Устройство для автоматической смены инструментов — SU 1787739 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 87739 А 1 В 23 0 3/15 ОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНЕДОМСТВО СССРГОСПАТЕНТ СССР) ИЗОБ ЕТЕЛЬСТВ ТЕНИ ИСАНИ К АВТОРСКОМУ(71) Экспериментальный научно-исследовательскийй институт глеталлорежущих станков(56) Авторское свидетельство СССРМ 860992, кл. В 23 0 3/157, 1979,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ СМЕНЫ ИНСТРУМЕНТОВ(57) Использование: станкостроение, в частности металлорежущие станки с автоматической сменой инструментов, Сущность Изобретение относится к станкостроению и предназначено преимущественнодля вертикальных металлорежущих станков с ЧПУ,Известны устройства для автоматической смены инструментов на металлорежущем станке с вертикальным шпинделем, содержащее дисковый инструментальный магазин и два одинаково ориентированных схвата, установленные на вертикальных направляющих каретки, смонтированной посредством роликовых опор на верхней Ч-образной и нижней горизонтальных направляющих, выполненных на боковой стороне стойки станка. Общим их недостатком является сложность конструкции при перемещении схватов между кареткой и шпинделем, в частности наличия в устройстве - прототипе 3-х реечных передач 25 - 17, 25-22, 25 - 26,. кривошипного 21 - 20-19 и кулисного б - 13 - 14 механизмов,изобретения: при смен силовой цилиндр 25 пе вертикальной планкой 24 рументом 21 до взаимодей том, Цилиндр 27 перемеща 29 корпус 44 схвата вниз, инструмент 21 вынимаетс зушки, которая размещена поворотного диска 18 ин магазина, Затем схват пер ризонтальным направляю где также установлен вер вой цилиндр, с помощью к дится смена инструмен аналогичным способом, 1 е инструмента емещает своей ползушку с инстствия его со схвает своей планкой в результате чего я из гнезда полв направляющих струментального емещается по гощим к шпинделю, тикальный силооторого произвота в шпинделе э,п.ф-лы, 5 ил,Кроме того в устройстве-прототипе маУ)газин размещен около станка, что увеличи- (вает занимаемую производственнуюплощадь,Цель изобретения - устранение отмеченных недостатков, т.е, упрощение конст- арукции и уменьшение занимаемойпроизводственной площади, ООДля этого в устройстве для автоматической смены инструментов на металлорежущем станке с вертикальным шпинделем,содержащем дисковый инструментальныймагазин и два одинаково ориентированныхсхвата, установленные на вертикальных направляющих каретки, смонтированной посредством роликовых опор на верхней, дЧ-образной и нижней горизонтальных направляющих, выполненных на боковой стороне стойки станка, согласно предложениюмагазин смонтирован на стойке станка надее горизонтальными направляющими иимеет горизонтальную ось поворота, перпендикулярную этигл направляющим, настойке станка закреплены сзади диска ма, газина соосное ему кольцо и горизонтальный силовой цилиндр с вертикальной планкой на конце его штока, а под горизонтальными направляющими - два вертикальных силовых цилиндра с горизонтальной планкой на конце штока, ось одного из которых лежитв вертикальной осевой плоскости магазина, а ось второго - в осевой плоскости шпинделя, перпендикулярной направляющим стойки, Каждое гнездо магазина выполнено в ползушке, установленной в параллельных оси магазина направляющих его диска, на заднем конце каждой ползушки выполнен перекрещивающийся под углом 90 с осью магазина сквозной паз с возможностью его взаимодействия в позиции смены инструмента с планкой третьего цилиндра и с периферией упомянутого кольца, а в корпусе каждого схвата выполнен сквозной паз, параллельный направляющим стойки, с возможностью его взаимодействия с планками вертикальных цилиндров.Верхняя направляющая выполнена с расположенными на разной высоте скосами, а каждая иэ верхних роликовых опор . выполнена составной из двух конических роликов с общей вертикальной осью вращения, один из которых опирается на расположенный выше, а другой - на расположенный ниже скосы верхней направляющей.Применение указанных отличительныхпризнаков предложения вдругих известных совокупностях признаков по тому же назначению заявителю не известно.На фиг,1 представлено предлагаемоеустройство, установленное на станке; на фиг,2 - вид А на каретку со схватами на фиг.1; на фиг,З - разрез Б - Б на фиг.2; нафиг.4 - разрез В-В на фиг,1; на фиг,5 - вид Г на фиг,4.Устройство смонтировано на станке, содержащем стойку 1, на вертикальных направляющих 2 которой установлена подвижная от механизма 3 консоль 4 с горизонтально подвижным продольным столом 5, а на верхних горизонтальных направляющих 6 - поперечный ползун 7 с вертикальным шпинделем 8, На боковой стороне стойки 1 выполнены горизонтальные Ч-образная верхняя 9 и нижняя 10 направляющие, на которых посредством роликовых опор установлена каретка 11, На ее вертикальных направляющих - скалках 12 и скалках 13 установлены соответственноодинаково ориентированные схваты 14 и 15. На стойке 1 над направляющей 9 закрепленкорпус 16 инструментального магазина с поворотным от привода 17 диском 18, име 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 ющим горизонтальную ось поворота, перпендикулярную направляющим 9, 10, Попериферии диска выполнены равнорасположенные по окружности параллельные осидиска направляющие 19 в частности Т-образные, В каждой изних установлена полэушка 20 с гнездом под инструмент, вчастности 21. На корпусе 16 соосно диску 18закреплено кольцо 22, На заднем конце ползушек 20 выполнен перекрещивающийсяпод углом 90" с осью диска 18 сквозной паз23 с возможностью его взаимодействия спериферией кольца 22 и в позиции сменыинструмента с вертикальной планкой 24,толщина которой равна толщине кольца 22,закрепленной на штоке горизонтального силового цилиндра 25, смонтированного настойке 1,В нижней части кольца 22 выполненосквозное окно 26 для прохода ползушки 20с планкой 24 цилиндра 25, Под направляющей 9 на стойке 1 закреплены вертикальныесиловые цилиндры 27, 28 с горизонтальными планками 29, 30 на конце штоков, Осьштока цилиндра 27 лежит в вертикальнойосевой плоскости диска 18, а ось штока цилиндра 28 - в осевой плоскости шпинделя 8,перпендикулярной направляющим 9, 10.Направляющая 9 выполнена с расположенными на разной высоте скосами 31, 32,Каждая из двух верхних опор каретки 11выполнена составной из двух коническихроликов 33, 34 с общей вертикальной осьювращения,Ролик ЗЗ опирается на скос 31, а ролик34 - на скос 32, Ролик ЗЗ установлен наподшипнике 35 в корпусе 36 каретки 11, аролик 34 установлен на подшипниках 37 вцентральном отверстии ролика 33. Корпус36 каретки соединен скалками 12, 13 с нижней пластиной 38, к которой закреплен двигатель 39, соединенный с зубчатым колесом40, находящимся в зацеплении с рейкой 41,выполненной на направляющей 10, Нижняяопора каретки 11 выполнена в виде ролика42, размещенного в пазу 43 направляющей10, ось которого закреплена на пластине 38.В корпусах 44, 45 охватов 14, 15 выполненысквозные горизонтальные пазы 46, 47 длясцепления с планками 29, 30 цилиндров 27,28,Устройство работает следующим образом.В исходном положении один инстру 5 мент установлен в шпинделе 8, а другой -под магазином в схвате 15, и его ось расположена в вертикальной осевой плоскостидиска 18 магазина соосно свободному гнезду нижней ползушки 20. Планка 24 цилиндра 25 вместе с этой ползушкой находится в10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 крайнем заднем положении. Схват 15, зацепленный с планкой 29 цилиндра 27, схват 14 и планка 30 цилиндра 28 находятся в крайнем нижнем положении,Перемещением консоли 4, стола 5 с заготовкой и ползуна 7 выставляют шпиндель 8 напротив обрабатываемой поверхности заготовки и обрабатывают ее. Для смены инструмента опускают консоль 4 в крайнее нижнее положение, Включением двигателя 39 через зубчатое зацепление 40 - 41 перемещают каретку 11 в сторону шпинделя 8 до размещения схвата 14 сзади шпинделя 8, При этом схват 15 расцепляется с планкой 29 цилиндра 27, схват 14 зацепляется с планкой ЗО цилиндра 28, ролики 33 катятся по скосу 31, а ролики 34 - по скосу 32 направляющей 9, ролик 42 катится в пазу 43 направляющей 10,Предложенная конструкция верхних опор позволяет корпусу каретки 11 свободно поворачиваться при перемещении с боковой на переднюю сторону стойки 1 в тех же подшипниках 35, в которых вращаются ролики 33. Цилиндром 28 поднимают планку ЗО со схватом 14 в крайнее верхнее положение, Перемещают ползун 7 назад, использованный инструмент заходит в схват 14, освобождают инструмент в шпинделе 8, цилиндром 28 опускают схват 14 вниз, вытаскивая инструмент из шпинделя 8, перемещают каретку 11 до размещения схвата 15 сзади шпинделя 8, При этом схват 14 расцепляется с планкой 30 цилиндра 28, а схват 15 с ней зацепляется, Цилиндром 28 поднимают схват 15 и вставляют новый инструмент в шпиндель, зажимают инструмент в шпиндель, перемещением ползуна 7 вверх вынимают инструмент из схвата 15, опускают схват 15, перемещают каретку 11 к магазину до совмещения оси схвата 14 с вертикальной осевой плоскостью диска 18. При этом схват 15 расцепляется с планкой ЗО цилиндра 28, а схват 14 зацепляется с планкой 29 цилиндра 27. После ухода каретки из зоны резания начинают обработку новым инструментом. Цилиндром 27 поднимают схват 14 и вставляют использованный инструмент в гнездо нижней ползушки 20. Цилиндром 25 выдвигают эту ползушку в крайнее переднее положение, При этом инструмент вынимают из схвата 14, планка 24 закрывает окно 26 кольца 22 и становится как бы его продолжением.Цилиндром 27 опускают схват 14, перемещают каретку 11 до совмещения оси схвата 15 с вертикальной осевой плоскостью диска 18. При этом схват 14 расцепляется, а схват 15 зацепляется с планкой 29 цилиндра 27, Поднимают схват 15. Одновременно после выдвижения ползушки в крайнее переднее положение приводом 17 поворачивают диск 18 до выставления очередной ползушки 20 с новым по программе инструментом в нижнюю позицию смены, Движением ползушки назад вставляют инструмент в схват 15 и опускают его, Цикл смены инструмента за кончен.Крайние положения цилиндров 25, 27, 28 и положение каретки 11 контролируются конечными выключателями (не показано).Формула изобретения 1,Устройство для автоматической смены инструментов преимущественно на металлорежущем станке с вертикальным шпинделем, содержащее дисковый инструментальный магазин, включающий корпус и поворотный диск с гнездами под инструмент и два одинаково ориентированных схвата, установленных на вертикальных направляющих каретки, размещенной посредством роликовых опор на верхней Ч-образной и нижней горизонтальных направляющих, закрепленных на боковой стороне стойки станка, отл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения занимаемой производственной площади, оно снабжено тремя силовыми цилиндрами, а магазин снабжен ползушками и кольцом, при этом магазин установлен на стойке станка над горизонтальными направляющими с возможностью поворота вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной направляющим, ползушки установлены в направляющих, выполненных на периферии диска с возможностью перемещения в направлении, параллельном оси магазина, причем гнезда под инструмент выполнены в ползушках, на корпусе последних выполнены поперечные сквозные пазы, а кольцо закреплено на корпусе магазина с задней стороны диска соосно с последним с возможностью взаимодействия своей периферийной поверхностью с пазами ползушек, при этом один из силовых цилиндров установлен на стойке станка за магазином горизонтально и снабжен вертикальной планкой, закрепленной на его штоке с возможностью размещения в окне, дополнительно выполненном в кольце магазина в позиции смены инструмента и поочередного взаимодействия с поперечными пазами ползушек, а два других силовых цилиндра закреплены на стойке станка под горизонтальными направляющими, причем один из них установлен в вертикальной плоскости, проходящей через горизонтальную ось магазина, а другой - в вертикальной плоскости, проходящей через ось шпинделя станка, перпендикулярно горизонтальнымнаправляющим, и снабжены горизонтальными планками, закрепленными на их штоках с возможностью взаимодействия со сквозными пазами, дополнительно выполненными на корпусе каждого схвата.2.Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что скосы верхней Ч-образной направляющей выполнены на разной высоте,а каждая из верхних роликовых опор выполнена составной из двух разновеликих конических роликов, при этом ролик с большимдиаметром установлен с возможностью вза имодействия с верхним скосом, а ролик сменьшим диаметром установлен соосно с первымс возможностью взаимодействия с нижним скосом направляющей,1787739 Вид Г гг едактор В.Фельдм Густи ре Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина,Заказ 35ВНИИП Составитель Л,СтолбовТехред М. Моргентал Тираж Подписноедарственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5