close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY17773

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2013.12.30
(12)
(51) МПК
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 17773
(13) C1
(19)
B 23Q 3/155 (2006.01)
МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНОК
И СПОСОБ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТА В НЕМ
(21) Номер заявки: a 20101323
(22) 2010.09.15
(43) 2012.04.30
(71) Заявитель: Открытое акционерное
общество "СтанкоГомель" (BY)
(72) Авторы: Игнатович Владимир Сергеевич; Обухов Александр Николаевич;
Сосновский Владимир Викторович;
Резник Сергей Васильевич (BY)
(73) Патентообладатель: Открытое акционерное общество "СтанкоГомель" (BY)
(56) SU 1630172 A1, 1994.
RU 2108218 C1, 1998.
RU 2210466 C2, 2003.
RU 94043189 A1, 1996.
RU 93020015 A, 1995.
SU 1630172 A1, 1994.
BY 17773 C1 2013.12.30
(57)
1. Многофункциональный станок, содержащий станину, на которой установлены вертикально-подвижная шпиндельная бабка с горизонтальным шпинделем, столы-спутники с
устройством автоматической смены столов-спутников, отдельно стоящий с боковой стороны
инструментальный магазин, выполненный в виде бесконечной цепи, имеющей возможность перемещения с гнездами под инструмент, оси которых расположены в плоскости,
Фиг. 1
BY 17773 C1 2013.12.30
перпендикулярной оси шпинделя, автооператор для смены инструмента из шпинделя в
инструментальный магазин и обратно, включающий каретку с захватом с губками для инструмента, установленную в направляющих (13), выполненных на корпусе (12) автооператора, привод перемещения каретки из позиции ожидания в позицию к инструментальному
магазину и обратно, а также механизм поворота захвата на угол 90°, механизм поворота
захвата на угол 180°, отличающийся тем, что включает привод механизма поворота захвата на угол 90°, привод механизма поворота захвата на угол 180°, привод перемещения
механизма поворота захвата на угол 90° из позиции ожидания к шпинделю, устройство
для поворота гнезда инструментального магазина на угол 90° в позиции смены инструмента из плоскости, перпендикулярной оси шпинделя, в плоскость, параллельную оси
шпинделя, и обратно, причем губки для инструмента расположены в захвате перпендикулярно оси вращения захвата, привод перемещения каретки из позиции ожидания в позицию к инструментальному магазину и обратно выполнен в виде двух параллельно
расположенных навстречу друг другу гидроцилиндров (20, 21), размещенных в промежуточном корпусе, жестко связанном с корпусом (12) автооператора, установленным неподвижно на станине, на промежуточном корпусе закреплены направляющие (23), в которых
с возможностью перемещения установлен корпус (24) привода перемещения механизма
поворота захвата на угол 90° из позиции ожидания к шпинделю, выполненный в виде гидроцилиндра (26) с поршнем в виде зубчатой рейки (28), взаимодействующей с зубчатым
колесом (29), установленным на оси (30), на которой установлен поворотный рычаг, снабженный на конце ползушкой, расположенной с возможностью перемещения в направляющем пазу, выполненном в корпусе (12) каретки, причем корпус (24) жестко соединен
со штоками гидроцилиндров (20, 21), механизм поворота захвата на угол 90° выполнен в
виде зубчатой рейки (36), входящей в зацепление с валом-шестерней, расположенным в
корпусе (12) каретки и шарнирно связанным с поворотной относительно оси (39), жестко
смонтированной в корпусе каретки тягой, на противоположном конце которой смонтирован с возможностью вращения ролик, расположенный также с возможностью перемещения в направляющем фигурном пазу, выполненном в корпусе (12) каретки, механизм
поворота захвата для инструмента на угол 180° выполнен в виде зубчатой рейки (43), расположенной параллельно зубчатой рейке (36) с противоположной стороны вала-шестерни
(37) с зазором, превышающим высоту зуба вала-шестерни, и соединенной с приводом ее
перемещения, кроме того, зубчатые рейки (36, 43) связаны с устройством для их перемещения, обеспечивающим зацепление зубчатой рейки (36) или зубчатой рейки (43) с валомшестерней (37) и расположенным в корпусе (12) каретки, а каждое гнездо инструментального магазина выполнено с возможностью поворота на угол 90° в позиции смены инструмента из плоскости, перпендикулярной оси шпинделя, в плоскость, параллельную оси
шпинделя, и обратно и жесткой фиксации в бесконечной цепи в плоскости, перпендикулярной оси шпинделя при перемещении бесконечной цепи.
2. Многофункциональный станок по п. 1, отличающийся тем, что фигурный паз
включает два рабочих участка: наклонный и горизонтальный.
3. Многофункциональный станок по п. 1, отличающийся тем, что привод перемещения зубчатой рейки (43) механизма поворота захвата на угол 180° выполнен в виде синусного механизма, содержащего гидроцилиндр (44), шток которого соединен с дополнительной
зубчатой рейкой, связанной посредством зубчатого колеса (47) с кулисной парой, расположенной внутри каретки (12).
4. Многофункциональный станок по п. 1, отличающийся тем, что зубчатые рейки (36,
43) выполнены составными, каждая из которых включает по меньшей мере одну неподвижную (49) и по меньшей мере одну подвижную (50) части, соединенные между собой
упруго-жестко деформируемым элементов.
5. Многофункциональный станок по п. 4, отличающийся тем, что устройство для перемещения, обеспечивающее зацепление зубчатой рейки (36) или зубчатой рейки (43) с
2
BY 17773 C1 2013.12.30
валом-шестерней (37), выполнено в виде составного фигурного кулачка с обращенными
друг к другу клиновыми поверхностями, между которыми расположен с возможностью
перемещения вдоль последних сухарь, с которым поочередно взаимодействуют гидроцилиндры (57, 58), неподвижно закрепленные в корпусе каретки по одной оси и расположенные с обеих сторон фигурного кулачка, штоки которых соединены с сухарем, при
этом в фигурном кулачке выполнена прорезь, в которой с возможностью перемещения
внутри размещены подвижные (50) части зубчатых реек (36, 43).
6. Многофункциональный станок по п. 1, отличающийся тем, что каждое гнездо под
инструмент в инструментальном магазине расположено в поворотном корпусе полуцилиндрической формы, устройство для поворота гнезда инструментального магазина на
угол 90° в позиции смены инструмента из плоскости, перпендикулярной оси шпинделя, в
плоскость, параллельную оси шпинделя, и обратно выполнено в виде перемещаемой
внутри инструментального магазина фигурной тяги, в которой выполнена прорезь под углом 90° к направлению перемещения последней, в фигурной прорези с возможностью перемещения размещен вращающийся ролик, ось которого жестко соединена с поворотным
корпусом полуцилиндрической формы, имеющим возможность поворота на угол 90° из
одной плоскости во взаимноперпендикулярную плоскость в закрепленном в инструментальном магазине ложементе с ответной эквидистантной поверхностью, при этом фигурная тяга соединена с гидроцилиндром ее перемещения, жестко смонтированным внутри
инструментального магазина.
7. Способ смены инструмента в многофункциональном станке по любому из пп. 1 - 6,
при котором перемещают автооператор с инструментом из позиции ожидания к шпинделю станка, поворачивают захват автооператора относительно оси вращения на угол 90° и
захватывают инструмент в шпинделе, извлекают автооператором инструмент из шпинделя станка, поворачивают захват автооператора относительно оси вращения на угол 180°,
устанавливают в шпиндель новый инструмент, поворачивают захват автооператора относительно оси вращения на угол 90° с оставлением инструмента в шпинделе, переносят
отработавший инструмент от шпинделя станка к позиции ожидания и далее к инструментальному магазину, поворачивают захват автооператора относительно оси вращения на
угол 90° возле инструментального магазина, устанавливают инструмент в инструментальный
магазин, перемещают автооператор обратно от инструментального магазина в позицию
ожидания и поворачивают захват автооператора относительно оси вращения на угол 90°,
причем перемещение захвата автооператора из позиции ожидания к шпинделю станка и
обратно для установки в последний инструмента совмещают по времени с поворотом захвата
автооператора вокруг оси вращения на угол 90° и осуществляют во время перемещения
последнего, а перемещение захвата автооператора из позиции ожидания к инструментальному магазину и обратно для установки инструмента в инструментальный магазин осуществляют без поворота последнего на угол 90° возле инструментального магазина.
Изобретение относится к области машиностроения, в частности к станкостроению, и
может быть использовано в металлорежущих станках с устройствами автоматической
смены инструмента для перенесения инструмента из шпинделя станка в инструментальный магазин и обратно, в частности, при расположении оси шпинделя станка и осей гнезд
инструментального магазина во взаимноперпендикулярных плоскостях.
Наиболее близким по технической сущности является многофункциональный станок
(станок с автоматической сменой инструмента), содержащий станину, продольно-подвижную
стойку, поперечно-подвижный поворотный стол, вертикально-подвижную шпиндельную
бабку с горизонтальным шпинделем, отдельно стоящий с боковой стороны инструментальный магазин с бесконечной цепью, имеющей возможность перемещения относительно последнего и выполненной в виде гнезд под инструмент, оси которых расположены
3
BY 17773 C1 2013.12.30
в плоскости, перпендикулярной оси шпинделя, и автооператора для смены инструмента из
шпинделя в магазин и обратно, состоящего из поворотной траверсы с цилиндрическими
направляющими, механизма поворота траверсы, каретки с захватом с губками под инструмент, привода каретки с двигателем и редуктором, а также механизмов поворота и выдвижения захвата, причем губки в захвате расположены параллельно радиусу вращения,
проходящему через ось вращения захвата [1].
Недостатками данного станка являются:
значительное время смены инструмента на станке вследствие "непроизводительного"
перемещения автооператора при смене инструмента за счет криволинейной траектории
перемещения;
отсутствие плавности перемещения каретки автооператора при смене инструмента
при подходе к шпинделю и инструментальному магазину;
сложность и громоздкость конструкции устройства автоматической смены инструмента.
Наиболее близким по технической сущности является способ автоматической смены
инструмента во многофункциональном станке, заключающийся в перемещении автооператором инструмента из шпинделя станка в инструментальный магазин и обратно и состоящий из последовательных поэтапно выполняемых операций автооператором, а
именно: перемещения автооператора с инструментом из позиции ожидания к шпинделю
станка, поворота захвата автооператора относительно оси вращения на 90° с захватом инструмента в шпинделе, извлечения автооператором инструмента из шпинделя станка, поворота захвата автооператора относительно оси вращения на угол 180°, установки в
шпиндель нового инструмента, поворота захвата автооператора относительно оси вращения на угол 90° с оставлением инструмента в шпинделе, переноса "отработавшего" инструмента от шпинделя станка к инструментальному магазину, поворота захвата автооператора
относительно оси вращения на угол 90° возле инструментального магазина, установки инструмента в инструментальный магазин, перемещения автооператора обратно от инструментального магазина в позицию ожидания и поворота захвата автооператора относительно оси вращения на угол 90° [1].
Недостатком указанного способа является значительное время смены инструмента
вследствие "непроизводительных" перемещений автооператора во время смены инструмента.
Задачами изобретений являются повышение производительности многофункционального станка путем сокращения времени смены инструмента за счет совмещения во времени этапов выполнения операций автооператором, обеспечение плавности перемещения
последнего при подходе к шпинделю и инструментальному магазину и упрощение конструкции.
Решение указанных задач достигается тем, что во многофункциональном станке, содержащем станину, на которой установлены вертикально-подвижная шпиндельная бабка с
горизонтальным шпинделем, столы-спутники с устройством автоматической смены столов-спутников, отдельно стоящий с боковой стороны инструментальный магазин, выполненный в виде бесконечной цепи, имеющей возможность перемещения с гнездами под
инструмент, оси которых расположены в плоскости, перпендикулярной оси шпинделя,
автооператор для смены инструмента из шпинделя в инструментальный магазин и обратно, включающий каретку с захватом с губками для инструмента, установленную в направляющих (13), выполненных на корпусе (12) автооператора, привод перемещения каретки
из позиции ожидания в позицию к инструментальному магазину и обратно, а также механизм поворота захвата на угол 90°, механизм поворота захвата на угол 180°, включает
привод механизма поворота захвата на угол 90°, привод механизма поворота захвата на
угол 180°, привод перемещения механизма поворота захвата на угол 90° из позиции ожидания к шпинделю, устройство для поворота гнезда инструментального магазина на угол
90° в позиции смены инструмента из плоскости, перпендикулярной оси шпинделя, в плос4
BY 17773 C1 2013.12.30
кость, параллельную оси шпинделя и обратно, причем губки для инструмента расположены в захвате перпендикулярно оси вращения захвата, привод перемещения каретки из позиции ожидания в позицию к инструментальному магазину и обратно выполнен в виде
двух параллельно расположенных навстречу друг другу гидроцилиндров (20, 21), размещенных в промежуточном корпусе, жестко связанном с корпусом (12) автооператора,
установленным неподвижно на станине, на промежуточном корпусе закреплены направляющие (23), в которых с возможностью перемещения установлен корпус (24) привода
перемещения механизма поворота захвата на угол 90° из позиции ожидания к шпинделю,
выполненный в виде гидроцилиндра (26) с поршнем в виде зубчатой рейки (28), взаимодействующей с зубчатым колесом (29), установленным на оси (30), на которой установлен
поворотный рычаг, снабженный на конце ползушкой, расположенной с возможностью перемещения в направляющем пазу, выполненном в корпусе (12) каретки, причем корпус
(24) жестко соединен со штоками гидроцилиндров (20, 21), механизм поворота захвата на
угол 90° выполнен в виде зубчатой рейки (36), входящей в зацепление с валом-шестерней,
расположенным в корпусе (12) каретки и шарнирно связанным с поворотной относительно оси (39), жестко смонтированной в корпусе каретки, тягой, на противоположном конце
которой смонтирован с возможностью вращения ролик, расположенный также с возможностью перемещения в направляющем фигурном пазу, выполненном в корпусе (12) каретки, механизм поворота захвата для инструмента на угол 180° выполнен в виде зубчатой
рейки (43), расположенной параллельно зубчатой рейке (36) с противоположной стороны
вала-шестерни (37) с зазором, превышающим высоту зуба вала-шестерни, и соединенной с
приводом ее перемещения, кроме того, зубчатые рейки (36, 43) связаны с устройством для
их перемещения, обеспечивающим зацепление зубчатой рейки (36) или зубчатой рейки
(43) с валом-шестерней (37) и расположенным в корпусе (12) каретки, а каждое гнездо инструментального магазина выполнено с возможностью поворота на угол 90° в позиции
смены инструмента из плоскости, перпендикулярной оси шпинделя, в плоскость, параллельную оси шпинделя, и обратно, и жесткой фиксации в бесконечной цепи в плоскости,
перпендикулярной оси шпинделя при перемещении бесконечной цепи. Решение задач
достигается и тем, что фигурный паз включает два рабочих участка: наклонный и горизонтальный. Решение задач достигается также тем, что привод перемещения зубчатой
рейки (43) механизма поворота захвата на угол 180° выполнен в виде синусного механизма, содержащего гидроцилиндр (44), шток которого соединен с дополнительной зубчатой
рейкой, связанной посредством зубчатого колеса (47) с кулисной парой, расположенной
внутри каретки (12). Решение задач достигается также и тем, что зубчатые рейки (36, 43)
выполнены составными, каждая из которых включает по меньшей мере одну неподвижную (49) и по меньшей мере одну подвижную (50) части, соединенные между собой упруго-жестко деформируемым элементов. Решение задач достигается и тем, что устройство
для перемещения, обеспечивающее зацепление зубчатой рейки (36) или зубчатой рейки
(43) с валом-шестерней (37), выполнено в виде составного фигурного кулачка с обращенными друг к другу клиновыми поверхностями, между которыми расположен с возможностью перемещения вдоль последних сухарь, с которым поочередно взаимодействуют
гидроцилиндры (57, 58), неподвижно закрепленные в корпусе каретки по одной оси и расположенные с обеих сторон фигурного кулачка, штоки которых соединены с сухарем, при
этом в фигурном кулачке выполнена прорезь, в которой с возможностью перемещения
внутри размещены подвижные (50) части зубчатых реек (36, 43). Решение задач достигается также тем, что каждое гнездо под инструмент в инструментальном магазине расположено в поворотном корпусе полуцилиндрической формы, устройство для поворота
гнезда инструментального магазина на угол 90° в позиции смены инструмента из плоскости, перпендикулярной оси шпинделя, в плоскость, параллельную оси шпинделя, и обратно выполнено в виде перемещаемой внутри инструментального магазина фигурной тяги, в
которой выполнена прорезью под углом 90° к направлению перемещения последней, в
5
BY 17773 C1 2013.12.30
фигурной прорези с возможностью перемещения размещен вращающийся ролик, ось которого жестко соединена с поворотным корпусом полуцилиндрической формы, имеющим
возможность поворота на угол 90° из одной плоскости во взаимноперпендикулярную
плоскость в закрепленном в инструментальном магазине ложементе с ответной эквидистантной поверхностью, при этом фигурная тяга соединена с гидроцилиндром ее перемещения, жестко смонтированным внутри инструментального магазина. Решение задач
достигается и тем, что при осуществлении способа смены инструмента на многофункциональном станке, при котором перемещают автооператор с инструментом из позиции ожидания к шпинделю станка, поворачивают захват автооператора относительно оси вращения
на угол 90° и захватывают инструмент в шпинделе, извлекают автооператором инструмент из шпинделя станка, поворачивают захват автооператора относительно оси вращения
на угол 180°, устанавливают в шпиндель новый инструмент, поворачивают захват автооператора относительно оси вращения на угол 90° с оставлением инструмента в шпинделе, переносят отработавший инструмент от шпинделя станка к позиции ожидания и далее
к инструментальному магазину, поворачивают захват автооператора относительно оси
вращения на угол 90° возле инструментального магазина, устанавливают инструмент в
инструментальный магазин, перемещают автооператор обратно от инструментального магазина в позицию ожидания и поворачивают захват автооператора относительно оси вращения на угол 90°, причем перемещение захвата автооператора из позиции ожидания к
шпинделю станка и обратно для установки в последний инструмента совмещают по времени с поворотом захвата автооператора вокруг оси вращения на угол 90° и осуществляют
во время перемещения последнего, а перемещение захвата автооператора из позиции
ожидания к инструментальному магазину и обратно для установки инструмента в инструментальный магазин осуществляют без поворота последнего на угол 90° возле инструментального магазина.
На фиг. 1 изображен предлагаемый многофункциональный станок, общий вид спереди
(ограждение станка не показано, автооператор в положении ожидания); на фиг. 2 - вид А
на фиг. 1 (вид сбоку на станок, ограждение станка не показано); на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2
(вид сверху на станок, ограждение станка установлено); на фиг. 4 - вид В на фиг. 2; на
фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 2; на фиг. 6 - разрез Д-Д на фиг. 5; на фиг. 7 - разрез Е-Е на
фиг. 6; на фиг. 8 - выносной элемент И на фиг. 4; на фиг. 9 - разрез Ж-Ж на фиг. 8; на
фиг. 10 - разрез К-К на фиг. 1; на фиг. 11 - выносной элемент Л на фиг. 6 (вариант положения захвата - захват выдвинут); на фиг. 12 - разрез М-М на фиг. 4; на фиг. 13 - разрез НН на фиг. 5; на фиг. 14 - разрез О-О на фиг. 5; на фиг. 15 - выносной элемент П на фиг. 5;
на фиг. 16 - выносной элемент Р на фиг. 5; на фиг. 17 - разрез С-С на фиг. 2; на фиг. 18 разрез Т-Т на фиг. 4; на фиг. 19 - разрез У-У на фиг. 18; на фиг. 20 - разрез Ф-Ф на фиг. 18;
на фиг. 21 - выносной элемент X на фиг. 15 (вариант расположения зубчатых реек относительно вала-шестерни).
Многофункциональный станок (фиг. 1-3) содержит станину 1, продольно-подвижную
стойку 2, поперечно-подвижный поворотный стол 3, вертикально-подвижную шпиндельную бабку 4 с горизонтальным шпинделем 5, устройство автоматической смены столовспутников 6, столы-спутники 7, отдельно стоящий с боковой стороны инструментальный
магазин 8 с бесконечной цепью, имеющей возможность перемещения относительно инструментального магазина 8 и выполненной в виде гнезд 9 под инструмент, оси которых
расположены в плоскости перпендикулярной оси шпинделя 5, и автооператора 10 для
смены инструмента из шпинделя 5 в инструментальный магазин 8 и обратно. Автооператор 10 (фиг. 4 и 5) состоит из каретки 11, расположенной на корпусе 12 автооператора 10
на линейных направляющих качения 13 с возможностью перемещения в прямолинейном
направлении между позицией ожидания, шпинделем 5 и гнездом 9 инструментального магазина 8, расположенным в позиции смены инструмента в плоскости, параллельной оси
шпинделя 5, захвата 14 с губками 15 и 16 на концах последнего для фиксации инструмен6
BY 17773 C1 2013.12.30
та, механизма 17 поворота захвата 14 на угол 90° и перемещения его из позиции ожидания
к шпинделю 5 станка, механизма 18 поворота захвата на угол 180° и механизма 19 выдвижения захвата 14 (фиг. 6). Механизм 17 поворота захвата 14 на угол 90° и перемещения
его из позиции ожидания к шпинделю состоит из привода его перемещения и самого механизма, связанных между собой. При этом захват 14 с губками 15 и 16 имеет возможность
поворота вокруг своей оси на угол 90° или угол 180° в зависимости от производимой операции при смене инструмента. Губки 15 и 16 захвата 14 расположены в последнем перпендикулярно радиусу вращения R захвата 14, проходящему через ось его вращения
(поворота). Привод перемещения каретки 11 с захватом 14 из позиции ожидания в позицию к инструментальному магазину 8 и обратно (фиг. 8, 9) выполнен в виде двух параллельно расположенных навстречу друг другу гидроцилиндров 20 и 21, размещенных в
промежуточном корпусе 22, жестко связанном с корпусом 12 автооператора 10, установленным неподвижно на станине 1. Корпус 22 снабжен направляющими 23, например, закрепленными на последнем при помощи болтов (на фигурах не показано), в которых с
возможностью перемещения относительно корпуса 22 размещен корпус 24 привода перемещения механизма 17 поворота захвата 14 на угол 90° и перемещения его из позиции
ожидания к шпинделю, причем корпус 24 жестко соединен со штоками 25 гидроцилиндров 20 и 21. Привод перемещения механизма 17 поворота захвата 14 на угол 90° и перемещения его из позиции ожидания к шпинделю (фиг. 8, 9) выполнен в виде расположенного
в корпусе 24 гидроцилиндра 26, поршень 27 которого выполнен в виде зубчатой рейки 28,
имеющей возможность взаимодействия с зубчатым колесом 29, расположенным посредством оси 30, жестко связанной с последним, в корпусе 24 на подшипниках 31. На оси 30
зубчатого колеса 29 жестко смонтирован поворотный рычаг 32, снабженный на противоположном конце установленной с возможностью поворота на оси 33 ползушкой 34, расположенной одновременно с возможностью перемещения, например, в вертикально
расположенном направляющем пазу 35, выполненном в каретке 11 автооператора 10.
Данная конструкция привода перемещения механизма 17 поворота захвата 14 на угол 90°
и перемещения его из позиции ожидания к шпинделю обеспечивает плавность подхода
захвата 14 с губками 15 и 16 при его повороте на угол 90° к "конечной точке" перемещения, то есть к шпинделю 5 или позиции ожидания. При этом поворотный рычаг 32 имеет
возможность поворота на угол 180° в пространстве из одного горизонтального положения
в другое и обратно, что соответствует перемещению каретки 11 из позиции ожидания к
шпинделю 5 и обратно, а направляющий паз 35 выполнен такой величины, чтобы при повороте поворотного рычага 32 на оси 30 ползушка 34 не выходила за пределы последнего.
Механизм поворота 17 захвата 14 на угол 90° (фиг. 4, 5 и 7) выполнен в виде зубчатой
рейки 36, входящей в зацепление с зубчатым валом-шестерней 37, расположенной в каретке 11 с возможностью вращения в подшипниках 38 и связанной с захватом 14. Зубчатая рейка 36 связана шарнирным соединением (на фигурах показано условно-схематично)
с поворотной, относительно жестко смонтированной в каретке 11 оси 39 тягой 40, на противоположном конце которой смонтирован с возможностью вращения ролик 41, одновременно расположенный с возможностью перемещения в направляющем фигурном пазу 42,
выполненном в корпусе 12 автооператора 10. Фигурный паз 42 выполнен с двумя рабочими участками: наклонным и горизонтальным. При этом наклонный участок фигурного паза 42 соответствует перемещению захвата 14 с губками 15 и 16 из позиции ожидания к
шпинделю 5 и обратно с одновременным поворотом последнего на угол 90°, а горизонтальный - перемещению каретки 11 с захватом 14 с губками 15 и 16 из позиции ожидания
к инструментальному магазину 8 и обратно. Расположение и наклон рабочего участка фигурного паза 42 выбираются из условия обеспечения постоянства угла поворота захвата 14
с губками 15 и 16 на угол 90°. Механизм поворота 18 захвата 14 на 180° (фиг. 5 и 7) выполнен в виде зубчатой рейки 43, расположенной параллельно зубчатой рейке 36 с противоположной стороны зубчатого вала-шестерни 37 с зазором (фиг. 15), превышающим
7
BY 17773 C1 2013.12.30
высоту зуба последней, и связанной с приводом ее перемещения, выполненным, например, в виде "синусного механизма" (фиг. 18-20), расположенного внутри каретки 11 и состоящего из гидроцилиндра 44, шток 45 которого соединен с зубчатой рейкой 46,
связанной посредством зубчатого колеса 47 с кулисной парой 48, имеющей возможность
совершать возвратно-поступательное перемещение в специальном пазу (на фигурах не
показано) внутри каретки 11 относительно последней. Данная конструкция механизма 18
поворота захвата 14 на угол 180° обеспечивает плавность подхода захвата 14 с губками 15
и 16 при его повороте на угол 180° к "конечной точке" перемещения, то есть к шпинделю
5 или гнезду 9 инструментального магазина 8. Зубчатые рейки 36 и 43 выполнены составными по длине (фиг. 5), например, из двух частей, неподвижной 49 и подвижной 50, соединенных между собой упруго-жестко деформируемыми элементами 51 (на фигурах
показано схематично), и расположены в пазу 52 составного фигурного кулачка 53, размещенного в каретке 11 и состоящего из неподвижной 54 и подвижной 55 частей с обращенными друг к другу клиновыми поверхностями, между которыми расположен с возможностью перемещения вдоль последних сухарь 56 (фиг. 16). Причем паз 52 выполнен в
подвижной части 55 составного фигурного кулачка 53. Механизм переключения угла поворота захвата 14 с 90° на 180° и обратно (фиг. 5 и 16) выполнен в виде двух гидроцилиндров 57 и 58, штоки которых взаимодействуют поочередно с сухарем 56, перемещая
последний между клиновыми поверхностями неподвижной 54 и подвижной 55 частей составного фигурного кулачка 53, при этом одновременно перемещая в каретке 11 подвижную часть 55 составного фигурного кулачка 53 с расположенными внутри паза 52
подвижными 50 частями зубчатых реек 36 и 43, выводя из зацепления с валом-шестерней
37 одну из них и вводя в зацепление другую (в зависимости от требуемой операции). При
этом гидроцилиндры 57 и 58 жестко закреплены в каретке 11. Механизм выдвижения 19
захвата 14 с губками 15 и 16 (фиг. 6, 7 и 11) выполнен в виде встроенного гидроцилиндра,
гильза 59 которого встроена в вал-шестерню 37 и жестко с ним связана, а поршень 60 имеет возможность перемещения относительно гильзы 59 и связан конструктивно с захватом
14. При этом в валу-шестерне 37 и в гильзе 59 выполнена система подводящих и отводящих отверстий для подачи энергоносителя, например технического масла, к поршню 60
(на фигурах показано схематично). Устройство для поворота гнезда 9 инструментального
магазина 8 на угол 90° в позиции смены инструмента из плоскости, перпендикулярной оси
шпинделя 5, в плоскость, параллельную оси последнего и обратно (фиг. 17) выполнено в
виде перемещаемой внутри инструментального магазина 8 фигурной тяги 61, в которой
выполнена прорезь 62 под углом 90° к направлению перемещения последней, и с возможностью перемещения в последней размещен вращающийся ролик 63, ось которого жестко
соединена с поворотным корпусом 64 полуцилиндрической формы, имеющим возможность поворота на угол 90° в ложементе 65 с ответной эквидистантной поверхностью из
одной плоскости во взаимноперпендикулярную плоскость. В свою очередь, ложемент 61
жестко закреплен в инструментальном магазине 8. При этом фигурная тяга 61 соединена с
гидроцилиндром ее перемещения (на фигурах не показано), жестко смонтированным
внутри инструментального магазина 8, а гнездо 9 расположено в поворотном корпусе 64
полуцилиндрической формы. Причем в позиции смены инструмента гнездо 9 жестко зафиксировано в поворотном корпусе 64 полуцилиндрической формы (на фиг. показано условно-схематично), а при повороте последнего с гнездом 9 на угол 90° во взаимноперпендикулярную плоскость имеет возможность перемещения вдоль него в составе бесконечной цепи (на фигурах не показано).
Многофункциональный станок работает следующим образом.
В первоначальный момент в гнезда 9 бесконечной цепи инструментального магазина 8
и в горизонтальный шпиндель 5 станка устанавливают комплект инструментальных оправок с инструментом, необходимый для обработки изделия (на фигурах не показано). При
этом оси инструментов, расположенных в инструментальном магазине 8 и шпинделе 5
8
BY 17773 C1 2013.12.30
станка, лежат в горизонтальной плоскости, причем оси инструментов, расположенных в
инструментальтальном магазине 8, находятся в плоскости, перпендикулярной оси горизонтального шпинделя 5. На стол-спутник 7 (условно назовем его первым столомспутником), находящийся на устройстве автоматической смены столов-спутников 6, устанавливается и закрепляется заготовка (на фигурах не показана). Второй стол-спутник 7
(условно назовем его так) в это время установлен на продольно-подвижном поворотном
столе 3 в зажатом положении (фиг. 2). По команде, например, с ЧПУ продольноподвижный поворотный стол 3 со вторым столом-спутником 7 приходит в точку смены
столов-спутников (на фигурах не показано) и фиксируется. Одновременно с этим, по команде, например, с ЧПУ устройство автоматической смены столов-спутников 6 с первым
столом-спутником 7 и закрепленной на нем заготовкой приводится в действие и производит смену столов-спутников 7 (смену заготовок). При этом второй стол-спутник 7 располагается на устройстве автоматической смены столов-спутников 6. После этого продольноподвижный поворотный стол 3 с первым столом-спутником 7 и закрепленной на нем заготовкой также по команде с ЧПУ перемещается в зону обработки. Также по команде, например, с ЧПУ в зону обработки перемещается и поперечно-подвижная стойка 2 с
вертикально-подвижной шпиндельной бабкой 4 и с горизонтальным шпинделем 5. Шпиндель 5 с установленным инструментом приводится во вращение с требуемой скоростью
обработки, и начинается сам процесс обработки заготовки данным инструментом. В это
же время по команде с ЧПУ начинается поиск в инструментальном магазине 8 требуемого
для последующей операции обработки детали инструмента; поиск осуществляется путем
перемещения бесконечной цепи, выполненной в виде гнезд 9 и установленным в них инструментом, приводом ее перемещения (на фигурах показано условно). При этом требуемый инструмент приходит в позицию смены и гнездо 9, в котором данный инструмент
расположен, жестко фиксируется в позиции смены в поворотном корпусе 64 полуцилиндрической формы (на фиг. 17 показано условно-схематично). После окончания обработки
заготовки инструментом, расположенным в данный момент в шпинделе 5 (то есть, после
окончания технологического перехода), шпиндель 5 с инструментом останавливается и,
например, по команде с ЧПУ совместно с вертикально-подвижной шпиндельной бабкой 4
и поперечно-подвижной стойкой 2 перемещается в позицию смены инструмента (на фигурах не показано). Далее по команде с ЧПУ устройство для поворота, находящегося в позиции смены гнезда 9 (с установленным в нем инструментом) на угол 90°, поворачивает
последнее из плоскости, перпендикулярной оси шпинделя 5, в плоскость параллельную
оси последнего (фиг. 17). При этом из гидросистемы станка (на фигурах не показано) в
гидроцилиндр перемещения фигурной тяги 61 (на фигурах не показано) подается рабочий
энергоноситель, например техническое масло, которое перемещает поршень, связанный с
фигурной тягой 61. Последняя перемещается внутри инструментального магазина 8 и перемещает внутри прорези 62 вращающийся ролик 63, ось которого жестко соединена с поворотным корпусом 64 полуцилиндрической формы. Так как прорезь 62 выполнена под
углом 90° к направлению перемещения фигурной тяги 61, то поворотный корпус 64 также
начинает поворачиваться в ложементе 65 с ответной эквидистантной поверхностью, поворачивая и гнездо 9 с установленным в нем инструментом. Величина перемещения фигурной тяги 61 и глубина прорези 62 рассчитаны таким образом, чтобы был обеспечен
поворот гнезда 9 с установленным в нем инструментом на угол 90° из плоскости, перпендикулярной оси шпинделя 5, в плоскость, параллельную оси последнего. После поворота
гнезда 9 с инструментом на угол 90° каретка 11 с захватом 14 автооператора 10 по команде с ЧПУ начинает перемещаться из позиции ожидания к инструментальному магазину 8
(захват 14 с губками 15 и 16 расположен в позиции ожидания в вертикальной плоскости,
фиг. 1). При этом, например, из гидросистемы станка в бесштоковую полость гидроцилиндра 20 подается рабочий энергоноситель, например техническое масло, которое перемещает шток 25 последнего, связанный с корпусом 24 привода перемещения механизма
9
BY 17773 C1 2013.12.30
17 поворота захвата 14 на угол 90° и перемещения его из позиции ожидания к шпинделю,
из позиции ожидания к инструментальному магазину 8. Одновременно техническое масло
из штоковой полости гидроцилиндра 21 вытесняется в гидросистему станка. Так как корпус 24 посредством оси 30, поворотного рычага 32, оси 33 и ползушки 34 конструктивно
связан с кареткой 11 автооператора 10, то последняя также начинает перемещаться из позиции ожидания к инструментальному магазину 8 по линейным направляющим качения 13,
расположенным на корпусе 12 автооператора 10 (фиг. 10). При этом ролик 41 тяги 40 механизма поворота 17 захвата 14 на угол 90° перемещается по горизонтальному рабочему
участку направляющего фигурного паза 42, выполненному в корпусе 12 автооператора 10
(фиг. 5), без осуществления поворота захвата 14 на угол 90°. Так как губки 15 и 16 захвата
14 расположены в последнем перпендикулярно радиусу вращения R захвата 14, проходящему через ось его вращения (поворота), то, например, губки 15 захватывают инструмент,
расположенный в гнезде 9 инструментального магазина 8, расположенного в данный момент в позиции смены. Далее из гидросистемы станка через систему подводящих и отводящих отверстий в валу-шестерне 37 и в гильзе 59 (на фиг. 6, 7 показано схематично) в
бесштоковую полость к поршню 60 механизма выдвижения 19 захвата 14 подается техническое масло, и захват 14 перемещается относительно гильзы 59 (выдвигается), освобождая инструмент из гнезда 9 инструментального магазина (фиг. 11). После этого из гидросистемы станка в бесштоковую полость, например, гидроцилиндра 21 подается рабочий
энергоноситель - техническое масло, которое перемещает шток 25 последнего, связанный
с корпусом 24 привода перемещения механизма 17 поворота захвата 14 на угол 90° и перемещения его из позиции ожидания к шпинделю, от инструментального магазина 8 к позиции ожидания. Одновременно техническое масло из штоковой полости гидроцилиндра
20 вытесняется в гидросистему станка. Так как корпус 24 посредством оси 30, поворотного рычага 32, оси 33 и ползушки 34 конструктовно связан с кареткой 11 автооператора 10,
то последняя с захватом 14 и расположенным в губках 15 инструментом также начинает
перемещаться от инструментального магазина 8 к позиции ожидания по линейным направляющим качения 13, расположенным на корпусе 12 автооператора 10 (фиг. 10). При
этом ролик 41 тяги 40 механизма поворота 17 захвата 14 на угол 90° перемещается по горизонтальному рабочему участку направляющего фигурного паза 42, выполненному в
корпусе 12 автооператора 10 (фиг. 5), без осуществления поворота захвата 14 на угол 90°.
Перемещение осуществляется до достижения кареткой 11 с захватом 14 позиции ожидания. После этого по команде с ЧПУ из гидросистемы станка через систему подводящих и
отводящих отверстий в валу-шестерне 39 и в гильзе 59 в штоковую полость к поршню 60
механизма выдвижения 19 захвата 14 подается техническое масло и захват 14 с расположенным в губках 15 инструментом перемещается относительно гильзы 59, возвращаясь в
исходное (начальное) положение (фиг. 6). Далее по достижении кареткой 11 с захватом 14
и расположенным в губках 15 инструментом исходного положения в позиции ожидания
по команде, например, с ЧПУ техническое масло из гидросистемы станка подается в гидроцилиндр 26 привода перемещения механизма 17 поворота захвата 14 на угол 90°, например, в левую полость (фиг. 8), которое перемещает поршень 27 в виде зубчатой рейки
28; последняя взаимодействует с зубчатым колесом 29 и поворачивает в подшипниках 31
поворотный рычаг 32 из одного горизонтального положения, например правого, соответствующего позиции ожидания манипулятора 10 (точнее, каретки 11 с захватом 14), в другое
горизонтальное положение - левое (соответствующее перемещению каретки 11 с захватом
14 из позиции ожидания к шпинделю 5 станка с одновременным поворотом захвата 14 на
угол 90°), при этом перемещает по направляющему пазу 35 ползушку 34, которая совершает прямолинейное перемещение в направляющем пазу 35 и одновременно поворачивается на оси 33 относительно поворотного рычага 32, что обеспечивает плавность
"подхода" каретки 11 с захватом 14 к шпинделю 5 станка и обратно к позиции ожидания.
Так как поворотный рычаг 32 посредством оси 33 и ползушки 34 конструктивно связан с
10
BY 17773 C1 2013.12.30
кареткой 11 автооператора 10, то последняя с захватом 14 и расположенным в губках 15
инструментом также начинает перемещаться из позиции ожидания к шпинделю 5 по линейным направляющим качения 13, расположенным на корпусе 12 автооператора 10
(фиг. 10). Каретка 11 посредством жестко установленной в последней оси 39 перемещает
за собой тягу 40. При этом ролик 41 тяги 40 механизма поворота 17 захвата 14 на угол 90°
перемещается по наклонному рабочему участку направляющего фигурного паза 42, выполненному в корпусе 12 автооператора 10 (фиг. 5). Сама же тяга 40 в это время поворачивается относительно оси 39, жестко смонтированной в каретке 11, и перемещает
посредством шарнирного соединения (на фигурах показано условно-схематично) зубчатую
рейку 36, которая вращает вал-шестерню 37 и конструктивно связанный с ним захват 14 с
губками 15 (с инструментом) и 16 по направлению к установленному в шпинделе 5 инструменту, например, по часовой стрелке (фиг. 5). При этом поворот захвата 14 с губками 15
(с инструментом) и 16 (без инструмента) осуществляется во время перемещения каретки
11 с захватом 14 из позиции ожидания к шпинделю 5, то есть время поворота захвата 14
совмещено с временем перемещения каретки 11. Размер (величина) поворотного рычага
32, форма и длина направляющего паза 42 выбирается из условия, чтобы при перемещении каретки 11 из позиции ожидания к шпинделю 5 и обратно обеспечивался поворот захвата 14 на угол 90° и ось (центр) губки 16 (или 15), расположенной перпендикулярно
радиусу вращения R захвата 14, совпадала с осью шпинделя 5. Каретка 11 перемещается к
шпинделю 5, и захват 14 губками 16 захватывает инструмент, расположенный в шпинделе 5.
Далее из гидросистемы станка через систему подводящих и отводящих отверстий в валушестерне 37 и в гильзе 59 (на фиг. 6, 7 показано схематично) в бесштоковую полость к
поршню 60 механизма выдвижения 19 захвата 14 подается техническое масло, и захват 14
с установленным в губках 15 "новым" инструментом и захваченным губками 16 "отработавшим" инструментом перемещается относительно гильзы 59 (выдвигается), освобождая
последний из шпинделя 5 (фиг. 11). Затем по команде, например, с ЧПУ из гидросистемы
станка техническое масло подается в гидроцилиндр 58, шток которого перемещает сухарь
56 между клиновыми поверхностями неподвижной 54 и подвижной 55 частей составного
фигурного кулачка 53, и при этом одновременно перемещая внутри каретки 11 подвижную часть 55 составного фигурного кулачка 53 с расположенными внутри паза 52 подвижными 50 частями зубчатых реек 36 и 43, деформируя упруго-жестко деформируемые
элементы 51, и выводя из зацепления с валом-шестерней 37 подвижную 50 часть зубчатой
рейки 36 механизма поворота 17 захвата 14 на угол 90°, и вводя в зацепление с валомшестерней 37 подвижную 50 часть зубчатой рейки 43 механизма поворота 18 захвата 14
на угол 180° (фиг. 15, 16 и 21). В это же время в работу приводится "синусный механизм"
перемещения зубчатой рейки 43 для поворота захвата 14 с инструментами в губках 15 и 16
на угол 180°. При этом из гидросистемы станка в гидроцилиндр 44 подается техническое
масло, которое перемещает шток 45 последнего и соединенную с ним зубчатую рейку 46,
связанную посредством зубчатого колеса 47 с кулисной парой 48, что обеспечивает плавность перемещения зубчатой рейки 43 (фиг. 18-20). Зубчатая рейка 43, перемещаясь внутри
каретки 11, вращает вал-шестерню 37 и конструктивно связанный с ним захват 14 с губками
15 и 16 и расположенным в последних инструментом на угол 180°, меняя в пространстве
их положение (при этом напротив шпинделя 5 располагается "новый" инструмент). Далее
из гидросистемы станка через систему подводящих и отводящих отверстий в валушестерне 37 и в гильзе 59 в штоковую полость к поршню 60 механизма выдвижения 19
захвата 14 подается техническое масло, и захват 14 с расположенными в губках 15 "новым" и в губках 16 "отработавшим" инструментом перемещается относительно гильзы 55,
возвращаясь в исходное (начальное) положение (то есть перемещается к шпинделю 5), и
устанавливает "новый" инструмент в шпиндель 5 станка, который фиксируется в последнем (фиг. 6). Затем по команде, например, с ЧПУ из гидросистемы станка техническое
масло подается в гидроцилиндр 57, шток которого перемещает сухарь 56 между клиновы11
BY 17773 C1 2013.12.30
ми поверхностями неподвижной 54 и подвижной 55 частей составного фигурного кулачка
53, и при этом одновременно перемещая внутри каретки 11 подвижную часть 54 составного фигурного кулачка 53 с расположенными внутри паза 52 подвижными 50 частями зубчатых реек 36 и 43, деформируя в обратную сторону упруго-жестко деформируемые
элементы 51, и выводя из зацепления с валом-шестерней 37 подвижную 50 часть зубчатой
рейки 43 механизма поворота 18 захвата 14 на угол 180°, и вводя в зацепление с валомшестерней 37 подвижную 50 часть зубчатой рейки 36 механизма поворота 17 захвата 14
на угол 90°. Затем по команде, например, с ЧПУ техническое масло из гидросистемы
станка подается в гидроцилиндр 26 привода перемещения механизма 17 поворота захвата
14 на угол 90°, например, в правую полость (на фигурах не показано), которое перемещает
поршень 27 в виде зубчатой рейки 28; последняя взаимодействует с зубчатым колесом 29
и поворачивает в подшипниках 31 поворотный рычаг 32 из левого горизонтального положения, соответствующего позиции расположения каретки 11 с захватом 14 у шпинделя 5,
в другое горизонтальное положение - правое (соответствующее перемещению каретки 11
с захватом 14 из позиции у шпинделя 5 станка к позиции ожидания с одновременным поворотом захвата 14 на угол 90°), при этом перемещает по направляющему пазу 35 ползушку 34, которая совершает прямолинейное перемещение в направляющем пазу 35 и
одновременно поворачивается на оси 33 относительно поворотного рычага 32, что обеспечивает плавность "подхода" каретки 11 с захватом 14 к позиции ожидания и обратно к
позиции у шпинделя 5. Так как поворотный рычаг 32 посредством оси 33 и ползушки 34
конструктивно связан с кареткой 11 автооператора 10, то захват 14 с расположенным в
губках 15 "отработавшим" инструментом также начинает поворачиваться, например, против часовой стрелки, освобождая из губок 16 "новый" инструмент, оставляя его в шпинделе 5, и одновременно вместе с кареткой 11 перемещаться из позиции у шпинделя 5 к
позиции ожидания по линейным направляющим качения 13, расположенным на корпусе
12 автооператора 10 (фиг. 10). Каретка 11 посредством жестко установленной в последней
оси 39 перемещает за собой тягу 40. При этом ролик 41 тяги 40 механизма поворота 17
захвата 14 на угол 90° перемещается по наклонному рабочему участку направляющего
фигурного паза 42, выполненному в корпусе 12 автооператора 10 (фиг. 5). Сама же тяга 40
в это время поворачивается относительно оси 39, жестко смонтированной в каретке 11, и
перемещает посредством шарнирного соединения (на фигурах показано условно-схематично) зубчатую рейку 36, которая вращает вал-шестерню 37 и конструктивно связанный
с ним захват 14 с губками 15 (без инструмента) и 16 (с "отработавшим" инструментом) по
направлению от установленного в шпинделе 5 инструмента, например, против часовой
стрелки (фиг. 5). При этом поворот захвата 14 с губками 15 (без инструмента) и 16 (с инструментом) осуществляется во время перемещения каретки 11 с захватом 14 из позиции
расположения каретки 11 с захватом 14 у шпинделя 5 к позиции ожидания, то есть время
поворота захвата 14 совмещено с временем перемещения каретки 11. Каретка 11 перемещается в позицию ожидания. После этого по команде с ЧПУ шпиндель 5 с установленным
в нем инструментом приводится во вращение с требуемой для обработки детали скоростью, и процесс обработки последней продолжается. Одновременно с этим из гидросистемы станка через систему подводящих и отводящих отверстий в валу-шестерне 37 и в
гильзе 59 (на фиг. 6, 7 показано схематично) в бесштоковую полость к поршню 60 механизма выдвижения 19 захвата 14 подается техническое масло и захват 14 с расположенным в губках 16 "отработавшим" инструментом перемещается относительно гильзы 59, то
есть выдвигается (фиг. 11). Далее каретка 11 автооператора 10 с выдвинутым захватом 14
по команде с ЧПУ начинает перемещаться из позиции ожидания к инструментальному
магазину 8 (захват 14 с губками 15 и 16 расположен в позиции ожидания в вертикальной
плоскости, фиг. 1). При этом, например, из гидросистемы станка в бесштоковую полость
гидроцилиндра 20 подается рабочий энергоноситель, например техническое масло, которое перемещает шток 25 последнего, связанный с корпусом 24 привода перемещения ме12
BY 17773 C1 2013.12.30
ханизма 17 поворота захвата 14 на угол 90° и перемещения его из позиции ожидания к
шпинделю, из позиции ожидания к инструментальному магазину 8. Одновременно техническое масло из штоковой полости гидроцилиндра 21 вытесняется в гидросистему станка.
Так как корпус 24 посредством оси 30, поворотного рычага 32, оси 33 и ползушки 34 конструктивно связан с кареткой 11 автооператора 10, то последняя также начинает перемещаться из позиции ожидания к инструментальному магазину 8 по линейным направляющим качения 13, расположенным на корпусе 12 автооператора 10 (фиг. 10). При этом
ролик 41 тяги 40 механизма поворота 17 захвата 14 на угол 90° перемещается по горизонтальному рабочему участку направляющего фигурного паза 42, выполненному в корпусе
12 автооператора 10 (фиг. 5), без осуществления поворота захвата 14 на угол 90°. В позиции расположения каретки 11 с захватом 14 у инструментального магазина 8 "отработавший" инструмент располагается по оси гнезда 9 инструментального магазина 8. Далее из
гидросистемы станка через систему подводящих и отводящих отверстий в валу-шестерне
37 и в гильзе 59 в штоковую полость к поршню 60 механизма выдвижения 19 захвата 14
подается техническое масло, и захват 14 с расположенными в губках 16 "отработавшим"
инструментом перемещается относительно гильзы 55, возвращаясь в исходное (начальное) положение (то есть перемещается к гнезду 9), и устанавливает его в гнезде 9 инструментального магазина 8, который фиксируется в последнем (фиг. 6). После этого из
гидросистемы станка в бесштоковую полость, например, гидроцилиндра 21 подается рабочий энергоноситель - техническое масло, которое перемещает шток 25 последнего, связанный с корпусом 24 привода перемещения механизма 17 поворота захвата 14 на угол
90° и перемещения его из позиции ожидания к шпинделю, от инструментального магазина
8 к позиции ожидания. Одновременно техническое масло из штоковой полости гидроцилиндра 20 вытесняется в гидросистему станка. Так как корпус 24 посредством оси 30, поворотного рычага 32, оси 33 и ползушки 34 конструктивно связан с кареткой 11
автооператора 10, то последняя с захватом 14 и расположенным в губках 15 инструментом
также начинает перемещаться от инструментального магазина 8 к позиции ожидания по
линейным направляющим качения 13, расположенным на корпусе 12 автооператора 10
(фиг. 10). При этом ролик 41 тяги 40 механизма поворота 17 захвата 14 на угол 90° перемещается по горизонтальному рабочему участку направляющего фигурного паза 42, выполненному в корпусе 12 автооператора 10 (фиг. 5), без осуществления поворота захвата
14 на угол 90°. Перемещение осуществляется до достижения кареткой 11 с захватом 14
позиции ожидания. Одновременно с этим гнездо 9 инструментального магазина 8 с установленным в нем инструментом устройством для поворота находящегося в позиции смены гнезда 9 на угол 90° поворачивается из плоскости, параллельной оси шпинделя 5, в
плоскость, перпендикулярную оси последнего (фиг. 17). При этом из гидросистемы станка
(на фигурах не показано) в гидроцилиндр перемещения фигурной тяги 61 (на фигурах не
показано) подается рабочий энергоноситель, например техническое масло, которое перемещает поршень, связанный с фигурной тягой 61. Последняя перемещается внутри инструментального магазина 8 и перемещает внутри прорези 62 вращающийся ролик 63, ось
которого жестко соединена с поворотным корпусом 64 полуцилиндрической формы. Так
как прорезь 62 выполнена под углом 90° к направлению перемещения фигурной тяги 61,
то поворотный корпус 64 также начинает поворачиваться в ложементе 65 с ответной эквидистантной поверхностью, поворачивая и гнездо 9 с установленным в нем инструментом
на угол 90°, возвращая его в исходное положение, в котором последнее расфиксируется
относительно поворотного корпуса 64 (на фигурах не показано). В это же время по команде с ЧПУ начинается поиск в инструментальном магазине 8 требуемого для последующей
операции обработки детали инструмента; поиск осуществляется путем перемещения бесконечной цепи, выполненной в виде гнезд 9 и установленным в них инструментом, приводом ее перемещения (на фигурах показано условно). При этом требуемый инструмент
приходит в позицию смены и гнездо 9, в котором данный инструмент расположен, жестко
13
BY 17773 C1 2013.12.30
фиксируется в позиции смены в поворотном корпусе 64 полуцилиндрической формы (на
фиг. 17 показано условно-схематично). Далее по команде с ЧПУ устройство для поворота
находящегося в позиции смены гнезда 9 (с установленным в нем инструментом) на угол
90° поворачивает последнее из плоскости перпендикулярной оси шпинделя 5, в плоскость,
параллельную оси последнего (фиг. 17). При этом из гидросистемы станка (на фигурах не
показано) в гидроцилиндр перемещения фигурной тяги 61 (на фигурах не показано) подается рабочий энергоноситель, например техническое масло, которое перемещает поршень,
связанный с фигурной тягой 61. Последняя перемещается внутри инструментального магазина 8 и перемещает внутри прорези 62 вращающийся ролик 63, ось которого жестко
соединена с поворотным корпусом 64 полуцилиндрической формы. Так как прорезь 62
выполнена под углом 90° к направлению перемещения фигурной тяги 61, то поворотный
корпус 64 также начинает поворачиваться в ложементе 65 с ответной эквидистантной поверхностью, поворачивая и гнездо 9 с установленным в нем инструментом на угол 90°.
После поворота гнезда 9 с инструментом на угол 90° каретка 11 с захватом 14 автооператора 10 по команде с ЧПУ начинает перемещаться из позиции ожидания к инструментальному магазину 8 (захват 14 с губками 15 и 16 расположен в позиции ожидания в
вертикальной плоскости, фиг. 1). При этом, например, из гидросистемы станка в бесштоковую полость гидроцилиндра 20 подается рабочий энергоноситель, например техническое масло, которое перемещает шток 25 последнего, связанный с корпусом 24 привода
перемещения механизма 17 поворота захвата 14 на 90° и перемещения его из позиции
ожидания к шпинделю, из позиции ожидания к инструментальному магазину 8. Одновременно техническое масло из штоковой полости гидроцилиндра 21 вытесняется в гидросистему станка. Так как корпус 24 посредством оси 30, поворотного рычага 32, оси 33 и
ползушки 34 конструктивно связан с кареткой 11 автооператора 10, то последняя также
начинает перемещаться из позиции ожидания к инструментальному магазину 8 по линейным направляющим качения 13, расположенным на корпусе 12 автооператора 10
(фиг. 10). При этом ролик 41 тяги 40 механизма поворота 17 захвата 14 на угол 90° перемещается по горизонтальному рабочему участку направляющего фигурного паза 42, выполненному в корпусе 12 автооператора 10 (фиг. 5), без осуществления поворота захвата
14 на 90°. При этом губки 15 захватывают инструмент, расположенный в гнезде 9 инструментального магазина 8, расположенного в данный момент в позиции смены. Далее из
гидросистемы станка через систему подводящих и отводящих отверстий в валу-шестерне
37 и в гильзе 59 (на фиг. 6, 7 показано схематично) в бесштоковую полость к поршню 60
механизма выдвижения 19 захвата 14 подается техническое масло, и захват 14 перемещается относительно гильзы 59 (выдвигается), освобождая инструмент из гнезда 9 инструментального магазина 8 (фиг. 11). После этого из гидросистемы станка в бесштоковую
полость, например, гидроцилиндра 21 подается рабочий энергоноситель - техническое
масло, которое перемещает шток 25 последнего, связанный с корпусом 24 привода перемещения механизма 17 поворота захвата 14 на угол 90° и перемещения его из позиции
ожидания к шпинделю, от инструментального магазина 8 к позиции ожидания. Одновременно, техническое масло из штоковой полости гидроцилиндра 20 вытесняется в гидросистему станка. Так как корпус 24 посредством оси 30, поворотного рычага 32, оси 33 и
ползушки 34 конструктивно связан с кареткой 11 автооператора 10, то последняя с захватом 14 и расположенным в губках 15 инструментом также начинает перемещаться от инструментального магазина 8 к позиции ожидания по линейным направляющим качения
13, расположенным на корпусе 12 автооператора 10 (фиг. 10). При этом ролик 41 тяги 40
механизма поворота 17 захвата 14 на угол 90° перемещается по горизонтальному рабочему участку направляющего фигурного паза 42, выполненному в корпусе 12 автооператора
10 (фиг. 5), без осуществления поворота захвата 14 на 90°. Перемещение осуществляется
до достижения кареткой 11 с захватом 14 позиции ожидания. После этого по команде с
ЧПУ из гидросистемы станка через систему подводящих и отводящих отверстий в валу14
BY 17773 C1 2013.12.30
шестерне 39 и в гильзе 59 в штоковую полость к поршню 60 механизма выдвижения 19
захвата 14 подается техническое масло и захват 14 с расположенным в губках 15 инструментом перемещается относительно гильзы 59, возвращаясь в исходное (начальное) положение (фиг. 6). В позиции ожидания каретка 11 с захватом 14 и расположенным в
губках 15 инструментом фиксируется (на фигурах не показано) и находится в данном положении до окончания очередного технологического перехода обработки детали. После
окончания очередного технологического перехода обработки детали производится очередная смена инструмента ранее описанным способом, то есть процесс смены инструмента повторяется аналогично ранее описанному, и процесс обработки детали продолжается.
При этом в процессе обработки детали могут участвовать и участвуют горизонтальный
шпиндель 5, и вертикально-подвижная шпиндельная бабка 4, и поперечно-подвижная
стойка 2, и продольно-подвижный поворотный стол 3 со столом-спутником 7. Во время
процесса обработки на второй стол-спутник 7 (так условно названный ранее), расположенный
в данный момент на устройстве автоматической смены столов-спутников 6, устанавливается и закрепляется новая заготовка (на фигурах не показана). По окончании обработки
детали (по завершении всех технологических переходов) продольно-подвижный поворотный стол 3 с первым столом-спутником 7 (так условно названным ранее) с закрепленной
на нем готовой деталью по команде, например, с ЧПУ перемещается в точку смены столов-спутников (на фигурах не показано) и фиксируется. Одновременно с этим по команде,
например, с ЧПУ устройство автоматической смены столов-спутников 6 со вторым столом-спутником 7 и закрепленной на нем заготовкой приводится в действие и производит
смену столов-спутников 7 (смену заготовок). Далее процесс обработки повторяется.
Источники информации:
1. А.С. СССР SU 1630172, МПК B 23Q 3/157, 1994.
Фиг. 2
15
BY 17773 C1 2013.12.30
Фиг. 3
Фиг. 4
16
BY 17773 C1 2013.12.30
Фиг. 5
Фиг. 6
17
BY 17773 C1 2013.12.30
Фиг. 7
Фиг. 8
18
BY 17773 C1 2013.12.30
Фиг. 9
Фиг. 10
Фиг. 11
19
BY 17773 C1 2013.12.30
Фиг. 12
Фиг. 13
Фиг. 14
Фиг. 15
Фиг. 16
20
BY 17773 C1 2013.12.30
Фиг. 17
Фиг. 18
Фиг. 19
21
BY 17773 C1 2013.12.30
Фиг. 20
Фиг. 21
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
22
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
6 120 Кб
Теги
by17773, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа