-
Werkzeugspeicher für spanabhebende Proaraininwerkzeugmaschinen C Bei
programmgesteuerten Werkzeugmaschinen besteht die Aufgabe, auch den Werkzeugwechsel
autoinatisch im Rahmen des Programmes vorzunehmen.
-
Zu diesem Zweck ist es bekannt, in einer Revolverkopftrommel eine
Mehrzahl von Spindeln anzuordnen und nacheinander beliebige Spindeln, ausgewählt
durch eine Programmierungseinrichtung, mit der Antriebsspindel zu kuppeln. Diese
Lösung ist verhältnismäßig aufwendig, da infolge der Verwendung ganzer
S indeln nur weniae Werkzeuae in der Revolverkopfp c C
trommel untergebracht
werden können und außerdem stört die der Antriebsspindel vorgelagerte Trommel beim
Arbeiten der Maschine.
-
Gemäß einer anderen bekannten Ausführunor sind C
bei einer nummerisch
-esteuerten Programmaschine C
die mit einer Codierung versehenen Werkzeuge
wahllos in ein Trommelmagazin eingesetzt. Durch Rotation der Trommel und Zusammenwirken
eines Fühlers mit den Coderinaen der Werkzeuae bzw. Vergleich der so ermittelten
Werte mit den von dem Lochband vorgegebenen Werten, wird erreicht, daß jeweils das
für einen Arbeitsgang benötigte Werkzeu" in die Aus-abestellung der Trommel gelangt.
Mit Hilfe eines Greifers wird dann das neue Werkzeug gegen das alte ausgetauscht.
Der Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß die Magazintrommel ihre Lage
zur Arbeitsspindel nicht verändern darf und daher an der Bewegung des Spindelkopfes
teil-C nehmen muß. Es ergibt sich dadurch eine für die Arbeitsgenauigkeit der Maschine
ungünstige zusätzliche Belastung des Spindelkopfes und außerdem eine Beschränkung
in der Aufnahmefähigkeit der Trommel, da diese aus konstruktiven Gründen nicht zu
groß werden darf.
-
Es ist ferner ein als Trommel oder Förderkette ausgebildeter Werkzeugspeicher
bekannt, bei dem diz Werkzeuge von Hand aus dem Speicher entnommen werden. Der Nachteil
dieser Einrichtung besteht außer in dem zusätzlichen Arbeitsaufwand darin, daß in
die gleichen Werkzeughalter immer nur die gleichen Werkzeuge eingesetzt werden können.
-
Gemäß der Erfinduna werden die Nachteile der bekannten Ausführungen
dadurch behoben, daß der Werkzeugspeicher aus einer getrennt vom Spindelstock ausgebildeten
endlosen Kette od. dgl. besteht, von der wenigstens eine Bahn parallel zu einer
Bewegungsrichtung des Spindelstocks geführt ist, und daß der Greifer und die Abtasteinrichtung
an der parallel zur Förderkette verlaufenden Bewegung des Spindelstocks teilnehmen,
und die parallel zu einer Bewegungsrichtung des Spindelstocks geführte Bahn der
endlosen Kette od. dgl. mit dem Spindelstock kuppelbar ist.
-
Infolge der durch die Erfindung ermöglichten C im
räumlichen
Trennung von Werkzeugspeicher und Spindelkopf ist es möglich, eine unbegrenzte Zahl
von Werkzeuaen unterzubringen, da die Förderkette eine beliebige Länge erhalten
bzw. auch in Windungen geführt werden kann, ohne daß das Arbeiten der Spindel dadurch
behindert wird. Dadurch, daß der Greifer und die Abtasteinrichtung an der Bewegung
des Spindelstockes teilnehmen, bleibt auch die Lage der Abgabestelle gegenüber der
Antriebsspindel konstant. Die Lage der Abgabestelle zur Förderkette ändert sich
zwar mit der Bewegung des Spindelkopfes, doch ist dies ohne Einfluß auf den Werkzeugaustausch,
da bei der Neueinstellung eines Werkzeuges die Förderkette, gesteuert durch die
Abtasteinrichtung, jeweils so lange läuft, bis das neue Werkzeug sich an der Abgabestelle
befindet, und somit die Lageänderungen der letzteren automatisch durch längeren
oder kürzeren Lauf der Förderkette ausgeglichen werden.
-
Dadurch, daß ferner die parallel zu einer Bewegungsrichtung des Spindelstockes
geführte Bahn der endlosen Kette od. dgl. mit dem Spindelstock kuppelbar ist, erhält
man die Möglichkeit, die für den Werkzeugaustausch erforderliche Neueinstellung
der Förderkette schon während des Arbeitsganges vorzunehmen, der dem Werkzeugwechsel
vorausgeht, also mit einer sogenannten Vorwählung zu arbeiten. Nachdem dann die
Förderkette das neue Werkzeug bis zu der durch die Stellung des Spindelstockes während
des vorausgehenden Arbeitsganges bedingte Abgabestelle gebracht hat, erfolgt die
Kupplung der Förderkettenbahn mit dem Spindelstock. Wird jetzt
nach
Beendigung des alten Arbeitsganges der Spindelstock in die für den neuen Arbeitsgang
erforderliche Lage gefahren, so nimmt die Förderkette an dieser Bewegung teil, so
daß die Lage des vorgewählten Werkzeuges zum Greifer sich nicht ändert. Nachdem
der Spindelstock seine neue Stellung erreicht hat, kann also der Werkzeugwechsel
in der vorgewählten Weise durchgeführt werden, ohne daß eine erneute Steuerung der
Förderkette erforderlich wäre.
-
Die endlose Kette zur Aufnahme der Werkzeuge kann in beliebiger bekannter
Weise ausgebildet werden. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, die zur
Aufnahme der Werkzeuge dienenden Teile als tragende Teile der Kette auszubilden,
indem diese Teile beispielsweise als Blöcke ausgebildet werden und an Stelle der
üblichen Kettenglieder treten. Jeder dieser Blöcke enthält dann eine geeignete Aufnahme
für das betreffende Werkzeug.
-
In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt.
Es zeigt Ab b. 1 eine Programmaschine mit dem nach der Erfindung ausgebildeten
Werkzeugspeicher, Abb. 2 einen Teilschnitt durch die Förderkette und den Spindelstock,
welcher die Kupplung der Förderkette mit dem Spindelstock und eine Klaue des Greifers
in der vorgeschobenen Stellung wiedergibt.
-
Der Spindelkasten 1 ist waagerecht verschiebbar (senkrecht
zur Zeichenebene) an einem Kreuzschlitten 2 geführt, der seinerseits höhenverstellbar
am Ständer 3 geführt ist. Der letztere kann in bekannter Weise seitenverschiebbar
(innerhalb der Zeichenebene) auf dem Bett 4 geführt sein.
-
Die bei 5 angedeutete Werkzeugspindel kann ihrerseits in einer
verschiebbaren Pinole gelagert sein. Die Pinolenverstellung kommt dann entweder
zu der Verstellung des Spindelkastens 1 im Kreuzschlitten 2 hinzu oder tritt
an die Stelle dieser Verstellbewegung.
-
Am Kreuzschlitten 2 sind bei 6 der Greifer und bei
7 die Abtasteinrichtung gelagert, so daß sie an der Senkrechtbewegung dieses
Schlittens teilnehmen. Die Abtasteinrichtung ist als an sich bekannt nur schematisch
angedeutet.
-
Der Aufspanntisch 8 für das Werkstück ist in diesem Fall als
Drehtisch bzw. auch Teilapparat ausgebildet, er kann jedoch auch jede andere beliebige
Form haben.
-
Seitlich vom Spindelkasten 1 ist unabhängig von diesem in einem
Gehäuse 9 die Förderkette 10 für die Aufnahme der Werkzeuge angeordnet.
Dieses Gehäuse ist zweckmäßig auf dem den Ständer 3 tragenden Schlitten gelagert,
so daß der Abstand der Förderkette 1 vom Ständer 3 konstant bleibt.
-
Die Förderkette 10 wird in bekannter Weise über Kettenräder
durch einen Motor angetrieben. Die Kettenglieder sind als Blöcke 14 ausgebildet,
die je
eine Aufnahme 15 für ein Werkzeug enthalten. Die Ausbildung
der Aufnahmen richtet sich nach der Form der Werkzeuge bzw. eines für alle Werkzeuge
einheitlichen Halters.
-
Die Förderkette 10 kann durch die in Ab b. 2 schematisch
bei 16 dargestellte Indexklinke mit dem Spindelkasten 1 gekuppelt
werden und nimmt dann an der Bewegung des Spindelkastens teil. Um diese Bewegung
zu ermöglichen, ist im Antrieb der Kette eine weitere (nicht besonders dargestellte)
Kupplung vorgesehen, welche die Verbindung zwischen dem Antriebsmotor und der Kette
unterbricht. An Stelle der Kette kann auch ein Förderband oder eine andere geeignete
Fördervorrichtung treten.
-
Die ganze Maschine ist mit einer nummerischen Steuerung, vorzugsweise
einer Lochbandsteuerung_ ausgerüstet, die als weitgehend bekannt nicht besonders
beschrieben ist.
-
Der um den Drehpunkt 11 um 360' drehbare Greifer
6 wird zweckmäßig hydraulisch oder pneumatisch betätigt. Er hat einen als
rechten Winkel ausaebildeten Grundkörper, der die beweglichen Klauen 12 und
13 trägt.
-
Die Arbeitsweise der beschriebenen Einrichttinist folgende: Der Werkzeugwechsel
setzt sich zusammen aus der Vorwahl des benötigten Werkzeuges und dem eigentlichen
Austausch desselben gegen das bis dahin benutzte Werkzeug. Beide Vorgänge werden
durch entsprechende Impulse, z. B. des Lochbandes, ausgelöst.
-
Zwecks Zeitersparnis erfolgt die Vorwahl schon in dem jeweils vorausgehenden
Arbeitsgang. Der C bl Antriebsmotor der Förderkette wird eingeschaltet, so
daß die von der Kette getragenen Werkzeuge, die in bekannter Weise mit einer Kennung
versehen sind, nacheinander an der Abtasteinrichtun- vorbeilaufen. Wenn das für
den neuen Arbeitsgang benötigte Werkzeug sich vor der Klaue 12 des Greifers befindet,
wird unter Stillsetzung des Motors die im Antrieb liegende Kupplung abgeschaltet,
so daß die Verbindung zwischen Antriebsmotor und Kette unterbrochen ist. Gleichzeitig
wird die in der Zeichnung linke Bahn der Förderkette über die Klinke 16
mit
dem Spindelkasten verbunden. Die Klinke 16 ist gleichzeitig als Indexbolzen
ausgebildet und bewirkt dadurch die Feineinstellung des ausgewählten Werkzeuges
zum Greifer. Die jeweilige Höheneinstelluti-, des Spindelkastens ist auf diesen
Vorgang ohne Einfluß, da Abtasteinrichtung 7 und Greifer 6 an der
Höhenverstellung des Spindelkastens teilnehmen und die Förderkette, gesteuert durch
die Abtasteinrichtung, jeweils so lange läuft, bis das auszuwählende Werkzeug sich
gegenüber dem Greifer befindet.
-
Wenn jetzt der vorausgehende Arbeitsgang lieendet ist, wird der Spindelkasten
1 durch das Lochband in die für den neuen Arbeitsgang benötigte Stellung
gefahren. Dabei nimmt die Förderkette, die ja vom Antrieb gelöst ist, an der durch
den Kreuzschlitten 2 bewirkten Höhenverstelluna des Spindelkastens 1 teil,
so daß, da auch der Greifer dieser Bewegung folgt, die vorgewählte Einstellung des
neuen Werkzeuges zum Greifer erhalten bleibt. In waagerechter Richtung (senkrecht
zur Zeichenebene) wird der Spindelkasten gleichzeitig in die Grundstellung zurückgefahren.
-
Wenn die Bewegungen der Schlitten beendet sind, tauscht der Greifer
6 das alte Werkzeug gegen das neue in Ab b. 1 mit 12 a bezeichnete
Werkzeug aus: Die Klaue 12 geht vor und erfaßt das neue Werkzeug 12a. Nach Schwenkung
des Greifers um 90'
geht die Klaue 13 vor und erfaßt das in der Spindel
5
befindliche (nicht dargestellte) alte Werkzeug. Eine Schwenkung des Greifers
um 90' bringt das neue Werkzeug 12 a vor die Spindel. Nachdem das Werkzeug
12a in die Spindel eingesetzt ist, wird der Greifer so weit in gleicher Richtung
weitergedreht, daß das alte Werkzeug vor der Werkzeugaufnahme der Kette
10 steht, aus der das Werkzeug 12a entnom-C,
men wurde. Das
alte Werkzeug wird in diese Werkzeugaufnahme eingesetzt und der Greifer in gleicher
Richtung weitergeschwenkt, bis er die in A b b. 1 gezeichnete Ausgangsstellung
wieder erreicht hat.
-
Das Herausnehmen und Einsetzen der Werkzeuge erfolgt durch eine zusätzliche
Bewegung des Greifers senkrecht zur Zeichenebene. Die Klaue 12 wird nach Einsetzen
des neuen Werkzeuges in die Spindel und die Klaue 1.3 nach Einsetzen des
alten Werkzeuges in die Förderkette zurückgezogen.
-
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt.
So kann beispielsweise an Stelle der dargestellten Förderkette auch ein geei2netes
Förderband verwendet werden und kann die Waagerechtbewegung der Spindel senkrecht
zur Zeichenebene durch Verstellung der Pinole an Stelle des ganzen Spindelkastens
erreicht werden. Der Greifer kann in beliebiger Form ausgebildet sein und arbeiten,
sofern er nur die Funktion des Werkzeugaustausches erfüllt.