CS239364B1

CS239364B1 - Clamping system, especially for turning machines

Info

Publication number: CS239364B1
Application number: CS826280A
Authority: CS
Inventors: Imrich Toth; Dusan Motus
Original assignee: Imrich Toth; Dusan Motus
Priority date: 1982-08-30
Filing date: 1982-08-30
Publication date: 1986-01-16
Also published as: CS628082A1

Abstract

Podstatou upínacieho systému je, že nosič s výměnnými například upínacími prvkami usporiadaný z čela vyměnitelně je spojený s unášacím zariadením upínacieho zariadenia dvojpolohovým zaisťovacím zariadením stroja a alternativně aspoň jeden výměnný upínací prvok nosiča je v silovom zábere s aspoň jedným ovládacím prvkom pohybového mechanizmu, například pákového, upínacích prvkov, ktorý je usporiadaný prestavitelne v unášačom zariadení, pričom jedna jeho úvrať je pre záběr upínacích prvkov s obrobkom. Sústružnický stroj s upínacím systémom je usporiadaný na pracovisku spolu s automatickým montážnym zariadením nosičov s výměnnými prvkami podlá upínacej úlohy a umožňuje automatizovat proces upínania už od fázy zoraďovania upínacieho zariadenia.The essence of the clamping system is that the carrier with exchangeable, for example, clamping elements arranged from the front is exchangeably connected to the drive device of the clamping device by a two-position locking device of the machine and alternatively at least one exchangeable clamping element of the carrier is in force engagement with at least one control element of the movement mechanism, for example a lever, of the clamping elements, which is arranged adjustably in the drive device, one of its dead ends being for the engagement of the clamping elements with the workpiece. The turning machine with the clamping system is arranged at the workplace together with an automatic assembly device for carriers with exchangeable elements according to the clamping task and allows the clamping process to be automated from the stage of aligning the clamping device.

Description

239364 4239364 4

Predmetom vynálezu je upínací systém,najma pře sústružnícke stroje, so zariade-ním pre výměnu upínacích, polohovacích,unášacích prvkov, připadne obrobku, u-miestnených na spoločnom nosiči, alebotechnologickej palete.The subject of the invention is a clamping system, in particular a turning machine, with a device for changing clamping, positioning, driving elements, or a workpiece, placed on a common carrier, or a technological pallet.

Doteraz známe upínacie systému pre jed-notlivé technologické pracoviská pružné vý-robně systémy a robotizované subsystémypružných výrobných liniek využívajú prezabezpečenie automatickej postupnosti pří-pravných a technologických operácií sklu-čovadla, s obrobkami upínanými do nich vblízkosti stroja ručně, ktoré sa vymieňajúintegrovaným manipulačným zariadením,alebo' cirkuláciou sklučovadiel s upnutýmiobrobkami vo výrobnom systéme. Ďalej sú známe sposoby automatickej vý-měny jednotlivých upínacích čeiustí doskTučovadla z jeho obvodu alebo' z čelaskTučovadla. Upínacie systémy na báze vý-měny sklučovadiel sú neelektívne z hládis-ka zvýšených nákladov na potřebný vačšípočet sklučovadiel a taktiež sa nevyzna-čujú potřebnou presnosťou. Pri dopravě avýměně sklučovadiel s upnutými obrobka-mi může dojsť vplyvom otrasov k uvolne-niu obrobku. Pri upínacích systémoch sosúčasnou výměnou upínacích čeiustí, alebopri výměně jednotlivých čeiustí je potřeb-né zvláštně výměnné zariadenie, ktoré ob-inedzuje pracovný priestor stroja. Výsled-ná přesnost upíuacieho skTučovadla po vý-měně čeiustí je nepriaznivo ovplyvnená při-pojením vymieňaných upínacích čeiustí kzákladným. Ďalej sú známe skTučovadla s výměnoučeiustí z čela, a to podlá AO 200 326, kdesú čeluste po čelnej výměně v sklučovadleuzamknuté zvláštnym zámkom slúžiacim akoradiálně vedenie čeiustí, připadne podláAO 207 151, kde čelná výměna sa uskutoč-ní pomocou nosiča, ktorý ostává súčasťouskTučovadla, u ktorých však sa neriešia sy-stémové vazby medzi ostatnými zariadenia-mi technologického pracoviska.The hitherto known clamping system for individual technological workplaces flexible manufacturing systems and robotized subsystems of flexible production lines utilize the assurance of automatic sequence of preparatory and technological operations of the chuck, with workpieces clamped therein close to the machine, which are exchanged by integrated handling equipment, or by circulating chucks with clamped workpieces in the production system. Furthermore, there are known methods for automatically changing the individual clamping jaws of the blower plate from its periphery or from the face of the blower. The chuck-based clamping systems are non-selective from the increased cost of the need for a larger amount of chucks, and also lack the necessary precision. When transporting and replacing chucks with clamped workpieces, the workpiece may come loose due to shocks. In the case of clamping systems with simultaneous replacement of clamping jaws, or in addition to changing individual jaws, a particularly replaceable device is required which obviates the machine's working space. The resulting accuracy of the gripper after replacement of the fluids is adversely affected by the attachment of the exchanged gripper to the base gripper. Further, there are known face-to-face exchangers according to AO 200 326, where the jaws are locked by a special lock serving the jaw after the front exchange in the chuck, or according to AO 207 151, where the frontal exchange is carried out by means of a carrier which remains in the blower. however, they do not address systemic links between other facilities of the technology workplace.

Uvedené nevýhody sú zmiernené upína-cím systémom, najma pre sústružnícke stro-je podlá vynálezu, ktorého podstata spočí-vá v tom, že nosič s výměnnými, napříkladupínacími prvkami usporiadanými z čelavyměnitelně, spojený s unášacím zariade-ním upínacieho zariadenia dvoupolohovýmzaisfovacím zariadením stroja a alternativ-ně aspoň jeden výměnný upínací prvok no-siča je v silovom zábere s aspoň jednýmovládacím prvkom pohybového mechaniz-mu například pákového, upínacích prvkov,ktorý je usporiadaný prestavitelne v uná-šacom zariadení, pričom jedna jeho úvraťje pre záběr upínacích prvkov s obrobkom.The above-mentioned disadvantages are alleviated by the clamping system, especially for the turning machine according to the invention, characterized in that the carrier with replaceable, for example clamping elements, arranged in a changeable manner, is connected to the driving device of the clamping device by a two-positioning device of the machine and alternatives. at least one replaceable clamping element of the carrier is in a force engagement with at least one actuating element of the movement mechanism of, for example, a lever clamping element, which is adjustable in the entraining device, one of which is engaged for engagement of the clamping elements with the workpiece.

Upínacím systémom sa pri výměně tech-nologické]' palety alebo nosiča s upnutýmobrobkom, umožní priame spojenie obrob-ku cez upínacie prvky s unášacím zariade-ním spojeným například s vretenom stro-ja, ako i prepojenie upínacích prvkov s ovlá- dacím zariadením priamo na stroji pri za-bezpečovaní silového upínania i regulácieupínacej sily.The clamping system permits the direct connection of the workpiece through the clamping elements with the entrainment device connected, for example, to the spindle machine, as well as the connection of the clamping elements to the control device directly at the clamping elements with the clamped workpiece. the machine in securing the power clamping and the regulating clamping force.

Automatické prestavovanie upínacích prv-kov v upínacom zariadení, připadne mimoněho — v nosiči, umožní zvýšit prestavo-vací a tým i upínací rozsah upínacích prv-kov, čím sa zníži ich potřebný počet. Pre-pojenie výstupných signálov kontrolnýchsnímačov činnosti upínacieho, systému s ria-dením manipulačného zariadenia obrobku,ako aj dobudovanie upínacieho systému omontážně zariadenie kódovaných výměn-ných prvkov len zvýrazní možnosti úplnejautomatizácie upínacieho procesu a vylúče-nie člověka z tejto činnosti.The automatic adjustment of the clamping elements in the clamping device, possibly extra-in the carrier, makes it possible to increase the clamping and thus the clamping range of the clamping elements, thereby reducing their required number. The interconnection of the output signals of the operating sensors of the clamping system with the control of the workpiece handling device as well as the completion of the clamping system assembling the device of the coded interchangeable elements will only emphasize the possibilities of fully automating the clamping process and excluding the person from doing so.

Na přiložených výkresoch je znázorně-ný příklad vybudovania upínacieho systé-mu podlá vynálezu, kde na obr. 1 je zná-zorněné základné vybudovanie vynálezu včiastočnom osovom řeze, na obr. 2 znázor-něný nosič upínacích a polohovacích prv-kov tvaru prstenca, v čelnom pohlade, naobr. 3 je znázorněný nosič v tvare došky včelnom pohlade, na obr. 4 je znázorněnýnosič s manipulačným zariadením v boč-nom pohlade, na obr. 5 je znázorněný inýpříklad prevedenia unášacieho zariadenia včiastočnom řeze, na obr. 6 je znázorněnýpříklad zaisťo-vania upínacích prvkov v u-nášacom zariadení v čiastočnom řeze a zpohládu z obvodu unášacieho zariadenia, naobr. 7 je schematicky znázorněné koncepč-ně usporiadanie upínacieho systému.In the accompanying drawings, there is shown an example of the construction of a clamping system according to the invention, in which Fig. 1 shows a basic construction of the invention in a partial axial section, in Fig. 2 a holder of clamping and positioning elements in the form of a ring, in frontal view; Fig. 3 shows the carrier in a dowel shape, Fig. 4 shows a carrier with a handling device in a side view, Fig. 5 shows another embodiment of the driving device in part, Fig. 6 shows the example of securing the clamping elements in by the gripping device in partial cut and crawling out of the periphery of the gripper, FIG. 7 is a schematic representation of a design of the clamping system.

Upínací systém podlá vynálezu sa sklá-dá z týchto hlavných častí: z upínacieho za-riadenia 200, ktorého unášacie zariadenie210 pre upínacie prvky 231 umiestnené nanosiči 230 je spojené s vretenom, stroja 100,z manipulačného zariadenia 300 s chápa-čom 310 pre obrobok 220 i nosič 230, z po-lohovacieho zariadenia 400 s identifikač-ným zariadením 410 výměnných prvkov, na-příklad upínacích prvkov 231, připadne po-lohovacích prvkov 233 i s ich pripravovacímmiestom 420.The clamping system according to the invention consists of the following main parts: a clamping device 200, whose entrainment device 210 for the clamping elements 231 placed by the applicator 230 is connected to the spindle, machine 100, from the handling device 300 with the understanding 310 for the workpiece 220 the carrier 230, from the positioning device 400 with the identification device 410 of the interchangeable elements, for example the clamping elements 231, or the positioning elements 233 with their preparation site 420.

Upínací systém v základnom převedeníje vybudovaný následovně: Montážnym za-riadením 500, ktoré může byť samostatnýinteligentný robot, připadne priamo mani-pulačně zariadenie 300, je zoradený na pri-pravovacom mieste 420 polohovacieho za-riadenia 400 na nosič 230. Upínacie prvky231 sú ním v radiálnom smere zasunuté dovýrezov 234 nosiča 230 v smere šipok „f“.Ďalej je nosič 230 osadený polohovacímiprvkami 233, připadne obrobkom 220. Tátočinnost je preveditelná aj ručně. Nosič 230(znázorněný na obr. 2), ktorý sa před vklá-dáním obrobku 220 zdeformoval v miestachmedzi upínacími prvkami 231 v smere ši-pok „b“ například chápačom 310 manipu-lačného zariadenia 300 sa nasunie na ob-robok 220 umiestnený například na paleteznámým sposobom.The clamping system in the basic transfer is constructed as follows: The mounting device 500, which may be a single intelligent robot, can be directly operated by the device 300, is arranged at the preparation point 420 of the positioning device 400 on the carrier 230. Further, the carrier 230 is fitted with positioning elements 233, falls to workpiece 220. The latter is also convertible by hand. The carrier 230 (shown in FIG. 2) which, prior to insertion of the workpiece 220, has been deformed at a location between the clamping elements 231 in the direction of the b, e.g. paleteznámým sposobným.

Po uvolnění chápača 310 nosič 230 od- 239364After releasing the gripper 310, the carrier 230 from 239364

S pruží a dotlačí upínacie prvky 231 k ob-robku 220.With the spring, the clamping elements 231 are pressed to form 220.

Takto vytvořená zostava je manipulač-ným zariadením 300, například robotom čel-ne v smere manipulačně]' osi „a“ stroja 100zasunutá do unášecieho zariadenia 210. Toje umožněné skosením upínacích prvkov231 ako je to vldieť na obr. 6. Unášacie za-riadenie 210 je v tomto případe realizova-né ako sklučovadlo bez silového mechaniz-mu a teda upínací systém može byť i bezovládaciehO’ zariadenia 120. K centrovaniunosiča 230 v unášacom zariadení 210 mó-že poslúžiť systém pákových sklučovadiel,ako je to znázorněné například na cbr. 1. Centrovacia vazba ovládacích prvkov 214je zaistená tiahlom 216 známým sposobom,pričom výstupok 210 ovládacích prvkov 214zapadá do zahlbení 401 upínacích prvkov231.The assembly thus formed is pushed by the handling device 300, for example by the robot face in the direction of the manipulation axis of the machine 100, into the entrainment device 210. These are enabled by the chamfering of the clamping elements 231 as shown in FIG. in this case, it is realized as a chuck without a power mechanism and thus the clamping system can also be a controllable device 120. A lever chuck system can be used to center the carrier 230 in the driver 210 as shown, for example, in FIG. 1. The centering linkage of the control elements 214 is secured by a rod 216 in a known manner, wherein the protrusion 210 of the control elements 214 engages in the engagement 401 of the clamping elements 31.

Pri zasúvaní upínacích prvkov 231 dounášacieho zariadenia 210 je deliaca rovi-na „g“ zaisťovacích prvkov 211 v rovinějeho’ skoseného vybrania 215 a v zaistenejpolohe na ňu roznobežná ako je to vidieťna obr. 6. Zaisťovací prvok 211 je uloženýv radiálnom vybraní unášacieho zariadenia210 a otáčaný zaisťovacím zariadením 110například priamočiarým hydromotorom u-chyteným na vřetene stroja 100 cez tyč 218a excenter 217. Doplňkový prvok 235 u-miestnený v istiacom výřeze 401 upínacíchprvkov 231 tiež radiálně, doplňuje zaisťova-cí prvok 211 do kruhového prierezu.When inserting the clamping elements 231 of the tumbling device 210, the dividing line "g" of the securing elements 211 is in the plane of its tapered recess 215 and in the secured position it is disengaged as shown in Fig. 6. The securing element 211 is supported in the radial recess of the entrainment device 210 and rotated by means of a locking device 110, for example, a rectilinear hydraulic motor retained on the spindle of the machine 100 via a rod 218a and an eccentric 217. The complementary element 235 disposed in the locking cutout 401 of the clamping elements 231 also radially fills the locking element 211 into a circular cross-section.

Zaisťovací prvok 211 je nahraditelný ajznámým systémom Camlock, využívaným kuchyteniu telles sklučovadiel k vřetenu stro-ja. V tomto případe je ho možné použit preuchytenie nosiča 230 k unášaciemu zaria-deniu 210 priamo. V případe, keď budúvkládané obrobky 220 do tých istých upí-nacích prvkov 231, tak je to pri výrobě viacrovnakých súčiastok, je výhodné vybavit,stroj 100 naviac ovládacím zariadením 120v podobě například rotačného priamočia-rého hydromotora, spojeného tiahlom 216klasickým sposobom s upínacími prvkami231. V případe, že nosič 230 bude tvarupružného1 prstenca, ovládacie zariadeniemože byť aj na pevnej časti stroja 100 aobrobok 220 sa upíná a uvolňuje stlačenímThe locking element 211 is replaceable by a known Camlock system, utilized by the kneading of the chuck telles to the machine spindle. In this case, it is possible to use it to dry the carrier 230 directly to the entrainment device 210. In the case where the insertion workpieces 220 into the same clamping elements 231, such as the manufacture of multi-part components, it is advantageous to equip the machine 100 in addition to the control device 120 in the form of, for example, a rotary linear hydraulic motor coupled with a clamping element 216 to the clamping elements. In the case where the carrier 230 will be a ring-shaped ring, the control device may also be clamped and released by pressing on the rigid portion of the machine 100 and the workpiece 220.

B nosiča 230 v mieste medzi upínacími prv-kami 231 například priamočiarými hydro-motormi umiestnenými okolo unášaciehozariadenia 210.B of the carrier 230 at a location between the clamping elements 231, for example, by linear hydro-motors located around the driving device 210.

Pre případ umožnenia radiálneho presta-venia upínacích prvkov 231 je výhodné rie-šiť ovládací prvok 214 v podobě klasickýchozubených klínových tyčí, pričom na zad-nej rovině upínacích prvkov 231 sú odpo-vedajúce zahíbenia 402 pre túto klínovátyč, ako to je vidieť na obr. 5. Prestavenieupínacích prvkov 231 sa uskutoční mimoupínacie zariadenie 200, například na po-lohovacom zariadení 400, ich umiestnenímv žiadanej aretovanej radiálnej polohe vovýřeze 234 nosiča 230 montážnym zaria-dením 500. Výměnou nosiča 230 do upína-cieho zariadenia 200 sa dostane do* záběruovládací prvok 214 s upínacím prvkom 231v už prestavenej polohe na nosiči 230.In order to allow the radial displacement of the clamping elements 231, it is advantageous to provide the control element 214 in the form of conventional toothed wedge rods, wherein at the rear plane of the clamping elements 231 there are corresponding indentations 402 for this wedge as shown in FIG. 5. The adjustment of the clamping elements 231 is carried out by a non-clamping device 200, for example on a positioning device 400, by positioning it in the desired locking radial position in the chute 234 of the carrier 230 by the mounting device 500. By changing the carrier 230 to the clamping device 200 it reaches the engagement element 214 with the clamping element 231 in the already displaced position on the support 230.

Koncepčně zostavenie upínacieho systé-mu ako je to znázorněné na obr. 7 nazna-čuje hlavně směry pri manipulácii s nosi-čoim 230. V smere šípok ,,c“ od polohova-cieho zariadenia 400, ktoré je vybavenéidentifikačným zariadením 410, napříkladznámou elektronickou čítačkou kódov, u-loženým v úložnom hniezde polohovaciehozariadenia 400, v ktorom sú rozpoznatelnéjednotlivé prvky, skládané na pripravova-com mieste 420. Známe snímače 132 postup-nej činnosti, připadne kontrolně snímače 131využívané v známom usporiadaní v roznychzariadeniach zaisťujú upínací systém z hla-diska bezpečnosti a správného* sledu funkcií,například vkladanie a vyberanie nosiča 230do a z unášacieho zariadenia 210, správnézaistenie upínacích prvkov 213 zaisťovacímzariadením 110, upnutie obrobku 220, spus-tenie stroja 100, kontrolu upínacej sily apodobné.Conceptually, the assembly of the clamping system, as shown in Figure 7, indicates mainly the directions for handling the carrier 230. In the direction of the arrows "c" from the positioning device 400, which is equipped with the identification device 410, for example a known electronic reader The known sensors 132 of the sequential operation, respectively the control sensors 131 used in the known arrangement in the various devices provide a clamping system from the safety head. and a correct sequence of functions, for example, inserting and removing the carrier 230do and the driver 210, correctly securing the clamping elements 213 by the locking device 110, clamping the workpiece 220, lowering the machine 100, checking the clamping force, and the like.

Upínací systém podlá vynálezu svojouskladbou umožňuje prepojenie obrobku 220cez upínacie prvky 231, zaisťovacie prvky211 a ovládacie prvky 214 so zaisťovacímzariadením 110 a ovládacím zariadením 120stroja 100 a využitie manipulačného zaria-denia 300 k výměně obrobku 220 a k mon-táži a k výměně nosiča 230, a to v závis-losti na stupni automatizácie výrobného' sy-stému.The clamping system according to the invention allows for the connection of the workpiece 220, the clamping elements 231, the securing elements 211 and the operating elements 214 with the securing device 110 and the actuating device 120, and the use of a handling device 300 for changing the workpiece 220 and for mounting and changing the support 230 in the dependence on the degree of automation of the manufacturing system.

Claims

SUBJECT

1. Clamping system, in particular for turning machines with a device for changing, for example, clamping, positioning, gripping elements or a workpiece, positioned positioned relative to the machine reference point on a common carrier or pallet, separately or in combination with each other, and supported on the clamping device, for example a chuck, is connected to the spindle of the machine by means of its gripping device, for example a chuck body, alternatively with the movement mechanism of the clamping elements and their control device, for example a linear hydraulic motor, the carrier being replaced by a manipulation device for example a robot; that the carrier (230) with replaceable clamping elements (231) is coupled to the driving device [210] of the clamping device (200) by a two-position locking device (110) of the machine (100) and alternatively at least one replaceable clamping device member (231) of the support (230) is sllovom take at least one control

BACKGROUND OF THE INVENTION (214) of a movement mechanism, such as a lever, clamping elements (231), which is displaceably arranged in the driver (210).

Clamping system according to claim 1, characterized in that a control sensor (131), for example an inductive sensor, connected to the control device (130), is displaceably arranged on a fixed part of the machine (100) for at least one extreme dead center.

Clamping system according to items 1 and 2, characterized in that the positioning device (400) has an identification device (410) of replaceable elements of the clamping device (200), for example an electronic code reader of the clamping elements (231) housed in the positioning nests of the positioning device. a device (400), the handling device (300) being electrically coupled, with a positioning device (400) of the replaceable elements of the clamping device (200).

Clamping system according to Claim 1, 2 or 3, characterized in that the clamping elements (231) are displaceably arranged.

2 sheets of drawings