Устройство для автоматической смены инструмента

 

(72) Автор изобретения

Н. Г. Скляревский (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫ

ИНСТРУМЕНТА

Изобретение относится к вспомогательным устройствам металлорежущих станков, предназначенным для автоматической установки или удаления инструментов, преимущественно, к устройствам для автоматической смены инструментов

5 в многооперационных фрезеро-расточных станках с .ЧПУ.

Известно устройство для автоматической смены инструмента, в котором осе1О вое и вращательное перемещение механической руки происходит or одного привода (1).

Это устройство имеет сложные кинематические цепи и конструкцию. В связи с тем, что механическая рука выполняет повороты и осевые перемещения от одного штока гидроцилиндра, непрерывно перемешаюшегося в осевом направлении, то при переходе от одного вида движения к другому (при входе роликов из продольных пазов в кольцевые проточки и обратно) механическая рука совершает два вида движений одновременно (т. е. сложное движение). Это не позволяет обеспечить точную (без зазоров) фиксацию механической руки в кольцевых проточках инструмента при его захвате, что снижает надежность устройства в работе.

Кроме того, после окончания цикла смены инструмента требуется дополнительное движение штока гидроцилиндра для установки барабанного кулачка в исходное положенпе, что вызывает потерю времени и усложняет управление.

Еще одним существенным недостатком указанных выше устройств является малая скорость перемещения механической руки (недостаточное быстродействие) из-за наличия гидропривоца и сложных кинематических цепей.

Пель изобретения - повышение надеж ности устройства в работе и быстродействия.

Достигается она тем, что приводной вал выполнен составным из двух частей, соединенных между собой с возможностью совместного вращения и осевого переме680850 щения одной части относительно другой.

Часть вала, несущая рычаг смены инструмента, изб ирательн о с вяза на с шестерней посредством резьбового соединения и одной электромагнитной муфты, а другая часть - с корпусом через другую элект-. ромагнитную муфту.

Обе части приводного вала соединены шлицевым соединением.

Это позволяет упростить компоновк; и кинематическую цепь устройства при одновременном повышении технологич. ности его конструкции, а также повысить быстродействие механической руки.

На фиг. 1 изображено описываемое устройство, разрез; на фиг. 2 - сечение

А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид по стрелке Б на фиг. 1.

В корпусе 1 устройства смонтированы шестерня 2 привода (не показанного на чертеже ) и приводной вал, выполненный

I составным из частей 3 и 4, соединенных между собой с возможностью совместного вращения и осевого перемещения части 3. Части 3 и 4 соединены, например, и шлицевым соединением, шлицевой участток 5 которого выполнен на части 4 вала, а шлицевое отверстие (с целью повышения технологичности конструкции) во втулке 6, жестко установленной в тдрцовой расточке 7 части 3. Часть 3 вала опирается на .вращающиеся вместе . с ним шлицевые втулки 8, 9 и неподвижную втулку 10 с возможностью осевого перемещения. Часть 3 вала несет рычаг смены инструмента. (механическую руку)

11 и избирательно связана с шестерней

2 посредством резьбового соединения и электромагнитной фрикционной муфгы (муфты поворога), состоящей из полумуфты 12,, установленной на шлицевом участке 13 части 3 вала, и полумуфты 14, жестко связанной с шестерней 2. Резьбовое соеди нение части 3 с шестерней 2 образовано резьбовыми участками 15 части 3 вала и резьбовым отверстием 16 шестерни 2.

Часть 4 вала связана с корпусом 1 . через другую электромагнитную фрикци онную муфту (муфту осевого перемещения), полумуфта 17 которой посажена на шли- уу цевой участок 5, а полумуфта 18 жест ко связана с корпусом 1.

На корпусе 1 неподвижно установлены путевые выключатели 19 - 23 и концевой упор 24. $5

На шлицевой втулке 8 закреплены лепестки 25, 26 (фиг. 2), входящие в прорезь выключателя 1 9„контролирующего поворот руки, и выполнены пазы 27, 28, взаимодействующие с выключателем

20 (вводящим замедление при повороте руки), установленным под угломо(к плоскости установки выключатели 19. Время работы привода на замедленном вращении регулируется углом4 .

Реэьбовое отверстие 16 и торцовая расточка,7 выполнены на длину, не меньшую величины В осевого перемещения руки 11.

Длину oceeoro перемещения В руки 11 контролируют выключатели 21, 22. Выключатель 21 взаимодействует с шейкой 29 части 3 вала и кольцевой проточкой 30, а выключатель 22 - с коль» цевой проточкой 31 и шейкой 29. Исходное (и конечное) положение руки 11 контролирует выключатель 23 (фиг. 3), а ограничивает ход руки - концевой упор

24. Часть 4 вала, шестерня 2, полумуфта 12 и втулки 8, 9 установлены без возможности осевого перемещения.

Механическая рука 11 переносит инструмент иэ инструментального магазина в шпиндель и из шпинделя в инструментальный магазин (на чертеже не показаны).

1(икл смены инструмента состоит из следующих последовательных движений о механической руки 11: поворота на 90 из нейтрального положения в положение одновременного захвата инструмента иэ шпинделя и магазина - осевого перемещения вперед на величину, необходимую для извлечения инструмента иэ магазина о и шпинделя станка, поворота на 180 осевого перемещения назад на величину, необходимую для вставки инструмента в шпиндель станка и магазин, поворота на

90 в обратном направлении до нейтрального положения.

Укаэанная последовательность действия механической руки 1 1 обеспечивается согласованным включением - выключением полумуфт 12, 14, 17, 18 и реверсированием привода (не показанного на чертеже), взаимодействующего с шестерней 2.

Устройство работает следующим образом.

Из системы программного управления станком в виде импульса подается команда на автоматическую смену инструмента и шестерня 2 (фиг. 1) начинает вращаться в соответствующем направле- нии. Одновременно включается муфта

12, 14 поворота. Последняя жестко свя0850

68

S ывает часть 3 вала с шестерней 2 приода, поэтому приводной вал 3, 4 и за: репленная на нем рука 1 1 начнут врацаться Вперед" (например, по часовой стрелке, фиг. 2, 3). При повороте на о

90 - 4 (g - угол замедления) от паза 27 (фиг. 2) срабатывает выключатель

20 и остается включенным в пределах угла с, (этому соответствует профиль паза 27). При этом привод переводится на малую скорость вращения.

6 устройство снабжено пружинящим кокцевы.. упором 24.

При повороте руки 11 на угол 27090 срабатывает выключатель 23. Привод о

"Назад и муфта 12, 14 будут отк;поче5 ны. Устройство находится в исходном сск-.тоянии для выполнения очередного цикла работы. Приводной вал при этом ловеро нут на 180 по отношению к его положению в начале первого цикла.

t0 Следующий цикл работы устройства о

При повороте на 90 лепесток 26 (фиг. 2) входит в прорезь выключателя

19 и включает его. При этом отключают муфту 12, 14 и включают муфту 17, 18 осевого перемещения. Муфты 17, 18 жестко связывают часть 4 вала с корпусом 1 (фиг. 1). Вращательное движение вала 3,. 4 будет запрещено.

С момента выключения муфты 12, 14 2e шестерня 2. резьбовым отверстием 16 начнет взаимодействовать с приводным валом через резьбовой участок 15, а т. к. вращение части 4 вала запрещено включенной муфтой 17, 18, то часть 3 приводного вала и закрепленная на ней рука 11 начнут перемещаться в осевом направлении (навстречу стрелке Б). При этом часть 3 вала скользит по шлицевому участку 5 части 4 вала, втулкам 8, 9, 10 и полумуфте 12.

При перемещении руки 11 и части 3 вала на длину Я шток выключателя 21 входит в кольцевую проточку 30 вала, при этом отключается привод "Вперед" и муфта 17, 18 и одновременно включается муфта 12, 14. Начинается вращение руки в выдвинутом состоянии. о

При повороте на 270 — Д, от паза

28 описанным выше способом в цепь привода вводится замедление. о

При повороте на 270 выключатель

19 отключает привод "Вперед" и включает своим размыкающим контактом привод "Назад".

Одновременно включается муфта 17, 18 и начинается осевое перемещение руки 11 в обратном направлении (по стрелке Б). В конечной точке осевого

50 перемещения руки шток выключателя 22 входит в кольцевую проточку 31 и выключатель срабатывает переведя привод

"Назад". Муфта 17, 18 при этом отключена, а муфта 1 2, 1 4 — включена, Начи55 нается вращение руки в обратном направлении. На этом этапе движения замедление в цепь пцпвода не вводится, т. к. аналогичен описанному.

Применение электромагнитных муфт исключает возможность выхода из строя (поломок) элементов устройства и привода в случае отказа путевых выключателей и связанного с этим нарушения последо вательности движения приводного вала, т. к. при перегрузках фрикционные диски муфт качинают проскальзывать. Возмож-= ность проскальзывания дисков. муфт при перегрузках обеспечивает также необходимую гибкость при захвате инструментов. Все это повышает надежность работы устройства.

Формула изобретекич

1. Устройство для автоматической смены èсòрумекта, содержащее смонтированный в корпусе рычаг смены инстру= мента, закрепленный ка конце приводного вала и установленный с возможностью поворота и осевого перемещения от одкого привода, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности в работе и быстродействия, приводной вал выполнен составным из двух частей, соединенных между собой с возможностью совместного вращения и осевого перемещения одной части относительно другой, причем часть вЛла, несущая рычаг смены инструмента, связана избирательно с приводной шестерней посредством резьбового соединения и электромагнитной муфты, а другая - с корпусом устройства через дополнительную электромагнитную муфту.

2. Устройство по и. 1, а т л ичающeеcÿ тем, чтообе части приводного вала соединены между собой шлицевым соединением.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свпдете II сТВо р 382498, кл. В 23 О,, l/155, 1971.

680850 фиа 1

Фиг.Г фиг. 3 (оставитель М. Пуряев .

Техред С. Мигай Корректор А. Власенко

Редактор B. Йибобес филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Закаэ 4972/12 Тираж 1222 Подписное

LIHHHHH Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

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