PL244816B1 - System zautomatyzowanego zmieniacza palet w centrum obróbczym CNC - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest system zautomatyzowanego zmieniacza palet charakteryzujący się tym, że składa się ze specjalnie zaprojektowanego manipulatora (1) niezwiązanego na stałe z żadnym innym elementem obrabiarki, wyposażonego w kształtowy chwytak (1a) oraz kształtowe mocowanie (1b) oraz bezprzewodowego złącza elektrycznego (1c) oraz układu pneumatycznego (1d) doprowadzającego ciśnienie powietrza z wrzeciona obrabiarki (2) do siłownika chwytaka (1a), gdzie kształtowy chwytak (1a) służy do niestałego wpasowania w ustandaryzowaną geometrię palety (3), do której w sposób nierozłączny przymocowany jest materiał obrabiany (4), który ulega obróbce, natomiast kształtowe mocowanie (1b) dopasowane jest swoją geometrią zarówno do wrzeciona obrabiarki (2), jak i magazynu narzędzi (5) zlokalizowanego w bocznym obszarze roboczym obrabiarki.

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest system zautomatyzowanego zmieniacza palet w centrum obróbczym CNC, który znajduje zastosowanie w zautomatyzowanych procesach produkcyjnych, gdzie istnieje wysoka potrzeba autonomicznej pracy maszyny produkcyjnej minimalizując pracę ludzką obsługi i kontroli.

Dotychczasowe rozwiązania systemów automatyzacji procesów produkcyjnych obróbki tworzyw i metali bazowały zarówno na automatycznej wymianie narzędzi jak i automatycznym podawaniu i odbieraniu materiału obrabianego realizując:

- odbiór z uchwytu palety z obrabianym przedmiotem i umieszczenie jej w magazynie palet

- pobranie z magazynu palet z zamocowanym na niej materiałem przeznaczonym do obróbki i załadowanie jej do uchwytu na stole roboczym.

Cykliczne wykonywanie tych operacji, według uruchomionego wcześniej programu technologicznego, pozwala na bezobsługową pracę obrabiarki.

Zmieniacze palet, konstruowane do tej pory, są urządzeniami posiadającymi autonomiczne mechanizmy załadowczo-odbiorcze, połączone z nią od zewnątrz.

Znane jest rozwiązanie z opisu zgłoszenia patentowego nr P2018062043A, opisujące sposób załadowywania kolejnych elementów obrabianych na maszynie obróbczej przy wykorzystaniu ramienia manipulatora. Przedstawione rozwiązanie wykorzystuje ruchy manipulatora nie tylko do podawania i odbierania kolejnych materiałów obrabianych, ale również służy za mechanizm pozycjonujący już podczas samej obróbki.

Rozwiązanie z opisu patentu nr DE19652465, gdzie również wykorzystywane jest ramie manipulatora do przemieszczania specjalnie zaprojektowanego kilku-punktowego narzędzia obróbczego pozycjonującego się dzięki otworom pomocniczym i wypustom w elemencie obrabianym, natomiast sama obróbka pozostałych wypustów odbywa się w sposób równoległy, co pokazuje grupową automatyzację procesu.

Znane jest rozwiązanie z opisu patentu nr US8584559B2, które za pomocą specjalnie zaprojektowanego podajnika-odbiornika, automatyzuje proces obróbki metali i stanowi zewnętrzne oprzyrządowanie maszyny wykorzystujące napędy ruchu liniowego i obrotowego samego przyrządu do załadowania i odebrania materiału.

Znane jest rozwiązanie z opisu patentu nr US9110456B2, które wykorzystuje ramie robota do podawania i odbierania materiału obrabianego zarówno dla frezarek jak i tokarek sterowanych numerycznie, które wykonuje swój ruch nie tylko dzięki siłownikom, ale również wyposażone jest w elastyczne końcówki zapewniające większą tolerancje kształtu i wymiaru elementów, który nie został jest obrobiony na wymagany gabaryt.

Wszystkie wymienione rozwiązania systemów załadunku i odbioru materiałów obrabianych wykorzystują zewnętrzne zespoły kinematyczne o określonej liczbie stopni swobody zapewniające załadunek i odbiór materiałów obrabianych. Rozwiązanie według wynalazku, w którym do procesu podania i odebrania materiału obrabianego [4] wykorzystywane są jedynie tzw. osie CNC oryginalnego centrum obróbczego daje korzystne i nieoczywiste cechy eliminujące potrzebę sprzężenia w procesie produkcyjnym urządzenia peryferyjnego zajmującego przestrzeń hali produkcyjnej, pobierającego energię elektryczną, które musi w sposób sprzężony współpracować z samym centrum obróbczym. Dzięki zastosowaniu manipulatora [1], który można zarówno odłożyć w magazynie narzędzi [5] jak i zamontować do wrzeciona obrabiarki [2], możliwe staje się zautomatyzowanie procesu załadowania i odbioru materiału obrabianego [4] bez żadnych oprzyrządowań pomocniczych samego centrum obróbczego.

Proces obróbczy w zautomatyzowanym procesie wynalazku odbywa się w następując sposób: materiał obrabiany [4] umiejscowiony na palecie [3] znajdującej się w magazynie detali [7] ulega pobraniu przez manipulator [1] wyposażony w szczęki [1a] zamocowany do wrzeciona obrabiarki [2], a następnie dzięki układowi napędowemu osi centrum obróbczego [6] materiał obrabiany [4] trafia na stół roboczy obrabiarki [8], gdzie jest na czas obróbki zaciskany a samo wrzeciono kieruje się w stronę magazynu narzędzi [5], gdzie odkłada manipulator [1] i pobiera jedno z potrzebnych narzędzi skrawających.

W rozwiązaniu według wynalazku uzyskano szczególnie korzystny i nieoczywisty efekt autonomii procesu produkcyjnego samego centrum obróbczego CNC, bez konieczności współpracy z jakimkolwiek oprzyrządowaniem zewnętrznym.

Przedmiot wynalazku uwidoczniono w przykładzie wykonania jak na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia rzut perspektywiczny całego zespołu obrabiarki wraz z wynalazkiem systemu zautomatyzowanego zmieniacza palet w centrum obróbczym CNC składającego się z manipulatora [1] oraz wrzeciona [2] oraz palety [3] oraz materiału obrabianego [4] oraz magazynu narzędzi [5] oraz układu napędowego osi centrum obróbczego [6] oraz magazynu detali [7] oraz stołu roboczego obrabiarki [8], Fig. 2 przedstawiający składowe funkcyjne samego manipulatora [1], gdzie wyróżniono sam chwytak [1a], kształtowe mocowanie [1b], bezprzewodowo złącze elektryczne [1 c], układ pneumatyczny [1d].

Claims (4)

1. System zautomatyzowanego zmieniacza palet znamienny tym, że składa się ze specjalnie zaprojektowanego manipulatora [1] niezwiązanego na stałe z żadnym innym elementem obrabiarki, wyposażonego w kształtowy chwytak [1a] oraz kształtowe mocowanie [1b] oraz bezprzewodowego złącza elektrycznego [1 c] oraz układu pneumatycznego [1 d] doprowadzającego ciśnienie powietrza centralnie przez wrzeciono obrabiarki [2] do siłownika chwytaka [1a], gdzie kształtowy chwytak [1 a] służy do niestałego wpasowania w ustandaryzowaną geometrię palety [3], do której w sposób nierozłączny przymocowany jest materiał obrabiany [4], który ulega obróbce, natomiast kształtowe mocowanie [1b] dopasowane jest swoją geometrią zarówno do wrzeciona obrabiarki [2], jak i magazynu narzędzi [5] zlokalizowanego w bocznym obszarze roboczym obrabiarki.

2. System zautomatyzowanego zmieniacza palet według zastrz. 1 znamienny tym, że realizacja funkcji podawania i odbierania materiału obrabianego [4] odbywa się w pełnym i wystarczającym zakresie dzięki układowi napędowemu osi centrum obróbczego [6] bez dodatkowego elementu łańcucha kinematycznego funkcji podawania i odbierania.

3. System zautomatyzowanego zmieniacza palet według zastrz. 1 znamienny tym, że materiał obrabiany [4], który wyposażony jest w stale przymocowane palety [3], przechowywany jest w magazynie detali [7], który na stałe przymocowany jest do stołu roboczego obrabiarki [8].

4. System zautomatyzowanego zmieniacza palet według zastrz. 1 znamienny tym, że napęd chwytaka [1 a] w postaci siłownika zasilany jest sprzężonym powietrzem dostarczanym centralnie przez wrzeciono obrabiarki [2].