SU217177A1

SU217177A1 -

Info

Publication number: SU217177A1
Application number: SU1113524A
Authority: SU
Original assignee: А. Г. Демь нов, С. Задонин , В. А. Нефедов

Description

УСТРОЙСТВО дл АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫ DEVICE FOR AUTOMATIC CHANGE

Известны устройства дл автоматической смены инструмента в металлорежущих станках , содержащие магазин с горизонтальной осью поворота, у которых дл совмещени шпиндел станка с загрузочно-разгрузочной позицией барабана необходимо перемещение шпиндельной бабки.Devices for automatic tool changers in machine tools are known that contain a magazine with a horizontal axis of rotation, in which the spindle head is required to align the spindle of the machine with the loading and unloading position of the drum.

Предложенное устройство обеспечивает экономию вспомогательного времени и повышает точность обработки, исключа ошибку повторной установки шпиндел в рабочее положение. Оно отличаетс тем, что содержит механическую руку, котора передвигаетс от загрузочной позиции к шпинделю станка по качающейс раме в виде кулисы. Последн шарнирно закреплена на шпиндельной бабке и поддерживаетс опорой, шарнирно установленной на подвижном основании магазина.The proposed device saves ancillary time and improves machining accuracy, eliminating the error of reinstalling the spindle in its working position. It differs in that it contains a mechanical arm, which moves from the loading position to the machine spindle along a swinging frame in the form of a link. The latter is hinged on the headstock and supported by a support hinged on the movable base of the magazine.

Па фиг. 1 схематично представлен общий вид станка и устройства; на фиг. 2 и 3 - кинематическа схема устройства.Pa figs. 1 schematically shows a general view of the machine and device; in fig. 2 and 3 - the kinematic scheme of the device.

Стойка 1 станка (фиг. 1) перемещаетс в горизонтальном направлении. По стойке передвигаетс в вертикальном направлении щпиндельна бабка 2 со шпинделем 3. Стол 4, на который устанавливают обрабатываемые детали , перемещаетс вдоль оси шпиндел 3. Р дом со станком установлен поворотный магазин 5 с гнездом 6 дл инструментов. Рама/с двум цилиндрическими направл ющими 8 и Р правым концом шарнирно закреплена на шпиндельной бабке 2 в точке 10, а левый ее конец скользит в качалке 11, шарнирно закрепленной р дом с магазином 5 в точке 12. С правой стороны рамы 7 имеетс упор /3. По направл ющим S и 9 рамы перемещаетс каретка 14 с механической рукой 15, на концах которой расположены одинаковые захваты 16 и 17 с пружинными щарнирными губками дл The machine stand 1 (Fig. 1) moves in the horizontal direction. The spindle head 2 with spindle 3 moves vertically in the stand. The table 4, on which the workpieces are mounted, moves along the axis of the spindle 3. Next to the machine, there is a turning magazine 5 with a tool slot 6. The frame / with two cylindrical guides 8 and P with its right end is hinged on spindle head 2 at point 10, and its left end slides in a rocking chair 11 hinged at shop 12 at point 12. On the right side of frame 7 there is an emphasis / 3 Along frame guides S and 9, a carriage 14 with a mechanical arm 15 is moved, at the ends of which there are identical grippers 16 and 17 with spring hinged jaws for

захвата инструмента. Рассто ни от точки 10 до оси шпиндел и от точки 12 до оси гнезда магазина 5 в позиции 18 равны радиусу руки 15. Каретка 14 в крайних положени х устанавливаетс так, что ось руки 15 проходитgrip tool. The distances from point 10 to the axis of the spindle and from point 12 to the axis of the magazine slot 5 at position 18 are equal to the radius of the arm 15. The carriage 14 in the extreme positions is set so that the axis of the arm 15 passes

соответствеиио через точки 10 и 12.Corresponds through points 10 and 12.

На неподвижном кронштейне 19 закреплен сдвоенный цилиндр 2U поворота руки (фиг. 2). Он имеет два поршн 21 и 22, причем площадь поршн 21 больше площади поршн 22.On a fixed bracket 19 is fixed dual cylinder 2U turn arm (Fig. 2). It has two pistons 21 and 22, and the area of the piston 21 is larger than the area of the piston 22.

При ходе вверх поршень 22 упираетс в шток 23 поршн 21, а при ходе вниз шток 24 поршн 22 упираетс в гайку 25, установленную на стержне 26, который закреплен в штоке 23. Перемещение поршн 21 смещает эти упоры,When the piston 22 moves upward, it rests against the piston 23 of the piston 21, and when it moves downward, the piston 24 of the piston 22 abuts against a nut 25 mounted on the rod 26, which is fixed in the rod 23. The movement of the piston 21 displaces these stops,

благодар чему поршень 22 со штоком 24 может занимать четыре положени : первое - при подводе масла в полости 27 и 28; второе- при подводе его в полости 28 и 29; третье - при подводе в полости 29 н 30 н четвертое - ИНСТРУМЕНТАwhereby the piston 22 with the rod 24 can occupy four positions: first, when supplying oil in the cavities 27 and 28; the second is when it is supplied in cavities 28 and 29; the third - with the supply in the cavity 29 n 30 n the fourth - TOOLS

Конец штока 24 вл етс рейкой, зацепл ющейс с зубчатым колесом 31, опора которого размещена в кронштейне 19 (фиг. 3). Колесо 31 св зано через колесо 32 с колесом 33. На одной оси с колесом 33 сидит коническое колесо 34, зацепл ющеес с колесом 3S. Опоры колес 32-35 размещены в корпусе качалки 11.The end of the stem 24 is a rack engaging with the gear wheel 31, the support of which is housed in the bracket 19 (Fig. 3). The wheel 31 is connected via a wheel 32 with a wheel 33. On the same axis as the wheel 33, there is a conical wheel 34 engaged with a wheel 3S. The wheel supports 32-35 are housed in the rocking body 11.

Через шлицевое отверстие колеса 35 проходит шлицевой вал 36, вращающийс в подшипниках 37 и 38 (фиг. 2) рамы 7. Этот вал проходит через шлицевое отверстие колеса 39 (фиг. 3), опора которого расположена в каретке J4. Колесо 39 зацепл етс с рейкой 40, котора , в свою очередь, зацепл етс с колесом 41, закрепленным на поворотной втулке 42. Вдоль оси этой втулки может перемещатьс по шпонке гильза 43 цилиндра 44, несуща на конце механическую руку 15. Шток 45 цилиндра 44 закреплен в корпусе каретки 14.A spline shaft 36 rotates through the bearings 37 and 38 (Fig. 2) of the frame 7 through a spline opening of the wheel 35. This shaft passes through the splined opening of the wheel 39 (Fig. 3), the support of which is located in the carriage J4. The wheel 39 engages with the rail 40, which, in turn, engages with the wheel 41 fixed on the rotary sleeve 42. Along the axis of this sleeve can move along the key sleeve 43 of the cylinder 44, carrying at the end of the mechanical arm 15. Rod 45 of the cylinder 44 mounted in the housing of the carriage 14.

На каретке установлен гидродвигатель 46 (фиг. 2), св занный с черв ком 47, который зацепл етс с черв чным колесом 48. На оси черв чного колеса сидит зубчатое колесо 49, которое зацепл етс с рейкой, нарезанной на цилиндрической направл ющей 8. Черв чное колесо 48 соединено с осью через предохранительную фрикционную муфту (не показана).On the carriage there is a hydraulic motor 46 (Fig. 2) connected with a worm 47, which engages with a worm gear 48. A gear 49 sits on the axis of the worm gear, which meshes with the rail cut on the cylindrical guide 8. The worm gear 48 is connected to the shaft through a friction clutch (not shown).

На каретке 14 установлен след щий золотник 50, который при крайнем левом положении каретки находит на упор 51, расположенный на корпусе качалки 11.On the carriage 14, there is a follower spool 50, which, with the leftmost position of the carriage, locates on the stop 51 located on the rocking body 11.

Исходное положение устройства дл автоматической смены инструмента показано на фиг. 1. Положение в магазине 5 гнезда с инструментом 52, который надо установить в шпиндель, произвольное. В шпинделе установлен инструмент 53, который должен быть перемещен в магазин.The initial position of the automatic tool changer is shown in FIG. 1. The position in the store 5 sockets with the tool 52, which must be installed in the spindle, arbitrary. The spindle has a tool 53, which must be moved to the magazine.

Шток 24 сдвоенного цилиндра 20 находитс в первом положении - крайнем верхнем (фиг. 2). Гильза 43 цилиндра 44 утоплена в корпусе каретки 14 (фиг. 3).The stem 24 of the twin cylinder 20 is in the first position — the uppermost one (FIG. 2). The sleeve 43 of the cylinder 44 is recessed into the body of the carriage 14 (Fig. 3).

Положение руки 15 не зависит от перемещений стойки 1 и шпиндельной бабки 2, при которых угол наклона рамы 7 к горизонту измен етс . При повороте рамы вместе с ней поворачиваетс качалка 11, а зубчатое колесо 32 обкатываетс вокруг колеса 31, которое удерживаетс от вращени рейкой щтока 24. Вращение от колеса 32 передаетс через колеса 33-35, шлицевый вал 36, колесо 39, рейку 40 и колесо 41 на втулку 42, а вместе с ней и на гильзу 43, несущую руку 15. Поскольку передаточное отношение перечисленных передач равно единице, рука 15 повернетс на тот же угол, что и рама, но в другую сторону. Таким образом, предлагаемый механизм может работать при любых положени х стойки 1 и бабки 2, а также одновременно с их перемещением.The position of the arm 15 does not depend on the movements of the pillar 1 and the spindle head 2, at which the angle of inclination of the frame 7 to the horizon changes. When the frame is rotated, the rocking chair 11 is rotated with it, and the gear wheel 32 rolls around the wheel 31, which is kept from rotation by the rail of the blade 24. The rotation of the wheel 32 is transmitted through the wheels 33-35, the spline shaft 36, the wheel 39, the rail 40 and the wheel 41 on the sleeve 42, and with it on the sleeve 43 carrying the arm 15. Since the gear ratio of the above gears is one, the arm 15 will turn to the same angle as the frame, but in the other direction. Thus, the proposed mechanism can work at any positions of the rack 1 and headstock 2, as well as simultaneously with their movement.

Затем поршень 22 (фиг. 2) сдвоенного цилиндра 20 занимает второе положение и с помощью рейки штока 24 и рассмотренной выше кинематической цепи поворачивает руку 15 против часовой стрелки (фиг. 1), заставл ее сцепитьс своим захватом 16 с инструментом 52, наход щимс в позиции 18 магазина 5. Далее рука 15 выдвигаетс с помощью цилиндра 44 (фиг. 3) и вынимает инструмент изThen the piston 22 (Fig. 2) of the twin cylinder 20 occupies the second position and with the aid of the rake of the stem 24 and the kinematic chain discussed above turns the arm 15 counterclockwise (Fig. 1), forcing its grapple 16 to engage with the tool 52 positions 18 of the magazine 5. Next, the arm 15 is advanced with the help of a cylinder 44 (FIG. 3) and removes the tool from

гнезда. После этого поршень 22 со штоком 24 (фиг. 2) занимает первое положение, поворачива руку 15 по часовой стрелке. Затем рука утапливаетс цилиндром 44. Включаетс гидродвигатель 46 (фиг. 2), который через черв кnests After that, the piston 22 with the rod 24 (Fig. 2) occupies the first position, turning the arm 15 clockwise. Then the hand is sunk by the cylinder 44. The hydraulic motor 46 (FIG. 2) is activated, which through the worm

47, черв чное колесо 48, колесо 49 и рейку на направл ющей 8 перемещает каретку 14 по направлению к шпинделю 3. При этом из-за незначительной массы каретки ее скорость может быть значительно меньше скорости координатных перемещений. В конце перемещени скорость замедл етс путевым дросселем (не показан), и каретка находит на упор 13. В этом положении рука 15 вновь поворачиваетс против часовой стрелки и сцепл етс захватом 17 с инструментом 53 в шпинделе 3. Инструмент в шпинделе отжимаетс . Затем рука 15 выдвигаетс цилиндром 44 и вынимает инструмент из шпиндел . Далее поршень 22 сдвоенного цилиндра 20 занимает третье положение и поворачивает руку на 180° против часовой стрелки. При этом новый инструмент 52, размещенный в захвате 16, располагаетс соосно со шпинделем 3. Рука 15 утапливаетс , устанавлива новый инструмент в щпиндель,47, the worm gear 48, the wheel 49 and the rail on the guide 8 move the carriage 14 towards the spindle 3. However, due to the low weight of the carriage, its speed may be significantly less than the speed of coordinate movements. At the end of the movement, the speed is slowed down by a track choke (not shown), and the carriage is placed on the stop 13. In this position, the arm 15 is again turned counterclockwise and engages the tool 17 in the spindle 3 by the hook 17. The tool in the spindle is pressed. The arm 15 is then extended by the cylinder 44 and takes out the tool from the spindle. Further, the piston 22 of the twin cylinder 20 occupies the third position and turns the hand 180 ° counterclockwise. At the same time, a new tool 52, placed in the gripper 16, is located coaxially with the spindle 3. The hand 15 is sunk, setting the new tool to the spindle,

где он зажимаетс . Затем порщень 22 становитс в четвертое положение и поворачивает руку 15 по часовой стрелке. Вновь включаетс гидродвигатель 46, каретка 14 перемещаетс в сторону магазина 5, пока упор 51 не нажметwhere it is clamped. Then the rim 22 becomes the fourth position and rotates the arm 15 clockwise. The hydraulic motor 46 is turned on again, the carriage 14 moves towards the magazine 5 until the stop 51 presses

па след щий золотник 50, который, управл гидродвигателем, будет держать каретку J4 в данном положении в след щем режиме. В конце перемещени скорость каретки замедл етс путевым дросселем. Когда каретка 14The next slide valve 50, which, by controlling the hydraulic motor, will keep the carriage J4 in this position in the following mode. At the end of the movement, the carriage speed is slowed down by the path choke. When the carriage is 14

находилась около шпиндел 3, магазин повернулс , устанавлива в позицию 18 гнездо 54 дл инструмента 53, вынутого из шпиндел (фиг. 1). После прихода каретки к магазину рука 15positioned near spindle 3, the magazine turned, positioning at position 18 of slot 54 for tool 53 taken out of spindle (Fig. 1). After the carriage arrives at the store, hand 15

выдвигаетс , поршень 22 становитс в третье положение и поворачивает руку против часовой стрелки. Рука утапливаетс , устанавлива инструмент в гнездо магазина, и поворачиваетс в исходное положение, дл чего поршеньextends, the piston 22 becomes in the third position and turns the hand counterclockwise. The hand is sunk, placing the tool in the magazine slot, and turning to its original position, for which the piston

22 становитс в четвертое положение.22 becomes the fourth position.

После этого может начатьс цикл смены следующего инструмента, который протекает аналогично описанному, за исключением положений поршн 22 сдвоенного цилиндра 20Thereafter, the next tool can cycle through the next tool, which proceeds as described above, with the exception of the positions of the piston 22 of the twin cylinder 20.

поскольку конечное положение поршн 22 (четвертое) не соответствует его начальному положению (первому).since the final position of the piston 22 (fourth) does not correspond to its initial position (first).

второе - после поворота на 180°. Дл поворота по часовой стрелке - в четвертое положение до поворота на 180° и в первое положение - после поворота на 180°. Дл поворота на 180° он проходит во второе положение, причем поворот происходит в отличие от предыдущего цикла по часовой стрелке. По окончании цикла поршень 22 оказываетс в первом положении. Таким образом, цикл работы сдвоенного цилиндра 20 мен етс через раз. Если каретка 14 находитс у магазина 5, а рама 7 движетс вследствие перемещений стойки -1 или щпиндельной бабки 2, то след щий золотник 50, управл гидродвигателем 46, обеспечивает неизменное положение каретки относительно качалки 1L При этом ось руки 15 находитс в точке 12 и остаетс неподвижной . Если же след щий золотник 50 отключен или неисправен, а рама 7 движетс влево, то каретка, пройд незначительное рассто ние , упираетс в качалку //. При дальнейшем движении рамы зубчатое колесо 49 начинает вращатьс , а поскольку черв чна передача в приводе перемещени каретки 14the second - after turning 180 °. To rotate clockwise to the fourth position before turning 180 ° and to the first position after turning 180 °. It rotates to the second position for a 180 ° rotation, and the rotation occurs, unlike the previous cycle, in a clockwise direction. At the end of the cycle, the piston 22 is in the first position. Thus, the cycle of operation of the twin cylinder 20 varies every other time. If the carriage 14 is located in magazine 5, and the frame 7 moves due to movements of the rack -1 or the spindle head 2, then the follow spool 50, controlled by the hydraulic motor 46, ensures that the carriage remains unchanged relative to the rocking arm 1L At that, the axis of the arm 15 is at point 12 and remains motionless. If the next slide valve 50 is disconnected or faulty, and the frame 7 moves to the left, the carriage, for a short distance, rests on the rocking chair //. Upon further movement of the frame, the gear wheel 49 begins to rotate, and since the worm gear in the drive for moving the carriage 14

самотормоз ща с , начинает пробуксовывать фрикционна муфта, соедин юща черв чное колесо с его осью, предохран механизм от поломок.the self-braking device begins to slip; the friction clutch connecting the worm wheel to its axis protects the mechanism from damage.

Устройство и работа предлагаемого механизма дл случа , когда шпиндель перемещаетс в одном направлении, перпендикул рном его оси, совершенно аналогичны.The design and operation of the proposed mechanism for the case when the spindle moves in one direction, perpendicular to its axis, are completely similar.

Предмет изобретени Subject invention

Устройство дл автоматической смены инструмента в металлорежущих станках, включающее магазин с горизонтальной осью поворота , имеющий загрузочно-разгрузочную позицию , отличающеес тем, что, с целью сокращени вспомогательного времени и сохранени неизменным рабочего положени шпиндел , оно содержит механическую руку, перемещающуюс от загрузочной позиции к шпинделю станка по качающейс раме, выполненной в виде кулисы, шарнирно закрепленной на шпиндельной бабке и поддерживаемой с помощью опоры, установленной шарнирно на неподвижном основании магазина.A device for automatic tool change in machine tools, including a magazine with a horizontal axis of rotation, having a loading and unloading position, characterized in that, in order to reduce the auxiliary time and to keep the spindle's working position unchanged, it contains a mechanical arm moving from the loading position to the spindle machine on a swinging frame, made in the form of a backstage, hinged on the spindle head and supported with the help of a hinged support mounted on a fixed m based store.

6 526 52

гg

1717

2121

3838

f(/3 3f (/ 3 3