Многоцелевой станок с устройством автоматической смены инструмента

 

Использование: изобретение относится к машиностроению, в частности к многооперационным станкам типа "обрабатывающий центр" с устройствами автоматической смены инструмента. Сущность изобретения: на стойке 4 станка закреплен кронштейн 19 с криволинейной профилированной рабочей поверхностью 20, а корпус 14 каретки автооператора 13 для смены инструмента снабжен роликом 21. Поворот автооператора 13 от шпинделя 7 к магазину 10 и обратно осуществляется при перемещении стойки 4 из позиции смены инструмента в направлении зоны обработки и обратно за счет взаимодействия криволинейной поверхности 20 кронштейна 19 с роликом 21 на корпусе 14 каретки автооператора 13. 6 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к станкостроению, а именно к многооперационным станкам типа "обрабатывающий центр" с устройствами автоматической смены инструмента и ЧПУ.

Известно устройство автоматической смены инструментов на металлорежущем станке, содержащее каретку, перемещающуюся по траверсе, закрепленной на станке, и несущую двухзахватную механическую руку, механизм перемещения каретки, механизм поворота и осевого перемещения руки, гильзы, установленные с возможностью совместного поворота с захватами механической руки на 90o в вертикальной плоскости, параллельной направлению перемещения каретки, оппозитно расположенные гидроцилиндры, шарнирно соединенные с двухзахватной механической рукой и кривошипно-шатунными механизмами, кривошипы которых соединены со штоками гидроцилиндров, а шатуны закреплены на гильзах [1].

Недостатком такого устройства является его сложность.

Известно устройство автоматической смены инструмента многоцелевого станка, содержащее инструментальный магазин с гнездами под инструмент и с неподвижным основанием, автооператор, имеющий установленную с возможностью перемещения от шпинделя к магазину и обратно по прямолинейным участкам направляющей, расположенным соответственно у магазина и и шпинделя, каретку, включающую в себя корпус с установленными на нем с возможностью выдвижения и поворота на 180o механической рукой с двумя захватами, имеющими подвижные губки с подпружиненными штоками для их блокировки, а также установленные для взаимодействия со штоками упоры, один из которых установлен на корпусе между осями вращения механической руки и шпинделя в позиции захвата инструмента в шпинделе, а другой установлен на основании магазина и выполнен с прямолинейной рабочей поверхностью и скосом, причем упор имеет возможность контакта с соответствующим штоком [2].

Недостатком данного устройства является значительное время смены инструмента на многооперационном (многоцелевом) станке вследствие "непроизводительного" перемещения автооператора при смене инструмента по прямолинейным участкам направляющих.

Задачей изобретения является сокращение времени смены инструмента за счет исключения "непроизводительных" перемещений автооператора.

Поставленная задача достигается тем, что во многооперационном станке с устройством автоматической смены инструмента, содержащем установленную на станине подвижную стойку с расположенной на ней подвижной шпиндельной бабкой со шпинделем и отдельно стоящее устройство автоматической смены инструмента, включающее инструментальный магазин с неподвижным основанием и с гнездами под инструмент, автооператор, имеющий установленную с возможностью перемещения от шпинделя к магазину и обратно, каретку, выполненную в виде корпуса с установленной на нем с возможностью выдвижения и поворота механической рукой с двумя захватами, имеющими подвижные губки, и привод перемещения автооператора, согласно изобретению на стойке жестко смонтирован кронштейн с криволинейной профилированной наружной рабочей поверхностью, с которой в процессе перемещения автооператора от шпинделя к магазину и обратно постоянно взаимодействует опорный ролик, выполненный в каретке автооператора, а ось поворота автооператора и привод его перемещения расположены на неподвижном основании магазина, причем привод перемещения выполнен с возможностью поворота в горизонтальной плоскости над основанием, при этом перемещение автооператора от шпинделя к магазину осуществляется за счет перемещения стойки из позиции смены инструмента в направлении зоны обработки.

Известно использование профилированных поверхностей для перемещения автооператора [3]. Однако в известном устройстве профилированная рабочая поверхность кулачка выполнена в виде паза (углубления).

На фиг. 1 изображен многооперационный станок с устройством автоматической смены инструмента (общий вид) в позиции смены инструмента в процессе смены; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 2 - позиции Б на фиг. 2; на фиг. 4, 5 и 6 - устройство автоматической смены инструмента в процессе смены инструмента на станке, (вид сверху).

Многооперационный станок (фиг. 1 и 2) содержит станину 1 с направляющими планками 2 и 3, расположенными под углом 90o друг относительно друга. На направлениях планках 2 с возможностью перемещения установлена стойка 4 с направляющими планками 5, на которых смонтирована с возможностью перемещения шпиндельная бабка 6 со шпинделем 7. На направляющих планках 3 с возможностью перемещения размещен стол 8, на котором закрепляется обрабатываемая деталь (не показано). Устройство 9 автоматической смены инструмента (УАСИ), входящее в состав станка, отдельно стоящее, включает инструментальный магазин 10 с неподвижным основанием 11 и с гнездами 12 под инструмент, автооператор 13, имеющий установленную с возможностью перемещения от шпинделя 7 к магазину 10 и обратно каретку. Последняя выполнена в виде корпусе 14 и установленной на нем с возможностью выдвижения и поворота механической рукой 15 с двумя захватами, имеющими подвижные губки 16. Автооператор 13 снабжен приводом перемещения 17, например гидроцилиндром, смонтированным на неподвижном основании 11 УАСИ. При этом привод перемещения 17 выполнен с возможностью поворота, например, на шаровой опоре (не показано) в горизонтальной плоскости над основанием 11 (фиг. 5). Ось поворота 18 автооператора 13 также смонтирована на основании 11 (или на кронштейне, жестко закрепленном на основании 11). Стойка 4 снабжена жестко закрепленным, например, на боковой поверхности кронштейном 19 с криволинейной профилированной наружной рабочей поверхностью 20 (последняя в зависимости от конкретных условий эксплуатации может иметь в своем начале прямолинейный участок), с которой в процессе перемещения автооператора 13 от шпинделя 7 к магазину 10 и обратно (в процессе поворота относительно оси 18) постоянно взаимодействует опорный ролик 21, выполненный в корпусе 14. Ролик 21 при этом обкатывается по поверхности 20 кронштейна 19.

Устройство работает следующим образом.

При обработке детали, закрепленной на столе 8 (не показано), на многооперационном станке, т.е. при обработке инструментом, закрепленным в шпинделе 7 шпиндельной бабки 6, возникает необходимость его смены. Так, в начальный момент перед началом обработки в гнезда 12 инструментального магазина 10 устройства 9 автоматической смены инструмента "загружается" (устанавливается) необходимый инструмент. При этом автооператор 13 находится в позиции ожидания у магазина 10 (не показано) с вертикально расположенной рукой 15. При включении цикла обработки на станке в позицию смены на УАСИ 9 по программе поступает соответствующее гнездо 12 с необходимым инструментом. Далее автооператор 13 поворачивается по стрелке VII к соответствующему гнезду 12 магазина 10 одним из своих захватов механической руки 15 и губки 16 последней захватывают инструмент (фиг. 6). Затем по программе механическая рука 15 выдвигается по стрелке V (фиг. 6) и освобождает инструмент из гнезда 12 (на фиг. 6 показано тонкими линиями).

После этого механическая рука 15 с инструментом в одном из захватов поворачивается по стрелке VIII в исходное вертикальное положение (не показано), после чего перемещается по стрелке IV к корпусу 14, занимая исходное (оптимальное) положение, в позиции смены на УАСИ 9. Далее по программе в позицию смены инструмента перемещается по стрелке II (фиг. 6) стойка 4 со шпиндельной бабкой 6 и шпинделем 7 (при этом шпиндель строго ориентирован в пространстве). При этом опорный ролик 21 входит в контакт с рабочей поверхностью 20 кронштейна 19.

После этого привод перемещения 17, например гидроцилиндр, начинает перемещение автооператора 13 относительно оси поворота 18, при этом опорный ролик 21 обкатывается по рабочей поверхности 20 кронштейна 19 (фиг. 5) и автооператор 13 с инструментом в механической руке 15 поворачивается в пространстве в направлении к шпинделю 7 и занимает положение ожидания у последнего. Далее по программе механическая рука 15 с инструментом по стрелке V (фиг. 4) выдвигается, после чего по стрелке VII или VIII поворачивается инструментом к шпинделю 7. Затем механическая рука 15 с инструментом по стрелке VI перемещается к шпинделю 7 (к корпусу 14) и устанавливает его в последнем, где он и фиксируется (фиг. 1, 2, 4). После этого механическая рука 15 по стрелке VIII или VII возвращается в исходное вертикальное положение (фиг. 1). Одновременно с этим по программе стойка 4 со шпиндельной бабкой 6 и шпинделем 7 с инструментом начинает перемещение по стрелке I к обрабатываемой детали, т. е. к столу 8 (на фиг. 2 и 3 показано тонкими линиями). При этом кронштейн 19 "толкает" автооператор 13, заставляя принудительно опорный ролик 21 обкатываться по рабочей поверхности 20 последнего и перемещать относительно оси 18 корпус 14 с механической рукой 15 от шпинделя 7 в позицию ожидания у магазина 10, т.е. до выхода ролика 21 из контакта с кронштейном 19. При этом привод перемещения 17 в перемещении (повороте) автооператора 13 не участвует (при необходимости, в зависимости от конкретных условий эксплуатации возврат привода перемещения 17 в исходное положение может быть синхронизирован с "принудительным" перемещение автооператора 13 от шпинделя 7 к магазину 10). В то же время стойка 4 со шпиндельной бабкой 6 и шпинделем 7 и инструментом, установленным в последнем, перемещается без каких-либо задержек далее в зону обработки. По программе в зону обработки перемещается и стол 8 с деталью (не показано), где и происходит обработка последний конкретным инструментом.

Пока идет обработка детали автооператор 13 забирает из магазина 10 следующий инструмент, необходимый для обработки, и располагается в позиции ожидания у последнего. По окончании обработки детали производится повторная смена инструмента вышеописанным способом.

Предлагаемый многооперационный станок с устройством автоматической смены инструмента по сравнению с прототипом обеспечивает сокращение времени смены инструмента за счет исключения "непроизводительных" перемещений автооператора, что в свою очередь повышает производительность последнего.

Источники информации, принятые во внимание 1. Авторское свидетельство СССР N 1074700, кл. B 23 Q 3/157, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР N 1484567, кл. B 23 Q 3/155, 1987 - прототип.

3. Авторское свидетельство СССР N 1318385, кл. B 23 Q 3/155, 1984.

Многоцелевой станок с устройством автоматической смены инструмента, содержащий установленную на станине подвижную стойку с расположенной над ней подвижной шпиндельной бабкой со шпинделем и отдельно стоящее устройство автоматической смены инструмента, включающее инструментальный магазин с неподвижным основанием и с гнездами под инструмент, автооператор, выполненный в виде каретки, установленной с возможностью перемещения от шпинделя к магазину и обратно, на корпусе которой с возможностью выдвижения и поворота установлена механическая рука с двумя захватами, выполненными в виде подвижных губок, и привод перемещения автооператора, отличающийся тем, что он снабжен кронштейном с криволинейной профилированной наружной рабочей поверхностью, закрепленным на стойке с возможностью взаимодействия с дополнительно введенным опорным роликом, выполненным в каретке автооператора, а ось поворота последнего и привод его перемещения расположены на неподвижном основании магазина, при этом автооператор установлен над неподвижным основанием с возможностью поворота в горизонтальной плоскости от шпинделя к магазину за счет взаимодействия кронштейна с роликом при перемещении стойки из позиции смены инструмента в зону обработки.

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано в многооперационных станках с автоматической сменой инструмента

Изобретение относится к металлообработке, преимущественно к устройствам соединения модулей инструментальных систем гибких производств, обрабатывающих центров и станков с ЧПУ

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства для соединения валов, деталей машин и механизмов в условиях, требующих повышенной точности по их соосности

Изобретение относится к устройствам соединения модулей, преимущественно для инструментальных блочных систем, обрабатывающих центров и различных станков с ЧПУ

Изобретение относится к станкостроению, в частности к устройствам для соединения модулей, преимущественно в инструментальных блочных системах

Изобретение относится к машиностроению, в частности к станкостроению, а именно к устройствам для автоматической смены инструмента

Изобретение относится к обработке металлов резанием, в частности к переносному механизированному инструменту для обработки отверстий, и может быть использовано в различных отраслях промышленности при производстве монтажно-сборочных работ

Изобретение относится к станкостроению, в частности к устройствам для соединения модулей

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для смены шпиндельных головок

Изобретение относится к машиностроению, а именно к технологической оснастке, и может быть использовано для обработки нежестких деталей

Изобретение относится к области станкостроения, а именно к устройствам крепления и освобождения инструмента в шпинделе станка

Изобретение относится к автоматизированным системам инструментального обеспечения (АСИО) машиностроительных производств и может быть применено в гибких производственных системах

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для крепления инструмента с конической оправкой в шпинделе металлорежущих станков. Механизм содержит связанную с приводом зажима тягу и зажимные элементы, выполненные в виде подпружиненных рычагов. На конце тяги, расположенном между рычагами, установлен цилиндрический толкатель с подпружиненным бойком. Боек на одном конце выполнен с продольными шлицами для взаимодействия с цилиндрическим толкателем и исключения их взаимного поворота, а на торцевой поверхности - с треугольными шлицами, выполненными на кольцевых сегментах, для взаимодействия с треугольными шлицами конической оправки. Тяга выполнена с цилиндрической полостью, в спиральной канавке которой размещен штифт, закрепленный в цилиндрическом толкателе с возможностью взаимного перемещения. Снижается усилие расчленения сопряжения конического тела с коническим отверстием в шпинделе станка. 1 ил.

Изобретение относится к конструкциям металлорежущих станков с ЧПУ, предназначенных для 4-х и 5-ти осевой обработки деталей сложной криволинейной формы. Станок содержит основание 1, устройство автоматической смены инструмента с магазином 2, установленное на основании 1, подвижный поворотный стол 3, подвижную колонну 4 и подвижную шпиндельную бабку 5. Колонна 4 и шпиндельная бабка 5 установлены с возможностью перемещения перпендикулярно перемещению поворотного стола 3. Магазин 2 снабжен плоскими фигурными боковинами 6 и имеет как минимум одну выступающую рабочую часть 7, ориентированную к плоскости перемещения шпиндельной бабки 5 и расположенную над плоскостью перемещения поворотного стола 3. Длина участка выступающей рабочей части 7 над поворотным столом 3 может составлять от 1/2 до 4/5 поперечного размера поворотного стола 3. Плоские фигурные боковины 6 имеют ребра 8, вогнутые со стороны поворотного стола 3. Шпиндельная бабка и поворотный стол выполнены в виде сменных унифицированных мехатронных узлов. Изобретение позволяет расширить технологические возможности металлорежущих станков. 11 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области станкостроения и может быть использовано в металлорежущих станках с ЧПУ для многоцелевой обработки деталей. Станок содержит станину 2 с подвижным поворотным столом 3 и подвижной коробообразной колонной 4, оправку 5 с соосно установленными в ней сменной кондукторной втулкой 6 и сменной направляющей втулкой 14, узел зажима 7 оправки 5 и кондукторную плиту 8. Между стенками колонны 4 размещен подвижный инструментальный магазин 11. Кондукторная плита 8 установлена на направляющих 12 шпиндельной бабки 13 и ориентирована перпендикулярно плоскости перемещения поворотного стола 3. Узел зажима 7 оправки 5 расположен так, что рабочий канал 17 кондукторной втулки 6 ориентирован параллельно направляющим 12 шпиндельной бабки 13 и сообщается с полостью оправки для отвода стружки и смазочно-охлаждающей жидкости, выполненной с боковыми отверстиями. Оправка 5 выполнена с поверхностью 18 под захваты инструментального магазина 11, которая расположена между базирующим шпиндельным конусом 19 и базирующим конусом 20, выполненным для установки в узле зажима. 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Наверх