DE1552324B2 - Werkzeugmaschine mit automatischem Werkzeugwechsel - Google Patents
Werkzeugmaschine mit automatischem WerkzeugwechselInfo
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
3 4
Platz machen, d. h. einander ausweichen. Vorzugs- ten Ausführungsform der Erfindung aus einer Kreisweise geschieht dieses Ausweichen dadurch, daß die scheibe 45 (Fig. 1 und 2) mit nach außen offenen
beiden Greifer beim Passieren auseinanderschwen- Aussparungen zur Aufnahme von Werkzeugen wie
ken. Dabei können sie um eine zur Werkzeugachse 46, die auf einer vertikalen Welle 47 drehbar gelagert
parallele Achse oder um eine zur Werkzeugachse 5 ist. Die Einstellung des Werkzeugmagazins 27 in die
senkrechte Achse schwenken. Der letztere Fall ist gewünschte Stellung erfolgt in üblicher Weise,
vorzuziehen, wenn zu erwarten ist, daß Werkzeuge braucht also nicht näher erläutert zu werden; die
ausgewechselt werden müssen, die über die doch Werkzeuge 46 sind in den nach außen offenen Ausziemlich
schmal gehaltenen Greiferbacken seitlich sparungen gehaltert, vorstehen, wie beispielsweise Fräser. io Unterhalb der Magazinscheibe 45 sind auf beiden
Bei der älteren Werkzeugmaschine ist ein Greifer- Seiten der Werkzeugspindel 28 je ein Greifer 48 bzw.
mechanismus vorgesehen, der parallel zur Spindel- 49 um eine zur Spindelachse rechtwinklig liegende
achse gerichtete Translationsbewegungen ausführt. Achse 50 schwenkbar gelagert. Beide Greifer sind
Solche Bewegungen erfordern, daß genügend Raum gleichartig aufgebaut, es wird deshalb nur der in
zwischen dem Werkzeugplatz im Magazin und der 15 Vorschubrichtung links liegende, in Fig.2 vor der
Werkzeugaufnahme der Spindel zur Verfügung steht, Spindel 28 liegende Greifer 49 beschrieben,
der Werkzeugplatz im Magazin muß also verhältnis- Der Greifer 49 besteht aus einem um die Achse 50
mäßig weit zurückliegen, so daß ein erheblicher Teil schwenkbaren Tragkörper 51 mit einer Greiferbacke
des Raumes über der Spindel nicht für die Unterbrin- 52 und einer in Längsrichtung des Tragkörpers 51
gung des Werkzeugmagazins ausgenützt werden 20 verschiebbarep zweiten Greiferbacke 53, die mittels
kann. Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfin- einer auf einem Bolzen 54 geführten Feder 55 auf
dung ist deshalb ein eine reine Schwenkbewegung die untere Backe 52 zu gedrängt ist. Der Führungs-
ausführender Greifer vorgesehen, der mit einem der stift 54 ist gleichzeitig als Rollenbolzen ausgebildet
Werkzeugaufnahme im Magazin zugeordneten festen und trägt an seiner Unterseite eine Führungsrolle 56.
Nocken und einem der Werkzeugaufnahme der Spin- 25 Wie aus F i g. 4 ersichtlich ist, weist die obere
del zugeordneten zurückziehbaren, vorzugsweise hy- Backe 53 eine nach außen offene Aufnahmeöffnung
draulisch gesteuerten Nocken zum Öffnen der fe- 57 auf, deren Maulweite dt dem Durchmesser eines
dernd in die Schließstellung gedrängten Greiferbak- Werkzeughalters 58 angepaßt ist, d.h. geringfügig
ken zusammenwirkt. größer ist als dieser, wie in F i g. 4 dargestellt ist. Auf
Der mit federnd in die Schließstellung gedrängten 30 der Unterseite ist konzentrisch zur Öffnung 57 eine
Greiferbacken ausgestattete Greifer nach dem er- Aussparung 59 vorgesehen, deren Durchmesser d2
wähnten älteren Vorschlag ist in Art einer Zange dem Durchmesser eines Halterflansches 60 am
ausgebildet. Zum Einschieben der geöffneten Zange Werkzeughalter 58 angepaßt ist, d. h. wieder etwas
wird vergleichsweise viel Raum zwischen den Werk- größer ist als dieser. Die untere Backe 52 ist mit
zeugen benötigt, so daß auf einer gegebenen Länge, 35 einer glatten Aufnahmeöffnung entsprechend der
sei es in Richtung des Umfangs einer als Werkzeug- Aufnahmeöffnung 57 mit gleicher Maulweite verse-
magazin dienenden Scheibe oder in Längsrichtung hen.
einer als Werkzeugmagazin dienenden Kette, nur Im Weg der beiden Führungsrollen 56 ist in Voreine
begrenzte Anzahl Werkzeuge untergebracht schubrichtung gesehen vor dem über der Spindel bewerden
können. 40 findlichen Werkzeug 46 ein fester Nocken 61 an-
Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung geordnet, und im ebenfalls gemeinsamen Wegteil der
wird der Raumbedarf zum Erfassen der Werkzeuge beiden Führungsrollen 56 ist über der Spindel 28 ein
dadurch verringert und damit die mögliche Anzahl zurückziehbarer Nocken 62 angeordnet. Dieser Nokan
Werkzeugen auf eine vorgegebene Länge erhöht, ken sitzt an einer Kolbenstange 63 eines hydraulidaß
der Greifer aus zwei in Richtung der Werkzeug- 45 sehen Kolbens 64, der mittels einer Feder 65 in die
achse gegeneinander verschiebbaren Backen be- Ruhestellung gedrängt ist, d. h. in die in F i g. 5 darsteht,
die beide eine dem Werkzeughalterdurchmes- gestellte Lage, in der der Nocken 62 aus dem Weg
ser entsprechende Radialöffnung aufweisen, der der Rollen 56 gezogen ist. Bei Beaufschlagung des
Werkzeughalter mit einem unterhalb des Magazins Kolbens 64 mit Druckmittel wird der Nocken 62, wie
bzw. außerhalb der Spindel liegenden Flansch verse- 50 in F i g. 2 in unterbrochenen Linien dargestellt, in die
hen ist und eine der beiden Backen dem Flansch ent- Bahn der Rollen 56 vorgeschoben,
sprechend ausgedreht ist. Zum Verschwenken des Greifers 49 ist ein hydrau-
Die Erfindung soll an Hand eines in der Zeich- lischer Kolben 66 vorgesehen, der eine Zahnstange
nung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu- 67 verschiebt, die mit einem der Übersichtlichkeit
tert werden. Es zeigt 55 halber nicht dargestellten Ritzel auf der Welle 50
F i g. 1 eine Aufsicht auf ein teilweise geschnitte- kämmt. In der Welle 50 sitzt ein Schieber 68, der an
nes Werkzeugmagazin mit einem darunter befindli- einem Ende in einer Führungsnut 69 geführt ist und
chen ebenfalls teilweise geschnittenen Werkzeug- am anderen Ende bei 70 an den Grundkörper 51 des
Wechselmechanismus, Greifers 49 angelenkt ist. Der Greifer 49 ist bei 71
Fig.2 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 1, 60 um eine zur Welle 50 senkrecht liegende Achse 71
F i g. 3 schematisch die beiden erfindungsgemäß schwenkbar; die Schwenkebene schwenkt selbstver-
vorgesehenen Greifer beim Passieren, ständlich mit Drehung um die Welle 50.
F i g. 4 die obere Greiferbacke von unten gesehen Die Arbeitsweise der Greifer soll an Hand von
und F i g. 5 erläutert werden, in der der Schwenkweg der
F i g. 5 schematisch eine Abwicklung der Greifer- 65 beiden Greifer in Abwicklung dargelegt ist, und zwar
wege. in Abhängigkeit vom Schwenkwinkel in Winkelgraden.
Ein oberhalb einer Werkzeugspindel 28 angeord- Es sei angenommen, daß sich der Greifer 48 in der
netes Werkzeugmagazin 27 besteht in der dargestell- Wartestellung hinter dem Magazin befindet und der
Greifer 49 in seiner Wartestellung zwischen Magazin und Spindel. Der Greifer 49 ist dabei durch Verschwenken
um die Achse 71 aus der geraden Verbindungslinie von der Spindel 28 zum über ihr befindlichen
Werkzeugplatz im Magazin 45 herausgelenkt.
In der Spindel 28 befindet sich ein Werkzeug W1,
das gegen ein Werkzeug Wl ausgewechselt werden soll. Das Werkzeug Wl ist deshalb durch entsprechende
Verdrehung des Magazins 45 auf den Platz über der Spindel 28 und vor dem Greifer 48 gebracht
worden.
Ist der Bearbeitungsvorgang mit dem Werkzeug W1 beendet, so werden die Greifer 48 und 49
gleichzeitig in Bewegung gesetzt, und zwar schwenken sie bei der Darstellung in Fig. 5 nach kleinerem
Verdrehwinkel zu, d. h. zur Spindel hin. Dabei erfaßt der Greifer 48 das Werkzeug Wl, daraufhin läuft
der Greifer 48 über das Ende des Nockens 61 hinweg, so daß der Greifer unter der Wirkung der Feder
55 schließt und das Werkzeug festhält. Beim Weiterlaufen zieht der Greifer 48 das Werkzeug W 2 aus
dem Magazin heraus und schwenkt dann um seine Achse 71, bis er die Stelle (Winkel 40°) erreicht hat,
die vorher der Greifer 49 eingenommen hatte, nur daß der Greifer 48 in entgegengesetzter Richtung um
seine Achse 71 verschwenkt ist, er also gewissermaßen dem Greifer 49 ausgewichen ist (vgl.F i g. 3).
Der Greifer 49 hingegen wurde auf seinem Weg zur Spindel 28 hin wieder in die gemeinsame, direkte
Verbindungsebene eingeschwenkt, so daß er über das Werkzeug Wl kommt und dieses erfassen kann;
während dieses Vorganges ist selbstverständlich der Nocken 62 ausgefahren, d. h. liegt in der Bahn der
Führungsrolle 56, so daß der Greifer 49 geöffnet wird. Anschließend wird der Nocken 62 zurückgefahren,
die Spindel wird zurückgezogen und gibt das Werkzeug W1 frei, und daraufhin läuft auch der
Greifer 49 zurück, wobei das Werkzeug W1 diesmal
beim Passieren der Stelle des Nockens 62 festgehalten wird. Durch die Führung 69 schwenkt der Greifer
49 natürlich wieder um die Achse 71, so daß die beiden Greifer um 20° gegeneinander verschwenkt
sind (vgl. Fig. 3), wenn sie bei einer Winkelstellung von 40° gemäß Fig.5 einander passieren. Sobald
der Greifer 49 den Winkel 40° erreicht hat, beginnt der Greifer 48 aus seiner gestrichelt dargestellten
Stellung weiter zur Spindel 28 zu laufen, auf die gleiche Weise, wie das vorher der Greifer 49 gemacht
hat. Der Nocken 62 bleibt dabei zunächst zurückgezogen, bis das Werkzeug bei 0° vor der Spindel
steht. Die Spindel fährt dann wieder vor, das Werkzeug wird gespannt und der Greifer 48 läuft in die
40°- oder Passierstelle, d.h. die in Fig. 5 gestrichelt
dargestellte Stellung zurück; dabei ist der Nocken 62 wieder vorgeschoben, so daß sich der Greifer 48
beim Rücklauf öffnet und das soeben eingespannte Werkzeug W 2 auch freigibt. In der Zwischenzeit ist
das Werkzeugmagazin 45 auf den Platz des vom Greifer 49 nunmehr zurückzubringenden Werkzeuges
Wl verdreht worden, so daß der ohne Aufenthalt
durchlaufende Greifer 49 mit dem Werkzeug W1 unter Zurückschwenken um die Achse 71 das Werkzeug
W1 an seinem Magazinplatz absetzen kann. Daran anschließend läuft der Greifer 49 weiter in die
Stellung zurück, die vorher der Greifer 48 eingenommen hat, so daß das Magazin jetzt auf das nächste
zur Bearbeitung heranstehende Werkzeug Wi weiterschwenken kann; wenn dieses in die Spindel
eingesetzt werden soll, wiederholen sich die beschriebenen Vorgänge sinngemäß, nur daß jetzt die Bewegung
des Greifers 49 vom Greifer 48 und die des Greifers 48 vom Greifer 49 ausgeführt werden.
Claims (6)
1. Werkzeugmaschine mit automatischem Greifermechanismus vorgesehen ist. Eine solche
Werkzeugwechsel, mit waagerechter vorschiebba- Werkzeugmaschine, bei der die Spindel allerdings
rer Spindel, bei der das Werkzeugmagazin über 5 nicht vorschiebbar ist, ist bereits früher vorgeschlader
Spindel angeordnet ist und die Werkzeuge gen worden (Patentanmeldung P 14 77 429.9).
senkrecht zur Spindelachse hält und ein die Der Greifermechanismus nach dem älteren Vor-Werkzeuge in die Spindelachse schwenkender schlag arbeitet auf eine in Ruhestellung befindliche Greifermechanismus vorgesehen ist, dadurch Spindel, während eine andere, in Arbeitsstellung begekennzeichnet, daß zwei auf die gleiche io findliche Spindel auf das Werkstück arbeitet. Bei der Spindelwerkzeugaufnahme arbeitende, gleichar- Maschine nach dem älteren Vorschlag fällt also die tige Einzelgreifer (48, 49) vorgesehen sind, die je- Wechselzeit in die Arbeitszeit, so daß es auf besonder mit einem eigenen Antrieb (66, 67) ausgestat- dere Geschwindigkeit des Wechselvorgangs nortet sind und deren Bewegungsbahnen in der malerweise nicht ankommt.
senkrecht zur Spindelachse hält und ein die Der Greifermechanismus nach dem älteren Vor-Werkzeuge in die Spindelachse schwenkender schlag arbeitet auf eine in Ruhestellung befindliche Greifermechanismus vorgesehen ist, dadurch Spindel, während eine andere, in Arbeitsstellung begekennzeichnet, daß zwei auf die gleiche io findliche Spindel auf das Werkstück arbeitet. Bei der Spindelwerkzeugaufnahme arbeitende, gleichar- Maschine nach dem älteren Vorschlag fällt also die tige Einzelgreifer (48, 49) vorgesehen sind, die je- Wechselzeit in die Arbeitszeit, so daß es auf besonder mit einem eigenen Antrieb (66, 67) ausgestat- dere Geschwindigkeit des Wechselvorgangs nortet sind und deren Bewegungsbahnen in der malerweise nicht ankommt.
Nähe der Spindel (28) und in der Nähe des 15 Bei einer Einspindelmaschine muß die Werkzeug-Werkzeugmagazins
(45) identisch und in einem auswechselung jedoch zwischen zwei Arbeitsgängen Zwischenbereich getrennt sind (F i g. 5), wobei vorgenommen werden, so daß der Auswechselvordie
Antriebe gegenläufig gesteuert werden und gang so schnell wie nur irgend möglich abgewickelt
die Schwenkachse (50) senkrecht zur Spindel- werden muß.
achse liegt. 20 Zum schnellen Auswechseln von Werkzeugen ist
achse liegt. 20 Zum schnellen Auswechseln von Werkzeugen ist
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, da- bereits ein Doppelgreifer bekannt, der gleichzeitig
durch gekennzeichnet, daß die beiden Greifer das in der Spindel befindliche Werkzeug und das
(48, 49) um eine zweite Achse (71) schwenkbar neu benötigte Werkzeug im Magazin erfaßt und
sind und jeder Greifer eine über diese zweite diese gegeneinander auswechselt (USA.-Patentschrift
Achse (71) vorstehende Verlängerung (70) auf- 25 3 052 011). Bei diesem bekannten Doppelgreifer ist
weist, die mit einer Führung (69) zusammen- ein Verschwenken der Werkzeuge im Magazin vor
wirkt, die der Bewegungsbahn des betreffenden dem Auswechselvorgang erforderlich, vor allem aber
Greifers entsprechend geformt ist und während wechselt dort ein Werkzeug laufend seinen Platz
des Schwenkens (um Achse 50) vom Magazin zur im Magazin, so daß das Werkzeug selbst gekenn-Spindel
bzw. umgekehrt eine Schwenkung um die 30 zeichnet sein muß. Diese beiden Nachteile werden
zweite Achse (71) bewirkt. bei einer anderen Doppelgreiferkonstruktion vermie-
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, da- den, bei der der Doppelgreifer das Werkzeug axial
durch gekennzeichnet, daß die zweite Achse jedes aus dem Magazin zieht, zur Werkzeugaufnahme in
Greifers zur Achse des vom Greifer erfaßten der Spindel vorläuft und dann die Werkzeuge gegen-Werkzeugs
parallel ist. 35 einander auswechselt (USA.-Patentschrift 3 129 506).
4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, da- Dafür tritt jedoch bei diesem bekannten Wechselmedurch
gekennzeichnet, daß die zweite Achse (71) chanismus der Nachteil auf, daß das Werkzeugmagajedes
Greifers zur Achse des vom Greifer erfaß- zin hinter dem Spindelkopf angeordnet sein muß,
ten Werkzeuges senkrecht ist (F i g. 3). und zwar in diesem Falle sogar entsprechend der
5. Werkzeugmaschine nach einem der An- 40 Ausladung des längsten zu erwartenden Werkzeuges,
sprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Es geht dadurch viel kostbarer Raum über der Spineine
reine Schwenkbewegung ausführender Grei- del verloren.
fer (48, 49) vorgesehen ist, der mit einem der Gemäß der Erfindung werden deshalb zur Vermei-
Werkzeugaufnahme im Magazin (45) zugeordne- dung aller dieser Nachteile zwei auf die gleiche Spinten
festen Nocken (61) und einem der Werkzeug- 45 delwerkzeugaufnahme arbeitende, gleichartige Ein-
aufnahme der Spindel (28) zugeordneten zurück- zeigreifer vorgesehen, die jeder mit einem eigenen
ziehbaren, vorzugsweise hydraulisch gesteuerten Antrieb ausgestattet sind und deren Bewegungsbah-
Nocken (62) zum Öffnen der in bereits vorge- nen in der Nähe der Spindel und in der Nähe des
schlagener Weise federnd in die Schließstellung Werkzeugmagazins identisch und in einem Zwischengedrängten
Greiferbacken (52, 53) zusammen- 50 bereich getrennt sind, wobei die Antriebe gegenläufig
wirkt. gesteuert werden und die Schwenkachse senkrecht
6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, da- zur Spindelachse liegt. Zum Auswechseln ergreift dadurch
gekennzeichnet, daß der Greifer (48, 49) bei ein Greifer das Werkzeug in der Spindel, die daraus
zwei in Richtung der Werkzeugachse gegen- aufhin zurückgezogen wird, der andere Greifer das
einander verschiebbaren Backen (52, 53) besteht, 55 Werkzeug im Magazin, und beide laufen aneinander
die beide eine dem Werkzeughalterdurchmesser vorbei. Der eine setzt ein Werkzeug im Magazin und
(^1) entsprechende Radialöffnung (57) aufweisen, der andere eines in der Spindel ab, wobei diese wieder
Werkzeughalter (58) mit einem unterhalb des der vorgefahren wird. Bei solcher Ausbildung des
Magazins bzw. außerhalb der Spindel liegenden Wechselmechanismus kann sowohl eine Werkzeug-Flansch
(60) versehen ist und eine der beiden 60 kennzeichnung vorgesehen werden als auch eine
Backen (53) dem Flansch (60) entsprechend aus- Kennzeichnung der Magazinplätze, je nach Anwengedrehtist.
dungsfall. Eine Kennzeichnung der Magazinplätze
hat vor allem den Vorteil, daß das Werkzeug nicht
um den Platz für die Kennzeichnung verlängert wer-
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit 65 den muß; darüber hinaus kommt bei großem Werkautomatischem Werkzeugwechsel, mit waagerechter, zeugvorrat, der jeweils nur zum Teil im Einsatz ist,
vorschiebbarer Spindel, bei der das Werkzeugmaga- nur Platzkennzeichnung in Frage,
zin über der Spindel angeordnet ist und die Werk- Beim Passieren müssen die Greifer sich gegenseitig
zin über der Spindel angeordnet ist und die Werk- Beim Passieren müssen die Greifer sich gegenseitig
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DEH0059940 | 1966-07-13 | ||
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Publication Number | Publication Date |
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