Многоцелевой станок с автоматической сменой инструмента

" "1 ЦР 1 РЕТЕ ПАТЕНТУ ной конструкции. Каждый модуль имеет одно гнездо с подпружиненной втулкой под инструмент. Станок имеет. блок контроля наличия инструмента, тело контрольных узлов которого с конечными выключателями равно числу гнезд магазина. Каждый контрольный узел включает установленный концентрично втулке кожух с кольцевым буртом под венец инструмента, кронштейн с шарнирно закрепленным на нем рычагом, толкатель и два подпружиненных ограничителя. Кожух способен ограниченно перемещаться относительно втулкиза счет ограничителей. На рычаге закреплен один конец плоской пружины, который воздействует на выключатель, другой ее конец воздействует на торец толкателя, Таким З образом фиксируется момент зацепления оправки со шпинделем, 3 ил., 1 табл. заоме то ови пр им хво моме ьзуется оправо а, для ений ш ением оправк этой фу элект на, пре тации о щихся нию числ ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР)(71) Севастопольский государственный завод им. В,Д.Калмцкова(73) Севастопольский государственныйвод им, В,Д;Калмыкова56) Авторское свидетельство СССРМ 1342669, кл. В 230 3/157, 1986.(54) МНОГОЦЕЛЕВОЙ СТАНОК С АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНОЙ ИНСТРУМЕНТА(57) Использование: станкостроение, многооперационные металлорвкущие станки савтоматической сменой инструмента, контрольные устройства для станков., Сущностьизобретения: станок имеет вертикальнуюшпиндельную бабку, рабочий стол с разъемным инструментальным магазином модуль. Изобретение относится к станкострое, а именно к металлорежущим станкам с овым программным управлением (ЧПУ).Цель изобретения - повышение надежности устройства автоматической смены инструмента,Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что в аналогах и прототипе инструментальный магазин выполнен непереналаживаемым, неразборным, в предлагаемом решении - сборным, состоящим из блоков, каждый из которых в зависимости от конкретных условий может состоять из одного или нескольких гнезд. Кранэлоническщегоисполделя игазинположположвенцеленияныймагазиориеннаходя го, в технических решениях ототипа для смены фрез с костовиком и передачей крутянта с помощью шп оно к механизм ориентации шпинк. находящихся в гнездах маобеспечения совпадения понок нэ торце шпинделя с соответствующих пазов нэ и, В прототипе для осуществнкции применяется специальромеханический привод дназначенный для поворота и дновременно всех справок, в магазине, и пневмоприводдля фиксации шпинделя с оправкой, находящейся в гнезде шпинделя.В предлагаемом техническом решении смена любого инструмента обеспечивается без использования механизма ориентации 5 шпинделя и оправок.По сравнению с прототипом, существен-. ным отличием также является установка в каждом гнезде инструментального магазина упрощенного контрольного блока в то же 10 время выполняющего двойную функцию: . фиксирование наличия инструментальной оправки в гнезде магазина и момент зацепления инструментальной оправки с призма.тическими шпонками шпинделя. В 15 прототипе отсутствует контроль наличия оправки в шпинделе, Смена инструмента в прототипе осуществляется в определенном положении шпинделя и оправок, устанавли 20ваемом механизмами ориентации, причемдля запуска устройства смены инструмента в шпинделе заранее должна находиться инструментальная оправка. Ручная установка первого инструмента снижает уровень автоматизации станка с ЧПУ, 25В предлагаемом устройстве может быть полностью автоматизирован процесс сме.ны инструмента и загрузки магазина, например, с помощью робота, поскольку инструментальные оправки могут находить ся в магазине в произвольном по углу поворота положении,На фиг,1 изображены инструментальный магазин, установленный на столе станка с ЧПУ; на фиг.2 изображено сечение А - А 35 на фиг,1; на фиг.З - пример, иллюстрирующий автоматическую смену инструмента.На фиг.1 изображено; 1 - стол станка, 2 - обрабатываемая деталь, 3 - магазин, состоящий из двух инструментальных гнезд,4 40 - инструментальные гнезда, ХсОсУс - кобрдинэтная система станка (1,2,3,4,5,6,7,8 - номера позиций инструментального магазина).На фиг,2 изображено: 5 - пружина, 6 - 45 втулка, 7 - гайка, 8 - стяжка, 9 - пружина, 10 - кожух, 11- толкатель, 12 - микропереключатель, 13 - кронштейн, 14 - рычаг, 15 - пружина, 16 - выключатель.На фиг.З изображено; 17 - инструмен тальная оправка, 18 - паз, 19 - венец оправки, 20 - режущий инструмент, 21 шпиндель станка с ЧПУ, 22 - призматическая шпонка, Е - ось шпинделя,- к - зазор между конусом шпинделя и конусом оправ ки. С - зазор между головкой выключателя 16 и рычагом 14, а - первая рабочая зона рычага, б - зазор между невращающейся частью шпинделя и торцом кожуха 10, 9 - зазор между фланцем втулки 6 и внутренним основанием кожуха 10, о - вторая рабочая зона рычага.Станок с программным управлением работает следующим образом.На стол 1 станка с ЧПУ с учетом установки, закрепления и обработки детали 2 или группы деталей в свободную зону устанавливают необходимое количество блоков 3 инструментального магазина, имеющих один или более инструментальных гнезд 4 (фиг.1), Когда оправка в гнезде отсутствует, подпружиненный рычаг 14, поворачиваясь вокруг оси, воздействует на толкатель 11, который поднимается над уровнем плоскости втулки 6. Между головкой выключателя 16 и рычагом 14 имеется зазор "С". Затем в гнезда 4 устанавливают вручную или с помощью промышленного робота инструментальные оправки 17, согласно управляющей программы и эскиза наладки, при этом толкатель 11 под воздействием венца 19 оправки 17 утапливается, нажимая на рычаг 14, который в свою очередь нажимает своей рабочей зоной "а" на выключатель 16 микропереключателя 12, фиксируя наличие инструмЕнтальной оправки в гнезде магазина (фиг.1,2,3, поз.2),По заданной программе шпиндель (фиг.3) подходит к инструментальному блоку, расположенному слева, либо справа от нуля станка Ос, в произвольном по углу поворота положения в позицию того инструмента, который должен работать по программе соосно с его осью. Далее, перемещаясь по оси -Е, шпиндель 21 своими призматическими шпонками 22 нажимает .на венец 19 оправки 17, который в свою очередь нажимает на втулку б, сжимая пружину 5 (фиг.2, фиг.З, поз,З), После сжатия пружины на некоторую величину перемещение по оси -Е прекращается и периодически включается и.выключается режим "толчок шпинделя" с заданным периодом времени. При кратковременном включении шпинделя в режиме "толчок шпинделя" и под воздействием силы сжатой пружины 5 призматические шпонки 22 попадают в соответствующие пазы 18, расположенные на венце 19 оправки 17, при этом втулка 6 с оправкой 17 перемещается в сторону шпинделя, выбирая зазор "К" между конусом оправки и конусом шпинделя 21, При перемещении втулки 6 вместе с ней перемещается до упора в торец неподвижной части шпинделя кожух 10 (фиг.З, поз.4), а при дальнейшем перемещении втулки б кожух 10 начнет сжимать две диаметрально расположенные пружины 9, находящиеся на стяжках 8, при этом образуется зазор "9". поскольку высота выступа 22 Ьб, Толкэтель. 11, удерживаясь своей головкой на фланце втулки 6, так же будет перемещаться вместе.с ней в сторону шпинделя, а рычаг 14 под воздействием сжатой пружины 15 повер- .нется вокруг своей оси вращения до упора 5в конец толкателя 11. Рычаг при повороте нажимает второй своей рабочей зоной "Ь" выключатель 16, при этом микропереключатель фиксирует момент зацепления оправки 17, со шпинделем 21 (фиг.2, фиг,3, поз.4) 10 Очевидно, что сила сжатия пружины 5 должна превышать силу сжатия пружины 9.Кроме того, имеем равенство й=(д+.9.После этого злектраавтоматика станка , прекращает включение режима. "толчок. 15 шпинделя" и отрабатывает команду "зажим инструмента", при этом инструментальная оправка 17 закрепляется в шпинделе стэнка, Шпиндель 21 по программе выходит с инструментальной оправкой из зоны инст рументального магазина для обработки детали 2, закрепленной на столе 1 станка с ПУ (фиг.1).После обработки детали 1 прекращает ся вращение шпинделя 21. Затем по программе шпиндель с оправкой подходит к соответствующей свободной инструментальной позиции магазина. опускается во втулку 6. Включается команда "отжим инст румента" и оправка 17 освобождается от шпинделя. Шпиндель перемещается по программе в направлении + Е для взятия следующего инструмента, Цикл смены инСтрумента повторяется, 35Пример осуществления способа автоматической смены инструмента с помощью шпинделя представлен в таблице.Предлагаемый многоцелевой станок с ЧПУ имеет более широкие технологические 40 возможности по сравнению с одноинструментальными станками с ЧПУ за счет автоматизации смены инструмента, без применения сложных механизмов и устройств (автооператора, традиционного магазина, механизма автоматической ориентации шпинделя), позволяет более полно использовать рабочую зону станка при обработке малогабаритных деталей, повышая свою универсальность.Формула изобретения Многоцелевой станок с автоматической сменой инструмента, содержащий вертикальную шпиндельную бабку со шпинде-лем, связанным с инструментом посредством шпонок на торце шпинделя, рабочий стол с установленным на нем разьемньци инструментальным магазином модульной конструкции, каждый модуль которого включает одно гнездо с подпружиненной втулкой под инструмент, и блок контроля наличия инструмента, имеющий число контрольных узлов с конечными выключателями равно числу гнезд магазина, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности за счетупрощения конструкции блока контроля наличия инструмента. каждый контрольный узел включает в себя установленный концентрично втулке кожух с кольцевым буртом под венец инструмента, кронштейн с шарнирно закрепленным на нем рычагам, плоскую пружину, толкатель и по меньшей мере два подпружиненных ограничителя, причем кронштейн закреплен на кожухе, который связан с втулкой посредством упомянутых ограничителей, один конец пружины закреплен на рычаге с возможностью взаимодействия с конечным выключателем, а другой свободен и установлен с возможностью взаимодейст-, вия с одним из торцов толкателя, противоположный торец которого выполнен с возможностью взаимодействия с инструментом, при этом кожух выполнен с вазможностью ограниченного перемещения относительно втулки, а толкатель расположен в кожухе.1834784 еее уеее аее ее е авве ев цикла Способ реализациие Пример Содержание элементов рабочего Установка инструмента в шпиндель- выход в "0" станка Обеспечивается управляюцей программой- перемецение вдольоси шпинделя в сторону инструменталь" ного магазинав взятие инструмента Обеспечивается электро"автоматикой ОЬеспечиваетсяпрограммой выход шпинделя синструментом изВтулки магазина- выход в позицию обработки деталей ОсвоЬождение инструмента от шпинделя" выход "0" станка 2 С 1 а выход в свободную позицию инс трументал ь н ого магазина- перемецение вдольоси шпинделя в сторону и нструмен - .тал ь ного магазина 3" освобождение инст- румента Обеспечиваетсяпрограммой ОЬеспечиваетсяпрограммой выход освобожденного шпинделя из зоны магазина ес выход В позициюинструментальногомагазина Примечание. 1:одирование кадров программы выполнено в соответствии с ГОСТ 20".-с".сЭприменительно к системе ЧПУ 2 Ссс 2 61 для станка 6 Р 13 Ф 3. е вавав авве ее е ае е в а а в Толчок шпинделяЗажим инструмента Обеспечиваетсяпрограммой.2 Юам%д Х Составитель Ю;КултышевТехред М.Моргентал . Корректор А,Козор дакт 2699 Тираж ПодписноеНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия 113035, Москва. Ж, Раушская наб 4/5 ГКНТ СССР водственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарна, 101