animateMainmenucolor
activeMenucolor
Главная / ЧПУ станок / Фрезерный ОЦ / Устройство Смены Инструмента

Устройство Смены Инструмента

устройство смены инструмента

На основе разработанной ЭНИMCом методики была создана модульное устройство автоматической смены инструмента (АСИ), которое применимо на большинстве обрабатывающих центров, имеющих диапазон размеров B=320...1600 мм независимо от компоновочных решений станков. Исключение составили консольно-фрезерные станки, широкоуниверсальные инструментальные станки малых размеров и станки сверлильно-фрезерно-расточной группы в шпинделе с конусом BT30.

Основные технические характеристики устройств смены инструмента, входящих в модульную систему, можно изменять в указанных ниже пределах В зависимости от требований заказчика.

Предусмотрены следующие характеристики системы: вместимость магазина инструментов 20...100 шт.; положение рабочего шпинделя (горизонтальное, вертикальное и комбинированное); конусность хвостовика инструмента 7:24 (BT40, BT50); максимальная длина инструмента 400 мм для конуса ВТ40, 500 мм для конуса ВТ50; максимальная масса инструмента 15 кг для конуса BT40, 30 кг для конуса BT50; способ поиска инструмента - кодированные гнездо или инструмент; предусмотрено слежение за положением шпинделя; расположение магазина инструментов - подвесное или напольное.

Основными узлами, входящими в систему, являются автооператор, магазин инструментов, траверса, механизм слежения и устройство управления. Ряд узлов и некоторые модификации устройств смены инструмента показаны на рис. 1, а примеры сочетаний узлов в таблице на рис. 2.

Рис. 1. Модульная система автоматической смены инструмента, разработанная ЭНИMCом: а - инструментальные магазины; б - автооператоры: в - траверса; г - механизм слежения; д - подставка; e - примеры размещения АСИ на обрабатывающем центре

Устройство автоматической смены инструмента -1 предназначено для смены инструмента в горизонтальном шпинделе одностоечного MC; магазин инструментов и траверса закреплены на подвижной стойке станка. Смена инструмента осуществляется в среднем положении шпиндельной бабки по оси Y. При необходимости смены инструмента в любом положении шпиндельной бабки используется устройство АСИ-1.1. Магазин инструментов в этом случае крепят на стойке, а траверсу - на шпиндельной бабке.

Рис. 2. Различные сочетания узлов устройств автоматической смены инструмента (прим. - знаком «+» обозначен узел, входящий в АСИ).

Устройство автоматической смены инструмента -2 применяют для смены инструмента в горизонтальном шпинделе одностоечного обрабатывающего центра с консольно расположенной шпиндельной бабкой. Магазин инструментов закреплең на стойке сбоку, удлиненная траверса - на каретке механизма слежения. Смена инструмента осуществляется в любом положении шпиндельной бабки по оси Y.

Устройство автоматической смены инструмента - 3 предназначено для смены инструмента в вертикальном шпинделе одностоечного станка. Магазин инструментов закреплен на стойке сбоку. Траверсу в этом случае делают разрезной: ее закругленный конец крепят на шпиндельной бабке, а прямолинейный - на стойке сбоку. Смену инструмента осуществляют в крайнем верхнем положении шпиндельной бабки. Такую же компоновку, но с напольным магазином имеет устройство АСИ-3.1, используемое в станках повышенной точности. В этом исполнении прямолинейный конец траверсы крепят на стойке магазина инструментов.

Устройство автоматической смены инструмента - 4 применяют для смены инструмента в вертикальном шпинделе двухстоечного станка с ползунковой шпиндельной бабкой. Напольный магазин инструментов расположен сбоку у левой стойки, на которой крепится траверса. Смену инструмента осуществляют в крайнем левом положении шпиндельной бабки и верхнем положении ползуна.

Устройство автоматической смены инструмента - 5 предназначено для смены инструмента в вертикальном или горизонтальном шпинделе двухстоечного станка с ползунковой шпиндельной бабкой и сменной головкой с горизонтальным шпинделем. Напольный вариант магазина инструментов расположен у левой стойки, на которой крепят траверсу. Автооператор в этом случае имеет механическую руку со смещением захватов.

Устройство автоматической смены инструмента - 6 применяют для смены инструмента в вертикальном или горизонтальном шпинделе двухстоечного станка с подвижной поперечной и сменной головкой с горизонтальным шпинделем. Магазин инструментов расположен аналогично АСИ-6, а траверса в этом случае закреплена на поперечине. Смену инструмента осуществляют в крайнем левом положении шпиндельной бабки и любом положении поперечины. Механическая рука автооператора также выполнена со смещением захватов.

Устройство автоматической смены инструмента - 7 предназначено для смены инструмента в горизонтальном шпинделе одностоечного обрабатывающего центра высокого класса точности. Напольный магазин инструментов расположен сбоку. На стойке магазина закреплена направляющая механизма слежения, к каретке которого крепятся траверсы. Смену инструмента осуществляют в любом положении шпиндельной бабки по оси Y.

Устройство автоматической смены инструмента - 8 применяют для смены инструмента в вертикальном шпинделе двухстоечного обрабатывающего центра высокого класса точности. Напольный магазин инструментов расположен сбоку у левой стойки. Траверса установлена параллельно поперечине на дополнительных опорах. Автооператор следит за положением шпиндельной бабки. Его механическая рука выполнена со смещением захватов. Смена инструмента осуществляется в любом положении шпинделя по оси Y. Рассмотренные компоновочные решения модульной системы автоматической смены инструмента относят к типовым представителям устройств АСИ, но возможности системы АСИ не ограничиваются только этими исполнениями. Рассмотрим основные узлы модульной системы устройств смены инструмента.

Автооператор предназначен для доставки инструмента от магазина к шпинделю. Его основными узлами являются тележка, механическая рука, блок механизма выдвижения и поворота руки и механизм фиксации этого блока. Тележка представляет собой привод перемещения автооператора на траверсе. Вращение от двигателя посредством электромагнитных муфт преобразуется в перемещение автооператора или в поворот руки на 180°. В приводе перемещения имеется двухступенчатый редуктор, выходным звеном которого является вал с двумя кремальерными шестернями. Последние, находясь в зацеплении с рейками и перекатываясь по направляющим траверсы, стабилизируют положение каретки в двух плоскостях: перпендикулярном и параллельном направлении ее движения по траверсе.

Выдвижение руки осуществляется дифференциальным гидроцилиндром, снабженным двумя дросселирующими устройствами, срабатывающими в крайних положениях штока цилиндра. Поворот руки на 180° осуществляется благодаря передаче вращения от двигателя через муфту, червячную и коническую передачи на выдвижной корпус гидроцилиндра, к которому крепят руку. Для захвата инструмента служат подпружиненные губки руки, которые после выдвижения на 20 мм жестко фиксируются профильным кулачком. Автооператор для станков с вертикальным шпинделем отличается наличием дополнительного движения от блока поворота на 90°.

Предусмотрены следующие модификации автооператора по исполнениям основных узлов: типу привода (гидравлический или от высокомоментного двигателя); номеру конуса (ВТ40 или ВТ50); расположению шпинделя станка (горизонтальный, вертикальный) и размеру между осями инструментов в руке (450...800 мм). Тележка автооператора для устройства смены инструмента к шпинделям с конусом BT40 и BT50 одинакова. Модификации автооператора приведены в таблице на рис. 3.

Рис. 3. Модификация автооператора (прим. - каждая модификация имеет горизонтальное и вертикальное исполнение. Знаком «+» обозначен тип исполнения конца автооператора).

При использовании устройства смены инструмента на двухстоечных станках, типа портальные фрезерные станки с ЧПУ, со сменными головками с горизонтальным шпинделем для автоматической смены инструмента в обоих шпинделях необходимо обеспечить смещение захватов руки от оси ее поворота. Для этого предусмотрены четыре модификации руки со смещением захватов на 60, 100, 160 и 250 мм.

Магазин инструментов может быть цепным с горизонтальной осью вращения и с горизонтальными осями инструментов. Привод вращения магазина представляет собой реверсивный двухступенчатый редуктор. Цепь магазина приводится в движение от гидравлического или электрического высокомоментного двигателя. Механизм фиксации цепи, закрепленный на траверсе, предназначен для жесткой связи траверсы с гнездом, из которого берется новый инструмент, или с гнездом, в которое ставится использованный инструмент. Рычаги механизма фиксации инструмента обеспечивают доведение искомого гнезда в требуемое положение после остановки магазина.

В модульной системе автоматической смены инструмента в зависимости от требований заказчика поиск инструмента осуществляется кодированием гнезда или инструмента. В первом случае поиск производится по кратчайшему пути. При этом используется индуктивный датчик, состоящий из четырех индуктивных конечных переключателей. Во втором случае поиск осуществляется также по кратчайшему пути с установкой инструмента в свободное гнездо и его перекодировкой.

При этом используется фотоэлектрический датчик, взаимозаменяемый с индуктивным, для чего предусмотрены инструментальные гнезда с отверстиями для прохода светового луча. Инструментальные гнезда двух типов (в зависимости от способа кодирования) крепят на стандартной втулочно-роликовой цепи. По требованию заказчика магазин может быть выполнен с числом гнезд от 20 до 100 и шагом t между ними согласно рис. 4.

Траверса, по которой перемещается автооператор от магазина к шпинделю, имеет постоянное сечение для устройства автоматической смены инструмента. Предусмотрены различные ее модификации по длине. Траверсы нормальной длины применяют в станках с центрально расположенной шпиндельной бабкой. Удлиненные траверсы используют в станках с боковым расположением шпиндельной бабки и в этом случае крепят на каретке следящего устройства. Разрезные траверсы применяют при напольном магазине и поперечно-подвижной стойке обрабатывающего центра. При этом прямолинейный конец траверсы закрепляют на магазине, а закругленный - на шпиндельной бабке.

Механизм слежения выполняют в виде каретки, перемещающейся по направляющей и имеет две модификации: с приводом каретки, размещенным на ней (вариант АСИ-2), и приводом от цепи магазина (вариант АСИ-7).

Рис. 4. Модификация инструментальных магазинов: S - шаг гнезд магазина; dиmax - максимальный диаметр инструмента, устанавливаемого в магазин при соседних заполненных гнездах; Dиmax - то же, при соседних пустых гнездах; L - общая длина инструмента с оправкой, включая хвостовик; m - масса инструмента