DD141481A1 - Anordnung fuer den werkzeugwechsel an werkzeugmaschinen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung ist anwendbar beim automatischen Wechseln von mit Werkzeugen bestückten Werkzeugaufnahmen, die von einem Magazin direkt in den Werkzeughalter einer Werkzeugmaschine geschoben werden und umgekehrt. Die Erfindung hat zum Ziel, mit möglichst kurzen Wechselzeiten zu arbeiten und den die Wechselpositionen mit Zubehör tragenden Schlitten zu entlasten. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den die Kollisionsfreiheit zwischen Werkzeughalter und Werkzeugmagazin bestimmenden Hüllkreis von der Werkzeuglänge unabhängig zu machen. Dies wird erreicht, indem die Schwenkachse des Werkzeughalters parallel zur Achse der Arbeitsspindel der Maschine und der Bewegungsachse des Werkzeugmagazins angeordnet ist und zwei oder mehr Werkzeugaufnahmen achsparallel zum Werkzeughalter an dessen Umfang aufnehmbar sind. -Fig.1 -

Description

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Titel der Erfindung

Anordnung für den Werkzeugwechsel an Werkzeugmaschinen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Oie Erfindung ist anwendbar beim automatischen Wechseln von mit Werkzeugen bestückten Werkzeugaufnahmen, die von einem Magazin direkt in den Werkzeughalter einer Werkzeugmaschine geschoben werden und umgekehrt*

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach DE-PS 22 34 676 und DE-PS 23 18 778 sind Drehmaschinen bekannt, bei denen der Werkzeugwechsel selbsttätig erfolgt« Die Werkzeuge sind in Werkzeugaufnahmen angeordnet und mit diesen in einem Bandmagazin gespeichert. Sowohl dieses Magazin als auch ein Zweifach-Werkzeughalter sind auf dem Querschlitten der jeweiligen Maschine befestigt. Der Werkzeughalter ist um eine vertikale, zur Achse der Arbeitsspindel der Maschine rechtwinklige Achse aus einer Wechselin eine Arbeitsposition für die Werkzeuge und zurück schwenkbar* Oberhalb der Wechselposition befindet sich eine Position des Magazins, entweder bestückt und damit bereit zur Übergabe einer Werkzeugaufnahme mit Werkzeug in den Werkzeughalter oder leer und bereit zur Aufnahme eines im Werkzeughalter befindlichen Werkzeuges. Der Transport zwischen den Wechselpositionen von Magazin und Werkzeug erfolgi

mit Hilfe eines Greifers, der seitlich am Magazin angeordnet und linear verschiebbar bzw» auf dem Schlitten angeordnet und schwenkbar ist« Für eine störungsfreie und funktionssichere Dbergabe ist es notwendig, daß die jeweilige Werkzeugaufnähme genau entlang der Bewegungsbahn zwischen den Wechselpositionen geführt wird« Bei schweren Werkzeugen macht es sich also erforderlich, die Greifer und ihre Führungen entsprechend stabil zu dimensionieren» Diese Massen sowie die zugehörigen Antriebselemente bzw» Mittel zur Energieübertragung belasten den Maschinenschlitten, fördern dessen Verkanten in seinen Führungen sowie deren Verschleiß, welches Ergebnis sich nachteilig auf die Fertigungsgenauigkeit auswirkt· Nach US-PS 31 86 266 ist eine Drehmaschine bekannt, bei welcher der automatische Werkzeugwechsel ohne Verwendung eines zwischen Magazin und Werkzeughalter geschalteten Obergabeelementes stattfindet© Auf dem Querschlitten der Maschine befindet sich sowohl ein Werkzeughalter als auch ein Werkzeugmagazin« Der Werkzeughalter dient der Aufnahme nur eines Werkzeuges mit seiner Aufnahme« Er ist um eine vertikale, zur Achse der Arbeitsspindel rechtwinklige Achse schwenkbar, wodurch die Werkzeughalteraufnahme aus einer Wechsel- in eine Arbeitsposition und zurück bewegt wird« In Flucht mit Werkzeughalteraufnahrne in seiner Wechselposition befindet sich die Wechselposition des Werkzeugmagazins * Dieses ist als Scheibenmagazin ausgebildet, um seine zur Arbeitsspindel parallele Mittenachse schwenkbar und entlang dieser in beiden Richtungen beweg» bar· Diese Verschiebebewegung bewirkt, daß die Aufnahme des in der Wechselposition des Magazins gehaltenen Werkzeuges vom Werkzeughalter übernommen wird bzw« umgekehrt* Der Nachteil hierbei besteht darin_s daß der Werkzeughalter zur Aufnahme nur eines Werkzeuges eingerichtet ist© Damit geht dessen Schwenk- und auch die Wechselzeit in die unproduktive Neben« zeit der Maschine ein»

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In der Lösung nach US-PS 31 86 085 ist ein um eine vertikale Achse schwenkbarer Zweifach-Werkzeughalter offenbart, der mit einer Arbeits- und einer Wechselposition für das Werkzeug versehen ist· Mit ihm ist auf dem Querschlitten ein schwenk- und längs verschiebbares Werkzeugmagazin angeordnet« Zwischen Werkzeughalter und Werkzeugmagazin ist ein zusätzliches Obergabeelement.in Form eines Schwenkarmes vorgesehen, der zwischen beiden das jeweilige Werkzeug umsetzt« Der Arm überbrückt den Achsabstand zwischen den in den beiden Wechselpositionen befindlichen Aufnahmen von Werkzeughalter und Magazin« Dieser Abstand ist abhängig von der maximalen Werkzeuglänge und ist nötig, da-mit die Kollisionsfreiheit für das Schwenken der tangential im Werkzeughalter angeordneten Werkzeuge gewährleistet ist«

Ziel der Erfindung

Die Erfindung hat zum Ziel, beim automatischen Werkzeugwechsel an Werkzeugmaschinen mit möglichst kurzen Wechselzeiten zu arbeiten und den die Wechselpositionen mit Zubehör tragenden Schlitten zu entlasten«

Darlegung des Wesens der Erfindung

Den Mangeln des Standes der Technik liegen folgende Ursachen zugrunde::

- der Werkzeughalter der Maschine ist als Einfach-Werkzeughalter ausgebildet,

·- die maximale Werkzeuglänge erfordert bei einem Zweifach-Werkzeughalter, dessen Schwenkachse rechtwinklig zur Arbeitsspindelachse liegt, einen entsprechend großen kollisions· freien Raum, der dem Hüllkreis der Werkzeuge entspricht,

- zwischen Magazin und iVerkzeughalter sind zusätzliche Obergabeelemente geschaltet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum - -" Wechseln von mit Werkzeugen bestückten Werkzeugaufnahmen ari

Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen mit gemeinsam auf einem Maschinenschlitten angeordneten sowie schwenkbaren Werkzeughalter und Werkzeugmagazin, von denen das Magazin entlang seiner Schwenkachse verschiebbar ist, wodurch eine Werkzeugaufnahme aus dem Magazin entfernt und in den Werkzeughalter geschoben wird bzw· umgekehrt, und wobei die Achsen von Magazin und Arbeitsspindel der Maschine parallel liegen, zu schaffen, bei welcher der die Kollisionsfreiheit zwischen Werkzeughalter und Werkzeugmagazin bestimmende Hullkreis von der VVerkzeuglänge unabhängig ist*

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Schwenkachse des Werkzeughalters parallel zur Achse der Arbeitsspindel sowie der Bewegungsachse des Werkzeugmagazins angeordnet ist und zwei oder mehr Werkzeugaufnahmen achsparallel zum Werkzeughalter an dessem Umfang aufnehmbar sind* Der Werkzeughalter ist als horizontal gelagerter Drehkörper ausgebildet, an dessem Umfang achsparallele Führungen gleichmäßig verteilt angeordnet sind© Die Führungen bestehen je» wells aus einer Bodenfläche mit darauf längs verlaufenden Führungsprismen und einer Seitenfläche» Aus jeder der Bodenflächen ragt ein Spannelement heraus, welches im Werkzeughalter gelagert mittels Spannkeil gegen den Druck eines Federelementes senkrecht zur Bodenfläche verschiebbar ist«

Die horizontale Lage der Schwenkachse des Werkzeughalters in Verbindung mit der dazu parallelen Ausrichtung der Werkzeuge erbringt den Vorzug, daß der Hullkreis für das Schwenken des Werkzeughalters von der Länge der einzelnen Werkzeuge unabhängig und konstant istV Damit kann das Magazin zur unmittelbaren Bedienung des Werkzeughalters genutzt und in die dafür erforderliche achsparallele Nähe mit* dem Werkzeughalter gebracht werden, wodurch zusätzliche Öbergabeelemente entfallen« Indem der Werkzeughalter als Zwei- oder Mehrfachhalter ausgebildet ist, können die Vorzüge eines solchen genutzt und Nebenzeiten gesenkt werden*

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Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung ist nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert· In den beiliegenden Zeichnungen zeigen: Fig· 1 die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Anordnung an einer Drehmaschine; Fig» 2 die perspektivische Darstellung dieser

Anordnung; .

Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III in Fig· Ij Fig· 4 einen Schnitt nach Linie IV - IV in Fig· 2*

In Fig· 1 ist teilweise das Schrägbett 1 einer Drehmaschine dargestellt· Darauf befindet sich ein Längsschlitten 2, der einen Querschlitten 3 trägt. Auf dem Querschlitten 3 ist sowohl ein Gehäuse 4 als auch ein Gehäuse 5 befestigt. Im Gehäuse 4 ist ein schrittweise drehbarer Werkzeughalter 6 sowie ein dafür notwendiger Schwenkantrieb gelagert. Im Gehäuse 5 ist ein schrittweise drehbares und axial verschiebbares Magazin 7 mit den dazu erforderlichen Antrieben gelagert.

Eine detaillierte Darstellung von Werkzeughalter 6 und Magazin 7 enthält Fig· 2. Dort ist die Schwenkachse 6.1 des Werkzeughalters und die Schwenkachse 7.1 des Magazins 7 eingezeichnet, die zueinander und zur Achse 8·1 der Arbeitsspindel 8 der Drehmaschine parallel liegen. Der Werkzeughalter 6 ist gleichmäßig über den Umfang verteilt mit achsparallel verlaufenden Führungen versehen, die jeweils aus einer Bodenfläche 9 mit darauf längs verlaufenden Führungsprismen IO und einer Seitenfläche 11 bestehen« Zwischen den zwei Führungsprismen 10 ragt aus der Bodenfläche 9 ein Spannelement 12 in Form eines längs verlaufenden T-Stückes heraus· In Fig* 3 ist dargestellt, wie das Spannelement 12 im Werkzeughalter 6 geführt und rechtwinklig zur Bodenfläche 9 verschiebbar ist. Die Verschiebung wird durch ein koaxial auf dem Spannelement 12 gelagertes Federelement 13 sowie ein Spannkeil 14 bewirkt, der quer im Schaft des Spannelementes geführt ist und an einem Ende von einem Kolben-Zylindersystem

beaufschlagbar ist, welches im Werkzeughalter 6 untergebracht ist·*

Am Werkzeughalter 6 sind desweiteren zwei VJerkzeugaufnahmen 16; 17 angeordnet, indem jede von einer Führung des Werkzeughalters 6 aufgenommen auf den Führungsprismen IO derselben sitzt· Zur Aufnahme des Spannelementes 12 wei~ sen die VJerkzeugaufnahmen 16; 17 je eine Aussparung 18 auf und dieser abgewandt sind die Werkzeugaufnahmen 16; mit einer T-förmigen Profilleiste 19 versehen· In jeder Werkzeugaufnähme 16; 17 ist je ein Werkzeug 20 achsparallel zum Werkzeughalter 6 befestigt, welches dem Gehäuse 4 abgewandt aus seiner Werkzeugaufnahme 16 bzw· und damit auch an der Vorderseite des Werkzeughalters 6 zum Eingriff an einem von der Arbeitsspindel 8 erfaßten Werkstück 21 herausragt·

In Fig« 2 befindet sich die Werkzeugaufnahme 16 in einer Schwenklage, welche der Ausgangsposition des Werkzeuges entspricht© Die Werkzeugaufnahme 17 hingegen befindet sich in einer Schwenklage, welche seiner Wechselposition entspricht* Im Magazin 7 ist die Werkzeugaufnahme 17 andeutungs« weise nochmal dargestellt« Diese angedeutete Lage ist die Wechselposition aller im Magazin 7 gespeicherten Werkzeugaufnahmen, von denen das Magazin 7 beispielsweise sechs aufnehmen kann* Zu diesem Zweck ist es mit einer entsprechenden Anzahl von achsparallel verlaufenden Führungen_f bestehend aus je einer Bodenfläche 22 und einer Seitenfläche 23 sowie einer längs verlaufenden Aussparung 24 versehen, deren Querschnitt dem der Profilleiste 19 jeder Werkzeugaufnähme 16f 17 angepaßt ist©

In Fig_s 4 ist die Arretierung der Werkzeugaufnahmen 16; im Magazin dargestellte In der Profilleiste 19 ist eine konische Bohrung 25 vorgesehen© Diese nimmt ein Arretierungselement 26 auf» das im Magazin 7 geführt, axial von einem Federelement 27 belastet und mit einem Kolben-Zylindersystem 28 versehen ist*

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Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist folgende:

Um die zu wechselnde Werkzeugaufnafime 17 in die Wechselposition des Magazins 7 zu bringen, wird dasselbe schrittweise um seine Schwenkachse 7.1 geschaltet, bis die Werkzeugaufnahme 17 die in Fig· 2 angedeutete Lage einnimmt und somit hinter einer leeren Führung des Werkzeughalters 6 zu liegen kommt· Nunmehr wird der Schwenkantrieb ab- und der axiale Vorschubantrieb eingeschaltet· Das Magazin 7 wird um den in Fig« 1 mit Abstand 1 bezeichneten Betrag vorgeschoben, bis es seine in Fig» 1 angedeutete vorderste Stellung einnimmt· Die Werkzeugaufnahme 17 wurde dadurch auf die vorher leere Führung des Werkzeughalters 6 aufgeschoben, indem es auf den Führungsprismen 10 dieser Führung gleitet und seine Aussparung 18 das Spannelement 12 in sich aufnimmt. Während dieses Vorganges ist der Spannkeil 14 zurückgezogen und gibt das Federelement 13 frei, so daß das Spannelement 12 angehoben ist· Ist das Magazin 7 in seiner vordersten Stellung angelangt, befindet sich die Werkzeugaufnahme 17 auf dem Werkzeughalter 6 in seiner richtigen Lage und wird gespannt· Zu diesem Zweck wird das Spannelement 12 abgesenkt, indem der Spannkeil 14 gegen den Druck des F_ederelementes 13 in den Schaft des Spannelementes 12 geschoben wird· Erst dann wird die Arretierung der Werkzeugaufnahme 17 im Magazin 7 gelöst· Zu diesem Zweck wird der Kolben 28 belastet und damit das Arretierungselement 26 gegen den Drück des Federelementes 27 zurückgezogen· Das Magazin 7 fährt daraufhin um den Abstand 1 zurück und gibt die Profilleiste 19 und damit die Werkzeugaufnahme 17 frei· Nunmehr wird, soll das Werkzeug 20 mit der Werkzeugaufnahme 17 zum Einsatz gelangen, der Werkzeughalter 6 um seine Schwenkachse 6.1 gedreht und bringt die Werkzeugaufnahme 17 in die Arbeitsposition, während die Werkzeugaufnahme 16 in die Vi/echselposition gelangt· Von dort wird sie vom Magazin abgeholt, indem dieses wieder um den Abstand 1 nach vorn

bewegt wird und die Profilleiste 19 der Werkzeugaufnahme in einer seiner leeren Aussparungen 24 aufnimmt« Vorn angelangt wird das Arretierungselement 26 in die Bohrung 25 geschoben. Dann erst wird- das Spannelement 12 gelöst und das Magazin 7 fährt mit der Werkzeugaufnahme 16 zurück*

Die Entnahme von anderen Speicherplätzen des Magazins 7» die in Fig. 2 als nicht belegt dargestellt sind, und deren Wiederbelegung erfolgt in der geschilderten Art. Der Schwenkantrieb von Werkzeughalter 6 und Magazin 7 sowie der Vorschubantrieb des letzteren und deren Ablauf ist nicht Gegenstand der Erfindung und deshalb nicht näher dargestellt«

Claims (2)

1. -·- 210 758

   Erfindungsanspruch

   1· Anordnung zum Wechseln von mit Werkzeugen bestückten Werkzeugaufnahmen an Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen mit gemeinsam auf einem Maschinenschlitten angeordneten sowie schwenkbaren Werkzeughalter und Werkzeugmagazin» von denen das Magazin entlang seiner Schwenkachse verschiebbar ist, wodurch eine Werkzeugaufnahme aus dem Magazin entfernt und in den Werkzeughalter geschoben wird bzw· umgekehrt, und wobei die Achsen von Magazin und Arbeitsspindel der Maschine parallel liegen,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Schwenkachse (6.1) des Werkzeughalters (6) parallel zur Achse (8.1) der Arbeitsspindel (8) sowie der Bewegungsachse (7.1) des Werkzeugmagazins (7) angeordnet ist t

   und zwei oder mehr Werkzeugaufnahmen (16; 17) achsparallel zum Werkzeughalter (6) an dessem Umfang aufnehmbar sind«

   2« Anordnung nach Punkt 1,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß der Werkzeughalter (6) als horizontal gelagerter Drehkörper ausgebildet ist, an dessem Umfang achsparallele Fuhrungen (9; 10; 11) gleichmäßig verteilt angeordnet sind·

   3. Anordnung nach Punkt 1 und 2,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß die Führungen jeweils aus einer Bodenfläche (9) mit darauf längs verlaufenden Führungsprismen (10) und einer Seitenfläche (11) bestehen_o
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   Anordnung nach Punkt 1 bis 3, dadurch „gekennzeichnet, daß aus jeder der Bodenflächen (9) ein Spanneletnent (12) herausragt, welches im Werkzeughalter (6) gelagert mittels Spannteil (14) gegen den Druck eines Federelementes (13) senkrecht zur Bodenfläche (9) verschiebbar is te

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