RU1799322C - Автоматическа центробежна барабанна машина дл финишной обработки - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к центробежной барабанной машине дл  финишной обработки , в частности к машине, содержащей средства, обеспечивающие полностью автоматическую работу машины. Цель изобретени -упрощение конструкции и повышение ее надежности. Полностью автоматическа  центробежна  машина дл  финишной обработки содержит узел дл  финишной обработки поверхностей Деталей за счет орбитального и осевого вращени  барабанного контейнера, где наход тс  детали и абразивна  среда, а также содержит разгрузочный транспортер и загрузочный транспортер по противоположным сторонам узла финишной обработки, манипул торное средство дл  захвата барабанного контейт нера и переноса его с разгрузочного транспортера на узел финишной обработки и второе манипул торное средство дл  захва-. та барабанного контейнера и переноса его с узла финишной обрботки на загрузочный, транспортер. 2 з,п.ф-лы, 1 ил, ел С

Description

Данное изобретение относитс  к центробежной барабанной машине дл  финишной обработки, и в частности, оно относитс  к машине, содержащей средства, обеспечивающие полностью автоматическую работу машины.

: ;Цель изобретени  - упрощение конст-; рукции и повышение ее надежности.

Сущность изобретени  по сн етс  чертежами , где на фиг. 1 в общих чертах показана конструкци  машины по данному изобретению в виде спереди; на фиг.2 - вид сверху машины по фиг.1; фиг.З - вид в разрезе средств дл  ст гивани  барабанного контейнера С турел ми, представленных в укрупненном масштабе; на фиг.4 изображена взаимосв зь между машиной и манипул торами по ее противоположным сторонам с учетом их позиций; фиг.5 - частный вид в

разрезе одного из манипул торов; фиг.б.-. вид сверху манипул тора по фиг,5 в более крупном масштабе; фиг,7 - блок-схема с изображением этапов, по которым полностью автоматически совершаетс  действие машины. .. . -. . . ::

Описание предпочтительных вариантов реализации.

Машина содержит каркас 1, внутри которого на центральном вертикальном шпинделе 2 вращательно установлен узел дл  финишной обработки деталей. Нижний участок центрального шпиндел  2 посажен на наружный вал 3, приспособленный к вращению вместе с центральным шпинделем 2, На наружном валу 3 на рассто нии друг от друга жестко установлены верхн   турель 4 и нижн   турель 5; они могут вращатьс  вместе с валом 3. Вал 3 приводитс  во вращение

ч

ю

ы м

N)

Сд5

главным двигателем 6, сообщающим вращательную энергию первичному зубчатому колесу 7 через вторичное зубчатое колесо 8 и цепь 9 и далее валу 3, Над первичным зубчатым колесом 7 предусмотрен кожух 10, прикрепленный к каркасу 1. Центральный шпиндель 2 установлен в цапфах внутри кожуха 10 и с ним скреплены, например, цепные колеса 11 кГ 12. Максимальное число цепных колес соответствует числу валов либо числу установленных на них барабанных контейнеров, однако это число может быть любым. В примере по фиг.1 имеютс  два цепных колеса и предусмотрено шесть барабанных валов. Таким образом каждое цепное колесо 11 и 12 управл ет трем  барабанными валами на предмет приведени  их во вращение, Число барабанных валов обработанного узла может быть произвольным , однако расположить приспособлени  дл  загрузки и выгрузк-и барабанов е противоположных сторон обработочного узла диаметрально противоположно друг другу можно лишь при размещении четного числа барабанных валов. Такое расположение   в- л етс  одной из особенностей насто щего изобретени  и облегчает работу с барабанными контейнерами. Поэтому обычно используетс  четное число барабанных валов. Барабанные валы типа азлов 13 и 14 опираютс  на нижнюю турель 5 и могут совершать осевое вращение относительно нее. Осевое вращение барабанных эа .ов 13; 14,15 и т.д. вызываетс  цепными колесами 16,17,18 и т.д., каждое из которых устанавливаетс  у нижнего конца соответствующего барабанного вала: соединение этих колес с цепными колесами 11 и 12 осуществл етс  цепью 19. Передаточное отношение цепных колес 11 и 12 определ ет число орбитальных оборотов любого барабанного контейнера относительно числа его осевых оборотов. Дл  примера положим, что число зубьев на цепных , колесах 11 и 12 равно р, а число зубьев на цепных колесах 16 и т,д. равно д. Следо- .вательно, за полный оборот главного шпиндел  2 барабанный вал совершит -p/q оборотов. Величина p/q представл ет отношение числа рсевых оборотов к числу орбитальных оборотов барабанных валов. Эту величину обозначают как n/N, причем наиболее часто используетс  n/N -1, хот  она может принимать значени  из широкого диапазона в заданных пределах. Когда доводочна  операци  в заданном барабанном контейнере завершена и этот барабанный контейнер останавливаетс  в требуемом положении , происходит переключение главного двигател  б на медленный рычаг. Такое переключение можно осуществить с по

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

мощью любого известного частотного конвертера (например, инвертора или частотного инвертера); обеспечивающего поступление энергии переменной частоты к главному двигателю 6. Конструкци  барабанного контейнера такова, что он съемно устанавливаетс  в турел х. Например/он может состо ть из двух стаканов, один из которых находитс  над другим, что изображено на фигуре, либо состо ть из одиночного цилиндра или более чем из двух стаканов. С противоположных сторон узла финишной обработки деталей предусмотрены загрузочное устройство или загрузчик и выгрузочное устройство ули разгрузчик, И загрузочное и выгрузочное устройства содержат манипул тор, обеспечивающий извлечение барабанного контейнера из узла или установку его в.узел. Как видно из фиг.1 и 2. загрузчик и разгрузчик размещаютс  диаметрально противоположно и симметрично . Поэтом они могут иметь аналогичную конструкцию, подробно рассмотренную НИ- Же. . . . : - .- .. :: : : -: -

В машине по данному изобретению может использоватьс  как влажна , так и суха  абразивна  среда. Влажна  абразивна  среда может срсто ть из смеси абразивов с композитным раствором. Така  смесь предпочтительна дл  удалени  заусениц и екруг- лени  радиусов (R). Обработка жидкостей, заключенных в смеси, также должна быть учтена при полостью автоматической работе . Суха  абразивна  среда может состо ть из органических веществ в форме частиц (например, ореховой скорлупы, кукурузных кочерыжек и т.д. е размолотой форме) или пластмассовых кусочков и абразивов, масел и иных присадок, добавл емых туда. Суха  среда обеспечивает хорошую полировку поверхности и легче удал етс  после обработки . - ; .. - . ... ; / ;. .. ..././ .. ; .Теперь со ссылкой на фиг.1 подробно рассмотрим систему привода дл  барабанных контейнеров. Как видно из фигуры, барабанные валы 13,14,15 и т.д. вращательно установлены в соответствующих подшипниках 20,21,22 и т.д., размещенных в нижней турели 5, У верхних концов барабанных валов 13,14,15 и т.д.; жестко закреплены барабанные приемники с .углублени ми 23,24,25 и т.д., куда принимаютс  барабанные контейнеры . На фигЛ показано, что барабанный контейнер имеет штабельную структуру, состо щую из двух барабанов, например 26 и 27, один из которых находитс  над другим. Другие барабанные пары обозначены 28 и 29, 30 и 31 и т.д. Барабанный контейнер может состо ть из одного барабана, либо содержать более двух барабанов . На верхней турели 4 размещены зажимные устройства 32,33,34 и т.д., предназначенные дл  удержани  барабанных контейнеров в фиксированных положени х в ходе финишной обработки. Каждое из та- ких зажимных устройств должно вращатьс  вместе с удерживаемым им барабанным контейнером, затем перемещатьс  вверх по завершении финишной обработки дл  освобождени  барабанного контейнера из зажа- того и закрытого состо ни ; с. .зажимным устройством взаимодействует гидравлический цилиндр, вызывающий его перемещение вверх и вниз, при этом гидравлический напор, необходимый дл  работы зажимов, должен подаватьс  во врем  орбитального и осевого вращени  барабана. Конструкци  зажимов более подробно описываетс  далее со ссылкой на фиг.3. Зажим содержит пустотелый вал 35 и центральный вал 36, причем пустотелый вал вместе с центральным валом 36 вращательно установлены,в нижнем подшипнике 37, прикрепленном к верхней турели 4, Центральный вал 3.6 вставлен через пустотелый вал 35 и соеди- нен с ним шпонками . Благодар  этому центральный вал 36 может скользить, а также совершать вращательное движение вместе с пустотелым валом 35. Центральный вал 36 своим концом (вращающа с  часть) соединен с гидравлическим цилиндром 42 {невращающа с  часть), вследствие чего центральный вал 36 может перемещатьс  вверх и вниз/Такое соединение обеспечиваетс  закреплением втулки 43 на верхнем концевом участке центрального вала 36 и размещением подшипника 44 между втулкой 43 и фланцевым участком 45, зависимым от переднего конца поршневого штока 46 цилиндра 42,

Благодар , такой конструкции гидравлический цилиндр 42 может перемещать центральный вал 36 вверх и вниз. Перемещение цёнтральндгЬ вала 36 вверх или вниз вызывает зажим, либо отпускание барабанного контейнера. Зажимное устройство удерживает верхнюю часть барабанного контейнера и вращаетс  вместе с ним на большой скорости, поскольку, в ином случае утечка содержимого барабанного контейнера на гидравлическую систему может привести к физическим разрушени м деталей машины. Вместе с тем в цилиндр 42, управл ющем зажимным устройством, желательно приме- нение гидравлического масла. Тогда бара- банный контейнер остаетс  герметично закрытым даже при случайном сн тии гидравлического напора или при отказе в источнике питани , что приведет к падению гидравлического напора. Переключение с

пневматического на гидравлическое давление может производитьс  с помощью изготавливаемогопромышленностью устройства HYDROVNIT. Заметим, что дл  предупреждени  случайного вращени  фланца 45 и, следовательно, поршневого штока 46 к верхнему подшипнику 47 прикреплён стопорный элемент 48,, и его передний конец входит в зацепление с удлиненной канавкой 49, предусмотренной на фланце 45. На нижнем конце центрального вала 36 имеетс  держатель 50 дл  барабана; он имеет тарельчатую форму и удерживает сверху барабанный контейнер, когда центральный вал 36, взаимодействующий с поршневым штоком 46 находитс  в нижнем положении. Дл  остановки верхней турели 4 и нижней турели 5 в любом требуемом положении служит ограничитель St. На фиг.2 видно, что. ограничители 51 предусматриваютс  по периферии верхней и нижней турели, при этом число ограничителей соответствует числу барабанных валов. На каждом ограничителе 51 имеетс  участок с углублением, а снаружи турели в требуемом месте предусматриваетс  выступ 52, который входит в зацепление с ограничител ми 51. В результате турели могут быть остановлены до достижени  выступа участком с углублением соответствующего ограничител .. Последующее описание относитс  к манипул тору дл  загрузки или выгрузки. Такие манипул торы предусматриваютс  как часть устройства загрузки и выгрузки с противоположных сторон узла дл  финишной обработки деталей. Со стороны загрузчика происходит заполнение барабанного контейнера обрабатываемыми детал ми с помощью отдельного устройства дл  подготовки этих деталей. Если барабанный контейнер имеет многоштабельную конст-. рукцию (состо щую из двух барабанов, как показано на фиг.1), то предусматриваетс  штабелирующее устройство дл  размещени  одного барабана на другом. По завершении штабелировани  барабанных контейнеров транспортируетс  загруЗоч- ным транспортером 53 к месту нахождени  загрузочного манипул тора. Перед манипул тором контейнер останавливаетс  с помощью Ограничител  54, показанного на фиг.4, На стороне выгрузки барабанный .контейнер, содержащий обрабатываемые детали, извлекаетс  манипул тором из узла финишной обработки и затем по разгрузочному транспортеру 55 транспортируетс  на-, ружу из машины, где контейнер переворачиваетс , его содержимое попадает в разделительное сито, где происходит отделение деталей от абразива. Относительные положени  манипул торов и узла финишной обработки показаны на фиг.1 и 2, когда как более детально они представлены на фиг,4. На фиг.4 расположенный в узле барабанный контейнер обозначен 56 и 57, тогда как барабанный контейнер на загрузочном , либо разгрузочном транспортере 53 или 55 обозначен 58 и 59. Загрузчик перемещает барабанный контейнер с положени , обозначенного 58 и 59, в положение, обозначенное 56 и 57, тогда как разгрузчик перемещает его из положени  56 и 57 в положение 58 и 59. Загрузчик и разгрузчик имеют одинаковую конструкцию и действуют .одинаково. Поэтому ограничимс  лишь описанием загрузчика. Барабанный контейнер 58 и 59, где содержатс  обрабатываемые детали и абразивна  среда, транспортируетс  по роликам 60 (на транспортер загрузчика 53), где он тормозитс  ограничителем 54 и затем останавливаетс . Загрузочное устройство помещает контейнер на соответствующее место внутри машины . Детали загрузочного устройства приведены на фиг.5 и 6. Устройство содержит направл ющие опорные рамы 61 и 62 с противоположных сторон прохода загрузочного транспортера 63, идущего перед секцией финишной обработки, Рамы 61 и 62 соединены боковыми рамами, тогда как два параллельных направл ющих вала 63 и 64, идущие поперек загрузочного транспортера 53, опираютс  на рамы 61 и 62. На каждом из направл ющих валов 63 (64) установлен ползун 65 (66). Ползуны 65 и 66 соединены посредством общего основани  67. С одной стороны основани  67 располагаетс  гидравлический цилиндр 68, причем с общим основанием 67 соединен поршневой шток 69 цилиндра 68. Поэтому перемещение поршневого штока 69 вперед или назад вызывает перемещение вперед или назад общего основани  67, Под общим основанием 67 располагаетс  гидравлический цилиндр 70. Под цилиндром 70 размещаетс  основание манипул тора 71, на котором установлен загрузочный манипул тор, причем поршневой шток 72 цилиндра соединен с основанием манипул тора 71 посредством шарнира 73. С другой стороны на основании манипул тора 71 имеютс  фпанцы 74 и 75, с которыми шарнирно соединены средства дл  захвата 76 и 77. Захваты 76 и 77 имеют форму углового рычага и могут поворачиватьс  на малый угол. На каждом захвате 76 и 77 имеетс  амортизатор 78 или 79 из резины или синтетической смолы; он располагаетс  с той стороны, что обращена к другому захвату. Амортизаторы 78 и 79

защищают барабанный контейнер 58 и 59 от возможных повреждений.

Поворотное движение захватов манипул тора на малые углы выполн етс  с по- мощью поворотного штыр  80, на котором установлены рычаги захватов на фланцах 74 и 75, Рычаг, несущий поворотный штырь 80, соединен с поршневым штоком 81 гидравлического цилиндра 82. Следовательно, пе0 ремещение поршневого штока 81 вперед или назад приведет к раскрыванию или смыканию захватов манипул тора 76 и 77, Направл ющие стойки 83, 84 и 85 (в данном примере показаны три стойки) установлены

5 в подшипниках 86, 87, 88, размещенных на основании манипул тора 71, Основание манипул тора 71 может перемещатьс  вверх и вниз по этим стойкам. Над основанием манипул тора 71 предусмотрены амортизато0 ры 89 и 90 известной конструкции. Амортизаторы 89 и 90 поглощают удары, происход щие при перемещении основани  манипул тора 71 вперед до тех пор, пока амортизаторы не заденут о машину, На

5 каждом из амортизаторов имеетс  конечный выключатель, который выдает сигнал, когда захваты манипул тора достигают положени , когда они могут прин ть барабанный контейнер, как говорилось ранее, один

0 узел дл  финишной обработки деталей содержит четное число барабанных валов, служащих опорой барабанных контейнеров, при этом барабанные валы располагаютс  на разных угловых интервалах. В предпоч5 тительных вариантах реализации загрузочный и разгрузочный манипул торы могут размещатьс  с противоположных сторон верхней и нижней турелей 4 и 5 с тем, чтобы они были диаметрально противоположны

0 друг другу, как показано на фиг,2. В результате такого размещени  загрузочный и раз- грузочный транспортеры идут перпендикул рно диаметральной линии турелей , Кроме того, барабанный контейнер

5 можно перемещать из обработанного узла и помещать в узел по пр мой линии, котора   вл етс  той же, что и диаметральна  лини  турелей. Следовательно, такое размещение обеспечивает более простую конструкцию,

0 потому что перемещени  барабанных контейнеров лежат на пр мой линии за исключением перемещени  на турели,

Ниже приведена работа машины по данному изобретению, В машине использо5 ван метод последовательного управлени , когда все операции автоматически выполн ютс  последовательно. Однако некоторые операции могут быть выполнены вручную. По завершении требуемой операции финишной обработки, длительность которой

предпочтительно устанавливаетс  таймером , но частный инвертор от таймера подаетс  сигнал. В ответ на сигнал инвертер вырабатывает ток такой частоты, при которой двигатель переключаетс  в режим малой скорости. При медленном вращении главного двигател  выступ 52 выдвигаетс  и входит в зацепление с углублением на соответствующем ограничителе 51, чего турели останавливаютс  в заданном положении . Остановку обнаруживает микровыключатель (не показан), предусмотренный в любом соответствующем положении на периферии верхней 4 либо нижней 5 турели. Сигнал обнаружени  подаетс  на центральный последовательный контроллер, встроенный в машину. В ответ на этот сигнал центральный контролер вырабатывает сигнал управлени , который активирует гидравлический цилиндр 42 со стороны разгрузочного устройства (положение А на фиг.2) с тем, чтобы к поршневому штоку было подано гидравлическое масло. После этого барабанный приемник 50 перемещаетс  вверх, что показано на фиг.З, и освобождает барабанный контейнер 26 и 27. В это же врем  захваты манипул тора 76 и 77 на стороне разгрузочного устройства перемещаютс  вперед. Вначале положим, что захваты манипул тора раскрыты и под действием гидравлического цилиндра 70 наход тс  в нижнем положении. Теперь гидравлическа  жидкость подаетс  со стороны поршн  цилиндра 68, заставл   захваты манипул тора переместитьс  вперед. Как только захваты пройдут до конца свой путь, амортизаторы 89 и 90 защит т их от удара. Этот момент воспринимаетс  предельным переключателем 91, вырабатывающим сигнал обнаружени . В ответ на сигнал обнаружени  рабоча  жидкость гидравлической системы подаетс  со стороны поршневого штока 81 гидравлического цилиндра 82, заставл   захваты манипул тора 76 и 77 сомкнутьс  и захватить барабанный контейнер. После этого активируетс  гидравлический цилиндр 70, его поршневой шток 72 поднимает захваты манипул тора 76 и 77, и гидравлическа  жидкость поджимаетс  со стороны поршневого штока 69 цилиндра 68, при этом контейнер перемещаетс  к месту, где наход тс  ролики транспортера 60, на транспортер разгрузчика 55. Здесь захваты манипул тора раскрываютс  и отпускают контейнер, помещаемый на ролики транспортера 60, на транспортер разгрузчика . Ролики транспортера 60 на разгрузочном транспортере передают контейнер на следующую позицию (где он должен быть перевернут). Затем турели 4 и 5

поворачиваютс  на 360 градусов/S (S соответствует числу барабанных валов) и происходит повторение перечисленных этапов по удалению последующего барабанного контейнера из обработочного узла. В следующий раз, когда будет удалено равное S/2 число барабанных контейнеров, с разгру- зочной стороны по витс  барабанный контейнер с обработанными детал ми, а со

0 стороны загрузочного устройства окажетс  барабанный приемник без барабанного контейнера. Барабанный контейнер со стороны разгрузчика удал етс  из обработанного угла согласно приведенному выше

5 описанию, а со стороны загрузчика устанавливаетс  барабанный контейнер с детал ми , требующими обработки; загрузка этого контейнера происходит в обратном пор дке по этапам, описанным при рэзгружении. По0 скольку это описание  вл етс  очевидным в свете вышесказанного, мы его опускаем. После того, как будет удалено S барабанных контейнеров, в обработочном узле не будет барабанных контейнеров с обработанными

5 детал ми и станут доступны S/2 пар барабанных контейнеров, содержащих необработанные детали. На последующих этапах числом S/2 будут загружатьс  лишь эти контейнеры . После загрузки S пар барабанных

0 контейнеров, главный двигатель переключаетс  в режим большой скорости, и начинает операции финишной обработки. Все последующие этапы выполн ютс  согласно приведенному выше описанию. Этапы изо5 бражены на блок схеме процесса, представленной на фиг.7.

Все барабанные контейнеры размещаютс  таким образом, что их можно съемно установить на соответствующей секции об0 работочного узла. С противоположных сторон этой секции предусмотрены транспортеры устройства загрузки и выгрузки , и, кроме того, предусмотрены манипул торы дл  переноса контейнера с

5 обработанными детал ми из секции обработочного узла в разгрузочный транспортер и дл  переноса контейнера с необработанными детал ми из загрузочного транспортера на секцию обработочного узла.

0 Следовательно, смена масс в барабанных контейнерах может происходить за пределами машины, причем работа машины во врем  смены масс не прекращаетс . Тем самым исключаютс  потери времени на сме5 ну масс, обеспечива  автоматическую работу .

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и   1, Автоматическа  центробежна  барабанна  машина дл  финишной обработки, содержаща  св занные с каркасом верхнюю и нижнюю турели, между которыми на поворотных валах установлены барабанные контейнеры дл  подлежащих обработке деталей и абразивной среды с возможностью планетарного и осевого вращени , о т л и - чающа с  тем, что, с целью упрощени  конструкции и повышени  ее надежности, машина снабжена барабанными приемниками , смонтированными на верхней части каждого поворотного вала и установленным на нижней турели, средством дл  удержани  по меньшей мере одного барабанного контейнера на барабанном приемнике, расположенными на верхней турели, разгрузочным и загрузочным транспортными средствами, расположенными йа противоположных сторонах турелей и на каркасе с диаметрально противоположных сторон турелей , двум  средствами дл  захвата по меньшей мере, одного барабанного контей- нера и переноса его с турелей на разгрузоч- ное транспортное средство или с загрузочного транспортного средства на ту- рели.

2. Машина по п.1, о т л и ч а ю щ а   с   тем, что средство дл  удержани  барабанного контейнера в барабанном приемнике выполнено в виде внешнего пустотелого вала , поворотно установленного на верхней турели посредством подшипника, и устаг новленного в нем с возможностью поворота и скольжени  внутреннего центрального вала , несущего барабанный контейнер, а также размещенного над ним гидравлического средства, содержащего штоковый элемент, передний конец которого соединен с возможностью вращени  с внутренним центральным валом посредством соединительного элемента со средством дл  предупреждени  вращени  штокового элемента.

3. Машина по п.1, о т ли ч а ю щ а   с   тем, что используемой дл  финишной обработки абразивной средой выбираетс  среда сухого типа.

ч i L. vwП:

Начать (ринишнуа обработки

Переключить пйбный Мига- те ь на тихий ход

Остановить турели f I лолой&ши

Выгрузить Барайан из турелей ,ЬйЖ1Ул