SU659357A1

SU659357A1 - Double-grip mechanical arm

Info

Publication number: SU659357A1
Application number: SU772450344A
Authority: SU
Inventors: Михаил Ефимович Вайстуб; Леонид Моисеевич Кордыш; Лев Вольфович Круковец
Priority date: 1977-02-07
Filing date: 1977-02-07
Publication date: 1979-04-30

Description

1one

Изобретение относитс к области машиностроени , в частности станкостроени , и может быть использовано в устройствах автоматической смены инструмента многооперационных станков.The invention relates to the field of mechanical engineering, in particular machine-tool construction, and can be used in automatic tool changer devices of multi-operation machines.

Известны механические руки, содержащие корпус с захватами, установленный на валу, осуществл ющем поступательные в осевом направлении и поворотные перемещени , и механизмы зажима инструментов в захватах, выполненные в виде подпружиненных стержней, фиксируемых (заклиниваемых ) при зажиме перемещающимис толкател ми 1.Mechanical arms are known, comprising a housing with grippers, mounted on a shaft, performing axial translational and pivoting movements, and tool clamping mechanisms in grippers, made in the form of spring-loaded rods fixed (wedged) during clamping by moving pushers 1.

Применение в указанных устройствах дл каждого подпружиненного стержн индивидуального толкател усложн ет конструкцию механической руки, так как дл перемещени толкателей используютс два приводных механизма.The use in these devices for each spring-loaded rod of an individual pusher complicates the design of the mechanical arm, since two driving mechanisms are used to move the pushers.

Известна таклсе механическа рука дл автоматической смены инструмента, содержаща корпус с захватами, установленный на валу, осуществл ющем поступательные в осевом направлении и поворотные неремещени , и механизмы зажима инструментов в захватах, выполненные в виде подпружиненных стержней, заклиниваемых при зажиме конусной поверхностью расположенного соосно с валом подпрул иненного стакана 2.A mechanical tool for automatic tool changing is known, comprising a housing with grippers mounted on a shaft, carrying axially translational and rotational non-movements, and tool clamping mechanisms in grippers, made in the form of spring-loaded rods wedged during clamping with a tapered surface located coaxially with the shaft Podrun innoj glasses 2.

Конструкци такой механической руки не исключает возмолуности выпадани инструментов из захватов при неремещени х руки во врем смены инструментов, в св зи с заклиниванием стакана, утыканием его в подпружиненные стерл ни, поломкой пли ослаблением пружины стакана.The design of such a mechanical arm does not preclude the possibility of the tools falling out of the grippers when the hands do not fit during the tool change, due to the wedging of the glass, sticking it into the spring-loaded wiper, breaking it or weakening the glass spring.

Целью изобретени вл етс повыщениеThe aim of the invention is to increase

надежности закреплени инструментов вreliability of fixing tools in

захватах при перемещени х механическойgrips when moving mechanical

руки.arms.

Дл этого механизмы зажима снабженыFor this, the clamping mechanisms are equipped with

обоймой с радиальными отверсти ми, жестко и соосно с валом закрепленной на неподвил ной части руки, и втулкой, закрепленной на валу, причем на подпрул иненном стакане выполнена внутренн кольцева канавка под щарики, размещенные в указанных радиальных отверсти х обоймы, а втулка выполнена с профилем по образующей , взаимодействующим с щариками обоймы и обеспечивающим при заклининком иолол ении подпружиненных толкателей расцепление обоймы со стаканом.a cage with radial holes, rigidly and coaxially with a shaft fixed on the non-stem part of the arm, and a sleeve fixed on the shaft, with an inner annular groove under the balls placed in said radial holes of the holder, and the sleeve made with a profile along the generator, which interacts with the balls of the holder and, during the sealing and sealing of the spring-loaded pushers, disengages the holder with the glass.

На фиг. 1 схематически изображен вариант конструкции предлагаемой механической руки; на фиг. 2 - корпус руки с захватами и элементами механизма зажима инструментов.FIG. 1 schematically shows a variant of the design of the proposed mechanical arm; in fig. 2 - the body of the hand with the grips and elements of the mechanism for clamping tools.

Механическа рука состоит из корпуса 1 с захватами 2, который крепитс к ступице 3, установленной на переднем конце вала 4.The mechanical arm consists of a housing 1 with grippers 2, which is attached to the hub 3 mounted on the front end of the shaft 4.

Б корпусе 1 расположены толкатели 5, посто нно поджимающиес легкими пружинами б к поворотным рычагам 7, установленным на ос х 8.In case 1, pushers 5 are located, which are constantly pressed by light springs of b to pivoting levers 7 mounted on axles 8.

Рычаги 7 нод действием пружин 6 ноджимаютс к захватным местам инструментов , а при их отсутствии - к специальным упорам на корпусе 1.The levers 7 of the nodes by the action of the springs 6 are guided to the gripping points of the tools, and, if they are missing, to the special stops on the body 1.

В ступице 6 соосно с валом 4 расположен стакан 9, подпружиненный в осевом направлении пружиной 10.In the hub 6 coaxially with the shaft 4 is a glass 9, spring-loaded in the axial direction of the spring 10.

Стакан 9 имеет наружную кольцевую проточку 11, коническую поверхность 12 и внутреннюю кольцевую канавку 13. К неподвижной части нривода руки крепитс обойма 14, в радиальных отверсти х которой расположены шарики 15. На валу 4 закреплена неподвижно с помощью штифта 16 втулка 17, имеюща цилиндрическую н коническую наружные поверхности. Ъ исходном положении рукн (у торца шнинделыюй бабки) шарики Ib располагаютс во внутренней кольцевой канавке 13 стакана 9 на цилиндрической части втулки 17, пружииа 10 находитс при этом в сжатом состо нии. Вал 4 имеет наружный шлицевый ио сок н располагаетс в двух втулках , смонтированных в корпусах на опорах качени и имеющих соответствующие внутренние шлицы. Между опорами каждой втулки расположен круговой гндроцилиндр, поворотна лопасть которого закреплена на втулке. Один круговой гидроцилиндр осуществл ет поворот своей втулки, а следовательно , и вала 4 на 90° (или любой другой угол), а второй - на 180°. Дл осуществлени поступательных перемещений вала 4 внутренн часть его выполнена в виде гидроцилиндра, в котором размещен неподвижно закрепленный поршень с штоком .The glass 9 has an outer annular groove 11, a conical surface 12 and an inner annular groove 13. A ferrule 14 is fixed to the fixed part of the arm, in the radial holes of which the balls 15 are located. On the shaft 4, the sleeve 17 having a cylindrical shaft 16 is fixed. conical outer surfaces. In the initial position of the hand (at the end of the spinning head) the balls Ib are located in the inner annular groove 13 of the cup 9 on the cylindrical part of the sleeve 17, while the spring 10 is in a compressed state. The shaft 4 has an external spline ID is located in two bushings mounted in housings on rolling bearings and having corresponding internal splines. Between the supports of each sleeve is a circular hydraulic cylinder, the rotary blade of which is fixed on the sleeve. One circular hydraulic cylinder rotates its bushing, and hence shaft 4, through 90 ° (or any other angle), and the second through 180 °. In order to carry out translational movements of the shaft 4, its inner part is made in the form of a hydraulic cylinder in which a fixed piston with a rod is placed.

Гидроцилиндры новоротных и поступательных перемещений вала 4 на фиг. 1 и 2 не показаны.The hydraulic cylinders of the turning and translational movements of the shaft 4 in FIG. 1 and 2 are not shown.

Работа механической руки осуществл етс следующим образом.The operation of the mechanical arm is carried out as follows.

При поступлении команды из системы управлени на смену инструмента включаетс прнвод кругового гидроцилиндра, осуществл ющего поворот своей втулки и св занного с ней при этом шлицами вала 4 на 90°. Одновременно поворачиваетс корпус 1 с захватами 2, закрепленный на ступице 3, установленной на этом валу. Прн этом поворотные рычаги 7, взаимодейству с захватными местами инструментов, установленных в шпинделе и магазине, поворачиваютс на ос х 8 и воздействуют на толкатели 6. Последние, преодолева усилиеWhen a command is received from the control system, the tool is replaced with a circular hydraulic cylinder, which rotates its sleeve and connected with it by the splines of the shaft 4 by 90 °. At the same time, the housing 1 with the grips 2 attached to the hub 3 mounted on this shaft is rotated. This rotary levers 7, interacting with the gripping places of the tools installed in the spindle and the magazine, turn on the axes 8 and act on the pushers 6. The latter, having overcome the effort

легких пружин б, проход т в наружную кольцевую проточку 11 стакана 9.light springs b, are held in the outer annular groove 11 of the cup 9.

По окончании поворота (после захвата инструментов) усилием нружин б толкатели 5 поворачивают рычаги 7 в обратном направлении и поджимают их к захватным местам инструментов.At the end of the rotation (after picking up the tools) by the force of the springs b, the pushers 5 turn the levers 7 in the opposite direction and press them to the gripping places of the tools.

После раскреплени инструмента в шпинделе поступает команда из системы управлени на вывод инструментов из шпиндел н магазина. Это осуществл етс гндроцилиндром , расположенным внутри вала 4. Прн этом масло подаетс в поршневую полость этого гидроцилиндра. Вал 4 с установленными на нем втулкой 17, ступицей 3 н корпусом 1 с инструментами в захватах 2 перемещаетс вперед. Шлицевый по сок его выходит при этом из шлицев втулки, поворачивающейс на 90°, и входит в шлицыAfter releasing the tool in the spindle, a command is received from the control system to output the tools from the spindle to the magazine. This is done by a hydraulic cylinder located inside the shaft 4. In this way, oil is supplied to the piston cavity of this hydraulic cylinder. The shaft 4 with the sleeve 17 mounted on it, the hub 3 of the housing 1 with the tools in the grippers 2 is moved forward. The spline juice flows out of the splines of the sleeve, which rotates 90 °, and enters the splines.

втулки, поворачивающейс на 180°. Стакан 9 удерживаетс при этом от совместного движени с валом 4 шариками 15, расположенными в радиальных отверсти х неподвил ной обоймы 14. Смещение шариков 15sleeves turning 180 °. In this case, the glass 9 is kept from joint movement with the shaft 4 by the balls 15 located in the radial holes of the fixed ring 14. The displacement of the balls 15

В радиальном направлении дл освобождени стакана 9 ограничивает цилиндрическа новерхность втулки 17. При перемещении ступицы 3 с корпусом 1 вперед толкатели 5 наезжают своими торцами на коннческую поверхность стакана 9 и заклиниваютс . Это исключает возможность перемещени толкателей 5, а следовательно, и поворота рычагов 7, заннрающих инструменты в захватах 2 корпуса 1. После заклинивани толкателей 5, втулка 17, перемещающа с совместно с валом 4 вперед, выходит из взаимодействи с шариками 15, что обеспечивает последним возможность радиального смещени н освобождение стакана 9.In the radial direction, in order to release the cup 9, the cylindrical surface of the bush 17 bounds. When the hub 3 with the housing 1 is moved forward, the pushers 5 run with their ends onto the end surface of the cup 9 and get stuck. This eliminates the possibility of moving the pushers 5 and, consequently, turning the levers 7, retracting the tools in the grips 2 of the housing 1. After jamming the pushers 5, the sleeve 17, moving together with the shaft 4 forward, leaves the interaction with the balls 15, which provides the latter with radial displacement and release of glass 9.

В дальнейшем стакан 9 перемещаетс вперед совместно со ступицей 3 и корпусом 1. При этом пружина 10 предотвращает возможность самопроизвольного расклинивани толкателей 5 с конической поверхностью 12 стакана 9. После вывода инструмента из шпиндел н магазина и окончани поступательного перемещени вала 4 вперед подаетс команда на поворот вала 4Subsequently, the cup 9 is moved forward together with the hub 3 and the housing 1. At the same time, the spring 10 prevents the spontaneous wedging of the pushers 5 from the conical surface 12 of the cup 9. After the tool is removed from the spindle and the magazine and the translational movement of the shaft 4 comes forward, the command is given four

на 180°.by 180 °.

При этом включаетс привод кругового гидроцилиндра, осуществл ющего поворот своей втулки на 180°.At the same time, the drive of a circular hydraulic cylinder is engaged, which rotates its sleeve through 180 °.

Одновременно поворачиваетс св занный с этой втулкой шлицами вал 4 с установленными на нем ступицей 3 и корпусом 1 с инструментами в захватах 2. По окончании поворота поступает команда на ввод нового инструмента в шпиндель. Дл этого включаетс подача масла в штоковую полость гидроцилиндра, расположенного внутри вала 4. Вал 4 с установленными на нем элементами осуществл ет поступательноеAt the same time, the shaft 4 connected to this bushing is splined with the hub 3 mounted on it and the casing 1 with the tools in the grippers 2. At the end of the turn, a command is received to enter the new tool into the spindle. For this purpose, the oil is fed into the rod cavity of the hydraulic cylinder located inside the shaft 4. The shaft 4 with the elements mounted on it carries out the translational

перемещение назад.move backwards.

Шлицевый по сок его выходит при этом из ллицев втулки, поворачивающейс на 180°, и входит в шлицы втулки, поворачивающейс на 90°. При подходе корпуса 1 к крайнему заднему положению стакан 9 упираетс в торец неподвижной обоймы 14 и останавливаетс , а ступица 3 с корпусом 1, преодолева усилие пружины 10, продолжает поступательное перемещение назад. При этом толкатели 5 съезжают с конусной поверхности 12 стакана 9, а втулка 17 наезжает конической поверхностью на щарики 15, смещает их в радиальном направлении. В конце хода стержни 5 останавливаютс против кольцевой канавки И, а щарики 15 заход т в кольцевую канавку 13 стакана 9 и фиксируютс от радиального смещени цилиндрической поверхностью втулки 17.The spline juice flows out at the same time from the hub of the sleeve, which rotates through 180 °, and enters the splines of the sleeve, which rotates through 90 °. When the body 1 approaches the extreme rear position, the cup 9 rests on the end face of the fixed casing 14 and stops, and the hub 3 with the body 1, having overcome the force of the spring 10, continues forward movement backwards. In this case, the pushers 5 move down from the tapered surface 12 of the cup 9, and the sleeve 17 strikes the conical surface onto the balls 15, displaces them in the radial direction. At the end of the stroke, the rods 5 stop against the annular groove I, and the balls 15 enter the annular groove 13 of the cup 9 and are fixed from the radial displacement by the cylindrical surface of the sleeve 17.

Повый инструмент установлен в щпиндель стакана, а отработавший - в магазин. После зажима инструмента в шпинделе следует команда на поворот корпуса 1 в исходное положение.The tool is installed in the glass spindle, and the spent tool is in the store. After clamping the tool in the spindle, follow the command to turn the housing 1 to its original position.

Это осуществл етс круговым гидроцилиндром , поворачивающим свою втулку, а следовательно, и вал 4 на 90° в обратную сторону. При этом рычаги 7, взаимодейству с захватными местами инструментов, поворачиваютс на ос х 8 и, преодолева усилие пружин 6, утапливают толкатели 5 в кольцевую канавку 11 стакана 9.This is done by a circular hydraulic cylinder turning its sleeve, and hence the shaft 4, by 90 ° in the opposite direction. At the same time, the levers 7, interacting with the gripping points of the tools, turn on the axles x 8 and, overcoming the force of the springs 6, sink the pushers 5 into the annular groove 11 of the cup 9.

По окончании взаимодействи рычагов 7 с инструментами, пружины 6 возвращают толкатели 5 и рычаги 7 в исходное положение .At the end of the interaction of the levers 7 with the tools, the springs 6 return the pushers 5 and the levers 7 to their original position.

Результатом такого конструктивного исполнени механической руки вл етс исключение возможности выпадани инструментов их захватов механической руки во врем автоматической смены инструментов.The result of such a design of a mechanical arm is the elimination of the possibility of the instruments falling out of their grips of the mechanical arm during an automatic tool change.

в св зи с невозможностью перемещени ее при незакрепленных в захватах инструментах . Такое решение обеспечивает безопасность работы на станке. due to the inability to move it with loose tools in the grippers. This solution ensures the safety of work on the machine.

Claims

1. US patent number 3218706, class. 29-568, publ. 1965.

2. Authors certificate of USSR Ho 214273, cl. B 23Q 7/04, 1967.

w

n

- one

Vuz.i

rig. g