CS253197B1 - Zařízení pro operační manipulaci s nástrojovými jednotkami - Google Patents

Abstract

Zařízení pro operační manipulaci s nástrojovými jednotkami pro technologické pracoviště s číslicově řízeným strojem, zejména regálovým zásobníkem nástrojových jednotek a manipulátorem pro automatickou manipulaci s nimi sestává ze zásobníku opatřeného sekcí ručního plnění s jedním nebo více úložnými místy pro nástrojové jednotky uloženou otočně na zásobníku, natáčivou ze zamčené polohy do polohy ručního plnění, kde zamčená poloha je jištěna zamykacím zařízením, zatímco poloha pro ruční plnění polohovacím zařízením, přičemž prostor natáčení sekce ručního plnění je v obou polohách uzavřen ohrazením. Polohovací zařízení je tvořeno vačkou spojenou pevně se sekcí ručního plnění a uspořádanou v její ose otáčení, se kterou je ve stálém záběru kladka aretační páky výkyvně uložená v tělese spojeném pevně se zásobníkem, přičemž kladka s aretační pákou je na vačku dotlačována pružinou. Zamykací zařízení je tvořeno jednak odpruženou západkou uloženou posuvně ve vedení pevně upravenou v bočnici zásobníku a jednak ozubem se sekcí ručního plnění pevně spojeným.

Description

Vynález se týká zařízeni pro operační manipulaci s nástrojovými jednotkami na technologickém pracovišti s číslicově řízeným obráběcím strojem a regálovým zásobníkem nástrojových jednotek.

Stávající technologická pracoviště s numericky řízeným obráběcím strojem, zejména pro opracování skříňovítých součástí jsou s výhodou osazována velkokapacitními zásobníky nástrojových jednotek regálového typu, kde úložná místa jsou uspořádána v pravoúhlém rastru a nástrojové jednotky jsou do zásobníku ukládány nebo z něj vyjímány manipulátorem. Manipulátor vyjímá nástrojové jednotky z úložných míst zásobníku a předává je výměnné stanici, opatřené výměnných mechanismem, např. mechanickou rukou, pro výměnu nástrojové jednotky ve vřetenu obráběcího stroje.

Regálové zásobníky umožňují snadno rozšířit svoji kapacitu v úložných místech a jejich počet dovoluje uložit nástrojové jednotky pro provedení i několika obráběcích programů. Jsou proto využívány zejména pro bezobslužná pracoviště a technologická pracoviště v pružných výrobních systémech.

Zde jsou s výhodou všechny zásobníky propojeny nadúrovňovým dopravníkem mezioperační dopravy nástrojových jednotek s přípravnou výrobních pomůcek. Vozík dopravníku po zapolohovánl na technologickém pracovišti tvoři pokračování rastru úložních míst zásobníku a nástrojové jednotky jsou manipulovány z vozíku dopravníku příslušným manipulátorem.

Nevýhodou výše popsaného zařízení je obtížné ruční plnění a vyprazdňování zásobníku v případě, že nastane porucha mezioperačního dopravníku nástrojových jednotek. V tom případě je nutno plnit a vyprazdňovat zásobník ručně.

Při manipulaci musí obsluha vstoupit do manipulačního prostoru manipulátoru. Po dobu ruční manipulace musí být maninupátor a pracoviště vypnuto. Obtížná a nebezpečná je i manipulace s nástrojovými jednotkami ve výše umístěných úložných místech zásobníku, kde je nutno použít žebříku. Prostoje při ruční obsluze nepříznivě ovlivňují produktivitu technologického pracoviště.

Tyto nevýhody se částečně odstraňují použitím speciálního ručního vozíku s několika úložnými místy pro nástrojové jednotky, který je přistaven a polohován na upínací základ vedle zásobníku.

v tomto případě po dobu manipulace s vozíkem je nutné vypnout pracoviště z důvodu vstupu obsluhy do manipulačního prostoru manipulátoru. Ruční vozík vyžaduje zvýšený zastavěný prostor technologického pracoviště.

částečně tyto nevýhody odstraňuje použití speciálního ručního vozíku s několika úložnými místy pro nástrojové jednotky, který je přistaven, polohován a upnut na speciální upínací základ vedle zásobníku.

Po upnutí vozíku tvoří úložná místa vozíku pokračováni rastru zásobníku a nástrojové jednotky vozíku mohou být dále manipulovány příslušným manipulátorem. Avšak i v tomto případě nutno po dobu manipulace s vozíkem vypnout pracoviště z důvodu vstupu do manipulačního prostoru manipulátoru.

Samotná manipulace a ustavení vozíku na upínací základ je operace velmi namáhavá a těžko pádná. Ruční vozík vyžaduje zvýšený zastavěný prostor technologického pracoviště.

Výše uvedené nevýhody odstraňuje do značné míry zařízeni pro operační manipulaci s nástrojovými jednotkami s číslicově řízeným obráběcím strojem, regálovým zásobníkem nástrojových jednotek a manipulátorem, vyznačené tím, že zásobník je opatřen sekcí ručního plnění s jedním nebo více úložnými místy pro nástrojové jednotky, uloženou otočně na zásobníku.

natáčivou ze zamčené polohy do polohy ručního plnění, kde zamčená poloha je jištěna zamykacím zařízením, zatímco poloha pro ruční plnění polohovacím zařízením, přičemž prostor natáče ní sekce ručního plnění je v obou polohách uzavřen ohrazením.

Polohovací zařízení je tvořeno vačkou spojenou pevně se sekcí ručního plnění a uspořádanou v její ose otáčení, se kterou je ve stálém záběru kladka aretačni páky, výkyvné uložená v tělese, spojeném pevně se sekcí ručního plnění a uspořádanou v její ose otáčení, se kterou je ve stálém záběru kladka aretačni páky, výkyvné uložená v tělese, spojeným pevně se zásobníkem přičemž kladka s aretačni pákou je na vačku dotlačována pružinou.

Zamykací zařízení je tvořeno jednak odpruženou západkou, uloženou posuvně ve vedení pevně upravenou v bočnici zásobníku, jednak ozubem se sekcí ručního plnění pevně spojeným.

Výhodou zařízení podle vynálezu je, že sekci ručního plnění lze snadno manuelně natočit ze základní polohy pro obsluhu manipulátorem, tj. ze zavřené polohy, do polohy ručního plnění, přitom prostor ruční manipulace je od pracovního prostoru manipulátoru v době natáčení i klidu sekce ručního plnění oddělen ohrazením.

V poloze ručního plnění lze provést manuálně vyprázdnění nebo naplnění sekce, novými nástrojovými jednotkami, aniž by byla obsluha ohrožena manipulátorem. Po vrácení sekce ručního plnění do zamčené polohy jsou úložná místa sekce opět v dosahu manipulátoru.

Je tedy značnou výhodou zařízení podle vynálezu možnost manuálního plnění a vyprázdnění zásobníku bez přerušení činnosti manipulátoru, který po dobu ruční manipulace se sekcí ručního plnění může obsluhovat zásobník a přes výměnnou stanici plnit nástrojovými jednotkami vřeteno stroje.

Velikost sekce ručního plnění, resp. výška sloupce úložných míst a jejich počet v sekci je v souladu s ergonomickými požadavky, takže není nutno manipulovat ve výšce pomocí žebříku Manipulace se sekcí ručního plnění otočně uloženou na zásobníku je mnohem snazší než manipulace s ručním vozíkem.

Příkladné provedení zařízení pro operační manipulaci s nástrojovými jednotkami podle vynálezu je schematicky znázorněno na přiložených výkresech, kde na obr. 1 nárys zařízení na obr. 2 půdorys uspořádání zásobníku se sekcí ručního plnění ve vazbě s manipulátorem, výměnnou stanicí a obráběcím strojem, obr. 3 představuje pohled ve směru P s detailem uspořádání polohovacího zařízení a na obr. 4 je v řezu AA zamykací zařízení.

Zásobník 10 je tvořen dvěma bočnicemi 11, vrchním zásobníkem 12 a spodním nosníkem 13. Mezi oběma nosníky 12 a 13 jsou provedeny stojiny 14, v nichž jsou v pravidelném rastru vytvořena úložná místa 19, která jsou opatřena vodítky 15 pro zamknutí a uložení nástrojových jednotek, zasazených svou stopkou do nástrojových buněk 16.

Nástrojová buňka 16 tvoří transportní a ukládací prvek pro nástrojovou jednotku 17.

Na horním nosníku 12 zásobníku 10 je upevněna rámcová nadstavba 18 pro uložení horní kolejnice 52 manipulátoru 50.

Plnicí sekce 20 má osm úložných míst 21 pro uložení nástrojových jednotek 17 s nástrojovou buňkou 16. Úložná místa 21 jsou shodně provedena s úložnými místy 19 zásobníku 10. Sekce ručního plnění je tvořena svařovaným rámem 23 se dvěma spojinami 22 a vodítky 15.

Na boku rámu 23 je upevněn horní závěs 24 a spodní závěs 25. Závěsy 24, 25 jsou otočně uloženy v konzolách 26 a 27 pevně spojených s bočnici zásobníku 11. Na horní části rámu 23 je z vnější strany v ose závěsů 24 a 25 upevněna vačka 31 polohovacího zařízení 30 s narážkami pro ovládání koncových spínačů 37.

Dále je na horni části rámu 23 nárazník 28, který při otevřeni sekce 39 do polohy ručního plnění je v kontaktu s tělesem 34 páky 33 polohovacího zařízeni 22· Tyů slouží jako madlo 29 pro manipulaci se sekcí 20 ručního plnění.

Polohovací zařízení 30 sestává z aretační páky 33 uložené v tělese 34 upevněném na bočnici 11 zásobníku. V aretační páce 33 je uložena kladka 32, která je v záběru s vačkou 31.

Ve vačce 31 jsou provedeny výřezy pro zamčenou polohu 38 a polohu 39 ručního plnění. Dále jsou ve vačce 31 narážky 35 koncových spínačů 37. V tělese 34 je zabudovaná pružina 36, která je v dotyku s aretační pákou 33.

Zamykací zařízení 40 je tvořeno odpruženou západkou 42, uloženou ve vedení 42 spojenou s ovládací tyčí 43, vedenou ve vedení 44. Vedeni 42 a 44 jsou spojena pevně s bočnicí 11 zásobníku. Na západce 41 je narážka 45 pro ovládáni koncových spínačů 46 a 42· Západka 42 v zamčené poloze 38 zapadá do ozubu 48 spojeného se sekcí 20 ručního plnění. Dotlačení západky zajišíuje pružina 47.

Ze strany úložných míst zásobníku 10 a sekce 20 ručního plnění je umístěn manipulátor 50 se třemi stupni volnosti. Hlavní jeho části je sloup 53 s vozíkem 54 svislého zdvihu.

Na vozíku 54 svislého zdvihu je vedení 56 pro pohyb vozíku 55 příčného pojezdu s chapačem 57. Chapač 57 je uzpůsoben pro uchopení nástrojové buňky 16 se nástrojovou jednotkou 17.

V chapači 57 je umístěné neznázorněné čtecí zařízení pro čtení kódu nástrojové jednotky 17. Sloup 53 manipulátoru je uložen na vozíku 58 vodorovného pojezdu, který pojíždí po kolejnici 51 spodní, zatímco nahoře je sloup veden kolejnicí 52 horní.

Vodorovný i svislý pojezd jsou odvozeny od servomotorů 59 a jsou řízeny číslicově. Vozík 55 příčného pojezdu je pohybován neznázorněným hydraulickým válcem.

Vedle zásobníku 10 je výměnná stanice 60 s vozíkem 61 a výměnným mechanismem 62 pro provádění automatické výměny nástrojových jednotek 17 ve vřetenu obráběcího stroje 63.

Manipulační prostor je ohrazen bezpečnostním ohrazením 65 tvarovaným tak, že vstup do manipulačního prostoru manipulátoru je zamezen jak při zamčené poloze 2®» tak i P^i poloze 39 ručního plnění sekce 20 ručního plnění.

Zařízení pracuje následovně: V počátečním stavu je sekce 20 ručního plnění v zamčené poloze 38. Požadavkem je naplnit, event. doplnit zásobník 10 nástrojovými jednotkami 17. Obráběcí stroj pracuje. Pro potřebu ručního plnění je nutno sekci ručního plnění natočit ze zamčené polohy 38 do polohy 39 ručního plnění.

Odemčení sekce 20 je provedeno povytažením ovládací tyče 43 spojené se-západkou 41.

Tímto je uvolněn ozub 48 a souč. je sepnut koncový spínač £9» který zapíná neznázorněný elektrický zámek, blokující otevření sekce 20 ručního plnění.

Blokováni řídí neznázorněný řídicí systém. Za předpokladu, že otevření nenaruší okamžitý program činnosti manipulátoru 50, uvolní elektrický zámek sekci 20 ručního plnění, kterou lze tahem za madlo 29 manuálně natočit do polohy 39 ručního plnění. Tato poloha 39 je mechanicky jištěna polohovacím zařízením 30, kde kladka 32 je přes aretační páku 33 dotlačena pružinou 36 do výřezu vačky 31.

Poloha 39 ručního plnění je signalizována koncovými spínači 22.· Eventuální přeběh sekce 20 ručního plnění při otevřeni je omezen nárazem nárazníku 28 na těleso 34 páky 33.

V poloze 39 ručního plnění lze provést manuální naplnění sekce 20 předepsanými nástrojovými jednotkami 22· ^po naplnění je sekce 20 ručního plnění natočena do zamčené polohy 38. Západka 41 zapadne do ozubu 48 a sekce 20 ručního plnění je polohována k bočnici 11 zásobníku 10.

Zamčená poloha 38 je signalizována koncovým spínačem 37 a 46. Současně automaticky zapadne západka neznázorněného elektrického zámku.

Ze zavřené sekce 20 ručního plnění jsou nástrojové jednotky 17 manipulátorem 50 postupně odebírány a ukládány do úložných míst 19 zásobníku Jí). Při každém najetí chapače 57 do úložného místa 19 je čten kód nástrojové jednotky 17 neznázorněnou čtečkou v chapači 57 zabudovanou.

Po zpracováni kódu neznázorněným řídicím systémem je nástrojová jednotka 17 identifikována a podle strategie řízení řídícím systémem uložena do zásobníku 10. Současně je obsazenost příslušného úložného místa 19 zaznamenána do paměti neznázorněného řídicího systému.

Obdobným, ale opačným postupem je prováděno vyprazdňování nástrojových jednotek 17 ze zásobníku 10. V obou případech může být po dobu ruční manipulace u sekce 20 ručního plnění manipulátor 50 i obráběcí stroj 64 v činnosti a manipulátor 50 prioritně zásobuje nástrojovými jednotkami 17 výměnnou stanici 60 pro vřeteno obráběcího stroje 63.

Teprve při delší obráběcí operaci je manipulátor uvolněn pro manipulaci u sekce 20 ručního plnění.

Manipulace s nástrojovými jednotkami 17, tak jak byla popsána probíhá vždy s nasazenou nástrojovou buňkou 16, která tvoří nástrojové jednotce 17 ochranný a transportní prvek. Pouze v okamžiku provádění výměny ve vřetenu 63 obráběcího stroje 64 je stopka nástrojové jednotky 17 obnažena a nástrojová buňka 16 zůstává ve vozíku 61 výměnné stanice 60 pro uložení nástrojové jednotky 17 vyjmuté z vřetena 63 obráběcího stroje 64.

Zařízení podle vynálezu umožňuje ergonomicky plnit a vyprazdňovat zásobníky nástrojových jednotek zejména regálové i velkých rozměrů. Další výhodou je možnost plněni i vyprazdňování zásobníku v překrytém čase obrábění při zajištění bezpečnosti obsluhujícího pracovní-

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1. Zařízení pro operační manipulaci s nástrojovými jednotkami pro technologické pracoviště s číslicově řízeným strojem, zejména regálovým zásobníkem nástrojových jednotek a manipulátorem pro automatickou manipulaci s nimi, vyznačující se tím, že zásobník (10) je opatřen sekcí (20) ručního plnění s nejméně jedním úložným místem (19) pro nástrojové jednotky (17), uloženou na zásobníku (10) otočně a natáčivě ze zamčené polohy (38) do polohy (39) ručního plnění, kde zamčená poloha (38) je jištěna zamykacím zařízením (40), zatímco poloha (39) pro ruční plnění polohovacím zařízením (30), přičemž prostor natáčení sekce (20) ručního plnění je v obou polohách (38, 39) uzavřen ohrazením (65).
2. 2. Zařízení podle bodu 1 vyznačující se tím, že polohovací zařízení (30) je tvořeno vačkou (31) spojenou pevně se sekcí (20) ručního plnění a uspořádanou v její ose otáčení, se kterou je ve stálém záběru kladka (32) aretační páky (33), výkyvné uložená v tělese (34), spojeným pevně se zásobníkem (10), přičemž kladka (32) s aretační pákou (33) je na vačku (31) dotlačována pružinou (36) .
3. 3. Zařízení podle bodu 1 vyznačující se tím, že zamykací zařízení (40) je tvořeno jednak odpruženou západkou (41), uloženou posuvně ve vedení (42) pevně upravenou v bočnici (11) zásobníku (10) jednak ozubem (48) se sekcí (80) ručního plněni pevně spojeným.

   3 výkresy