CS227853B1

CS227853B1 - Rack container for storage,manipulation and autoamatic exchange of tools in the spindle of machine-tool

Info

Publication number: CS227853B1
Application number: CS597681A
Authority: CS
Inventors: Jaromir Ing Csc Zeleny; Svatopluk Ing Zeman
Original assignee: Jaromir Ing Csc Zeleny; ZEMAN Svatopluk
Priority date: 1981-08-07
Filing date: 1981-08-07
Publication date: 1984-05-14

Description

Vynález se týká regálového zásobníku pro skladování, manipulaci a automatickou výměnu nástrojů ve vřetenu obráběcího stroje, vhodného jako přídavné zařízení pro obráběcí centra na skříňové obrobky, pracující samostatně nebo při zařazení do výrobních systémů.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a shelf magazine for storing, handling and automatically changing tools in a machine tool spindle, suitable as an accessory for machining centers for box workpieces, operating alone or in production systems.

V současné době je známo větší množství provedení zásobníků nástrojů, například zásobníky bubnové, řetězové a regálové.. Tyto zásobníky vykazují různé nedostatky. Bubnové a řetězové zásobníky vyžadují při vychystávání nástrojů k výměně pohyb velké hmoty a proto potřebují dlouhou dobu k výměně a mají omezenou možnost rozšiřování kapacity. Regálové zásobníky provádějí vyjímání nástrojů z úložného místa axiálním směrem nebo radiálně, ale další pohyb pro manipulaci je opět axiální a proto vyžadují značný prostor pro manipulaci, složitý a rozměrný manipulátor, a tím také značnou zastavěnou plochu.A number of tool magazine designs, such as drum, chain and shelf magazines, are known in the art. Drum and chain magazines require a large amount of material movement when picking tooling for replacement and therefore require a long replacement time and have limited capacity expansion. The racks carry out the removal of the tools from the insertion point in an axial or radial direction, but the further movement for manipulation is again axial and therefore requires considerable handling space, a complicated and bulky manipulator and thus a considerable built-up area.

Uvedené nevýhody odstraňuje zařízení podle vynálezu. Jeho podstatou je to, že regálový zásobník je vytvořen s úložnými místy pro boční vybírání a vkládání nástrojových jednotek po jedné nebo obou stěnách svislých manipulačních uliček a s jednou vodorovnou manipulační uličkou mezi horní a dolní skupinou úložných míst. Je vybaven dvousouřadnicovým manipulátorem pro vkládání a vybírání nástrojových jednotek a jejich přemisťování manipulačními uličkami do manipulačních míst, například k manipulátoru výměny pro výměnu nástroje, uloženého v nástrojové jednotce prostřednictvím ochranné manipulační buňky z chapadla dvousouřadnicového manipulátoru do vřeten obráběcího stroje. Chapadlo je neseno na dvousouřadnicovém manipulátoru v otočné jednotce s vodorovnou osou otáčení, rovnoběžnou s osami skladovaných nástrojových jednotek pro uchopování, výběr a ukládání nástrojových jednotek do úložných míst v pravé i levé stěně svislé manipulační uličky.These disadvantages are overcome by the device according to the invention. In essence, the rack magazine is provided with receptacles for laterally picking up and inserting tool units along one or both walls of the vertical handling aisles and with one horizontal handling aisle between the upper and lower groups of receptacles. It is provided with a two-coordinate manipulator for inserting and removing the tool units and moving them along the aisles to the manipulation points, for example, to a tool change tool stored in the tool unit via a protective manipulation cell from the gripper of the two-coordinate manipulator to the machine tool spindles. The gripper is supported on a two-coordinate manipulator in a rotating unit with a horizontal axis of rotation, parallel to the axes of the stored tool units for gripping, selecting, and storing the tool units in storage locations on the right and left walls of the vertical manipulation aisle.

Chapadlo s otočnou jednotkou je neseno na dvousouřadnicovém manipulátoru ve výkyvné 227853 jednotce se svislou osou otáčení pro pootočení uchopené nástrojové jednotky do polohy rovnoběžné s osou vřetena obráběcího stroje. Ochranná manipulační buňka je opatřena hranolovými plochami pro skladování v úložných místech a manipulačními otvory ^ro uchopení chapadlem.The gripper with the rotary unit is supported on a two-coordinate manipulator in a pivoting 227853 unit with a vertical axis of rotation to rotate the gripped tool unit to a position parallel to the spindle axis of the machine tool. The protective manipulation cell is provided with prismatic surfaces for storage in storage locations and with gripping handle openings.

Dále je ochranná manipulační buňka opatřena aretací pro držení nástroje v nástrojové jednotce až do doby manipulace manipulátorem výměny. Úložná místa jsou vytvořena nad sebou v rovinách kolmých k ose vřetena obráběcího stroje po obou stěnách svislých manipulačních uliček.Further, the protective manipulation cell is provided with a detent for holding the tool in the tool unit until manipulation by the exchange manipulator. The storage locations are formed one above the other in planes perpendicular to the spindle axis of the machine tool on both sides of the vertical aisles.

Výhodou zásobníku podle vynálezu je požadavek na minimální prostor pro skladování a manipulaci a jednoduchá manipulace s návazností na mezioperační dopravu.The advantage of the container according to the invention is the requirement for a minimum space for storage and handling and easy handling in connection with inter-operational transport.

V případě, že úložná místa jsou jen po jedné straně svislé manipulační uličky v řadě nad sebou a osy úložných míst rovnoběžné s osou vřetena obráběcího stroje, odpadá otočná a kyvná jednotka, která nese chapadlo a chapadlo je k manipulátoru přichyceno nepohyblivě. V tom případě je na rámu zásobníku umístěna jako mezičlánek manipulace přesuvná jednotka. Vzniká zjednodušené provedení zásobníku.In the case that the stowing points are on one side of the vertical manipulation aisle in a row above each other and the stowing axis parallel to the machine tool spindle axis, the rotary and pivoting unit which carries the gripper and the gripper is fixed to the manipulator is omitted. In this case, a sliding unit is mounted on the magazine frame as a handling intermediate. This results in a simplified cartridge design.

Regálový zásobník podle vynálezu je schematicky znázorněn na obr. 1 v pohledu zepředu, na obr. 2 v pohledu z boku a na obr. 3 v pohledu zepředu v zjednodušeném provedení.The rack according to the invention is shown schematically in FIG. 1 in front view, in FIG. 2 in side view and in FIG. 3 in front view in a simplified embodiment.

V základním provedení je základní rám £ opatřen v rovinách kolmých k ose obráběcího stroje úložnými místy £, ve kterých jsou v buňkách £ uloženy nástroje £. Buňka £ a nástroj £ tvoří nástrojovou jednotku £. Dvousouřadnicový manipulátor 6_ je opatřen chapadlem £, neseným prostřednictvím otočné jednotky £ s vodorovnou osou otáčení a kyvné jednotky £ se svislou osou kývání rta suportu 1£, vedeném svisle po sloupu 11. Dvousouřadnicový manipulátor £ je valivě uložen na dolní dráze 12 podél základního rámu £| mezioperační dopravník 13 nástrojů je umístěn nad obráběcím strojem. Manipulátor 14 výměny je provedený jako dvouramenná páka.In the basic embodiment, the base frame 4 is provided in the planes perpendicular to the axis of the machine tool with receiving locations 4 in which the tools 6 are housed in the cells. The cell 8 and the tool 8 form the tool unit 8. The two-coordinate manipulator 6 is provided with a gripper 6 carried by a rotary unit 6 with a horizontal axis of rotation and a rocker unit 6 with a vertical oscillation axis of the carriage 16 extending vertically along the column 11. | an in-process tool conveyor 13 is positioned above the machine tool. The exchange manipulator 14 is designed as a two-arm lever.

Svislá manipulační ulička 15 a vodorovná manipulační ulička 16 jsou vytvořeny v základním rámu χ. Odebratelná skladovací část 17 zásobníku je upravena pro dopravu nástrojových jednotek £ neznázorněným ručním vozíkem.The vertical aisle 15 and the horizontal aisle 16 are formed in the base frame χ. The removable magazine storage portion 17 is adapted to convey the tool units 6 by a hand truck (not shown).

Rám £ je opatřen vodorovným průběžným vybráním 18 pro projíždění dvousouřadnioového manipulátoru 6. základním rámem χ. V horní části rámu χ je dráha 19 pro jeho vedení.The frame 8 is provided with a horizontal continuous recess 18 for passing the two-row manipulator 6 through the basic frame χ. In the upper part of the frame χ is a track 19 for guiding it.

Ve zjednodušeném provedení zásobníku nástrojové· jednotky £ jsou uloženy pouze na jedné straně svislé manipulační uličky 15, rovnoběžné s osou vřetena obráběcího stroje. Odpadá otočná jednotka £ a výkyvná jednotka £. V dosahu manipulátoru výměny 14 je přesuvná jednotka 20, suvně uložená v rámu χ rovnoběžně s osou vřetena obráběcího stroje.In a simplified embodiment of the magazine of the tool unit 6, they are mounted only on one side of the vertical manipulation aisle 15, parallel to the spindle axis of the machine tool. The pivot unit 6 and the pivot unit 6 are omitted. Within the reach of the exchange manipulator 14 there is a displacement unit 20 slidably mounted in the frame χ parallel to the spindle axis of the machine tool.

Funkce zásobníku nástrojůTool magazine functions

Dvousouřadnicový manipulátor 6 zajede vodorovným pojížděním po dráze 12 a svislým posunem suportu 10 po sloupu 11 chapadlem χ vodorovnou manipulační uličkou 16 a svislou manipulační uličkou 15 proti nástrojové jednotce £ určené k manipulaci, uchopí ji a vyjme z úložného místa 2 bočním směrem a dopraví svislou a vodorovnou manipulační uličkou 15 a 16 k mezioperačnímu dopravníku 13 a nebo k manipulátoru výměny 14 Manipulátor 14 vyjme nástroj 4 z buňky 3 a provede jeho výměnu ve vřetenu obráběcího stroje. Pro přípravu nástroje £ k výměně se přetočí nástroj 4 výkyvnou jednotkou £ do polohy rovnoběžné s osou vřetena obráběcího stroje. Přetočená poloha je znázorněna na obr. 1 čárkovaně. Buňka χ je pro uchopení chapadlem 7 opatřena manipulačními otvory, pro držení nástroje £ aretací. Pro vybírání nástrojové jednotky 5 z pravé nebo levé stěny svislé manipulační uličky se chapadlo £ otáčí vodorovnou otočnou jednotkou £ o 180°.The two-coordinate manipulator 6 travels horizontally along the path 12 and moves the support 10 vertically on the column 11 by the gripper χ the horizontal manipulation aisle 16 and the vertical manipulation aisle 15 against the manipulation tool unit 6, grabs it and removes it from the storage 2 laterally. A manipulator 14 removes the tool 4 from the cell 3 and replaces it in the machine tool spindle. To prepare the tool 8 for replacement, the tool 4 is rotated by the pivot unit 4 to a position parallel to the spindle axis of the machine tool. The rotated position is shown in dashed lines in FIG. The cell χ is provided with gripping holes 7 for gripping by the gripper 7, for holding the tool 6 by locking. To remove the tool unit 5 from the right or left wall of the vertical manipulation aisle, the gripper 6 is rotated by the horizontal rotary unit 6 by 180 °.

U zjednodušeného provedení zásobníku nástrojů podle obr. 3 odpadá přetáčení nástrojové jednotky 5, držené v chapači 7, v obou směrech. Nástrojová jednotka £ se však dopravuje z chapače 7 k manipulátoru 14 výměny přesuvnou jednotkou 20.In the simplified embodiment of the tool magazine according to FIG. 3, the rotation of the tool unit 5 held in the gripper 7 in both directions is eliminated. However, the tool unit 8 is conveyed from the gripper 7 to the exchange manipulator 14 by the transfer unit 20.

Claims

A shelf magazine for storing, handling and automatically changing tools in a machine tool spindle, characterized in that it has one horizontal manipulation aisle (16) leading to the replacement manipulator (14) in the base frame (1), with one or two vertical manipulators aisles (15), connected to the horizontal manipulation aisle (16), stowage places (2) placed in the base frame (1) in a row one above the other on one or both sides of the vertical manipulation aisle (15) and two-coordinate manipulator (6) with gripper 7 /.

Shelf magazine according to claim 1, characterized in that the receptacles (2) are provided with surfaces and a detent for receiving the tools (4) in the protective handling cells (3).

Shelf magazine according to Claims 1 and 2, characterized in that the gripper (7) of the two-coordinate manipulator (6) is provided with surfaces for gripping the protective handling cell (3), provided with a detent for holding the tool (4).

Shelf magazine according to one of Claims 1 to 3, characterized in that it is supplemented by an interoperative tool conveyor (4).

5. A shelf container according to claims 1 to 4, characterized in that it has a removable storage part (17).

Shelf magazine according to Claims 1 to 5, characterized in that the axes of the bearing points (2) are perpendicular to the axis of the machine tool spindle.

Shelf magazine according to one of Claims 1 to 5, characterized in that the axes of the bearing points (2) are parallel to the axis of the machine tool spindle.

Rack magazine according to one of Claims 1 to 5 and 7, characterized in that a displacement unit (20) is disposed on the frame (1) with a displacement in a direction parallel to the axis of the machine tool spindle, within reach of the replacement manipulator (14).

Shelf magazine according to one of Claims 1 to 6, characterized in that the gripper (7) of the two-coordinate manipulator (6) is located on a rotary unit (8) with gripper positions (7) to the right and left side of the vertical aisle (15). the rotary unit (8) is located on the rocker unit (9) with the tool positions (4) parallel to the axis of the bearing (2) and parallel to the axis of the machine tool spindle.