Устройство автоматической смены инструмента

Изобретение относится к станкостроению и может быть использованов многооперационных станках типа обрабатывающий центр для комплекснойобработки деталей.Целью изобретения является повыше; ние надежности фиксации инструментав захватах при его смене и сокращение времени смены инструмента. 10На фиг.1 показано устройство ав, томатической смены инструмента, об, щий вид; на фиг. 2 - развертка копира; на,фиг. 3 - вид А на фиг1; нафиг. 4 - разрез Б-Б на фиг,1; на, ,фиг. 5 - разрез В"В на фиг.2; нафиг, 6 - вид Г на фиг.З; на фиг.разрез Д-Д на фиг.б; на фиг. 8разрез Е-Е на фиг. б; на фиг. 9 - раз рез Ж-Ж на фиг. 6; на фиг. 1 О - раз- ОХрез Я-Я на фиг,1; на фиг. 11 - , раз, рез И-И на фиг, б; на фиг, 12 - захват для инструмента; на фиг. 13 -вид К на фиг.12; на фиг. 14 - разрез Л-Л на фиг.12; на фиг. 15 - разрез И-И на фиг.12; на фиг. 16 - раэ рез Н Н на фиг.14; на фиг. 17 - 9 -фрагменты положения захватов при, захвате инструмента, после захватаи после установки его в шпиндель имагазин соответственно; на фиг. 20 .- 22 - положение коромысла и пальцапри захвате инструмента, после захвата и после установки его в шпиндельи магазин соответственно,Устройство состоит иэ неподвижно. го корпуса 1, соосно которому в опорах качения смонтирован поворотныйкорпус 2 механической руки. На поворотном корпусе 2 жестко установлены диск 3 с фиксирующими гнездамии каркас 4 с двумя взаимно перпендикулярными копирами-стаканами 5 (вдальнейшем копиры), В каж 3 ом из копиров 5 смонтированы винты-толкателиб, на одном конце которых жестко зак"реплены вахваты 7 инструмента, а другими концами с винтовыми поверхностями они сопряжены несамотормозящей(многозаходной) резьбой с гайкамишестернями 8. В винтах-толкателях б50на пальцах 9 и 10 установлены ролики 11. Пальцы 9 и 10 в определенныхместах имеют квадраты в сечениях, которыми они взаимодействуют с уступами 12,выполненными на копирах 5 и служа- -5щими для надежной работы захватов 7 приподходе-отходе к инструменту, аролики 11 скользят по пазам (профи- ,лям) копиров 5. Пальцы 9 длинней пальцев 1 О и содержат на удлиненном участке поверхности О, П и Р (фиг.б и 9), которыми взаимодействуют с коромыслами 13 и рычагами 14 служащими для управления фиксацией-расфиксацией инструмента и поворотного корпуса 2. Коромысла 13 и рычаги 14 закреплены жестко на стержнях 15, имеющих конические хвостовики, которыми они подпружинены пружинами 16 к диску 3 и непосредственно взаимодействуют с его фиксирующими гнезда" ми. Стержни 15 смонтированы в кронш" тейнах 17, жестко связанных с корпусом 1. С одними из плечей коромысел 13 взаимодействуют поверхности О и П пальцев 9, а с другими плечами с закрепленными на них сферическими роликами 18 (фиг,9) взаимодействуют планки 19 и 20, стянутые пружинами 21 к упорам 22, определяющим угловое положение стержней 15. Планки 19 и 20 с помощью шарниров 23 установлены на кронштейнах 17. На противоположных от конических концов, стержнях 15 закреплены втулки 24 с упорами 25 и 26, которые имеют возможность взаимодействовать с выступами 27 и 28 соответственно, Выступы 27 и 28 содержатся непосредственно на валах 29 захватов 7. На валах 29 закреплены стопоры 30, взаимодействующие с пазами С и заплечиками Т, выполненными на ползунах 31 подвижных губок 32. Стопоры ЗО подпружинены пружинами ЗЗ, а ползуны 31 - пружинами 34. В зацеплении с гайками-шестернями 8 находится зубчатое колесо 35, жестко установленное на валу 36, На валу 36 на шпонке установлен зубчатый венец 37 Червяк 38 находится в зацеплении с венцом 37 и муфтой связан с валом серводвигателя 39, являющегося единственным приводом устройства (манипулятора) смены инструмента. Для уменьшения массы винты-толкатели б выполнены полыми. Отверстия с торцов винтов-толкателей б закрывают декоративный крышки 40, выполненные нз пластмассы.Устройство работает следующим образомПри необходимости смены инструмен" 1 а по команде от системы ЧПУ подаются управляющие сигналы на серводвигаРтель 39 в дальнейшем двигатель). Вал двигателя 39 передает крутящиймомент на червяк 38, а затем посредством венца 37 на вал 36 и колесо 35,которое вращает находящиеся с нимв зацеплении гайки-шестерни 8. Припомощи несамотормозящей резьбы крутящий момент передается на винты-толкатели 6. В связи с тем, что ролики11 следят за радиальным профилем копира 5 на участке -- -ТЙ то360(фиг.3) осевого перемещения винтовтолкателей 6 и захватов 7 не проис.ходит, а происходит их поворот наугол о . Во время поворота пальцы 9 своими поверхностями, обозначенными буквой 0 (фиг.9) взаимодействуют с плечами коромысел 13, стержни 15 поворачиваются, а следовательно,втулки 24 с упорами 25 и 26 тоже. Происходит взаимодействие выступов 27 с упорами 25. Валы 29 поворачиваются, а стопоры 30 выходят из пазов С ползунов 31 и, взаимодействуя с клиновой поверхностью заплечиков Т, втягивают губки 32, сжимая пружины 34.ЪТаким образом, захваты У, подходя к инструментам, расфиксируют губки 32, и гнезда захватов 7 свободно вхо" дят в шейки инструментов, Во время входа гнезд захватов 7 в шейку инструментов в шпинделе и магазине упоры 25 выходят из взаимодействия с выстуфпами 27 (фиг.19), и стопоры 30 следят под воздействием пружин 33 за пазами С ползунов 31. Как только захваты 7 повернутся на угол д( ., стопоры 30 западают в пазы ползунов 3 и стопорят губки 32, а следовательно, 1 и инструмент. После этого происходит разжатие инструмента в шпинделе и автоматически в магазине и происходит осевое перемещение захватов 7 с инструментами на расстояние 1 (в это время пальцы 9 сходят с плечей коромысел 13 и те под действием планок 19 и пружин 21 возвращаются в исходное положение), а затем на расстоя- ние (Ь - 11 с одновременным их поворотом на угол 5 в обратную сторону от первоначального их поворота иа угол а, так как при этом ролики 11 беспрепятственно отслеживают профили копиров 5 под действием винтов-толкателей 6 от воздействия на них гаек- шестерен 8. Поворот на угол 3 необходим для удаления захватов 7 с хвостовиками инструментов из зоны возможного соприкосновения с соседними инструментамии элементами станиныстанка, а также снижения инерционногоомомента при кантовании на 180 . Вконце прохождения захватами 7 расстояния Ь пальцы 9 своими поверхностямиР взаимодействуют на прямолинейном 1 О участке с рычагами 14, в результатечего конические концы стержней 15 выходят из фиксирующих гнезд диска 3.Затем ролики 11, дойдя до конца профилей копиров 5, упираются в его ус тупы, и так как винты-толкатели 6оказываются застопоренными, то выдвижение захватов 7 не происходит, Атак как при этом вал двигателя 39вращается и поворотный корпус 2 рас Фиксирован, то он начинает вращаться,После незначительного поворота поворотного корпуса 2 механической рукипальцы 9 выходят из взаимодействияс рычагами 14 и пружины 16 прижимают 25 конические хвостовики стержней 15 кдиску 3. После поворота механическойоруки с захватами 7 на 180 ось стержней 15 совпадает с осями очередныхФиксирующих гнезд и конические хвос" З 0 товики стержней 15 западают в них.В этот момент срабатывает датчик(не показан 1, который дает командуна останов и реверс двигателя 39, врезультате чего колесо 35 вращаетсяв обратную сторону и вращает гайки"шестерни 8. Посредством несамотормозящей резьбы вращение передается на, винты-толкатели 6, а захваты 7 вначале отходят и поворачиваются на 40 уголв обратную сторону и оси "инструментов совпадают с осями гнездшпинделя и магазина. Затем происходит втягивание захватов 7 на расстояние 1 и установка замененных 45 инструментов в гнезда шпинделя и ма газина. Ролики 11 в это время следятна участке Ь профилей копиров 5. Вконце слежения за" этим участком пальцы 9 своими наклонными поверхностями 5 О П взаимодействуют с плечами коромысел.3 (фиг, 2,6,9 и 22). Происходитвзаимодействие упоров 26 с выступами 28 и расфиксация губок 32 (фиг,19и 22), так как валы 29, поворачиваясь, выводят стопоры 30 из пазовС ползунов 31. В этот момент замененные инструменты зажимаются в шпинделе и магазине. Далее происходит отвод захватов 7 на уголв исхэд-ное положение, так как при этом про-, фили копиров 5 не позволяют роликам 11 переместиться вдоль оси, и ролики 11 следят за профилями копиров 5 наоСучастках в в - % й (фиг.3). После от 360вода захватов 7 от инструментов на угол о срабатывает датчик, который дает команду на останов двигателя 39, 10 На этом цикл работы устройства заканчивается. Формула изобретения151. Устройство автоматической смены инструмента, содержащее механическую руку с наклонной по отношению к оси,шпинделя и магазина осью поворота и с двумя захватами с элементами фикса Оции инструмента, кинематически - связанными через пару конических колес с приводом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности фиксации инструмента в захватах 25и сокращения времени смены инструмен, та, оно снабжено поворотный корпусомс копирами двумя взаимно перпендикуУ, лярными винтами-толкателями со смонтированными на каждом из них двумя ЗО пальцами, на которых установлены ролики, выполненные с возможностью взаимодействия с .соответствующими копирами, а также расположенными параллельно винтам-толкателям стержнями с упорами и коромыслом, которое выполнено с воэможностью взаимодействия со стороны копира с пальцами, а с другой - с планками определяющими угловое положение стержней, при этом захваты закреплены на винтахтолкателях и снабжены выступами,и установленными на валах подпружинен" ными стопорами, а также ползунами, причем выступы выполнены с возмож- ностью взаимодействия с упорами на стержнях и с валами, а стопоры - с элементами фиксации.2. Устройство по п.1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что винты-толкатели со стороны, противоположной захватам, соединены несамотормоэящей резьбой через гайки-шестерни посредством зубчатой передачи с приводом.3. Устройство по п,1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что оно снабжено рычагами и диском, который закреплен на поворотном корпусе и выполнен с расположенными на торце гнездами для фиксации .поворотного корпуса, причем рычаги закреплены на стержнях между коромыслом и выступами, стержни выполнены с возможностью взаимодействия с гнездами, а рычаги - с пальцами.дарственного комитета СССР изобретений и открытий Ж, Раушская наб д, 45