (JP) (72) Хисамине Кобаяси, Тосихару Симизу и

Еитй Сео(JP) . (56) Заявка Японии I+ 55-46822, кл. B 24 В 31/02, опублик, 1980. (54) АВТОМАТИЧЕСКАЯ ЦЕНТРОБЕЖНАЯ

БАРАБАННАЯ МАШИНА ДЛЯ ФИНИШНОЙ ОБРАБОТКИ (57) Изобретение относится к центробежной барабанной. машине для финишной обработкй, в частности к машине, содержащей средства; обеспечивающие полностью автоматическую работу машины. Цель иэобретеДанное изобретение относится к центробежной барабанной машине для финишной обработки, и вчастности,,оно относится к машине, содержащей средства, обеспечивающие полностью автоматическую работу машины, ;Цель изобретения — упрощение конструкции и повышение ее надежности, Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 в общих чертах показана конструкция машины по данному изобретению в виде спереди; на фиг.2 — вид сверху машины по фиг 1; фиг.3 — вид в разрезе средств для стягивания барабанного контейнера с турелями, представленных в . укрупненном масштабе; на фиг.4 изображена взаимосвязь между машиной и манипуляторами по ее противоположным сторонам с учетом их позиций; фиг.5 — частный вид в

„>5@„, 1799322 АЗ

2 ния — упрощение конструкции и повышение ее надежности. Полностью автоматическая центробежная машина для финишной обработки содержит узел для финишной обработки поверхностей деталей за счет орбитального и осевого вращения барабанного контейнера; где находятся детали и абразивная среда, а также содержит разгрузочный транспортер и загрузочный траНс портер по противоположным сторонам узла финишной обработки, манипуляторное средство для захвата барабанного контей-. нера и переноса его с разгрузочного транспортера на узел финишной обработки и второе манипуляторное средство для захва-. та барабанного койтейнера и переноса его . с узла финишной обрботки на загрузочный транспортер. 2 з,п.ф-лы, 7 ил, л

Фа разрезе одного из манипуляторов; фиг,6— вид сверху манипулятора по фиг,5 в более крупном масштабе; фиг,7 — блок-схема с изображением этапов, по которым полностью автоматически совершается действие машины.

-Описание предпочтительных вариантов Ю реализации, . —. 1Я:

Машина содержит каркас 1, внутри которого на центральном вертикальном шйинделе 2 вращательно установлен узел для финишйой обработки деталей, Нижний участок центрального шпинделя 2 посажен на наружный вал 3, приспособленный к враще- нию вместе с центральным шпинделем 2, На наружном валу 3 на расстоянии друг от друга жестко установлены верхняя турель 4 и нижняя турель 5; они могут вращаться вместе с валом 3. Вал 3 приводится во вращение

1799322 главным двигателем 6, сообщающим враща- мощью любого известного частотного контельную энергию первичному зубчатому ко- вертера (например, инвертора или частотлесу 7 через вторичное зубчатое колесо 8 и ного ин вертера); обеспечивающего цепь 9 и далее валу 3, Над первичным зуб- поступление энергии переменной частоты к чатым колесом 7 предусмотрен кожух 10, . 5 главному двигателю 6. Конструкция бараприкрепленный к каркасу 1. Центральный банного контейнера такова, что он сьемно шпиндель 2 установлен в цапфах внутри.ко- -устанавливается в турелях. Например, он жуха 10 и с ним скреплейы, например, цеп- может состоять из двух стаканов, один из ные колеса 11 и 12. Максимальное число которых находится над другим, что изобрацепных колес соответствует числу валов ли- 10 жено на фигуре, либо состоять из одиночнобо числу установленных на них барабанных . го цилиндра или более чемиз двух стаканов, контейнеров, однако это число может быть . С противоположных сторон узла финишйой любым. В примере по фиг,1 имеются.два обработки деталей предусмотрены эагруцепных колеса и предусмотрено шесть ба- эочное.устройство или загрузчик и выгрурабанных валов. Таким образом каждое 15 эочное устройство или разгрузчик.. И цепное колесо 11 и 12 управляет тремя ба- загрузочное и выгрузочное устройства сорабанными валами на предмет приведения держат манипулятор, обеспечивающий изих во вращение. Число барабанных валов . влечейие барабанного контейнера иэ узла обработанного узла может быть проиэволь- или установку его в узел, Как видно из фиг,1 ным, однако расположить приспособления 20 и 2, загрузчик и разгрузчик размещаются для загрузки и выгрузки барабанов с проти- диаметрально противоположно и симметвоположных сторон обработочного узла ди- рично. Поэтом онй могут иметь аналогичную аметрально противоположно друг другу конструкцию, подробно. рассмотренную ниможнолишьприразмещениичетногочисла - же, . барабанных валов. Такое расположение яв- 25 В машине по данному изобретению мо-. ляется одной иэ особенностей настоящего жетиспользоваться как влажная, так и сухая изобретения и облегчает работу с барабан-: абразивная среда, Влажная абразивная ными контейнерами, Поэтому обычно ис- среда может состоять иэ смеси абрааивов с . пользуется четное число:барабанных валов. композитным раствором, Такая сМесь предБарабанные валы типа валов 13 и 14 опира- 30 почтительна для удаления заусениц и: скруг-. ются на нижнюю турель5и могутсовершать . - ления радиусов (R), Обработка. жидкостей, осевое вращение относительно нее, ()севое заключейных в смеси, также должна быть . вращение барабанных валов 13; 14, 15 и т.д, учтена при полностью автоматической рабовызывается цепными колесами 16,1718 и те. Сухая абразивная среда можетсостоять т,д,„каждое из которых устанавливается у 35 из органических веществ в форме частиц нижнего конца соответствующего барабан- (напрймер, ореховой скорлупы, кукурузных ного вала: соединение этих колес с цепными кочерыжек и т.д. в размолотой форме) или колесами 11 и 12 осуществляется цепью 19. пластмассовых кусочков и абразивов, масел

Передаточное отношение цепных колес 11 и иных присадок, добавляемых туда. Сухая и 12 определяет число орбитальных оборо- 40 среда обеспечивает хорошую полировку потов любого барабанного контейнера отно- верхности и легче удаляется после обработсительно числа его осевых оборотов, Для ки. примера положим, что число зубьев на цеп- . Теперь со ссылкой на фиг.1 подробно ных колесах 11 и 12 равно р, а число зубьев рассмотрим систему привода для барабан- . на цепных колесах 16 и т,д. равно q. Следо- "5 ных контейнеров. Как видно из фигуры, ба. вательна„за полный оборот главного шпйн-" рабанные валы 13,14,15 и т.д, вращательно деля 2 барабанный вал совершит -р/q установленывсоответствующихподшипниоборотов, Величина р/q представляет отно- ках 20,21,22 и т.д., размещенных в нижйей шение числа осевых оборотов к числу орби- "турели 5, У верхних. концов барабанных ватальных оборотов барабанных валов. Эту 50 лов 13;14,15 и т.д., жестко закреплены баравеличину обозначают как n/N, причем наи- баннйе приемники с углублениями 23;24,25 более часто используется пlй = -1, хотя она и т;д, куда принимаются: барабанные конможетпринимать.значения изширокогоди- тейнеры. На фиг,1 показано, что барабанапазона в заданных пределах, Когда дово- . ный контейнер имеет штабельную дочная операция в заданном барабанном 55 структуру, состоящую из двух барабанов, контейнере завершена и этот барабанный: например 26 и 27; один йз которых находитконтейнер останавливается в требуемом по- ся над другим. Другие барабанные пары ложении, происходит переключение главно- обозначены 28 и 29, 30 и 31 и т.д. Барабанго двигателя 6 на медленный рычаг. Такое ный контейнер может состоять из одного переключение можно осуществить с по- барабана, либо содержать болеедвух бара- .

1799322

25

40

55 банов. На верхней турели 4 размещены зажимные устройства 32,33,34 и т.д„предназначенные для удержания барабанных контейнеров в фиксированных положениях в ходе финишной обработки. Каждое из таких ззжимных устройств должно вращаться вместе с удерживаемым им барабанным койтейнером, затем перемещаться вверх по завершении финишной обработки для ocsoбождения барабанного контейнера из зажа. того и закрытого состояния; с зажимным устройством взаимодействует гидравлический цилиндр, вызывающий его перемещение вверх и вниз, при этом гидравлический напор, необходимый для работы зажимов, должен подаваться во время орбитального и осевого вращения барабана. Конструкция

: зажимов более подробно описывается да- лее со ссылкой на фиг.3, Зажим содержит пустотелый вал 35 и центральный вал 36, причем пустотелый вал вместе с центральным валом 36 вращательно установлены,в . нижнем подшипнике 37, прикрепленном к верхней турели 4, .Центральный вал 36 вставлен через пустотелый вал 35 и соединен с ним шпонками 38-41. Благодаря этому центральный взл 36 может скользить, а также совершать вращательное движение вме сте с пустотелым валом 35. Центральный вал 36 своим концом (вращающаяся часть) соединен с гидравлическим цилиндром 42 (неврзщающаяся часть), вследствие чего центральный вал 36 может перемещаться вверх и вниз. Такое соединение обеспечивается закреплением втулки 43 на верхнем концевом участке центрального вала 36 и размещением подшипника 44 между втулкой 43 и фланцевьм участком 45, зависимым от переднего конца поршневого штока

46 цилиндра 42, Благодаря такой конструкции гидравлический цилиндр 42 может перемещать центральный вал 36 вверх и вниз. Перемещение центрального вала 36 вверх или вниз вызывает зажим, либо отпускание барабанного . контейнера, Зажимное устройство удержйвает верхнюю часть барабанного контейнера и вращается вместе с ним на большой скороСти, поскольку. в ином случае утечка содержимого барабанного контейнера на гидравлическую систему может привести к физическим разрушениям деталей машины.

Вместе с тем s цйлиндр 42, управляющем ззжимным устройством, желательно применение гидравлического масла. Тогда барабанный контейнер остается герметично закрытым даже при случайном снятии гидравлического напора или при отказе в источнике питания, что приведет к падению гидравлического напора. Переключение с пневматического на гидравлическое давление может производиться с помощью изготавливаемого промышленностью устройства "HYDROVNIT", Заметим, что для предупреждения случайного вращения фланца 45 и, следовательно, поршневого штока 46 к верхнему подшипнику 47 прикреплен стопорный элемент 48, и его передний конец входит в зацепление с удлиненной канавкой 49, предусмотренной на фланце 45. На нижнем конце центрального вала 36 имеется держатель 50 для барабана; он имеет тарельчатую форму и удерживает сверху барабанный контейнер, когда центральный вал 36, взаимодействующий с поршневым штоком 46,.находится в нижнем положении. Для остановки верхней турели 4 и нижней турели 5 в любом требуемом положении служит ограничитель 51.

На фиг.2 видно, что ограничители 51 предусматриваются по периферии верхней и нижней турели, при этом число ограничителей соответствует числу барабанных валов. На каждом ограничителе 51 имеется участок с углублением, а снаружи турели в требуемом месте предусматривается выступ 52, который входит в зацепление с ограничителями

51. В результате турели могут быть остановлены до достижения выступа участком с углублением соответствующего ограничителя

Последующее описание относится к манипулятору для загрузки или выгрузки, Та- кие манипуляторы предусматриваются как часть устройства загрузки и выгрузки с противоположных сторон узла для финишной обработки деталей, Со стороны загрузчика происходит заполнение барабанного контейнера обрабатываемыми деталями с помощью отдельного устройства для подготовки этих деталей. Если барабанный контейнер имеет многоштабельную конструкцию (состоящую из двух барабанов, как показано нз фиг.1), то предусматривается штабелирующее устройство для размещения одного барабана на другом. По завершении штабелирования барабанных контейнеров транспортируется загруэоч- ным транспортером 53 к месту нахождения загрузочного манипулятора, Перед манипулятором контейнер останавливается с rioмощью ограничителя 54, показанного на фиг.4, На стороне выгрузки барабанный. контейнер, содержащий обрабатываемые детали, извлекается манипулятором из узла финишной обработки и затем по разгрузочному транспортеру 55 транспортируется наружу из машины, где контейнер переворачивается, его содержимое попадает в разделительное сито, где происходит отделение деталей от абразива, Относи1799322 тельные положения манипуляторов и узла финишной обработки показаны на фиг.1 и 2, когда как более детально они представлены на фиг,4. На фиг.4 расположенный в узле барабанный контейнер обозначен 56 и 57, тогда как барабанный контейнер на загрузочном, либо разгрузочном транспортере

53 или 55 обозначен 58 и 59. Загрузчик перемещает барабанный контейнер с положения, обозначенного 58 и 59, в положение, обозначенное 56 и 57, тогда как разгрузчик перемещает его из положения 56 и 57 в положение 58 и 59. Загрузчик и разгрузчик имеют одинаковую конструкцию и действуют одинаково, Поэтому ограничимся лишь описанием загрузчика, Барабанный контейнер 58 и 59, где содержатся обрабатываемые детали и абразивная среда, транспортируется по роликам 60 (на транспортер загрузчика 53), где он тормозится ограничителем 54 и затем останавливается.

Загрузочное устройство помещает контейнер на соответствующее место внутри машины. Детали загрузочного устройства приведены на фиг,5 и 6. Устройство содержит направляющие опорные рамы 61 и 62 с противоположных сторон прохода загрузочного транспортера 63, идущего перед секцией финишной обработки, Рамы 61 и 62 соединены боковыми рамами, тогда как два параллельных направляющих вала 63 и 64, идущие поперек загрузочного транспортера 53, опираются на рамы 61 и 62. На каждом из направляющих валов 63 (64) установлен ползун 65 (66). Ползуны 65 и 66 соединены посредством общего основания

67. С одной стороны основания 67 располагается гидравлический цилиндр 68, причем с общим основанием 67 соединен поршневой шток 69 цилиндра 68. Поэтому перемещение поршневого штока 69 вперед или назад вызывает перемещение вперед или назад общего основания 67, Под общим основанием 67 располагается гидравлический цилиндр 70. Под цилиндром 70 размещается основание манипулятора 71, на котором установлен загрузочный манипулятор, причем поршневой шток 72 цилиндра соединен с основанием манипулятора 71 посредством шарнира 73. С другой стороны на основании манипулятора 71 имеются фланцы 74 и 75, с которыми шарнирно соединены средства для захвата 76 и 77. Захваты 76 и 77 имеют форму углового рычага и могут поворачиваться на малый угол. На каждом захвате 76 и 77 имеется амортизатор 78 или 79 из резины или синтетической смолы; он располагается с той стороны, что обращена к другому захвату. Амортизаторы 78 и 79 защищают барабанный контейнер 58 и 59 от возможных повреждений.

Поворотное движение захватов манипулятора на малые углы выполняется с по5 мощью поворотного штыря 80, на котором установлены рычаги захватов на фланцах 74 и 75. Рычаг, несущий поворотный штырь 80, соединен с поршневым штоком 81 гидравлического цилиндра 82, Следовательно, перемещение поршневого штока 81 вперед или назад приведет к раскрыванию или смыканию захватов манипулятора 76 и 77, Направляющие стойки 83, 84 и 85 (в данном примере показаны три стойки) установлены в подшипниках 86, 87, 88, размещенных на основании манипулятора 71, Основание манипулятора 71 может перемещаться вверх и вниз по этим стойкам, Над основанием манипулятора 71 предусмотрены амортизаторы 89 и 90 известной конструкции

Амортизаторы 89 и 90 поглощают удары, происходящие при перемещении основания манипулятора 71 вперед до тех пор, пока амортизаторы не заденут о машину, На каждом из амортизаторов имеется конечный выключатель, который выдает сигнал, когда захваты манипулятора достигают положения, когда они могут принять барабандержит четное число барабанных валов, служащих опорой барабанных контейнеров, при этом барабанные валы располагаются на разных угловых интервалах, В предпочтительных вариантах реализации загрузочный и разгрузочный манипуляторы могут размещаться с противоположных сторон верхней и нижней турелей 4 и 5 с тем, чтобы они были диаметрально противоположны друг другу, как показано на фиг,2, В результате такого размещения загрузочный и разгрузочный транспортеры идут перпендикулярно диаметральной линии турелей, Кроме того, барабанный контейнер

45 можно перемещать из обработанного узла и помещать в узел по прямой линии, которая является той же, что и диаметральная линия турелей, Следовательно, такое размещение обеспечивает более простую конструкцию, потому что перемещения барабанных кон50 тейнеров лежат на прямой линии за исключением перемещения на турели, Ниже приведена работа машины по данному изобретению. 8 машине использован метод .последовательного управления, когда все операции автоматически выполняются последовательно. Однако некоторые операции могут быть выполнены вручную

По завершении требуемой операции финишной обработки, длительность которой ный контейнер, как говорилось ранее, один

30 узел для финишной обработки деталей со1799322

20

Л

40

55 предпочтительно устанавливается таймером, но частный инвертор от таймера подается сигнал. В ответ на сигнал инвертер вырабатывает ток такой частоты, при которой двигатель переключается в режим "малой скорости". При медленном вращении главного двигателя выступ 52 выдвигается и входит в зацепление с углублением на соответствующем ограничителе 51, из-за чего турели останавливаются в заданном положении. Остановку обнаруживает микровыключатель (не показан), предусмотренный а любом соответствующем положении на периферии верхней 4 либо нижней 5 турели.

Сигнал обнаружения подается на центральHblA последовательный контроллер, встроенный в машину. В ответ на этот сигнал центральный контролер вырабатывает сигнал управления, который активирует гидравлический цилиндр 42 со стороны разгрузочного устройства (положение А на фиг.2) с тем, чтобы к поршневому штоку было подано гидравлическое масло. После этого барабанный приемник 50 перемещается вверх, что показано на фиг.3, и освобождает барабанный контейнер 26 и 27, В это же время захваты манипулятора 76 и 77 на сто роне разгрузочного устройства перемещаются вперед. Внэчэле положим, что захваты манипулятора раскрыты и под действием гидравлического цилиндра 70 находятся в нижнем положении. Теперь гидравлическая жидкость подается со стороны поршня цилиндра 68, заставляя захваты манипулятора переместиться вперед. Как только захваты пройдут до конца свой путь, амортизаторы 89 и 90 защитят их от удара.

Этот момент воспринимается предельным переключателем 91, вырабатывающим сигнал обнаружения. В ответ на сигнал обнаружения рабочая жидкость гидравлической системы подается со стороны поршневого штока 81 гидравлического цилиндра 82, заставляя захваты манипулятора 76 и 77 сомкнуться и захватить барабанный контейнер. После этого активируется гидравлический цилиндр 70, его поршневой шток 72 поднимает захваты манипулятора

76 и 77, и гидравлическая жидкость поджимается со стороны поршневого штока 69 цилиндра 68, при этом контейнер перемещается к месту, где находятся ролики транспортера 60, нэ транспортер разгрузчика 55;

Здесь захваты манипулятора раскрываются и отпускают контейнер, помещаемый на ролики транспортера 60, на транспортер разгрузчика. Ролики транспортера 60 на разгрузочном транспортере передают контейнер на следующую позицию (где он должен быть перевернут), Затем турели 4 и 5 поворачиваются на 360 градусов/S (S соответствует числу барабанных валов) и происходит повторение перечисленных этапов по удалению последующего барабанного контейнера из обработочного узла. В следующий раз, когда будет удалено равное S/2 число барабанных контейнеров, с разгрузочной стороны появится барабанный контейнер с обработанными деталями, а со стороны загрузочного устройства окажется барабанный приемник без барабанного контейнера, Барабанный контейнер со стороны разгрузчика удаляется из обработанного угла согласно приведенному выше описанию, а со стороны загрузчика устанавлиеается барабанный контейнер с деталями, требующими обработки; загрузка этого контейнера происходит в обратном порядке по этапам, описанным при разгружении. Поскольку это описание является очевидным в свете вышесказанного, мы его опускаем.

После того, как будет удалено S барабанных контейнеров, в обработочном узле не будет барабанных контейнеров с обработанными деталями и станут доступны S/2 пзр барабанных контейнеров, содержащих необработанные детали. На последующих этапах числом S/2 будут загружаться лишь эти контейнеры, После загрузки S пар барабанных контейнеров, главный двигатель переключается е режим "большой скорости", и начинает операции финишной обработки. Все последующие этапы выполняются согласно приведенному выше описанию. Этапы изображены нэ блок схеме процесса, представленной на фиг,7, Все барабанные контейнеры размещаются таким образом, что их можно съемно установить на соответствующей секции обработочного узла. С противоположных сторон этой секции предусмотрены транспортеры устройства загрузки и выгрузки, и, кроме того, предусмотрены манипуляторы для переноса контейнера с обработанными деталями из секции обработочного узла в разгрузочный транспортер и для переноса контейнера с необработанными деталями из загрузочного транспортера на секцию обработочного узла.

Следовательно, смена масс е барабанных контейнерах может происходить за пределами машины, причем работа машины во время смены масс не прекращается. Тем самым исключаются потери времени на смену масс, обеспечивая автоматическую работу.

Формула изобретения

1, Автоматическая центробежная барабанная машина для финишной обработки, содержащая связанные с каркасом верх1799322

12 нюю и нижнюю турели, между которыми на поворотных валах установлены барабанные контейнеры для подлежащих обработке деталей и абразивной среды с возможностью планетарного и осевого вращения, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения ее надежности, машина снабжена барабанными приемниками, смонтированными на верхней части каждого поворотного вала и установленным на нижней турвли, средством для удержания по меньшей мере одного барабанного контейнера на барабанном приемнике, расположенными на верхней турели, разгрузочным и загрузочным транспортными средствами, расположенными на противоположных сторонах турелей и на каркасе с диаметрально противоположных сторон турелей, двумя средствами для захвата по меньшей мере. одного барабанного контейнера и переноса его с турелей на разгрузочное транспортное средство или с загрузочного транспортного средства на турели.

2. Машина по и, l, отличающаяся тем, что средство для удержания барабаннб б контейнера в барабанном приемнике выполнено в виде внешнего пустотелого ва5 ла, поворотно установленного на верхней турели посредством подшипника, и уста.новленного в нем с воэможностью поворота и скольжения внутреннего центрального вала, несущего барабанный контейнер, а так10 же размещенного над ним гидравлического средства, содержащего штоковый элемент, передний конец которого соединен с воэможностью вращения с внутренним центральным валом посредством

15 соединительного элемента со средством . для предупреждения вращения штокового элемента.

3. Машина по п.1, о тл ич à е ща я с я

20 тем, что используемой для финишной обработки абразивной средой выбирается среда сухого типа. йиг.3

3Т99322

1799322

1799322

ФЫР. 7 -, Составитель H. Финн . °

" Редактор

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

Техред M.Моргентал Корректор 3. Салко

Заказ 786 Тираж . Подписное

ВЙЙИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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