SU770736A1

SU770736A1 - Machine tool with automatic change of tools

Info

Publication number: SU770736A1
Application number: SU782557804A
Authority: SU
Inventors: Феликс Анатольевич Осмоловский; Сергей Иванович Ковальцун
Priority date: 1978-01-03
Filing date: 1978-01-03
Publication date: 1980-10-18

Description

Изобретение относитс к области стан- кост-роени , а именно к устройствам автоматической смены Ш1струмента ол многоцелевых сверлильно-фрезерно-расточных станков с ЧПУ. Известно устройство автоматической смены инструментов, содержащее каретку с блоком механизмов поворота и выдвижени цвухзахватной руки с управл емы ми зажимными губками, котора перемещаетс от магазина к шпшцельной бабке по закрепленной на ней траверсе. Это позвол ет осуществл ть смену инструмен та в любом положении шпиндельной бабки Однако механизм выдвижени двухзахват- ной руки и св занный с ним механизм по ворота жестко закреплены на корпусе каретки , в св зи с чем не имеют возможности поворота на 90 в вертикальной ПЛОСКОСТИ. Перемещение каретки по траверсе и поворот цвухзахватной руки осуществлены от различных приводов, несмотр на то, что Их. работа по времени не совмещена Недостатком этого устройства вл етс невозможность смены инструмента в вертикально расположенном шпинделе станка . Дл этого шпиндель необходимо перевес ти в горизонтальное положение, что предусмотрено специальной конструкцией шпиндельной бабки. Такой дополнительный поворот шпиндельной бабки увелич1{вает вспомогательное врем , снижа производительность станка в цело, и также снижает точность обработки. Кроме того, осуществление перемещени каретки и поворота двухзахватной руки от индивидуальных приводов усложн ет конструкцию и снижает надежность работы устройства и станка в целом. Целью насто щего изобретени вл етс обеспечение возможности смены 1шст- румента на станке с горизонтально или вертикально расположенным шпинделем. Дл . этого двухзахватна механическа рука установлена на каретке с возможностью поворота в вертикальной плоское-The invention relates to the field of machine-tool industry, namely, to devices for automatically changing the tool of multi-purpose CNC boring and milling boring machines. A device for automatic tool changer is known, which contains a carriage with a block of mechanisms for turning and extending a two-handed hand with controlled clamping jaws, which moves from the magazine to the tailstock along the traverse attached to it. This allows the tool to be changed in any position of the spindle head. However, the extension mechanism of the two-arm and the associated gate mechanism are rigidly fixed on the carriage body, and therefore cannot be rotated 90 in the vertical PLANE. Moving the carriage along the traverse and turning the two-handed hand are carried out from various drives, despite the fact that They are. Work on time is not combined The disadvantage of this device is the impossibility of changing the tool in a vertically located machine spindle. To do this, the spindle must be shifted to the horizontal position, which is provided for by a special design of the spindle head. Such an additional rotation of the spindle head increases the auxiliary time, reducing the productivity of the machine as a whole, and also reduces the machining accuracy. In addition, the movement of the carriage and the rotation of the two-arm from the individual drives complicates the design and reduces the reliability of the device and the machine as a whole. The object of the present invention is to provide the possibility of changing the first tool on a machine with a horizontal or vertical spindle. For This two-gripped mechanical arm is mounted on a carriage that can be rotated into a vertical flat

ти, перпенцикуп рной направлению ее перемещени , и снабжена закрепленной на корпусе цапфой, с размещенным в ней валом и установленной с возможностью поворота во втулке, закрепленной на корпусе каретки, причем втулка снабжена кула ковой полумуфтой внутреннего зацеплени , цапфа - установленной с возможностью перемещени в относительно нее двухсТб ронней кулачковой муфтой, а вал - кулачКОБОЙ полумуфтой внешнего зацеплени и св зан с приводом перемещени каретки. На фиг. 1 представлен сверлильно-фрезерно-расточный станок с ЧПУ и автоматической сменой инструмента в оаностоеч ном исполнении; на фиг. 2 - вид А на фиг. 1 (при автооператоре, расположенном у щпиндельной головки дл смены инс трумента в горизонтальном щпинделе);на фиг. 3 - вид А на фиг. 1 (при автооператоре , расположенном у щпиндельной головки дл смены инструмента в вертикальном шпинделе); на фиг, 4 - кинематическа схема привода перемещени - . каретки по траверсе и привода поворота; ,на фиг. 5 - разрез Б-Б на фиг. 4; на фиг. 6 - разрез В-В на фиг. 5; на фиг. 7 - вид Г на фиг. 4.perpendicular to the direction of its movement, and is provided with a pin fixed on the body, with a shaft placed in it and installed with the possibility of rotation in a sleeve fixed to the carriage body, and the sleeve is equipped with internal axle clutch half, the pin is set with the possibility of moving in it is a double-clutch cam clutch, and the shaft is a cam-shaped coupling half of the external engagement and is connected to the drive of the carriage movement. FIG. Figure 1 shows a drilling, milling and boring machine with a CNC and an automatic tool changer in a weatherproof design; in fig. 2 is a view A of FIG. 1 (with an auto-operator located at the spindle head for changing the tool in the horizontal pinch); FIG. 3 is a view A of FIG. 1 (with an auto-operator located at the spindle head for changing the tool in the vertical spindle); fig. 4 shows a kinematic scheme of a displacement drive. carriages on a traverse and the drive of turn; in FIG. 5 is a section BB in FIG. four; in fig. 6 is a sectional view BB in FIG. five; in fig. 7 is a view of FIG. four.

Станок состоит из станины 1, на которой расположены стол 2-дл закреплени обрабатываемого издели и стойка 3 с вертикально перемещающейс щпиндельной бабкой 4, котора снабжена поворачивающейс головкой 5. Поэтому щпиндель может занимать горизон- тальное (см. фиг. 2) или вертикальное (см.фиг. 3) положение. К щпиндельной бабке 4 крепитс траверса 6 , по которо перемещаетс устройство автоматичеокой смены инструмента, состо щее изThe machine consists of a bed 1 on which the table 2 is located to secure the workpiece and stand 3 with a vertically moving spindle head 4, which is equipped with a turning head 5. Therefore, the spindle can occupy a horizontal (see. Fig. 2) or vertical (see .fig. 3) position. The spindle head 4 is fixed to the yoke 6, along which the automatic tool changer device consisting of

каретки 7 с корпусом 8, в котором смонтирован привод вращательного движени 9, а также поворотный блок 1О с механизмами поворота и выдвижени , захватной руки 11,a carriage 7 with a housing 8 in which a rotary motion actuator 9 is mounted, as well as a rotary unit 1O with turning and extending mechanisms, a gripping arm 11,

Привод вращатега ного движени включает в себ двигатель 12, ведущий вал 13, на котором смонтированы фрикционные муфты 14 и 15 и щестерн 16, взаимодействующа с муфтой 14, С щестерней 16 взаимосв зана щестерн 17, закрепленна на вертикальном приводном валу 18, котора в свою очередь взаимодействует с рейкой 19, закрепленной на траверсе 20. Вал 13 посредством муфты 15 св зан с валом черв чной передачи 21, размещенной в корпусе 8, а вал 22 черв чного колеса переачи 2 1 размещен в цапфе 23, закрепленной на корпусе 24 блока 10. Цапфа смонтирована с возможностью поворота о втулке 25, закрепле шой на корпусе 8.The rotational drive includes a motor 12, a drive shaft 13, on which the friction clutches 14 and 15 are mounted and the scraper 16, which interacts with the clutch 14, is interconnected by the scraper 17 with the bristles 16 mounted on a vertical drive shaft 18, which in turn interacts with the rail 19 fixed on the crosspiece 20. The shaft 13 is connected by a coupling 15 with the worm gear shaft 21 placed in the housing 8, and the worm wheel of the worm gear 2 2 is placed in the trunnion 23 fixed on the housing 24 of the block 10. Axle mounted with the ability turning about the sleeve 25, secured to the housing 8.

На цапфе смонтирована двухсторонн кулачкова муфта 26 с зубь ми внутреннего 27 и наружного 28 зацеплени . Она перемещаетс вдоль оси индивидуальным приводом 29. Зубь .внутреннего зацеплени муфты 26, перемеща сь по цапфе вдоль оси, взаимодействуют с убь ми наружного зацеплени полумуфты 30, закрепленной на валу 22, а зубь аружного зацеплени муфты 28 взаимосв заны с зубь ми внутреннего зацеплени попумуфты 31, закрепленной на втулке 25,A double-sided cam clutch 26 with internal 27 and external 28 teeth is mounted on the trunnion. It is moved along the axis by an individual drive 29. The teeth of the internal engagement of the coupling 26, moving along the axle, interact with the external engagement of the coupling half 30 fixed on the shaft 22, and the external engagement teeth of the coupling 28 are interconnected with the internal engagement of the popumufta 31 mounted on the sleeve 25,

На валу 22 закреплена коническа щестерн 32, взаимодействующа с коническим колесом 33, закрепленном на ступице 34, снабженной упором 35 с возможностью ограниченного винтами 36 и 37 поворота в корпусе блока 24.On the shaft 22 there is mounted a conical brush 32, which interacts with a conical wheel 33 fixed on the hub 34, provided with an abutment 35 with the possibility of rotation within the block 24, which is limited by screws 36 and 37.

Шток 38 силового цилиндра жестко закреплен в корпусе 24 блока, а гильза 39 имеет возможность поворота и осевого перемещени и св зана со ступицей 34 посредством щлицевого соединени , Двухзахватна рука 11, несуща инструмент 40, жестко закреплена на гильзе 39.The rod 38 of the power cylinder is rigidly fixed in the housing 24 of the block, and the sleeve 39 has the ability to rotate and axially move and is connected to the hub 34 by means of a slit joint. The two-gripping arm 11 carrying the tool 40 is rigidly fixed on the sleeve 39.

Работает устройство следующим образом .The device works as follows.

При расположении устройства в промежуточной между магазином сменных инструментов и шпинделем станка позиции включением двигател 12 и муфты 1при включенной муфте 15 приводитс шее терн 17, и каретка 7 с корпусом 8, бло ком 1О и двухзахватной рукой 11 перемещаетс по траверсе 2О от магазина сменных инструментов к шпинделю стан- ка(вниз в -плоскости фиг. 2).When the device is located in an intermediate position between the replacement tool magazine and the machine spindle, the engine 12 and the clutch 1 are turned on with the turn of the turn 17, and the carriage 7 with the housing 8, the block 1O and the two-jaw hand 11 moves along the traverse 2O from the replacement tool magazine to the machine spindle (down in the plane of Fig. 2).

При подходе к шпинделю станка муфта 14 выключаетс , каретка 7 останавливаетс , а свободные губки (на чертеже не обозначены) двухзахватной руки 11 захватывают инструмент, установленный в щпинделе станка (на чертеже не показан ).When approaching the machine spindle, the clutch 14 is turned off, the carriage 7 stops, and the free jaws (not marked) of the two-jaw hands 11 grip the tool installed in the machine shaft (not shown).

Затем подают давление в.поршневую полость цилиндра и гильза 39 извлекает инструмент из шпиндел .Then pressure is applied into the cylinder's piston cavity and the sleeve 39 removes the tool from the spindle.

Далее включаетс муфта 15 и вращательное движение от блока 1О передаетс через черв чную передачу 2.1 на вал 22, коническую щестерню 32 и колесо 33, которое посредством ступицы 34Next, the clutch 15 is turned on and the rotational movement from the block 1O is transmitted through a worm gear 2.1 to the shaft 22, the conical brush 32 and the wheel 33, which by means of the hub 34

поворачивает гильзу. 39 и цвухзахватную руку 11 на 180 до упора в винт 3turns the sleeve. 39 and two-handed arm 11 to 180 all the way into the screw 3

После этого муфта 15 выключаетс и подаетс аавление в штоковую полость цилиндра, гильза 39 возвращаетс .в ис- хоцное положение, устанавлива при этом инструмент 4О в шпиндель станка.After that, the clutch 15 is turned off and fed into the rod end of the cylinder, the sleeve 39 returns to its final position, while setting the tool 4O in the machine spindle.

Одновременным включением двигател 12 в противоположном направлении и муфты 14, каретка 7 с двухаахватнойAt the same time turning on the engine 12 in the opposite direction and the clutch 14, the carriage 7 with a two-grip

рукой 11, несущей извлеченный из шпиндел инструмент, возвращаетс к магазину сменных инструментов, в котором происходит смена инструмента, аналогична приведенной. Выше был описан цикл смены инструмента дл станка с горизонтально расположенным шпинделем, при условии, что в магазине сменных инс рументов, послеоние расположены также в горизонтальной плоскости.the arm 11 carrying the tool retrieved from the spindle returns to the replacement tool magazine, in which the tool change takes place, similar to the one shown. Above was described the tool change cycle for a machine with a horizontal spindle, provided that in the interchangeable tool magazine, the legs are also located in the horizontal plane.

Дл станка с вертикальным расположением шпиндел и горизонтальным расположением инструментов в магазине цикл смены будет следующим.For a machine with a vertical spindle and horizontal arrangement of tools in the magazine, the shift cycle will be as follows.

В промежуточной позиции (см. фиг.6) при остановленном двигателе 12 подаетс давление в привод 29, который перемещает муфту 26 в положение, обозначенное пунктиром. При этом зубь 28 наружного зацеплени муфты 26 расцепл ютс зубь ми внутреннего зацеплени полумуфты 31, а зубь 27 внутреннего зацеплени муфты 26, остава сь в зацеплении с цапфой 23, зацепл ютс также с зубь ми наружногозацеплени полумуфты 30.In the intermediate position (see Fig. 6), when the engine 12 is stopped, pressure is applied to the actuator 29, which moves the clutch 26 to the position indicated by a dotted line. In this case, the teeth 28 of the external engagement of the clutch 26 are disengaged by the internal engagement teeth of the half coupling 31, and the teeth 27 of the internal engagement of the coupling 26, which remain in engagement with the trunnion 23, also engage with the external engagement teeth of the coupling half 30.

После этого включаетс двигатель 12 и муфта 15 (му4)та 14 выключена пе редает вращение от вала 13 через черв чную передачу 21, вал 22, прлумуфту 30, муфту 26 на цапфу 23 и жестко закреп-, ленный с ней блок Ю. Блок 10 повора- чиваетс в соответствующую сторону на QCP до упора (на чертеже не показан), в результате чего ось инструмента 40 занимает вертикальное положение, а двухзахватна рука 11 при этом находитс в нижнем положении (см. фиг. 1). Привод 29 возвращаетс в исходное положение , расцепл гуфту 26 с полуму4угой ЗО и сцепл ее с полумуфтой 31.After that, the engine 12 and clutch 15 (mu4) and 14 are turned off, transmitting rotation from shaft 13 through a worm gear 21, shaft 22, a sleeve 30, clutch 26 on a pin 23 and rigidly fixed block Y. turns to the appropriate side on the QCP up to the stop (not shown), with the result that the axis of the tool 40 takes up a vertical position, and the two-gripped hand 11 is in the lower position (see Fig. 1). The actuator 29 returns to its original position, disengaging the guft 26 with the half auger of the DA and hooking it up with the coupling half 31.

Затем производитс обмен инструментами двухзахватной руки с вертикачьным шпинделем и каретка возвращаетс в промежуточную позицию. Здесь блок аналогично описанному возвращаетс в горизонтальное положение и в последующем произвоШ1ТСЯ обмен инструментами двухзахватаой руки с магаз1шом.Then, an exchange of tools of a two-arm with a spindle is performed and the carriage returns to an intermediate position. Here, the block, similarly to that described, returns to a horizontal position and subsequently produces an exchange of double-gripped hand tools with the magazine.

Claims

1. The patent of France No. 2307615, cl. B 23 Q 3/155, 1976.

4 5

Figg

S-b

View g