Способ и устройство для автоматической смены инструмента в металлорежущем станке, управляемом устройством чпу - RU2007110982A

Реферат

1. Способ замены инструмента, закрепленного в шпинделе металлорежущего станка, управляемого устройством ЧПУ, на требуемый инструмент при помощи устройства автоматической смены инструмента, которое содержит шпиндельную бабку, на которой с возможностью вращения установлен шпиндель и которая выполнена с возможностью перемещения в осевом направлении, револьверную головку для хранения одного или более инструментов с множеством зажимов, установленных по ее периферии, причем упомянутая револьверная головка установлена с возможностью вращения вокруг поворотной оси для позиционирования требуемого инструмента в положение смены инструмента, а также с возможностью наклона вокруг шарнирной оси для закрепления/отсоединения инструмента к/от шпинделя, и механизм осуществления наклонного перемещения упомянутой револьверной головки в направлении к упомянутому шпинделю и от него, использующий осевое перемещение шпиндельной бабки, при этом в упомянутом способе

задают целевой график скорости для наклонного перемещения упомянутой револьверной головки;

вычисляют угловые положения упомянутой револьверной головки как функцию времени ее наклонного перемещения на основе упомянутого целевого графика скорости;

вычисляют осевые положения упомянутой шпиндельной бабки как функцию времени на основе вычисленных угловых положений упомянутой револьверной головки как функции времени;

создают программу перемещения, согласно которой упомянутая шпиндельная бабка принимает вычисленные угловые положения как функцию времени; и

управляют осевым перемещением упомянутой шпиндельной бабки в соответствии с созданной программой перемещения при помощи устройства ЧПУ, чтобы заменить инструмент, закрепленный в шпинделе на требуемый.

2. Устройство автоматической смены инструмента для металлорежущего станка, управляемого устройством ЧПУ, предназначенное для замены инструмента, закрепленного в шпинделе металлорежущего станка, на требуемый инструмент, содержащее

шпиндельную бабку, на которой с возможностью вращения установлен шпиндель и которая выполнена с возможностью перемещения в осевом направлении;

револьверную головку для хранения одного или более инструментов с множеством зажимов, установленных по ее периферии, причем упомянутая револьверная головка установлена с возможностью вращения вокруг поворотной оси для позиционирования требуемого инструмента в положение смены инструмента, а также с возможностью наклона вокруг шарнирной оси для закрепления/отсоединения инструмента к/от шпинделя;

механизм осуществления наклонного перемещения упомянутой револьверной головки в направлении к упомянутому шпинделю и от него, использующий осевое перемещение упомянутой шпиндельной бабки;

запоминающее устройство, хранящее данные осевого перемещения упомянутой шпиндельной бабки для множества сегментов перемещения, полученных путем разделения осевого перемещения шпиндельной бабки во время наклонного перемещения упомянутой револьверной головки, в результате чего наклонное перемещение упомянутой револьверной головки происходит в соответствии с целевым графиком скорости так, чтобы наклонное перемещение в направлении к шпинделю плавно замедлялось к моменту его окончания, а наклонное перемещение в направлении от шпинделя плавно ускорялось от момента его начала, и в результате чего скорость осевого перемещения упомянутой шпиндельной бабки имеет минимальное значение в момент окончания наклонного перемещения упомянутой револьверной головки в направлении к шпинделю и в момент начала наклонного перемещения упомянутой револьверной головки в направлении от шпинделя; и

средство привода шпиндельной бабки, управляемое устройством ЧПУ на основе упомянутых данных осевого перемещения упомянутой шпиндельной бабки, хранящихся в запоминающем устройстве, для осевого перемещения упомянутой шпиндельной бабки таким образом, чтобы создать наклонное перемещение упомянутой револьверной головки.

3. Устройство автоматической смены инструмента для металлорежущего станка по п.2, в котором минимальное значение скорости осевого перемещения упомянутой шпиндельной бабки, содержащееся в данных осевого перемещения, хранящихся в запоминающем устройстве, равно нулю.

4. Устройство автоматической смены инструмента для металлорежущего станка по п.2, в котором данные осевого перемещения упомянутой шпиндельной бабки, хранящиеся в запоминающем устройстве, содержат величины перемещения и скорости в блоках из множества сегментов перемещения, и упомянутое средство привода шпиндельной бабки приводит в действие шпиндельную бабку, исходя из скоростей и величин перемещения, считанных из соответствующих блоков.

5. Устройство автоматической смены инструмента для металлорежущего станка по п.2, в котором осевое перемещение упомянутой шпиндельной бабки во время наклонного перемещения упомянутой револьверной головки может быть разделено на периоды выдачи, в которые устройство ЧПУ выдает команды на перемещение соответствующим управляющим осям металлорежущего станка, и данные осевого перемещения, хранящиеся в запоминающем устройстве, содержат величины перемещения для соответствующих периодов выдачи, а упомянутое средство привода шпиндельной бабки приводит ее в действие с использованием величин перемещения, считанных из запоминающего устройства в соответствующие периоды выдачи.

6. Устройство автоматической смены инструмента для металлорежущего станка по п.2, в котором упомянутый механизм осуществления наклонного перемещения упомянутой револьверной головки содержит кулачковый механизм, имеющий кулачок и следящий элемент кулачка.

7. Устройство автоматической смены инструмента для металлорежущего станка по п.2, в котором данные осевого перемещения упомянутой шпиндельной бабки содержат осевые положения шпиндельной бабки как функцию времени, вычисленные на основе угловых положений упомянутой револьверной головки как функции времени во время наклонного перемещения упомянутой револьверной головки в соответствии с целевым графиком скорости.

8. Устройство автоматической смены инструмента для металлорежущего станка по п.7, в котором угловые положения упомянутой револьверной головки как функции времени вычисляются путем интегрирования скорости наклонного перемещения упомянутой револьверной головки в соответствии с целевым графиком скорости.

9. Устройство автоматической смены инструмента для металлорежущего станка по п.7, в котором упомянутый механизм осуществления наклонного перемещения упомянутой револьверной головки содержит кулачковый механизм, имеющий кулачок, выполненный как единое целое со шпиндельной бабкой, и следящий элемент кулачка, установленный на револьверной головке с возможностью вращения.

10. Устройство автоматической смены инструмента для металлорежущего станка по п.9, в котором осевые положения упомянутой шпиндельной бабки вычисляются как осевые положения упомянутой шпиндельной бабки, при которых кулачок контактирует со следящим элементом кулачка при угловых положениях упомянутой револьверной головки как функции времени.