Устройство для передачи деталей между прессами

Иллюстрации

Устройство для передачи деталей между прессами (патент 897351)
Устройство для передачи деталей между прессами (патент 897351)
Устройство для передачи деталей между прессами (патент 897351)
Устройство для передачи деталей между прессами (патент 897351)
Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Соцналнстнческнх

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ о1189735 1 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 16.04.80 (21) 2910595/25-27 с присоединением заявки HP (5()М К, 3

В 21 D 43/18

Государственный комнтет ссср ло делам нзобретеннй н открытмй (13) ПриоритетОпубликовано 150182 Бюллетень Н9 2

Дата опубликования описания 150 1,82 (53) УДК 621.979.067 (088. 8) В.К.Смирнов; Л.A.Ëóêüÿíoâ, A.Ä.Øëûãèí, В.А.Шебеко и A.Ã.EHäoêèìoâ (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ДЕТАЛЕЙ МЕЖДУ

ПРЕССАМИ

Изобретение относится к механизации и автоматизации транспортирования деталей с одной технологической позиции на другую, в частности к устройст-5 вам (ля передачи деталей между прессами B листоштампЬвочном производстве в автоматических линиях на базе промышленных роботов, выполняющих подачу деталей в штамп и выдачу из штампа.

В настоящее время к устройствам для передачи деталей между прессами выдвигаются следующие основные требования: быстроходность, компактность, точность позиционирования передаваемых деталей. Для увеличения быстроходности нужно уменьшить массу движущихся частей устройства, чтобы уменьшить динамические нагрузки, как при торможении, так и при разгоне, Известны ленточные транспортеры, содержащие основание, бесконечную конвейерную ленту, магниты, расположенные под лентой, привод ленты. Магниты служат для фиксации деталей на ленте (Ц .

Недостатком этих устройств является Фо, что на них невозможно осуществить точное позиционирование транспортируемых деталей из-за вы- ЗО тяжки и пробуксовки транспортерной ленты. Кроме того, лента сама по себе не имеет достаточной жесткости, чтобы осуществить точное позиционирование транспортируемых деталей при больших динамических нагрузках, которые возникают при частых и быст-. рых остановках, как того требует высокий темп работы современных прессов.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является передающее устройство, содержащее смонтированную на основании гильзу с торцовыми крышками и каналами для подсоединения к трубопроводам подвода сжатого воздуха, размещенный внутри гильзы поршень со штоком, подвижную каретку для транспортирования деталей и тормозные блоки для смягчения ударов и плавного останова при . торможении каретки 32).

Недостатком известного устройства является наличие в устройстве штока, который жестко соединен с поршнем цилиндра и с кареткой, что приводит к большим габаритам устройства по длине, При выдвижении штока из цилиндра для него требуется место, приблизительно равное или большее хода поршня.

897351

Так как общая длина корпуса цилиндра и выдвинутого штока часто оказынается черезмерно большой, в 2,2-2,6 раза больше величины хода, то привод не всегда можно разместить между прессами, не увеличивая общей длины линии.

При применении в пневмоприводах ускоряющих реечных передач, габариты несколько сокращаются, но привод конструктивно усложняется и снижается точность позиционирования за счет увеличения передаточного числа.

Для имеющих широкое распространение прессов усилием 16-100 тс установочное расстояние между прессами берется до 2300 мм и более.

При таких расстояниях масса штока получается большой, что затрудняет разгон и останов движущихся частей устройства и поэтому время цикла передачи деталей увеличивается, а кроме того, увеличиваются динамические 33 нагрузки, что недет к повышенному износу устройства и снижению точнос-. ти позиционирования транспортируемой детали.

Кроме этого, из-3a H H H K H Zg механических связей с поршнем, кареткой, а также уплотнения штока в крышке цилиндра конструкция привода усложняется, а надежность работы снижается.

Целью изобретения является уменьшение габаритов передающего устройства и движущихся масс.

Поставленная цель достигается тем, что н устройстве для передачи деталей между прессами, содержащем смонтированную на основании гильзу с торцовыми крышками и каналами для подсоединения к трубопроводам подачи сжатого воздуха, размещенный внутри гильзы поршень, подвижную каретку для транс- 40 портирования деталей и тормозные блоки, поршень выполнен магнитным, а каретка для транспортирования деталей имеет выполненные из ферромагнитного материала взаимодействующие с поршнем 45 элементы и смонтирована на гильзе, изготовленной из немагнитного материала с возможностью перемещения относи-: тельно нее.

Такое конструктивное Решение поз- що воляет осуществлять движение каретки непосредственно от поршня за счет маг-. нитной связи посредством индукционных линий (магнитных силовых линий) магнитного потока, создаваемого магнитным поршнем, и надобность в традиционном штоке, соединяющим каретку с поршнем, отпадает.. Следовательно, масса движущихся частей значительно и уменьшается за счет отсутствия штока и механических связей с поршнем Я и кареткой, особеннО ПРи больших ходах, что очень важно, так как масса штока в этом случае значительно превосходит массу поршня и каретки с передаваемой деталью вместе взятых. 65

Каретка и магнитный поршень имеют свои тормозные блоки.

Для повышения точности позиционирования каретки для транспортирования деталей тормозные блоки магнитного поршня и каретки смещены вдоль оси для останона магнитного поршня за ка:реткой по ходу возвратного движения.

Тормозной блок плавно притормажи« вает каретку и точно ее позиционирует, так как связь между кареткой и поршнем осуществляется магнитным потоком, позноляющим относительное перемещение магнитного поршня относительно каретки.

Для фиксации на каретке деталей из ферромагнитных материалов при транспортировании участок каретки между опорной поверхностью, на которой находится транспортируемая деталь, и поверхностью, обращенной к гильзе, выполнен из немагнитного материала.

Вследствие этого, индукционные линии магнитного потока, создаваемого магнитным поршнем, замыкаются через тело транспортируемой детали и притягивают ее к каретке. т.е. фиксируют ее. Таким образом, надобность в специальных трафаретных или магнитных схватах отпадает, Для облегчения съема этих деталей, чтобы она не притягивалась к каретке магнитным поршнем, гильза имеет вставки из ферромагнитного материала.

На фиг. 1 схематически представлено предлагаемое устройстно для передачи деталей между прессами, разрез; на фиг. 2 — поперечный разрез по каретке, разрез A-A на фиг. 1, изображающий вариант, когда втулка каретки выполнена целиком из ферромагнитного материала;. на фиг, 3 — то же, но вариант, когда каретка имеет отдельные элементы выполненные иэ ферромагнитного материала; на фиг. 4 " то же, но вариант когда участок каретки между опорной поверхностью,накоторой находится транспортируемая деталь, и поверхностью обращенной к магнитному поршню, выполнен из немагнитного материала; на фиг. 5 - магнитный разрез по магнитному поршню, представляющему сборный вариант, состоящий из .втулки, ныполненной из постоянного магнита и шайб, выполненных из материала, проводящего магнитное поле;на фиг.6 поперечный разрез по магнитному поршню представляющему конструктивный вариант, когда постоянные магниты раСположены радиально и залиты эпоксидной смолой; на фиг. 7 — вариант, когда постоянные магниты расположены по окружности вдоль.оси гильзы1на фиг.8то же, поперечный разрез; на фиг. 9 продольный разрез по магнитному порш897351 ню, представляющему вариант с электромагнитной катушкой.

На основании 1 посредством кронштейнов 2, выполненных за одно целое с крышками 3, смонтирована гильза 4, изготовленная из немагнитного материала (например силумина, алюминия, не5 магнитной латуни, бронзы, фтороплас га, эбонита, пластмассы, стекла и

Т.Д*) °

Внутри гильзы 4 помещен со свободой перемещения вдоль гильзы поршень 5,, который выполнен магнитным. Магнитный поршень 5 является свободно движущимся поршнем, т.е. плавающим поршнем без штока.

На поршне 5 смонтировано уплотнение в виде резиновых колец б. В крышках 3 смонтированы тормозные блоки 7 для смягчения ударов магнитного поршня 5 в крайних его положениях. Тормозные блоки в частном случае могут Щ быть гидравлическими.

Каретка 8 для транспортирования деталей 9 смонтирована на гильзе 4 со свободой движения вдоль гильзы, которая служит направляющей для каретки. 75

Каретка 8 имеет ступицу 10, охватывающую гильзу 4.

Ступица, для увеличения тягового усилия, может быть выполнена целиком из ферромагнитного материала (фиг. 2),30 а также для облегчения конструкции ступица может быть изготовлена из легкого материала или из материала с низким коэффициентом трения, но при этом в.тело ступицы заделаны отдель- 31 ные элементы 11, изготовленные из ферромагнитного материала, которые охватывают гильзу 4 снаружи.

Чтобы каретка 8 не поворачивалась вокруг гильзы 4, могут быть применены различные конструктивные приемы, например ходовая шпонка, закрепленная на гильзе по всей ее длине (не показана).

Каретка 8 может.в частном случае иметь участок 12, выполненный из не- 45 магнитного материала, который рас положен между опорной поверхностью

13, на которой находится транспортируемая деталь 9, и поверхностью 14, обращенной к магнитному поршню (фиг. 5()

4) .

В крайних положениях каретки смонтированы тормозные блоки 15 для смягчения ударов при остановке каретки.

Тормозные блоки 7 магнитного порш- 5 ня 5 установлены по отношению соот55 ветствующих тормозный блоков 15 каретки так, что магнитный поршень после останова каретки имеет возможность продолжения своего движения относительно уже остановившейся каретки на 60 некоторую величину а (фиг. 1), соответствующую величине перемещаемых масс и скорости перемещения.

Тормозные блоки 7 магнитного поршня и тормозные блоки 15 каретки в 65 частном случае могут иметь одинаковое конструктивное устройство °

Тормозные блоки 15 имеют пружинный шариковый фиксатор 16. На каретке 8 смонтированы штыри 17 с проточ,ками 18 под шариковые фиксаторы 16.

Iàêèì образом, тормозные блоки являются тормозными устройствами, выполняющими одновременно и роль фиксаторов.

Для фиксации транспортируемых деталей 9 на каретке 8 могут быть смонтированы трафареты 19 с ограничительной конфигурацией соответствующей транспортируемой детали или захваты различных типов; магнитные, вакуумные, клещевые и т.д. (не показаны).

Подвод и отвод сжатого воздуха в гильзу 4 осуществляется через отверстия 20, Схваты 21 и 22 промышленных роботов располагаются над кареткой 8 на позициях укладки и взятия деталей 9 с каретки для передачи в штамп прессов.

На позициях укладки и съема транспортируемых деталей с каретки гильза

4 имеет вставки 23, изготовленные из ферромагнитного материала и являющиеся продолжением самой гильзы.

Конструктивное выполнение магнитного поршня может быть самым различным. Он может быть целиковым, т.е. выполненным как единое целое из постоянногo магнита (фиг. 1);сборным— из постоянного магнита в виде втулки 24 и шайб 25 (фиг. 5) выполненных из материала„ проводящего магнитное поле, и несущих на себе уплотнительные элементы (не показаны).

Постоянные магниты в поршнях могут располагаться радиально, как, например, магниты 26 (фиг. 6); по окружности вдоль оси гильзы, как магниты

27 (фиг. 7) и т.д.

Поршни с электромагнитной катушкой 28, (фиг. 9) также могут быть выполнены по различным конструктивным схемам.

Магниты могут заливаться эпоксидным клеем, стеракрилом, силумином и т.д.

Постоянные магниты могут быть изготовлены из различных материалов, например из сплавов алнико и магнико.

Эти магниты развивают отрывную силу не меньшую, а даже большую, чем электромагнитные. В последнее время начали применять ферритные керамические постоянные магниты. Существуют также оксидно-бариевые магниты. Эти магниты также отличаются высокой силой притяжения. Плиты с такими магнитами успешно применяются на фрезерных, строгальных и других станках.

Что касается магнитных поршней с электромагнитными обмотками, то их конструкция может быть аналогичной конструкции электромагнитных муфт, 897351 магнитных столов, надежных в работе и широко применяемых в шлифовальных, фрезерных и других различных станках.

Удельная сила притяжения современных электромагнитных плит колеблется в пределах 20-130 г/см (2-13 кгс/см )

Для питания электромагнитных плит . применяют чаще постоянный ток напряжением 24, 48, 110 и 220 В. Наиболее часто применяют ток напряжением 119 в,)g

Мощность, потребляемая электромагнитными плитами, обычно находится в пределах 100-300 Вт. В качестве источника питания наиболее часто применяют селеновый выпрямитель.

Потребное усилие перемещения каретки с деталью невелико, так как масса транспортируемой детали и самой каретки сравнительно мала. При применении шариковых сепараторов усилие перемещения еще меньше. Так, при общей подвижной массе 10 кг и коэффициенте трения 0,1 потребное усилие перемещения равно 1 кг, что вполне приемлимо, учитывая удельную силу притяжения магнитов в среднем 2 кгс/ñì1. Как вид-25 но, запас по тяговому усилию большой.

Устройство для перемещения деталей между прессами работает следующим образом.

При подаче сжатого воздуха через 3Q отверстия 20 во внутрь гильзы 4 в ту или иную полость магнитный поршень 5 движется в соответствующую противоположную сторону. Уплотнение полостей гильзы друг от друга осуществляется. резиновыми кольцами 6 магнитного поршня 5.

Магнитный поршень 5 создает вокруг себя магнитное поле, магнитный поток которого проходит сквозь стенку гильзы 4 из немагнитного материала и за- 40 мыкается через втулку каретки из ферромагнитного материала или отдельные элементы 11, изготовленные также из ферромагнитного материала и заделанные в тело каретки. Возникает магнит- 45 ная сила сцепления магнитного поршня с кареткой 8, достаточная для того, чтоб каретка перемещалась совместно с магнитным поршнем.

Так как тормозные блоки 7 магнит- gp ного поршня 5 установлены по отношению соответствующих тормозных блоков

15 каретки, то в крайних положениях каретка первой взаимодействует со своим тормозные блоком 15 по сравнен 55 нию с моментом взаимодействия магнитного поршня 5 со своим тормозным блоком 7. Штырь 17 каретки входит в отверстие пружинного шарикового фиксатора 16 и нажимает на свой тормозной блок 15. Этот блок срабатывает, т.е. 60 смягчает удар каретки и плавно ее останавливает. Шарик фиксатора 16 заскакивает в проточку 18 штыря 17 каретки и удерживает ее от смещения, т.е. стопорит. 65

Поршень после полного останова каретки подолжает свое движение на некоторую величину 4 для того, чтобы . гарантировано довести каретку, а тем самым и транспортируемую деталь 9, до нужного положения с заданной точностью позиционирования, и только потом полностью останавливается.

Магнитный поршень 5 в конечном положении упирается в штырь своего тормозного блока 7, который смягчает удар поршня и плавно его останавливает.

После того, как каретка 8 остановилась, промышленный робот своим схватом 22 берет деталь 9 и переносит ее в штамп пресса, или, в зависимости от положения каретки, другой робот схватом 21 кладет деталь 9 на каретку. Деталь 9 может. быть взята непосредственно из магазина или быть уже отштампованной, т.е. ее переносят из штампа пресса.

После этого сжатый воздух переключается в противоположную полость. Магнитный поршень 5 при обратном движении своим магнитным потоком опять увлекает за собой каретку 8, При обратном ходе каретки ее штырь

17 расцепляется с шариковым фиксатором 16. Тормозной блок 15 каретки 8 и тормозной блок 7 магнитного поршня

5 возвращаются в исходное положение, т.е. они готовы к новому торможению и смягчению удара.

Далее цикл работы устройства повторяется.

Для того, чтобы фиксировать транспортируемые детали на каретке, используя магнитный поток, создаваемый магнитным поршнем, участок 12 каретки между опорной поверхностью 13, на которой находится транспортируемая деталь 9, и поверхностью 14, обращенной к магнитнбму поршню, выполнен из немагнитного материала, сквозь который магнитный поток поршня проходит через тело транспортируемой детали и замыкается, тем самым притягивает эту деталь к каретке, т.е. фиксирует °

Таким образом, надобность в специальных схватах, траферетах отпадает.

На позициях укладки и съема транспортируемых деталей с каретки схватами промышленных роботов гильза имеет вставки 23, изготовленные из ферромагнитного материала и являющиеся продолжением самой гильзы. Магнитный поток, создаваемый магнитным поршнем, замыкается через эти вставки, которые выполняют роль экрана. Магнитный поток, приходящий через транспортируемую деталь, ослабляет или совсем исчезает, а тем самым исчезает и сила прижатия детали к каретке. Таким образом,транспортируемая деталь освобождается от фиксирующего действия магнитного потока и может быть легко, без затруд10

897351

Формула изобретения

21 йений, снята. схватом промышленного робота с каретки, Предложенное устройство по сравнению с известными обладает следующими преимуществами. 3а счет того, что поршень выполнен магнитным, а 5 гильза — из немагнитного материала, каретка для транспортирования деталей размещена на гильзе и имеет вставки из ферромагнитного материала,охватывающие гильзу, отпадает надобность в штоке цилиндра, благодаря чему уменьшаются габариты устройства, масса движущихся частей, повышается надежность работы. Преимущества тем более ощутимее, чем больше потребный ход поршня. При транспорти- 15 ровании деталей из ферромагнитных материалов не требуется применение специальных трафаретов или схватов, монтируемых на каретке, что ведет к снижению себестоимости производст- 2О ва.

Так как листоштамповочное производство имеет многономенклатурный характер, изобретение даст положительный эффект, поскольку отпадает р5 надобность не только в большом количестве трафаретов, но и стеллажей для их хранения. Кроме этого, экономится время на переналадку трафаретов, что увеличивает производительность труда, ЗО а себестоимость производства снижается.

Годовой технико-экономический эффект от использования изобретения составит 3 тыс. руб. (от применения одного устройства).

l. Устройство для передачи деталей @ между прессами, содержащее смонтированную на основании гильзу с торцовыми крышками и каналами для подсоединения к трубопроводам подачи сжатого воздуха, размещенный внутри гильзы поршень, подвижную каретку для транспортирования деталей и тормозные блоки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения габаритов устройства, и массы движущихся частей, поршень выполнен магнитным, а каретка для транспортирования деталей имеет выполненные из ферромагнитного материала взаимодействующие с поршнем элементы и смонтирована на гильзе, изготовленной из -немагнитного материала с возможностью перемещения относительно нее.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности позиционирования

) каретки для транспортирования деталей, тормозные блоки магнитного поршня и каретки смещены вдоль оси для останова магнитного поршня за кареткой по ходу возвратного движения.

3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью фиксации на каретке деталей из ферромагнитных материалов, участок каретки между опорной поверхностью, на которой находится деталь, и поверхностью, обращенной к гильзе, выполнен из немагнитного материала.

4. Устройство по пп. 1, 2 и 3, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с (целью обеспечения съема транспортируемых деталей из ферромагнитных материалов с каретки, гильза имеет вставки из ферромагнитного материала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент СНА Р 4034846, кл. 198-422, опублик. 1977.

2. Власов С.Н. и Черпаков Б.И.

Справочник молодого наладчика автоматических линий и специальных станков. М., Высшая школа, 1977, с. 29-30 (прототип) .