CZ299562B6 - Retezový zásobník nástroju - Google Patents

Abstract

Retezový zásobník nástroju je tvorený jednotlivými retezovými clánky, pricemž každý retezový clánekje opatren výkyvne uloženým držákem (1) nástroju ustavitelným do dvou navzájem kolmých rovin. V bocnici (4) retezového clánku nosného retezu, nesoucíjednotlivé držáky (1) nástroju a vedené v rámu (18) zásobníku nástroju pomocí vodicích kladek (14) je vytvoreno stupnovité vybrání (10) v jehož svislých stenách, rovnobežných s osou retezového cepu (6), jsou usporádány ložisková pouzdra (15). V ložiskových pouzdrech (15) je uložen závesný cep (9), na kterém je prostrednictvím pera (3) uložen jednak držák (1) nástroje a jednak v jeho vidlici (1.1)usporádaný pastorek (2). Ve spodní cásti stupnovitého vybrání (10) je uložena ozubená tyc (5) orientovaná vuci pastorku (2) a uložená na kluzném vedení (8) usporádaném na rámu (18) retezového zásobníku.

Description

Vynález se týká řetězového zásobníku nástrojů umožňujícího zajištění plynulé výměny nástrojů ve dvou navzájem kolmých rovinách s přímým vytažením nástroje z úložného místa prostřednictvím vřetene stroje.

Dosavadní stav techniky

V technologickém procesu obrábění dílců, na obráběcích strojích, pracujících v automatickém cyklu, zejména na obráběcích centrech, vzniká vzhledem k jejich různé složitosti nutnosti vymě15 ňovat automaticky v průběhu obrábění každého dílce obráběcí nástroje. Pro zajištění plynulosti technologického procesu obrábění jsou obráběcí nástroje vzhledem k jejich množství a četnosti jejich výměny pro tento účel ukládány v zásobnících nástrojů. Jsou známy různé typy zásobníků nástrojů. Jedním ze známých řešení je uložení nástrojů na k tomu účelu uzpůsobené paletě. Výměna takto uložených nástrojů je prováděna pomocí různých jednoúčelových manipulátorů, popř. speciálních, k tomu určených průmyslových robotů. Nevýhodou tohoto řešení je jeho značná složitost, protože obráběcí pracoviště musí být osazeno dalším složitým mechanizmem pro dopravu nástrojů ze zásobníku do obráběcího stroje. Toto řešení uložení a výměny nástrojů klade rovněž vysoké nároky na seřízení a sladění práce obráběcího stroje s manipulátorem nebo průmyslovým robotem pro dosažení optimalizace technologického procesu obrábění. Neméně pod25 statnou nevýhodou tohoto způsobu jsou také značné nároky na prostorovou zástavbu takovéhoto pracoviště. Dalším známým řešením je uložení nástrojů pomocí talířového zásobníku nástrojů, sestávajícího z talíře zásobníku nástrojů v vytvořenými nástrojovými lůžky a upínacích pružin. Nástroje jsou v zásobníku uloženy prostřednictvím upínacích pružin a středících destiček, zajišťujících potřebnou tuhost upnutí a správnou polohu držáku nástrojů v talíři. Toto konstrukční řešení uchycení držáku nástrojů v zásobníku však není dostatečně pružné, protože vlivem časté výměny nástrojů dochází k častému praskání upínacích pružin a při jejich výměně je nutno demontovat celý upínací systém. Nevýhodou těchto řešení jsou také vysoké požadavky na vystředění držáku nástrojů v nástrojovém lůžku talířového zásobníku nástrojů a vymezení a zajištění jeho požadované polohy, zejména z hlediska zabezpečení správné a bezpečné výměny nástroje.

Další nevýhodou je také jejich omezená kapacita, která je dána průměrem použitého talíře. Neméně podstatnou nevýhodou je také to, že vzhledem ke své konstrukci a způsobu výměny nástrojových jednotek musí být nedílnou součástí pracovního prostoru obráběcího stroje, čímž značně snižují jeho velikost a využitelnost pro technologické operace. Dalším používaným typem zásobníku nástrojů je řetězový zásobník nástrojů. Nástroje jsou uloženy prostřednictvím různých typů držáků, popř. nástrojových kazet na nekonečném nosném řetězu. Vlastní výměna nástrojů mezi vřetenem obráběcího stroje a zásobníkem během obráběcího cyklu je prováděna pomocí dalšího přídavného manipulátoru, nebo manipulačního zařízení umístěného např. na portálovém pojezdu. Nevýhodou tohoto řešení je nutnost osazení obráběcího stroje dalším přídavným manipulačním zařízením, což značně zvyšuje složitost celého obráběcího pracoviště a klade vysoké požadavky na celkové seřízení stroje v souladu s uplatněnou technologií obráběcího procesu. Neméně podstatnou nevýhodou je také náročnost na prostorovou zástavbu takovéhoto obráběcího pracoviště. Pro současný stav techniky je tedy charakteristické používání nejrůznějších druhů zásobníků nástrojů s manipulátorem, který provádí vlastní přesun nástrojů do pracovního vřetene stroje nebo do jeho nástrojového adaptéru. Pro odstranění nutnosti používání přídavného mani50 pulátoru a zabezpečení možnosti uplatnění principu přímého předávání nástroje ze zásobníku nástroje do vřetene stroje, jsou uplatňována řešení řetězových zásobníků jejichž nástrojové držáky mají možnost ustavení do dvou rovin. Změna polohy nástrojového držáku je umožněna jejich uložením na pružných ramenech. Toto uspořádání zvětšuje nepřiměřeně hmotnost vlastního nosného řetězu zásobníku. Proto se začala používat řešení s výkyvným uložením držáku nástrojů,

-1 CZ 299562 B6 jejichž výkyvný pohyb je odvozen od ozubené tyče uložené v ovládací stanici. Ozubená tyč je uváděna do záběru s ozubeným pastorkem uloženým společně s držákem nástrojů na závěsném čepu. Nevýhodou tohoto řešení je velký klopný moment vznikající od nástrojů uložených v držáku a nepodepřený volný konec při vysunutí ozubené tyče do záběru. Z uvedených důvodů není toto řešení vhodné pro nástroje o velké hmotnosti.

Podstata vynálezu

Uvedené nedostatky stávajících řetězových zásobníků nástrojů s výkyvné uloženým držákem nástrojů uspořádaném společně s ozubeným pastorkem na závěsném čepu řeší řetězový zásobník nástrojů pro obráběcí stroje podle vynálezu, u kterého je závěsný čep uložen ve vybrání řetězového článku. Závěsný čep je uložen prostřednictvím ložiskových pouzder, uspořádaných ve svislých stěnách vybrání, které jsou rovnoběžné s osou řetězového čepu.

Podstatné je také to, že každá bočnice řetězového článku je na straně odvrácené od uložení ozubené tyče v rámu řetězového zásobníku opatřena konzolou, ve které je uspořádána dvojice opěrných šroubů. Dosedací plocha opěrných šroubů je orientována vůči držáku nástrojů a rovina tvořena dosedacími plochami opěrných šroubů je rovnoběžná s rovinou tvořenou vedením ozube20 né tyče a dnem stupňovitého vybrání bočnice řetězového článku.

S výhodou lze na rám řetězového zásobníku uspořádat horní konzolu opatřenou dvojicí dorazových šroubů. Rovina tvořená dosedacími plochami dorazových šroubů je rovnoběžná s rovinou tvořenou osamí řetězových čepů.

Pokrok dosažený konstrukčním řešením řetězového zásobníku nástrojů podle vynálezu oproti dosud používaným konstrukcím spočívá v tom, že otočný čep, prostřednictvím kterého se provádí otáčení držáku nástrojů je uložen otočně v bočnici tak, že osa závěsného čepu prochází spojnicí středů vodicích kladek a řetězových čepů, čímž se podstatně sníží zatížení řetězových článků od uložených nástrojů.

Pokrok dosažený konstrukčním řešením řetězového zásobníku nástrojů podle vynálezu spočívá také v tom, že přesnějším uložením posuvné ozubené tyče, sloužící pro přesné ustavení polohy jednotlivých držáků nástrojů, v okamžiku jejího záběru je dosaženo plynulejšího ustavení polohy bez vzniku rázů a tím je dosaženo prodloužení životnosti řetězového zásobníku.

Přehled obrázků na výkresech

Řetězový zásobník nástrojů podle vynálezu je zobrazen na přiložených výkresech, kde na obr. 1 je znázorněno uložení držáku nástroje v článku řetězu řetězového zásobníku v podélném řezu, na obr. 2 je znázorněno uložení závěsného čepu, osazeného držákem nástrojů a pastorkem v bočnici řetězového článku v podélném řezu a na obr. 3 je znázorněno uložení vodicích kladek na řetězových čepech, včetně dorazových šroubů.

Příklady provedení vynálezu

Řetězový zásobník nástrojů s nosným řetězem je tvořen jednotlivými řetěz články, vzájemně spojenými řetězovými čepy 6. Na řetězových čepech 6 jsou uloženy pojezdové kladky 7. Jednotlivé řetězové články jsou opatřeny výkyvné uloženým držákem I nástrojů ustavitelným do dvou navzájem kolmých rovin. Bočnice 4 řetězových článků nosného řetězu, nesoucí jednotlivé držáky I nástrojů jsou v rámu 18 řetězového zásobníku vedeny pomocí vodicích kladek 14. V bočnicích 4 řetězového článkuje vytvořeno stupňovité vybrání 10, v jehož svislých stěnách, které jsou rov-2CZ 299562 B6 noběžné s osou řetězového čepu 6, jsou uspořádány ložisková pouzdra J_5. V ložiskových pouzdrech 15 je uložen závěsný čep 9, na kterém je prostřednictvím pera 3 uložen držák I nástroje opatřený vidlicí 1.1. Ve vidlici 1.1 držáku 1 nástroje je uspořádaný pastorek 2. Ve spodní části stupňovité vybrání 10 bočnice 4 je uložena ozubená tyč 5, která je orientovaná vůči pastorku 2 a uložená na kluzném vedení 8 uspořádaném na rámu 18 řetězového zásobníku. Bočnice 4 řetězového článkuje na straně odvrácené od uložení ozubené tyče 5 v rámu J_8 řetězového zásobníku opatřena konzolou 1_1· V konzole lije uspořádána dvojice opěrných šroubů 12. Dosedací plocha opěrných šroubů 12 je orientována vůči držáku nástroj 1. Rovina, tvořená dosedacími plochami opěrných šroubů 12 je rovnoběžná s rovinou tvořenou vedením 8 ozubené tyče 5 ío a dnem stupňovitého vybrání 10, vytvořeného v boěnici 4 řetěz článku. Na rámu j_8 řetězového zásobníku je uspořádána horní konzola 16. Horní konzola 16 je opatřena dvojicí dorazových šroubů 17. Rovina tvořená dosedacími plochami dorazových šroubů 17 je rovnoběžná s rovinou tvořenou osami řetězových čepů 6.

Řetězový zásobník nástrojů podle vynálezu je plně ovládán řídícím systémem konkrétního obráběcího stroje a jeho funkce je plně podřízena technologickému postupu, přesně určujícímu sled jednotlivých technologických operací obrábění při výrobě konkrétní součásti.

Vlastní funkce řetězového zásobníku nástrojů podle vynálezu spočívá v tom, že řetězový článek, osazený příslušným nástrojem podle druhu prováděné technologické operace dané technologickým postupem výroby, uloženým v držáku najede prostřednictvím soustavy pojezdových kladek 7, uložených v boěnici 4 a vodicích kladek 14, uložených na řetězových čepech 6, pohybujících se po pojezdové dráze 13 do výměnné polohy. Držák nástrojů 1 se nachází ve svislé poloze, tzv. základní poloze, vodorovné s osou vřetene obráběcího stroje. Přesnost polohy a bezpečnost zaaretování držáku I nástroje je v základní poloze dosažena prostřednictvím obvodového ozubení pastorku 2 a ozubené tyče 5, které jsou vzájemně v záběru a dorazových šroubů 17, uložených v horní konzole 16, uspořádané na rámu 18 řetězového zásobníku nástrojů.

Držák nástroje I je v místě uložení v řetězovém článku opatřen vidlicí 1.1 a uložen prostřednict30 vím pera 3 na závěsném čepu 9, který je v každém řetězovém článku řetězového zásobníku nástrojů usazen otočně v ložiskových pouzdrech 15. Ozubení ozubené tyče 5, vytvořené na jejím povrchu je v záběru s obvodovým ozubením pastorku 2, jež je ustaven ve vidlici držáku 1 nástroje a současně rovněž prostřednictvím pera 3 uložen na závěsném čepu 9.

Výměna nástroje probíhá tak, že na základě impulzu řídicího systému obráběcího stroje dojde k vysouvání ozubené tyče 5, pohybující se po kluzném vedení 8 směrem od ozubeného pastorku 2. Posun ozubené tyče 5 je naprogramován tak, aby jeho vlivem bylo zabezpečeno pootočení pastorku 2 o 90°.

Vysouváním ozubené tyče 5 dochází k uvolnění zaaretovaného držáku 1 nástroje a prostřednictvím otáčení pastorku 2 k jeho postupnému přesouvání ze svislé základní polohy do polohy vodorovné, tzv. pracovní. Přesnost pracovní polohy držáku i nástroje vymezena polohou ozubené tyče 5 vůči pastorku 2 a opěrnými šrouby 12, uloženými v konzole li, ustavené v boěnici 4, na straně odvrácené od uložení ozubené tyče 5, na které držák i nástroje při sklápění z polohy svislé (základní) do polohy vodorovné (pracovní) dosedne. Tím jsou vytvořeny veškeré předpoklady pro provedení správného a přesného uložení nepotřebného, popřípadě odebrání požadovaného nástroje nástrojovou hlavou obráběcího stroje.

Je-li výměna nástroje úspěšně provedena, dojde na základě impulzu řídicího systému obráběcího stroje k posunu ozubené tyče 5 po kluzném vedení 8 směrem k pastorku 2. Při postupném posouvání ozubené tyče 5 dochází prostřednictvím ozubení ozubené tyče 5 a obvodového ozubení pastorku 2 k jeho otáčení. Otáčení pastorku 2 má za následek, současné přesouvání držáku I nástroje z polohy vodorovné (pracovní) do polohy svislé (základní), až do doby jeho dosednutí

-3 CZ 299562 B6 na dorazové šrouby 17, čímž dojde k zaaretování držáku i nástroje v základní poloze. Tím je výměna nástroje ukončena.

Průmyslová využitelnost

Řetězový zásobník nástrojů podle vynálezu lze prakticky využít u všech numericky řízených obráběcích strojů, vyžadujících uskutečnění výměny nástrojových jednotek nebo nástrojů mezi vřetenem stroje a zásobníkem systémem přímého napichování ve dvou navzájem kolmých polo10 hách.

Claims (2)

15 PATENTOVÉ NÁROKY

1. Řetězový zásobník nástrojů s nosným řetězem, jehož jednotlivé řetězové články jsou vzájemně spojeny řetězovými čepy ve kterých jsou uloženy pojezdové kladky, a opatřený výkyvné

20 uloženým držákem nástrojů ustavitelným do dvou navzájem kolmých rovin a ovladatelným ozubenou tyčí, přičemž bočnice řetězových článků nosného řetězu, nesoucí jednotlivé držáky nástrojů, jsou v rámu zásobníku vedeny pomocí vodicích kladek a jednotlivé držáky nástrojů jsou uloženy na závěsném čepu společně s ozubeným pastorkem zabírajícím s ozubenou tyčí, vyznačující se tím, že závěsný čep (9) je uložen ve vybrání (10) řetězového článku,

25 a to prostřednictvím ložiskových pouzder, uspořádaných ve svislých stěnách vybrání (10), které jsou rovnoběžné s osou řetězového čepu (6).

2. Řetězový zásobník nástrojů podle nároku 1, vyznačující se tím, že bočnice (4) řetězového článkuje na straně odvrácené od uložení ozubené tyče (5) v rámu (18) řetězového

30 zásobníku opatřena konzolou (11), ve které je uspořádána dvojice opěrných šroubů (12), přičemž dosedací plocha opěrných šroubů (12) je orientována vůči držáku nástrojů (1) a rovina tvořena dosedacími plochami opěrných šroubů (12) je rovnoběžná s rovinou tvořenou vedením (8) ozubené tyče (5) a dnem stupňovitého vybrání (10) v bočnici (4) řetězového článku.

35 3. Řetězový zásobník nástrojů podle nároků 1 anebo 1 a 2, vyznačující se tím, že na rámu (18) řetězového zásobníku je uspořádána horní konzola (16) opatřená dvojicí dorazových šroubů (17), přičemž rovina tvořená dosedacími plochami dorazových šroubů (17) je rovnoběžná s rovinou tvořenou osami řetězových čepů (6).