RU167355U1

RU167355U1 - Tool Store

Info

Publication number: RU167355U1
Application number: RU2016105788U
Authority: RU
Inventors: Андрей Кимович Бокач; Алексей Евгеньевич Ковалёв; Александр Эдуардович Шалдов
Priority date: 2016-02-19
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2017-01-10

Abstract

Полезная модель относится к области машиностроения и предназначена для использования в устройствах для автоматической смены инструментов на металлорежущих станках. Инструментальный магазин, выполненный в виде предназначенного для установки с возможностью поворотного позиционирования в устройстве для автоматической смены инструментов станка вала 1 с соосно размещенным на валу дисковым накопителем 2, оснащенным концентрично расположенными гнездами 4 для размещения инструментов 5 с одинаковой ориентацией хвостовиков 6, выполненными в виде периферийных открытых пазов с возможностью подвода мотор-шпинделя 7 станка к хвостовикам 6 инструментов 5, снабжен по крайней мере одним дополнительным дисковым накопителем 3, аналогичным имеющемуся и соосно ему размещенным на валу 1 со стороны хвостовиков 6 его инструметов 5 и выполненным так, что D<D+D, где D- диаметр дополнительного дискового накопителя; D- диаметр окружности размещения центров хвостовиков имеющегося дискового накопителя; D- диаметр мотор-шпинделя. 3 ил.The utility model relates to the field of engineering and is intended for use in devices for automatic tool change on metal cutting machines. Tool magazine made in the form of a rotary positioning device designed for installation in a device for automatically changing tools of a shaft machine 1 with a disk drive 2 coaxially located on the shaft and equipped with concentrically located sockets 4 for accommodating tools 5 with the same orientation of the shanks 6, made in the form of peripheral open grooves with the possibility of supplying the motor spindle 7 of the machine to the shanks 6 of the tools 5, is equipped with at least one additional disk n with a shovel 3, similar to the one available and coaxially placed on the shaft 1 from the side of the shanks 6 of its tools 5 and made so that D <D + D, where D is the diameter of the additional disk drive; D is the diameter of the circumference of the placement of the centers of the shanks of the existing disk drive; D is the diameter of the motor spindle. 3 ill.

Description

Полезная модель относится к области машиностроения и предназначена для использования в устройствах для автоматической смены инструментов на металлорежущих станках.The utility model relates to the field of engineering and is intended for use in devices for automatic tool change on metal cutting machines.

Из уровня техники известен инструментальный магазин, выполненный в виде предназначенного для установки с возможностью поворотного позиционирования в устройстве для автоматической смены инструментов вала с не менее чем двумя дисковыми накопителями, соосно установленными на валу и оснащенными гнездами для размещения инструментов (Колка И.А., Кувшинский В.В., Многооперационные станки, М., Машиностроение, 1983, с. 47, http :// www . chipmaker . ru / files / fille /7284/). Такая конструкция существенно увеличивает емкость инструментального магазина и расширяет его технологические возможности.A tool magazine is known in the art which is designed to be mounted with rotatable positioning in a device for automatically changing shaft tools with at least two disk drives coaxially mounted on the shaft and equipped with tool sockets (Kolka I.A., Kuvshinsky V.V., Multioperational machines, M., Mechanical Engineering, 1983, p. 47, http : // www . Chipmaker . Ru / files / fille / 7284 / ). This design significantly increases the capacity of the tool magazine and expands its technological capabilities.

К недостаткам аналога следует отнести сложность его конструкции, обусловленную наличием в станке манипулятора для извлечения инструмента из гнезд магазина и установки его обратно, что, в свою очередь, снижает надежность системы в целом.The disadvantages of the analogue include the complexity of its design, due to the presence of a manipulator in the machine for removing the tool from the magazine sockets and installing it back, which, in turn, reduces the reliability of the system as a whole.

Наиболее близким к заявленному прототипом является инструментальный магазин, выполненный в виде предназначенного для установки с возможностью поворотного позиционирования в устройстве для автоматической смены инструментов станка вала с соосно размещенном на валу дисковым накопителем, оснащенным концентрично расположенными гнездами для размещения инструментов с одинаковой ориентацией хвостовиков, выполненными в виде периферийных открытых пазов с возможностью подвода мотор-шпинделя станка к хвостовикам инструментов (Колка И.А., Кувшинский В.В., Многооперационные станки, М., Машиностроение, 1983, с. 45, http://www.chipmaker.ru/files/file/7284/). Такой инструментальный магазин хорош своей простотой и надежностью, обусловленными возможностью прямой загрузки/выгрузки инструмента путем поворота инструментального магазина и подвода к нему мотор-шпинделя станка.Closest to the claimed prototype is a tool magazine, made in the form intended for installation with the possibility of rotary positioning in the device for automatic tool change of the shaft machine with a disk drive coaxially placed on the shaft, equipped with concentrically located sockets for placing tools with the same orientation of the shanks, made in the form peripheral open grooves with the possibility of supplying the motor spindle of the machine to the tool shanks (Kolka I.A., Ku Vshinsky V.V., Multioperational machines, M., Mechanical Engineering, 1983, p. 45, http://www.chipmaker.ru/files/file/7284/). Such a tool magazine is good for its simplicity and reliability, due to the possibility of direct loading / unloading of a tool by turning the tool magazine and supplying the machine motor spindle to it.

Недостатком известного инструментального магазина является его ограниченные технологические возможности, обусловленные малой емкостью, поскольку при приемлемых размерах (диаметре) диска в магазине возможно размещение относительно небольшого количества инструментов.A disadvantage of the known tool magazine is its limited technological capabilities, due to the low capacity, since with an acceptable size (diameter) of the disk in the store it is possible to place a relatively small number of tools.

Задача полезной модели - разработка инструментального магазина, обладающего высокой емкостью и не требующего специального манипулятора для доставки инструмента от инструментального магазина к мотор-шпинделю станка и обратно.The objective of the utility model is the development of a tool magazine that has a high capacity and does not require a special manipulator to deliver the tool from the tool magazine to the machine spindle of the machine and vice versa.

Технический результат - расширение технологических возможностей инструментального магазина.The technical result is the expansion of technological capabilities of the tool store.

Поставленная задача решается, а заявленный технический результат достигается тем, что инструментальный магазин, предназначенный для установки с возможностью поворотного позиционирования в устройстве для автоматической смены инструментов станка, имеющем мотор-шпиндель, содержащий вал с соосно размещенным на нем дисковым накопителем с гнездами для размещения инструментов с одинаковой ориентацией хвостовиков, выполненными в виде периферийных открытых пазов с возможностью подвода мотор-шпинделя станка к хвостовикам инструментов, отличающийся тем, что он снабжен по меньшей мере одним дополнительным дисковым накопителем, имеющем гнезда для размещения инструментов с одинаковой ориентацией хвостовиков, выполненные в виде периферийных открытых пазов с возможностью подвода мотор-шпинделя станка к хвостовикам инструментов, при этом диаметр каждого последующего в направлении ориентации хвостовиков дискового накопителя определяется по следующей зависимости: D_доп<D_x+D_мш, где D_доп - диаметр каждого последующего дискового накопителя; D_x - диаметр окружности размещения центров хвостовиков предыдущего дискового накопителя; D_мш - диаметр мотор-шпинделя.The problem is solved, and the claimed technical result is achieved by the fact that the tool magazine, designed for installation with the possibility of rotary positioning in the device for automatic tool change of the machine, having a motor spindle, containing a shaft with a disk drive coaxially placed on it with sockets for accommodating tools with the same orientation of the shanks made in the form of peripheral open grooves with the possibility of supplying the machine spindle to the tool shanks, exl characterized in that it is equipped with at least one additional disk drive having slots for accommodating tools with the same orientation of the shanks, made in the form of peripheral open grooves with the possibility of supplying the machine spindle to the tool shanks, with the diameter of each subsequent in the direction of orientation of the shanks a disk drive is determined by the following relationship: D _add <D _x + D _msh , where D _add - the diameter of each subsequent disk drive; D _x is the diameter of the circumference of the centers of the shanks of the previous disk drive; D _msh - the diameter of the motor spindle.

Полезная модель поясняется изображениями, где наThe utility model is illustrated by images where

Фиг. 1 - инструментальный магазин, вид сбоку;FIG. 1 - tool magazine, side view;

Фиг. 2 - Вид А на Фиг. 1;FIG. 2 - View A in FIG. one;

Фиг. 3 - станок (обрабатывающий центр) с установленным на нем инструментальным магазином.FIG. 3 - a machine (machining center) with a tool magazine installed on it.

Инструментальный магазин (Фиг. 1) включает вал 1 с закрепленными на нем дисковыми накопителями имеющимся 2 и дополнительным 3. Каждый дисковый накопитель имеет периферийные гнезда 4, выполненные в виде открытых пазов (Фиг. 2) и предназначенные для размещения инструментов 5 с одинаковой (в одну сторону) ориентацией хвостовиков 6. Хвостовик 6 служит для захвата инструмента 5 перемещаемым по командам ЧПУ (числовое программное управление) обрабатывающего центра по осям X, Y и Z мотор-шпинделем 7. Соответственно, для беспрепятственного захвата инструмента из любого гнезда, дисковые накопители выполнены так, что диаметр каждого последующего в направлении ориентации хвостовиков инструментов (на изображениях это дополнительный дисковый накопитель 3) меньше (на величину, определяемую в каждом конкретном случае габаритами мотор-шпинделя 7, исходя из условия беспрепятственного взаимодействия с хвостовиком 6 инструмента 5 в процессе замены последнего) предыдущего (на изображениях это имеющийся дисковый накопитель 2). Расчетным путем установлено, что вышеозначенное условие может быть представлено математическим неравенством, однозначно определяющим соотношение существенных параметров дисковых накопителей: D_доп<D_х+D_мш, где D_доп - диаметр дополнительного дискового накопителя; D_х - диаметр окружности размещения центров хвостовиков имеющегося дискового накопителя; D_мш - диаметр мотор-шпинделя. Вал 1 инструментального магазина предназначен для установки в/на поворотном устройстве для автоматической смены инструментов 8 обрабатывающего центра, управляемом ЧПУ обрабатывающего центра.The tool magazine (Fig. 1) includes a shaft 1 with disk drives 2 and an additional 3 attached to it. Each disk drive has peripheral slots 4 made in the form of open grooves (Fig. 2) and designed to accommodate tools 5 with the same (in one side) with the orientation of the shanks 6. The shank 6 serves to grab the tool 5, which is moved by the CNC commands (numerical program control) of the machining center along the X, Y and Z axes with the motor spindle 7. Accordingly, for unhindered grip of the tool nt from any slot, disk drives are made so that the diameter of each subsequent in the direction of orientation of the tool shanks (in the images this is an additional disk drive 3) is less (by an amount determined in each case by the dimensions of the motor spindle 7, based on the condition of unhindered interaction with the shank 6 of the tool 5 in the process of replacing the last one) of the previous one (in the images this is the available disk drive 2). It was established by calculation that the above condition can be represented by a mathematical inequality that uniquely determines the ratio of the essential parameters of the disk drives: D _add <D _x + D _ms , where D _add - diameter of the additional disk drive; D _x - the diameter of the circumference of the centers of the shanks of the existing disk drive; D _msh - the diameter of the motor spindle. The shaft 1 of the tool magazine is designed to be mounted on / on the rotary device for automatic change of tools 8 of the processing center, controlled by the CNC of the processing center.

Инструментальный магазин работает следующим образом.Tool magazine works as follows.

В гнездах 4 дисковых накопителей 2 и 3 (дисковых накопителей может быть больше исходя из целесообразности увеличения количества инструментов и допустимых диаметров дисковых накопителей) размещаются инструменты 5 так, что все хвостовики 6 обращены в одну сторону (на изображениях, в качестве примера, вверх). По команде ЧПУ поворотное устройство 8 поворачивает вал 1 с дисковыми накопителями 2 и 3 на угол, соответствующий позиционированию требуемого гнезда 4 под захват инструмента 5. Мотор-шпиндель 7, перемещаясь по осям X, Y и Z, выводится в положение над требуемым гнездом 4 и движением по оси Y осуществляет захват инструмента 5 за хвостовик 6. Затем мотор шпиндель 7 движением в плоскости XZ (относительно дискового накопителя, представленного на изображениях, в радиальном направлении; в зависимости от формы и кострукции гнезда 4 направление может быть тангенциальным, но эта особенность предметом настоящей заявки не является и подробно не раскрывается) выводит инструмент 5 из гнезда 4 и перемещается в зону обработки. Возврат инструмента 5 в гнездо 4 осуществляется в обратном порядке. Затем инструментальный магазин вновь начинает поворачиваться, а мотор-шпиндель 7 поднимается или опускается к тому дисковому накопителю, который несет необходимый для последующей операции инструмент 5, и происходит захват нового инструмента 5 мотор-шпинделем 7.In slots 4 of disk drives 2 and 3 (disk drives may be larger based on the desirability of increasing the number of tools and allowable diameters of disk drives), tools 5 are placed so that all shanks 6 are turned in one direction (in the images, as an example, up). At the command of the CNC, the rotary device 8 rotates the shaft 1 with the disk drives 2 and 3 by an angle corresponding to the positioning of the required socket 4 for gripping the tool 5. The motor spindle 7, moving along the axes X, Y and Z, is displayed in the position above the required socket 4 and the movement along the Y axis captures the tool 5 by the shank 6. Then the motor spindle 7 moves in the XZ plane (relative to the disk drive shown in the images in the radial direction; depending on the shape and construction of socket 4, the direction may be gentsialnym, but this feature is the subject of this application is not disclosed in detail and does not) outputs tool 5 from the socket 4 and is moved into the treatment zone. The return of the tool 5 to the socket 4 is carried out in the reverse order. Then the tool magazine begins to turn again, and the motor spindle 7 rises or falls to the disk drive that carries the necessary tool 5 for the subsequent operation, and a new tool 5 is captured by the motor spindle 7.

Конструкция инструментального магазина сохранена весьма простой. При этом количество инструментов в магазине, а следовательно, и их номенклатура, могут быть увеличены до 60% (при двух дисковых накопителях) и более (при количестве дисковых накопителей более двух), что существенно расширяет технологические возможности инструментального магазина и, как следствие, собственно станка.The design of the tool magazine is kept very simple. Moreover, the number of tools in the store, and therefore their nomenclature, can be increased up to 60% (with two disk drives) and more (with the number of disk drives more than two), which significantly expands the technological capabilities of the tool store and, as a result, actually machine tool.

Исходя из выше сказанного, можно сделать вывод, что при реализации полезной модели поставленная задача - разработка инструментального магазина, обладающего высокой емкостью и не требующего специального манипулятора для доставки инструмента от инструментального магазина к мотор-шпинделю станка и обратно - решена, и заявленный технический результат - расширение технологических возможностей инструментального магазина - достигнут.Based on the foregoing, we can conclude that when implementing a utility model, the task - the development of a tool magazine with high capacity and not requiring a special manipulator for delivering a tool from the tool magazine to the machine spindle of the machine and vice versa - is solved, and the claimed technical result is expansion of technological capabilities of the tool magazine - achieved.

Анализ заявленного технического решения на соответствие условиям патентоспособности показал, что указанные в формуле признаки являются существенными и взаимосвязаны между собой с образованием устойчивой совокупности необходимых признаков, неизвестной на дату приоритета из уровня техники и достаточной для получения заявленного технического результата.The analysis of the claimed technical solution for compliance with the conditions of patentability showed that the characteristics indicated in the formula are essential and interconnected with the formation of a stable set of necessary features, unknown at the priority date from the prior art and sufficient to obtain the claimed technical result.

Таким образом, вышеизложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявленного технического решения следующей совокупности условий:Thus, the above information indicates the fulfillment of the following set of conditions when using the claimed technical solution:

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении относится к области машиностроения и предназначена для использования в устройствах для автоматической смены инструментов на металлорежущих станках;- the object embodying the claimed technical solution, when implemented, relates to the field of engineering and is intended for use in devices for automatic tool change on metal cutting machines;

- для заявленного объекта в том виде, как он охарактеризован в формуле полезной модели, подтверждена возможность его осуществления с помощью вышеописанных в заявке или известных из уровня техники на дату приоритета средств и методов;- for the claimed object in the form described in the utility model, the possibility of its implementation using the methods and methods described above or known from the prior art on the priority date has been confirmed;

- объект, воплощающий заявленное техническое решение, при его осуществлении способен обеспечить достижение усматриваемого заявителем технического результата.- the object embodying the claimed technical solution, when implemented, is able to ensure the achievement of the technical result perceived by the applicant.

Следовательно, заявленный объект соответствует критериям патентоспособности «новизна» и «промышленная применимость» по действующему законодательству.Therefore, the claimed object meets the criteria of patentability "novelty" and "industrial applicability" under applicable law.

Claims

Tool magazine intended for installation with the possibility of rotary positioning in a device for automatic tool change of a machine tool having a motor spindle, comprising a shaft with a disk drive coaxially placed on it with slots for placing tools with the same orientation of the shanks, made in the form of peripheral open grooves with the possibility the supply of the motor-spindle of the machine to the tool shanks, characterized in that it is equipped with at least one additional disk drive m, having sockets for placing tools with the same orientation of the shanks, made in the form of peripheral open grooves with the possibility of supplying the machine spindle to the tool shanks, while the diameter of each subsequent in the direction of orientation of the shanks of the disk drive is determined by the following dependence:

D _add <D _x + D _msh , where

D _add - the diameter of each subsequent disk drive;

D _x is the diameter of the circumference of the centers of the shanks of the previous disk drive;

D _msh - the diameter of the motor spindle.