DE19751874C2 - Einrichtung zum Wechseln von Werkzeugen - Google Patents
Einrichtung zum Wechseln von WerkzeugenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Wechseln von Werkzeugen
nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Bei bekannten Werkzeugwechseleinrichtungen dieser Art ist der Doppelgreifer
zwischen der in Wechselposition befindlichen Arbeitsspindel und dem in Wechselposition
befindlichen Speicherplatz des Werkzeugspeichers verfahrbar. Der Werkzeugtausch an
Arbeitsspindel und Speicherplatz erfolgt nacheinander, indem der Doppelgreifer aus einer
Ruhestellung heraus an die Arbeitsspindel heranfährt, mit der leeren Greiferzange das
verbrauchte Werkzeug greift, dieses aus der Arbeitsspindel herauszieht, um 180 Grad
verschwenkt und das in der anderen Greiferzange befindliche neue Werkzeug in die
Arbeitsspindel einsetzt, um schließlich an den Werkzeugspeicher zu fahren und dort den
entsprechenden Vorgang mit zusätzlichen Wartezeiten zu wiederholen, bis er in der
Ruhestellung wieder ein neues Werkzeug bereithält. Die zusätzlichen Wartezeiten am
Werkzeugspeicher entstehen dadurch, daß aufgrund der steuerungstechnisch bedingten
festen Zuordnung der Werkzeuge zu den Speicherplätzen das verbrauchte Werkzeug
nicht in denselben Speicherplatz eingesetzt werden kann, aus dem das neue Werkzeug
entnommen worden ist. Der gesamte Wechselvorgang erfordert viel Zeit, die zumindest
anteilig der Eingriffszeit der Maschine verlorengeht.
Neben der großen Wechselzeit ist bei diesen und weiteren bekannten Einrichtungen
auch ein anderer Aspekt von Bedeutung. Dem Doppelgreifer muß nicht nur an der
Arbeitsspindel, sondern auch am Werkzeugspeicher ein genügend großer
Schwenkbereich zur Verfügung stehen, damit Kollisionen mit benachbarten Werkzeugen
ausbleiben. Dies geschieht bekanntermaßen auf unterschiedliche Weise. Entweder man
ordnet die Achsen der umlaufenden Speicherplätze alle in einer Ebene an, so daß in
einem an der Wechselposition vorgesehenen Umkehrpunkt immer nur ein Werkzeug im
Zugriffsbereich des Doppelgreifers steht, oder man bringt die zur Umlaufachse parallel
ausgerichteten Speicherplätze in der Wechselposition in eine davon abweichende Lage.
Im ersten Fall erhält man einen Werkzeugspeicher mit geringer Kapazität und schlechter
Bestückbarkeit. Hierfür steht die in der DE 31 39 151 A1 beschriebene
Werkzeugmaschine, bei der ein schwenkbarer und längs der Schwenkachse
verschiebbarer Doppelgreifer an der Unterseite eines vertikal verfahrbaren und eine
senkrechte Arbeitsspindel aufnehmenden Spindelstockes versenkbar angeordnet ist,
während der Werkzeugspeicher an dem den Spindelstock führenden Ständer zwischen
einer Ruhestellung und einer Wechselstellung schwenkbar lagert. Die Achsen des
Werkzeugspeichers liegen in der Ebene des Umlaufs. Dieser ist so gestaltet, daß sich in
einem der Wechselposition zugeordneten Umkehrpunkt nur ein einziges Werkzeug im
Zugriffsbereich des Doppelgreifers befindet, damit dieser sofort nach dem gleichzeitigen
Herausziehen der Werkzeuge aus der Arbeitsspindel und dem Speicherplatz schwenken
kann. Um die Werkzeuge erfassen und freigeben zu können, sind die Greiferzangen
geringfügig verschiebbar.
Im zweiten Fall verkörpert die spezielle Ausbildung jedes Speicherplatzes einen
immensen Aufwand. Hierfür steht ein Werkzeugmagazin des Anmelders, bei dem jeder
Speicherplatz schwenkbar ausgebildet ist, um in der Wechselposition durch eine
Schwenkeinrichtung in eine arbeitsspindelparallele Lage geschwenkt zu werden.
Werkzeugspeicher, die eine solche Vereinzelung der Speicherplätze in der
Wechselposition nicht bieten, wie beispielsweise Drehscherben oder umlaufende
Kettenmagazine mit nicht schwenkbaren Speicherplätzen, sind durch die bekannten
Wechseleinrichtungen dieser Gattung generell nicht bedienbar.
Bei einer Werkzeugwechseleinrichtung gemäß DE 14 77 535 A sind an einem
Schwenkkopf, der um eine Schwenkachse schwenkbar und längs dieser Schwenkachse
verschiebbar ist, zwei Greiferarme angeordnet, die irr einer Querebene zur Schwenkachse
in zueinander parallelen Führungen aneinandervorbeibewegbar sind und an jeweils
entgegengesetzten Enden Greifer tragen. Sie ist in der Lage, ein in einem Speicherplatz
eines Werkzeugmagazins aufgenommenes Werkzeug durch eine Axialverschiebung zu
entnehmen und in eine Arbeitsspindel einzusetzen, indem der Schwenkkopf eine 180°-
Drehung durchführt und anschließend in seine Ausgangslage zurückkehrt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugwechseleinrichtung der
eingangs erwähnten Art zu schaffen, die bei weitgehender Unabhängigkeit vom radialen
Umfeld der in Wechselposition befindlichen Werkzeugaufnahmen von großer Schnelligkeit
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst.
Unter der Annahme, daß die Relativbewegung durch nur jeweils eine Greiferzange
erzeugt wird, laufen beim Tausch der in den Werkzeugaufnahmen eines
Werkzeugspeichers und einer Arbeitsspindel aufgenommenen Werkzeuge folgende
Vorgänge ab:
1. Verfahren einer ersten Greiferzange an den Werkzeugspeicher, währenddessen
Verfahren der Arbeitsspindel an eine zweite Greiferzange, 2. Greifen der in der
Arbeitsspindel und dem Werkzeugspeicher aufgenommenen Werkzeuge. 3. Ausheben
dieser Werkzeuge aus der Arbeitsspindel und dem Werkzeugspeicher. 4. Zurückfahren
der ersten Greiferzange vom Werkzeugspeicher. 5. Schwenken des Doppelgreifers um
180 Grad. 6. Verfahren der zweiten Greiferzange an den Werkzeugspeicher. 7. Einsetzen
der Werkzeuge in die Arbeitsspindel und den Werkzeugspeicher. 8. Zurückfahren der
zweiten Greiferzange vom Werkzeugspeicher, währenddessen Zurückfahren der
Arbeitsspindel von der ersten Greiferzange.
Dieser Ablauf macht deutlich, daß eine schnelle Bedienung der Arbeitsspindel und des
Werkzeugspeichers möglich ist, ohne daß es darauf ankommt, ob umlaufende
Werkzeugspeicher axial oder radial bestückt sind bzw. Vorkehrungen getroffen sind, axial
gerichtete Werkzeugaufnahmen im Zugriffsbereich der Greiferzange in eine radiale
Position zu bringen. Die Vorteile der Erfindung entfalten sich selbstverständlich auch
dann, wenn jeweils beide Greiferzangen beweglich sind. In diesem Fall würde nicht die
Arbeitsspindel zur Greiferzange, sondern diese zur Arbeitsspindel verfahren werden.
Auch ist die Erfindung nicht nur auf den Werkzeugtausch zwischen Arbeitsspindel und
Werkzeugspeicher beschränkt. Die weitgehende Unabhängigkeit vom radialen Umfeld
einer in Wechselposition befindlichen Werkzeugaufnahme macht die Erfindung auch für
den Wechsel zwischen gleichartigen oder verschiedenen Werkzeugspeichern interessant,
deren eines beispielsweise der Maschine und deren anderes beispielsweise einem
innerbetrieblichen Werkzeugverwaltungssystem zugeordnet ist. Schließlich ist auch ein
Werkzeugtausch mit Revolvern oder maschinengebundenen bzw.
werkzeugspeichergebundenen Wechslern möglich. Sind die Bewegungen in der
Querbene zur Schwenkachse und die Bewegungen längs der Schwenkachse
zwangsläufig miteinander verbunden, führt der Wegfall von Antriebs-, Überwachungs- und
Steuereinrichtungen bzw. -vorgängen nicht nur zu einer Aufwandssenkung, sondern auch
zu einer Zunahme der Schnelligkeit und Zuverlässigkeit. Weitere Vorteile ergeben sich
aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. In
den zugehörigen schematischen Zeichnungen ist eine erste Variante in verschiedenen
und eine zweite Variante in der Ausgangsstellung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 die erste Variante in Schwenkstellung mit leeren Greiferzangen
(Ausgangsstellung)
Fig. 2 in Greifstellung
Fig. 3 in Aushubstellung
Fig. 4 in Schwenkstellung mit besetzten Greiferzangen
Fig. 5 in Schwenkstellung mit vertauschten besetzten Greiferzangen
Fig. 6 in Aushubstellung mit vertauschten besetzten Greiferzangen
Fig. 7 in Einsetzstellung
Fig. 8 in Schwenkstellung mit vertauschten leeren Greiferzangen (Endstellung)
Fig. 9 die Kinematik an der Kreuzkulisse
Fig. 10 die zweite Variante in Schwenkstellung (Ausgangsstellung)
Die Werkzeugwechseleinrichtung 2 ist zwischen einer um die Achse A drehbaren
Arbeitsspindel 4 einer ansonsten nicht dargestellten Werkzeugmaschine, beispielsweise
einem Fräs-Bearbeitungszentrum, und einem in Wechselposition befindlichen und die
arbeitssspindelparallele Längsachse B aufweisenden Speicherplatz 6 eines durch weitere
arbeitsspindelparallele Speicherplätze 8 angedeuteten umlaufenden Werkzeugspeichers
angeordnet. In der Arbeitsspindel 4 befindet sich ein verbrauchtes Werkzeug V. Es wird
mittels eines handelsüblichen Werkzeughalters gehalten, der einen als Steilkegel oder
Hohlschaft ausgebildeten Spannbereich zum Spannen in der Arbeitsspindel sowie zum
Halten im Werkzeugspeicher und eine Greiferrille mit Greifernut zum winkelgenauen
Greifen aufweist. Im Speicherplatz 6 befindet sich ein von einem gleichartigen
Werkzeughalter gehaltenes neues Werkzeug N. Die Werkzeugwechseleinrichtung 2
weist einen Längsschlitten 10 auf, der längs einer gestellfesten und zur Arbeitsspindel 4
parallelen Längsführung 12 geführt und U-förmig ausgebildet ist. Die beiden Schenkel 14
des Längsschlittens 10 weisen in Richtung Werkzeugmaschine. Zwischen ihnen ist
senkrecht zur Längsführung 12 und parallel zur Verbindungslinie zwischen den
Vorderkanten der Werkzeugaufnahmen der Arbeitsspindel 4 und des in der
Wechselposition befindlichen Speicherplatzes 6 ein Querschlitten 16 geführt. Seine der
Werkzeugmaschine zugekehrte Seitenfläche 18 fluchtet mit den Stirnflächen 20 der
Schenkel 14 des Längsschlittens 10.
Diese Flächen 18, 20 nehmen eine Zirkularkulisse 22 auf. Koaxial zu dieser
Zirkularkulisse 22 ist am Längsschlitten 10 ein Schwenkantrieb 24 befestigt, dessen an
der freien Stirnseite austretende und um die Achse C der Zirkularkulisse 22 um 180 Grad
schwenkbare Schwenkwelle 26 eine Führungsplatte 28 mit zueinander parallelen und in
einer Querebene zur Arbeitsspindel 4 verlaufende Führungen 30 trägt. Diese führen
jeweils einen U-förmig ausgebildeten Träger 32 bzw 34. Dessen senkrecht zur
Schwenkachse C weisender erster Schenkel 36 bzw. 38 trägt eine in der Zirkularkulisse
22 laufende Treibrolle 40 bzw. 42 und dessen folgerichtig ebenfalls senkrecht zur
Schwenkachse C weisender zweiter Schenkel 44 bzw 46 eine Greiferzange 48 bzw. 50.
Im Interesse eines kleinen Störkreises verjüngen sich die Flächen der
nebeneinanderliegenden Schenkel 36 und 38 bzw. 44 und 46 - vom Fußpunkt
ausgehend - jeweils von innen nach außen. Ebenfalls aus Gründen der Kollisionsfreiheit
weist die Führungsplatte 28 beidseitig Ausnehmungen auf.
Neben der Führung 12 erstreckt sich in einer Querebene zur Arbeitsspindel 4 senkrecht
zum Verfahrweg des Querschlittens 16 eine Antriebswelle 52 eines nichtdargestellten
gestellfesten Schwenkantriebs. Dieser ist als elektrischer Getriebebremsmotor mit
beidseitigem Abtrieb ausgebildet. Sein Schwenkwinkel beträgt 540 Grad. An der
Schwenkwelle 52 sind eine Einfachkurbel 54 und eine zu dieser um 90 Grad versetzte
Doppelkurbel 56 angelenkt. Die Einfachkurbel 54 trägt eine Treibrolle 58, die
Doppelkurbel 56 Treibrollen 60 und 62. Die Treibrolle 58 wirkt mit einer Kulisse 64
zusammen, die sich in einem Ausleger 66 des Längsschlittens 10 senkrecht zu dessen
Verfahrweg erstreckt, während die Treibrollen 60 und 62 mit einer Kulisse 68 in
Wirkverbindung stehen, die in einem Ausleger 70 des Querschlittens 16 senkrecht zu
dessen Verfahrweg verläuft. Die Kurbellänge jeder Teilkurbel der Doppelkurbel 56 ist
doppelt so groß wie die Kurbellänge der Einfachkurbel 54. Die an diese Abmessungen
angepaßten Kulissen 64 und 68 weisen nichtdargestellte Einlaufschrägen auf.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Aus der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung heraus, in der sich sowohl die Arbeitsspindel 4 als auch der Speicherplatz 6 in Wechselposition befinden, wird die Arbeitsspindel 4 auf hinreichend bekannte Weise nach links in Richtung der leeren Greiferzange 50 bewegt, während gleichzeitig die Antriebswelle 52 mittels des nicht dargestellten Getriebebremsmotors - von oben gesehen - entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, so daß die an der Doppelkurbel 56 angeordnete Treibrolle 60 vom vorderen Eingangsbereich her weiter in die Kulisse 68 einfährt und den Querschlitten 16 nach links in Richtung des Speicherplatzes 6 mitnimmt. Da sich die am Träger 32 angeordnete Treiberrolle 40 in dem am Querschlitten angordneten Teil der Zirkularkulisse 22 befindet, bewegt sich dabei auch die leere Greiferzange 48 längs einer Achse D nach links, bis sie sich über dem Werkzeughalter des im Speicherplatz 6 befindlichen neuen Werkzeugs N federnd öffnet, in die Greifernut einfährt und die Greiferrille zu demselben Zeitpunkt umgreift, in dem die leere Greiferzange 50 den Werkzeughalter des von der Arbeitsspindel 4 seitlich hereingefahrenen verbrauchten Werkzeugs V erfaßt. Der Schwenkwinkel der Antriebswelle 52 beträgt zu diesem Zeitpunkt -180 Grad.
Aus der in Fig. 1 gezeigten Ausgangsstellung heraus, in der sich sowohl die Arbeitsspindel 4 als auch der Speicherplatz 6 in Wechselposition befinden, wird die Arbeitsspindel 4 auf hinreichend bekannte Weise nach links in Richtung der leeren Greiferzange 50 bewegt, während gleichzeitig die Antriebswelle 52 mittels des nicht dargestellten Getriebebremsmotors - von oben gesehen - entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird, so daß die an der Doppelkurbel 56 angeordnete Treibrolle 60 vom vorderen Eingangsbereich her weiter in die Kulisse 68 einfährt und den Querschlitten 16 nach links in Richtung des Speicherplatzes 6 mitnimmt. Da sich die am Träger 32 angeordnete Treiberrolle 40 in dem am Querschlitten angordneten Teil der Zirkularkulisse 22 befindet, bewegt sich dabei auch die leere Greiferzange 48 längs einer Achse D nach links, bis sie sich über dem Werkzeughalter des im Speicherplatz 6 befindlichen neuen Werkzeugs N federnd öffnet, in die Greifernut einfährt und die Greiferrille zu demselben Zeitpunkt umgreift, in dem die leere Greiferzange 50 den Werkzeughalter des von der Arbeitsspindel 4 seitlich hereingefahrenen verbrauchten Werkzeugs V erfaßt. Der Schwenkwinkel der Antriebswelle 52 beträgt zu diesem Zeitpunkt -180 Grad.
Nach Erreichen dieser in Fig. 2 gezeigten Zwischenstellung, in der die Greiferzange 48
nach sinusförmigem Geschwindigkeitsverlauf zunächst wieder stillsteht, dreht sich die
Antriebswelle 52 kontinuierlich weiter. Nun gelangt die an der Einfachkurbel 54
angeordnete und im Eingangsbereich der Kulisse 64 stehende Treiberrolle 58 weiter in
diese hinein und führt den Längsschlitten 10 von der Werkzeugmaschine weg.
Infolgedessen heben die Greiferzangen 48 bzw. 50 die Werkzeuge N bzw. V aus dem in
Wechselposition befindlichen Speicherplatz 6 bzw. der aus der Wechselposition in die
Greiferzange 50 gefahrenen Arbeitsspindel 4 heraus. Ist dies vollständig geschehen,
beträgt der Schwenkwinkel der Antriebswelle 52 -360 Grad, und die Greiferzange 48 steht
nach erneutem sinusförmigen Geschwindigkeitsverlauf wiederum still.
Die in Fig. 3 gezeigte Zwischenstellung wird verlassen, indem sich die Antriebswelle 52
kontinuierlich weiterdreht. Jetzt bewegt sich die an der Doppelkurbel 56 angeordnete und
im hinteren Eingangsbereich der Kulisse 68 stehende Treibrolle 62 weiter in diese hinein
und nimmt dadurch den Querschlitten 16 mit nach rechts, bis beide Teile der
Zirkularkulisse 22 wieder zusammengefügt sind und die Greiferzange 48 ihre
Schwenkstellung eingenommen hat. Der Schwenkwinkel der Antriebswelle 52 beträgt
dann -540 Grad.
Auch die in Fig. 4 gezeigte Zwischenstellung wurde nach sinusförmigem
Geschwindigkeitsverlauf der Greiferzange 48 erreicht. Im Gegensatz zu
vorangegangenen Zwischenstellungen wird die Antriebswelle 52 jetzt jedoch stillgesetzt.
Dagegen dreht der Schwenkantrieb 24 nun den Führungskörper 28 - von der Maschine
aus gesehen - entgegen dem Uhrzeigersinn um -180 Grad. Die auf den Führungen 30
des Führungskörpers 28 aufsitzenden und radial durch die Zirkularkulisse 22 gesicherten
Greiferzangenträger 32 und 34 folgen dieser Bewegung, bis beide Greiferzangen 48 und
50 ihre Positionen getauscht haben.
Aus der in Fig. 5 dargestellten Zwischenstellung gelangt die Greiferzange 50 längs der
Achse D in eine mit dem Speicherplatz 6 fluchtende Stellung, indem die Antriebswelle 52
in nun entgegengesetzter Richtung um +180 Grad dreht. Dabei nimmt die an der
Doppelkurbel 56 angeordnete Treiberrolle 62 den Querschlitten 16 mit nach links. Der
kumulierte Schwenkwinkel der Antriebswelle 52 beträgt in dieser Zwischenstellung -360 Grad
(Fig. 6).
Bei einer weiterführenden Antriebswellendrehung um bis zu +360 Grad treibt die an der
Einfachkurbel 54 angeordnete Treiberrolle 58 den Längsschlitten 10 nach hinten, bis das
in der Greiferzange 50 befindliche verbrauchte Werkzeug V in den Speicherplatz 8 und
das in der Greiferzange 48 befindliche neue Werkzeug N in die Arbeitsspindel 4
eingesetzt sind. In dieser Zwischenstellung beträgt der kumulierte Schwenkwinkel der
Antriebswelle 52 -180 Grad (Fig. 7).
Schließlich gelangt die Greiferzange 50 nach einer Antriebswellendrehung von
insgesamt +540 Grad in ihre Drehstellung zurück, wozu die an der Doppelkurbel 56
angeordnete Treiberrolle 60 von vorn in die Kulisse 68 des Querschlittens 16 einfährt und
diesen nach rechts mitnimmt. Der kumulierte Schwenkwinkel der Antriebswelle beträgt
wieder 0 Grad (Fig. 8). Für definierte Positionen der Schlitten 10 und 16 bei nicht in
Eingriff befindlichen Treibrollen sorgt eine nicht dargestellte Schlittenverrriegelung.
In Fig. 9 ist nochmals dargestellt, welche Kinematik der Kreuzkulisse erforderlich ist, um
die in den Fig. 1 bis 4 dargestellten Greiferzangenbewegungen zu erzeugen.
Die Trennung der Gesamtbewegung in eine zwangsläufig gesteuerte Linearbewegung
mit zueinander senkrechten Teilbewegungen und eine davon unabhängige
Schwenkbewegung läßt feste Platzkodierung, bei der die Steuerung jedem Werkzeug
einen festen Speicherplatz zuweist, und variable Platzkodierung zu, bei der die Steuerung
erkennt, welches Werkzeug sich gerade in welchem Speicherplatz befindet. Im ersten Fall
muß der Wechsler nach dem Ausheben und Wegschwenken des neuen Werkzeuges
warten, bis der umlaufende Werkzeugspeicher den Speicherplatz bereitgestellt hat, der
für das verbrauchte Werkzeug vorgesehenen ist. Dies ist beispielsweise dann erforderlich,
wenn in einen Werkzeugspeicher auch übergroße Werkzeuge aufgenommen werden
müssen, die Speicherplätze mit unbelegten Nachbarspeicherplätzen benötigen. Im
zweiten Fall, in dem beispielsweise nur Normalwerkzeuge zum Einsatz kommen, kann der
Wechsler nach dem Ausheben und Wegschwenken des neuen Werkzeuges in den
Speicherplatz, dem er das neue Werkzeug entnommen hat, sofort das verbrauchte
Werkzeug einsetzen.
Fig. 10 zeigt eine die erste Variante einer erfindungsgemäßen
Werkzeugwechseleinrichtung ergänzende zweite Variante. Hier ist der Querschlitten 16
nur an einem Schenkel 14 des Längsschlittens 10 geführt, während dessen
gegenüberliegender anderer Schenkel 14 einen weiteren Querschlitten 70 führt, der an
seiner mit den Seitenflächen 18 und 20 fluchtenden Seitenfläche 72 einen dritten Teil der
Kulisse 22 aufnimmt. Zwischen beiden Querschlitten 16, 70 befindet sich ein Ritzel 74,
das am Längsschlitten 10 parallel zur Achse A der Arbeitsspindel 4 lagert und mit zwei an
den Querschlitten 16, 70 befestigten Zahnstangen 76, 78 kämmt.
Die Wirkungsweise ist folgende:
Bewegt sich beispielsweise der Querschlitten 16 unter dem Einfluß der Antriebswelle 52 nach links, dreht seine Zahnstange 76 - von der maschinenabgewandten Seite des Werkzeugwechslers gesehen - das Ritzel 74 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn. Dadurch weicht der Querschlitten 70, auf dessen Zahnstange 78 das Ritzels 74 abrollt, nach rechts aus. Entsprechend bewegt sich der Querschlitten 70 nach links, wenn sich der Querschlitten 16 unter dem Einfluß der Antriebswelle 52 nach rechts bewegt. Auf diese Weise ist ein schneller und vom Umfeld der in Wechselposition befindlichen Werkzeugaufnahmen weitgehend unabhängiger Werkzeugwechel auch zwischen Werkzeugaufnahmen möglich, deren gegenseitiger Abstand nicht veränderbar ist. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn die X-Bewegung eines Bearbeitungszentrums nicht in dem die Arbeitsspindel tragenden Ständer, sondern im Werkstücktisch liegt, oder beide Werkzeugaufnahmen zu zueinander unbeweglichen Werkzeugspeichern gehören.
Bewegt sich beispielsweise der Querschlitten 16 unter dem Einfluß der Antriebswelle 52 nach links, dreht seine Zahnstange 76 - von der maschinenabgewandten Seite des Werkzeugwechslers gesehen - das Ritzel 74 entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn. Dadurch weicht der Querschlitten 70, auf dessen Zahnstange 78 das Ritzels 74 abrollt, nach rechts aus. Entsprechend bewegt sich der Querschlitten 70 nach links, wenn sich der Querschlitten 16 unter dem Einfluß der Antriebswelle 52 nach rechts bewegt. Auf diese Weise ist ein schneller und vom Umfeld der in Wechselposition befindlichen Werkzeugaufnahmen weitgehend unabhängiger Werkzeugwechel auch zwischen Werkzeugaufnahmen möglich, deren gegenseitiger Abstand nicht veränderbar ist. Das ist beispielsweise dann der Fall, wenn die X-Bewegung eines Bearbeitungszentrums nicht in dem die Arbeitsspindel tragenden Ständer, sondern im Werkstücktisch liegt, oder beide Werkzeugaufnahmen zu zueinander unbeweglichen Werkzeugspeichern gehören.
Claims (9)
1. Einrichtung zum Wechseln von Werkzeugen zwischen einer ersten Werkzeugaufnahme
(4), beispielsweise einer in Wechselposition befindlichen Arbeitsspindel einer
Werkzeugmaschine, und einer von der ersten Werkzeugaufnahme beabstandeten
zweiten Werkzeugaufnahme (6), beispielsweise einem in Wechselposition befindlichen
Speicherplatz eines Werkzeugspeichers, wobei zwischen beiden Werkzeugaufnahmen
(4, 6), deren Längsachsen (A, B) parallel zueinander verlaufen und deren Vorderkanten in
einer gemeinsamen Querebene zu den Längsachsen (A, B) liegen, ein Doppelgreifer
vorgesehen ist, der um eine zu den Längsachsen (A, B) parallele Schwenkachse (C) um
180 Grad schwenkbar und längs dieser Achse verschiebbar ist sowie zwei bezüglich
dieser Achse (C) relativ zueinander verschiebliche diametrale Greiferzangen (48, 50)
trägt, mit denen die in den Werkzeugaufnahmen (4, 6) aufgenommenen Werkzeuge
erfaßbar sind, wobei die Greiferzangen (48, 50) in der Querebene zur Schwenkachse (C)
relativ zueinander bewegbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bewegungen der Greiferzangen (48, 50) längs der Schwenkachse (C) und in der Querebene zur Schwenkachse (C) zwangsläufig miteinander verbunden sind, und die Greiferzangen (48, 50) in der Querebene zur Schwenkachse (C) relativ zueinander bewegbar sind zwischen
daß die Bewegungen der Greiferzangen (48, 50) längs der Schwenkachse (C) und in der Querebene zur Schwenkachse (C) zwangsläufig miteinander verbunden sind, und die Greiferzangen (48, 50) in der Querebene zur Schwenkachse (C) relativ zueinander bewegbar sind zwischen
- - einer in bezug auf die Schwenkachse (C) äußeren Stellung, in der die Werkzeuge aus den Werkzeugaufnahmen (4, 6) längs der Schwenkachse (C) gleichzeitig entnehmbar bzw. gleichzeitig in diese einsetzbar sind, und
- - einer in bezug auf die Schwenkachse (C) inneren Stellung, in der die aus den Werkzeugaufnahmen (4, 6) entnommenen Werkzeuge um die Schwenkachse (C) um 180 Grad schwenkbar sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Greiferzangen (48,
50) geführt sind
- - an je einer von zwei Längsführungen (30), die in wenigstens einer Querebene zur Schwenkachse (C) parallel zueinander verlaufen und an einem um diese Achse (C) schwenkbaren Führungskörper (28) ausgebildet sind, und
- - in einer ersten Kulisse (22), die koaxial zur Schwenkachse (C) verläuft und umfänglich geteilt ist, wobei ein erster Teil in einem am Maschinengestell längs der Schwenkachse (C) geführten und den Führungskörper (28) aufnehmenden ersten Schlitten (10) und ein zweiter Teil in einem am ersten Schlitten (10) quer zu dessen Verfahrrichtung geführten zweiten Schlitten (16) ausgebildet ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (30) jeweils
den Mittelsteg eines U-förmigen Trägers (32, 34) führen, dessen erster Schenkel (44, 46)
die Greiferzange (48, 50) und dessen zweiter Schenkel (36, 38) eine mit der ersten
Kulisse (22) zusammenwirkende Treibrolle (40, 42) trägt.
4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß am
Maschinengestell ein erster Schwenkantrieb angeordnet ist, dessen Schwenkwelle (52)
drehfest verbunden ist mit
- - einer Einfachkurbel (54), die mit einer am ersten Schlitten (10) quer zu dessen Verfahrrichtung angeordneten zweiten Kulisse (64) zusammenwirkt, und
- - einer zur Einfachkurbel (54) um 90 Grad versetzten Doppelkurbel (56), die mit einer am zweiten Schlitten (16) quer zu dessen Verfahrrichtung angeordneten dritten Kulisse (68) zusammenwirkt.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der wirksame Radius der
Einfachkurbel (54) halb so groß ist wie der wirksame Radius der Doppelkurbel (56).
6. Einrichtung nach einem der Ansprüche von 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß am
ersten Schlitten (10) ein zweiter Schwenkantrieb (26) zum Schwenken des
Führungskörpers (28) angeordnet ist.
7. Einrichtung nach einem der Ansprüche von 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der
Führungskörper (28) als Platte ausgebildet ist, deren Deckflächen in Querebenen zur
dritten Achse (C) verlaufen und deren zu den Führungen senkrechte Stirnflächen
symmetrisch nach innen eingeschnürt sind.
8. Einrichtung nach einem der Ansprüche von 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein
dritter Schlitten (70) vorgesehen ist, der einen dritten Teil der ersten Kulisse (22) aufweist
und am ersten Schlitten (10) zwangsläufig entgegengesetzt zum zweiten Schlitten (16)
bewegbar ist.
9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite und der dritte
Schlitten (16, 70) je eine von zwei Zahnstangen (76, 74) aufweisen, die sich in
Verfahrrichtung erstrecken und mit einem am ersten Schlitten (10) parallel zur dritten
Achse gelagerten gemeinsamen Ritzel (74) kämmen.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997151874 DE19751874C2 (de) | 1997-11-22 | 1997-11-22 | Einrichtung zum Wechseln von Werkzeugen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997151874 DE19751874C2 (de) | 1997-11-22 | 1997-11-22 | Einrichtung zum Wechseln von Werkzeugen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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