Проников А.С. 1995 Т.2 Ч.2 (830967), страница 17
Текст из файла (страница 17)
При применении на многоцелевых станках многошпиндельных головок нх смена может производиться путем поворота револьверной головки, в позициях которой установлены многошпиндельные головки (см. рис. 8.40, б, в), а также с помощью автооператора, который устанавливает головку из магазина на шпиндельиую бабку (см. рис. 8.40,г, д). При этом в первом случае (см. рис. 8.40,д) смена головок производится захватом головок 1 и 8 автооператором 2 и поворотом на 180'. Во втором случае (см. рис.
8.40, г) смена головок осуществляется их линейным смещением соответственно из магазинов 1 и 2 в позицию на шпиндельной бабке 3, и наоборот: со шпиндельной бабки— з магазин. Важной задачей при проектировании механизмов автоматической смены инструментов является достижение минимального времени смены инструмента. Повышение быстродействия механизмов автоматической смены инструментов осуществляется следующим образом: совершенствованием компоновки механизмов автоматической смены и станков в целом, что способствует сокращению времени и числа последовательных движений, а также перемещений исполнительных органов, это достигается в основном с помощью конструктивных мероприятий; совершенствованием приводов механизмов автоматической смены инструментов (в основном автооператоров) путем улучшения их структуры и динамических процессов в них, что способствует повышению режимов работы и долговечности этих механизмов.
Характерные особенности работы автооператоров — непродолжительное время цикла работы, непостоянство массы и момента инерции исполнительных органов, большие динамические нагрузки, колебания и удары в механизмах приводов во время переходных процессов (при разгоне, торможении и реверсе). Приводы автооператоров представляют собой системы, состоящие из двигателя, передаточного механизма н устройства управления, включающие также датчики положения, скорости, силы и др. В качестве приводных двигателей используют гидро- н пневмоцилиндры, гидро- и пневмодвигатели с вращательным и иеполноповоротным качательным движением ротора, электродвигатели постоянного и переменного тока, линейные двигатели и электромагниты.
Передаточные механизмы автооператоров могут быть различными: простые зубчатые, планетарные и волновые редукторы, преобразователи движения (зубчато-реечные, рычажные, кривошипные, кулачковые н др.). Переходные режимы работы автооператоров характеризуются законом изменения скорости о их движения по времени й Хотя наибольшее быстродействие механизма достигается при треугольном законе изменения скорости, когда переходный процесс совершается за два этапа — разгон с максимально возможным ускорением до максимальной скорости и затем торможение с~ наибольшим замедлением до полной остановки, — на практике применяют трапецеидальный закон из- Рис.
8.50. Расчетная схема для определения мо- мента М» неуравновешенности автооператора Максимальный момент приводного двигателя М„„и его мощность Мк „определяют по формулам [61: 4ухлфд Мамах~се(1 а к)(1 ти)1 (8.3) зухра ' квак та(1 а с)(1 т2Х1+, У (8.4) Здесь Х,' — суммарный динамический момент инерции двигателя и механизма, приведенный к валу двигателя с учетом общего коэффициента передачи Й;, 1,'=1л+й,тт, где пс — масса исполнительного органа; Уд — момент инерции двигателя; Ьфд — угол поворота вала двигателя; й — коэффициент нагрузки двигателя по моменту, й = Мс'/Мд„„, М,' — статический момент нагрузки; с 1 /1 — параметр, получаемый по диаграмме скорости движения (см.
рис. 8.49). По полученным параметрам выбираютсоответствующий двигатель, а затем по его характеристикам уточняют минимальное время выполнения движений автооператором и проводится его проектный расчет. Характеристики приводов поступательного движения (с гидро-, пневмоцилиндрами и другими линейными двигателями) выбирают по расчетным значениям параметров автооператора: наибольшей скорости оп и предельной нагрузке силой г" „. По этим значениям и выбранному давлению р определяют диаметр цилиндра [61: р 4ЬРмкк (8.5) пр где о=1,1...
1,5 — коэффициент, зависящий от типа уплотнений штока цилиндра. Затем находят расход рабочей жидкости Я=о„а,5, где Я вЂ” площадь поршня. По каталогу определяют ближайший типоразмер гидро- или пневмоцилиндра и с учетом его характеристик выполняют проектный расчет привода автооператора.
Пример проектирования конкретного механизма привода авто- оператора для смены инструментов на многоцелевом станке приведен в работе [61. При автоматической смене инструментов важной задачей является поиск нужного инструмента в магазине. Это может обеспечиваться следующими способами: 101 1) установкой инструментов в магазине в соответптвии с последовательностью обработки заготовки. В этом случае инструменты занимают в магазине одно и то же место.
Каждый инструмент используется в течение цикла обработки только один раз. Если вместимость магази~на превышает число используемых при обработке инструментов, предусматривают вспомогательные перемещения 1повороты) магазина. Недостаток данного способа — возможность ошибок оператора при комплектовании и установке инструментов в магазин, а также ограниченные технологические возможности станка; 2) кодированием посадочных мест магазина. Хвостовики с инструментами в этом случае устанавливают в одни и те же места, но могут использоваться многократно в любой последовательности.
Однако здесь также не искл1очается возможность ошибки при установке хвостовиков в конкретное гнездо магазина; 3) кодированием самих хвостовиков с инструментом. Инструменты в этом случае могут устанавливаться в любой последовательности и в любое место на магазине. Первоначально в большинстве многоцелевых станков кодирование хвостовиков с инструментами проводилось установкой на хвостовике набора кодовых колец. Пример кодирования хвоотовиков с помощью установки на хвостовике 2 комбинации из десяти колец 1 показан на рнс. 8.51. Первые Рис. 8.51. Хвостовик с кодовыми кольцами пять колец обозначают номер группы инструментов, а другие пять— номер инструмента.
В этом случае возможно кодирование 3! группы по 31 инструменту в каждой группе, т. е. 961 инструмента. При расположении кодовых колец, показанном иа рис. 8.51, номер группы 2+4=6 и номер инструмента 1+2+8=11. При повороте магазина хвостовики перемещаются относительно ощупывающего устройства. Когда находится нужный инструмент, магазин останавливается и происходит смена инструмента. Недостаток данного способа — усложнение конструкции хвостовика н увеличение его длины, относительная трудоемкость установки колец.
В настоящее время применяется электронная система кодирования резцедержавок и хвостовиков. На рис. 8.52 показана система кодирования резцедержавок фирмы Ьапдч1к Согошап1. Фирма Нег1е1 применяет в качестве носителя кода микроэлемент с защищенной 44-битной памятью, функционирующий как запоминающее устройство и не требующий никакого электропитания.
Он имеет небольшие размеры (диаметр 12,4 или 8,5 мм, толщина 7 мм) и высокую механическую прочность. Для каждой резцедержавки или хвостовика в память вводятся ЦВ-КГ фадеем 1 1 1 1 7 1 1 ! Рис з.о2. Система кодироиаиия реацедержатедей фирмы 'оапцуиг Согогпапц о — конструкция реэцедержателя: У вЂ” короус: Я вЂ” гнеэдо для устаяовкв кодового элемента: 6— кодогый элемент: б — схеме кодкровання йнструмента: т — устройство настройка нвструмента; У вЂ” мнкроэвм: 6 — ввтерфейс1 6 — эаансмаающая (счнтывающая1 головка; 6 — кодовый элемент: 6 — реэцедержавка: У вЂ” ввод данных следующие данные: геометрический профиль режущей пластины; материал инструмента; типоразмер и геометрический профиль инструмента; значение коррекции.
Считывание информации производится бесконтактно с высокой скоростью на расстоянии до 12 мм. Внешние воздействия (стружка, СО)К, грязь) не оказывают влияния на передачу сигналов. Технические характеристики элементов для кодирования инструментов, выпускаемых фирмой ОеЬЬагд Ва1пЛ (Германия), приведены в подразд. 9.5.
Хвостовики с инструментами, взятые автооператором из )1нструментального магазина, устанавливаются в конусное посадочное отверстие шпинделя станка,(конус 7:24, выполненный по ГОСТ 15945 — 82) и там зажимаются. Перед установкой хвостовика шпиндель должен иметь строго ориентированное положение, что выполняется специальным механизмом. Кроме того, его посадочное отверстие продувается сжатым воздухом для удаления возможных загрязнений. Зажим хвостовнков в шпинделе производится их осевым смешением тарельчатыми пружинами с захватом за специальную часть хвостовика либо с помощью шариков (рис. 8.53,а), либо специальной лепестковой цангой (рис.
8.53, б). В первом случае (см. рнс. 8.53,а) при осевом смещении втулки 4 вверх тарельчатыми пружинами шарики 2 вдавливаются конусной частью гильзы 8 и захватывают хвостовик 1, втягивая его в отверстие шпинделя. При разжиме втулка 4 смещается вниз, шарики 2 выходят из ее отверстий на конусном участке гильзы 8, освобождая хвостовик. Во втором случае (см. рис. 8.53, б) захват хвостовика 2 производится лепестками цанги 1 при осевом смешении тарельчатыми пружинами штанги 8, когда лепестки сжимаются гильзой 4. При смещении штанги 8 вниз лепестки цанги освобождают хвостовик 2.
Коническое соединение переднего конца шпиндели с хвостовнком должно обеспечивать точное центрирование хвостовика в шпинделе и требуемую жесткость соединения. Для конического соединения шпинделя и хвостовика в соответствии с расчетной схемой, показанной на рис. 8.54, упругое перемещение Рис. 8.53. Свеям зажима оправки в шпинделе ставка: а — пеерккеик; б †лепестков лексой под действием радиальной силы )р', приложенной на расстоянии а от конца шпинделя, равно (2) у= б+Еа, (8.6) где б — смещение на краю конического соединения вследствие контактных деформаций;  — угол поворота в коническом соединении.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
