CZ421189A3 - Zařízení pro natáčení a zajištění polohy nástrojové hlavy - Google Patents

Abstract

Zařízení obsahuje planetový převod polohování nástrojové hlavy (6), jehož část tvořená vnitřním ozubením (7) válcového mezikruží (8) vnitřním ozubením (5) nástrojové hlavy (6) a planetovým soukolím (4), vytváří diferenciální otáčky pro otáčení nástrojové hlavy (6) nebo pro otáčení válcového mezikruží (8), jehož prostřednictvímje ovládáno radiální nebo axiální provedení uvolňovacího a zajišfovacího ústrojí hlavy (6), tvořené soustavou čepů a kladek pohybujících se ve vačkových drážkách a pružně uložených aretačních těles (15) zapadajících do dvousměmé rohatky (22)

Description

Vynález se týká elektromechanického zařízení pro natáčení a zajištění polohy nástrojové hlavy, využívaného zejména u soustružnických, číslicově řízených obráběcích strojů.

Známá a dosud používaná zařízení pro natáčení a zajištění polohy nástrojové hlavy u poloautomatických, automatických soustružnických obráběcích strojů a obráběcích center využívají ke své činnosti elektrické nebo hydraulické motory s mechanismy uvolňování a upínání nástrojových hlav.

Přetáčení nástrojové hlavy do požadované polohy se provádí různými typy čelně ozubených kol, ozubených hřebenů, které ve spojení s přesouvacími a rotačními přetáčecími mechanismy polohují nástrojovou hlavu na obráběcím stroji. Ústrojí pro odjištění a zajištění polohy nástrojové hlavy jsou tvořena kombinací vaček se západkami, aretačními členy nebo čelními zubovými spojkami s vazbou na natáčecí mechanismus nástrojové hlavy. Příkladem takového provedení je zařízení pro natáčení nástrojové hlavy obráběcího stroje využívajícího převodu do pomala soustavou vhodně uspořádaných ozubených kol. S hnacím hřídelem jsou spojeny v kolmém směru čepy, na nichž jsou uspořádány dvojí kladky. Jedny kladky jsou v pracovním styku s povrchem odpruženého kotouče volné části zubové spojky, vytvořeným jako vačka. Druhé kladky ovládají odpružené západky, které jsou posuvně uložené v otvorech kotouče volné části zubové spojky proti pevné rohatce s odpovídajícími zářezy.

Jako polohovacího prvku se rovněž používá zařízení sestávající z mechanismů ovládaných maltézským křížem.

Všechny tyto dosud znémé mechanismy jsou poměrně složité a zabírají značný prostor v exponované části obráběcího stroje.

V uvedených řešeních se vysouvá nástrojová hlava před natáčením ze zajištěné polohy, odjíždí od obráběného materiálu o hodnotu.

vysunutí nástrojové hlavy, čímž se prodlužuje doba pro nové najetí nástrojové hlavy do obráběné polohy. Zařízení zcela nesplňují požadavky na ně kladené, jimiž jsou zejména přesnost polohování, jednoduchost konstrukčního provedení se spolehlivým a rychlým natáčením nástrojové hlavy o jednu či více poloh oběma směry, při minimálních výrobních nákladech.

Uvedené nevýhody dosud používaných řešení jsou odstraněny zařízením podle vynálezu. Podstata zařízení pro natáčení a zajištění polohy nástrojové hlavy spočívá v tom, že část planetové převodovky tvořená planetovým soukolím a vnitřním ozubením válcového mezikruží a vnitřním ozubením nástrojové hlavy je společnou součástí nástrojové hlavy, přičemž záběrem planetového soukolí s vnitřním ozubením nástrojové hlavy a válcového mezikruží dochází ke vzniku diferenciálních otáček, jejichž prostřednictvím se provádí ovládání strojních uzlů pro odjištění nástrojové hlavy, její následné natáčení a zajištění v požadované poloze.

Radiální způsob zajišťování a odjišťování polohy nástrojové hlavy využívající natáčení válcového mezikruží a v něm umístěném čepů a vačkových drážek umožní podle smyslu otáčení válcového mezikruží uvolnění pravých či levých odpružených západek a současně uvolnění suvně uložených aretačních těles pomocí odvalujících se kladek ve vačkových drážkách, spojených táhly s aretačními tělesy, jejichž počet činí vzhledem k zachycování dynamických účinků a vystředění nástrojové hlavy nejméně tři. Zastavením pohybu odvalujících se kladek ve vačkových drážkách při dosažení jejich krajních poloh je znemožněno další natáčení válcového mezikruží. Proces uvolňování nástrojové hlavy je tím ukončen a vlivem diferenciálních otáček, jež jsou důsledkem silových poměrů vznikajících při záběru planetového soukolí s vnitřním ozubením válcového mezikruží a nástrojové hlavy je natáčena nástrojová hlava do požadované polohy s přeskakováním nepředvolených odpružených západek. Změnou smyslu otáček asynchronního elektromotoru, po dosažení žádané polohy nástrojové hlavy, je uveden do činnosti upínací mechanismus, kdy nepředvolenými odpruženými západkami je nejdříve zastaven otáčivý pohyb nástrojové hlavy a natáčením čepů válcového mezikruží se uvolní předvolené odpružené západky, přičemž pohybem kladek z krajních do středových poloh vačkových drážek je dosaženo zajištění polohy nástrojové hlavy suvně uloženými aretačními tělesy.

Axiální způsob zajišťování a odjištování polohy nástrojové hlavy využívající ke své funkci rovněž vzniku diferenciálních otáček při záběru planetového soukolí s vnitřním ozubením

- 3 nástrojové hlavy a vnitřním ozubením válcového mezikruží je tvořen kruhovou výsečí opatřenou z jedné strany zuby zapadajícími současně do zubové spojky točící se s nástrojovou hlavou a do zubové spojky pevně spojené s válcovým tělesem. Druhá strana válcové výseče je opatřena vačkou, po které se pohybující kladky provedou zasunutí či vysunutí zubů ze zubových spojek. Kladky jsou otočně uložené na čepech unášených válcovým mezikružím a dosednutím kladek na pravé či levé odpružené západky v

zapadající do obousměrné rohatky je ovládán mechanismus uvolňování nástrojové hlavy.

Předností zařízení podle vynálezu je jednoduchost provedení, provozní spolehlivost s optimální životností. Nástrojová hlava se při odjišťování a zajišťování polohy axiálně nevysouvá, čímž se zkrátí časy při přestavování nástrojů do řezu. Natáčení nástrojové hlavy je obousměrné, přesné a rychlé, probíhá plynule o libovolný počet poloh vždy nejkratší cestou. Nízkým počtem vyráběných dílců, z nichž je nástrojová hlava složena, prostorovou nenáročností a vestavením zařízení do tělesa nástrojové hlavy je zařízení ekonomicky výhodné.

Na připojených výkresech je schematicky znázorněn příklad provedení zařízení podle vynálezu, kde obr. 1 představuje podélný řez a obr. 2 bokorys zařízení pro natáčení a zajištění polohy nástrojové hlavy s radiálním uspořádáním zajišťování a uvolňování polohy, na obr. 3 je zobrazen podélný řez, s bokorysem na obr, 5 a obr. 4 představuje částečný řez podle roviny A-A obr. 3 s axiálním mechanismem zajišťování a uvolňování nástrojové hlavy.

Ke statické části válcového tělesa 1. je připevněn asyn- . chronní elektromotor 2, jehož hřídel je pevně spojen s klikovým hřídelem 2» na němž se volně otáčí planetové soukolí 4 zabírající do vnitrního ozubení 2 nástrojové hlavy 6 a do vnitřního ozubení £ válcového mezikruží 8.

Radiální způsob zajišťování a odjišťování polohy nástrojové hlavy 6 podle obr. 1 a obr. 2 je tvořen válcovým mezikružím 8, jež je opatřené vačkovými drážkami 2 a čepy 10. Tvar vačkové

- 4 drážky 9 sledují kladky 11, otočně uložené na čepech 12, spojených s čepy 14 táhly 13, přičemž na čepech 14 jsou umístěna suvně uložená aretační tělesa 3 ež se radiálním pohybem vysouvají a zasouvají do ozubení J6 na kruhovém věnci JJ nástrojové hlavy ó. Čepy 10, dosedající na šikmé plochy 18 táhel 19 ovládají levé odpružené západky 20 nebo pravé odpružené západky 2J, jež zapadají do dvousměrné rohatky 22 kruhového věnce JJ, který je kluzným ložiskem pro radiální a axiální uložení nástrojové hlavy £. Axiální zajištění polohy nástrojové hlavy £ je provedeno kruhovou lištou 23»

Axiální způsob zajištování a odjištování polohy nástrojové hlavy £ podle obr. 3, obr. 4 a obr. 5 je tvořen válcovou výsečí 33, opatřenou z jedné strany zuby 30 zapadajícími současně do zubové spojky 32 točící se s nástrojovou hlavou £ a do zubové spojky 31 pevně spojené s válcovým tělesem J. Druhá strana válcové výseče 33 je opatřena vačkou 26 naznačeného tvaru, jejíž tvar sledují kladky 25 otočně uložené na čepech 24 unášených válcovým mezikružím 8. Levé i pravé odpružené západky 28, 29 zapadající do dvousměrné rohatky 34 jsou ovládány kladkami 25. Axiální zajištění polohy nástrojové hlavy £ je provedeno lištou 35.

Nástrojová hlava 6 tak, jak je znázorněna na obrázku 1 a 2 se nachází v aretované poloze. Natáčecí cyklus nástrojové hlavy £ začíná povelem neznázorněného řídicího mechanismu, jímž se zvolí smysl otáčení asynchronního elektromotoru 2. Záběrem planetového soukolí 4 do vnitřního ozubení £ nástrojové hlavy £ a do vnitřního ozubení J válcového mezikruží 8 se při zajištěné poloze nástrojové hlavy £ natáčí válcové mezikruží 8 s čepy JO a kladky JJ se pohybují ze středové polohy vačkových drážek 9 do levé či pravé krajní polohy, jejíž směr je odvislý od smyslu otáčení asynchronního elektromotoru 2. Natáčením válcového mezikruží 8 dosedají čepy 10 na šikmé plochy 18 levých či pravých odpružených západek 20, 21 a tím způsobí jejich vysunutí z dvousměrné rohatky 22. Dosažením kladek JJ jedné z krajních poloh vačkových drážek 9 dojde prostřednictvím táhel 13 zabezpečujících kinematickou vazbu mezi odvalujícími se kladkami JJ ve vačkových drážkách £ a aretačními tělesy 15 k uvolnění aretačních těles 15 z ozubení j£ kruhového věnce JJ, čímž je

- 5 pochod radiálního uvolňování nástrojové hlavy £ ukončen.

Válcové mezikruží 8 se dále nemůže natáčet vlivem diferenciálních otáček, jež jsou důsledkem silových poměrů vznikajících při záběru planetového soukolí 4 s vnitřním ozubením 2 nástrojové hlavy 6 a vnitřním ozubením 2 válcového mezikruží 8, nastává pochod opačného smyslu otáčení nástrojové hlavy 6.

Přitom nepředvolené levé nebo pravé odpružené západky 20, 21 přeskakují po dvousměmé rohatce 22 kruhového věnce 17 nástrojové hlavy 6.

Dosažením požadované polohy nástrojové hlavy 6 obdrží asynchronní elektromotor 2 známým způsobem povel ke změně smyslu otáčení. Podle levého či pravého smyslu natáčení nástrojové hlavy 6 zapadne do dvousměrné rohatky 22 levá nebo pravá odpružená západka 20, 21. Tím je znemožněno další natáčení nástrojové hlavy 6. Záběrem planetového soukolí 4 s vnitřním ozubením 2 válcového mezikruží 8 dojde k uvolnění čepů JJ ze šikmých ploch 18 předvolených odpružených levých či pravých západek 20, 21, jež zapadnou do dvousměrné rohatky 22.

Kladky 11 se současně pohybují z krajních do středových poloh vačkových drážek J, kdy dosažením středových poloh se zasunou aretační tělesa 15 do ozubení 16 kruhového věnce 17. čímž je nástrojová hlava 6 upnuta. Proces otáčení nástrojové hlavy 6 je ukončen povelem neznázorněného řídícího systému k zastavení otáček asynchronního elektromotoru 2.

Nástrojová hlava 6 dle obr. 3, 4, 5 s axiálním zajístovacím a uvolňovacím mechanismem se nachází v aretované poloze. Obdobně jako při radiálním provedení zajištovacího a uvolňovacího mechanismu nástrojové hlavy 6 je využíváno i v tomto případě vzniku diferenciálních otáček pro ovládání otáčení a aretování polohy nástrojové hlavy 6 prostřednictvím záběru planetového soukolí 4 s vnitřním ozubením 2 nástrojové hlavy.6 a vnitřním ozubením 2 válcového mezikruží 8. Natáčením válcového mezikruží 8 se pohybují kladky 25 ze středových do levých nebo pravých krajních poloh vaček 26, jejichž směr je odvislý od smyslu otáčení asynchronního elektromotoru 2. Kladky 25 dosedají na šikmé plochy 27 levých či pravých odpružených západek 28, 29 a při dosažení krajních poloh způsobí současně vysunutí těchto západek z dvousměrné rohatky 34 a vysunutí

- β válcové výseče 33 ze záběru se spojkovým ozubením 32 točícím se s nástrojovou hlavou 6 a se spojkovým ozubením 3J_, pevně spojeným s válcovým tělesem 1_. Tím je pochod axiálního uvolňování nástrojové hlavy β ukončen. Válcové mezikruží 8 se dále nemůže natáčet, dochází ke vzniku diferenciálních otáček stejným způsobem jako při radiálním způsobu zajišťování a odjištování nástrojové hlavy 6, přičemž průběh cyklu natáčení a zajištění polohy nástrojové hlavy je shodný s tímto radiálním provedením.

Zařízení podle vynálezu lze s výhodou použít při natáčení nástrojových hlav u číslicově řízených poloautomatických nebo automatických obráběcích strojů, zejména soustružnických.

Claims (5)

1. patentové , Zařízení pro natáčení a zajištění polohy nástrojové hlavy obráběcího 3troje elektrickým asynchronním motorem s ovládacím mechanismem uvolňování, zajištování a natáčeni nástrojové hlavy, tvořeným planetovým soukolím,vnitřním ozubením válcového mezikruží a vnitřním ozubením tělesa nástrojové hlavy, soustavou kladek, Čepů a pružně uložených aretačních těles zapadajících do dvousměrné rohatky, vyznačující se tím, že částí planetového převodu polohování nástrojové hlavy (6), tvořenou vnitřním ozubením (7) válcového mezikruží (8) a vnitřním ozubením (5) nástrojové hlavy (6) s planetovým soukolím (4) jsou vytvořeny diferenciální otáčky pro otáčení nástrojové hlavy (6) nebo pro otáčení válcového mezikruží (8) ovládajícího radiální nebo axiální provedení uvolňovacího a zajištovacího ústrojí nástrojové hlavy (6).
2. 2. Zařízení pro natáčení a zajištění polohy nástrojové hlavy podle bodu 1, vyznačující se tím, že radiální provedení uvolňovacího a zajístovacího ústrojí polohy nástrojové hlavy (6) je tvořené levými a pravými odpruženými západkami (20), (21) zapadajícími do dvousměrné rohatky (22) kruhového věnce (17), čepy (10) pevně spojenými s válcovým mezikružím (8), opatřeným vačkovými drážkami (9) pro pohyb kladek (11), otočně uložených na čepech (12), pevně spojených s táhly (13) opatřených čepy (14) pro uchycení suvně uložených aretačních těles (15).
3. 3. Zařízení pro natáčení a zajištění polohy nástrojové hlavy podle bodu 1 a 2, vyznačující se tím, že kruhový věnec (17) s ozubením (16) nástrojové hlavy (6) je ovládán nejméně třemi, do ozubení (16) radiálně se posouvajícími aretačními tělesy (Ί5).
4. 4. Zařízení pro natáčení a zajištění polohy nástrojové hlavy podle bodu 1, vyznačující se tím, že axiální provedení uvolňovacího a zajištovacího ústrojí polohy nástrojové hlavy (6) je tvořené válcovou výsečí (33), opatřenou z jedné strany zuby (30) zapadajícími současně do zubové spojky (32) točící se s nástrojovou hlavou (6) a do zubové spojky (31) pevně spojené s válcovým tělesem (1) a z druhé strany vačkou (26) pro pohyb kladek (25) otočně uložených na čepech (24) unášených válcovým mezikružím (8), přičemž levé i pravé odpružené západky (28), (29) zapadající do dvousměrné rohatky (34) jsou ovládány kladkami (25).
5. 5. Zařízení pro natáčení a zajištění polohy nástrojové hlavy podle bodu 1 a 4, vyznačující se tím, že axiální uvolňovací a zajístovací ústrojí polohy nástrojové hlavy (6) je opatřené nejméně třemi kruhovými výsečemi (33).