CZ2015561A3

CZ2015561A3 - Vícevřetenový obráběcí stroj

Info

Publication number: CZ2015561A3
Application number: CZ2015-561A
Authority: CZ
Inventors: Michal Valášek
Original assignee: ÄŚVUT v Praze, Fakulta strojnĂ
Priority date: 2015-08-20
Filing date: 2015-08-20
Publication date: 2017-03-01
Also published as: WO2017028827A1; EP3337640B1; EP3337640A1; CZ307124B6

Abstract

Vynález se týká vícevřetenového obráběcího stroje pro provádění alespoň dvou různých operací na obrobku uchyceném v nosiči obrobku, kde pro každou operaci na obrobku je na obráběcím stroji uspořádán nástroj uchycený v nosiči nástroje, kde počet nástrojů (4) na trajektorii (6) pro provádění operace s delším časem operace na obrobku (3) je větší než počet nástrojů (4) na trajektorii (6) pro provádění operace s kratším časem operace na obrobku (3). Obrobky (3) na trajektorii (5) a nástroje (4) na trajektorii (6) provádějící operace se vůči rámu pohybují souvislým nepřerušovaným pohybem shodnou úhlovou rychlostí v jednom smyslu, přičemž pohyb nosičů (2) s nástroji (4) přesunutých na trajektorii (7) je v opačném směru.

Description

Vynález se týká vícevřetenového obráběcího stroje pro provádění alespoň dvou různých operací na obrobku uchyceném v nosiči obrobku, kde pro každou operaci na obrobku je na obráběcím stroji uspořádán nástroj uchycený v nosiči nástroje.

Dosavadní stav techniky

Dnešní vícevřetenové obráběcí stroje většinou vznikají sloučením více klasických CNC soustruhů do jednoho stroje. Základem soustruhuje vřeteno otáčející obrobkem, proto se mluví o vícevřetenovém soustružnickém automatu, obecněji o vícevřetenovém obráběcím stroji. Konstrukční řešení obvykle je, že otočný buben nese několik vřeten, kolem kterých jsou umístěny nástroje.

Obecně u dosavadních vícevřetenových obráběcích strojů je nesený obrobek, na kterém je nutno provést více operací, přesouván postupně z oblasti, kde je prováděna první operace prvním nástrojem do oblasti druhé operace, kde je prováděna druhá operace druhým nástrojem až do oblasti n-té operace, kde je prováděna n-tá operace n-tým nástrojem. Výhodou vícevřetenových obráběcích strojů je, že obrobek je upnut do stroje na začátku první operace a vyjmut ze stroje až po skončení všech požadovaných operací. Je tím docíleno poměrně rychlé požadované opracování obrobku, dané tím, že obrobek není nutné vyjímat ze stroje po skončení jedné operace a upínat znovu do stroje pro provedení další operace. To se projeví zvláště v případech, kdy doby jednotlivých operací jsou stejné. V případě, že doby jednotlivých operací jsou rozdílné, jsou obrobky přesouvány od jedné operace k další operaci vždy po skončení nejdelší operace na obrobku. To podstatně snižuje produktivitu výroby v případě velmi rozdílné doby pro provedení nejkratší operace a nejdelší operace prováděné na obrobku. Další snížení produktivity výroby je dáno ztrátou časů potřebných pro přesouvání obrobku z oblasti jedné operace do oblasti následující operace.

Cílem tohoto vynálezu je vícevřetenový obráběcí stroj, u kterého by bylo možno zvýšit produktivitu opracování výrobků oproti stávajícím obráběcím strojům.

Podstata vynálezu

Podstata vícevřetenového obráběcího stroje vícevřetenového obráběcího stroje pro provádění alespoň dvou různých operací na obrobku uchyceném v nosiči obrobku, kde pro každou operaci na obrobku je na obráběcím stroji uspořádán nástroj uchycený v nosiči nástroje, spočívá v tom, že počet nástrojů na trajektorii pro provádění operace s delším časem operace na obrobku je větší než počet nástrojů na trajektorii pro provádění operace s kratším časem operace na obrobku. Obrobky na své trajektorii a nástroje na své trajektorii provádějící operace se vůči rámu ŘÓRýbújí souvislým nepřerušovaným pohybem shodnou rychlostí v jednom směru, přičemž pohyb nosičů s nástroji přesunutých na trajektorii vratnou trajektorii je v opačném směru.

Obrobky a nástroje provádějící operace jsou vůči rámu v klidu, přičemž pohyb nosičů s nástroji přesunutých na trajektorii vratnou trajektorii je v opačném směru, než je posloupnost operací. Nástroje a obrobky jsou uspořádány na kruhové trajektorii, případně na neuzavřené trajektorii a mohou být uspořádány na více trajektoriích.

Nástroje pro stejnou operaci jsou uspořádány za sebou ve směru pohybu nosiče nástrojů. Jeden obrobek může být současně v pracovním styku s více nástroji. Nástroje na vratné trajektorii mohou být v pracovním záběru s přídavnými obrobky. Pro každou operaci je vedle nástrojů provádějících danou operaci alespoň jeden další nástroj na příslušné vrtné trajektorii, přičemž na vratné trajektorii pro danou operaci je stejný počet nástrojů jako počet nástrojů provádějících tuto operaci. Jednotlivé trajektorie s obrobky, s nástroji a vratné trajektorie s nástroji mají případně pro jednu nebo více operací paralelní větve.

Výhoda tohoto vícevřetenového obráběcího stroje spočívá ve zvýšení produkce počtu obrobených obrobků za časovou jednotku, zvláště v případech provádění více operací na jednom obrobku, kdy doby jednotlivých operací jsou podstatně rozdílné.

Přehled obrázků na výkresech

Na přiložených obrázcích je schematicky znázorněn vícevřetenový obráběcí stroj podle vynálezu, kde obr. 1 znázorňuje jedno z provedení, obr.2 znázorňuje provedení z obr.l ve fázi konce operací obr.3 znázorňuje provedení z obr.l ve fázi vysouvání a zasouvání nástrojů obr.4 znázorňuje provedení z obr.l ve fázi následné operace obr.5 znázorňuje další provedení stroje, kdy se obrobek vůči rámu nepohybuje obr.6 znázorňuje provedení z obr.5 ve fázi konce operací obr.7 znázorňuje provedení z obr.5 ve fázi vysouvání a zasouvání nástrojů obr.8 znázorňuje provedení z obr.5 ve fázi následné operace obr.9 znázorňuje další provedení stroje obr. 10 znázorňuje další provedení stroje ^3^ obr.l 1 znázorňuje možné provedení nekruhových trajektorií pro obrobky a nástroje obr. 12 znázorňuje možné větvení trajektorií pro obrobky a nástroje

Příklady provedení vynálezu

Na obr.l je schematicky znázorněno základní uspořádání vícevřetenového obráběcího stroje. V podstatě jde o řez nebo o pohled ve směru os nosiěů 1 obrobků 3. Obrobky 3 uchycené na obráběcím stroji v nosičích 1 se v průběhu jednotlivých obráběcích operací pohybuje po trajektorii 5, v tomto případě kruhové, rychlostí v_b Nástroje 4 uchycené na obráběcím stroji v nosičích 2 provádějící jednotlivé operace a při tom se pohybují rychlostí vi po trajektorii 6, rovněž v tomto případě kruhové. Vedle nástrojů 4, které jsou v kontaktu s obrobky 3 při provádění obráběcích operací, jsou v obráběcím stroji v tomto případě na jeho vnějším obvodu nástroje 4 v nosičích 2, které nejsou v kontaktu s obrobky 3 a které neprovádějí na nich obráběcí operace a které se pohybují na trajektorii 7 rychlostí v₂ v opačném směru než obrobky 3. Pohyb nosičů 1 s obrobky je souvislý nepřerušovaný pohyb, což znamená, že průběh rychlosti obráběných obrobků 3 je spojitý a rychlost může být nulová jen pro jistý krátký časový okamžik představující technicky realizovatelné zastavení a okamžité znovu rozjetí. Nejde však o časový interval potřebný pro přesun obrobku z jednoho místa do druhého, jako je tomu u dnešních vícevřetenových obráběcích strojů.

V tomto případě provedení obráběcího stroje jsou trajektorie 5, 6, 7 kruhové a rychlosti V| a v₂ jsou takové, že úhlová rychlost nosičů 1 s obrobky 3 na trajektorii 5 je shodná s úhlovou rychlostí nosičů 2 s nástroji 4 na obou trajektoriích 6 a 7. Ve znázorněném příkladu obráběcího stroje jsou na obrobcích 3 prováděny čtyři operace, a to operace A, B, C a D v tomto pořadí. Operace A je prováděna v rozsahu úhlu φ_Α, operace B v rozsahu úhlu ψβ, operace C v rozsahu úhlu φο, a operace D v rozsahu úhlu (pD. Jednotlivé operace netrvají v daném případě stejnou dobu, a proto pro jednotlivé operace je použit různý počet nástrojů 4, kdy pro nejkratší operaci A je použit jeden nástroj 4,A, pro delší operaci B jsou použity dva nástroje 4,B, pro nejdelší operaci C tři nástroje 4,C a pro poslední operaci D odpovídající délce operace B jsou použity dva nástroje 4,D. Je tím docíleno shodného nebo co nejvíce shodného času pro provedení všech operací A, B, C, D, přestože doba jednotlivých operací, pokud by každá byla provedena jedním nástrojem, by byly značně rozdílné.

Na trajektorii 5 pohybu míst pro uchycení obrobků je uspořádáno osm míst 1 s uchycenými obrobky 3, které jsou obráběny nástroji 4 nesenými nosiči 2 pro uchycení nástrojů 4. Místa 1 se pohybují po trajektorii 5 rychlostí V]. Trajektorie 5 je v daném případě tvořena kružnicí o poloměru η. Nosiče 2 nesoucí nástroje 4 se pohybují shodně jako nosiče 1 s uchycenými obrobky 3. V daném uspořádání je trajektorie 6 pohybu nosičů 2 nesoucích nástroje 4 také kružnice, jako trajektorie 5, a má poloměr r₃. Základní rychlost pohybu nosičů 2 nesoucích nástroje 4 po trajektorii 6 je dána v₃= Vir₃/ri. Na tuto rychlost se superponuje rychlost pohybů příslušného nástroje 4 vůči obrobku 3 při vlastních obráběcích operacích. Jde vlastně o složení velkého pohybu nástroje 4 vůči rámu a jeho malého pohybu vůči obrobku 3. Nosiče 1 s uchycenými obrobky 3 se vůči ^4^ rámu pohybují souvislým nepřerušovaným pohybem.

Vícevřetenový obráběcí stroj na obrobcích 3 provádí obráběcí operace A, B, C, D. Mezi obráběcí operace se obecně počítá i upnutí nového polotovaru a odejmutí hotového obrobku. Obráběcí operace A, B, C, D se uskuteční během pohybu míst 1 rychlostí vi v úhlech φ_Α, Φβ, Φε, ψο· Délky těchto úhlů odpovídají délce příslušné obráběcí operace, například obráběcí operace A trvá dobu ía⁼ ιτφα/vi. Když je obráběcí operace A ukončena, je nástroj 4,A vysunut nosičem 2 z řezu a do řezu přijde nástroj 4J3, který se tak stane nástrojem 4,B provádějícím obráběcí operaci B. Uchycený obrobek 3 se v tomto okamžiku přemístí z úhlu Φα do úhlu ψβ překročením hranice B. Vysunutý nástroj 4,A se přesune na trajektorii 7 a je přemísťován rychlostí v₂ na začátek úhlu Φα tak, aby po skončení operace D byl zasunut do řezu nově vloženého obrobku 3. Délce úhlů φ_Α, φ_Β, (pc, ψο odpovídá počet míst 1 s uchycenými obrobky 3 v příslušných úhlech Ψα, Φβ, Φε, Φϋ· Základní pravidlo je, že počet míst 1 s uchycenými obrobky 3, které obrábějí příslušné nástroje 4, pro provádění operace s delším časem operace je větší než počet míst 1 s uchycenými obrobky 3, které obrábějí příslušné nástroje 4, pro provádění operace s kratším časem operace. Počet míst 1 s uchycenými obrobky 3, které obrábějí příslušné nástroje 4, je obvykle určen zaokrouhlením vztahu na přirozené číslo.

Počet míst 1 s uchycenými obrobky pro operaci A = Φα/2π = (vitA)/(ri(tA+ ta+ tc+ ti>)) Rychlost v₂ přemísťování vysunutých nástrojů 4 pomocí nosičů 2 na trajektorii 7 na začátek příslušného úhlu je dán tak, aby čas potřebný pro návrat vysunutého nástroje 4 byl roven době obrábění příslušné operace. Tedy v₂= Γ₂φΑ/ΪΑ⁼Γ2νι/Γι.

Na obr. 2 je schematicky znázorněn okamžik při dokončení jednotlivých operací. V tomto okamžiku se nosiče 1 s obrobky 3 a nosiče 2 s nástroji 4 na trajektorii 6, které obrábějí příslušné obroky, s nimiž jsou v kontaktu, se přiblíží k čárkovaným hranicím A, B, C, D příslušných úhlů φ_Λ, Ψβ, Φε, Vd ve směru rychlosti v,. Současně se k těmto čárkovaným hranicím A, B, C, D přiblíží z druhé strany ve směru rychlosti v₂ po trajektorii 7 přesouvané nosiče 2 s nástroji 4, které neobrábějí, příslušné sousedním úhlům (tedy s nástroji ze sousedních úhlů). Například k hranici B se zprava přiblíží obrobek 3 obráběný nástrojem 4,A a současně se k hranici B zleva přiblíží přesouvaný nástroj 4,B na trajektorii 7. Obdobně k hranici C se přiblíží obrobek 3 obráběný nástrojem 4,B a přesouvaný nástroj 4,C na trajektorii 2, k hranici D se přiblíží obrobek 3 obráběný nástrojem 4,C a přesouvaný nástroj 4,D na trajektorii 2, k hranici A se přiblíží obrobek 3 obráběný nástrojem 4,D a přesouvaný nástroj 4,A na trajektorii 2· Na těchto schematických obrázcích předpokládáme pro jednoduchost navazování posloupnosti operací A, B, C, D v kruhu. První operace je upnutí polotovaru obrobku 3 a poslední operací je vyjmutí hotového obrobku 3 z obráběcího stroje.

Na obr. 3 je schematicky znázorněn další průběh činnosti obráběcího stroje. Během pohybu nosičů X s obrobky 3 přes hranice A, B, C, D jednotlivých úhlů Φα, Φβ, Φε, Φϋ ^senosiče 2 s nástroji 4 na trajektorii 6 vysunou ze záběru s příslušným obrobkem 3 až na trajektorii 2 ^a současně se přesunuté nosiče 2 s nástroji 4 na trajektorii 2 zasunou do záběru s příslušným obrobkem 3 na trajektorii 6. Například na hranici B se nástroj 4,A vysune ze záběru a nástroj 4,B se zasune do záběru. Dojde k výměně polohy nosičů 2 s nástroji 4 mezi trajektoriemi 6 a 2·

Na obr. 4 je schematicky znázorněno pokračování průběhu činnosti obráběcího stroje. Nosiče 2 s nástroji 4 zasunutými do záběru s obrobky 3 začnou obrábět a současně se pohybují po trajektorii 6 shodnou úhlovou rychlostí danou rychloiftUvi jako nosiče 1 s obrobky 3 na trajektorii 5. Nosiče 2 s nástroji 4 vysunutými ze záběru s obrobky 3 přestanou obrábět a současně se pohybují po trajektorii 7 shodnou, ale opačnou úhlovou rychlostí danou rychlostí v₂ než nosiče 1 s obrobky 3 na trajektorii 5. Tím je zahájen přesun těchto vysunutých nástrojů 4 na začátek příslušných úhlů φ_Α, Φβ, Φε, Φο ve směru rychlosti v₂.

Rychlosti vi a v₂ jsou takové, aby během pohybu v příslušném úhlu se obrobek 3 obrobil příslušnou operací a současně se přesouvaný nástroj přesunul v příslušném úhlu na jeho druhý konec.

Nezmiňujeme se o začátku obrábění obroků 3, kdy ve stroji je na počátku vložen do sekce A jeden první obrobek 3, probíhá operace pouze na tomto momentálně jediném obrobku 3. Po skončení operace se vloží druhý nový obrobek 3 a první obrobek 3 je v části provádění druhé operace B. Po skončení operace A na druhém výrobku 3 je vložen k operaci A třetí obrobek 3 a druhý obrobek 3 přejde do sekce operace B. Pak následně přecházejí obrobky 3 do dalších sekcí pro operace C a D a teprve po vložení osmého obrobku 3 je obráběcí stroj vytížen naplno, kdy provádějí operace všechny nástroje 2.

Na obr. 5 je schematicky znázorněna další varianta uspořádání vícevřetenového obráběcího stroje. Obrobky 3 a příslušné je obrábějící nástroje 4 se v průběhu jednotlivých obráběcích operací nepohybují. Po dokončení každé operace na obrobku 3 se nástroj 4, který operaci dokončil, přesune na trajektorii 7 a přesune se zpět rychlostí v₂na počátek příslušné operace pro přesunutí do řezu na nově vložený obrobek 3 pro provádění operace A nebo na obrobek 3 přesunutý ze skončené předchozí operace A, obdobně pro ostatní operace A, B, C, D. Rychlost v₂ je taková, aby přesun nástroje 4 po trajektorii 7 proběhl během doby potřebné pro provedení operace. Na tomto obr. 5 je znázorněno provádění jednotlivých obráběcích operací A, B, C, D a přesouvání nosičů 2 s nástroji 4,A, 4,B, 4,C, 4,D na trajektorii 7.

Na obr. 6 je schematicky znázorněn okamžik při dokončení jednotlivých operací. V tomto okamžiku se k obrobkům 3 přiblíží na trajektorii 2 nosiče 2 s přesouvanými nástroji 4. Například nosič 2 s nástrojem 4,B se přibližuje obrobku 3 s dokončovanou operací A pomocí nástroje 4,A v úhlu φ_Α, nosič 2 s nástrojem 4,C se přibližuje obrobku 3 s dokončovanou operací B pomocí nástroje 4,B v úhlu φθ, nosič 2 s nástrojem 4,D se přibližuje obrobku 3 s dokončovanou operací C pomocí nástroje 4,C v úhlu φο, nosič 2 s nástrojem 4,A se přibližuje obrobku 3 s dokončovanou operací D pomocí nástroje 4,D v úhlu φη·

Na obr. 7 je schematicky znázorněn další průběh činnosti obráběcího stroje. Nosiče 2 s nástroji 4 na trajektorii 6, které obráběly obrobky 3, se vysunou za záběru s příslušným obrobkem 3 až na trajektorii 7 a současně se přesunuté nosiče 2 s nástroji 4 na trajektorii 7 zasunou do záběru s příslušným obrobkem 3 na trajektorii 6. Například nosič 2 s nástrojem 4,A se vysouvá ze záběru s obrobkem 3 a nosič 2 s nástrojem 4,B se zasouvá do záběru s obrobkem 3 v úhlu Φα· nosič 2 s nástrojem 4,B se vysouvá ze záběru s obrobkem 3 a nosič 2 s nástrojem 4,C se zasouvá do záběru s obrobkem 3 v úhlu φ_Β, nosič 2 s nástrojem 4,C se vysouvá ze záběru s obrobkem 3 a nosič 2 s nástrojem 4,D se zasouvá do záběru s obrobkem 3 v úhlu φο, nosič 2 s nástrojem 4,D se vysouvá ze záběru s obrobkem 3 a nosič 2 s nástrojem 4,A se zasouvá do záběru s obrobkem 3 v úhlu φ₀.

Na obr. 8 je schematicky znázorněno pokračování průběhu činnosti obráběcího stroje.

6·^

Nosiče 2 s nástroji 4 zasunutými do záběru s obrobky 3 začnou obrábeTa nepohybují se po trajektorii 6. Nosiče 2 s nástroji 4 vysunutými ze záběru s obrobky 3 přestanou obrábět a současně se pohybují po trajektorii 7 rychlostí v₂ tak, aby se během provádění operace obrábění přesunuly k dalšímu dokončovanému obrobku 3. To lze znázornit pootočením čárkovaných hranic jednotlivých úhlů ve směru rychlosti v₂. Tím je zahájen přesun těchto vysunutých nástrojů 4 na začátek příslušných úhlů φ_Α, Φβ, Ψε, Φυ ve směru rychlosti v₂. Například nosič 2 s nástrojem 4,A na trajektorii 6, po které se však nepohybuje, nyní provádí obráběcí operace na obrobku 3 v rámci úhlu φ_Α, který na obr. 5-6 byl obráběn nástrojem 4,D v rámci úhlu φ₀· Obdobně nosič 2 s nástrojem 4,B na trajektorii 6, po které se však nepohybuje, nyní provádí obráběcí operace na obrobku 3 v rámci úhlu φ_Β, který na obr. 5-6 byl obráběn nástrojem 4,A v rámci úhlu φ_Α; nosič 2 s nástrojem 4,C na trajektorii 6, po které se však nepohybuje, nyní provádí obráběcí operace na obrobku 3 v rámci úhlu φο který na obr. 5-6 byl obráběn nástrojem 4,B v rámci úhlu φ_Β; nosič 2 s nástrojem 4,D na trajektorii 6, po které se však nepohybuje, nyní provádí obráběcí operace na obrobku 3 v rámci úhlu <pr>, který na obr. 5-6 byl obráběn nástrojem 4,C v rámci úhlu ψυNa obr. 9 je schematicky znázorněno další alternativní uspořádání vícevřetenového obráběcího stroje. Na rozdíl od uspořádání na obr. 1-8 je užito více nosičů 2 s nástroji 4 pro provádění operací B, C, D, kdy zvýšený počet nástrojů neprovádějících operaci obrábění je přesunuto během provádění operací obrábění na trajektorii 7, čímž se sníží doba přesunu, respektive je třeba menší rychlosti v₂, příslušného nosiče 2 s nástrojem 4 na začátek příslušného úhlu φ_Β, φο Φυ V daném případě je užito tolik nosičů s nástroji 4 vysunutých na trajektorii 7, kolik je nosičů 2 s nástroji 4 provádějících obráběcí operace na trajektorii 6.

Na obr. 10 je schematicky znázorněno další alternativní uspořádání vícevřetenového obráběcího stroje. Na rozdíl od uspořádání na obr. 1-4 vysunuté nosiče 2 s nástroji 4 na trajektorii 2 během svého návratu na začátek příslušného úhlu jsou užity pro obrábění na pohybujících se přídavných obrobcích 3 nesených nosiči 1 na trajektorii 8. Jde o jiné obrobky obvykle z jiného vícevřetenového obráběcího stroje, jejichž obrábění je užito pro vytížení i přesouvajících se nástrojů 4 na trajektorii 7. Tyto nosiče 1 s obrobky 3 se pohybují v daném případě na kruhové trajektorii rychlostí V3. Například nosič 2 s nástrojem 4,A během svého návratu na trajektorii 2 v rámci úhlu φ_Α provádí obráběcí operaci A na přídavném obrobku 3 pohybujícím se na nosiči 1 na trajektorii 8; nosiče 2 s nástroji 4,B během svého návratu na trajektorii 2 v rámci úhlu φ_Β provádějí obráběcí operace B na přídavných obrobcích 3 pohybujících se na nosičích 1 na trajektorii 8, nosiče 2 s nástroji 4,C během svého návratu na trajektorii 2 v rámci úhlu ψζ provádějí obráběcí operace C na přídavných obrobcích 3 pohybujících se na nosičích 1 na trajektorii 8; nosiče 2 s nástroji 4,D během svého návratu na trajektorii 2 v rámci úhlu φ_βprovádějí obráběcí operace D na přídavných obrobcích 3 pohybujících se na nosičích 4 na trajektorii 8. Toto uspořádání lze použít i pro stojící nosiče 1 s obrobky 3 na obr. 5-8.

Na obr. 11 je schematicky znázorněno další uspořádání vícevřetenového obráběcího stroje. Na rozdíl od uspořádání na obr. 1-10 jsou trajektorie 5, 6, 2 tvořeny nekruhovými trajektoriemi, které jsou dokonce neuzavřeny. Na obr. 11 máme místo úhlů φ_Α, φ_Β, Φε, Φο na obr. 1-10 jen oblasti pro provádění jednotlivých operací, například mezi hranicemi A a B se provádí operace A, mezi hranicemi B a C se provádí operace B, mezi hranicemi C a D se provádí operace C, a za hranicí D se prování operace D. Shodně jako na obr. 1 v oblasti operace A mezi hranicemi A a B se nosič 2 s nástrojem* 4,A* pohybuje po trajektorii 6 a provádí operaci A na obrobku 3 a nosič 2 s nástrojem 4,A se pohybuje po trajektorii 2 a vrací se na začátek oblasti pro operaci A. Obdobně v oblasti operace B mezi hranicemi B a C se nosiče 2 s nástroji 4,B pohybují po trajektorii 6 a provádějí operace B na obrobcích 3 a nosič 2 s nástrojem 4,B se pohybuje po trajektorii 7 a vrací se na začátek oblasti pro operaci B; v oblasti operace C mezi hranicemi C a D se nosiče 2 s nástroji 4,C pohybují po trajektorii 6 a provádějí operace C na obrobcích 3 a nosič 2 s nástrojem 4,C se pohybuje po trajektorii 7 a vrací se na začátek oblasti pro operaci C; konečně v oblasti operace D za hranicí D se nosiče 2 s nástroji 4,D pohybují po trajektorii 6 a provádějí operace D na obrobcích 3 a nosič 2 s nástrojem 4,D se pohybuje po trajektorii 7 a vrací se na začátek oblasti pro operaci D. Zde vztahy mezi rychlostmi vi a v₂, případně v₃ nejsou dány úhlovými rychlostmi na kruhových trajektoriích jako na obr. 1-10, ale podmínkami přesunu nástrojů během provedení příslušných obráběcích operací, kdy je užito více obráběných obrobků 3 pro delší operace než pro kratší operace. Toto uspořádání lze použít i pro stojící nosiče 1 s obrobky 3 jako na obr. 5-8. Toto uspořádání lze použít i pro obrábění na přídavných obrobcích 3 jako na obr. 10.

Na obr. 12 je schematicky znázorněno další uspořádání vícevřetenového obráběcího stroje. Na rozdíl od uspořádání na obr. 1-11 nejsou trajektorie 5, 6, 7 tvořeny jednou křivkou, ale mohou se větvit na paralelní trajektorie. Na obr. 12 se provádějí operace A, B, C, D, E, F o různých délkách, což vede na různý počet nosičů 1 s obrobky 3 a příslušných nosičů 2 s nástroji 4. Trajektorie 5, 6, 2 pro operaci A nejsou větvené, trajektorie 5 a 6 pro operaci B, C jsou větvené, ale trajektorie 2 není větvená, trajektorie 5, 6, 2 pro operaci D nejsou větvené, všechny trajektorie 5, 6, 2 pro operaci E jsou větvené, trajektorie 5, 6, 2 pro operaci F nejsou větvené. Při větvení trajektorií může počet větví odpovídat počtu nosičů 1 s obrobky 3 a příslušných nosičů 2 správě obrábějícími nástroji 4, jako je tomu u operací A, B, D, E, F, tedy na každé větvi je právě jeden nosič 1 s obrobkem 3 a nosič 2 s nástrojem 4. Na jednotlivých větvích však může být i více nosičů 1 s obrobky 3 a nosičů 2 s nástroji 4, jako je tomu u operace C. Totéž lze užít pro trajektorie 2 a jejich větve pro nosiče 2 s navracejícími se nástroji 4. Výhodou větvení je, že dráhy pro pohyb nosičů 1 nebo 2 jsou kratší.

Pokud je uveden souvislý pohyb, pak tato podmínka se realizuje řídícím systémem stroje a znamená pohyb s nenulovou rychlostí vůči rámu stroje po naprostou většinu doby činnosti stroje s možnou výjimkou několika okamžiků, kdy může dojít k zastavení pohybu s nulovou rychlostí. To však nastane jen v zanedbatelném zlomku času činnosti stroje. Rychlosti v_b v₂, v₃ mohou být obecně v různých úsecích a větvích různé. Pohyb zařízení je řízen počítačem.

Shora uvedené varianty se mohou kombinovat. Dále místo užití jednoho nosiče 2 s nástrojem 4 může být pro příslušnou obráběcí operaci užito více nosičů s nástroji 4, tedy jedna operace může být realizována více nástroji současně.

Nosiče 1 obrobků 3 jsou většinou vřetena, ale mohou to být obecnější zařízení pro upínání obrobků. Podobně obráběcí operace mohou být obecnější výrobní operace všeho druhu od tvarování přes manipulaci po montáž a kontrolu a další. Například uspořádání podle obr. 11 může nakonec představovat obecně celou výrobní linku.

Výhodou popsaných variant uspořádání vícevřetenového obráběcího stroje je, že souvislým pohybem nosičů 1 s obrobky 3 nedochází k čekání na jejich přesunutí mezi místy pro jednotlivé obráběcí operace a že užitím více obráběných óbřóbliú 3 pro delší operace než pro kratší operace nedochází k čekání na dokončení nejdelší operace jako u dosavadních řešení.

Claims

P ATENTO VÉNÁROKY ·^:·* “

1. Vícevřetenový obráběcí stroj pro provádění alespoň dvou různých operací na obrobku uchyceném v nosiči obrobku, kde pro každou operaci na obrobku je na obráběcím stroji uspořádán nástroj uchycený v nosiči nástroje, vyznačený tím, že počet nástrojů (4) na trajektorii (6) pro provádění operace s delším časem operace na obrobku (3) je větší než počet nástrojů (4) na trajektorii (6) pro provádění operace s kratším časem operace na obrobku (3).
2. Vícevřetenový obráběcí stroj podle nároku 1, vyznačený tím, že obrobky (3) na trajektorii (5) a nástroje (4) na trajektorii (6) provádějící operace se vůči rámu pohybují souvislým nepřerušovaným pohybem shodnou rychlostí vi v jednom směru, přičemž pohyb nosičů (2) s nástroji (4) přesunutých na trajektorii (7) je v opačném směru.
3. Vícevřetenový obráběcí stroj podle nároku 1, vyznačený tím, že obrobky (3) a nástroje (4) provádějící operace jsou vůči rámu v klidu, přičemž pohyb nosičů (2) s nástroji (4) přesunutých na trajektorii (7) je v opačném směru, než je posloupnost operací.
4. Vícevřetenový obráběcí stroj podle nároku 1 až 3, vyznačený tím, že nástroje (4) jsou uspořádány na kruhové trajektorii (6) a obrobky (3) na kruhové trajektorii (5).
5. Vícevřetenový obráběcí stroj podle nároku 1 až 3, vyznačený tím, že nástroje (4) jsou uspořádány na neuzavřené trajektorii (6) a obrobky (3) na neuzavřené trajektorii (5).
6. Vícevřetenový obráběcí stroj podle nároku 1 až 5, vyznačený tím, že nástroje (4) a obrobky (3) jsou uspořádány na více trajektoriích.
7. Vícevřetenový obráběcí stroj podle nároku 1 až 6, vyznačený tím, že nástroje pro stejnou operaci jsou uspořádány za sebou ve směru pohybu nosiče (2) nástrojů (4).
8. Vícevřetenový obráběcí stroj podle nároku 1 až 7, vyznačený tím, že najeden obrobek (3) je současně ve styku s více nástroji (4).
9. Vícevřetenový obráběcí stroj podle nároku 1 až 8, vyznačený tím, že nástroje (4) na trajektorii (7) jsou v pracovním záběru s přídavnými obrobky (3).
10. Vícevřetenový obráběcí stroj podle nároku 1 až 9, vyznačený tím, že pro každou operaci je vedle nástrojů (4) na trajektorii (6) provádějících danou operaci alespoň jeden další nástroj (4) na trajektorii (7).
11. Vícevřetenový obráběcí stroj podle nároku 10, vyznačený tím, že na trajektorii (7) je stejný počet nástrojů (4) pro danou operaci jako počet nástrojů pro tutéž operaci na trajektorii (6).
12. Vícevřetenový obráběcí stroj podle nároků 1-11, vyznačený tím, že alespoň jedna z trajektorií (5), (6), (7) má pro alespoň jednu z operací paralelní větve.