Устройство для автоматической смены инструмента

Изобретение относится к станкостроению и может быть использовано вмногоцелевых металлорежущих станкахс горизонтально и вертикально расположенными шпинделями.Из.вестно устройство, содержащее5поворотный корпус, в котором на валах оппоэитно и симметрично относительно оси вращения расположеныповоротные обоймы, несущие поступа-тельно перемещаемые руки,. оснащенные захватами для инструмента. Поворот корпуса осуществляется от гидродвигателя. Валы поворотных обоймсвязаны между собой силовой и синхронизирующей связями, соответственно выполненными в виде гидроцилиндра, корпус и шток которого шарнирнозакреплены на валах, и зубчатых секторов, которые жестко закрепленына валах и кинематически связанымежду собой. Привод поступатель 20ного перемещения руки выполнен в виде дифференциальных гидроцилиндров,полости меньших активных сечений которых соединены гидролинией друг сдругом и с полостью гидроцилиндраобойм на разведение последних 13 .Недостаками устройства являютсяневозможность использования его встанках, где необходимо менять инструмент в вертикальном и горизонтал 30ном шпинделях, и сложность в изготовленииНаиболее близким по техническойсущности к изобретению является устройство для автоматической смены инструмента в вертикально и горизонтально расположенных шпинделях, содержащее каретку, перемещаюцуюся по траверсе, закрепленной на станке и несущую двухзахватную механическую руку, механизм перемещения каретки, механизм поворота и осевого перемещения руки 23Недостатками известного устройстваявляются сложность конструкции, чтоснижает надежность его в работе и невозможность переналадки устройства надругой типоразмер инструментальныхоправок, что ограничивает его технологические возможности, особеннона тяжелых и уникальных многоцелевых станках,Цель изобретения - повышение надежности устройства в работе и расширение его технологических возможностей. 55Поставленная цель достигается тем,что устройство для автоматическойсмены инструмента в вертикально игоризонтально расположенных шпинделях, содержащее каретку, перемещакюцуюся по траверсе, закрепленнойна станке и несущую двухзахватнуюмеханическую руку, механизм перемещения каретки, механизм поворота иосевого перемещения руки, снабжено 65 гильзами, установленными с возможностью совместного поворота с захватами механической руки на 90 в вертикальной плоскости, параллельной направлению перемещения каретки, оппозитно расположенными гидро- цилиндрами, шарнирно соединенными с двухзахватной механической рукой и кривошипно-шатунными механизмами, кривошипы которых соединены со штоками гидроцилиндров, а шатуны закреплены на гильзах.На фиг. 1 изображено устройство для автоматической смены инструмента, общий вид; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1, на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1 ф на фиг. 4 - разрез В-В на фиг. 1, на фиг. 5 - разрез Г-Г на фиг. 3; на фиг. б - разрез Д-Д на фиг. 1; на фиг. 7 - разрез Е-Е на фиг. 2 разрез по фиксатору при горизонтальном или вертикальном расположении шпинделями на фиг, 8пример встройки предлагаемого устройства на продольном фрезерно-расточ-. ном станке с вертикальной бабкой; на фиг, 9 - пример встройки предлагаемого устройства на многоцелевом продольном сверлильно-фрезерно-расточном станке с угловой накладной головкой.Устройство для автоматической смены инструмента содержит траверсу 1, закрепленную на станке, например на поперечине, по которой перемещается каретка 2, несущая выдвижной корпус 3 вместе с закрепленной на нем механической двухзахватной рукой 4, захваты 5 которой выполнены поворотными, В захватах 5 крепятся инструменты 6 и 7 при смене в вертикальном шпинделе, а при смене в горизонтальном шпинделе - инструменты 8 и 9.На осях поворота захватов 5 за-креплены гидроцилиндры 10, связанные с помощью кривошипов 11 с.шатунами 12, закрепленными на тех же осях, но с противоположной стороны механической руки 4.Привод перемещения каретки 2 по траверсе 1 (фиг. 3) содержит двигатель 13, приводной. вал 14, установленный в каретке 2, на котором закреплена шестерня 15, соединяющая с зубчатой рейкой 16, закрепленной на траверсе 1 и направляющие опоры качения 17, закрепленные на каретке 2Механизм осевого перемещения руки 4 встроен в каретке 2 и выдвижном корпусе 3 и содержит гидравлический цилиндр 18, снабженный в нижнем конце резьбовой нарезкой и закрепленный с помощью бурта, выполненного на наружной поверхности цилиндра 18, и гай-, ки 19 в корпусе 3. Поршень 20 гидро- цилиндра 18 закреплен на штоке 21.Концы штока 21 снабжены резьбоными нарезками, верхний конец его закреплен неподвижно на фланце 22 с3 10747004 помощью гайки 23, а нижний конец сое- тановленных вв расточках корпуса мединен с поршнем 20 гайкой 24.Мехаханической руки 4 и фруки и зафиксированныхеханизм поворота руки 6:иг. 5) в осевом направлении с одной стороны содержит гидравлический цилиндр 25, цапфой 64, а с другой - фланцем 67, поршень 26, шток 27, фланец 28 и крыш- которыйку . Со штоком цилиндра с помощью 5 У захвата 5 к 29которы крепится к корпусу руки.имеется две губки. резьбы соединена рейка 30 изаконтре- Губка 68 нена гайкой 31. Рейка смонтирована в вижна и можетнеподвижна, а губка 69 подгильзе 32 и входит в зацепление с оси 70 закра и может поворачиваться вокругзакрепленной неподвижно на валом-шестерней 33, которая установ- захвате 5.лена на двух подшипниках 34 в вы Для предотвращен движном корпусе 3. На нижнем конце вок из захв 5вращения выпадания оправала-шестерни 33 на втулке 35 при- сатор подви н й б 69,из захватов предусмотрен фикподвижной губки 69, состоящий крепленной винтами к втулке 36, уста- из корпуса 71 (ф . 7) новлена механическая рука 4 и с поиг. 7 ползушки 72 со мощью промежуточных втулок 36 и 37встроенным роликом 73, штока 73, и двух гаек 38 зафиксирована в осес роенного в подвижную губку 69. Для вом направлении относительно корпус 3ние в отверств исходное положетверстии корпуса 71 смонтироса . Рука 4 закреплена на втулке 35 ,вана -пружина 75 Дл винтами.ужина . Для отвода подвижной губки 69 от захватной части инМеханиэм поворота захватов 5 струмента предусмотрена пружина 76 ( фиг. 4) механической руки 4 вклю фиг. 6). Счает корпус гидроцилиндра 39, вроликом 73 завимодействукотором смонтирован поршень 40 сзакрепленный на гориьно или вертикальной шпиндель- шариками 41. В поршне 40 закрепленшток 42 с помощью гайки 43. Другой установлен иа кеа станке или рядом с ним конец штока 42 с помощью резьбы и 25 78. Смена инст мовлен инструментальный магазин конт гайки 44 смена инструмента рассмотрена в 45 в тконтрга ки соединен с кривошипомвертикальном шпиндел б б 79е аки ивв отверстии которого установлен горизонтальном шпинделеделе угловой смен- подшипник 46, закрытый с торца крыш- ной головки 80. кой 47В отверстии подшипника 46 Устройство работает следующим обзапрессован палец 48, который дру разом при смене инструмента в вертигим концом соединяется с шантуномкальном шпинделе.12 пово ачиво орачивающим захват 5. В исходной позиции каретка 2, несуГидроцилиндр 39 механизма поворо- щая двухзахватную механическуюую руку та 5 снабжен двумя замками, фикси, находится в промежуточном положерующнми захваты 5 в рабочих положе нии между инструментальным магазиниях на случай аварийной ситуации ном 78 и шпинделем станка. Это пози- вследствие падения давления в гид- ция ожидания, в ней механическая рука росистеме. 4 состоит с приготовленным для сменыЗамок, установленный в штоковой инструментом б, зажатым в левом заполости гидроцилиндра 39, состоит 40 хвате 5. Бабка 79 установлена в позииз втулки 49, неподвижно закреплен- ции смены инструмента. ной в корпусе гидроцилиндра 39 с Включается двигатель 13, Привод- помощью гайки 50 и уплотнительных5ной вал 14 вращаясь через шесте нюТестерню шайб 1, втулок 52 и 53, одетых на 15 передает вращение на рейку 16, зашток 42 и йесущих на себе пружину5445крепленную на траверсе 1. Так какоторая постоянно поджимает траверса 1 неподвижно закреплена накак втулку 53 к стопорному кольцу 55.поперечине станка и не имеет возможВо втулке 49 предусмотрена фасонная ности продольного перемещения, то канавка 56 для шариков 41. начинает перемещаться приводной валЗамок, установленный в поршневой5014 вместе с кареткой 2 по направлякщи полости гидроцилиндра 39, включает траверсы 1 к бабке 79, Свободный праа влякщим втулку 57, которая закреплена с помо- вый захват 5 роликом 73 наталкивает- щью накидной гайки 58 через резьбу ся на кулачок 77, закрепленный на бабв серьге 59 к корпусу гидроцилиндра ке 79. Полэушка 72 утапливается, сжи, втулку 60, поджатую к стопорно- мая пружину 75 и освобождая шток 74Р му кольцу 61 пружиной 62, и шарики 55 встроенный в подвижную губку 69. Про, расположенные в фасонной стопор- исходит расфиксация захвата 5. ной канавке во втулке 57. Губки 68 и 69 захвата 5 охватываютКорпус гидроцилиндра 39 с по- шейку инструмента 7 и зажимают его. мощью серьги 59 соединяется с цап- Подается давление в нижнюю поршневую фой 64, закрепленной в корпусе ме полость гидроцилиндра 18 механизма ханической руки 4. осевого перемещения руки 4. Так какЗахват 5 фиг. 6) выполнен смен- шток 21 жестко связан через фланец 22 ным и крепится винтами не показаны с кареткой 2, то вниз перемещается гидк поворотной гильзе 65, которая роцилиндр 18 вместе с выдвижным корсмонтирована на пбдшипниках бб, ус пусом 3. Как толкатель ролик 73 отойдет от кулачка 77, под действием пружины 75 полэушка 72 возвращает в верхнее положение Фиксируя штоком 74 подвижную губку 69. Кулачок 77 закреплен на корпусе инструментального магазина 78. Расфиксация захва тов 5 происходит каждый раз, как только захват 5 подходит вплотную к бабке 79 или к магазину 78 для извлечения инструмента 6 или 7 или его установки, и происходит утапливание 10 ролика 73.Рука 4 вместе с выдвижным корпусом 3 опускается .вниз и этим движением вынимает инструмент 7 из шпинделя станка. Далее подается давление 15 в штоковую полость гидроцилиндра поворота 25 руки 4. Поршень 26, жестко связанный с рейкой 30, перемещаясь, поворачивает вал-шестерню 33 и вместе с ней руку 4 на 180 по 20 часовой стрелке. Подается давление в штоковую полость гидроцилнндра 18, рука 4 вместе с выдвижным корпусом 3 перемещается вверх и этим движением инструмент 6 вставляется в шпиндель -станка. Подвижная губка 69 захвата 5 расфиксирована. По команде происходит зажим инструмента 6 в шпинделе. Далее каретка 2 перемещается к магазину 78, одновременно рука 4 опускается. Каретка 2 у магазина 78 останавливается, рука 4 поднимается вверх и этим движением вставляет инструмент 7 в свободное гнездо магазина 78, которое по программе заранее выходит в позицию смены инструмента. Происходит зажим инструмента 7 в гнезде магазина 78Цикл может повторяться в соответствии с управляющей программой.смена инструмента в горизонталь ном шпинделе угловой сменной головки 80 производится следующим образом.В исходной позиции шпиндельная бабка с угловой головкой 80 находится в положении смены инструмента 45В исходной позиции в левом захвате руки 4 зажат инструмент 8, правый: захват свободен. Каретка 2 перемещается по траверсе 1 к шпиндельной бабке и останавливается. Одновре менно подается масло в штоковую полость гидроцилиндра 39. Масло давит на втулку 53,. которая, перемещаясь влево, сжимает пружину 54 и освобождает шарики 41, находящиеся 55 в фасонной канавке 56 втулки 49. Шарики 41 выпадают иэ канавки .56 и тем самым расфиксируют поршень 40. Шток 42, воздействуя на кривошип 45, через палец 48 поворачивает ша-60 тун 12, который неподвижно закреплен на поворотной гильзе 65. Гильза 65 поворачиваясь поворачивает захват 5 на 90" в вертикальной плоскости, параллельной направлению65 перемещения каретки. Оба захвата 5 поворачиваются синхронно, управляемые от отдельных гидроцилиндров 10, но при необходимости возможен и поворот отдельного захвата 5.После расфиксации шариков 41 во втулке 49 давление масла на поршень 40 заставляет его и вместе с ним и шток 42 перемещаться вправо до тех пор, пока шарики 63 не попадут в канавку втулки 57 и произойдет фиксация штока 42 в вертикальном положении захватов 5. Рука 4 вместе с выдвижным корпусом 3 опускается вниз и захватывает инструмент 9, движением каретки влево инструмент вынимается из шпинделя угловой головки 80. В исход-. ной позиции рука 4 поворачивается на 180 и каретка 2 вновь перемещается к шпиндельной бабке, вставив этим движением инструмент 8 в конус шпинделя угловой головки 80Затем рука 4 поднимается вверх, освобождая захватную часть инструмента 8.Каретка 2 перемещается в промежуточную позицию, Подается давление в поршневую полость гидроцилиндра 39. Втулка 60 смещается вправо, сжимая пружину 62. Когда торец втулки 60 уходит правее шариков 63, происходит расфиксация поршня 40, Поршень 40, а вместе с ним и шток 42 под действием давления масла перемещаются влево и через кривошип 45, палец 48 и шатун 12 поворачивают гильзу 65 вместе с зазкрепленным на ней захватом 5 на 90 ф, Захваты 5 возвращаются в горизонтальное положение. Торец поршня 40 упирается в торец втулки 53, сдвигает ее влево, сжимая пружину 54. Шарики 41 заскакивают в канавку 56. Происходит фиксация штока 42 в горизонтальном поЛожении захватов 5. Одновременно происходитдвижение руки 4 вниз с зажатым в ле-:1вом захвате инструментом 9. Каретка 2 перемещается влево и останавливается у инструментального магазина 78, Рука 4 перемещается вверх, вставляет инструмент 9 в гнездо магазина 78 и отходит в промежуточную позицию. Магазин 78 поворачивается, очередное инструментальное гнездо с оправкой приходит в позицию смены. Каретка 2 подходит к магазину 78, захват 5 зажимает оправку, рука 4 перемещается вниз и этим движением вынимает оправку из гнезда магазина 78. Каретка 2 отходит в позицию ожидания.Цикл повторяется в зависимости от программы обработки.Предлагаемое устройство обладает более широкими технологическими воз-. можностями и легко переналаживается на любой размер конуса. инструмента путем смены комплекса захватов.10 74700б 4Юб ВНИИПИ. Заказ 433/14 Тираж 767 Подписн илиал ППП "Патент", .Ужгород,ул.Проектна