PL173560B1

PL173560B1 - Feeding manipulator

Info

Publication number: PL173560B1
Application number: PL94302740A
Authority: PL
Inventors: Waldemar Siuta; Ryszard Peschel; Witold Redel; Paweł Starczewski
Original assignee: Design Technologies Internatio
Priority date: 1994-03-23
Filing date: 1994-03-23
Publication date: 1998-03-31
Also published as: PL302740A1

Abstract

1. Manipulator- podajnikprzedmiotu obrabianego w szczególności dla obrabiarek skrawających posia7 dający ruchomy wózek usytuowany na portalu wspartym na czterech słupach połączonych w sposób trwały do korpusu obrabiarki, znamienny tym, że na portalu (1) osadzony jest w jego podłużnej osi symetrii skrzynkowy korpus (5) z zabudowanym mechanizmem napędowym (4) sprzężonym z ruchomym wózkiem (6) o ruchu posuwisto-zwrotnym prostopadłym do podłużnej osi obrabiarki, na którym usytuowane są w dwóch skrajnych położeniach ramiona podajnika (18 i 18') każde wyposażone w roboczy chwytak (20) sprzężony z mechanizmem napędu (25) jego ruchu pionowego ponadto, że jego mechanizm napędowy (4) posiada koło zębate pasowe (7) oraz gładkie rolki (8 i 9) przewinięte pasem zębatym (10) rozpiętym między napinającymi uzębionymi rolkami (11 i 12) usytuowanymi na krańcach wózka (6) na sworzniach (14), przy czym pas zębaty (10) mocowanyjest do rolek za pomocą półpierścieni (13), zaś napinanie pasa regulowanejest za pomocą śrub dociskowych (15), oraz że jego ruchomy wózek (6) osadzony jest na prowadnicach złożonych z trzech zespołów rolek tocznych (16 i 17) usytuowanych wzdłuż skrzynkowego korpusu (5).1. Manipulator - workpiece feeder especially for cutting machine tools posia7 giving a mobile cart situated on a supported portal on four permanently connected poles to the body of the machine tool, characterized in that on the portal (1) is embedded in its longitudinal axis of symmetry box body (5) with a built-in mechanism drive (4) coupled to the mobile carriage (6) reciprocating perpendicular to the longitudinal axis of the machine tool on which they are located in two extreme positions the feeder arms (18 and 18 ') each equipped with a working gripper (20) coupled to the drive mechanism (25) of its movement vertical, moreover, that its driving mechanism (4) has a pulley (7) and smooth rollers (8 and 9) are wrapped with the toothed belt (10) unfastened between the idler toothed rollers (11 and 12) located at the ends of the carriage (6) on the pins (14), the toothed belt (10) being attached to the rollers with half rings (13), and the belt tensioning is adjustable with the clamping screws (15), and that its movable carriage (6) is mounted on guides consisting of three sets of rollers (16 and 17) located along the box body (5).

Description

Przedmiotem wynalazku jest manipulator - podajnik przedmiotu obrabianego w szczególności dla obrabiarek skrawających.The subject of the invention is a manipulator - a workpiece feeder, in particular for cutting machine tools.

Znane są i stosowane w procesach technologicznych obróbki skrawaniem różnego rodzaju manipulatory - podajniki instalowane bezpośrednio na obrabiarkach, usytuowane w styczności z obrabiarką lub w bliskiej odległości od obrabiarki.Various types of manipulators are known and used in technological processes of machining - feeders installed directly on machine tools, located in contact with the machine tool or in close proximity to the machine tool.

Najbardziej rozpowszechnione są manipulatory - podajniki portalowe instalowane bezpośrednio na obrabiarce wzdłuż osi równoległej do osi obrotu przedmiotu obrabianego na przykład wałka, złożone z portalowej ramy z torem jezdnym, na którym usytuowany jest przejezdny wózek z manipulatorem - podajnikiem przedmiotu obrabianego operujący w strefie obróbki. Najczęściej jest to urządzenie posiadające trzy stopnie swobody, wykorzystujące operacje załadunku i rozładunku przedmiotu obrabianego do strefy obróbki i ze strefy obróbki do magazynu - zasobnika przedmiotów obrabianych usytuowanego w pobliżu obrabiarki.The most common are manipulators - portal feeders installed directly on the machine tool along an axis parallel to the axis of rotation of the workpiece, e.g. a shaft, consisting of a portal frame with a track, on which a mobile trolley with a manipulator - a workpiece feeder operating in the machining zone is located. Most often it is a device with three degrees of freedom, using the operations of loading and unloading the workpiece to the machining zone and from the machining zone to the warehouse - a workpiece storage located near the machine tool.

Inne znane manipulatory - podajniki portalowe wyposażone w mechanizm jazdy usytuowane są na krzyżowych prowadnicach, poziomej prowadnicy połączonej z jednej strony z pionowym korpusem najczęściej obsługiwanej obrabiarki oraz pionowych prowadnicach słupowych, na których usytuowany jest suport mechanizmu załadowczo-rozładow'czego wyposażony w zespoły chwytaków przedmiotu obrabianego, przy czym suport posiada możliwość ruchuOther known manipulators - portal feeders equipped with a drive mechanism are located on cross guides, a horizontal guide connected on one side with the vertical body of the most frequently operated machine tool and vertical column guides, on which the support of the loading and unloading mechanism is located, equipped with sets of grippers for the workpiece and the carriage can be moved

173 560 kątowego w płaszczyźnie poziomej, zaś całe urządzenie spoczywa na podstawie związanej bezpośrednio z obrabiarką lub usytuowaną w jej pobliżu.173,560 angular in the horizontal plane, and the entire device rests on a base directly associated with the machine tool or located near it.

Rozwiązania takie mają pewne określone zalety ale i również niedogodności polegające na tym, że układy te umożliwiają manipulowanie przedmiotów obrabianych tylko w ograniczonej konstrukcyjnie strefie obróbki i w bezpośredniej bliskości obrabiarki.Such solutions have certain specific advantages but also disadvantages in that these systems allow the manipulation of workpieces only in a structurally limited machining zone and in the immediate vicinity of the machine tool.

Znane są ponadto zastosowania jako manipulatory - podajniki robotów przemysłowych do obsługi obrabiarek o wysokim stopniu automatyzacji co jest bardzo korzystne przy jego adaptacji do procesu technologicznego. Roboty przemysłowe mogą być przystosowane do obsługi pojedynczej obrabiarki, jak również technologicznych gniazd obróbkowych oraz automatycznych linii obróbczych. W najnowszych rozwiązaniach roboty spełniające rolę urządzeń załadowczo-rozładowczych przytwierdzone są do łoża obrabiarki stanowiąc jej organa manipulacyjne, albo w przypadku obsługi gniazda technologicznego lub linii obróbczych obsługujący je robot porusza się po poziomym torze jezdnym ruchem posuwisto-zwrotnym z możliwością obrotu ramienia roboczego wyposażonego w chwytaki przedmiotu obrabianego o wielu stopniach swobody, przy czym torowisko usytuowane jest w najbliższej odległości od podłużnej osi obsługiwanej obrabiarki.There are also known applications as manipulators - feeders of industrial robots for servicing machine tools with a high degree of automation, which is very advantageous when it is adapted to the technological process. Industrial robots can be adapted to support a single machine tool, as well as technological processing cells and automatic processing lines. In the latest solutions, robots acting as loading and unloading devices are attached to the machine's bed, acting as its handling organs, or in the case of servicing a technological socket or processing lines, the robot that supports them moves along a horizontal track with a reciprocating motion with the possibility of turning the working arm equipped with grippers a workpiece with multiple degrees of freedom, the track being located the closest to the longitudinal axis of the machine tool being operated.

Wadą powyższego zastosowaniajest bardzo wysoki koszt robota przemysł owego orazjego aplikacji do złożonego procesu technologicznego.The disadvantage of the above application is the very high cost of the industrial robot and its application to a complex technological process.

Istota manipulatora - podajnika przedmiotu obrabianego według wynalazku polega na tym, że na portalu osadzony jest w jego podłużnej osi symetrii skrzynkowy korpus z zabudowanym mechanizmem napędowym sprzężonym z ruchomym wózkiem o ruchu posuwisto-zwrotnym prostopadłym do podłużnej osi obrabiarki, na którym usytuowane są w dwóch skrajnych położeniach ramiona podajnika, każde wyposażone w roboczy chwytak sprzężony z mechanizmem napędu jego ruchu pionowego, oraz że jest to mechanizm posiada koło zębate pasowe oraz gładkie rolki przewinięte pasem zębatym rozpiętym między napinającymi uzębionymi rolkami usytuowanymi na krańcach wózka na sworzniach, przy czym pas zębaty mocowany jest do rolek za pomocą półpierścieni, zaś napinanie pasa regulowane jest za pomocą śrub dociskowych, oraz że jego ruchomy wózek osadzony jest na prowadnicach złożonych z trzech zespołów rolek tocznych usytuowanych wzdłuż skrzynkowego korpusu, w którym każde z ramion podajnika złożone jest z zewnętrznego korpusu wewnątrz którego osadzony jest na elementach toczno-ślizgowych roboczy chwytak zaopatrzony w mechanizm zaciskania oprawki narzędziowej napędzany za pomocą cylindra pneumatycznego, posiadający mechanizm napędu ruchu pionowego chwytaka złożony z przekładni śrubowo-tocznej sprzężonej z silnikiem osadzonej w ruchomej obudowie połączonej z zabierakiem usytuowanym na roboczym chwytaku, przy czym na zewnętrznym korpusie usytuowane są teleskopowe nurniki pneumatyczne połączone z zabierakiem wewnątrz którego ukształtowane są powietrzne kanały komunikacyjne połączone z komorą powietrzną ukształtowaną w gnieździe chwytaka.The essence of the manipulator - the workpiece feeder according to the invention consists in the fact that on the portal there is a box body with a built-in drive mechanism coupled with a movable carriage with a reciprocating movement perpendicular to the longitudinal axis of the machine tool, on which they are located in the two extreme positions of the feeder arms, each equipped with a working gripper coupled with the drive mechanism of its vertical movement, and that this mechanism has a pulley and smooth rollers wound with a toothed belt stretched between the tensioning toothed rollers located at the ends of the trolley on pins, while the toothed belt is fastened to the rollers by means of half-rings, and the belt tensioning is regulated by means of pressure screws, and that its movable carriage is mounted on guides composed of three sets of rollers located along the box body, in which each of the feeder arms is composed of an external internal body the working gripper is mounted on the rolling-sliding elements, equipped with a tool holder clamping mechanism driven by a pneumatic cylinder, having a vertical movement drive mechanism of the gripper, consisting of a helical-ball gear coupled with the motor, embedded in a movable housing connected with a driver located on the working gripper, there are telescopic pneumatic plungers on the outer body, connected with a driver, inside which air communication channels are formed, connected with an air chamber formed in the gripper seat.

Zaletą techniczną manipulatora - podajnikajest jego prosta konstrukcyjnie i technologicznie budowa, zaś jego usytuowanie na wózku o ruchu posuwisto-zwrotnym prostopadłym do podłużnej osi obrabiarki nad strefą obróbki umożliwia pełną automatyzację procesu technologicznego podawania i odbierania przedmiotu obrabianego do i ze strefy obróbki.The technical advantage of the manipulator - feeder is its structurally and technologically simple structure, and its location on a trolley with a reciprocating movement perpendicular to the longitudinal axis of the machine tool above the processing zone enables full automation of the technological process of feeding and receiving the workpiece to and from the processing zone.

Przedmiot wynalazku przedstawiony jest w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia manipulator - podajnik w widoku od przodu na tle obrabiarki w częściowym przekroju przez portal, fig. 2 - manipulator - podajnik w widoku z boku, fig. 3 - manipulator podajnik w widoku z góry, fig. 4 - mechanizm napinania pasa napędowego wózka manipulatora, fig. 5 - mechanizm napinania pasa napędowego w przekroju poprzecznym wzdłuż linii A-A na fig. 4, fig. 6 - ramię podajnika w widoku od przodu, fig. 7 - ramię podajnika w przekroju podłużnym wzdłuż linii B-B na fig. 6, fig. 8 - ramię podajnika w przekroju podłużnym wzdłuż linii C-C na fig. 6 uwidaczniającej mechanizm napędu ruchu pionowego, zaś fig. 9 - mechanizm rolkowy prowadzący roboczy chwytak w przekroju poprzecznym wzdłuż linii D-D na fig. 6.The subject of the invention is presented in the embodiment in the drawing, in which fig. 1 shows the manipulator - feeder in front view against the background of the machine tool in a partial section through the portal, fig. 2 - manipulator - feeder in a side view, fig. 3 - feeder manipulator. in top view, fig. 4 - drive belt tensioning mechanism of the manipulator carriage, fig. 5 - drive belt tensioning mechanism in cross section along line AA in fig. 4, fig. 6 - feeder arm in front view, fig. 7 - the feeder arm in a longitudinal section along the line BB in Fig. 6, Fig. 8 - the feed arm in a longitudinal section along the line CC in Fig. 6 showing the vertical movement drive mechanism, and Fig. 9 - a roller mechanism guiding the working gripper in a cross section along the line DD in Fig. 6.

Manipulator - podajnik usytuowany jest na portalu 1 wspartym na czterech słupach 2 połączonych w sposób trwały z korpusem obrabiarki 3. Na portalu 1 w skrzynkowym korpusie 5 usytuowanym w podłużnej osi symetrii zabudowany jest mechanizm napędowy 4 sprzężonyManipulator - the feeder is located on the portal 1, supported on four columns 2 permanently connected with the body of the machine tool 3. On the portal 1, in a box body 5 located in the longitudinal axis of symmetry, a drive mechanism 4 coupled

173 560 z ruchomym wózkiem 6 poruszającym się ruchem posuwisto-zwrotnym prostopadle do podłużnej osi obrabiarki 3.173 560 with a mobile carriage 6 reciprocating perpendicular to the longitudinal axis of the machine tool 3.

Mechanizm napędowy 4 posiada koło zębate pasowe 7 napędzające wózek 6 za pomocą pasa zębatego 10 rozpiętego na gładkich rolkach 8 i 9 między napinającymi uzębionymi rolkami 11 i 12 usytuowanymi na sworzniach 14, przy czym pas zębaty 10 mocowany jest do uzębionych rolek 11 i 12 za pomocą półpierścieni 13 przykręcanych w znany sposób do rolek, zaś napinanie pasa odbywa się poprzez gładkie rolki 8 i 9 osadzone w korpusie 5 za pomocą śrub dociskowych 15 umieszczonych w wózku 6.The drive mechanism 4 has a pulley 7 driving the carriage 6 by means of a toothed belt 10 stretched on smooth rollers 8 and 9 between tensioning toothed rollers 11 and 12 located on pins 14, the toothed belt 10 being fastened to the toothed rollers 11 and 12 by means of half-rings 13 screwed to the rollers in a known manner, and the belt tensioning takes place through smooth rollers 8 and 9 embedded in the body 5 by means of pressure screws 15 placed in the carriage 6.

Ruchomy wózek 6 osadzony jest tocznie na prowadnicach złożonych z trzech zespołów rolek tocznych 16 i 17 usytuowanych wzdłuż korpusu 5, na którym to wózku usytuowane są w dwóch skrajnych położeniach ramiona podajnika 18 i 18'.The movable carriage 6 is rolled-over on guides composed of three sets of rollers 16 and 17 located along the body 5, on which the carriage is located in two extreme positions of the feeder arms 18 and 18 '.

Ramię podajnika 18 składa się z zamocowanego do wózka 6 zewnętrznego korpusu -19, wewnątrz którego prowadzony jest na elementach toczno-ślizgowych 21 i 22 roboczy chwytak 20 zaopatrzony w znany mechanizm 23 oprawki narzędziowej 35 i jej luzowania napędzany za pomocą cylindra pneumatycznego 24. Na zewnętrznej ścianie korpusu 19 osadzony jest mechanizm napędu 25 ruchu pionowego roboczego chwytaka 20 złożony z przekładni śrubowo-tocznej 26 napędzanej silnikiem 27 osadzonej w ruchomej obudowie 28 połączonej z zabierakiem 29 usytuowanym na roboczym chwytaku 20.The feeder arm 18 consists of an external body 19 attached to the carriage 6, inside which the working gripper 20 is guided on rolling-sliding elements 21 and 22, provided with the known mechanism 23 of the tool holder 35 and its loosening driven by a pneumatic cylinder 24. On the outer side, the wall of the body 19 is embedded with a drive mechanism 25 for the vertical movement of the working gripper 20, consisting of a helical-ball transmission 26 driven by a motor 27 embedded in a movable housing 28 connected with a driver 29 located on the working gripper 20.

Ponadto na korpusie 19 usytuowane są teleskopowe nurniki pneumatyczne 30, 31 i 32 połączone również z zabierakiem 29 wewnątrz którego ukształtowane są powietrzne kanały komunikacyjne 33 połączone z komorą powietrzną 34 usytuowaną w gnieździe 36 chwytaka 20.In addition, telescopic pneumatic plungers 30, 31 and 32 are located on the body 19, also connected to the driver 29, inside which air communication channels 33 are formed, connected to the air chamber 34 located in the seat 36 of the gripper 20.

Działanie manipulatora - podajnika osadzonego nad strefą obróbki obrabiarki jest następujące: osadzony na portalu 1 wózek przesuwany jest ruchem posuwisto-zwrotnym prostopadle do podłużnej osi obrabiarki 3 za pomocą mechanizmu napędowego 4 powodującego przetaczanie się poprzez pasowe koło zębate 7 i rolki 8 i 9 pasa zębatego 10 zamocowanego na końcach wózkaThe operation of the manipulator - the feeder mounted above the machining zone of the machine tool is as follows: the trolley mounted on the portal 1 is moved with a reciprocating movement perpendicular to the longitudinal axis of the machine tool 3 by means of a drive mechanism 4 causing it to roll through the pulley 7 and rollers 8 and 9 of the toothed belt 10 attached to the ends of the carriage

6. Osadzone na zewnętrznych krańcach wózka 6 ramiona podajnika 18 i 18' posiadają własny mechanizm napędu 25 ruchu pionowego każdego chwytaka roboczego 20 wyposażonego w napędzany pneumatycznie mechanizm zaciskania 23 oprawki narzędziowej 35 i jej luzowania oraz w teleskopowe nurniki pneumatyczne 30, 31 i 32 przedmuchujące gniazdo wrzeciona, zasilające cylinder pneumatyczny albo napędzające element mocujący przedmiot obrabiany na przykład w postaci mieszkowego uchwytu.6.The feeder arms 18 and 18 'mounted on the outer ends of the trolley 6 have their own drive mechanism 25 for the vertical movement of each working gripper 20 equipped with a pneumatically driven mechanism for clamping 23 of the tool holder 35 and its loosening, and with telescopic pneumatic plungers 30, 31 and 32 blowing out the socket spindles, supplying a pneumatic cylinder or driving a workpiece clamping element, e.g. in the form of a bellows holder.

173 560173 560

FIG.2FIG. 2

173 560173 560

FIG. 3FIG. 3

173 560173 560

FIG. 9FIG. 9

173 560173 560

V.V.

MiTo me

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 4,00 złPublishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies. Price PLN 4.00

Claims

Patent claims

1. Manipulator - a workpiece feeder, in particular for cutting machine tools, with a movable trolley located on a portal supported on four pillars permanently connected to the machine body, characterized in that the portal (1) is embedded in its longitudinal axis of symmetry with a box body (5 ) with a built-in drive mechanism (4) coupled with a movable carriage (6) with a reciprocating movement perpendicular to the longitudinal axis of the machine tool, on which the feeder arms (18 and 18 ') are located in two extreme positions, each equipped with a working gripper (20) coupled to the drive mechanism (25) of its vertical movement, moreover, that its drive mechanism (4) has a pulley (7) and smooth rollers (8 and 9) wound with a toothed belt (10) stretched between the tensioning toothed rollers (11 and 12) located at the ends of the trolley (6) on pins (14), the toothed belt (10) is attached to the rollers by means of half rings (13), and belt tensioning is regulated by means of set screws (15), and that its movable carriage (6) is mounted on guides composed of three sets of rolling rollers (16 and 17) located along the box body (5).

2. Manipulator-feeder according to claim The machine according to claim 1, characterized in that each of the feeder arms (18 and 180) consists of an external body (19), inside which a working gripper (20) is mounted on the rolling-sliding elements (21 and 22) and provided with a clamping mechanism (23) of the holder. tool holder (35) driven by a pneumatic cylinder (24).

3. Manipulator-feeder according to claim A machine as claimed in claim 1, characterized in that it has a drive mechanism (25) for the vertical movement of the gripper (20) composed of a ball screw (26) coupled with the motor (27) mounted in a movable housing (28) connected with a driver (29) located on the working gripper (twenty).

4. Manipulator-feeder according to claim The method of claim 1, characterized in that on the outer body (19) there are telescopic pneumatic plungers (30, 31 and 32) connected with a driver (29), inside which air communication channels (33) are formed, connected with an air chamber (34) shaped in the seat (36) of the gripper (20).