Устройство для автоматической смены инструмента

Союз Советских Социалистических Ресоублик(23) ПриоритетОпубликовано 15,04.77, Бюллетень1Дата опубликования описания 13.05.77 Государствениыи комитет Совета Министров СССР ло делам изобретеиийи открытий 53) УДК 6,21,92,5Л. Н. Грачев, Б, В. Родионов и И, К, НестеровОрдена Трудового Красного Знамени экспериментальныйучно-исследовательский институт металлорежущих станков 72) Авторыизобретения71) Заявитель РОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМ ИНСТРУМЕНТА 54- откр в шпинде- отход с использ 5 горизонта- пово держател- наезд с новым,0 та льномустановки и фиксации ателем от шпинделя п ленни;до установки нового смены;установки и фиксации а шпиндель в горизонустановка его в шпиндержателем1 направленииделе;- закрепление новоле;- отход магазина15 ложение ожидания.Такая конструкцияс этим цикл сменыне дает возможностивременем какой-либо20 ны. го держателя в шпиндеот шпинделя вверх в поустроиства и связанны ержателей инструмент овместить с машинным з элементов цикла сме С целью повышения производительностистанка путем сокращения времени смены инструмента,предлагаемое устройство имеет два перегружателя, совершающих продольное воз вратно-поступательное перемещение, первыйиз которых проходит через корпус магазина, имеет на переднем конце подвижную в поперечном направлении каретку с механизмами установки и фиксации держателя инструмента 0 и служит для снятия использованного держателя с суппорта, а второй смонтирован на кориз магазина,на испольшпинделе; Изобретение относится к станкостроению и может быть применено преимущественно на токарных станках с числовым программным управлением.Известны устройства для автоматической смены инструмента на фрезерном станке с ЧПУ, содержащие корпус, многоместный инструментальный магазин с приводами его вращения и прямолинейного перемещения по вертикальным направляющим между расположенными сверху накопителем и снизу шпинделем 11. Установка и снятие держателя инструмента с накопителя и шпинделя осуществляется путем горизонтального перемещения механизмов установки и фиксации держателей, смонтированных на магазине с помощью специального гидропоршневого привода, т. е. магазин оснащен двумя приводами прямолинейного перемещения для осуществления установки держателя инструмента из позиции ожидания на базирующие направляющие накопителя и шпинделя.Последователыность выполнения цикла смены держателей следующая:- наезд снизу - вверх магазина на новый держатель в накопителе;- отход механизмов установки и фиксации с новым держателем в горизонтальном направлении;- наезд сверху - внзованный держатель в епление использованного держателле;механизмовованным держльном направрот магазиная в положениимеханизмовнипусе устройства, имеет на переднем конце захватный механизм и служит для переноса использованного держателя с каретки первого перегружателя в магазин.Перегружатель, смонтированный на корпусе магазина, выполнен в виде установленной в его центральном отверстии гильзы, внутри которой расположен вал с закрепленными на его переднем и заднем концах зубчатыми колесами, соответственно входящими в зацепление с зубчатой рейкой, закрепленной на каретке, перемещающейся в направляющих, прикрепленных к переднему торцу гильзы, и с промежуточным зубчатым колесом, связанным в свою очередь со штоком - рейкой гидроцилиндра поперечного перемещения каретки, причем гильза через кронштейн жестко связана со штоком гидроцилиндра продольного перемещения каретки.Для удешевления конструкции захватный элемент захватного механизма второго перегружателя идентичен захватному элементу механизма закрепления держателя инструмента на суппорте и взаимодействует с той же поверхностью держателя.Кроме того, с целью унификации механизмы установки и фиксации держателей инструмента магазина и каретки первого перегружателя выполнены идентичными.На фиг, 1 изображено предлагаемое устройство со стороны шпинделя станка, общий вид; на фиг. 2 - поперечный разрез по А - А на фиг. 1; на фиг. 3 - то же устройство, вид сверху с разрезом по второму перегружателю; на фиг, 4 то же, вид сверху с разрезом по приводу продольного перемещения магазина; на фиг. 5 и 6 - схема цикла смены инструментальных блоков.Устройство состоит из корпуса 1, на котором смонтирован инструментальный магазин 2 с инструментальными блоками 3, сидящими на механизмах их установки 4 и фиксации 5, приводом 6 вращения с редуктором 7 и приводом продольного перемещения в виде гидроцилиндра 8. На магазине 2 установлен первый перегружатель, состоящий из гильзы 9, проходящей через центральное отверстие корпуса магазина 2. Внутри гильзы 9 проходит вал 10 с зубчатыми колесами 11 и 12, закрепленными соответственно на его переднем и заднем концах, Колесо 11 закрепляется с зубчатой рейкой 13, закрепленной на каретке 14, которая перемещается в направляющих 15, прикрепленных к переднему торцу гильзы 9. На каретке смонтированы механизмы установки 4 и фиксации 5 инструментального блока 3. Колесо 12 зацепляется с промежуточным колесом 16, которое в свою очередь зацепляется со штоком-рейкой 17 гидроцилиндра 18, Гильза 9 через кронштейн 19 жестко связана со штоком 20 гидроцилиндра 21.На корпусе 1 смонтирован второй перегружатель, состоящий из гидроцилиндра 22, прикрепленного к корпусу 1, на переднем конце штока 23 которого установлен захватный ме 25 30 35 40 45 50 55 60 65 ханизм в виде гидроцилиндра 24, на конце штока 25 которого имеется Т-образный захватный элемент 26.Устройство работает следующим образом (см, фиг. 5 и 6).Для снятия инструментального блока 3, закрепленного на суппорте 27 станка, устройство с предварительно выдвинутым в крайне левое положение первым перегружателем перемещается к суппорту 27 с помощью,гидроцилиндра 8 (положение 1). При этом механизмы установки 4 и фиксации 5 каретки 14 надвигаются на блок 3 (положение 11). Затем блок 3 открепляется от суппорта 27 и устройство вместе с закрепленным на каретке 14 блоком 3 перемещается в обратном направлении и останавливается в положении 1 П, Каретка 14 перемещается в сторону от суппорта 27 по направляющим 15 от гидроцилиндра 18, передающего усилие через шток-рейку 17, зубчатые колеса 16 и 12 вал 10, колесо 11 и рейку 13 (положение 1 Ч). Новый инструментальный блок 3 в это время уже находится на магазине 2 в положении смены, в которое он был установлен во время обработки детали, т. е. при совмещении поиска нового блока в магазине с машинным временем.Устройство перемещается к суппорту 27 с помощью гидроцилиндра 8 и надвигает новый инструментальный блок 3, на направляющие суппорта 27. Одновременно каретка 14 первого перегружателя с использованным блоком 3 перемещается навстречу магазину 2 (положение Ч),Новый блок 3 закрепляется на суппорте 27, устройство возвращается в исходное, положение и начинается обработка инструментом нового блока (положение И).Каретка 14 первого перегружателя перемещается в зону захвата использованного блока 3 вторым перегружателем и останавливается, Второй перегружатель перемещается к блоку 3 от гидроцилиндра 22, при этом Т-образный захватный элемент 26 захватного механизма заходит в Т-образный паз 28 инструменталь.- ного блока 3 и происходит его закрепление в захватном механизме с помощью гидроцилиндра 24 (положение Ъ 11).Второй перегружатель от гидроцилиндра 22 перемещается в обратном направлении, стаскивает блок 3 с механизмов установки 4 и фиксации 5 каретки 14, надвигает его на идентичные механизмы установки 4 и фиксации 5 магазина 2 и останавливается. Гидроцилиндр 24 освобождает блок 3 в захватном механизме и второй перегружатель возвращается в исходное положение, Происходит поворот магазина 2 для поиска и установки в положение смены нужного инструментального блока. Одновременно с движением второго перегружателя в обратном направлении или с поворотом магазина 2 происходит выдвижение первого перегружателя в крайнее левое положение (7111). Таким образом устройство подготовлено для следующей смены инструмента.Перемещение устройства к суппорту 27 и обратно осуществляется по прямолинейным направлениям 29, параллельным направляющим суппорта 27 для базирования инструментальных блоков. Это позволяет осуществить эти перемещения с помощью только одного привода, что упрощает конструкцию устройстча, а оснащение устройства первым и вторым перегружателями позволяет повысить производительность станка путем сокращения вспомогательного времени, затрачиваемого на смену инструмента.При обработке деталей сложной конфигурации из трудно обрабатываемых материалов (например, из титановых и вольфрамовых сплавов), а также в тех случаях, когда машинное время составляет десятки минут, например, при обработке деталей на токарнолобовых станках, поедлагаемое устройство может работать без использования перегружателей. 1 Лх можно оставить в устройстве или демонтировать, закрыв после этого оставшиеся в устройстве монтажные отверстия заглушками для предотвращения попадания в них пыли и стружки. В этом случае магазин с помощью смонтированных на его корпусе механизмов установки и фиксации держателей инструментов осуществляет не только установку держателей на суппорт станка, но и их снятие с суппорта. Формула изобретения1. Устройство для автоматической смены инструмента на металлорежущем станке, например токарном, содержащее перемещающийся по прямолинейным направляющим между позициями ожидания и смены инструментодержателей и осуществляющий непосредственно установку последних на базирующие направляющие суппорта станка, инструментальный магазин снабженный приводами его вращения и продольного относительно суппорта перемещения, а также смонтированными на его корпусе механизмами установки и фиксации инструментодержателей, о т л и ч аю щее с я тем, что, с целью повышения производительности станка путем сокращения времени смены инструмента, устройство снабжено двумя перегружателями, установленными с возможностью продольного возвратно- поступательного перемещения, первый из которых смонтирован на корпусе магазина и снабжен на переднем конце подвижной в поперечном направлении кареткой с механизмами установки и фиксации использованных инструментодержателей, а второй - на корпусе устройства и снабжен на переднем конце механизмом захвата и переноса использованно го инструментодержателя с упомянутой каретки в магазин.2. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что перегружатель, смонтированный на корпусе магазина, выполнен в виде установ ленной в его центральном отверстии гильзы,внутри которой расположен вал с закрепленными на его переднем и заднем концах зубчатыми колесами, соответственно входящими в зацепление с зубчатой рейкой, закрепленной 25 на каретке, перемещающейся в направляющих, прикрепленных к переднему торцу гильзы, и с промежуточным зубчатым колесом, связанным в свою очередь со штоком-рейкой гидроцилиндра поперечного перемещения ка ретки, причем гильза через кронштейн жесткосвязана со штоком гидроцилиндра продольного перемещения каретки.3. Устройство по п. 1, отличающеесятем, что, с целью удешевления конструкции, 35 механизм захвата второго перегружателяидентичен механизму захвата суппорта станка и контактирует с той же поверхностью инструментодержателя.4. Устройство по пп. 1 и 2, отлич ающе е с я тем, что, с целью унификации, механизмыустановки и фиксации пнструментодержателей магазина и каретки перегружателя выполнены идентичными.Источник информации, принятый во внима ние при экспертизе.1. Патент США 3541677, кл. 29-568, опубл.1970.