CZ245097A3 - Obráběcí stroj - Google Patents

Description

Obráběcí stroj

Oblast techniky

Vynález se týká obráběcího stroje, obsahujícího stojan, na němž jsou uspořádány dva vřeteníky, pohyblivé nezávisle na sobě na svislých vedeních.

Dosavadní stav techniky

Jsou známy obráběcí stroje, v nichž vřeteník vyjímá nástroje přímo z pohyblivého nebo pevného zásobníku, popřípadě je do něj vrací. U takových obráběcích strojů musí být vřeteník posouván do zásobníku nástrojů po úplném dokončení obrábění. V zásobníku se nástroje vymění a vřeteník je potom veden zpět k obrobku. Výměna nástrojů však probíhá značnou dobu, což je způsobeno nejen pohybem vřeteníku, avšak rovněž časovými ztrátami vznikajícími při zpomalování a zrychlování vřetena. V průběhu výměny nástrojů nemůže obráběcí stroj provádět obrábění.

V obráběcích strojích, které mají velký počet vřeten v revolverovém uspořádání, trvá oddálení vřetena od obrobku a přísun dalšího vřetena k obrobku včetně spojovacích a zrychlovacích procesů značnou dobu. Ačkoli v průběhu činnosti jednoho vřetena může být jiné vřeteno opatřeno novými nástroji, bude to znamenat uspořádání většího počtu vřeten. Tento přístup dále vyžaduje použití zásobníku nástrojů, který se posouvá k revolverovému systému umístěnému v pracovní poloze.

Obráběcí stroj, který představuje základ předvýznakové ···*»· * *· • · · · ·· ·· ·»* · *·«· · · · ·« ·· ·· ··· ··' _φ části nároku 1, je známý ze spisu JP 59-69242 A (Patent Abstracts of Japan M-317, 15. srpen 1984, svazek 8, č. 177). Tento obráběcí stroj je opatřen stojanem, na němž se ve svislém směru nezávisle na sobě pohybují dva vřeteníky. Každý vřeteník má přiřazený zásobník nástrojů uspořádaný nad ním, který se pohybuje společně s vřeteníkem. Přemísťování nástrojů ze zásobníku do příslušného vřeteníku se provádí otočným ramenem. Celý stojan obráběcího stroje se přemísťuje ve směru posuvu (směrem k nástroj i). Tento obráběcí stroj má výhodu v tom, že příslušný vřeteník může dosáhnout obrobku, zatímco na dalším vřeteníku může probíhat výměna nástrojů. Tímto způsobem se značně uspoří čas, protože pro výměnu nástrojů není zapotřebí žádné zvláštní doby.

Obráběcí stroj známý z patentu DD 263 725 Al obsahuje jediný vřeteník, který se přemísťuje na stojanu ve svislém směru. Tento vřeteník se navíc může pohybovat vodorovně ve svém podélném směru, aby se umožnila výměna nástrojů s použitím zásobníku nástrojů. Zásobník nástrojů je uspořádán před stojanem obráběcího stroje a nese různé nástroje na vodorůvně pohyblivých saních, takže každý nástroj může být přemístěn do předávací polohy pro převzetí vřeteníkem. Vodici dráha pro každý zásobník nástrojů musí být alespoň dvakrát delší než saně zásobníku nesoucího nástroje.

Úkolem vynálezu proto vylepšené konstrukce, který nástrojů.

je vytvořit umožní velmi obráběcí stroj rychlou výměnu

Podstata vynálezu

Uvedený úkol splňuje obráběcí stroj, obsahující stojan, na němž jsou uspořádány dva vřeteníky, pohyblivé nezávisle na sobě na svislých vedeních, podle vynálezu, jehož podstatou je, že každý vřeteník je navíc pohyblivý ve svém podélném směru na

	•	··	• · · ·	• · * · · • · ·
•	•
- 3 -	•	*	• ·	* * · ·	··· ·
	• ·	•	•	• · ·	* ·
	• ·	• «		«♦· ··	·· ·

stojanu vodorovně, přičemž na stojanu je uspořádán společný zásobník nástrojů pro oba vřeteníky, který je proveden jako oběžný zásobník tvořený oběžným nekonečným dopravním prostředkem, a přičemž každý vřeteník je pohyblivý do přebírací polohy pro převzetí nástroje ze zásobníku nástrojů.

U obráběcího stroje podle vynálezu jsou oba vřeteníky pohyblivé nezávisle na sobě na svislých vedeních na stojanu. Každý vřeteník je dále pohyblivý vodorovně ve svém podélném směru. Zatímco jeden vřeteník provádí obrábění obrobku prostřednictvím nástroje, druhý vřeteník se může pohybovat k zásobníku nástrojů, uložit starý nástroj a převzít nový nástroj. Když vřeteník provádějící obrábění skončí svou činnost, odsune se a vřeteník nesoucí nový nástroj se přisune k obrobku. Tímto způsobem je délka doby výměny nástroje po dokončení obráběcí operace omezena na délku doby, která je normálně zapotřebí pro přechod z jedné funkční polohy do druhé. Pro výměnu nástrojů tedy není zapotřebí téměř žádné nebo vůbec žádné přídavné doby. Výměna nástrojů může být provedena v průběhu asi jedné sekundy. Obrábění obrobku se provádí střídavě činností obou vřeteníků, přičemž vždy jeden vřeteník je aktivní pro obrábění obrobku, zatímco druhý vřeteník bud provádí výměnu nástrojů nebo čeká v pohotovostní poloze.

Zásobník nástrojů je určen pro oba vřeteníky a má dvě výměnné polohy, to znamená jednu výměnnou polohu pro každý vřeteník. Při automatickém ovládání zásobníku nástrojů se jednotlivé nástroje přemísťují do výměnné polohy pro příslušný vřeteník, pro nějž jsou určeny. Vřeteníky jsou vedeny za zásobníkem nástrojů tak, aby převzaly nástroj nacházející se ve výměnné poloze, a to provedením jednoduchého pohybu vpřed. Proto mezi zásobníkem nástrojů a vřeteníkem není zapotřebí žádných předávacích zařízení. Zásobník nástrojů má krátkou konstrukční délku a vysokou skladovací kapacitu pro nástroje, • · · · · · »· ···« • · · · · · 9 * ··· 9 9 9 9 9 9 9 9 « « • · · · ···«« _{V V} « přičemž oba vřeteníky jsou obsluhovány vodorovnou dolní větví oběžného zásobníku nástrojů, kde výměnné polohy jsou uspořádány ve stejné výšce.

Uspořádání dvou vřeteníků znamená oddělení sledu pohybů pro obrábění (hlavní operační čas) od pohybů pro výměnu nástrojů (pomocný operační čas). Střídavým používáním příslušného vřeteníku opatřeného novým nástrojem a jeho zrychlením na funkční frekvenci otáčení se prakticky eliminují neproduktivní pomocné operační časy. Vzhledem k efektu oddělení pohybů pro obrábění od pohybů pro výměnu nástrojů mohou být pohyby zahrnující výměnu nástrojů stanoveny tak, že se prakticky zabrání vzniku skoků a nárazů způsobených zrychlením, zejména při rozběhu a zpomalení vřetena vřeteníku v průběhu pohybů zásobníku nástrojů a při upínání nástrojů a v průběhu axiálního pohybu vřeteníku pro výměnu nástrojů. Tím se zvýší životnost mechanických a elektrických komponent.

Vřeteníky mohou být navrženy pro různý výkon, přičemž příslušný úkon je prováděn tím vřeteníkem, který je pro tento úkon vhodnější. Tak například jeden vřeteník může být dimenzován pro výkonnější obrábění nástroji, zatímco druhý vřeteník může většími brousicími být dimenzován pro použití vysokootáčkových brousicích nástrojů.

Další výhoda spočívá v tom, že funkčnost obráběcího stroje se zachová i v případě poruchy jednoho vřeteníku, ačkoli v tomto případě bude pro výměnu nástrojů delší doby. Dále je možné za určitých podmínek obrábět dva obrobky současně.

Stojan obráběcího stroje je s výhodou proveden jako portálový stojan tvořený dvěma svislými sloupky a křížovou hlavou. U tohoto uspořádání jsou vodicí dráhy vřeteníků umístěny na vzájemně přivrácených vnitřních stranách sloupků.

• · ♦ · · * «· ··*« • · · · ·*· · · • · · · *···« · * ·

Alternativně může být použit stojan, který sestává z jediného sloupku, a u něhož jsou vodicí dráhy hlav vřeteníků umístěny na vzájemně odvrácených vnějších stranách. Zásobník nástrojů je uspořádán v předsunuté poloze na přední straně stojanu.

Zásobník nástrojů je s výhodou uspořádán na horním konci stojanu, ačkoli může být rovněž uspořádán na jeho dolním konci, například v dolní části stroje. Jestliže je zásobník nástrojů uspořádán na horním konci stojanu, bude větší výška znamenat obtížnější vkládání a vyjímání nástrojů ze zásobníku nástrojů. Podle výhodného provedení vynálezu může být zásobník nástrojů otočný kolem osy uspořádané u jednoho z jeho konců, přičemž natočením zásobníku nástrojů se sníží jeho druhý konec do vkládací polohy pro vkládání nástrojů.

Obráběcí stroj s výhodou obsahuje držák obrobku, který se přemísťuje kolmo k podélnému směru vřeteníků ve vodorovném směru. Obráběcí stroj tohoto typu tvoří samostatnou obráběcí jednotku. Integrací držáku obrobku do výrobní linky může být stroj rovněž použit jako flexibilní pracoviště v linkovém výrobním systémů.

Řízení obráběcího stroje se s výhodou provádí zcela numericky, což znamená, že všechny pohyby vřeteníků, zásobníku nástrojů a držáku obrobku, jsou řízeny podle předem stanoveného programu a jsou navzájem koordinovány, takže všechny pohyby se provádějí automaticky.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále blíže objasněn na příkladech provedení podle přiložených výkresů, na nichž obr. 1 znázorňuje v perspektivním pohledu v částečném řezu obráběcí stroj podle vynálezu, obr. 2 v bokorysu obráběcí stroj, jehož horní část a

zásobník nástrojů jsou znázorněny v řezu, a obr. 3 detail z obr. 1 se zásobníkem nástrojů natočeným dolů do vkládací polohy.

Příklady provedení vynálezu obráběcí stroj stojan 10, Stojan 10 je vytvořen jako svislé sloupky 12, uspořádané horní konce jsou navzájem

Podle obr. 1 obsahuje vystupující z podstavce 11. portálový stojan, který má dva ve vzájemném odstupu, jejichž spojeny křížovou hlavou 13.

Na vzájemně přivrácených vnitřních stranách sloupků 12 jsou uspořádána svislá vedení 14 pro příslušné svisle pohyblivé saně 15. Každé saně 15 mají vodorovné vedení pro vodorovný pohyb vřeteníku 16, 17. V každém vřeteníku 16., 17 je uspořádána hnací jednotka pro pohon vřetena 18., které vystupuje z předního konce vřeteníku 16, 17 a obsahuje část pro upnutí nástroje.

Před stojanem 10 je na podstavci 11 uspořádán držák 20 obrobku způsobem umožňujícím přemísťování na vodorovném vedení 21 kolmo k podélnému směru vřeteníků 16., 17. Směr pohybu držáku 20 obrobku je označen jako směr X, svislý směr je označen jako směr ¥ a délkové rozložení vřeteníků 16., 17 je uspořádáno ve směru Z.

U znázorněného provedení se držák 20 obrobku pohybuje výlučně ve směru X. Pohyby ve směrech Y a Z jsou prováděny příslušným vřeteníkem 16, 17.

Držák 20 obrobku může být opatřen otočným stolem, otočným zařízením, zařízením pro upnutí palety, zařízením pro výměnu palet nebo podobné. Je zapotřebí, aby držák 20 obrobku upnul a umístil obrobek přesně definovaným způsobem.

Na křížové hlavě 13 jsou uspořádány hnací jednotky 22. 23 pro provádění svislých pohybů vřeteníků 16, 17. Vřeteníky 16, 17 se přemi stu jí jednotlivě nezávisle na sobě ve směrech Y a Z. Když se například druhý vřeteník 17 účastní obrábění obrobku, první vřeteník 16 se muže pohybovat do přebírací polohy UP pro výměnu nástrojů.

Zásobník 24 nástrojů je uspořádán v předsunuté poloze, to jest v poloze před stojanem 10, v pevné výšce na stojanu 10. Zásobník 24 nástrojů je tvořen oběžným nekonečným dopravním prostředkem, například řetězem, který provádí nekonečný pohyb ve svislé rovině a je opatřen ven vystupujícími úložnými jednotkami 25 pro uložení nástrojů. Zásobník 24 nástrojů má podlouhlý tvar, přičemž úložné jednotky 25, které vystupují z vodorovné dolní větve, mohou spolupracovat s vřeteníky 16. 17. Úložné jednotky 25 jsou opatřeny uchopovacími rameny pro zachycení příslušného nástroje 26.

Jak je znázorněno na obr. 2, může se první vřeteník 16 přemístit nahoru do přebírací polohy UP za zásobníkem 24 nástrojů. Táto přebírací poloha UP jě horní koncovou polohou prvního vřeteníku 16 ve směru Y a současně zadní koncovou polohou ve směru Z. V přebírací poloze UP je vřeteno 18 v axiálním zákrytu za nástrojem 26, který se nachází ve výměnné poloze WP ve vodorovné dolní větví zásobníku 24 nástrojů. Když se první vřeteník 16 poněkud přemístí z přebírací polohy UP ve směru Z, první vřeteník 16 uchopí zadní konec nástroje 26 upínací částí vřetena 18. Současně se nástroj 26 ve vřetenu 18 upne. Potom se první vřeteník 16 pohybuje dolů a přitom vyjme nástroj 26 ze zásobníku 24 nástrojů. Ve výšce své dolní větve má zásobník 24 nástrojů dvě výměnné polohy WP, z nichž každá je určena pro příslušný vřeteník 16, 17.

Pro snadnější manuální vkládání nástrojů 26 do zásobníku 24 nástrojů, uspořádaného na horním konci stojanu 10, se může

*9 9 · 99 · · • 9 · · · >·· 9· φ· » zásobník 24 nástrojů natočit kolem osy 30 otáčení, která je vodorovná, a která je na obr. 1 znázorněna jen schematicky. Osa 30 otáčení je uspořádána u jednoho konce podlouhlého zásobníku 24 nástrojů. Po otočení zásobníkem 24 nástrojů kolem osy 30 otáčení zaujme zásobník 24 nástrojů polohu znázorněnou na obr. 3, v níž byl jeho konec 24a natočen směrem dolů. To znamená, že nástroje 26 u dolů natočeného konce 24a jsou snadno přístupné. Pro otáčení zásobníku 24 nástrojů je na křížové hlavě 13 uspořádán válec 31. Řetěz zásobníku 24 nástrojů je poháněn numericky řízenou hnací jednotkou, takže jednotlivé úložné jednotky 25 pro uložení nástrojů 26 se mohou pohybovat do požadované polohy.

Zásobník 24 nástrojů je zakryt krytem 32 připojeným k hornímu konci stojanu 10 a otevřeným pouze směrem dolů.

Claims (4)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Obráběcí stroj, obsahující stojan (10), na němž jsou uspořádány dva vřeteníky (16, 17), pohyblivé nezávisle na sobě na svislých vedeních (14), vyznačující se tím, že každý vřeteník (16, 17) je navíc pohyblivý ve svém podélném směru na stojanu (10) vodorovně, přičemž na stojanu (10) je uspořádán společný zásobník (24) nástrojů pro oba vřeteníky (16, 17), který je proveden jako oběžný zásobník tvořený oběžným nekonečným dopravním prostředkem, a přičemž každý vřeteník (16, 17) je pohyblivý do přebírací polohy (UP) pro převzetí nástroje (26) ze zásobníku (24) nástrojů.
2. 2. Obráběcí stroj podle nároku 1,vyznačuj ící se t í m, že zásobník (24) nástrojů je uspořádán v pevné výšce na horním konci stojanu (10).
3. 3. Obráběcí stroj podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že zásobník (24) nástrojů má podlouhlý tvar a je otočný kolem osy (30) otáčení uspořádané u jednoho jeho konce pro snížení jeho druhého koňce dó vkládací polohy.
4. 4. Obráběcí stroj podle jednoho z předcházejících nároků 1 až 3,vyznačující se tím, že před stojanem (10) je uspořádán držák (20) obrobku, který je přemístitelný vodorovně kolmo k podélnému směru vřeteníků (16, 17).