УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ И ВЫГРУЗКИ ОБРЕЗНЫХ КОНЦОВ ПРУТКОВ ИЗ МЕХАНИЧЕСКОГО СТАНКА
DEVICE AND METHOD FOR REMOVAL AND UNLOADING OF CUTTING ENDS OF RODS FROM MECHANICAL MACHINE

Настоящее изобретение относится к устройству для извлечения и выгрузки обрезных концов прутков, остаточных частей на конце обрабатываемых прутков, подаваемых посредством загружающего механизма в механический станок, например, автоматический токарный станок.
В области обработки прутков посредством токарного станка известно использование загружающих механизмов, автоматическим и поступательным образом подающих пруток на соответствующий шпиндель упомянутого выше токарного станка. Один тип загружающего или подающего механизма снабжен толкателем прутка, обеспечивающим продвижение прутка поступательно по последовательным этапам через обрабатывающий модуль или модули токарного станка. Задний конец прутка временно составляет единое целое с толкателем прутка посредством механического соединения. После окончания обработки прутка, его задний конец образует остаточный обрезной конец обработки, который должен быть удален из токарного станка. В этот момент втягивается толкатель прутка до тех пор, пока он не возвратит и не высвободит то, что осталось от прутка, т.е. обрезной конец, внутрь загружающего механизма. Хотя раскрытый выше загружающий механизм работает надежным образом, существует большая потребность в более универсальном техническом решении, которое, при обеспечении значительно сокращенных габаритных размеров и простой и недорогостоящей конструкции, позволило бы эффективным образом извлекать обрезные концы прутков, выгружая их, при необходимости, в различные накопительные зоны, тем самым устраняя ограничение, обусловленное необходимостью перемещения обрезных концов прутков внутрь загружающего механизма.
Одна задача настоящего изобретения заключается в создании решения, позволяющего упростить и усовершенствовать в целом процессы обработки прутков на механических станках и, в частности, извлечения и выгрузки обрезных концов прутков, оставшихся после обработки.
Другая задача заключается в создании устройства для извлечения и выгрузки обрезных концов прутков, которое будет очень универсальным, иметь недорогостоящую, упрощенную конструкцию, несложную в применении и адаптируемую к известным загружающим механизмам, которые уже используются.
Другая задача заключается в создании устройства для извлечения и выгрузки обрезных концов прутков, имеющего очень небольшие габаритные размеры как в поперечном, так и в продольном направлении относительно траектории продвижения прутка.
Вышеуказанные задачи могут быть решены посредством устройства и способа для извлечения и выгрузки обрезных концов прутков, раскрытых соответственно в пунктах 1 и 12 формулы изобретения.
Посредством изобретения устраняются недостатки, присущие известным системам подачи прутков и извлечения соответствующих обрезных концов прутков, оставшихся после процесса обработки.
Признаки и преимущества изобретения будут понятны из формулы изобретения и из описания.
Изобретение может лучше пояснено и реализовано со ссылками на прилагаемые чертежи, иллюстрирующими вариант его осуществления посредством неограничивающего примера, на которых:
- фиг. 1 представляет собой изометрическое изображение, иллюстрирующее устройство для извлечения и выгрузки обрезных концов прутков согласно изобретению, примененное к загружающему механизму, только часть которого проиллюстрирована;
- фиг. 2 и 3 представляют собой соответственно вид сзади и вид сбоку установки с фиг. 1;
- фиг. 2А иллюстрирует увеличенный фрагмент с фиг. 2;
- фиг. 4 иллюстрирует захватывающий элемент, содержащийся в устройстве для извлечения и выгрузки обрезных концов прутков согласно изобретению;
- фиг. 4А представляет собой продольное сечение захватывающего элемента по плоскости IV-IV, обозначенной на фиг. 4;
- фиг. 5 представляет собой вид спереди узла с фиг. 1;
- фиг. 6 представляет собой фрагментарный вид в сечении по плоскости VI-VI, обозначенной на фиг. 5;
- фиг. 7 представляет собой вид сверху устройства для извлечения и выгрузки обрезных концов прутков;
- фиг. 8 иллюстрирует увеличенный фрагмент с фиг. 5;
- фиг. 9-12 представляют собой другие виды отдельно устройства для извлечения и выгрузки обрезных концов прутков;
- фиг. 13 и 14 иллюстрируют более подробно некоторые части устройства для извлечения и выгрузки обрезных концов прутков, в частности, поддерживающего и переносящего модуля и захватывающего элемента, соответственно, в двух различных взаимных положениях;
- фиг. 15-22 иллюстрируют схематическим образом в последовательности различные этапы работы устройства для извлечения и выгрузки обрезных концов прутков согласно изобретению.
A
I
На прилагаемых чертежах проиллюстрировано устройство 1, предназначенное для извлечения и выгрузки обрезных концов 2 прутков, выполненное с возможностью применения к загружающему механизму 3 для автоматической подачи прутков в механический станок 4, в частности, в токарный станок 4, который может быть снабжен одним шпинделем или множеством шпинделей. Устройство 1 извлечения и выгрузки выполнено с возможностью размещения между загружающим механизмом 3 и токарным станком 4. В частности, устройство 1 извлечения и выгрузки имеет поддерживающую конструкцию 33, закрепленную на конце загружающего механизма 3, из которого выходят прутки, так, чтобы, таким образом, располагаться по ходу за загружающим механизмом 3, но по ходу перед токарным станком 4 относительно направления D подачи прутка на него. Таким образом, между загружающим механизмом 3 и механическим станком 4 образована промежуточная рабочая область R, предназначенная для удаления, выемки и выгрузки обрезных концов 2 прутков.
Поддерживающая конструкция 33 устройства 1 содержит крепежные кронштейны 29, имеющие форма муфты, причем посредством данных крепежных кронштейнов 29 обеспечивается возможность соединения устройства 1 извлечения-выгрузки с загружающим механизмом 3, более конкретно, с передними трубчатыми прутками 34, поддерживающими центрирующий механизм 35 для прутков во время подачи. Крепежные кронштейны 29, благодаря тому, что они имеют форму муфты, обеспечивают регулировку положения устройства 1 в продольном направлении относительно загружающего механизма 3 и механического станка 4. Поддерживающая конструкция 33 дополнительно имеет такую форму, чтобы обеспечивать регулировку положения устройства 1 в направлении, поперечном траектории Т продвижения и подачи прутков. В частности, обеспечена возможность регулировки положения устройства 1 также по высоте, т.е. в вертикальном направлении, для того, чтобы обеспечить возможность адаптации к геометрии загружающего механизма 3 и токарного станка 4. Более конкретно, предусмотрены первая пара 29А кронштейнов и вторая пара 29 В кронштейнов, прикрепленные, соответственно, к первой пластине 36 и второй пластине 37. Первая пластина 36 соединена с поддерживающей конструкцией посредством квадратных крепежных элементов 38, обеспечивающих регулировку вертикального и горизонтального положения первой пары 29А кронштейнов перпендикулярно направлению продвижения прутка. Вторая пластина 37 соединена с поддерживающей конструкцией 33 посредством разделительного средства 39, обеспечивающего регулировку ее горизонтального положения. Помимо этого, предусмотрено закрепляющее средство 40, содержащее винтовые элементы, находящиеся в сцеплении в имеющих подходящую форму пазах, обеспечивающих регулировку вертикального положения второй пластины 37 и, соответственно, второй пары 29 В кронштейнов.
В устройстве 1 извлечения-выгрузки также имеется захватывающий элемент 5, действующий в качестве зажима для удаления, перемещения и высвобождения обрезного конца 2.
Захватывающий элемент 5 выполнен с возможностью сцепления как с задним концом предназначенного для извлечения обрезного конца 2, так и с передним концом проталкивающего пруток модуля 7.
Устройство 1 извлечения-выгрузки дополнительно содержит подвижный поддерживающий и перемещающий модуль 10, 16, выполненный с возможностью поддержки и перемещения в определенные положения (описанные подробнее ниже) упомянутого выше захватывающего элемента 5, а также сбрасывающий модуль 11, вытесняющий соответствующий обрезной конец 2 из захватывающего элемента 5 и отправляющий обрезной конец 2 на элемент 9 скольжения, который переносит обрезной конец 2 в накопительную зону Zc. Упомянутые выше части устройства 1 извлечения-выгрузки обрезных концов 2 прутков более подробно описаны ниже.
Захватывающий элемент 5, который лучше виден на фиг. 4 и 4А, содержит трубчатый корпус 5 в виде втулки, в котором имеется первое гнездо 12, выполненное с возможностью приема и сцепления с толкающим пруток модулем 7, и второе гнездо 13, выполненное с возможностью приема и сцепления с обрезным концом 2. Толкающий пруток модуль 7 может проникать в первое гнездо 12 через первый конец 6 захватывающего элемента 5, в то же время обрезной конец 2 принимается во второе гнездо 13 через второй конец 8 захватывающего элемента 5, противоположный первому концу 6.
В трубчатом корпусе 5 в виде втулки в продольном направлении выполнено сквозное отверстие 41, соединяющее и обеспечивающее сообщение первого гнезда 12 со вторым гнездом 13. Сквозное отверстие 41 имеет форму, обеспечивающую проникновение сбрасывающего модуля 11, в частности, его толкающего вала 24, с прохождением первого гнезда 12 и, следовательно, сквозного отверстия 41, во второе гнездо 13, с тем, чтобы обеспечить возможность выталкивания обрезного конца 2 из захватывающего элемента 5 и вытеснения обрезного конца 2 в элемент 9 скольжения.
Первое гнездо 12 и второе гнездо 13 выполнены из способствующего адгезии материала, обеспечивающего жесткий захват обрезного конца 2 и стабильное соединение с возможностью отсоединения захватывающего элемента 5 с толкающим пруток модулем 7. В частности, захватывающий элемент 5 содержит два резиновых вкладыша 14, 15, в которых расположены, соответственно, упомянутые выше первое гнездо 12 и второе гнездо 13. Первое гнездо 12 имеет первый внутренний диаметр D1, который по существу равен диаметру проталкивающего пруток модуля 7, в то же время второе гнездо 13 имеет второй диаметр D2, который примерно равен соответствующему диаметру d'' обрезного конца 2.
Более конкретно, вкладыш 15 содержит вблизи второго конца 8 утолщенный кольцеобразный участок 44, имеющий дополнительный внутренний диаметр D2', который несколько меньше упомянутого выше второго диаметра D2. В частности, но не ограничиваясь этим, дополнительный диаметр D2' меньше второго диаметра D2 приблизительно на 0,3 мм. Утолщенный участок 44 служит для компенсации и контрастирования возможного вспучивания или деформации, возникающего во вкладыше 15 по причине цикличного его соединения с обрезным концом 2.
Во вкладыше 15 также предусмотрена скошенная принимающая область 43, служащая для облегчения приема обрезного конца 2 во второе гнездо 13.
Благодаря резиновому материалу, из которого изготовлены вкладыши 14, 15, легким и эффективным образом обеспечивается надежный захват обрезного конца 2, а также жесткое соединение с сильным захватом между захватывающим элементом 5 и толкающим пруток модулем 7.
Благодаря простой, но эффективной конструкции захватывающего элемента 5, устройство 1 извлечения-выгрузки довольно легко может адаптироваться к размерам и форме обрезного конца 2 и проталкивающего пруток модуля 6. Это достигается посредством простой замены захватывающего элемента 5 другим аналогичным ему элементом, но имеющим другую форму/размеры гнезд 12 и 13.
В раскрытом здесь варианте осуществления резиновые вкладыши 14, 15 сформованы отливкой непосредственно внутри трубчатого корпуса 5. Для этой цели в трубчатом корпусе 5 предусмотрены вентиляционные отверстия 42, обеспечивающие отхождение воздуха/газа во время операции отливки упомянутых выше вкладышей 14 и 15.
В другом возможном варианте осуществления вкладыши 14 и 15 прикреплены к трубчатому корпусу 5 посредством подходящих закрепляющих элементов, находящихся в сцеплении с отверстиями, выполненными в толще трубчатого корпуса 5. В этой конфигурации предпочтительно также предусмотрена возможность замены в трубчатом корпусе 5 только вкладышей 14, 15 с целью адаптации к различным диаметрам обрезного конца 2 и/или проталкивающего пруток модуля 7, что позволяет избежать необходимости замены всего захватывающего элемента 5. Может быть предусмотрен только один трубчатый корпус 5 и один комплект вкладышей 14, 15, различных размеров, подходящих для различных размеров прутка или различной формы проталкивающего пруток модуля 7.
Теперь будет описан более подробно подвижный поддерживающий и перемещающий модуль 10, 16, используемый для поддержки захватывающего элемента 5 и выполненный с возможностью движения для перемещения последнего из верхнего положения Р1, в котором захватывающий элемент 5 выровнен в осевом направлении с траекторией Т продвижения проталкивающего пруток модуля 7 и, следовательно, подаваемого прутка, в нижнее положение Р2, в котором захватывающий элемент 5 помещен вблизи упомянутого выше элемента 9 скольжения.
Подвижный поддерживающий и перемещающий модуль 10 содержит чашечный элемент 16 (лучше проиллюстрированный на фиг. 13 и 14), в котором имеется размещающее полуцилиндрическое гнездо 17 для захватывающего элемента 5. Чашечный элемент 16 содержит на первом конце, предназначенном для того, чтобы быть обращенным во время работы к загружающему механизму 3, опорную стенку 18, выступающую поперечно для закрепления упомянутого выше полуцилиндрического гнезда 17. Опорная стенка 18 имеет форму, приспособленную для приема с опорой первого конца 6 захватывающего элемента 5, так чтобы обеспечивать размещение чашечного элемента 16 точным и правильным образом в полуцилиндрическом гнезде 17. Разумеется, высота и/или геометрическая форма опорной стенки 18 выбирается таким образом, чтобы в верхнем положении Р1 она не мешала операции соединения проталкивающего пруток модуля 7 с захватывающим элементом 5. Например, на верхнем краю опорной стенки 18 может выполнена соответствующая засечка или щель, служащая для предотвращения задевания при продвижении проталкивающего пруток модуля 7.
Чашечный элемент 16 содержит на втором конце, предназначенном для того, чтобы быть обращенным во время работы к токарному станку 4, приподнятый краевой участок 19, служащий для удержания захватывающего элемента 5 в правильном положении в размещающем полуцилиндрическом гнезде 17. Приподнятый краевой участок 19 служит для предотвращения возможности выпадения захватывающего элемента 5, когда он находится в верхнем положении Р1, из чашечного элемента 16 во время соединения проталкивающего пруток модуля 7 с захватывающим элементом 5. Помимо этого, приподнятый краевой участок 19 служит для предотвращения возможности выпадения захватывающего элемента 5, когда он находится в нижнем положении Р2, из чашечного элемента 16 во время выбрасывания обрезного конца 2, осуществляемого посредством сбрасывающего модуля 11, 24.
Подвижный поддерживающий и перемещающий модуль 10 содержит ползунок 20, выполненный с возможностью скольжения вдоль вертикальной направляющей 21. К ползунку 20 прикреплено плечо 22, поддерживающее чашечный элемент 16. Предусмотрен приводной поршень 23, соединенный посредством шарнирного соединения 32 с упомянутым выше ползунком 20 и предназначенный для его перемещения, так чтобы переводить чашечный элемент 16 из упомянутого выше верхнего положения Р1 в упомянутое выше нижнее положение Р2, и наоборот.
Упомянутый выше сбрасывающий модуль 11 содержит каретку 26, к которой прикреплен толкающий вал 24, выполненный с возможностью скольжения вдоль горизонтальной направляющей 27 с тем, чтобы перемещать толкающий вал 24 вдоль направления Е сброса, параллельного расположенной выше траектории Т продвижения. Каретка 26 соединена посредством шарнирного соединения 28 с приводным цилиндрическим модулем 25. Благодаря цилиндрическому модулю 25, толкающий вал 24 перемещается вперед, проникая в захватывающий элемент 5 и выбрасывая обрезной конец 2, и назад, отсоединяясь от захватывающего элемента 5, обеспечивая возможность последующего его подъема в верхнее положение Р1.
Элемент 9 скольжения, служащий для приема и перемещения обрезного конца 2 в накопительную зону Zc, соединен с поддерживающей конструкцией 33 посредством стержневого элемента 30. Соединение элемента 9 скольжения со стержневым элементом 30 относится к регулируемому типу, например, обеспечивающему возможность выбора подходящего и необходимого положения и наклона элемента 9 скольжения. В частности, посредством стержневого элемента 30 можно отрегулировать как продольное положение, так и наклон элемента 9 скольжения.
Устройство 1 извлечения-выгрузки дополнительно содержит модуль 31 управления и синхронизации, выполненный с возможностью управления поддерживающим и перемещающим модулем 10 синхронным образом с толкающим пруток модулем 7 и, в свою очередь, управления сбрасывающим модулем 11 синхронным образом с поддерживающим и перемещающим модулем 10.
Со ссылками на фиг. 15-22, ниже кратко описана работа устройства 1 извлечения-выгрузки согласно раскрытому выше изобретению.
После окончания токарным станком 4 обработки прутка, сократившегося теперь до обрезного конца 2, может начинать работу устройство 1 извлечения и выгрузки.
На этапе I, проиллюстрированном на фиг. 15, поднимают вертикально захватывающий элемент 5 из чашечного элемента 16 в положение Р1, так чтобы он был готов входить в сцепление с толкающим пруток модулем 7.
На этапе II (проиллюстрированном на фиг. 16), обеспечивают сцепление толкающего пруток модуля 7 с захватывающим элементом 5, после чего могут снова опускать чашечный элемент 16, так чтобы он не мешал продвижению захватывающего элемента 5, поддерживаемого толкающим пруток модулем 7, к токарному станку 4, из которого должен быть принят и извлечен указанный обрезной конец 2. Затем на этапе III (проиллюстрированном на фиг. 17), обеспечивают, что толкающий пруток модуль 7 с захватывающим элементом 5 достигает обрезного конца 2, принимаемого во второе гнездо 13 захватывающего элемента 5 и остающегося в результате этого в стабильном захвате с последним благодаря эластичному зажимающему действию с захватом, осуществляемым посредством вкладыша 15. В этот момент втягивают толкающий пруток модуль 7, переводя вместе с ним захватывающий элемент 5 и обрезной конец 2 в верхнее положение Р1 (этап IV, проиллюстрированный на фиг. 18). Затем на этапе V, проиллюстрированном на фиг. 19, чашечный элемент 19 снова поднимают в верхнее положение Р1 для приема в его полуцилиндрическое гнездо 17 захватывающего элемента 5, несущего обрезной конец 2. Толкающий пруток модуль 7 могут втягивать или отсоединять от первого гнезда 12 захватывающего элемента 5, оставляя последний в чашечном элементе 16. На этапе VI (проиллюстрированном на фиг. 20), поддерживающий и перемещающий модуль 10 снова приводят в движение, чтобы опустить чашечный элемент 16, и тем самым захватывающий элемент 5 соединяют с обрезным концом 2 в нижнем положении Р2, тем самым переходя к последующему этапу VII (проиллюстрированному на фиг. 21), в котором обрезной конец 2 подготавливают к выбрасыванию из захватывающего элемента 5. В этот момент перемещают сбрасывающий модуль 11 (этап VIII на фиг. 22) и обеспечивают проникновение в первое гнездо 12 толкающего вала 24, проходящего через сквозное отверстие 41 и выходящего во втором гнезде 13, выталкивая при этом обрезной конец 2 за пределы захватывающего элемента 5. Затем обрезной конец 2 падает в элемент 9 скольжения, переносящий обрезной конец 2 в накопительную зону Zc.
Как очевидно из вышеописанного, устройство 1 обеспечивает решение упомянутых выше задач. В частности, устройство 1, благодаря структурной простоте захватывающего элемента 5, поддерживающего и перемещающего модуля 10, сбрасывающего модуля 11 и элемента 9 скольжения, имеет экономические преимущества и высокую механическую надежность. Подвижные части, благодаря очень скромным размерам и весу, имеют пониженную инертную массу, что обеспечивает работу устройства 1 даже на очень высоких скоростях работы, что, соответственно, обеспечивает ускорение всего цикла обработки.
Упрощенная структурная и функциональная конфигурация устройства 1 успешным образом приводит к значительному сокращению затрат на изготовление и обслуживание. Компактные размеры, ограниченные продольные габариты устройства 1 и возможность соединения с регулировкой положения, вертикально, в продольном и поперечном направлении относительно траектории продвижения прутков, позволяет устройству 1 адаптироваться к любой форме загружающего механизма 2.
Конфигурация и размеры устройства 1 могут быть выбраны надлежащим образом в зависимости от применения, для которого оно предназначено, и вариаций и/или дополнений того, что было раскрыто выше и проиллюстрировано на прилагаемых чертежах.