CS272989B1

CS272989B1 - Handling equipment

Info

Publication number: CS272989B1
Application number: CS204388A
Authority: CS
Inventors: Mikulas Ing Csc Szegheo; Dusan Ing Pospisil; Milos Ing Dobrovicky; Ladislav Kusy; Jozef Tomsik
Original assignee: Mikulas Ing Csc Szegheo; Pospisil Dusan; Dobrovicky Milos; Ladislav Kusy; Jozef Tomsik
Priority date: 1988-03-28
Filing date: 1988-03-28
Publication date: 1991-02-12
Also published as: CS204388A1

Abstract

The solution concerns a manipulator, mainly for manipulation with tool heads between a tool holder, a working machine and a container (100). The device consists of a taxi unit, a telescopic unit, a revolving unit and a gripping unit (500) and of a signalling device. The taxi unit (200), which is mounted on a stand of a container (100) has a linear guiding (230) collateral with an axis of the container (100). It is further equipped with a taxi drive (220) and a carrier (210) with moveable guide (212) for a basic body of the telescopic unit (300). This basic body is close connected with a revolving unit equipped with an arresting device (430). The revolving unit (400) is connected through a cylinder (600) of a rotational inlet of drive media with the gripping unit (500).<IMAGE>

Description

Vynález se týká manipulátora najma pre manipuléciu s nástrojovými hlavičkami medzi nástrojovým držiakom obrábacího stroja napr. zvislého sástruhu a zásobníkom alebo výměnnou stanicou.The invention relates to a manipulator, in particular for manipulating tool heads between a tool holder of a machine tool e.g. vertical lathe and tank or exchange station.

V sáčasnosti používané výměnné zariadenía pre výměna nástrojov vo zvislých sástruhoch sá umiestnené priamo na stojane obráhaeieho stroja. Vaččinou sá tvořené zo zásobníka napr. z raťazového a manipulačného zariadenía, pričom sa vymieňajá celé nástrojové jednotky aj. s držiakmi. Veťké hmotností a rozměry takto vytvořených jednotiek sá příčinou, že kapacity zásobníkov sá malé, čím sa· znižujá aj technologické možnosti obrábacieho stroja. K ním sá vytvořené jednoáčelové manipulačně zariadenía, ktoré umožňují výměnu týchto nástrojových jednotiek len na jednom pevnom mieste.The tool changer currently used in vertical lathes is located directly on the machine tool stand. They are formed from a magazine e.g. from the impact and handling equipment, replacing the entire tooling units, etc. with brackets. The large weights and dimensions of the units formed in this way cause the capacity of the cartridges to be small, thus reducing the technological possibilities of the machine tool. Single-handled handling devices are provided which enable the replacement of these tool units at only one fixed location.

Tieto nevýhody sá zmiernené manipulátorom podťa vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že pojezdová jednotka upevněná na stojane zásobníka má lineárně vedenie rovnoběžné s osou zásobníka, 3alej‘má pojezdový pohon a vozík s posuvným vedením pre základné teleso vysuvnej jednotky. Základné teleso je pevne spojené s otočnou jednotkou opatřenou aretačným zariadením, pričom otočná jednotka je cez bubon rotačného přívodu pohonných médií spojená s chápadlovou jednotkou.These disadvantages are alleviated by the manipulator according to the invention, which is characterized in that the travel unit mounted on the cartridge stand has a linear guide parallel to the cartridge axis, a further travel drive and a slide guide carriage for the base body of the slide unit. The base body is rigidly connected to a rotary unit provided with a detent device, the rotary unit being connected to the gripper unit via the rotary drive drum of the propellant media.

Prínosom vynálezu okrem iného je to, že sa rozšíria technologické možnosti a zvýši stupeň automatizácie stroja. Manipulátor je riešený stavebnicovo, čo umožňuje jeho prisposobenie k roznym veťkostiam zásobníkov, resp. umožňuje rozšírenie kapacity podťa potřeby. Výměna nástrojových jednotiek je umožněná z viacerých miest pevného nástrojového držiaka do ťubovolného miesta vo výmennej rovině. Usporiadanie narážkového zariadenía podťa vynálezu umožňuje jednoduché nastavenie a zorsdenie manipulátora.The benefit of the invention is, inter alia, that the technological possibilities are expanded and the degree of machine automation is increased. The manipulator is designed in a modular manner, which allows its adaptation to various sizes of containers, respectively. enables capacity expansion as needed. Replacement of the tool units is possible from several locations of the fixed toolholder to any location in the exchange plane. The arrangement of the stopping device according to the invention allows easy adjustment and alignment of the manipulator.

Ka přiložených výkresoch je příklad prevedenia manipulátora podťa vynálezu. Na obr. 1 je celkový pohťad na manipulátor, na obr. 2 je pohťad P z obr. l,na obr. 3 je priečny rez pojezdového mechanizmu, na obr. 4 je detailný rez excentrickej kladky, na obr. 5 je priečny rez narážkovým zariadením, na obr. 6 je pohťad P z obr. 2 na narážkové zariadenie, na obr. 7 je pozdlžny rez ohápadlovej jednotky a bubna, na obr. 8 je pohťad na chápadlová jednotku s čiastočným rezom odpruženého'válcového kolíka, na obr. 9 je REZ A-A z obr. 7, na obr. 10 je REZ B-B z obr. 2.The accompanying drawings show an example of an embodiment of a manipulator according to the invention. In FIG. 1 is an overall view of the manipulator; FIG. 2 is a view P of FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view of the travel mechanism; FIG. 4 is a detailed cross-section of the eccentric roller; FIG. 5 is a cross-sectional view of the stop device; FIG. 6 is a view P of FIG. 2 to the stop device, FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the pawl unit and the drum; FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the gripper unit; FIG. 9 is a section A-A of FIG. 7, FIG. 10 is the section B-B of FIG. Second

Manipulátor podťa obrázkov pozostáva z pojazdovej jednotky 200 upevnenej na stojane napr. zásobníka 100, ktorá má lineáme vedenie 230 rovnoběžné s osou a zásobníka 100, pojezdový pohon 220 a vozík 210, ktorý má vytvořené domčeky 211 s posuvným vedením 212. ialej vozík 210 pojazdovej jednotky 200 má vytvořené miesta pre aspoň čtyři pevné kladky 213 a štyri excentrické kladky 214 na vymedzenie vole voči horizontálně j rovině 231 lineárneho vedenia 230, pričom vždy jedna pevná kladka 213 a jedna excentrická kladka 214 sá vložené pod uhlom 30°< 60°.The manipulator according to the figures consists of a traveling unit 200 mounted on a stand e.g. a cartridge 100 having a linear guide 230 parallel to the axis and a cartridge 100, a travel drive 220 and a carriage 210 having sliding houses 211 with sliding guides 212. the carriage 210 of the travel unit 200 has seats for at least four fixed rollers 213 and four eccentric pulleys 214 for defining a clearance relative to the horizontal plane 231 of the linear guide 230, wherein each fixed pulley 213 and one eccentric pulley 214 are inserted at an angle of 30 ° <60 °.

Pojezdová jednotka 200 má áalej vytvořená pohybová skrutku 240, ktorej jeden koniec je v zábere s narážkovým zariadením 250 na nastavenie a signalizáciu polohy vozíka 210, pričom narážkové zariadenie 250 pozostáva z převodového mechanizmu 254, systému nastavitelných nerážok 252 a systému snímačov 253, a nastavovacieho hriadela 255, ktorý je posuvné, otočné a pružné uložený v teleae 251 narážkového zariadenia 250 a je opatřený na jednom konci tvarovým vybráním 257 prisposobeným na tvarové ukončenie 241 pohybovéj skrutky 240 a na druhom konci je opatřený profilom 256 pre kťáč 800 pře ručné nastavenie polohy vozíka 210. krajná poloha nastavovacieho hriadela 255 je sledovaná polohovacím snímačom 258.The travel unit 200 further has a motion screw 240, one end of which engages a pusher device 250 for adjusting and signaling the position of the carriage 210, the pusher device 250 comprising a gear mechanism 254, an adjustable stopper system 252 and a sensor system 253, and an adjusting shaft. 255, which is slidable, rotatably and resiliently mounted within the body 251 of the pusher device 250 and is provided at one end with a recess 257 adapted to form the end 241 of the movement screw 240 and at the other end with a profile 256 for the carriage 800 the extreme position of the adjusting shaft 255 is monitored by the position sensor 258.

V posuvnom vedení 212 vozíka 210 sa pohybuje základné teleso 310 výsuvnej jednotky 300. Základné teleso 310 výsuvnej jednotky 300 má na jednej straně vytvořená zberná nádobu 330 médii a na druhej straně spojovádu přírubu 320. Základné telesoThe sliding guide 212 of the carriage 210 moves the base body 310 of the pull-out unit 300. The base body 310 of the pull-out unit 300 has a media collecting container 330 formed on one side and a flange 320 on the other side.

CS 272989 BlCS 272989 Bl

310 výsuvnej jednotky 300 má v priečnom řeze v podstatě tvar obdížnika s vytvořenými vodiacimi plochami 311a a 311b a pozdížnym priechodzím otvorom 312 pře přívod pracovných médií, pričom je na jednom konci opatřené držiakom 313 pre pripojenie k pohonovej jednotke 340, ktorá je tvořená napr. priamočiarym hydromotorom.310 of the pull-out unit 300 has a substantially rectangular cross-sectional shape with the guide surfaces 311a and 311b formed and the longitudinal passage opening 312 through the working fluid supply, and is provided at one end with a holder 313 for connection to the drive unit 340. linear hydraulic motor.

Spojovacia príruba 320 výsuvnej jednotky 300 je pevne spojená s otočnou jednotkou 400, ktorá je opatřená pohonom 420 s rotačným snímačom 421 polohy, převodovým mechanizmom a aretačným zariadením 430 pre chápadlová jednotku 500 pričom polohovací prvok 431 aretačného zariadenia 430 zaberá do aretačných otvorov 620 bubna 600. íalej otočná jednotka 400 je s chápadlovou jednotkou 500 spojená cez výstupný hriadel' 410 cez prislúchajáci otvor 610 bubna 600. Chápadlová jednotka 500 je tvořená dvomi chápadlami 520a a 520b so samostatnými pohonmi 521 uloženými v spoločnom telese 530, ktoré má osadenie 531 pre spojenie s bubnom 600 a výstupné otvory 532 pre přívod pohonových médií, pričom chápadlá 520a a 520b majú minimálně dva držiaky 522a, 522b čelustí.The connection flange 320 of the pull-out unit 300 is rigidly connected to the rotary unit 400, which is provided with a drive 420 with a rotary encoder 421, a gear mechanism and a detent device 430 for the gripper unit 500. Further, the rotatable unit 400 is connected to the gripper unit 500 via an output shaft 410 through a respective bore 610 of the drum 600. The gripper unit 500 comprises two grippers 520a and 520b with separate drives 521 housed in a common body 530 having a shoulder 531 for coupling with the drum 600 and outlet ports 532 for supplying drive media, the grippers 520a and 520b having at least two jaw holders 522a, 522b.

Držiak 522a čelustí chápadel 520a, 520b chápadlovej jednotky 500 je opatřený jedným pevným válcovým kolíkom 523 a kuželovou náběhovou plbehou 524a pre zodpovedajilce vybranie 511a nástrojověj hlavičky 510 a dosadacou plochou 525. Druhý držiak 522b čelustí chápadel 520a, 520b chápadlovej jednotky 500 je opatřený najmenej dvomi odpruženými válcovými kolíkmi 526 a kuželovými náběhovými plochami 524b pre zodpovedajúce vybranie 511b nástrojovéj hlavičky 510. Odpružené valoové kolíky 526 sú opatřené tiež ofukovacími otvormi 527 pře přívod tlakového vzduchu na čistenie vybraní 521b nástrojovej hlavičky 510.The gripper jaw holder 522a of the gripper unit 520a, 520b is provided with one fixed cylindrical pin 523 and a tapered run-in 524a for corresponding recess 511a of the tool head 510 and an abutment surface 525. The second gripper jaw holder 522b has at least two gripper units. cylindrical pins 526 and tapered run surfaces 524b for corresponding recesses 511b of the tool head 510. The spring loaded cylindrical pins 526 are also provided with blow holes 527 for supplying compressed air for cleaning recesses 521b of the tool head 510.

Pri výměně nástrojovej hlavičky 510 zo zásobníka 100 do obrábacieho stroja napx'. zvislého sústruhu sa vozík 210 pojazdovej jednotky 200 presunie po lineámom vedení 230 pomocou pojezdového pohonu 220 a pohybovéj skrutky 240 do pracovněj polohy na výměnu. Tento stav je sledovaný a signalizovaný narážkovým zariadením 250, přitom základné teleso 310 výsuvnej jednotky 300 je vysunuté v jednej krajnej polohe pomocou pohonovej jednotky 340 v ktoréj os b chápadlovej jednotky 500 je súosá s obou a .zásobníka 100 a chápadlová jednotka 500 je otočená do vodorovnej polohy pomocou otočnej jednotky 400 a aretovaná aretačným zariadením 430, pričom chápadlo 520a chápadlovej jednotky 500 má otvorené čeluste a chápadlo 520b chápadlovej jednotky 500 má zovrete čeluste a má uchopená nástrojová hlavičku 510 pre výměnu. V tejto polohe je manipulátor připravený pre výměnu nástroja do držiaku obrábacieho stroja.When replacing the tool head 510 from the magazine 100 to a napx 'machine tool. With the vertical lathe, the carriage 210 of the travel unit 200 is moved along the linear guide 230 by the travel drive 220 and the movement screw 240 to the replacement position. This condition is monitored and signaled by the pusher device 250, while the base body 310 of the extension unit 300 is extended in one extreme position by the drive unit 340 in which the axis b of the gripper unit 500 is coaxial with both the container 100 and the gripper unit 500 rotated horizontally. position by the rotary unit 400 and locked by the detent device 430, wherein the gripper 520a of the gripper unit 500 has the jaws open, and the gripper 520b of the gripper unit 500 has the jaws gripped and has the tool head 510 for replacement. In this position, the manipulator is ready to change the tool into the machine tool holder.

Po signále na výměnu nástrojovej hlavičky 510 do držiaku obrábacieho stroja sa vysunie základné teleso 310 výsuvnej jednotky 300 pomocou pohonovej jednotky 340 do druhej krajnej polohy. Po odaretovaní pomocou aretačného zariadenia 430 sa chápadlo 520a chápadlovej jednotky 500 natočí pomocou otočnej jednotky 400 do výmennej polohy a zaaretuje pomocou aretačného zariadenia 430. Chápadlo 520a cez ofukovací otvor 527 odpružených válcových kolíkov 526 ofukne zodpovedajúce vybrania 511b v nástrojovej hlavičke 510 a uchopí nástrojová hlavičku 510 napr. opotřebovaná pomocou pevného válcového kolíka 523 a odpružených válcových kolíkov 526. Pri vytlačení nástrojovej hlavičky 510 z držiaku obrábacieho stroja pomocou napr. vyrážačov, odpružené válcové koliky 526 sa zatlačia, aby sa držiak 522b čelustí nedeformoval. Posunutím pojazdovej jednotky 200 chápadlo 520a vytiahne nástrojová hlavičku 510 z nástrojového držiaku, sáčasne odpružené válcové koliky 526 dotlačia nástrojová hlavičku 510 na dosadaciu plochu 525 pevného válcového kolíka 523. Po odaretovaní pomocou aretačného zariadenia 430 sa chápadlo 520a otočí o 180° pomocou otočnej jednotky 400 a tým sa chápadlo 520b s nástrojovou hlavičkou 510 dostane do výmennej polohy. Táto poloha je aretovaná aretačným zariadením 430. Pomocou pojazdovej jednotky 200 sa chápadlo 520b s nástrojovou hlavičkou 510 napr. novou vsunie do držiaku obrábacieho stroja. čeluste chápadla 520b sa otvoria a uvolnia nástrojová hlavičku 510. Aretačné zariadenie 430 odaretujeUpon signaling to change the tool head 510 into the machine tool holder, the base body 310 of the pull-out unit 300 is moved to the second extreme position by the drive unit 340. After locking with the locking device 430, the gripper 520a of the gripper unit 500 is pivoted by the rotary unit 400 to the interchangeable position and locked by the gripper 430. The gripper 520a blows through the blow hole 527 of the springed cylindrical pins 526. e.g. worn by a fixed cylindrical pin 523 and spring-loaded cylindrical pins 526. When the tool head 510 is pushed out of the machine tool holder by e.g. of the ejectors, the spring-loaded cylindrical pins 526 are pushed so that the jaw holder 522b does not deform. By moving the travel unit 200 the gripper 520a pulls the tool head 510 out of the tool holder, while the spring-loaded cylindrical pins 526 push the tool head 510 onto the bearing surface 525 of the fixed cylindrical pin 523. thereby, the gripper 520b with the tool head 510 is moved to an exchange position. This position is locked by the detent device 430. By the travel unit 200 the gripper 520b with the tool head 510 e.g. a new insert into the machine tool holder. gripper jaws 520b open and release tool head 510. Locking device 430 unlocks

CS 272989 Bl a otočná jednotka 400 natočí chápadlová jednotka 500 do vodorovnéj polohy a aretačné zariadenie 430 táto polohu zaaretuje. Základné teleso 310 výsuvnej jednotky 300 sa presunie do druhej krajnej polohy pomocou pohonovej jednotky 340, v ktorej os b chápadlovej jednotky 500 je súosá s osou a zásobníka 100. Pojezdová jednotka 200 presunie chápadlová jednotku 500 nad prázdné miesto v zásobníku 100. Po odaretovaní aretačným zariadením 430 otočná jednotka 400 natočí chápadlová jednotku 500, pričom chápadlo 520a sa dostane do výmennej polohy v zásobníku 100. Po zaaretovaní tejto polohy aretačným zariadením 430 pojezdová jednotka 200 vsunie nástrojová hlavičku 510 do prázdného miesta zásobníka 100. Chápadlo 520a otvorí čeluste a uvolní nástrojová hlavičku 510. Po odaretovaní aretačným zariadením 430 sa chápadlová jednotka 500 otočí do vodorovnej polohy pomocou otočnej jednotky 400 a v tejto polohe sa pomocou aretačného zariadenia 430 zaaretuje. Pojazdová jednotka 200 presunie chápadlová jednotku 500 nad nová nástrojová hlavičku 510 v zásobníku 100. Po odaretovaní pomocou aretačného zariadenia 430 sa chápadlová jednotka 500 natočí pomocou otočnej jednotky 400 do výmennej polohy pre výměnu novej nástrojovej hlavičky 510. Chápadlo 520b uchopí nová nástrojová hlavičku 510. Pomocou pojazdovej jednotky 200 vysunie nástrojová hlavičku 510 zo zásobníka 100. Po odaretovaní pomocou aretačného zariadenia 430 sa pomocou otočnej jednotky 400 chápadlová jednotka 500 natočí do vodorovnej polohy a zaaretuje pomocou aretačného zariadenia 430. Pomocou pojazdovej jednotky 200 sa chápadlová jednotka 500 presunie do pracovněj polohy na výměnu. V tejto polohe ja manipulátor připravený pre nový cyklus výměny. Jednotlivé výměnné pracovně polohy resp. referenčný bod sa před spuštěním automatického cyklu nastavia použitím kláča 800 cez nastavovací hriadel 255 nastavitelné narážky 252 systému snímačov 253 narážkového zariadenia 250. Konstrukčně prevedenie manipulátora rieši přívody pohonových médií a přenos signálov pomocou rotačných a pohyblivých prívodov v jednotlivých uzloch ako vodiacej reťaze 700, zbernej nádoby 330 médii, pozdížného priechodzieho otvoru 312, spojovacej příruby 320 a bubna 600.CS 272989 B1 and the rotary unit 400 rotate the gripper unit 500 to a horizontal position and the locking device 430 locks this position. The base body 310 of the extension unit 300 is moved to the second extreme position by a drive unit 340 in which the axis b of the gripper unit 500 is coaxial with the axis a of the cartridge 100. The travel unit 200 moves the gripper unit 500 over the empty space in the cartridge 100. 430, the pivot unit 400 pivots the gripper unit 500, whereby the gripper 520a reaches a replaceable position in the cartridge 100. After locking this position by the locking device 430, the travel unit 200 slides the tool head 510 into the empty space of the cartridge 100. After locking by the locking device 430, the gripper unit 500 is rotated to the horizontal position by the rotating unit 400 and is locked in this position by the locking device 430. The travel unit 200 moves the gripper unit 500 over the new tool head 510 in the cartridge 100. After unlocking with the locking device 430, the gripper unit 500 is rotated by the rotary unit 400 to the replacement position to replace the new tool head 510. The travel unit 200 slides the tool head 510 out of the magazine 100. After it has been unlocked by the locking device 430, the rotary unit 400 is rotated to the horizontal position and locked by the locking device 430. Using the travel unit 200, the gripping unit 500 is moved to the exchange position. . In this position, the manipulator is ready for a new replacement cycle. Individual replaceable working positions resp. the reference point is set by the key 800 through the adjusting shaft 255 of the adjustable encoder 252 of the encoder system 253 of the stopping device 250 prior to the automatic cycle. The design of the manipulator solves drive media and signal transmission via rotary and movable connections 330, the longitudinal through hole 312, the connecting flange 320, and the drum 600.

Claims

A manipulator especially for manipulating tool heads between a tool holder, a machine tool e.g. a vertical lathe and a magazine or exchange station comprising a travel unit, an ejection unit, a rotary unit, a gripper unit, and a signaling device, wherein the travel unit (200) mounted on a stand e.g. the container (100) has a linear guide (230) parallel to the axis and the container (100), a drive drive (220) and a carriage (210) having housings (211) and sliding guides (212) for the telescopic base body (310) unit (300), the base body (310) of the withdrawable unit (300) having on one side a collecting media container (330) and on the other side a connecting flange (320) which is rigidly connected to a rotating unit (400) provided with a detent device (430), wherein the rotatable unit (400) is connected by its output shaft (410) to the gripper unit (500) through the adjacent bore (610) of the rotary supply drum (600) of the drive media of the gripper unit (500).

2. Manipulator according to claim 1, characterized in that the carriage (210) of the travel unit (200) has seats for at least four fixed pulleys (213) and four eccentric pulleys (214) for defining a clearance relative to a horizontal plane (231) linear. lines (230),

CS 272989 B1, wherein each fixed roller (213) and one eccentric roller (214) are supported at an angle of 30 ° A A A 60 °.

The manipulator according to claim 1, characterized in that the end of the movement screw (240) of the travel unit (200) engages the stop device (250).

4. Manipulator according to Claims 1 and 3, characterized in that the stop device (250) consists of a gear mechanism (254) of the adjustable stop system (252) and of the transducer system (253) and further comprising an adjusting shaft (255) which is movable rotatably and resiliently mounted in the body (251) of the impact device (250) and is provided at one end with a recess (257) adapted to form the end (241) of the movement screw (240) and at the other end with a key profile (256) (800)

The manipulator according to claim 1, characterized in that the base body (310) of the ejection unit (300) has a cross-sectional cross-sectional shape with formed guide surfaces (311a, 311b) and a longitudinal passage opening (312) for working media supply. the body (310) of the withdrawable unit (300) is provided at one end with a holder (313) for connection to the drive unit (340), which is formed e.g. linear hydraulic motor.

Manipulator according to claim 1, characterized in that the rotary unit (400) is provided with a drive (420) with a rotary position sensor (421), a gear mechanism and a locking device (430) over the gripper unit (500), the positioning element (431) 1 of the locking device (430) engages in the locking holes (620) of the drum (600) of the gripper unit (500).

Manipulator according to claim 1, characterized in that the gripper unit (500) is formed by two pawls (520a, 520b) with separate drives (521) housed in a common body (530) having a spinning sleeve (531) (531). 600) and outlet openings (532) for supplying drive media.

8. Manipulator according to claims 1 and 7, characterized in that one of the jaw holders (522a) of the gripper unit (500) is provided with one fixed cylindrical pin (523) with a tapered leading surface (524a) for corresponding recess (511a) of the tool head ( 510) and the bearing surface (525) and the second jaw holder (522b) of the gripper unit (500) is provided with at least two sprung cylindrical pins (526) with tapered leading surfaces (524b) over a corresponding recess (511b) of the tool head (510).

Manipulator according to Claims 1, 7 and 8, characterized in that the spring-loaded cylindrical pins (526) are provided with blowing openings (527) for supplying compressed air for cleaning the recesses (511b) of the tool head (510).