RU2436665C1 - Automated system of tooling backup - Google Patents
Automated system of tooling backup Download PDFInfo
- Publication number
- RU2436665C1 RU2436665C1 RU2010121482/02A RU2010121482A RU2436665C1 RU 2436665 C1 RU2436665 C1 RU 2436665C1 RU 2010121482/02 A RU2010121482/02 A RU 2010121482/02A RU 2010121482 A RU2010121482 A RU 2010121482A RU 2436665 C1 RU2436665 C1 RU 2436665C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sections
- relative
- bearing surface
- load
- rotation
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Machine Tool Units (AREA)
Abstract
Description
Автоматизированная система инструментального обеспечения (АСИО) предназначена для машиностроительных производств, в частности для применения в гибких производственных системах, гибких производственных модулях, гибких производственных ячейках, на многоцелевых станках. Она может использоваться для реализации различных форм инструментального обеспечения: централизованной, децентрализованной, комбинированной. АСИО может быть также применена в качестве средства автоматизации основного многономенклатурного грузопотока для приема, накопления, выдачи и других операций по обмену заготовками, деталями, межоперационным заделом.The automated tool support system (ASIO) is intended for engineering industries, in particular for use in flexible production systems, flexible production modules, flexible production cells, and multi-purpose machines. It can be used to implement various forms of instrumental support: centralized, decentralized, combined. ASIO can also be used as a means of automation of the main multinomenclature cargo flow for receiving, accumulating, issuing and other operations for the exchange of workpieces, parts, interoperational backlog.
Эффективность инструментообеспечения определяет ряд факторов, в том числе затраты на создание и эксплуатацию АСИО, энергозатраты, количество циркулирующих во вспомогательном грузопотоке инструментов, производительность, занимаемые объем, площадь. Кроме того, рационально использовать в системе инструментального обеспечения устройства централизованного и децентрализованного накопления, подобные по компоновочному решению, способу поиска адресной позиции.The efficiency of tool supply is determined by a number of factors, including the costs of creating and operating ASIO, energy consumption, the number of instruments circulating in the auxiliary cargo flow, productivity, space occupied, and area. In addition, it is rational to use centralized and decentralized accumulation devices similar to the layout solution and the method of searching for an address position in the tooling system.
Широко известны простые по конструкции АСИО на базе цепных магазинов-инструментов; в качестве примера в приложении приведено решение на фиг.П1 [Металлорежущие системы машиностроительных производств: Учебное пособие для студентов технических вузов / О.В.Таратынов, Г.Г.Земсков, И.М.Баранчукова и др.; Под ред. Г.Г.Земскова, О.В.Таратынова. - М.: Высш. шк., 1988. - 464 с.]. Они занимают незначительное пространство, так как гибкая цепь органично размещается на элементах конструкции обрабатывающего центра: преимущественно на профильных поверхностях станины. Вместе с тем, цепные магазины сравнительно более затратны по потребляемой электроэнергии: количество инструментов в цепи может быть очень большим (несколько сотен), существенна масса каждого инструмента: при поиске одного инструмента необходимо двигать всю цепь. Время поиска инструмента находится в прямо пропорциональной зависимости от размеров перемещения цепи. Данное обстоятельство ограничивает применение цепных магазинов в качестве централизованных: обслуживающих участок или группу станков.ASIO simple in design based on chain tool stores is widely known; as an example, the application shows the solution in FIG. P1 [Metal-cutting systems of machine-building production: A manual for students of technical universities / OV Taratynov, GG Zemskov, IM Baranchukova and others; Ed. G.G. Zemskova, O.V. Taratynova. - M .: Higher. school, 1988. - 464 p.]. They occupy a small space, since the flexible chain is organically placed on the structural elements of the machining center: mainly on the profile surfaces of the bed. At the same time, chain stores are relatively more expensive in terms of energy consumption: the number of tools in the chain can be very large (several hundred), the weight of each tool is significant: when searching for one tool, you must move the entire chain. Tool search time is directly proportional to the size of the chain movement. This circumstance limits the use of chain stores as centralized: serving a site or a group of machines.
В качестве одного из основных преимуществ, рассматриваемых в концепции создания АСИО, - сокращение времени цикла обработки детали за счет перекрытия временем обработки времени поиска и смены инструмента. Но при большом количестве инструментов в магазине станка, малой производительности АСИО и незначительном времени обработки данное преимущество не реализуется. Формируются внутрицикловые потери - простои станка в ожидании инструмента.One of the main advantages considered in the concept of creating ASIO is the reduction of the cycle time of the part processing due to the overlapping of the search time and the tool change by the processing time. But with a large number of tools in the machine shop, low ASIO performance and low processing time, this advantage is not realized. Intra-cycle losses are formed - machine downtime in anticipation of a tool.
Прототипом заявленного решения является система инструментального обеспечения по патенту 6814692, МПК B23Q 3/157, Tool handling devise for a mashine tool, Anton Mattes, Timo Wachle (DE), 2004 г, (см. фиг.П2). Инструменты компактно размещены по всей занимаемой магазином площади, что в несколько раз сокращает время доступа к требуемой адресной позиции. Вместе с тем, несмотря на наличие роторной составляющей, время поиска высоко. Использование данной конструкции для центрального магазина инструментов ограничено наличием одного устройства обслуживания. Кроме того, при наличии большого количества инструментов данная компоновка даст нежелательное увеличение занимаемой площади. В процесс поиска одного инструмента вовлекаются остальные.The prototype of the claimed solution is a tooling system according to patent 6814692, IPC
Техническим эффектом предлагаемой автоматизированной системы инструментального обеспечения является повышение ее производительности, компактности, повышение удобства обслуживания, расширение технологических возможностей и снижение энергозатрат.The technical effect of the proposed automated tooling system is to increase its productivity, compactness, increase serviceability, expand technological capabilities and reduce energy costs.
Указанный технический эффект достигается тем, что автоматизированная система инструментального обеспечения включает поворотный относительно вертикальной оси магазин инструментов с грузонесущей поверхностью, расположенной в горизонтальной плоскости, и обслуживающий его робот, при этом грузонесущая поверхность выполнена в виде правильного многоугольника, расчлененного по осям симметрии на секции, установленные на опорах с возможностью поворота на прямой угол относительно горизонтальных осей качания так, что в исходном положении они расположены в одной горизонтальной плоскости, образуя ровную грузонесущую поверхность, а в рабочем положении - в вертикальных плоскостях, образуя корончатую грузонесущую поверхность точечным сопряжением диагонально расположенных вершин, опоры установлены в державках, жестко закрепленных на основании; механизм поворота секций относительно осей качания включает толкатель с направляющими салазок, жестко закрепленных по обеим сторонам державок, упоры контактирующие в пограничных положениях, - верхнем (рабочем) и нижнем - (исходном) с концевыми выключателями системы управления приводом; толкатель посредством тяги соединен с двигателем, на корпусе которого жестко смонтировано основание державок и механизм передачи ему движения от привода поворота магазина относительно вертикальной оси, оба привода смонтированы на общей неподвижной платформе: привод поворота магазина - неподвижно, привод поворота секций - подвижно с возможностью вращения относительно вертикальной оси, кроме того, грузонесущая поверхность магазина может быть выполнена квадратной, секции установлены на цилиндрических опорах со смещением центра качания секции относительно центра их симметрии (центра масс) вниз по вертикальной оси, толкатель выполнен в виде обечайки, в верхней части ее направляющих выполнены ригели с окатным профилем и магнитными защелками на их концевых частях; на одной из секций в двух угловых ее частях (верхней и нижней) установлены упоры с возможностью контакта с концевыми выключателями системы управления механизмом поворота: первый (в нижнем - исходном положении обечайки) с концевым выключателем, установленным на ригеле, второй (в верхнем - рабочем положении обечайки) с концевым выключателем, установленным снизу основания; обечайка посредством тяги соединена с пневмоцилиндром, установленным на шарикоподшипниковых узлах с возможностью поворота относительно вертикальной оси на плите, установленной на неподвижной опоре, на боковой поверхности корпуса пневмоцилиндра жестко смонтировано основание державок и ступица, образующая с шестерней установленной на валу электродвигателя, механизм поворота магазина инструментов, при этом электродвигатель оснащен датчиком углового поворота и установлен на неподвижной опоре, кроме этого опоры секций установлены так, что центры их качания совпадают с центрами их симметрии, при этом на направляющих установлены водила, имеющие гибкую связь с секциями.The specified technical effect is achieved by the fact that the automated tooling system includes a tool magazine rotatable relative to the vertical axis with a load-bearing surface located in the horizontal plane and a robot serving it, while the load-bearing surface is made in the form of a regular polygon divided into symmetry axes into sections installed on supports with the possibility of rotation at a right angle relative to the horizontal swing axes so that in the initial position and are located in one horizontal plane, forming an even load-bearing surface, and in the working position - in vertical planes, forming a crown-shaped load-bearing surface by point mating of diagonally located vertices, the supports are installed in holders rigidly fixed to the base; the mechanism of rotation of the sections relative to the swing axes includes a pusher with slide rails rigidly fixed on both sides of the holders, stops contacting in boundary positions - upper (working) and lower - (initial) with limit switches of the drive control system; the pusher is connected by means of a thrust to the engine, on the body of which the base of the holders and the mechanism for transmitting movement from the magazine turning drive relative to the vertical axis are rigidly mounted to it, both drives are mounted on a common stationary platform: the magazine turning drive is stationary, the section turning drive is movably rotationally vertical axis, in addition, the load-bearing surface of the store can be made square, the sections are mounted on cylindrical supports with a shift of the center of swing sections relative to their center of symmetry (center of mass) down the vertical axis, the pusher is made in the form of a shell, in the upper part of its guides are made crossbars with a round profile and magnetic latches on their end parts; on one of the sections in its two angular parts (upper and lower) there are stops with the possibility of contact with the limit switches of the control system of the rotation mechanism: the first (in the lower - the initial position of the shell) with the limit switch mounted on the crossbar, the second (in the upper - working shell position) with a limit switch mounted on the bottom of the base; the shell by means of a thrust is connected to a pneumatic cylinder mounted on ball-bearing units with the possibility of rotation relative to the vertical axis on a plate mounted on a fixed support, on the side surface of the pneumatic cylinder body, the base of the holders and the hub forming with a gear mounted on the motor shaft a turning mechanism of the tool magazine, at the same time, the electric motor is equipped with an angular rotation sensor and mounted on a fixed support, in addition to this, the section supports are installed so that the centers of their swing coincide with the centers of their symmetry, while on the rails mounted carriers having a flexible connection with the sections.
На фиг.1 показана АСИО в рабочем положении, разрез А-А;Figure 1 shows ASIO in the working position, section AA;
На фиг.2 показана АСИО в рабочем положении, вид сверху;Figure 2 shows ASIO in working position, top view;
На фиг.3 показана АСИО в рабочем положении, вид Б;Figure 3 shows ASIO in the working position, view B;
На фиг.4 показана державка цилиндрической опоры, вид В;Figure 4 shows the holder of a cylindrical support, view B;
На фиг.5 показана АСИО в исходном положении, вид сбоку;Figure 5 shows ASIO in the initial position, side view;
На фиг.6 показана АСИО в исходном положении, вид сверху;Figure 6 shows ASIO in the initial position, top view;
На фиг.7 показана компоновка многоцелевого станка, оснащенного магазином инструментов корончатого типа;Figure 7 shows the layout of a multi-purpose machine equipped with a crown-type tool magazine;
На фиг.8 показана компоновочное решение ГПС с централизованной формой инструментального обеспечения на основе АСИО с магазином инструментов корончатого типа;On Fig shows the layout solution GPS with a centralized form of tooling based on ASIO with a toolbox crown type;
На фиг.9 показано компоновочное решение ГПС с комбинированной формой инструментального обеспечения на основе АСИО с магазином инструментов корончатого типа;Figure 9 shows the layout solution of GPS with a combined form of tooling based on ASIO with a toolbox of crown type;
На фиг.10 показан вариант укладки АСИО в ячейки накопителя.Figure 10 shows a variant of stacking ASIO in the cells of the drive.
Автоматизированная система инструментального обеспечения 1 включает многосекционный магазин инструментов 2, поворотный относительно вертикальной оси 001, и обслуживающие их роботы 3. В секциях 4 для размещения инструментов 5 выполнены гнезда 6. Секции 4 установлены на цилиндрических опорах 7 с возможностью поворота на угол, равный 90°, относительно горизонтальных осей качания 8 так, что в исходном положении 9 они расположены в одной горизонтальной плоскости, образуя ровную квадратную грузонесущую поверхность 10, расчлененную по осям симметрии на секции 4, а в рабочем положении 11 - в вертикальных плоскостях, образуя корончатую грузонесущую поверхность 12 точечным сопряжением диагонально расположенных вершин 13. Цилиндрические опоры 7 установлены в державках 14, жестко закрепленных на основании 15. Центр каждой опоры 7 занимает положение 16, определяемое соотношениемThe
, ,
y2>y1, где l - длина диагонали секции 4. По боковым сторонам опор 7 симметрично и параллельно друг другу на секциях 4 смонтированы салазки 17. Механизм поворота 18 секции 4 относительно осей качания 8 выполнен в виде обечайки 19 с направляющими 20 салазок 17. В верхней части салазок 17 выполнены ригели 21 с окатным профилем и магнитными защелками 22 на их концевых частях. На одной из секций 4 в двух угловых ее частях - верхней и нижней - установлены упоры 23 и 24 с возможностью контакта с концевыми выключателями 25 и 26 системы управления механизмом поворота 27 (не показан), первый упор 23 (в нижнем - исходном положении обечайки 19) с концевым выключателем 25, установленном на ригеле 21, второй упор 24 (в верхнем - рабочем положении обечайки 19) с концевым выключателем 26, установленным снизу основания 15. Обечайка 19 посредством тяги 28 соединена с пневмоцилиндром 29, управляемым посредством распределителя (не показан). На боковой поверхности пневмоцилиндра 29 жестко смонтировано основание 15 и ступица 30. Пневмоцилиндр 29 установлен на пяте 31 на шарикоподшипниковых узлах 32 с возможностью поворота относительно вертикальной оси 001. Пята 31 смонтирована на неподвижной опоре 33. Привод поворота магазина 3 относительно оси 001 включает электродвигатель 34, установленный на неподвижной опоре 33, и датчики углового поворота (не показаны). На валу 35 электродвигателя 34 неподвижно закреплена шестерня 36, образующая со ступицей 30 механизм зубчатого зацепления. Для поддержки перемещения секций 4 в исходное положение 9 в качестве варианта предусмотрено водило 37.y 2 > y 1 , where l is the length of the diagonal of section 4. On the lateral sides of the
АСИО 1 работает следующим образом. В исходном положении 9 секции 4 лежат в одной горизонтальной плоскости с опорой на ригели 21 и фиксацией магнитными защелками 22. Для перевода секций 4 в рабочее положение 11 (вертикальное относительно опоры) включается механизм их поворота 18 относительно осей качания 8. При поступлении сигнала системы управления 27 тяга 28 под действием поршня пневмоцилиндра 29 поднимается, толкая вверх обечайку 19, под действием ее перемещения секции 4 раскрываются и, окатываясь по профилю верхней части ригеля 22, разворачиваются относительно оси качания 8, опускаясь салазками 17 в направляющие 22. При поступлении сигнала о контакте упора 24 с концевым выключателем 26 подъем обечайки 19 прекращается. Для возврата секций 4 в исходное положение 9 обечайка посредством тяги 28 поршнем пневмоцилиндра 29 перемещается вниз, освобождаемые от распора секции 4, свободно окатываясь по профилю ригелей 21, занимают горизонтальное положение 9. При концевом замыкании упора 23 и выключателя 25 перемещение обечайки 19 вниз прекращается.ASIO 1 works as follows. In the initial position 9, sections 4 lie in the same horizontal plane with support on the
АСИО 1 может использоваться для различных форм инструментального обеспечения. В случае децентрализованной формы магазин может быть установлен, например, на башне обрабатывающего центра (фиг.7) и обслуживаться одним роботом-манипулятором в рабочей позиции, развернутой или находящейся в одной плоскости со шпинделем стола. Для перемещения остальных секций в рабочую позицию используется привод поворота магазина. В случае централизованной формы АСИО может служить композиционной основой ГПС, вокруг которой размещается технологическое оборудование (фиг.8). Для работы АСИО в многоканальном режиме в ее составе используется несколько роботов-манипуляторов (по количеству секций). Станок получает инструменты преимущественно из установленной напротив него секции. При необходимости для станка инструмента, находящегося в другой секции, осуществляется поворот магазина. Комбинированный вариант АСИО показан на фиг.9. В нем используются, наряду с централизованным магазином, магазины, устанавливаемые на каждом станке.ASIO 1 can be used for various forms of tooling. In the case of a decentralized form, the store can be installed, for example, on the tower of the processing center (Fig. 7) and serviced by one robotic arm in a working position, deployed or in the same plane with the table spindle. To move the remaining sections to the working position, a magazine turning drive is used. In the case of a centralized form, ASIO can serve as the composite basis of GPS, around which technological equipment is located (Fig. 8). To operate ASIO in multi-channel mode, several robotic manipulators are used in its composition (by the number of sections). The machine receives tools mainly from the section opposite it. If necessary, for the tool machine located in another section, the magazine is rotated. A combined version of ASIO is shown in Fig.9. It uses, along with a centralized store, stores installed on each machine.
Заявленная совокупность признаков АСИО в целом обеспечивает пространственно-временную свертку затрат на доступ к адресным позициям, на размещение АСИО, расширение ее технологических возможностей, снижение энергозатрат. Для возможности многоярусного складирования магазинов корончатой конструкции предусмотрен перевод секций из рабочего (вертикального) в исходное (горизонтальное) положение.The claimed combination of ASIO characteristics as a whole provides a spatio-temporal convolution of costs for access to address positions, for placement of ASIO, expanding its technological capabilities, and reducing energy costs. For the possibility of multi-tiered warehousing of crown-shaped stores, the sections are transferred from the working (vertical) to the initial (horizontal) position.
Более подробно взаимосвязь признаков изобретения с заявленным техническим результатом раскрыта в табл.1.In more detail, the relationship of the features of the invention with the claimed technical result is disclosed in table 1.
где NS-количество обслуживаемых АСИО многоцелевых станков. Вариабельность этого признака обеспечивает расширение технологических возможностей АСИО - возможность организации различных форм инструментального обеспечения.Dividing the load-bearing surface into sections limits the search for a tool, reduces access time, and increases productivity. The quick transfer of sections to the service area is ensured by the rotor component of the installation movements of the store, which also affects the increase in productivity. The number of service areas, with this ASIO store instruction, may be different from one and set within
where NS is the number of ASIOs served by multi-purpose machines. The variability of this feature provides the expansion of technological capabilities ASIO - the ability to organize various forms of tooling.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010121482/02A RU2436665C1 (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Automated system of tooling backup |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010121482/02A RU2436665C1 (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Automated system of tooling backup |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2436665C1 true RU2436665C1 (en) | 2011-12-20 |
Family
ID=45404288
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010121482/02A RU2436665C1 (en) | 2010-05-26 | 2010-05-26 | Automated system of tooling backup |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2436665C1 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU173523U1 (en) * | 2016-12-12 | 2017-08-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Tool changer |
RU173524U1 (en) * | 2016-12-12 | 2017-08-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Automatic tool changer |
RU2629580C1 (en) * | 2016-11-30 | 2017-08-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Device for automatic change of tools |
-
2010
- 2010-05-26 RU RU2010121482/02A patent/RU2436665C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2629580C1 (en) * | 2016-11-30 | 2017-08-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Device for automatic change of tools |
RU173523U1 (en) * | 2016-12-12 | 2017-08-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Tool changer |
RU173524U1 (en) * | 2016-12-12 | 2017-08-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технологический университет "СТАНКИН" (ФГБОУ ВО "МГТУ "СТАНКИН") | Automatic tool changer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7153252B2 (en) | Storage arrangement for machine tools | |
CN101863015B (en) | Multi-joint robot | |
CN103419188A (en) | Robot turning apparatus for extending working area of robot | |
US11583966B2 (en) | Overhead machining device based on portable five-degree-of-freedom full parallel module | |
CN114007805A (en) | Machine tool with portal frame | |
EP1266721A2 (en) | Manufacturing line with modular devices for the transfer of workpieces between machining units | |
CN110842623B (en) | Flexible manufacturing unit for various small-batch box parts | |
RU2436665C1 (en) | Automated system of tooling backup | |
EP3706961B1 (en) | A robotic apparatus | |
CA2944524A1 (en) | Machine tool | |
CN102672573A (en) | Automatic grinding and polishing system for crystal blanks and auxiliary machine of automatic grinding and polishing system | |
WO2023179022A1 (en) | Milling and boring machine having switchable tables and method for using same | |
JPS6317577B2 (en) | ||
US20120257950A1 (en) | Production system | |
JPH01127243A (en) | Tool rack for machine tool | |
CN208628889U (en) | A kind of direct-drive type planet pallet changer | |
CN108202964B (en) | Workpiece transfer system | |
CN108145026B (en) | Large three-dimensional manipulator | |
JP5280690B2 (en) | Direction change device and transfer device | |
CN102950497A (en) | Pallet changing system and machining center equipping the system | |
CN105058369A (en) | Automatic turnover mechanism for truss mechanical arm | |
CN110473725B (en) | Automatic assembly production line and assembly method for microswitch of circuit breaker | |
CN113246092A (en) | Automatic steering and conveying device and method for industrial robot | |
CN113305803A (en) | Mechanical arm capable of automatically replacing clamping mechanism | |
JP2005046920A (en) | Machining system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20120527 |