Манипулятор для автоматической смены инструмента

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 042 3 155 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ р /1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) МАНИПУЛЯТОР ДЛЯЧЕСКОЙ СМЕНЫ ИНСТРУ(57) Изобретение относитсянию и может применяться встанках типа обрабатывающкомплексной обработки деталретения - повышение унивесчет обеспечения возможносния станков с различным распгазина инструментов. Копир 8 установлен на станине станка шарнирно и содержит руку с рычагом 10 для захвата инструмента в магазине и шпинделе. Переме. щение руки и поворот корпуса 1 манипулятора от магазина в плоскость к шпинделю осуществляется от единого двигателя поступательного действия, например силового цилиндра 2, смонтированного в корпусе 1 манипулятора. Управление перемещением руки с рычагом 10 осуществляется кулачком, ки нематически связанным со штоком 4 цилиндра 2 и копиром 8 посредством пальцев 9, установленных на руке. Управление переме. щением корпуса 1 манипулятора осуществляется неподвижно закрепленным на станине станка копиром 20, с которым взаимодействуют ролики 17 и 18, смонтированные на штоке 4. 10 ил. СССР1985.АВТОМАТИМЕНТА к станкостроемногоцелевых его центра для ей. Цель изобрсальности за ти обслуживаоложением ма- манипулятораИзобретение относится к станкостроению, может найти применение в многоцелевых станках типа Обрабатываюгций центр для комплексной обработки деталей и является усовершенствованием устройства по авт, св.1294558.Целью изобретения является повышение универсальности за счет обеспечения возможности обслуживания станков с различным расположением магазина инструментов.На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2; на фиг. 4вид Б на фиг. 2; на фиг. 5 - развертка кулачка;на фиг. 6 - развертка копира; на фиг. 7 дополнительный неподвижный копир; на 15 фиг. 8 - разрез В - В на фиг. 7; на фиг. 9 - траектории перемещения пальцев и роликов: 1 - по кулачку, 11 по копиру, 111 - по дополнительному неподвижному копиру; на фиг. 10 - алгоритм работы манипулятора.Манипулятор состоит из корпуса 1, в котором встроен исполнительный орган, например силовой цилиндр 2 с поршнем 3 и штоком 4. С штоком 4 нри помощи планки 5 жестко связан кулачок 6, который имеет замкнутый профиль и расположен внутри ру 25 ки с толкателем 7. Рука с толкателем 7 взаимодействует с кулачком 6 и копиром 8, жестко связанным с корпусом 1 при помощи пальцев 9 (по меньшей мере одного). Для симметричного распределения сил желатель". й но иметь по лва пальца 9 на каждом профиле кулачка и копира. Пальцы 9 жестко закреплены на толкателе 7, в сечении оба конца одного пальца различны. С профилем кулачка 6 взаимодействует конец пальца 9 круглого сечения, а с профилем копира 8 квадратного сечения для надежной работы толкателя 7 при граничных зонах выполне ния команд ротациявыдвижение и наоборот. На конце руки с толкателем 7 имеется рычаг 10 для захвата инструмента в магазине и шпинделе станка. На кулачке 6 40 и копире 8 установлены упоры 11 - 13 од ностороннего действия, минимальное количество которых может быть равно одному.Они служат для надежного слежения пальцами 9 за профилями кулачка 6 и копира 8 (фиг. 5 и 6) согласно траекториям (фиг 9).Целесообразно применять число упоров1, равное числу пальцев 9, т.е.лва, а упоров 12 и 13 - по одному. Узоры 11 можно установить на одной оси, так как угловой шаг между ними составляет 180. В исход ное положение упоры 11 и 12 возвращаются при помоц 1 и пружин кручения, а упор 13 - - при помощи пластинчатой пружины 14. Для технологичности изготовления копир 8 содержит два кольца 15 и 16, ограничиваюгцих его профиль с торцов, и в то же время они центрируют руку с толкателем 7, На хвостовике кулачка 6 установлены два ролика 17 и 18 при помоши кронштейна 19 на расстоянии вдруг от друга. Ролики 17 и 18 взаимодействуют с дополнительным неподвижным копиром 20, закрепленным на станине станка (который для технологичности изготовления может состоять из двух частей). При прямом ходе штока 4 ведущим является ролик 17, а при обратном - ролик8. Криволинейный профиль кулачка-копира 20 может быть выполнен по дуге окружности радиусом К. Координаты радиуса К по отношению к прямолинейным участкам профиля определяются исходя из угла давления А . Расстояние между роликами 17 и 18 зависит от величин К и Х при р =-сопз 1, где р - угол подъема профиля. Неподвижный копир 20 содержит откидной фиксируемый профиль -- двуплечую серьгу 21 с плечами М и Х, служащую для пропускания ролика 17 в обоих направлениях. Серьга 21 имеет .париковый фиксатор 22, а на поверхности копира имеется два полусферических гнезда, служащих лля фиксации серьги 21 в двух положениях. В корпусе 1 предусмотрен паз Е и на копире 8 паз Д (фиг. 1) для пропускания кронштейна 19. Для переключения на реверс цилиндра 2 служит конечный выклк)чатель 23., который срабатывает от нажатия планки 5 и дает команду на распределитель. Манипулятор установлен в станине станка шарнирно в подшипниковых опооах при помоши оси 24. Центр оси 24 -- точка 8 (фиг. 7).Манипулятор работает согласно алгоритму (фиг. 10)Г 1 ри подаче рабочей среды в штоковуго полость цилиндра 2 шток 4 с кулачком 6 перемегцаются вправо (прямой хол). Рука с толкателем 7 и рычагом 10 поворачиваются на угол сли 1 я, пальцы 9 следят одновременно за профилем кулачка 6 на участке Оа и за профилем копира 8 на участке ( -- "%О).360 Происходит захват инструмента рычагом 10 в магазине станка. При дальнейшем перемещении штока 4 пальцы 9 слелят за профилем копира 8 на участке аЬ, за профилем кулачка 6 слежение в это время не происхолит. так как не позволяет профиль копира 8. Рычаг 10 извлекает инструмент из магазина. Ролик 17 следит за профилем копира 20 на прямом участке Оа и аЬ и, следователь.но, ролик 18 также перемешается на расстояние 05 (фиг. 7) . Затем пальцы 9 следят за профилем кулачка 6 на участке Ьс и копира 8 на ) ча:тке 1 оду г0 - 3 В). Происходит потация руки наугол сс и поворот корпуса манипулятора на 90. Ролики 17 и 18 в это время следят за криволинейными участками профиля копира 20, и кулачок 6 перемещается па расстояние, равное1404247 форлула изобретения 30 35 40 ВидА Ь 8 - с 8= ЬС,где Ь 5, в пле поворота манипулятора;с 5-плечо поворота манипулятора,причем Ь+ ф =где 1 - расстояние междуроли кам и 17 и 18.Далее пальцы 9 следят за профилем кулачка 6 на участке сд и копира 8 на участке ( -- О- - Ч Р). Происходит ротация рчкид ФИ 1 И560 с толкателем 7 на уголкмю и захват рычагом 10 инструмента в шпинделе станка. Затем пальцы 9 следят за профилем копира 8 на участке де, слежение за профилем кулачка 6 в это время не происходит, так как не позволяет профиль копира 8, Рычаг 10 извлекает инструмент из шпинделя станка. В конце прямого хода штока 4 пальцы 9 следят за профилем кулачка 6 на участке е 1 и копира 8 на участке -- , в конце участ%0ка е 1 они взаимодействуют с упорами 12 и 13 соответственно, Происходит ротация руки с толкателем 7 на угол 180. Ролик 17 в это время следит за профилем копира 20 на участках сд, де и е 1 и, следовательно, ролик 18 также перемешается на расстояние с 1. При прохождении роликом 17 участка е 1 он взаимодействует с плечом М серьги 21, поворачивая ее на уголь (фиг. 7). После этого планка 5 своим торцом воздействует на конечник, который дает команду на распределитель цилиндра 2, Рабочая среда подается в бесштоковую полость цилиндра 2. Шток 4 и кулачок 6 перемешаются влево (обратньй ход). Пальцы 9 следят за профилем кулачка 6 на участке 1 е (взаимодействуя в конце хода с откидными упорами 11) и копира 8 на участке ед. Замененный инструмент устанавливается в шпинделе станка. Ролик 17 при прохождении участка 1 е взаимодействует с плечом И серьги 21, которая поворачивается на угол - ф и становится в исходное положение. Далее пальцы 9 следят за профилем кулачка 6 на участке дсфи копира 8 на участке файф % Р. Проис 10 15 20 25 ходит ротация руки на угол - "игй, Ролики 1 и 8 в это время перемещаются на расстояние с 1. Затем пальцы 9 следят за профилем кулачка 6 на участке сЬ и копира 8 на участкеЪР. Манипулятор в это360время поворачивается на угол - 90, так как ролики 18 и 17 следят за криволинейным профилем копира 20, а рука - на угол - а После этого пальцы 9 следят за профилем копира 8 на участке Ьа, слежение за профилем кулачка 6 в это время не происходит. Замененный инструмент устанавливается в ма газин и в конце цикла пальцы 9 следят за профилем кулачка 6 на участке аО и копира 8 на ччастке --- Р. Происходит ротад. ФИК.360ция руки с толкателем 7 на угол - д.и т.е. возврат ее в исходное положение. Ролик 17 в это время следит на прямом участке Ъа и аО профиля копира 20, ролик 18 также перемешается на расстояние ЬО. На этом цикл по смене инструмента заканчивается и манипулятор готов к следующему циклу. Для уменьшения хода поршня 3 необходимо оптимизировать ход руки по извлечению инструмента из магазина и ротацию руки, оптимизи рова в диаметр и угол давления кулачка 6. Манипулятор для автоматической смены инструмента по авт. св.1294558, отлачинь и 1 ийея тем, что, с целью повышения универсальности за счет обеспечения возможности обслуживания станков с различным расположением магазина инструментов, он снабжен дополнительным кулачковым механизмом с роликами и неподвижным копиром, имеющим криволинейные и прямолинейные участки для взаимодействия с упомянутыми роликами, при этом копир первого кулачкового механизма установлен с возможностью поворота, а ролики второго кулачкового механизма размещены на кулачке первого кулачкового механизма.1404247 Нп,чкйО Р 0 п 1 аиия Кии нй уи 0 о тп и Задаатюп 1 вю инспруменща Р магазине 3 ЫИижение рука Ющация руки на угололл, Ыпт ианипупюпвра на угсл урф 00 щация ррах юа уго а", и зах 0 ащкислво инсгпруменяа Р шпинЗГле 3 иИивение руки Рсяация Руки иг угол 1 юКоионЗа на роспредепиееа цапин3 тги 3 ание руки и усщана 3 ка ииенща Р шпинделе сщаны Ропация руки на угро - с"г ы) РОГиацич Рупь нк цгОЛ - о оопп,) Ппйрпп ианиппвщора на угол -УР 1 Рпягибание руки и спанйка замененнюи инструмента Ю иаиаин 8 ивациз руни 6 исо 3 ню ивюжение нц уго(- хю 4 Составитель Е. ЕрмоловаРедактор А. Ворович Техред И. Верее Коррскгор И.МускиЗаказ 3028/13 Тираж 921 11 од 11 с 1 осВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретении и отк 1 тьтий113035, Москва, Ж - 35. Раушская наб., д 1 5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород. ул. 11 росктная, 4