Автоматизированный технологический комплекс

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) 01) 969 А 1/00 1)4 В 23 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ(54) АВТОМАТИЗИРОВАННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС(57) Изобретение относится к машиностроению и может быть использованов автоматических и автоматизированных линиях, а также в гибких автоматизированных производствах в качестве автоматизированной технологическойединицы для программной обработкидеталей. Цель изобретения - упрощениеконструкции и повьппение производительности работы комплекса, Цель досгается возможностью использования взаимных относительных перемещенийшпиндельной бабки и рабочего столадля осуществления смены изделий, атакже сокращением длины, а следовательно, и времени перемещений присмене изделий за счет расположенияна шпиндельной бабке 2 манипулятора3 со схватом 4 и на рабочем столе 7съемно-сменного магазина 8, обеспечивающих смену деталей 9 в технологическом приспособлении ориентиром 21,устанавливаемым в шпинделе 16, 1 з.п.ф-лы, 7 ил,Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано в автоматических и автоматизированных линиях а также в гибких автомаЭ5 тиэированных производствах в качестве автоматизированной технологической единицы для программной обработки деталей.Цель изобретения - упрощение кокс трукции и повышение производительности работы комплекса за счет возможности использования взаимных относительных перемещений шпиндельной бабки и рабочего стола для осуществления 15 смены изделий, а также сокращения .длины, а следовательно, и времени перемещений при смене изделий.На Фиг.1 изображен предлагаемыи комплекс, исходное положение, общий вид; на Фиг.2 - то же, в момент взятия заготовки иэ магазина; на фиг,3 - то же, с ориентиром в шпинделе станка; на Фиг.4 - базирование заготовки в технологическом приспособлении;, 25 на фиг.5 - прижим заготовки в технологическом приспособлении; на фиг.6 - ориентатор, продольный разрез, на Фиг. 7 - система удаления стружки с элементами, встроенными в технологическое 30 приспособление.Автоматизированный технологический комплекс содержит металлообрабатывающий станок 1 с числовым программным управлением и автоматической сменой35 инструментов (фиг, 1-3), на вертикально-подвижной шпиндельной бабке 2 которого установлен манипулятор 3 со схватом 4 и датчиками 5 и 6, а на крестовом столе 7, горизонтально перемещающемся по дзум координатам, смонтирован сьемно-сменный магазин 8 для заготовок и деталей 9 Стол 7 обеспечивает быстрые перемещения, точное позиционирование в заданных координатах и рабочую подачу обрабатываемой заготовки 9.Манипулятор 3 выполнен с одной степенью свобОды и предназначен для увеличения диапазона поступательных перемещений схвата 4, что расширяет номенклатуру захватываемых заготовок и деталей 9 в сторону увеличения габаритных размеров.Станок 1 имеет также устройство автоматической смены инструментов, которое включено в автоматическую систему 10 управления и состоит иэ стойки 11, на которой смонтированы магазин 12 дискового типа с вертикальным расположением инструментальных оправок 13 и манипулятор 14 сдвухзахватной поворотной рукой 15.Магазин 12 обеспечивает поворот, фиксацию и захват инструментальных оправок 13, Бабка 2 имеет шпиндель 16,выполненный с возможностью автоматического. зажима инструментальных оправок 13. Манипулятор 14 с рукой 15обеспечивает установку оправок 13как в инструментальный магазин 12,так,и в шпиндель 16 бабки 2,Станок 1 имеет расположенное настоле 7 и включенное в систему 10 управления технологическое приспособление, например гицротиски 17, ходовой винт 18 которых снабжен кулачком19, взаимодействующим с датчиком 20контроля зажима заготовок 9 (Фиг.4).Магазин 8 и гидротиски 17 обслуживаются схватом 4, для перемещениякоторого используются вертикальныеперемещения бабки 2 и манипулятора3, дополненные взаимными относительно бабки 2 горизонтальными перемещениями стола 7 по двум координатам.Для обеспечения точной ориентациизаготовки 9 в гидротисках 17 по заданным координатам предлагаемый. комплекс снабжен ориентиром 21, функционально включенным в кинематическуюцепочку, в которую входят инструментальный магазин 12, манипулятор 14 споворотной рукой 15, вертикально подвижная бабка 2 со шпинделем 16 и подвижный стол 7 с гидротисками и заготовкой 9, управляемые посредствомсистемы 10 управления, Верхняя частьориентира 21 выполнена с базовым коническим хвостовиком 22 и пояском 23идентично инструментальной оправке 13для доставки его из магазина 12 вшпиндель 16 и обратно.Нижняя часть ориентатора 21 имеетподпружиненный базовый цилиндрическийштырь 24 и вертикальный упругий прижим 25 с пружиной 26 фиг.б) для прижима заготовки 9. Ориентатор 21 можетиспользоваться для полых и сплошныхзаготовок 9 еДля эФФективного удаления стружкив процессе ориентации и обработкизаготовки 9 гидротиски 17 снабженыканалами 27 с выводом их на базовыеповерхности губок гидротисков 17фиг.7), При этом каналы 27 связаныс системой подачи сжатого воздуха(не цоказана), В Пространстве между губками гидротискан 17 установлена система наклонных желобов 28 с каналами 29, связанных с системой подачи смазочно-охлаждающей жидкости (не показана).Система 10 автоматического управления определяет циклограмму работы комплекса в соответстнии с заложенной в нее программой и обеспечивает уп-. равление всеми составными частями комплекса.Технологический комплекс работает следующим образом.Сменный магазин 8 с заготовками 9 устанавливается на стол 7 станка посредством известного транспортного средства, например робокары (не показана).Автоматический цикл работы технологического комплекса начинается с пуска станка 1 в работу. По команде от системы 10 управления стол 7 с магазином 8 перемещаются в зону действия манипулятора 3, имеющего одну степень свободы (фиг.2).Затем обеспечивается некоторое перемещение бабки 2 вертикально вниз с манигулятором 3 к м;п азину 8 н исходное положение для манипулирования. Манипулятор 3 выдвигает схнат.4 до упора н поверхность верхней заготовки 9, Схват 4 при этом охватывает губками заготовку 9, и после упора его в поверхность заготовки 9 срабатывает датчик 5, сигнализируя о наличии заготовки 9, После этого от системы 10 управления подается команда на привод губок схвата 4. После зажима заготонк:-1 9 губками схвата 4 манипулятор 3 втягивает схнат 4, унося при этом заготовку 9 из магазина 8. В конце хода охвата 4 срабатывает датчик б, подается команда на перемещение шпиндельной бабки 2 вверх, и стол 7, перемещаясь па двум координатам, выставляется гидротисками 17 в зоне дейстни:-, манипулятора 3.После этого шпиндельная бабка 2 и схват 4 манипулятора 3 поочередно перемешаются вниз к гидротискам 17, Программно обеспечиваются остановка схвата 4 с заготовкой 9 с зазором относительно базовых поверхностей губок гидротисков 17 и подача сжатого воздуха н каналы 27 для сдува стружки с базовых поверхнсстей губок гидротисков 17 (фиг.7), Затем схватМанипулятор 14 с рукой 15 из по ицзиции Ожидание перемещается к шпиндельной бабке 2 и захватывает отра 10 15 20 25 ЗО 40 45 55 4 раскрывается, и заготовка 9 выпадает на губки гидротисков 17, предварительно выставленных при помощивинта 18 на ширину обрабатываемойзаготовки 9. Об укладке последней нагубки гидротискон 17 сигнализируетдатчик 5, ТакиМ образом, созданы предварительно условия для точногоориентирования заготовки 9 н гидротисках 17.Затем комплекс работает н режимеавтоматической смены инструментов.В инструментальном магазине 12 имеются необходимый комплект инструментальных оправок 13 и ориентатор.Манипулятор 14 с рукой 15 находятся на промежуточной позиции нОжидание", пока магазин 12 ведет поискориентатора 21 по команде системы 10управления (фиг.1). При этом поворотмагазина 12 прекращается в положении,при котором ориентатор 21 располагается в зоне схвата руки 15 манипулятора 14, который потом перемещаетсяк магазину 12, Рука 15 в конце ходазахватывает ориентатор 21 за базовыйпоясок 23 и возвращается в позицию"Ожидание",Для установки ориентатора 21 вшпиндель 16 бабка 2 перемещается впозицию "Смена инструмента", гдепроизнодятся угловая фиксация и разжим шарикового замка шпинделя 16. ботавшую инструментальную оправку 13, После этого шпиндельная бабка 2 перемещается вверх, производится поворот руки 15 " ориентатором 21 на 180. Затем шпиндельная бабка 2 перемещается вниз, наезжая гнездом шпинделя 16 на базовый хвостоник 22 ориентатора 21, Производится захым последнего в шпинделе 16 при помощи шарикового замка.Манипулятор 14 с рукой 15 отводится н позицию "Ожидание" и подается команда от системы 10 управления на перемещение шпиндельной бабки 2 с ориентаторсм 21 к заготовке 9, ранее положеннои схватом 4 на губки гидротисков 17. При этом стол 7 с гидротисками 17 перемещаются вправо, и ориентатор 21, вертикально опущенный вниз шпиндсльной бабкой 2, устанавливается базовым штырем 24 с левого торца заготовки 9 на уровне.еевысоты (фиг.4). Подается команда на перемещение стола 7 влево, и предварительно установленная в гидротисках 17 схватом 4 заготовка 9, наезжая на штырь 24 ориентатора 21, базируется в заданных координатах.Затем шпиндельная бабка 2 перемещается вверх, а стол 7 смещается дальше влево в положение, при котором примерно совмещены оси заготонки 9 и ориентатора 21 по вертикали. Производится перемещение шпиндельной бабки 2 с ориентатором 21 к заготов-ке 9. При этом штырь 24 утапливается (сплошная заготовка 9) или попадает н имеющуюся полость заготовки 9, а прижим 25 обеспечивает упругое прижатие по верхней плоскости заготовки 9 н гидротисках 17, Подается команда на зажатие заготовки 9 гидротисками 17 (фиг,5), срабатывает датчик 20 контроля зажима заготовки 9, и шпиндельная бабка 2 перемещается вверх в положение "Смена инструмента 11. Манипулятор 14 с рукой 15 перемещаются к шпинделю 16. Производятся угловая фиксация последнего, разжим и выталкивание ориектатора 21 из шпинделя 16, и рука 15 в конце захватывает ориентатор 21, Епинделькая бабка 2 перемещается вверх, оставляя в руке 15 ориентатор 21.Рука 15 поворачивается ка 180шпиндельная бабка 2 наезжает ка вновь доставленную иэ магазина 12 инструментальную оправку 13, и манипулятор 14 с рукой 15 перемещаются в позицию Ожидание", Подается команда на поворот магазина 12 для поиска гнезда для ориектатора 21, макипулятор 14 перемещается к магазину 12 и рука 15 устанавливает в нем. ориентатор 21, Манипулятор 14 перемещается в позицию "Ожидание", магазин 12 осуществляет поиск пос" ледующей необходимой инструменталььок оправки 1 3 р которая до( тавляется рукой 15 манипулятора 14 из магазина 12 н шпиндель 16 аналогично ориентатору 21, После этого обеспечивается обработка заготовки 9, закрепленной в гидротисках 17, по заданной программе последовательно сменяемыми инструментальными оправками 13 при зажатой губками гидротисков 17 заготовке 9. В процессе обработки последней осущестнляется подача смазочно-охлаж. дающей жидкости через каналы 29. При этом обеспечиваются охлаждение икст. 5 10 15 20 25 ЗО 35 40 50 5 У,румента и отвод (смывание) стружкипо наклонным желобам 28 в сборник(не показан),Обработанную деталь 9 из гидротисков 17 удаляют и доставляют в магазин8 посредством программированных взаимных перемещений шпиндельной бабки2 с манипулятором 3 и стола 7, прикоторых последний гидротисками устанавливается в зоне действия манипулятора 3. Затем обеспечивается поочередное перемещение шпинделькой бабки2 и,схвата 4 вниз к обработанной детали 9, уже разжатой губками гидротисков 17Схват 4 упираясь при этомв поверхность детали 9, охватываетпоследнюю. Срабатывает датчик 5, сигнализируя о наличии детали 9, и подается команда на привод губок схвата4, которые зажимают деталь 9, Манипулятор втягивает схват 4, унося приэтом деталь 9 иэ тисков 17. Срабатывает датчик 6, и подается команда наперемещение бабки, 2 вверх, а стол 7,перемещается по двум координатам,выставляет свободной ячейкой магазин8 в зоне действия манипулятора 3.Затем шпинделькая бабка 2 и схват4 манипулятора 3 поочередно перемещаются вниз к магазину 8, схват. 4раскрывается и сбрасывает обработанную деталь 9 в свободную ячейку магазина 8.Формула изобретения1, Автоматизированный технологический комплекс, содержащий металлообрабатывающий станок с рабочим столом, на котором закреплено технологическое приспособление, и шпинделькой бабкой, загрузочно-разгрузочноеустройство и устройство смены инструментов, каждый из которых имеет конический хвостовик цля закрепленияв шпинделе станка и в устройстве сме"ны инструментов, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения конструкции и повышения производительности, загрузочно-разгрузочное устройство выполнено з ниде магазинаиэделий, установленного на рабочемстоле станка, и манипулятора, раэме/щенного на шпиндельной бабке с возможностью чспользования взаимных.",тносительных перемещении шпинделькой бабки и рабочего стола для осуществления операции смены изделийв технологическом приспособлении,а устройство смены инструментов снаб 7,жено ориентатором изделий в технологическом приспособлении, выполненном в виде цилиндрического штыря и подпружиненной пяты, соосно закрепленных на коническом хвостовике,.идентичном хвостовику инструмента. 1349969 82. Комплекс по п.1, о т л.и ч аю щ и й с я тем, что в корпусе технологического,приспособления выполнены каналы, связанные с системами подачи сжатого воздуха и смазочно- охлаждающей жидкости.Подписнокомитета СССРи юз, тийсв.кая наб., д Тираж 786 Государственного елаи изобретений Москва Ж, Ра о 3