Способ замены на рабочем шпинделе металлорежущего станка сменного элемента типа обрабатываемое изделие или обрабатывающий инструмент и устройство для его осуществления

9) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТ СТ ЩПИНДЕ-1 ОГО ЗАМЕНЫ НА РАБОЧЕМ БУЩЕГО СТАНКА СИЕ ПА ОБРАБАТЫВАЕМОЕ ВАЮЦИЙ ИНСТРУМЕНТ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ фГ,В.Маринин ЕЛКЕ УСТ 088.8)3010934,опублик. 1981(57) Иэобретени станкостроения кл 8 к(54) СПОСОБ ЛЕ МЕТАЦЛОР ЭЛЕМЕНТА ТИ ИЛИ ОБРАБАТБ РОЙСТВО ДЛЯ относится к областиможет найти приме1298037нение в гибких производственных сис- шпинделя 1 металлорежущего станка.темах. Цель изобретения - повышение Сменному элементу, обрабатываемому .производительности, экономия энергии изделию 6 в захвате 14 манипулятора, и увеличение надежности устройства, сообщают вращение приводом или за .обусловленное сокращением затрат вре- счет соединительной муфты с частотой мени и энергии на пуск и торможение вращения рабочего шпинделя 1 и уста" шпинделя станка для замены вращающе- навливают его вращающимся на рабочий гося сменного элемента. Захват 14 шпиндель 1 станка, а после выполнеманипулятора снабжен приводом враще- ния рабочих операций его снимают с ,ния (ротор 20, статор 21 асинхронно- рабочего шпинделя 1 захватом 14, ,го двигателя) и полумуфтой 22, сое- вращающимся с частотой вращения рабо . диняемой с полумуфтой 12 рабочего ,чего шпинделя. 2 с.п. Ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к станкостроению и может найти применение в гибких производственных системах,содержащих обрабатывающие станки и роботы с манипуляторами для перемещения, установки на шпиндель станка и снятия с него сменных элементов типа обрабатываемые изделия и обрабатывающий инструмент. Наиболее э- фективно использование изобретения в станках типа "обрабатывающий центр" с устройством автоматической смены инструмента и в сверхточных токарных станках с инерционным приводом шпинделя для алмазного точенич дисков памяти ЭВИ.Цель изобретения - повышение про-. изводительности, экономия энергии, увеличение надежности устройства, обусловленные сокращением затрат времени и энергии на пуск и торможе ние шпинделя станка для замены вращающегося сменного элемента.На чертеже изображено устройство, реапизующее способ замены на рабочем шпиндые станка сменного элемента типа обрабатываемое иэделие или обрабатывающий инструмент,Рабочий шпиндель 1 станка расположен в корпусе 2 шпиндельного узла с зазором в бесконтактных аэростати" ческих подшипниках, сопла 3 которых соединены. с источникрм давления РЬ сжатого воздуха. Шпиндель 1 несет планшайбу 4 с кольцевыми канавками 5, перекрываемыми расположенным на планшайбе сменным элементом, в данном случае обрабатываемым изде 2лием 6, и соединенными с источникомвоздушйого давления РЬэ или вакуумаР 1) системой каналов 7 через центральное отверстие 8 и торцовойбесконтактный коллектор 9. На шпинделе 1 установлен ротор 10 асинхрон"ного двигателя привода шпинделя, ав корпусе 2 - статор 11 этого двигателя. На переднем конце шпинделя 1 0 вотверстии планшайбы 4 установлена,полумуфта 12 соединительной муфты,в данном случае конической фрикционной.Станок имеет суппорт 13 с резцом, 15.осуществляющий движение подачи вдольторца планшайбы.Захват 14 манипулятора расположенв корпусе 15 в бесконтактных аэроста ..тических подшипниках. На переднем 20 торце захвата 14 имеется поверхностьдля крепления сменного элемента, накоторой выполнены кольцевые канавки 16 каналами 17, осевым каналом18 и торцовым бесконтактным коллекто" 2 ром 19, соединенные с источникомвоздушного давления РЬ или вакуумаРЬ. Иа захвате 14 установлен ротор20 асинхронного двигателя приводавращения захвата, а в корпусе 15 " ЗО статор 21 этого двигателя.На переднем торце захвата 14 закреплена полумуфта 22 упомянутой выше соединительной муфты, в данномслучае Фрикционной конической. Сле дует отметить, что соединйтельнаямуфта может отсутствовать или бытьлюбой пригодной для поставленныхцелей (контактной, механической илибесконтактной гидро- или газодинамической, электромагнитной или магнит .ной). Корпус 15 захвата установлен на рычаге 23 манипулятора, содержащем последовательные движения вдоль оси шпинделя и поперек нее, как по" казано стрелками.Возможно несколько вариантов исполнения предложенного способа и устройства для его осуществления.В исходном положении суппорт 13 с резцом отведен, рабочий шпиндель 1 станка вращается с рабочей частотой своим асинхронным электродвигателем (статор 11, ротор 10) в бесконтактных аэростатических подшипйиках. Соосно шпинделю 1 подводят зах,ват 14 манипулятора с обрабатываемым изделием 6 (рассматривается случай, когда соединительная муфта отсутствует - полумуфта 22 удалена).При этом изделию 6 сообщают вращение с рабочей частотой вращения рабочего шпинделя 1,.Для этого включа ют асинхронный двигатель вращениязахвата 14 (ротор 20, статор 21),который в направлении вращения шпинделя 1 вращается с изделием 6 ь удерживаемым в захвате 14 благодаря тому, что полости его канавок 16 соединены с вакуумом РЬ,Когда частотывращения шпинделя 1 и захвата 14 выравниваются (это можно установить спомощью датчиков частоты вращения),изделие 6 устанавливают на рабочий шпиндель 1 Для этого канавки 16 зах 3 1298037 4та 14 соединяют с вакуумом РЪ канавки 16 захвата 14 и с давлением РЬканавки 5 планшайбы 4. При этом обработанное изделие 6 отталкивается от5планшайбы 4 и притягивается к захвату 14, вращающемуся с рабочей частотой вращения рабочего шпинделя 1.Зазор между базовым торцом захвата14 и обработанным торцом иэделия 610 должен быть достаточно мал для этого, например, равен 0,1 - 0,5 мм.Затем захват 14 с обработанным изделием 6 отводят из рабочей зоны шпин, деля 1 и тем же движением рычага ма 15; нипулятора устанавливают соосио шпинделю 1 вращающийся захват 14 с подлежащим обработке изделием б, и всеповторяется как было описано вЫше.Когда рабочий шпиндель 1 и захват20 14 снабжены полумуфтами соединитель-ной муфты, захват 14 манипулятора навремя установки и съема сменного элемента можно соединять с рабочимшпийделем 1. Для этого осевым движе 25 нием захвата 14, установленного соосно шпинделю 1, соединяют полумуфты 22 и 12 конической фрикционной1или любой другой управляемой соединительной муфты. При этом автоматичес-.ки синхронизируется вращение шпинделя 1 и захвата 14, которое можноосуществлять как с помощью приводавращения рабочего шпинделя 1, таки с помощью привода вращения захвата 14.вата 14 кратковременно соединяют с источником давления РЬ воздуха, а канавки 5 планшайбы 4 шпинделя 1 соединяют с вакуумом РЬ. При этом изделие 6 отталкивается от захвата 14 и притягивается к планшайбе 4, вращающейся с частотой вращения шпинделя 1. Паспе этого захват 14 манипуля.тора отводят из рабочей зоны шпинделя 1, останавливают вращение захвата и устанавливают в него другое изделие 6. Тем временем резец, движущийся на суппорте 13, обрабатывает наружный торец вращающегося со шпинделем 1 изделия 6 и возвращается в исходное положение, освобождая рабочую зону шпинделя 1.После этого соосно шпинделю 1 устанавливают другой захват 14 манипулятора, включая при этом двигательвращения захвата 14 в направлениивращения шпинделя 1, В момент синхронизациивращения шпинделя 1 и захва"40 45 50Захват 14 манипулятора ие имеет своего привода (либо привод выключен) и его вращают рабочим шпинделем 1, имеющим свой привод. При этоЪ захват в процессе сцепления полумуфт разгоняется до рабочей частоты вращения рабочего шпинделя 1 приводом последнего, после выравнивания частот их вращения осуществляется уста ковка или съем сменного элемента со При этомвозможно несколько вариантов осуществления способа,Приводвращения захвата 14 включают до сцепления полумуфт, оставля ют включенным после сцепления на вре" . мя установки или съема сменного элемента и выключают после расцепления для остановки захвата. При этом при-. вод шпинделя 1 остается все время включенным, Возможны любые другие комбинации включения и, выключения приводов.гСоставитель Т.НовожиловаРедактор Г.Волкова Техред Н.Глущенко Корректор М.Демчик Заказ 851/16 Тираж 787 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 5 12 шпинделя 1, затем муфта разъединяется и захват 14 одновременно останав. ливается и выводится из рабочей зоны,Рабочий шпиндельне имеет своего привода (либо привод не включен) и его вращают захватом 14, имеющим свой привод, пополняя запас кинетической энергии рабочего шпинделя, необходимый для выполнения рабочих операций со сменным элементом. Для этого захват 14 устанавливают соосно вращающемуся по инерции шпинделю включают привод вращения захвата 14, в момент выравнивания частот их вращения соединяют полумуфты 12 и 22 и раскручивают шпиндель 1 захватом ,14 до такой частоты вращения, при которой обеспечивается необходимый запас его кинетической энергии для обработки на выбеге. Одновременно после соединения полумуфт осуществляют установку на шпиндельсменного элемента. После завершения этой операции и разгона шпинделя 1, полумуфты разъединяют, захват 14 выводят из рабочей зоны и обрабатывают сменный элемент, если он изделие, или сменным элементом, если он инструмент. Первый раз захватом 14 разгоняют неподвижный шпиндель 1. Захват 14, которым снимают сменный элемент со шпинделя 1, может разгонять шпиндель 1, даже если он снабжен приводом, либо разгоняется шпинделем 1, если захват привода не имеет или его привод не включают. 98037 6 Формула изобретения 1.Способ замены на рабочем шпинделе металлорежущего станка сменно 5 го элемента типа обрабатываемое изделие или обрабатывающий инструмент,заключающийся в том, что каждыйсменный элемент с помощью захватаманипулятора устанавливают на рабо 1 О чий шпиндель и после проведения рабочих операций удаляют С него, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения производительностии экономии энергии, сменному элемен 15 ту в захвате манипулятора сообщаютвращение с частотой вращения рабочего шпинделя и устанавливают его вращающимся на рабочий шпиндель, а после выполнения рабочих операций со2 О сменным элементом его снимают с рабочего шпинделя захватом манипулятора, вращающимся с частотой вращениярабочего шпинделя,25 2,устройство замены на рабочемшпинделе металлорежущего станкасменного элемента типа обрабатываемое изделие или обрабатывающий инструмент, о т л и ч а ю щ е е с я30 тем, что, с целью повьппения производительности и надежности устройства,захват манипулятора снабжен приводом вращения и/или полумуфтой, предназначенной для соединения с полумуф 35 той рабочего шпинделя металлорежущего станка,