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Werkzeugmaschine mit Werkzeugwechselvorrichtung Die Erfindung betrifft
Werkzeugmaschinen und insbesondere eine Maschine mit einer verbesserten Werkzeugwechselvorrichtung:-Die
neue Werkzeugmaschine besitzt einen hin und her gehenden Support, der von einem
umkehrbaren mechanischer: Antrieb in der ausgewählten Richtung bewegt wird und eine
Werkzeugwechselvorrichtung trägt, die zusammen mit dem Support hin und her bewegt
wird. Erfindungsgemäß ist ein Paar seitlich herausfahrbarer Greifer und ein dazugehöriger
zweiter umkehrbarer mechanischer Antrieb vorgesehen, der die Greifer zum Eingriff
mit einem Paar anderer Elemente bringt. Ein dritter mechanischer Antrieb dient dazu,
die Elemente zu drehen: wenn der Schlitten am Ende seiner Bewegung. in der einen
Richtung angelangt ist, um die Stellungen dieser Teile ändern zu können;
entsprechenden Keilbahnen in den Vorratsbüchsen gelangen, die so
angeordnet sind, daß sie von einem selektiv anzeigenden Werkzeugmagazin oder einer
Werkzeugtrommel in die entsprechende Zage gebracht werden können. Um ein Werkzeug
lösbar zu befestigen, trägt die Werkzeugspindel eine Spannzange und eine Keilbahn,
in die ein Keil an dem nächstfolgenden ausgewählten Werkzeug in Eingriff kommen
kann. Um einen Werkzeugaustausch zwischen der Vorratstrommel und der Werkzeugspindel
zu bewirken, ist die Trommel so eingestellt, daß sie ein ausgew-Ihltes Werkzeug
an eine Stelle für die Auswechselung und den Einsatz vorschieben kann. Hierauf wird
die Werkzeugspindel als Ganzes in eine danebenliegende Werkzeugwechselstelle bewegt
und verdreht, um die Keilbahn in die richtige Winkelstellung für die Aufnahme des
Werkzeugs zu bringen. Die Werkzeugwechselvorrichtung wird dann in dem Sinne betätigt,
daß sie ein Paar Werkzeuggreifer zum Eingriff mit den entsprechenden Werkzeugen
in der Vorratstrommel und auf der Werkzeugspindel bringt; die Wechselvorrichtung
wird dann so betätigt, daß sie die Werkzeuge zusammen bewegt und die ausgewechselten
Werkzeuge in entsprechender Weise in die Vorratstrommel einsetzt und die Werkzeugspindel
selbst so bewegt, daß die hierdurch in Erscheinung ._ tretenden Teile zum entsprechenden
mechanischen Eingriff mit den dazugehörigen Keilbahnen kommen. Um die Werkzeugwechseloperation
richtig durchführen zu können, sind nacheinander
wirksam werdende
:Lösevorrichtungen eingebaut, um die Spannzange an der Spindel so zu betätigen,
daß sie ein von ihr getragenes Werkzeug erst losläßt, bevor das Werkzeug ausgewechselt
werden kanny, und das an nächster Stelle ausgewählte Werkzeug festklemmty nachdem
der Auswechselvorgang beendet ist. Die vollständige Aufeinanderfolge der Maschinenbewegengen,
die erfordeäich ist, um einen einzigen Zyklus für die Werkzeugauswechselung zu bewirken,
erfolgt auf ein Signal,@das von Hand oder von einem Steuerband gegeben. werden kann,
worauf die erforderlichen Bewegungen automatisch erfolgen. Vorzugsweise erfolgt
die gesamte Steuerung der Werkzeugmaschine einschließlich der Werkzeugweehselvorrichtung
und der Werkzeugwählvorrehtung durch ein vorherbestimmtes Programm in Form eines
Steuersystems von einem Band her.
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Weitere Zwecke und Vorteile des Erfindungsgegenstandes werden aus
der nun folgenden Beschreibung der Werkzeugmaschine und der Werkzeugwechselvorrichtung
hervorgehen, in welcher auf die Zeichnung Bezug genommen wird.
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In der Zeichnung ist z Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung einer
Werkzeugmaschine mit horizontaler Spindel, einem Vorratsbehälter für die Werkzeuge
und einer-Werkzeugwechselvorrichtung; sie stellt eine bevorzugte Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes dar; Fig. 2 die Ansicht eines horizontalen Teilschnitts
durch den Werkzeugvorratsbehälter und eine der-dazugehörigen Büchsen;
Fig.
3 eine Teilansicht in vergrößertem :älaßsta.be, zum Teil in Seitenansicht und zum
Teil im vertikalen Schnitt, die einen Teil des Werkzeugwechselmagezins, die ,Nerkzeugwechselvorriehtung
und die dazugehörige Spindel zur Aufnahme des Werkzeugs zeigt; Fig. 4 eine Teilansicht
eines Vertikalschnitts in vergrößertem Maßstab durch die Werkzeugwechselvorrichtung
mit einem Paar von Werkzeugen in der Auswechselstellung; Fig. 5 zeigt die teilweise
Ansicht eines vertikalen Querschnitts durch einen Teil der Werkzeugwechselvorrichtung;
Fig. 6 eine vergrößerte Teilansicht, teilweise in Seitenansicht und teilweise im
horizontalen Schnitt und unter Weglassung bestimmter Teile, um die einzelnen 3estandteile
der Vorrichtung zur Betätigung eines Greifers zum Erfassen des Werkzeuges zur Darstellung
zu bringen; Fig. 7 'die Ansicht eines vertikalen Querschnitts durch die Werkzeugwechselvorrichtung,
aus der man den Antrieb zum Herbeifuhren der sufeinanderfolgenden Bewegungen ersieht,
die dazu dienen, einen Werkzeugwechselvorgang zu bewirken; Fig. 8 die Ansicht eines
horizontalen Schnitts nach den Linien 8-8 in Fig. 9 und durch das rückwärtige Ende
der Werkzeugwechselvorrichtung; Fig. 9 eine rückwärtige Ansicht der i-.oekensteuerung
und der dazugehörige Endschalter, die dazu dienen., anzuzeigen, ob die Werkzeuggreifvorrichtungen
sich in der zurückgezogenen oder ausgefahrenen Stellung befinden;
Fig. 16 ein Schema des hydraulischen Stromkreises zur Steuerung
des Motors für die Werkzeugspindel und die Auslösvorrichtung für die Spannzange;
Fig. 1
7 das hydraulische Diagramm, welches die elektrisch-hydraulische Steuereinrichtung
zur Durchführung eines einzelnen 6'ierkzeugwechsels zeigt; Fig. 18A bis 18E einschließlich
zeigen schematisch die Aufeinanderfolge der Bewegungen, die erforderlich sind, um
Werkzeuge zwischen der Werkzeugspindel und dem Werkzeugmagazin auszutauschen; Fig.
19 ein elektrisches Schaltbild für einen Teil des Steuerstromkreises; Fig. 20 ein
weiteres elektrisches Schaltbild für einen anderen Teil des-Steuerstromkreises für
die Werkzeugauswechselung und Fig. 21 ein Blockschaltbild, welches den Speisestromkreis
zeigt, der die selektive Bewegung der Gleitbewegungen an der Werkzeugmaschine in
Abhängigkeit von dem Bandeingang bewirkt. -Wie Fig. 1 der Leicilinung erkennen läßt,
besteht die Werkzeugmaschine nach der Erfindung aus einer Bearbeitungsmaschine mit
horizontaler Spindel und länglichem Grundrahmen 25 sowie einem nach vorn herausragenden
Rahmenteil 26. Eine vertikal stehende Säule 28 gleitet innerhalb des Rahmens 25
in besonderen nicht dargestellten Gleitbahnen, um eine Längsbewegeng
in
irgendeiner Richtung längs der X-Achse zu bewirken. Die vertikal stehende Säule
28 besitzt obere und untere Seitenteile 29 und 30, die entsprechend angeordnet sind,
um die einander gegenüberliegenden Enden einer drehbar angelenkten Hubschraube 34
zu: tragen. Die Säule 28 besitzt vertikale Führungen 35,
36, die so angeordnet
sind, da.ß sie zum Üleiteingriff@mit nicht dargestellten Führungen kommen können,
die sich auf der Innenfläche eines in vertikaler Richtung bewegbaren Spindelkopfes
37 befinden. Die übliche Wandermutter (nicht dargestellt), die zu der Hubschraube
gehört, ist an dem Spindelkopf 37 so angeordnet, daß sie mit der in vertikaler Richtung
angelenkten Hubschraube 34 zusammenwirken kann. Der Spindelkopf ist zusammen mit
einer nach vorn herausragenden Verlängerung 39 so angeordnet, daß er eine ferkzeugspindel
40@aufnehmen kann, die sich nach rückwärts erstreckt, so daß sie wahlweise durch
eine Kraftübertragung angetrieben werden kann,
die sich im Innern des Spindelkopfes
37 befindet. 'Nie man aus Fig. 1 ersieht, ist im Innern des vorderen Aufnahmeendes
der Spindel 40 ein Fräser-43 befestigt.
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Die nach vorn ragende Rahmenverlängerung ist, mit horizontalen nebeneinanderliegenden
Bahnflüchen 45 versehen. Diese Bahnflächen 45 sind ihrerseits so angeordnet, daß
sie einen sattelförmigen Support 48 tragen können, der sich wahlweise quer ,zu dem
Grundrahmen 25 in der Werkzeugspindel 40 bewegen kann.
büehse herausgezogen wird, als auch, daB das Werkzeug 43 während
eines Werkzeugweohselvorganges automatisch herausgezogen wird. Um also das Herausnehmen
des Werkzeugs 43 aus der Vorratsbüchse während eines.automatischen Wechselvorganges
an der Werkzeugweehselstelle zu ermöglichen, ist es erforderlich, den Klemmhebel
91 aus dem Eingriff mit der ringförmigen Nut 97 für den Werkzeughalter zu
bringen.
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Jede der 29 anderen Vorratsbüchsen in dem Magazin 62'besitzt eine
nachgiebig vorgespannte Verriegelungavorriehtung, die identisch gleich ist mit der
in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung.
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Die Vorrichtung zum Loslassen des Klemmhebels
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ist in ihrer
Wirkung mit einer Verriegelungsvorriehturig koordiniert, welche die endgültige Einstellbewegung
des
ausgewähltes Werkzeug in der Werkzeugeinsatzstelle@festzuhalten. Wie später noch
im einzelnen beschrieben werden soll, ist. außerdem noch eine von Hand zu bedienende
Vorrichtung zum läsen des Klemmhebels in unmittelbarer Nähe der Werkzeugwechselstelle
vorgesehen, damit man das eine Werkzeug mit der Hand herausnehmen kann und ein anderes
Werkzeug einsetzen kann, um auch-am Anfang die Speichermatrix füllen zu können,,
wenn man die erforderliche Füllung oder Auswechslung der Werkzeuge vornehmen will,
Der Antrieb für das Speichermagazin 62 zur Herbeiführung der selektiven, mit Anzeige
versehenen Bewegung
wird auf ein Ringgetriebe 103 übertragen, das
sich an
einem
hinten liegenden Flansch oder einer Schulter befindet, die zu
der Magazinplatte 75 gehört, wobei die Befestigung mit Hilfe von Kopfsöhrauben 104
vorgenommen ist.
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Nachdem die Matrix 62 soweit bewegt worden ist, daB ein. ausgewähltes
Werkzeug in die Werkzeugwechselstelle vorgesohoben werden kann, wird eine drehbar
gelagerte Klinke 105 auf dem Support 63 betätigt, um das Magazin in der ausgewählten
Stellung zu verriegeln. Die Klinke 105 ist so gelagert, dafl sie sich um eine Welle
106 drehen. kann und trägt an ihrem einen Ende ein Zahnsegment 107, welches in die
Zähne des Ringgetriebe® 103 eingreifen kann. An ihrem anderen Ende ist die Klinke
105 drehbar an
einer Kolbenstange 110 gelagert, die zu einem Betätigungszylinder
111 gehört. Nach Ankunft des Magazins 62 an seiner vorgewählten Endstellang wird
der Zylinder 111 betätigt, um die Kolbenstange 1 nach rechts zu bewegen,
wodurch eine Drehbewegung des Hebels 105 bewirkt wird, um das Zahnsegment 107 in
Eingriff mit
der
ringförmigen Zahnstange 103 zu bringen und damit ein ausgewähltes
Werkzeug in der gewünschten genauen Stellung zu halten. Ist dies geschehen, dann
wird die-Klemmvorrichtung, die das ausgewählte Werkzeug erfaßt hat, gelöst, so da13
das Werkzeug selbst automatisch während eines darauf' folgenden Werkzeugwechselevorgangs
aus der zugehörigen herausgenommen wird. Um diesen Zweck zu erreichen, ist eine
.Blattfedern
130 zur Betätigung eines Schalters beeinfllußt,
die sich auf einem ausziehbaren Schalter 131 befinden.
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Für den Fall,adaß das ziffernmäßige Steuersystem ein Eingangssignal
für den Fräser 43, Fig. 2, erzeugt, würde eine anschließende Drehbewegung der Matrix
62 zum Halten dieses Werkzeuges an einer Einsatzstelle beim Eingriff der codierten
Ringe an dem Bund 126 in die Schalterfedern 130 angehalten werden. Hierauf wird
der Schalter 131 nach links bewegt bzw. im Gegensinne desUhrzeigers, um die radialbeweglichen
Schalterfedern 130 aus dem Eingriff mit den Nuten auf dem codierten Bund 126 zu
bringen. Hat sich der Schaltermechanismus 131 im Gegenzeigersinne bewegt, dann ist
der Fräser 43 und der zugehörige Werkzeughalter 88 vorbereitet, um auf automatischem
Wege während eines anschließenden 'Yerkzeugwechselvorgangs aus der Vorratsbüchse-86
herausgezogen zu werden. Unabhängig von der Zage des Fräsers 43 in dem Magazin wird
die Anzeigebewegung beim Eintreffen dieses besonderen Werkzeugs an der Einsatzstelle
angehalten,für den Fall, daß das Eingangssignal dieses Werkzeug angefordert hat.
Das Verfahren und die Konstruktion zum Bewirken des einstellbaren Vorschubs des
Magazins zum Vorschieben eines codierten Werkzeuges in eine Werkzeugwechselstelle
ist in der Patentanmeldung von Brainard u.a. beschrieben, die den Titel trägt "Mechanischer
Werkzeugwechsler mit Werkzeugwech-.selarm zum Auswechseln eines Werkzeugs auf der
Spindel" und
die am 27. Juni 1958 eingereicht worden ist.
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Wie man aus Fig. 2 ersieht, wird der Fresser 43 von der Büchse 83
nach Vollendung eines Werkzeugwechselvorganges gehalten, d.h. nachdem-die Werkzeuge
61 und 43 die in Fig. 4 gezeigten Stellungen miteinander gewechselt haben.
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Um den codegesteuerten Sohaltermechanismus 131 gagenUber den sich
drehenden Werkzeugen in dem drehbaren Magazin 62 festzuhalten, ist ein feststehender
Arm 134 an dem vorderen Ende 74 der feststehenden labe 73 angebracht. Dieser
Arm 134 hat einen bestimmten Abstand von dem vorderen Ende der Verlängerung
74 der Nabe, welche die Form eines Flansches 135 hat, Wobei die Befestigung
mit Hilfe von Kopfschrauben 136 vorgenommen ist. Der Tragarm 134 besteht aus einem
Stück mit-dem nach innen ragenden Teil. 138, um den herausnehmbaren Schaltermeehanismua
131 zu tragen. Wie man aus den Fis. 2 und 3 ersieht, ist an dem Arm 138 an seinem
äußeren Ende eine Stützplatte 139 parallel zu der Drehachse des Speichermagazins
62 angeordnet. Die 'tragplatte 139 ist mit einem erweiterten Ansatz versehen, der
eine Gewindeöffnung besitzt, in die eine nach außen schauende Kopfschraube 142 engreifte
die ihrerseits eine Welle bildet: Ein seitwärts herausragender lrm_143 ist an dem
Gehäuse 144 des Schaltermechanismus 131 befestigt und besitzt eine Bohrung, in die-eine
Kopfschraube 142 eingeschraubt werden kann.
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Ein Zylinder 147 zum Zurückziehen des bahaltera
besitzt
eine Kolbenstange 148, die an ihrem äußeren Ende an ein rechteckiges Verbindungsstück
149 angeschlossen ist, das seinerseits mit einer bohrung versehen ist, in die eine
drehbare Welle 150 eingreift, die an dem Geh=äuse 144 fest-Semacht ist. Wie-man
aus Fig. 3 ersieht, wird die Kolbenstange normalerweise in ihrer äußersten Grenzlage
der Bewegung von einer Feder 151 gehalten, um die Schalterfedern 130 in ein ne solche
Stellung zu bringen, daß sie nacheinander mit den entsprechenden Hunden in Eingriff
kommen können, die sich an den verschiedenen Werkzeughaltern befinden und auf einer
kreisförmigen Bahn sich relativ zu dem Schaltermechanismus bewegen. ,Beim Eintreffen
eines ausgewIahlten lerkzeuges an der Einsatzstelle für die Werkzeugauswechselung
wird der Zylinder 147 so betätigt, daß er eine Drehung des Gshäises 144 im Uhrzeigersinne
bewirkt und dieses in die Stellung bringt, die in Fig. 3 durch den gestrichelten
Linienzug angedeutet ist; dadurch werden die Schalterblattfedern 130 gegenüber dem
kodierten Bund an dem ausgewählten ferkzeug in eine zurückgenommene Stellung bewegt.
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Um den zulässigen Bereich der Drehbewegung des Schaltermechanismus
13'! einstellen zu können, hat der rechteckige Verbindungst&l 149 einen nach
woben herausragenden Arm, der mit einer Stellschraube 153 zum Eingriff gebracht
werden kann, die in einen Distanzblock des Supportes 139 eingeschraubt ist. Tatsächlich
ist dadurch die Drehbewegung des Schalters
Werkzeugwechsel in der Nähe der Werkzeugwechselvorrichtung 60
bewegt. Zu diesem Zeitpunkt und für den Fall, daß ein Werkzeugwechsel von dem Steuerband
her gefordert wird, wird der Spindelkopf 37 als Ganzes längs der X- und X-Achsen
in eine Einsatzstelle auf der anderen Seite der Werkzeugwechselvorrichtung 60 bewegt,
wie dies Fig. 1 zeigt. Gleichzeitig wird die Werkzeugspindel 40 in eine Winkelstellung
zur Ausrichtung mit dem Teil 87 an dieser Spindel in entsprechender Ausrichtung
mit der Keilbahn an der Vorratsbüchse gebracht. hach Absahluß dieser Vorgänge steht
die Werkzeugspindel 40, wie Fig. 3 zeigt, in der Einsatzstelle für den Werkzeugwechsel
rechts von der Werkzeugwech selvorrichtung und in einer Ebene, die etwas tiefer
liegt als das von dem Magazin 62 getragene ausgewählte Werkzeug. Unabhängig von
der Stellung der Werkzeugspindel 40 während des vorangegangenen Bearbeitungsvorganges
kehrt-diese zu der vorbestimmten Einsatzstelle für den Werkzeugwechsel zurück, wie
dies Fig. 3 zeigt.
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Die Werkzeugwechselvorrichtung 60 besteht im wesentlichen aus einem
nach vorn herausragenden Support 64, an dessen Unterseite ein Paar einwärts gerichtete
Führungen 163 und 164 angeordnet sind, die einen mit Flanschen versehenen Support
zur Aufnahmedes mit Flanschen versehenen oberen Teils des Schlittens 169 aufweisen.
Der Schlitten 169 besitzt, wie Fig. 3 zeigt, einen mit Flansch versehenen oberen
Teil, der mit der Unterseite des SuppAs 64 über Führungen 163, 164
Stellung unter Klemmeinsatz mit den Werkzeughaltern, die in entsprechender
Weise von dem tßagazir. 62 und der yerkzeuEsPindel 40 getragen werden, wie dies
Fig. 44 zeigt.
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'Um den Werkzeugwechsler 172 als Ganzes drehen und eine Auswechselung
von Werkzeugen bewirken zu können, besitzt das mit diesem verbundene hohle Gehäuse
eine nach rückvrarts ragende hohle Welle 186, die durch eine kreisförmige Öffnung
187 in dem geradlinigen Schlitten 169 hindurchgreift, wie dies Fig. 7 zeigt. Konzentrisch
mit der kreisförmigen Öffnung 1£37 für den Schlitten sind ein raar vergrößerte Ausnehmungen
angeordnet, um die Uußeren Fiifirur_gsbahren von Wälzlagern 188, 189 aufzunehmen,
deren innere Laufbahnen die hohle Welle 186 tragen. Auf der Rückseite des Lagers
189 ist ein Hund 190 auf die hohle Welle 186 Hufgekeilt, und besitzt einen rohrförmigen
Ansatz, der-bis zu der inneren Laufbahn des Lagers 189 reicht. Wie man aus den Fig.
7 und 8 ersieht, ist ein Zylinder 203 zwischen
den Distanzstück 190 und einer
nach rückwärts im Abstand angeordneten Schaltertragplatte 155 mit Hilfe entsprechender
Kopfschrauben 156 befestigt. Auf diese Weise sind der Zylinder 193 und die Schalterplatte
drehbeweglich, wenn die hohle Welle 186 entsprechende Drehbewegungen ausführt. Die
Hohlwelle
186 greift durch den Zylinder 193 durch und ist am Ende mit Gewinde
zu können, die ihrerseits in eine selbstsperrende Unterlag-
.Gehäuse 174 immer dann, wenn der Kolben 207 betätigt wird, um
die Zahnstange 209 in ihre untere Stellung zu drücken, im Gegenzeigersinne um 18Ü0
verdreht, so daß die Pührungsanschläge 211, 212 auf der Unterseite des Gehäuses
174, wie Fig. 3 zeigt, mit den-Führungen 163, 164 zur Ausrichtung kommen.
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Es ist klar, daß die Drehbewegung des Gehäuses 174 in Abhängigkeit
von der selektiven Betätigung der Zahnstange 209 gemäß Fig. 7 nur dann erfolgt,
wenn der Schlitten 169 in seine äußerste Lage längs der Führungen 163 und 164 bewegt
worden ist.
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Wird der Schlitten 169 aus der Stellung, die in Fig. 7 in ausgezogenen
Linien gezeichnet ist, in seine extreme :fußerste Stellung gebracht (vorgeschoben),
dann kann das Gehäuse 174 wahlweise entweder im Uhrzeigersinne oder im Gegenzeigersinne
gedreht werden, je nachdem, welcher Drehsinn gewünscht wird, um eine Auswechselung
in der Stellung von Werkzeugen herbeizuführen, die von den Werkzeuggreifern 181
und 182 getragen werden, siehe Fig. 3. Wie durch die Phantomlinien in Fig. 7 angedeutet
ist, befindet sich das Werkzeugwechslergehäuse 174 in einer 90°-Zwischenstellung
relativ zu dem Schlitten
169 und zu den äußeren Enden der von dem Support
64 getragenen Führungen 163, 164. Es leuchtet ein, daß das Gehäuse 174 zusammen
mit den daran befestigten Werkzeugen mit den Endender Führungen nur dann außer Eingriff
ist, wenn der Schlitten 169 sich in seiner äußersten vorderen Stellung befindet.
in den zurückgezogenen Stellungen gemäß Fig. 3 befinden. Werden
die Werkzeuggreifer 181', 182 nach außen gedrückt, um ein Werkzeug erfassen zu können,
dann wird die Zahnstange 263, wie Fig. 4 erkennen läßt, in ihrer äußersten Stellung
rechts gehalten und die Nockenscheibe 253 bleibt in Wirkungseingriff mit dem Endausschalter
254. Sind die Werkzeuggreifer 181,182 zum Klemmeingriff mit den Werkzeughaltern
ausgefahren, wie dies Fig4 4 zeigt, dann wird ein hydraulisches Druckmittel unter
Überdruck kontinuierlich in den Zylinder 244 gedrückt (Fig. 7), um die Zahnstange
im Sinne einer Bewegung nach rechts zu verschieben. Auf diese Weise wird ein kontinuierlicher
Klemmdruck auf die Werkzeuggreifer 181, 182 während einer Werkzeugwechselbewegung
ausgeübt.
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Es soll nun angenommen werden, daß das Magazin für die Werkzeuge und
der Spindelkopf 37 in die Stellungen gemäß den Fig. 1 und 3 für die Vorbereitung
eines Werkzeugwechsels gebracht word-n sind. Es-sei ferner angenommen, daß die Werkzeug-Klemmvorrichtungen,
die in entsprechender Weise jeder einzelnen Speicherbüchse in der Matrix
62 bzw. in der Werk-,zeugspindel 40 zugeordnet sind, gelöst wurden und daß
die Werkzeugspindel 40 winkelmäßig so justiert worden ist, d aß die Keilbahn in
die richtige Stellung gegenüber der Keilbahn an den Speicherbüchsen 86 gebracht
ist. Bei-diesen Gegebenheiten befindet sieh die Zahnstange 263 (Figs 7) in der linken
Stellung und die Werkzeuggreifer 181, 182 in der zurückgezogenen Stellung, während
die Nodkenscheibe.253 mit dem Endaus-
Schalter 258 zum Eingriff
kommt (siehe Fig. 9). In diesem Augenblick wird ein Zyklus für einen Werkzeugwechselvorgang
von einem Signal aus dem binären Steuersystem eingeleitet. Hierauf wird die Zahnstange
263 (Fig. 7)-nach rechts gedrückt, um die Ausfahrbewegung der Nerkzeuggreifer 181,182
aus der zurückgezogenen Stellung (Fig. 3) zu bewirken, so daß sie in Eingriff mit
den Werkzeugen kommen, die von der Matrix 62 bzw. von der Werkzeugspindel 40 gehalten
`erden (Fig. 4). Sobald dies geschehen ist, wird der hydraulische Zylinder 215 (Fig.
7) betätigt, um eine geradlinige Vorwärtsbewegung des Schlittens 169 und des Werkzeugwechslers
172
nach vorn zu bewirken bis zu der Grenze der Bewegung, die durch die Zage
der Phantomlinie in Fig. 7 gegeben ist. Nunmehr wird die Zahnstange 209 nach rechts
gedrückt, um eine Drehbewegung der ganzen Werkzeugwechselvorrichtung zusammen mit
den auf ihr angebrachten Werkzeugen um 180o im Gegenzeigersinne zu bewirken, um
die Anschläge 211, 212 in annähernd horizontaler Ausrichtung mit der Unterseite
der Führungen 163, 164 zubringen. Der Zylinder 215 wird dann gemäß Fig. 7 wieder
betätigt, um den Schlitten 169 und den Werkzeugwechsler 172 bis zum Anschlag in
der Rückwärtsrichtung zurückzuführen. Während dieser Rückwärtsbewegung werden diese
Führungsanschläge 211, 212 bis zum Eingriff mit den Unterseiten der Führungen 163,
164 bewegt, um die ausgewechselten Werkzeuge wieder ih. richtige Ausrichtung mit
den entsprechenden Speicherbüchsen an dem Magazin 62 und an der Werkzeug-
die allgemeine Folge von Ereignissen identisch die gleiche wie
die soeben beschriebene mit der einen Ausnahme, daß die Werkzeugwechselvorrichtung
172 um 180o im Gegenzeigersinne gedreht wird, um die Führungsanschläge 177, 178
in Ausrichtung mit den Führungen zu bringen. Auf diese Weise hängt der Drehsinn
der Werkzeugwechselvorrichtung 172 von der Stellung ab, die sie im Augenblick des
Beginns des Werkzeugwechselvorgangs eingenommen hat. Jeder folgende Zyklus zur.
Herbeiführung eines Werkzeugwechsels bewirkt eine Drehung der Werkzeugwechselvorrichtung
172 um 180o in entgegengesetzter Richtung.
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Einer der Hauptvorteile der Erfindung ist die Tatsache, daß Sohneidwerkzeuge
oder Fräsen mit verhältnismäßig großem Durchmesser einwandfrei zwischen Speichermagazin
und Werkzeugspindel nacheinander ausgewechselt werden können. Dies wird einerseits
durch die reue Art des Ausfahrens der Werkzeuggreifer aus einer zurückgezogenen
Stellung in die ausgefahrene Klemmstellung mit den Werkzeugen bewirkt. Die Werkzeugwechselvorrichtung
172 ist ferner so angeordnet, daß sie in keiner Weise mit dem Werkzeug kollidiert,
das ausgewechselt werden soll. Die Werkzeuggreifer 181, 182 sind so angeordnet,
daß sie mit den einzelnen die Kodierung tragenden Bunden für die Werkzeugidentifizierung
zum Eingriff kommen. In ähnlicher Weise werden die Werkzeuggreifer in ein Gehäuse
174 kleinsten Ausmaßes so zurückgezogen, daß sich das ganze Gehäuse in einer Stellung
zwischen der Vorderfläche der Werkzeugspindelverlängerung 39 und der Rückseite eines
auszuwechselnden
Werkzeuges, beispielsweise des Fräsers 43, in
Fig. 1 befindet.
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Während eines Werkzeugwechselzyklus, bei dem die gesamte Vorrichtung
172 um 180' gedreht wird, nehmen die Werkzeuggreifer 181, 182 eine solche
Zage ein, daß sie die Werkzeuge mit einer genügend großen Kraft erfassen, um eine
Winkelverschiebung der Werkzeuge zu vermeiden. Es werden daher die Keile an den
Werkzeughaltern mit den entsprechenden Keilnuten in den Werkzeugbüchsen für den
Eingriff bereitgestellt. In ähnlicher Weise wird die Keilbahn bei einer Stellung
der Werkzeugspindel so in die richtige Winkellage am Beginn eines Werkzeugweehselzyklus
gestellt, daß sie den zugehörigen Keil an dem Werkzeughalter des Werkzeugs, das
dort eingesetzt werden soll, erfaßt. Während des Werkzeugwechseizyklus wird die
Steuervorrichtung für die Winkeleinstellurig !er %@rkzeugspindel so eingestellt,
daß die Spindel zwangsläufig in der vorbestimmten Winkelstellung gehalten wird.
Sobald das ausgewählte Werkzeug dort eingesetzt worden ist, werden die Schrägflächen
des Keile an dem entsprechenden Werkzeughalter zum Eingriff mit der Keilbahn in
der Spindel gebracht, so daß sich eine schwache Winkelbewegurig des Werkzeughalters
innerhalb des Werkzeuggreifers ergibt. Auf diese Weise bilden nach Betätigung der
Spindelklemmvorrichtung im Sinne des Festklemmens eines neuen ausgewählten Werkzeuge
auf der Spindel die zueammengehörge Keilbahn und der Keil eine zwangsläufige
Antriebsverbindung
zwischen der Werkzeugspindel 40 und dem ausgewählten
Fräser. Obwohl der zwangsläufige Antrieb zwischen der Werkzeugspindel und dem Fräser
für sämtliche Typen von Schneidwerkzeugen vorteilhaft ist, ist er besonders günstig
für Präser oder sonstige Schneidwerkzeuge großen Durchmessers, wie für den Fräser
43 in Fig. 1. Es sei hier besonders hervorgehoben, daß der vollständige Werkzeugwechselzyklus
automatisch erfolgt, ohne daß irgendeine Einstellung oder Auswahl von Hand erforderlich
ist. Auf diese Weise kann der Spindelkopf 37 als Ganzes so bewegt werden, daß er
den nächstfolgenden Arbeitsvorgang bewirkt, nachdem das ausgewählte lrlerkzeug an
die Werkzeugspindel angeklemmt ist und der Antriebskeil in die Seilbahn auf der
Spindel eingreift. Während eines eolchen Vorgangs wird das 'lerkzeugmagazin 62 zusammen
mit der rnzeigevorrichtung, wie oben beschrieben, entsprechend der binären Steuerung
weiterbewegt, um das als nächstes ausgewählte Werkzeug für die Zwecke der Bedienung
in die Nähe der 'lerkzeugwechselvorriehtung zu bringen.
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Die neuen "lerkzeuggreifer 181s 182 werden gleichzeitig in die ausgefahrene
Klemmstellung gebracht, nachdem das Zahnrad 238 sich im Gegenzeigersinn gedreht
hat, wie dies die Fig. 4 bis einschließlich 6 erkennen lassen. Zwecks Vereinfacheng
der Beschreibung soll im folgenden nur die Wirkungsweise des Werkzeuggreifers 182
im einzelnen beschrieben werden, da es völlig klar ist, daß der Werkzeuggreifer
181 auf identisch gleiche Weise betätigt wird wie der Werkzeuggreifer
182.
Wo es für vorteilhaft gehalten wurde, sind die entsprechenden Teile, die zu dem
Werkzeuggreifer 181 gehören, mit derselben Bezugsziffer versehen wie die zu dem
Werkzeuggreifer 182 gehörigen Teile mit Ausnahme, daß diejenigen Teile, die zu dem
Greifer 181 gehören, mit dem Zusatz "T" versehen sind. Das Zahnrad 23s kämmt mit
einer Zahnstange 263, die für die Zwecke einer gradlinigen Bewegung von dem gabelförmigen
unteren Teil eines Werkzeugwechselhebels 268 in zwangsläufigem Gleitsitz
gehalten ist. Wie man aus den Fig. 3 und 6 ersieht, weist der vordere obere Teil
des Werkzeugwechselarms 268 eine sich in der Längsrichtung erstreckende Nut 269
auf, die mit einer einstellbaren Begrenzungsschraube 270 zusammenwirkt, die in das
Gehäuse 274 eingeschraubt ist, um die nach außen gerichtete Ausfahrbewegung des
Werkzeugwechselarmes 168 zu begrenzen. Zwischen den nach unten ragenden Gabeln an
dem vorderen Teil des Nerkzeugwechselarms 268 ist die Unterseite des vorderen Teils
mit einer ebenen Gleitbahn 272 versehen, die gleitbar in eine entsprechende Laufbahn
des vorderen Teils der Zahnstange 263 eingreift. Hinter einer vertikalen Schulter
273, die den oberen vorderen Teil des Werkzeugwechselarms 268 begrenzt, befindet
sich eine in der Längsrichtung verlaufende Öffnung zwischen den nebeneinanderliegeraden
und nach hinten ragenden Gabeln oder Armen 275, 276, die aus einem Stück mit dem
Werkzeugwechselarm 268 bestehen. Die Unterseite der Zahnstange 263 greift gleitbar
in eine
ebene Lauffläche an der oberen Fläche eines Zahnstangensupports
278 ein, der fest zwischen den nach unten und rückwärts ragenden Armen 275, 276
befestigt ist, die mit Hilfe von Stiften 279 mit dem Werkzeugwechselarm 268 zu einem
Teil vereinigt sind.
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Der vordere obere Teil des Werkzeugwechselarms 268 trägt eine halbkreisförmige
Fläche 28'f, die so angeordnet ist, daß sie mit einer entsprechenden komplementären
halbkreisförmigen Ausnehmung 282 an einer Werkzeugwechselklammer 283 zusammenwirken
kann, die drehbar an dem vorderen Teil des Werkzeugwechselarms 268 angeordnet ist.
-
Um dieses Ziel zu erreichen, ist der vordere Teil des Werkzeugwechselarmes
268, wie die Fia. 3 und 6 zeigen, mit einem vertikalen Schlitz versehen, der so
angeordnet ist, daß er den gabelförmigen rückwärtigen Teil der Werkzeugwechselklammer
283 aufnehmen kann, die dort mit Hilfe einer horizontal angeordneten drehbaren Welle
285 gelagert ist, die ihrerseits an gegenüberliegenden Enden in den vertikalen Wänden
275, 276 des Wechselwerkzeugarms 286 gelagert ist. Ein Betätigungsstift 288 ist
auf entgegengesetzten Enden zwischen den Armen 289, 290 befestigt, die mit der drehbaren
Werkzeugwechselklammer 283 aus einem Stück besteht. Befindet sich der Werkzeuggreifer
18't in seiner zurückgenommenen Stellung, wie sie in den Fig. 3 und 6 gezeigt ist,
dann ist die Anordnung so, daß der Betätigungsstift 288, der fest an der beweglichen
Klammer 283 sitzt, in eine Nockenfläche 292
eingreift, die
an dem äußersten vorderen Ende der bewegbaren Zahnstange 263 geformt ist. Immer,
wenn sich der sJerkzeuggreifer 182 in seiner ausgefahrenen Klemmstellung befindet,
wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, greift der Betätigungsstift 288 an der beweglichen
Jerkzeugklammer 283 in eine halbkreisförmige Öffnung 294 ein, die in dem oberen
vorderen Teil der Zahnstange 263 gebildet ist und in der Nähe der winkelförmigen
Nockenfläche 292 liegt. Während der Bewegung aus der vollkommen zurückgezogenen
Stellung gemäß Fig. 3 in die ausgefahrene Klemmstellung gemäß-Fig. 4 wird die Zahnstange
263 ein wenig relativ zu dem Werkzeugwechselarm 268 verschoben, wie dies im folgenden
noch näher beschrieben werden soll.
-
Der Werkzeuggreifer 182 umfaßt eine Anordnung mehrerer bewegbarer
Teile einschließlich des Werkzeugwechselarmes 26£i, nämlich den Zahnstangensupport
279 an dem Arm 268, die Zahn-Stange 263 und die Werkzeugwechselklammer 283, die
drehbar
bewegeng in Bahnen geführt, die innerhalb des Gehäuses 174 liegen, sowie in Führungen,
die aus einer Deckplatte 296 bestehen, die an dem Gehäuse 174 mit Hilfe von Kopfschrauben
297 befestigt sind. Wie man aus den Fig. 3 und 4 ersieht, besitzt das Gehäuse 174
obere und untere Führungsbahnen 303, 304, die parallel zueinander angeordnet sind:,
um den vorderen oberen Teil des Werkzeugwechselarms 268 und dessen unteren Teil
aufzunehmen. In ähnlicher Weise. haben die einander gegenüberliegenden
Flächen
des Iderkzeugwechselarms 268 für die Zwecke einer zwangsläufigen Gleitbewegung eine
Bahnfläche 305 in dem Gehäuse 174 sowie eine dazu gehörige Bahnfläche 306, die sich
an der Innenfläche des äusseren Supportdeckels= 296 befindet.
-
W=ährend der Bewegung des :=-'erkzeugg..reifers 182 aus der vollständig
zurückgezogenen Stellung in die Klemmstellung ist es wichtig, daß die unabhängig
bewegbare lerkzeugwechselklan, mer 283 während des ersten Teils der Bewegung in
vollständig offener Drehlage gemäß Fig. 3 gehalten wird. Am An-lang der Klemmbewegung
werden der "lerkzeugy.fechselarm 268 zusammen mit der Zahnstange 263 und dem drehbaren
Klemmarm 283 in der Lage gehalten, die für den Fall dargestellt ist, daß sie auf
eine Drehung des Zahnrads 238 im Gegenzeigersinne nach rechts bewegt worden sind.
Da nun während der Bewegung nach rechts die halbkreisförmige Ausnehmung 281 an dem
"lerkzeugwechselarm 268 in die Nähe des Umfangs des Werkzeughalters bewegt worden
ist, wird die Zahnstange 263 veranlaßt, sich unabhängig von dem Werkzeugwechselarm
268 so zu bewegen, daß die erforderliche Drehbewegung der Klammer 283 in den Eingriff
mit dem Werkzeughalter bewirkt wird. Mährend dieses speziellen Teils des Zyklus
für die Werkzeugauswechslung fährt die Zahnstange 263 fort, sowohl auf den Werkzeugwechselarm
268 als auch auf die getrennt angeordnete drehbare Werkzeugklammer 283 zu drücken,
um den Klemmeingriff mit dem Werkzeughalter zu bewirken, wie dies Fig. 4 zeigt.
Befinden sich die zusammenwir-
Zahnstange 263 angebracht ist, wie man aus den Fig: 3,6 und 15
ersieht. Ist die Zahnstange 263 mit dem Klemmarm
268
verriegelt, wie dies
in Fig. 6 und in ausgezogenen Linienzug in hig. 15 dargestellt ist, dann ist der
obere Teil der Sperrplatte 312 nach oben gedreht, um in eine rechteckige Ausnehmung
auf der rückwärtigen Unterseite der Zahnstange 263 eingreifen zu können. Die Platte
312 wird mit Hilfe einer gebogenen Feder 318 in Sperreingriff nach oben bewegt,
die dort in einer rechteckigen Ausnehmung 319 im rückwärtigen Teil des Zahnstangensupports
untergebracht ist und in horizontaler Richtung unter die Unterseite der Zahnstange
263 greift (Fig.3). Unabhängig von der Längsbewegung des Zahnstangensupports 278
und des Klemmarmes 268 wird die Feder 318 mit Hilfe eines Stiftes 321, der auf entgegengesetzten
Seiten in den Zahnstangensupport 278 eingreift, in der rechteckigen Ausnehmung 319
gehalten.
-
Ist die Sperrung so vorgenommen, wie sie die Fig. 6 und 15 zeigen,
dann wird die Nockenplatte 312 nach oben verschwenkt, um mit ihrer vorderen Kante
in die vertikalen Kanten der vergrößerten rechteckigen l.usnehmungen 323 bzw. 324
einzugreifen, die in den mittleren und rückwärtigen Teilen der nach rückwärts ragenden
Führungsarme 275, 276 herausgebildet :;ind, die ihrerseits mit dem Klemmarm 268
aus einem Stück bestehen. 13efinöet sich der mittlere Teil der Sperrplatte 312 in
Eingriff mit der horizontalen Ausnehmung 317 in der Zahnstange 263 und befinden
sich die vertikalen Kanten der Ausnehmungen 323, 324 in den Führungsarmen 275,-276
ebenfalls mit
dieser in Eingriff, dann ergibt sich klar, daß die
Zahn-Stange 263 und der Klemmarm 268 für eine gleichzeitige Bewegung während
des ersten Teils eines Klemmvorganges miteinander verriegelt sind. Die Ausnehmungen
323, 324 in den Klemmarmen 275, 276 sind groß genug, um sich den Dreharmen 31,4,
315 anzupassen, die aus einem Stück mit der Sperrplatte 312 bestehen. Diese Anordnung
ist in Fg. 15 etwas deutlicher dargestellt, in der die gestrichelten Linien erkennen
lassen, daß die Ausnehmungen 323, 324 sich in horizontal verlaufende Öffnungen 327,
328 geringerer Höhe erstrecken. Wie man aus dieser Figur ersieht, bilden
die Ausnehmungen '324 und 328 eine einzige vergrößerte mit Stufen versehene Öffnung
mit einer gemeinsamen unteren Fläche 331. Auf ähnliche Weise sind die Ausnehmungen
323 und 327, was man allerdings aus Fig.15 nicht ersehen kann, in dem=Klemmarm 275
vorgesehen und besitzen eine gemeinsame untere Fläche, die parallel zu der Fläche
331 ve-läuft.
-
Um eine vorzeitige Drehbewegung der Sperrplatte aus dem Eingriff mit
den vertikalen Wänden der Ausnehmungen
323, 324 zu verhindern, sind die einander
gegenüberliegenden äußeren Kanten 329 und 330 der Noekenscheibe
312 entsprechend
angeordnet, um in die horizontalen Nockennuten 335 und 336 zu fassen. Die horizontale
Rille 335 befindet sieh in einer Innenwand des Gehäuses 174 und ist so angeordnet,
daß sie sich in eine vergrößerte rechteckige Ausnehmung 337 öffnet, die darin gebildet
ist, wie man aus Fig. 15 ersieht. ?Ve die Fig. 6 und 15 ferner zeigen, ist die horizontale
]gut 336 aus
Zahnstange 263 in die in Pig. 3 wiedergegebene Stellung zu bewirken.
Am Anfang wird die halbkreisförmige Öffnung 281 an dem Werkzeugklemmarm 268 nach
der Linksbewegung der Zahnstange
263 zum Zurückziehen des Werkzeuggreifers
182 in der Anschlagstellung mit dem Werkzeughalter zurückgehalten, und zwar durch
die fortdauernde Wirkung der Feder 310 und des Anschlags 309 für die Zahnstange.
Drückt die Feder 310 den Klemmarm 268 nach außen, dann bewirkt eine Bewegung der
Zahnstange 263 nach links eine Drehung der beweglichen Werkzeugklammer 283 im Uhrzeigersinne,
und diese Bewegung wird fortgesetzt, bis die winkelige Nockenfläche
292 an
der oberen Fläche der Zahnstange wieder in den Stift 288 an der beweglichen Klammer
283 eingreift. Während dieses Zeitintervalls wird die Sperrplatte 312 außer Eingriff
mit den Nockenstiften 341, 342 gebracht und nachgiebig in die obere Verriegelungsatellung
durch die Wirkung der Feder 318 und der Nuten 335,336 vorgespannt. Ist dies geschehen,
dann greift das linke Ende der Zahnstange 263 in einen Anschlag 345 ein, der mit
Hilfe von Kopfschrauben fest an den linken Enden der Arme 275, 276 befestigt ist.
Ist also die Noekenscheibe 312 in Sperreingriff zwischen der Zahnstarnge 263 und
dem Werkzeugklemmarm 268, dann werden diese Teile nach links in die vollständig
zurückgezogene Stellung gemäß Fig. 3 zurückgezogen, weil die Zahnstange 263 auf
den Anschlag-345 trifft. Die nach einwärts gerichtete Rückzugbewegung des Werkzeuggreifers
182
ist begrenzt durch den Eingriff des Anschlags 345 an den rückwärtigen
Enden der Arme 275, 276_ mit einer Stellschraube 346, die in eine Gewindebohrung
in einer Wand des Gehäuses 174 eingeschraubt ist.
Sowohl während
der nach außen gerichteten Klemmbewegung als auch während der Rückzugsbewegung wirkt
der Werkzeuggreifer 181 in identisch gleicher Weise wie der Greifer 182 und in genau
koordiniertem Synchronismus mit diesem. Im Interesse einer Vereinfachung der Beschreibung
und der Zeichnung sollen jedoch nur die größeren wirksamen Teile des Werkzeuggreifers
181 mit den gleichen Bezugsziffern versehen werden, denen der Buchstabe "T" angefügt
ist. Der Werkzeuggreifer 181 besteht also im wesentlichen@nus einem Werkzeugklemmarm
268T mit einem gabelförmigen Teil, zwischen dem sich ein Zahnstangensupport 278T
befindet. Die übrigen zusammenwirkenden Teile einschließlich der drehbaren Sperrplatte
312T und der Betätigungsfeder 31'£3T wirken auf eine Weise zusammen, die identisch
gleich derjenigen ist, wie sie für den Werkzeuggreifer 182 beschrieben ist. Auf
ähnliche Weise greift eine winkelförmige Nockenfläche 292T am vorderen Ende der
Zahn-Stange 263T ia1
einen Betätigungsstift 288T an der drehbaren Werkzeugklammer
283T ein--und hält diese in der' geöffneten Stellung,sobald der Werkzeuggreifer
181 in der vollständig zurückgezogenen Lage gemäß Fig. 3 gehalten wird; Wie Fig.
6 zeigt, weist die bewegliche Klammer 283 im Abstand voneinander angeordnete gebogene
flansche 347A und
347B auf, die so angeordnet sind, daß sie mit den entgegengesetzten
Enden eines codierten Werkzeugbundes in Eingriff kommen. Auf ähnliche Weise ist
die gebogene Öffnung
281 in dem vorderen Ende des Armes 268 mit nach innen
ragenden gebogenen Flanschen versehen, von denen nur einer 3¢8A in den Zeichnungen
dargestellt
ist. Auf diese Weise erfassen die nach innen ragenden gebogenen Flansche zwangsläufig
den codierten Bund 126, um eine axiale Verschiebung des erkzeugs zu verhigdern,
Klemmstellung bewegt werden. Die dort befestigten Jerkzeuge werden zwangsläufig
gegen axiale Verschiebung in irgendeiner Richtung festgehalten, sobald die Werkzeuge
im Begriff. sind, zwischen dem Speichermagazin und der Werkzeugspindel ausgetauscht
zu 1-rerden. Nimmt das Magazin die soeben beschriebene Stellung ein, dann befindet
sich das Werkzeug 61 und der dazu gehörige Jerkzeughalter in einem vorbestimmten
Abstand gegenüber dem zurückgezogenen Jerkzeuggreifer 181-, und diese Stellung liegt
oberhalb einer horizontalen Ebene, welche die Achse der Antriebswelle 239 für den
Jerkzeuggreifer schneidet. In ähnlicher'Weise wird die Werkzeugspindel 40 als Ganzes
bewegt, c:ie im folgenden noch näher beschrieben werden. soll, um das von ihr getragene
,Werkzeug in eine entsprechende Stellung gegenüber dem zurückgezogenen Werkzeuggreifer
182 zu bringen, wobei diese Stellung unterhalb einer horizontalen Ebene verschoben
ist, welche die Antriebswelle 233 schneidet. Ls ist klar, daß nach Vollendung eines
vollständigen Zyklus eines jlerkzeugaustausehes die gesamte Werkzeugaechselvorrichtung
172 um 180 Grad gedreht wird, um die gewählte Auswechslung von Werkzeugen zu bewirken,
die dazu führt, daß die 1: erkzeuggreifer eine Zage einnehmen,
wie sie in
Fig. 4 wiedergegeben ist. Obwohl in dieser Figur die jierkzeuggreifer 181, 182 so
ihrerseits mit Hilfe von getrennten Lagern 373, 37'4 und 3'l5
in dem Spindelkopf 37 gelenkig gelagert ist. Will man die Welle 372 mit der kbinaten
Geschwindigkeit antreiben, dann wird eine elektromagnetische Kupplung 379 in an
sich bekannter Weise selektiv betätigt, um die Antriebsleistung von dem Zahnrad
370 für die Drehbewegung der Welle 372 zu übertragen. Die Kupplung 379 hat einen
angetriebenen Teil, der auf dem Teil 380 mit Hilfe eines Keils auf der Welle 372
fest angeordnet ist und wirkt im Sinne eines Eingriffs der Antriebsplatten 381,
wobei mehrere der Platten auf die Nabe des Zahnrades
370 hufgekeilt sind
und mehrere andere Platten auf den angetriebenen Teil der Kupplung 379 hufgekeilt
sind.
-
Das auf die Welle 357 hufgekeilte Zahngrad 364 ist so angeordnet,
daß es zum Eingriff mit dem Zahnrad 383 kommt, das
drehbar auf der Welle 372
in einem Zager 384 ruht und in an sich bekannter Weise durch Betätigung einer
zugehörigen elektromagnetischen Kupplung 385 selektiv zum Antrieb der Welle 372
benutzt werden kann, Das Antriebszahnrad 364 für hohe Geschwindigkeit, welches so
angeordnet ist, daß es um die Welle 357 rotieren kann, greift in ein Eingangszahnrad
387 ein, welches mit einer Nabe versehen ist, die innen liegende Keile besitzt,
die so angeordnet sind, daß sie die am Umfang angeordneten Keile 380 auf
der
Welle 3'72 erfassen. Da nun das Zahnrad 387 direkt auf die
Welle 372 hufgekeilt
ist, wird dass hohe Gesohwindigkeitsverhält# nis durch selektive Betätigung der
elektromagnetischen Kupplung 369 bewirkt. Es ist klar, daß nur eine der elektromagnetischen
Kupplungen einschließlich 369, 379 und 385 .erregt wird, um das
geegnete
Antriebsverhältnis .der Welle 372 zu erreichen. Ist beispielsweise die Kupplung
369 erregt-, um die Welle-372-mit dem hohen Geschwindigkeitsverhältnis.anzutreiben,
dann sind die Kupplungen 379 und 385 entregt: In gleicher 'leise-sind für den Antrieb
der '.gelle 372 mit dem niedrigsten Geschwindigkeitsverhältnis die Kupplungen 369
und 385 entregt, während die Kupplung 379 erregt ist, um die Verbindung für die
niedrige .-Geschwindigkeit herbeizuführen. Tatsächlich sind also die Kupplungen
369, 379-und 385 in entsprechender Weise geeignet, drei getrennte Geschwindigkeitsbereiche
herbeizuführen, wobei die geeigneten Geschwindigkeitsänderungen in jedem Bereich
durch selektive Betätigung des Eingangsmotors 354 bewirkt werden.-Für den Antrieb
der Werkzeugspindel 40 mit einer ausgewählten Drehzahl in dem gewünschten Bereich
kämmt ein Ausgangs-zahn rad 389 auf dem linken Ende der Welle.372 mit einem
Zahnrad 390, welches seinerseits unmittelbar auf dem mittleren Teil der Werkzeugspindel
40 aufgekeilt ist.
-
Zur Erhaltung der richtigen Winkelstellung zwischen dem Rotor des
Synchronmotors 353 und der Werkzeugspindel 40 ist der Synchronmotor so angeordnet,
daß er unmittelbar durch eine direkte Zahnradverbindung angetrieben werden kann,
und zwar unabhängig von dem ausgewählten Betrag der Spindelbewegung. Zur Erzielung
dieses Zwecks ist ein Ausgangszahnrad 392 fest an dem rückwärtigen Ende. der Spindelantriebswelle
372 befestigt. Das Zahnrad 392 greift in ein Zahnrad 393 ein, das-fest auf dem inneren
Ende eines Wellenstummels 394 angeordnet ist, der seinerseite in dem Zager
394 395 gelagert ist, dessen äußere Begrenzun-
des Lagers 405 sind in dem richtigen axialen Abstand mit Hilfe
eines rohrförmigen Distanzstücks 409 gehalten. In ähnlicher Weisedient eine Schulter,
die gegen das vordere Ende der Spindel 40 drückt, zur Anlage der inneren Laufkränze
des Lagers 405, die durch ein rohrförmiges Distanzstück 411 voneinander getrennt
sind. Der Klemmdruck zum Halten der Spindel 40 im Eingriff mit dem Lager 405 wird
von einem hinten gelegenen rohrförmigen Distanzstück 412, der Nabe des Zahnrades
390 und einer Abstandsscheibe 413 ausgeübt, während die inneren Laufkränze der Lager
406 und ein Abstandsstück 414 gegen eine Spannmutter 415 drücken, die unmittelbar
auf das rüekvrärtige Ende der Spindel 40 aufgeschraubt ist. Ein mit einem Flansch
versehener Bund 418 ist hinter der einstellbaren Spannmutter 415 auf die Spindel
aufgeschraubt. Auf diese Weise drehen sich die gesamte Spindelanordnung einschließlich
des Bundes 418 und der Teile, die vor diesem liegen als eine einzige Einheit, wenn
sich das Zahnrad 390 für den Spindelantrieb dreht. -Ilie man aus den'Fig. 13 und
13A ersieht, ist auf aas vordere Ende der Merkzeugspindel 40 eine kreisförmige Platte:
417 gesetzt. Die Platte 417 besitzt eine-kreisförmige Üffnung zur Aufnahme des Schaftes
eines Uerkzeughalters und eine Keilbahn 419, die lösbar in den Keil 87 eines Werkzeughalters
eingreifen kann. Um ein @:`erkzeug nachgiebig in @lirkungseingriff mit der Spindel
40 zu halten, ist das vordere Ende dieser Spindel hinter der Platte 41'7 mit einer
konischen Öffnung 420 versehen, welche zur Aufnahme der entsprechend abgeschrägten
Umfangsfläche 421 einer mit Keil versehenen axial verschiebbaren Spannpatrone 422
bestimmt ist.
-
Zur Erzielung einer kleinen Vorwärtsbewegung der Spannpatrone in
werden und außerdem eine Vorwärtsbewegung der Spannstange 426
und der Spannpatrone 422 in die entspannte Stellung herbeizuführen.. Um eine Beschädigung
der Spindellager während einer automatischen Lösung eines Werkzeuges zu vermeiden,
ist ein 'axial beweglicher Mechanismus 434 vorgesehen, der gleichzeitig den Bund
418 und den Anschlagbund 427 in diejenigen Dichtungen drückt, in denen die Gcheibenfedern
428 zusammengedrückt vierden. Um dies zu erreichen, besitzt der Mechanismus einen
Zylinder 437, der zur Ermöglichung einer axialen Bewegung zwischen den Bohrungen
439 und 440 in Zwischenwänden innerhalb des Spindelkopfes 37 gehalten ist. Der'
Zylinder 437 kann eine rohrförmige Verlängerung 438 trägen, die ein nach innen ragendes
mit Flanschen versehenes Ende aufweist, welches den Flansch an dem Bund 418 überdecken
kann. An seinem rückwärtigen Ende ist der Zylinder 437 mit einer Abdeckung 443 versehen,
die mit Hilfe von Kopfschrauben 444 befestigt ist. Der Zylinderdeckel 443 wird relativ-zu
einem Endstück 445 nachgiebig nach innen gedrückt, welches mit Hilfe von Kopfschrauben
454 an dem Spindelkopf 37 befestigt ist. Zu diesem Zwecke hat jede der Kopfschrauben
Führungsstücke, die in das eine Ende von Federn 453 am Umfang eingreifen, die an
ihren gegenüberliegenden Enden in kreisförmigen Ausnehmungen in der Endplatte 445
sitzen. Die Federn drücken normalerweise den Zylinder nach links, so daß der Flansch
der Verlängerung 438-nicht in den mit Flansch versehenen Bund 418 eingreift. Wie
oben bereits erwähnt, ist der Bund 418 mit Gewinde auf dem rückwärtigen Ende der
Werkzeug-Spindel befestigt und so angeordnet, daß er mit dieser während
eines
Bearbeitungsvorganges rotiert. Normalerweise sind daher die Plansche an dem Spindelbund
418 und die Zylinderverlängerung 438 nicht in direkter Berührung miteinander.
-
Konzentrisch zu dem Anschlagbund 427 liegt rechter Hand das linke
Ende 446 eines Kolbens 447, der sich axial in einer zylindrischen Bohrung 448 in
dem Zylinder 437 bewegen kann. Ein Bund 449 an dem rechten Ende des abgestuften
Kolbens 447 trägt eine Betätigungsstange 450, die sich durch eine Bohrung in der
Endplatte 445 nach-außen erstreckt, um einen Schalter 451 betätigen zu können. Zur
Lösung der Spannpatrone 422 wird ein Druckmittel durch eine Zeitung 455 zugeführt,
um eine Bewegung des Kolbens 447 nach links zu bewirken fand damit eine nach links
gerichtete Bewegung seines linken Endes 446 im Sinne eines Eingriffs mit dem Anschlagbund
427. Sobald dies geschehen ist, führt eine Aufrechterhaltung des Drucks in der Speiseleitung
455 zu einer Bewegung des Kolbenendes 446 und der Zylinderverlän:erung 438 in entgegengesetzten
Richtungen und damit zum Zusammenpressen des Federstapels 428 und zu einem Druck
auf die Spannpatrone 422 in azialer Richtung nach auswärts und damit in die entspannte
Stellung. Auf diese Weise bewirkt der Druck in der Zeitung 455 während der Lösung
der Spannpatrone 422 eine Bewegung des Zylinders 437 nach rechts, um das mit einem
Planach versehene Ende der Verlängerung zum .Anschlag an-den Bund 418 entgegen der
nach linke gerichteten Bewegung des linken Endes des Kolbens 447 und entgegen dem
Anschlagbund 427 zu bewirken und damit die Federn zusammenzu-
liehen Steuerstange 478 für den Gewindebohrer, die sich in .der
Längsrichtung durch eine Bohrung in der rohrförmigen Spannstange 426 erstreckt.
Die Steuerstange 478 ist gleitbar gelagert, so daß sie in einem p a,ax getrennt
angeordneter Büchsen an entgegengesetzten Enden der Spannstange 426 gleitbar gehalten
werden kann. Um die axiale Bewegung der Steuerstange 478 zu begrenzen, ist der mittlere
Teil etwas erweitert, um die Schultern 481, 482 entstehen zu lassen, die mit den
benachbarten Anschlägen so zusammenwirken, daB das Ausmaß der Bewegung in jeder
Richtung begrenzt wird. Das Uußerste rechte Ende der Stange 478 ragt in ein Führungslager
483 hinein, welches in einer Bohrung in dem erweiterten Ende einer äxial beweglichen
Führungsstange 484 (Fig. 13) gehalten ist. Die Führungsstange 484 ist zur Ausführung
einer axialen Bewegung von einem Büchsenlager 486 -geführt, welches innerhalb des
nach innen ragenden Teils 485 eines rohrförmigen Gehäuses 487 befestigt ist. Die
querliegende Endplatte 445 am rückwärtigen Teil des Spindelkopfes 37 ist mit Kopfschraüber_
454 befestigt und besitzt eine Bohrung zur Aufnahme des rohrförmigen Gehäuses in
einer axialen Bohrung, die durch den rohrförmigen Steuerkolben 447 hindurchgeht.
Auf diese Weise wird die Führungsstange in konzentrischem Wirkungseingriff mit dem
Ende .der axial bewegbaren Steuerstange 478 gehalten. Ein Stift 490 ist mit seinen
gegenüberliegenden Enden in der Wand des rohrförmigen Gehäuses 485 befestigt, um
in
die schlitzähnlichen Öffungen in der Führungsstange
484
eingreifen zu können
und die Stange gegen Drehbewegungen festzuhalten. Das außenliegende Ende der Führungsstange
484 ist mit Gewinde auf das innere Ende eines"Steuerkolbens: 493 aufgeschraubt,
der zur Erzielung einer axialen Bewegung von einem Ungenpotentiometer 494 getragen
ist. Das Fotentiometer ist an einem Deckel befestigt, der seinerseits an das
äußere Ende des rohrförmigen Gehäuses 487 angeschraubt ist. Eine Feder 495
sitzt in einer Öffnung, die zum Teil durch die Führungestange 484 hindurchgeht und
liegt= mit ihrem rechten Ende an
dem Stift 490 an. An ihrem anderen Ende
liegt die Feder 495 gegen ein Druckstück an, das in das linke Ende
der Bohrung
in
der Führungsstange 484 eingeschraubt ist.
Auf diese Weise wird die
Stange 484 durch die Feder
494
nach links gedrUokt. Dabei ist die Anordnung
so getroffen, daß
die von der Feder 495 und von der Feder 474 ausgeübte Kraft
praktisch gleich der entgegenstehenden Kraft ist, die von der Einzelfeder 473 in
dem Gewindesehneidhalter 458 ausgeübt wird.
-
Jedesmal wenn ein Werkzeughalter 458 mit einem: Gewindesohnedwerkzeug
in die Werkzeugspindel. 40 (Fig. 14) eingesetzt.worden ist, wird das rechte Ende
einer axial hin-und hersehwingenden Welle 463 zum Anschlag mit dem linken Ende der
Steuerstange für das Gewindeschneideisen mit ausreichender Kraft zum Anschlag gebracht,
um die Feder 495 in
der Steuerstange 484 zusammenzudrücken. Beim
Beginn des Gewindeschneidvorganges wird der Bund 468 an der Supportwelle 463 normalerweise
in seine mittlere neutrale Stellung gegenüber dem Werkzeughalter 458 uliter Federdruck
gebracht, wobei die Feder 473 einen genügend großen Druck ausübt, um die, Feder
495 in der Führungsstange 484 zusammenzudrücken. Jede weitere Bewegung der Welle
463 in irgendeiner Richtung aus ihrer normalen mittleren Stellunö bewirkt eine entsprechende
axiale Bewegung der Steuerstange 478 und der Führungsstange 484 bei einer entsprechenden
BetUtigung des Längenpotentiometers-494. Wie im folgenden noch näher beschrieben
werden soll, ist das Längenpotentiometer 494 so angeschlossen, daß es eine kontinu:brliehe
modulierende Steuerung des axialen Vorschubs der Werkzeugspindel 40 während des
Gewindeschneidvorgangs bewirkt. Das genaue Verhältnis zwischen der Drehzahl der
Spindel für den eigentlichen Vorgang des Gewindeschneidens und dem axialen Vorschub
der Spindel wird auf diese Weise immer ganz genau eingehalten.
-
Die Fig. 16 zeigt den hydraulischen Kreislauf zur Betätigung des Werkzeugspindel-Motors
und der Lösevorrichtung für die Spannpatrone. Ein hydraulisches Druckmittel wird
von einer Pumpe 504 angesaugt, die von einem Motor 506 angetrieben ist, und Speist
das Druckmittel aus einem Sumpf 505 unter Überdruck in die Leitungen 508 und 509.
Ein Servo-Steuerventil 512 ist schematisch angedeutet und liegt zwischen
in einen Sumpf 555 fließt, der in an sich bekannter Weise an die
Rückleitung zu dem gemensamen-Sumpf 535-angeschlossen ist. Eine Bewegurig des Kolbens
551 bewirkt eine entsprechende Bewegung des äußeren Endes eines Hebels 557 nach
links, der seinerseits am.entgegengesetzten Ende--um eine Achse 558 drehbar angeordnet
ist, die vori dem Rahmenteil 63 gehalten wird. Etwa in der Mitte trägt der Hebel
557 eine Nockeriwalze
560, die normalerweise in Eingriff mit einer kreisförmigen
Ausnehmung an einer drehbaren Nockenscheibe 561 steht, t=eil sie von der Feder 552
dagegen gedrückt-wird. Die Nockenscheibe 561 kann sich jeweils um 360 Grad drehen,,
wenn sich das Werkzeugmagazin um 18 Grad dreht (s.F'ig..1). Geht-also ein nachfolgendes
Werkzeug,-welches noch von dem-Magazin getragen wird, durch die Stelle für den @ITerkzeugwechsel
hindurch, dann wird die kreisförmige-Ausnehmung an der Nockenseheib"e 561 in eine
solche Stellung bewegt, daß sie mit der mach außen gezogenen Nockenrolle 560-zum
Eingriff kommt.` Wird jetzt der Elektromagnet 545 ent-regt, um `die Ventilspule
541 in ihre neutrale Stellung zurückzuführen, dann vierden beide Speiseleitungen
542, 543 für den Motor mit der Entleerungsleitung verbunden, um den Motor 118 anhalten
zu können, .. der dann das ausgewählte Werkzeug in die Icähe der 1-eTerkzeug-Ausweehselstation
bringt. Da :nun die Leitung 549 mit der Entleerungsleitung-verbunden*st, drückt
die Feder
552 den Kolben-551 nach rechts und damit die Noekenwalze 560 in
Eingriff mit der kreisförmigen Ausnehmung an der Nocken-
Scheibe
561, um auf diese `.Veise das-ausgewählte Werkzeug .in die Endstellung in der Einsatzstelle
für die '°lerkzeugauswechslung zu bringen.
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Eine Drehung des Motors 118 in der umgekehrten Richtung oder im Gegenzeigersinne
kann durch Erregung eines Elektromagneten 563 bewirkt werden, die zur Folge hat,
daP sich die Ventilspule 541 nach rechts bewegt und die Druckleitung 536 mit der
Zeitung 543 verbindet. Hierauf gelangt das Druckmittel durch die Zeitung 543 in
die Zeitung 549 und bewirkt die Zurückziehung der Nockenwalze 560 und weiterhin
über ein offenes Steuerventil 564 die Umkehrung des Drehsinns des Motors 118. Die
Strömung des zurüc:--fliePenden Druckmittels aus dem Motor 118 erfolgt durch ein
Regelventil 567, die Zeitung 542 und von dort durch die nach rechts gedrückte Ventilspule
541 zu der Hauptentleerurigsleitung 538. Eine Entregung des Elektromagneten 56-2
ermöglicht die Rückwärtsbewegung der Ventilspule 541 in die mittlere neutrale Stellung
und damit die Herstellung der Verbindung beider Zuleitungen 542, 543 des Motors.
Die endgültige Stellung des @`erkzeugmagazins :nach Anhalten des Motors 118 wird
durch Rechtsbewegung des Hebels 547 bewirkt, wobei die Nockenwalze 560 zum Eingriff
mit der Nockenausnehmung an der Nockenplatte 561 kommt.
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Nach dem Anhalten des Werkzeugmagazins zu dem Zweck, ein ausgewähltes
Werkzeug in der :insatzstelle festzuhalten, ist es, wie oben bereits erwähnt, erforderlich,
sowohl
das Magazin in der gewählten Stellung festzuhalten, als auch die zugehörige Werkzeugklammer
im geöffneten Zustand zu halten, um die nachfolgende Rückziehbewegung des ausgewählten
Werkzeuges vorzubereiten. Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Vorganges ist
in Fig. :2 wiedergegeben, in welcher der Sperrhebel 105 zu sehen ist, der
sich im Uhrzeigersinn bis zum Eingriff mit dem Zahnrad 104 bewegt und gleichzeitig
die axiale Verstellung des "Stiftes 1' 14 bewirkt, um den Werkzeugklemmhebel
91 im Gegenzeigersinn und damit in die gelöste Stellung zu bewegen. Wie man
aus Fig. 17-ersieht, werden die Ventilspulen 571 bzw. 572, die zu den Ventilen 569,
570,gehören, nach links gedrückt, um beide Enden des Zylinders 111 mit der
Hauptentleerungsleitung 538 zu verbinden. Um den Sperrhebel 103 in der entriegelten,
zurückgezogenen Stellung während der Drehbewegung des Magazins zu halten, wird ein
Elektromagnet 573
erregt, der eine Bewegung der Ventilspule 56'I nach rechts
bewirkt und dadurch die Druckleitung 53+ber die nach rechts gestellte Ventilspule
571 mit einer Zeitung 576 verbindet. Die Zuführung von Druckmittel aus der
Zeitung 576 in den Zylinder 111 bewirkt eine Bewegung des Kolben 577 in dem
Sinne, daß die Kolbenstange 110 eine Bewegung des Hebels 143 im GPgenzeigersinne
herbeiführt, der dann den Schalter 112 betätigt. Nach Eintreffen eines ausgewählten
vierkzeuges an der Einsatzstelle für den Werkzeugwechsel wird der Elektromagnet
573 entregt, die Ventilspule 571 zurückgezogen,, so
daß
sie unter Federdruck nach links bewegt c:ird, una schließlich die Leitunv 576 entleert
v:ird. Gleichzeitig wird ein mit dem Ventil 570 verbundener Elektromagnet 574 erregt,
um eine-Bewegung der Ventilspule 572 nach rechts zu, bewirken,. wodurch die Druckmittelleitung
536 das Druckmittel in eine Zeitung 578 leiten kann. Die Zeitung 578 zu dem Zylinder
111 dient zur Bewegung des Kolbens 577 in die entgegengesetzte Richtung, um den
Hebel 103 im Uhrzeigersinn zu bewegen. Hierdurch wird das ','Terkzeugaagazin in
der ausge:-rililten Stellung festgehalten und der Werkzeugklemmhebel gelöst (s.
Fig. 2).
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Bevor ein '.j'erkze=tedechsel bewirkt ::irü, maß der Schaltermechanismus
130 (Fig. 2), der durch die erwähnte Codierung betätigt :-rird, so zurüct#:gedreht
werden, daß er die Schalterfedern aus dem EinVriff mit den '_-?inQnaten an dem Bund
126 bringt. ''Tie Fig. 17 zeigt, wird dies durch Betätigung des Zylinders 147 zum
Zurücitziehen des Schalters bewirkt, der auf die Erregung der elektromagnetisch
gesteuerten
beide Enden des Zylinders 14.7 so geschaltet, da2 er entleert wird, ereil die mit
den Ventilen 580, 581 verbundenen Ventilspulen 582, 583 sich in der linken Betriebsstellung
befinden. Während der Drehbewegung des Werkzeugmagazins wird die Steuervorrichtung
144 für den Schalter so nach außen gedreht, daß die Federn 130 zur Betätigung des
Schalters auf den. kreisförmigen Oleg der aufeinanderfolgenden codierten de
rechts zu bewirken, wodurch die Speiseleitung 536 mit der Leitung
590 verbunden wird, so daß der Kolben 587 nach .links geschoben wird und
den Schaltermechanismus 144 aus seiner Betriebsstellung zurückzieht. Die Rückzugsbewegung
wird durch die verringerte Strömung des Druckmittels aus dem entgegengesetzten Ende
des Zylinders 147 über die Rückleitung
586 und das Steuerventil 592 reguliert,
so daß die Entleerung über die Hauptleitung 53£i erfolgen kann.
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An dieser Stelle sei daran erinnert, daß jede einzelne ,',rerkzeugklammer
an den verschiedenen z'1erkzeugen in dem Magazin eine ausreichende Druckkraft ausübt,
um eine nicht beabsichtigte Verschiebung eines Werkzeuges während der Z)rehbet-:egung
des Magazins aus einer Speicherbüchse zu verhindern. In ähnlicher '.reise i@:irken
die ;°lerkzeugklammern mit ausreichender Kraftentfaltung, um ein Herausnehmen eines
'@lerl:zeugs aus dem Magazin von Hand zu ermöglichen, nachdem die Drehbewegung des
Psagazins angehalten worden ist. Um aber das Herausz-iehen eines Werkzeugs aus dem
Magazin zum Zwecke des Einsetzens eines anderen Werkzeuges zu ermöglichen, ist eine
TTechselstelle für Handbetrieb vorgesehen, die etwas entfernt von der Einsatzstelle
für den automatischen Werkzeugwechsel liegt. Befindet sich das Nagazin in der Zage,
die oben unter Bezugnahme auf die Fig. 2 *und 17 beschrieben worden ist, dann kann
die Lösevorrichtung für die Klammer von Hand bet^tigt werden, uni ein Terkzeug aus
der Speichertrommel herauszuziehen. .;ie man insbesondere aus den Fig. 11, 12 und
17
ersieht, ist ein hydraulischer Zylinder 6C=1 2.:n dem rahmen 63 in der Nähe einer
Handaustauschstelle, die ihrerseits neben der %insatzstelle für die automatische
@Terkzeugauswechs-lung liegt, Lind dicht bei dem Mechanismus 60 in Fig. 1. Sobald
man das Druckmittel in die hydraulischen. Zeitungen 542 oder 543 schickt, um die
Magazintrommel 118 anzutreiben, wird eine hydraulische Zeitung 603, wie fig. 17
zeigt, so eingeschaltet, daß sie das Druckmittel in den Zylinder treibt,. um einen
Kolben 602 nach außen zu drücken. In diesem Betriebszustand wird eine Kolbenstange
604 nach außen gedrückt, um einen drehbar gelagerten Lösehebel 605 zwangsläufig
in seiner Stellung zu halten, die er bei einer Drehung im Gegenzeigersinne um eine
Achse 606 eingenommen hat. Es leuchtet ein, daß das entgegengesetzte Ende des Lösehebels
605 dann außer Eingriff mit dem Werkzeugklemmhebel 91 ist, der von dem Werkzeugmagazin
62 während der Drehbewegung dieses Magazins getragen wird. Nach Eintreffen des Magazins
in der ausgewählten Stellung werden die hydraulische Leitung 603 und auch die Betriebsleitungen
542, 543 für den Motor auf die Entleerungsleitung geschaltet. Während dieses Zeitraums
und bei angehaltener Drehbewegung der Trommel wirkt ein nachgiebig angetriebener
Kolben 609 in einer Bohrung des Rahmens 63 in dem Sinne, daß er den Lösehebel 605
in seiner Stellung im Gegenzeigersinne festhält. Für den fall.,: daß es nun erwünscht
ist, ein Werkzeug auszuwechseln, wird ein Fußhebel 610 heruntergedrückt,
der
ein drehbar gelagertes Gelenk 611 nach. unten drückt. An ihrem oberen Ende ist die
Stange oder das Gelenk 611 drehbar gelagert, um einen Nocken 612 zu lösen, der drehbar
an dem Rahmen 63 gelagert ist. Auf diese '.`eise bewirkt eine Abwärtsbewegung des
Fußhebels 610 die Betätigung der Stange 611 und das Loslassen der Nocke 612
in der T=deise, daß der Lösearm 605 im Uhrzeigersinne verdreht wird, wodurch das
untere Ende des Armes zum Eingriff mit dem automatisch wirkenden Verriegelungshebel
91 kommt. Läßt man nun den Fußhebel 610 in der heruntergedrückten Stellung stehen,
dann wird der Hebel 605, Fig. 12, im Uhrzeigersinne gegen die Wirkung der Kolbenstange
604 und des Kolbens 609 verdreht und dreht den Verriegelungshebel 91 für das ;'erkzeug,
der in der Matrix 62 gelenkig im Uhrzeigersinne verstellt worden ist. Sobald dies
geschieht, wird die ,.-iinl:lig abgebogene Sperrkline 94 aus der Nut 97 herausgezogen
und erlaubt das Herausziehen eines Werkzeuges aus dem Werkzeughalter 614 von Hand.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes befindet sich diese
Handaustauschstelle, die in Fig. 1 mit 615 bezeichnet ist, etwa 180 Grad
von der automatischen 'Jerkzeugwechselvorrichtung entfernt. Diese Einrichtung ertaubt
einen Werkzeugvrechsel von Hand, um das Speichermagazin, nur dann wieder zu füllen,
wenn dieses stillsteht.
Wie Fig. 17 zeigt, ist der hydraulische
Zylinder 203 zur Steuerung der Drehbewegung der Werkzeuggreifer 181,
1-32
so angeschlossen, daß er von den Ventilen 617 und 618 gesteuert wird. Der Zylinder
203 dient dazu, die Werkzeugirectiselvorriehtung aus der 0 Grad-Stellung gemäß Fig.
18 in die 180 Grad-Stellung gemäß Fig. 1 8 zu bringen bzw. die Werkzeugwechselvorrichtung
von der 180 Grad- in die 0 Grad-Stellung zu iÜhren. nehmen die Vierkzeuggreiier
181, 182,
die in Fig. 17 wiedergegebene Stellung ein,, dann sind beide Enden
des Zylinders 203 so geschaltet, dä.ß der Zylinder mit Hilfe der Ventile 617, 618
entleert wird. Sind die Werkzeuggreifen vollstindig in die Werkzeugwechselvorrichtung
zurück-;bezogen, dann wird ein Elektromegnet 619 erregt, um eine Ventilspule
620 gegen die Wirkung einer Feder 621 zu bewegen, wodurch eine Verbindungsleitung
536 über eine Zeitung 622, eine Bohrung in der Ventilspule und von dort über eine
Leitunk; 623 mit dem Zylinder 237 verbunden wirdi um den-Zahnstangenkolben nach
unten zu drücken, wodurch die Lockenscheibe 253 zum Eingriff mit einem Endausschalter
254 kommt. Wenn dies tatsächlich geschieht, dann gelangt äas Druckmittel aus dem
Zylinder 244 über eine Leitung 626, das nicht in Betrieb befindliche Ventil 618,
durch ein Regelventil 627 für die Flüssigkeitsstrmüng in eine gemeinsame Zeitung
628, die mit der Hauptentleerungsleitung 538 verbunden ist.
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Eine :Bewegung der Werkzeuggreifer .181, 182 aus der
.zurLickgezogenen
in die ausgefahrene Klemmstellung wird nach Entregung des Elektromagneten
619 und nach Erregung eines Elektromagneten 630 bewirkt, wobei der letztere
dazu dient, die Ventilspule 631 gegen die Kraft der Feder 632 zu verschieben. Nachdem
das Ventil 617 außer Betrieb gekommen ist, wird das Druckmittel aus dem Zylinder
237 Uber die Zeitung 623, die nach links bewegte Ventilspule 620, ein Regelventil
636 und eine Leitung 637 mit der Hauptentleerungsleitung 628 in Verbindung gebracht.
Zu diesem Zeitpunkt bewirkt die Strömung des aus dem Zylinder 237 herausfließenden
Druckmittels 623 im Sinne einer Steuerung der Bewegung@der Werkzeuggreifer 181,
182 in die ausgefahrene Klemmstellung. Dies geschieht, nachdem das Druckmittel
aus der Hauptspeiseleitung 536, der Leitung 622, der nach oben bewegten Ventilspule
631, des erregten Relais 618 und von da durch die Zeitung 626 zu dem Zylinder 244
geflossen ist, wobei es eine Bewegung des Zahnstangenkolbens und eine Bewegung der
Nockenscheibe 2'53 zum Eingriffinit dem Endschalter 258 bewirkt.
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Nachdem die Werkzeuggreifer 181, 182' in Klemmeingriff mit den auszuwechselnden
Werkzeugen bewegt worden sind, wird die erforderliche Bewegung des Schlittens 169
nach auswärts durch Betätigung des Zylinders 215-bewirkt. Ein Kolben 640 in dem
Zylinder 215 befindet sich in der gezeichneten Stellung in seiner mittleren neutralen
Betriebsstellung, in der die entgegengesetzten Enden des Zylinders so angeschlossen
sind,
da13 sie Uber die entregten Ventile 641, 642 entleert werden. Beim Beginn eines
Werkzeugweehselzyklue wird der' Kolben 640 in die zurückgezogene Stellung zurückgenommen,
so daß die Werkzeuggreifer 181, 182 in Klemmeingriff mit den entsprechenden Werkzeugen
kommen. Dieser Betriebszustand wird durch Erregung eines Blektromagneten 644 erreicht,
der eine Bewegung einer Ventilspule 645 nach rechts und des Ventils 641 gegen die
Kraft der Feder 646 bewirkt, wodurch die Hauptspeiseleitung 536 so angeschlossen
wird, daß das Druckmittel in eine Leitung 647 gelangt, die mit dem linken Ende des
Zylinders 215 verbunden ist. Gelangt das Druckmittel nun aus der Leitung 647 in
den Zylinder 215, dann wird der Kolben 640 in der rechten Endstellung gehalten,
wobei der Anschlag 234 an dem Schlitten 169 in Eingriff mit dem Schalter
235 gehalten wird. Befindet sich der Kolben 640 in seiner rechten Stellung, dann
ist das rechte Ende des Zylinders 215 Tiber eine Auslaßleitung 650 und von da durch
das ausgeschaltete Regelventil 642 und ein Regelventil 651 mit der Entleerungsleitung
538 verbunden.
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Nachdem die Werkzeuggreifer 181, 1' 82 in Klemmeingriff mit den Werkzeugen
gebracht worden sind und der Endaussahalter 258 betätigt worden ist, wird der Schlitten
169 in seine äußerste Stellung gebracht, und zwar geschieht dies durch entsprechende
Bewegung des Kolbens 640 nach außen. Um dies zu vollbringen, wird der Blektromegnet
644 des Ventils:
641 entregt und ein Elektromagnet 652 des Ventils
642 erregt. Ist der Blektromagnet 644 entregt, dann ist das linke Ende des Zylinders
215 über die Zeitung 647 und die nach links bewegte Ventilspule 645 sowie das Regelventil
655 mit der Entleerungsleitung 538 verbunden. Das Regelventil 655 tritt in Tätigkeit,
um die Geschwindigkeit zu regeln, mit welcher der Kolben 640 nach links bewegt wird,
um den Schlitten 169 in seine äußerste Stellung zu bewegen.
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Ist das linke Ende des Zylinders 215 mit der Entleerungsleitung 647
verbunden, dann schließt die Erregung des Elektromagneten 652 eine hydraulische
Verbindungsleitung von der Hauptspeiseleitung 536 über eine Zeitung 658, die nach
rechts bewegte Ventilspule 653 und eine Leitung 650, so daß eine Bewegung des "Kolbens
640 nach links bewirkt wird. Sobald der Schlitten 169 seine äußerste Stellung erreicht
hat, welche durch die Phantomlinie in Fig. 7 dargestellt ist, kommt der Anschlag
234 an dem Schlitten 169 zum Eingriff mit dem Endschalter 236. Wie im folgenden
noch näher erklärt werden soll, bewirkt die Betätigung des Schalters 236 eine Drehung
der Werkzeugwechselvorrichtung um 180o, um die Werkzeuge in ihre Stellung für den
Werkzeugaustausch zu bringen.
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W
ie die Fig. 5 und 17 zeigen, tritt ein Paar von Endausschaltern
662
bzw. 663 in Tätigkeit, um die durch die Verdrehung erreichte Stellung
der Werkzeugvrechselvorriehtung
gegen die Federkraft einer Feder 672, daß die Speiseleitung mit
einer Zeitung 673 verbunden wird. Die Bewegung des Kolbens 208 nach unten und nach
Maßgabe des Zulaufs des Druckmittels aus der Zeitung 673 bewirkt eine Strömung des
Druckmittels aus dem Zylinder 203 über eine hydraulische Druckleitung 67$ nach außen.
Die Strömung des aus der Leitung 6'T4 austretenden Druckmittels bleibt bestehen
und erfolgt durch die nach links bewegte Ventilspule 677 des Ventils 668 und von
da durch ein voreingestelltes Regelventil 678 in die Hauptentleerungsleitungen 538.
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Eine Drehung der Werkzeugwecshselvorrichtung
172 im Gegenzeigersinne
aus der 0°-Stellung in Fig. 188 in die 180o- Stellung gem. Fig. 18D wird durch Entregung
des ELek-, tromagneten 670, Fig. 17, und Erregung eines Elektromagnaten 679 herbeigeführt.
Drückt nun die Feder 672 des Ventils 667 die Ventilspule 671 nach links, dann wird
der Zylinder 204 über die Leitung-673 und das Steuerventil 680 mit der Entleerungsleitung
538 verbunden. Gleichzeitig bewirkt die Erregung des Elektromagneten 679
eine Bewegung der Ventilspule 677 nach rechts entgegen der Wirkung einer Feder 681.
Es fließt dann das Druckmittel aus der Speiseleitung 536 durch eine Zeitung 682
und von da durch eine dünne Bohrung in der nach rechts gestellten. Ventilspule 677
in die Zeitung 674. Sobald dies geschieht, fließt das Druckmittel aus der .Leitung
674 in den Zylinder 203 und bewirkt, es eine Bewegung
kodierten Bund 126 ist in der oben erwähnten Patentanmeldung von
Brainard und anderen eingehend beschrieben. Es dürfte daher überflüssig
sein, den Koinzidenzkreis vollständig zu beschreiben, der erforderlich ist,
um die Bewegung des anzeigenden Werkzeugmagazins 62 anzuhalten. Es dürfte vielmehr
genügen, festzustellen, das eine binäre kodierte Zahl auf das Steuersystem gegeben
wird, um anzuzeigen, das das nächste Werkzeug in die Eineatzstelle für den Werkzeugwechsel
vorrücken soll. Das nächstfolgende Werkzeug ist mit einem kodierten Bund 126 versehen,
der abwechselnd Nuten und Ringe trägt, die so angeordnet sind, das sie eine binäres
Signal ergeben. Auf diese Weise betätigt der an dem Werkzeug vorhandene Bund während
der Drehbewegung des Magazins zur Auswahl des Werkzeugs die Sohalterfedern 130,
so das diese ein binär kodiertes Signal auf das Steuersystem geben, welches in Koinzidenz
mit dem Bandeingangssignal ist. Nach Herstellung der Koinzidenz des binär kodierten
Signals, das durch Beeinflussung der Schalterfedern-zusammen mit dem binär kodierten
Signal. von dem Band her hervorgerufen ist, wird die Drehbewegung des Magazins angehalten.
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Beim Beginn einer jeden Bewegung des Magazins 62 für die Auswahl
des Werkzeugs ergibt sich offensichtlich, das der Betätigw4ameohanismus
131 für den kodierten Schalter gemäß Pig. 2 sich in der äußeren Betriebsstellung
befindet,
derart, das die zur Betätigung dienenden Schalterfedern 130
Eine Erregung von 702 schließt 702-15 und vervollständigt einen
Eingangskreis über den geschlossenen Schalter 708-15. Hierauf werden 702-9, 702-10
in die offene bzw. geschlossene Stellung bewegt. Befindet sich 702-9 in der offenen
Stellung, dann wird der im tlirzeigersinr. umlaufende Elektromagnet 703 entregt.
Die Schließung von 702-10 erregt das Relais 704, um die Drehbewegung des Antriebsmotors
für das Magazin im Gegenzeigersinne einzuleiten. Dach Entregung von 703 öffnet der
Kontakt 703-13, um den Steuerma-Lneten 545, der sich im Uhrzeigersinn dreht, zu
entregen. Eine Schließung des Kontaktes 704-14 erregt den Steuermagneten, so daß
dieser sich im Gegenzeigersinne bewegt und die Richtung des Antriebsmotors für kurze
Zeit umdreht. Unter diesen Bedingungen bewegt sich die hTockenwalze 560 in Fig.
17 einwärts, um die endgültige Stillsetzung während der Zeitspanne der umgekehrten
Drehbewegung einzuleiten. Hat die Walze die Endstellung erreicht, dann kommt sie
zum Eingriff mit der Ausnehmung in der 2?ockenscheibe 561 und betätigt den Schalter
728 im Sinne seiner Öffnung. Die Spule 708 ist dann entregt, öffnet 708-10, um das
Relais 704 zu entregen, welches sich im Gegenzeigersinne dreht und hierauf wird
der Kontakt 704-14 geöffnet, um den Elektromagneten 563 zu entregen, der sich im
Gegenzeigersinne bewegt, so daß die Drehbewegung des Magazins angehalten wird. Ein
dazugehöriger normalerweise geschlossener Kontakt 695-7 wird geöffnet,
Relaisspulen sind gegeneinander verriegelt, um die gleichzeitige
Erregung dieser beiden Spulen zu verhindern. Es wird daher nach Erregung der Spule
703 ein normalerweise geschlossener Kontakt 703-10, der mit dieser verbunden ist,
in die offene Stellung bewegt, um eine Erregung der Spule .704 auszuschließen. Nach
Bewegung der Spule _703 in die erregte geschlossene Stellung wird ein anderer Stromkreis
geschlossen, der über die Zeitung 13, den normalerweise geschlossenen Kontakt 709-13
und den geschlossenen Kontakt 703-13 führt, um den Elektromagneten 545, fig. 19
und 17, zu erregen. Nach erfolgter Erregung des Elektromagneten 545 wird das Werkzeugspeichermagazin
62 im Uhrzeigersinne gedreht, bis das nächste susgew@hlte Werkzeug, das durch das
binäre kodierte Signal von dem Steuerband her bestimmt ist, in die Einsatzstelle
für den Werkzeugaustausch bewegt ist.
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Sobald das ausgewählte Werkzeug die Einsatzstelle für den Werkzeugwechsel
erreicht hat, bewirkt der nicht dargestellte Koinzidenzetromkreis für das Werkzeug
die Schließung des normalerweise offenen Kontaktes 690 in der Zeitung 15, um einen
Stromkreis von dem Leiter 687 her zu schließen, der zur Erregung der Relaisspule
702 dient. Nach Erregung der Relaisspule 702 kehren die Kontakte 702-9 und 702-10
in ihre entsprechenden, normalerweise geschlossenen bzw. normalerweise offenen Stellungen
zurück. Infolgedessen
sperrende und zurückziehende Elektromagnet 573 entregt und der
Elektromagnet 574, der den Sperrhebel betätigt, in Lei-@ tung 7 erregt, um die Rückwärtsbewegung
des Sperrhebels zum Eingriff mit dem ringförmigen Zahnrad und gleichzeitig die Lösung
des Eingriffs der Werkzeugklammer, die zu dem ausgewählten Werkzeug gehört, zu verursachen.
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Nach Bewegung des Sperrhebels 105, Fig. 17, in die verriegelte Stellung
nach Erregung des Elektromagneten 574 wird der Schalter 112 ausgeschaltet und dadurch
eine Bewegung des zugehörigen Kontaktes in der Zeitung 9 in die normalerweise offene
Stellung bewirkt, um eine neuerliche Erregung der Steuerrelais 703, 704 zu verhindern.
Eine Entregung der Spule 708 bewirkt die Schließung eines normalerweise offenen
zugehörigen Kontaktes 708-15) um einen Haltestromkreis für das Relais 702 zu schließen,
welches erregt wirdg nachdem das ausgewählte Werkzeug in die Einsatzstelle für den
Werkzeugwechsel bewegt worden ist.
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Dieser Stromkreis schließt sich von der Speiseleitung 687 aus über
den nunmehr geschlossenen Kontakt 708-15 und einen geschlossenen Kontakt 702-15,
u`as Relais 702 zu erregen. Auf diese Weise bleibt das Relais 702 erregt, um eine
neuerliche Erregung des Relais 695, Zeitung 5, auszuschließen, nachdem der Koinzidenzkontakt
690 in seine normalerweise offene Stellung zurückgekehrt ist.
Es
werde nunmehr angenommen, daß das ausgewählte Jerkzeug in die Einsatzstelle für
den Werkzeugwechsel bewegt worden ist und daß der Spindelkopf 37 sich längs der
X- und Y-Achse in die daneben liegende Werkzeugwechselstatio.n neben die Werkzeugwechselvorrichtung
60 bewegt habe, wie dies in den Fig. 1 und 3 dargestellt ist. Während der Rückkehrbewegung
des Spindelkopf es 37 in die Einsatzstelle hat sich die Werkzeugspindel 40, wie
oben beschrieben, durch Drehbewegung so gestellt, daß ihre Keilbahn zur Aufnahme
des ausgewählten Werkzeugs richtig ausgerichtet ist. Mit anderen Irrorten, es sind
die Voraussetzungen geschaffen, um die-Werkzeugwechselvorrichtung 60 in Fig. 1 zu
betätigen und um den'ßohrer 61 in dem Magazin 62 mit dem Irräser 43 auf der Werkzeugspindel
40 auszutauschen. Unter diesen Bedingungen erfolgt die Werkzeugauswechselung abhängig
von einem einzigen Eingangssignal von dem Steuerband oder dem Speichermedium her.
Wie man aus Fig. 20 ersieht, wird der Vorgang der Werkzeugauswechselung durch Schließung
eines normalerweise offenen Kontaktes 701 in der Zeitung 18 abhängig von dem Bandsignal
eingeleitet. Nach Schließung des Kontaktes.701 wird ein Stromkreis geschlossen,
der von dem horizontalen Leiter 18 über den vertikalen Leiter 705 und von da durch
die Zeitung 719 über die normalerweise geschlossenen Kontakte 712-1:9 und 711-19
führt, um eine Relaisspule 712 zu erregen, wobei der Stromkreis durch die Speiseleitung
688 vervollständigt wird. Eine Erregung der Spule 712 bewirkt die sofortige Schließung
eines
normalerweise offenen Kontaktes 712-20, um einen Stromkreis
über den Kontakt 711-19 zu vervollständigen, sobald dieser in die geöffnete Stellung
bewegt wird. Gleichzeitig bewirkt die Erregung des Relais 712 die Schließung eines
anderen normalerweise offenen Kontaktes 712-17 und vervollständigt . einen Stromkreis
über die Zeitung 18, um eine Relaisspule 711
zu erregen, wobei die Schließung
dieses ötromkreiües die Schließung eines normalerweise offenen Haltekontaktes 711-18
bewirkt. Eine Erregung der Spule 711 bewirkt die Bewegung des normalerweise geschlossenen
Kontaktes 711-19 in die offene Stellung; dies hat keine !Wirkung auf die fortdauernde
Erregung der Relaisspule 712, die über den nunmehr geschlossenen Kontakt 712-20
eingeschaltet bleibt.
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In diesem Augenblick sind die Werkzeuggreifer 181, 182,
wie die Fig. 1 und 3 zeigen, beide in der zurückgezogenen Stellung innerhalb
des hohlen Geht*,uses 174 der Jerkzeugwechselvorrichtung 171 zurückgehalten. In
dieser Betriebsstellung, welche die Fig. 9 zeigt, wird die Nockenscheibe 253, die
zur Bewegung mit der Betätigungswelle 239 mit dem Werkzeuggreifer verbunden ist,
so verstellt, daß sie einen normalerweise geschlossenen Endausschalter 254 in seiner
offenen Stellung hält. Der Kontakthebel des Schalters 254 ist also in Fig. 20 durch
die Linie 28 in der geöffneten Stellung gezeichnet, und zwar während der vollständigen
Zurückziehung der 11,4rerkzeuggreifer 181 und 182. Nach Erregung der Relaisspulen
711, 712 im Zuge der Zeitung 18 und 19 und entsprechend
Ablesekopfes 131 in die Stellung, die in Fig. 17 in ausgezogenem
Linienzug wiedergegeben ist, wird ein Schalter 729 in der Zeitung 25 aus der normalerweise
offenen in die geschlossene Stellung gelegt. `,ie Fig. 20 zeigt, ist dann ein Stromkreis
geschlossen, der von einer horizontalen Zeitung 26 über einen normalerweise geschlossenen
Kontakt 715-26 und über die Leitung-21 geschlossen ist, um eine Relaisspule 16 zu
erregen. Immer, wenn die Spannpatrone 422, Fig: 13 und 20, in Elemmeingriff mit
einem T:rerkzeughalter ist, wird das Schaltmesser des Schalters 451 geöffnet. Nach
Erregung der Spule 716 werden die Werkzeuggreifer 181, 182 aus der zurückgezogenen
in die ausgefahrene Klemmstellung bewegt. Tatsächlich wird nach Erregung der Spule
716 ein mit ihr in Verbindung stehender Kontakt 716-27 in die geöffnete Stellung
bewegt, um den Elektromagneten 619 zu entregen. Der Elektromagnet 619 wurde anfangs
nach Erregung der Spule 709 erregt, die in der Leitung 21_ liegt, wodurch die Schließung
des Kontaktes 709-27 bewirkt wird, der den Stromkreis über die Zeitung 27 schloss,
um den Elektromagneten 619 zu erregen.
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Zu diesem Zeitpunkt vervollständigt die Schließung eines weiteren
Kontaktes 716-44 einen Stromkreis über die Zeitung 44 und den vertikalen Leiter
731, um den Elektromagneten 630 zu erregen, der-so wirkt, daß er die Werkzeuggreifer
181, 182 aus der zurückgezogenen in die ausgefahrene Stellung auf hydraulischem
Jege nach vorn bewegt, wie dies oben beschrieben worden ist.
:Pie Erregung der Spule 717 in Zeitung 28 bewirkt eine Detö;tigungsbewegung
der mit ihr verbun,-'"enen Kontakte 717-44 und 717-45, wobei das Kontaktmesser 717-45
jetzt in die geöffnete Stellung bewegt wird, um die Schließung eines Stromkreises
in der horizontalen Leitung 45 zu unterbrechen. Dieser Kontakt 717-45 wird nach
der darauffolgenden Entregung der Spule
717 7 geöffnet, um eine leichte Verzögerung
herbeizuführen und bewegt sich dann in die geschlossene Stellung, die nun in Fig.
20 gezeigt ist. Befindet sich der Kontakt 717-45 jetzt in der geöffneten Stellung,
dann wird zur gleichen Zeit der Kontakt 717-44 nach einer leichten Verzögerung und
nach Erregung der Spule 717 in die geschlossene Stellung gebracht, wodurch ein Stromkreis
über die Zeitung 44 geschlossen wird. Weil nun die Relaisspule 717 erregt ist, wird
ein Stromkreis geschlossen, der von der Speiseleitung 687
über die nunmehr
geschlossenen Kontakt 716-44, 717-44 führt und die Spule 726 eines Verriegelungsrelais
727 erregt. Nach Erregung der Spule 726 werden die damit in Verbindung stehenden
Kontakte 726-32 und 726-33 in entsprechender Weise in die geschlossene bzw. offene
Stellung
bewegt. Ist der Kontakt 726-33 nunmehr geöffnet, dann wirdo
der Elektrqemgnet 527 entregt, um eine Bewegung des Kolbens 447' Fig.13,
für die Spampatrone in, die gelöste Stellung zu bewegen. Gleichzeitig erfolgt durch
die Schließung des Kontaktes 726-32 die Vervollständigung eines Stromkreises, der
von der Speiseleitung 687 über die Leitung 33, den vertikalen Leiter 736 und deu
nunmehr geschlossenen Kontakt 726-32 führt, um den
entregt ist, wird der damit zusammenhängende Kontakt 715-30 in
der Leitung 30 in seiner normalerweise geschlossenen Stellung gehalten und vervollständigt
einen Stromkreis von der Speiseleitung 687 über den vertikalen Leiter 738 und von
da über den jetzt geschlossenen Kontakt 451-15, um die Spule 720 in der Zeitung
31 zu erregen. Der Startstromkreis 'zur Erregung der Spule 720 schließt sich über
den normaler-2.@#eise geschlossenen Kontakt 715-30, weil zu dieser Zeit weder ein
Stromkreis über den normalerweise offenen Kontakt 722-31 noch über den Kontakt 723-23
besteht, der .regen der Erregung der Relaisspuele 723 in der Zeitung 40 geöffnet
ist.
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Nach Erregung der Spule 720 wird anfangs ein dazu gehlriger normalerweise
geschlossener Tontakt 720-35 geöffnet, um den Elektromagneten 644-zu erregen, der
so wirkt, daß er den Werkzeugschlitten in seiner innenliegenden Stellung hC,..lt.
Gleichzeitig wird ein weiterer Kontakt 720-46 geschlossen, der einen Stromkreis
schließt, der von der Speiseleitung 731 über den nunmehr geschlossenen Kontakt zur
Erregung des Elektromagneten 652 führt, um die Auswärtsbewegung des Schlittens 169
und der b'erkzeugwechselvorrichtung 172 zu bewirken. Befindet sich der Schlitten
in seiner vorderen nach außen gerichteten Stellung, dann bleibt der Endausschalter
662 in der Zeitung 40 geschlossen, bis die Werk= zeugwechselvorrichtung in ihre
180 Grad-Stellung verdreht wird. Wird der Schlitten 169 um ein ausreichendes Stück
nach vorn bewegt, um eine Drehung der Werkzeugweehselvorrichtung
172,
Fig. 7, zu ermöglichen, dann-betätigt die Nocke 234 an dem Schlitten den Schalter
236. In diesem Zeitpunkt wird ein Schaltmesser an dem Schalter eingelegt und vervollständigt
einen Stromkreis in der Leitung 36 in Fig. 20, der von der Speiseleitung
687 zu einem vertikalen Leiter 739 führt.
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Da sich nun die ?rlerkzeizgwechselvorrichtung 172 immer noch in ihrer
Null-Grad-Stellung befindet, bleibt der Schalter 662 in der Leitung 40 geschlossen,
um die Relaisspule 723 erregt zu lassen, was zur Folge hat, daß die Spule 715 entregt
bleibt. Infolgedessen wird ein dazu gehöriger Kontakt 723-36 geschlossen und vervollständigt
einen Stromkreis von der Zeitung 739 über die Leitung 36 und den normalerweise geschlossenen
Kontakt 715-36 und von da über den jetzt geschlossenen Kontakt 7'23-36,, um eine
Spule
722 eines Verriegelungsrelais 721 zu erregen. Da nun das Relais 721
ein Selbsthalterrelais ist, bleibt es in der eingelegten Stellung, wie sie durch
die Erregung der Spule 722 herbeigeführt worden ist, obwohl der zugehörige Stromkreis.
in der Leitung 36 im Anschluß daran unterbrochen worden ist. Mit anderen Worten,
die Abschaltung des Relais 721 kann erst erfolgen, wenn eine Spule 724 in der Leitung
37 erregt wird. Nach Erregung der Spule 722 werden die zugehörigen Kontakte 722-38
und 722-39 in entsprechender Weise in die geschlossene und in die offene Stellung
gebracht. Dadurch wird nach der Bewegung des normalervreise geschlossenen Kontaktes
722-39 in die geöffnete Stel-
vorrichtung 172 und der Schlitten 169 nach rückwärts bewegt,
um die Führungsanschläge an der drehbaren Werkzeug-Wechselvorrichtung 172 zum Eingriff
mit den unteren-Flächen der Führungen zu bringen.
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Dieser zur Erregung des Elektromagneten 644 dienende Stromkreis
wird über die Zeitung 35 und über den geschloasenen Kontakt 717-35 der erregten
Spule 717 in der Zeitung 28 vervollständigt und führt von dort über den normalerweise
geschlossenen Kontakt 720-35 zu einem vertikalen Leiter 741. Von dem Leiter 741
aus führt der unter Spannung befindliche Stromkreis über die Zeitungen 35 und den
geschlossenen Kontakt 725-35 der erregten Spule 725, um die Erregung des Elektromagneten
644 zu bewirken. Bezüglich-der Spule 717
darf daran erinnert werden, daß der
Haltestromkreis für dieses Relais über die Zeitung 28, den vertikalen Leiter 733,
den normalerweise geschlossenen Kontakt 7'15-29 und den vertikalen Leiter 734 geschlossen
ist und: von dort über...._.die Leitung 28 und über den geschlossenen Schalter 258
geht und damit anzeigt, daß die Werkzeuggreifer sich in der ausgefahrenen Stellung
befinden und daß die Spule 717 erregt werden kann. Befindet sich der Schlitten dagegen
in der äußeren Ställung, dann ist dieser Stromkreis unmittelbar über die Leitung
28 und den jetzt geschlossenen Kontakt 235-28 in sich geschlossen.-Nach Erregung
des Elektromagneten 644 in der Zeitung 35 wird der hydraulische Kreis betätigt,=Wn
die Rückführung des Schlittens 169, Fig. 17, zu bewirken. Nach Eintreffen des
Schlittens
in seiner inneren Stellung werden die ausgewechselten 'Merkzeuge wieder in das `°erkzeugmagazin
bzw. in die !"lerkzeugspindel eingesetzt. Sobald dies geschehen ist, bewirkt die
Einwärtsbewegung des Schlittens 169 eine Betregung des Anschlags 234 zum Eingriff
mit dem Schalter 235, Fig. 17; Damit wird der zugehörige normalerweise geschlossene
Kontakt 235-28 geöffnet und der. normalerweise geöffnete Kontakt 235-27 geschlossen.
Durch die Öffnung des Kontaktes 235-28 wird der Stromkreis unterbrochen, der über
die Leitungen 28 und 29 führt, und die Entregung der Spulen 717 und 718 bewirkt.
Hierauf wird ein Kontakt 717-45 geschlossen, um einen Stromkreis zu vervollständigen,
der über die Zeitung 45 führt und um eine Auslösewicklung 743 des Relais 727 zu
erregen und damit den Abfall des Relais 727 herbeizuführen. Ist dies geschehen,
dann wird ein zugehöriger Kontakt 726-32 in seine normalerweise offene Stellung
zurückgeführt und bewirkt die Entregung des Elektromagneten 523 zur-Lösung der Spannpatrone,
gleichzeitig wird ein Kontakt 726-33 in seine normalerweise geschlossene Stellung
zurückgeführt und bewirkt die Erregung des Elektromagneten 527 zum Festklemmen der
Spannpatrone. Hierauf wird der Stapel von Federscheiben 428 wirksam, wie dies oben
unter Bezugnahme auf Fig. 13 beschrieben worden ist, und bewirkt das erneute Festklemmen
der Spannpatrone 422.
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Nach der Rückführung des Schalterkontaktes 235-27 in die geschlossene
Stellung wird ein Stromkreis geschlossen, der in der Zeitung 27 liegt und die Wiedererregung
des
haltung herbeizuführen.. Nach der Entregung der Spule 709 ist
die Auswechselung der Werkzeuge vollbracht und die Spannpatrone ist in die Eingriffsstellung
zurückgekehrt, um das ausgewählte ',lerkzeug für den nächsten Dearbeitungsvorgang
zu erfassen.
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Vährend eines automatischen jlerkzeugwechselzyklus infolge eines von
dem Band her kommenden Signals wird der Kontakt 701-in der Zeitung 18 in seiner
geschlossenen Stellung festgehalten, bis der vollständige Austausch von Werkzeugen
durchgeführt ist.
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Es dürfte ohne weiteres einleuchten, daß der ',Merkzeugwechsel sowohl
von Hand als auch auf automatischem Wege im Gefolge des Eintreffens eines Bandsignals
erfolgen kann. Zur Erzielung dieses Zweckes wird ein Steuerdruckknopf 746 gedrückt,
um einen Steuerkreis von der Speiseleitung 687 über den Kontakt des Druckknopfschalters
746 zu dem vertikalen Leiter 747 und von da zu der Leitung 18 herzustellen, wie
dies oben bereits beschrieben worden ist.
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Zur Erzielung einer vollständigen Bewegung der größeren beweglichen
Maschinenteile längs der X-, Y- und Z-Achse dient eine Bandsteuerung, die in Fig.
21 schematisch dargestellt ist. Z,'ie man aus der Fig. ersieht, stellt die Schließung
eines Schalters 749 die Verbindung der Speiseleitungen 687, 688 mit den Leitungen
750 und 751 her. Die Leitungen 750 und 751 führen unmittelbar zu einer Lesevorrichtung
752, die in an sich bekannter Weise die Signale von einem kodierten Band (welches
in der Zeichnung nicht dargestellt
ist) zu einem Ausgangsleiter
754 bewirkt. Die Lesevorrichtung 752 dient zur Übertragung einer Digitalinformation
von dem bewegbaren Band(nicht dargestellt), das beispielsweise ein Lochstreifen
sein kann, um die Bewegung der größeren bewegbaren Maschinenteile herbeizuführen
bzw. die Signale zu liefern, die erforderlich sind, um die Bewegung des Werkzeugmagazins,
die Auswahl des nächsten Werkzeuges und die Abgabe eines Signals zur Einleitung
eines Werkzeugwechselzyklus.herbeizuführen. Die Lesevorrichtung weist in an sich
bekannter Weise eine Anzahl von Schaltern auf, die in binärer Kodeform mit Hilfe
von Schaltstangen wirkt, die in entsprechende Löcher in dem Lochstreifen eingreifen,
wenn dieser relativ zu der Lesevorrichtung mechanisch vorwärtsbewegt wird. Von der
Lesevorrichtung
652 weg wird der Leiter 754 wirksam, um einen Kodewandler
755 zu betätigen, der seinerseits die Information von dem Bandkode in den Dezimalkode
verwandelt; diese Information wird dann in Registern in der Form von-Sinus- und
Cosinus-Spannungen gespeichert, um die Punktlage an der ausgewählten Stelle vorherzubestimmen;
dabei dienen lineare Spannungsverhältnisse zur Geschwindigkeitsregelung. Zusätzlich
dient der Kodewandler 755 zur Umwandlung und Speicherung von Informationen für die
X-, Y- und Z-Achse und zur Speicherung von Information in Form eines binären Kodes,
bezogen auf die erforderliche Drehzahl der Werkzeugspindel, ferner für die ausgewählte
Stellung des drehbaren Werkzeugmagazins zur Auswahl eines Werkzeugs und zur Einleitung
eines Werkzeugwechselzyklus.
Von dem Fehlersignalgeber 760X wird eine Information für Steuerzwecke
übertragen, um einen Hilfsverstärker 770X zu beaufschlagen, der direkt angeschlossen
ist, um die Geschwindigkeit und das Ausmaß der Bewegung eines umkehrbaren hraftantriebes.771X
zu regeln. Der Kraftantrieb 771X kann beispielsweise ein Elektromotor oder ein ventilgesteuerter
hydraulisch angetriebener Servo-Motor 772X sein, der direkt angeschlossen ist, um
die Spindel 773X zur translatorischen Verstellung der Säule anzutreiben. Die Spindel
773X ist ihrerseits so angeordnet, daß sie in eine Wandermutter 775X . eingreifen
kann, die unmittelbar an der bewegbaren Säule 28 befestigt ist. Die allgemeine Anordnung
zur Erzielung der Bewegung der Säule 28 längs der X-Achse ist ähnlich der Anordnung,
die dazu dient, die erforderliche Bewegung des Schlittens 48 längs der Z-Achse,
der das Werkstück trägt, herbeizuführen und die Bewegung des Spindelkopfs 37 längs
der Y-Achse als auch die Drehgeschwindigkeit der 'Jerkzeugspindel 40.
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',lie man aus dem Blockschaltbild der Fig. 21 erkennen k&nn, ist
der Kraftantrieb 771X so angeschlossen, daß er einen Übertragungsmechanismus 780X
antreiben kann, der seinerseits unmittelbar an eine Last 781X angeschlossen werden
kann, die in diesem Falle die Säule 28 ist. Tatsächlich besteht der Mechanismus
780X aus der Spindel 773X und der Wandermutter 775y, obwohl für diese Zwecke beliebige
andere äquivalente Bauteile verwendet werden können.
- Jeder der
Fehlersignalgeber, die mit der gemeinsamen Bezugsziffer 760 bezeichnet sind, ist
an eine Zweigleitung 782 angeschlossen, wobei sämtliche Zweigleitungen die gemeinsame-Bezugsziffer.782
tragen und ihrerseits an eine Hauptleitung 783 bzw. an die Lesevorrichtung 752 angeschlossen
sind. Es werden. also jeweils die Fehlersignalgeber 760 nach Beendigung einer besonderen
Folge programmierter Bewegungen der größeren Bauteile über die Hauptleitung 783
angeschlossen, um ein Signal auf die Bandlesevorrichtung 752 zu geben, die dann
in Tätigkeit tritt, um die darauffolgende nutzbare Steuerinformation abzugeben.
Das Signal von der HauptleitunÜ 783 her liefert ein Signal an die Bandlesevorrichtung,
um mit dem nächsten Satz von Informationen auf einem Band fortzufahren, der dazu
dient, die Maschinenbewegungen zu bewirken. In :ähnlicher Weise sind die mit der
gemeinsamen Bezugsziffer 770 bezeichneten Hilfsverstärker aber Zweigleitungen 785
an eine gemeinsame Speiseleitung 786 angeschlossen.
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Wie oben beschrieben, sind die verschiedenen Elemente, die in dem
Blockschaltbild der Fig. 21 mit gemeinsamen Bezugsziffern versehen sind, in ähnlicher
',leise wirksam, um identisch gleiche Funktionen zu erfüllen, obwohl die Zage einiger
dieser Elemente in dem zugehörigen Aufbau der Maschine vollständig verschieden sind,
je nachdem., zu welchem Bauteil sie gehören. Nicht dargestellt ist in Fig. 21 ein
ähnlicher L=raftantrieb, der auf die Lesevorrichtung 752 an-