DE2013403B2

DE2013403B2 - Werkzeugmaschine mit automatischem werkzeugwechsel

Info

Publication number: DE2013403B2
Application number: DE19702013403
Authority: DE
Inventors: Peter; Friedrich Hans; 6300 Gießen Maas
Original assignee: Heyligenstaedt & Co, Werkzeugmaschinenfabrik Gmbh, 6300 Giessen
Priority date: 1970-03-20
Filing date: 1970-03-20
Publication date: 1973-04-12
Also published as: GB1322104A; DE2013403A1; DE2013403C3

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen, mit einem Werkzeugvorratsmagazin für kodierte Werkzeuge, einem auf der Werkzeugmaschine angebrachten Schlittenmagazin und einem Werkzeughalter für mindestens ein das eingespannte Werkstück nach einem bestimmten Programm bearbeitendes Werkzeug. Ferner ist die Werkzeugmaschine mit je einer Werkzeugwechselvorrichtung zwischen Werkzeugvorratsmagazin und Schliltenmagazin einerseits sowie zwischen Schlittenmagazin und Werkzeughalter andererseits ausgerüstet.

Wenn das Werkzeugvorratsmagazin, wie das üblich ist, eine große Anzahl von Werkzeugen enthält, z.B. mehr als 100Stück, dauert es verhältnismäßig lange, bis alle für das folgende Arbeitsprogramm benötigten Werkzeuge im Vorratsmagazin gefunden und gegen die des Schlittenmagazins ausgewechselt worden sind. Die Stillstandzeit der Werkzeugmaschine kann deshalb im Vergleich zur Dauer eines Arbeitsprogramms beträchtlich sein.

Bei der Erfindung handelt es sich aufgabengemäß darum, die für das Auswechseln der Werkzeuge benötigte Zeit zwischen zwei Arbeitsprogrammen einer Werkzeugmaschine zu verkürzen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß mindestens ebenso viele nebeneinanderliegende Speicherplätze des Vorratsmagazins mit Platzkodierung versehen sind wie das Schlittenmagazin Werkzeugaufnahmen aufweist und daß die für das folgende Programm benötigten Werkzeuge im Vorratsmagazin während der Bearbeitung des eingespannten Werkstuckes auswählbar und an den platzkodierten Speicherplätzen bereitstellbar sind. Platzkodierungen an sich sind bekannt (schweizerische Patentschrift 462 590).

Auf diese Weise wird die Möglichkeit eröffnet, den Werkzeugwechsel bei laufender Werkzeugmaschine vorzubereiten. Nach der Vorbereitung brauchen vor Beginn eines neuen Arbeitsprogramms nur noch nebeneinander und in einer bestimmten Reihenfolge gespeicherte Werkzeuge ausgetauscht zu werden. Für die Stillstandzeit der Maschine bedeutet dies eine Zeitersparnis von etwa 80 ⁰Zo bei beispielsweise zwölt auszutauschenden Werkzeugen.

Die erfindungsgemäße Einrichtung hat außerdem den Vorzug, daß im wesentlichen nur Mittel angewendet werden, die ohnehin vorhanden sind. Insbesondere ist kein weiteres Magazin für die Aufnahme der \orsortierten Werkzeuge erforderlich. Auch bezüglich der Werkzeugwechseleinrichtung zwischen Vorratsmagazin und Schliltenmagazin braucht kein Nachteil hingenommen zu werden, weil sich die Wechseleinrichtung nicht nur für den Umtausch der Werkzeuge zwischen den Magazinen sondern auch für die Vorsortierung, also den Transport innerhalb des Vorratsmagazins eignet. Es ist lediglich notwendig, eine entsprechende Schalteinrichtung vorzusehen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verkürzt sich die für das Auffinden der Werkzeuge benötigte Zeit im übrigen dann, wenn das Vorratsmagazin aus mehreren, mit Ableseeinrichtungen versehenen Ketten besteht, an denen die kodierten Werkzeuge gleichzeitig vorbeilaufen. Dabei empfiehlt es sieh, drei Ketten in Dreieckformation anzuordnen, weil dann ein gemeinsamer Antrieb innerhalb des Dreiecks raumsparend untergebracht werden kann.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teiles einer Werkzeugmaschine mit Kettenmagazin,

F i g. 2 eine Vorderansicht des Kettenmagazins und

F i g. 3 eine Draufsicht eines Kettenmagazins in abgewandelter Form.

Auf dem Bettschlitten 1 einer teilweise dargestellten Drehmaschine 2 ist ein Schlitlenmagazin 3 mit Antrieb 4 und ein Werkzeughalter 5 für ein Werkzeug 6 vorgesehen. Weitere Werkzeuge 6 befinden

«ich im Schlittenmagazin 3. Gemäß einem Bearbeilungsprogramm, das in einem Informationsträger, I. B. Lochstreifen, einer numerischen Steuerungsanlage festgelegt ist, werden die Werkzeuge 6 des Schlittenmagazins 3 nacheinander im Werkzeughalter 5 einge- jetzt. Der Umtausch zwischen Werkzeughalter 5 und Schlittenmagazin 3 übernimmt ein ebenfalls auf dem Bettschlitten 1 angeordneter Werkzeugwechsler 7. Seine Wechselarme 8,9 befinden sich in der gezeichneten Darstellung in Ruhestellung, also nach vorn bzw. hinten geschwenkt.

Neben der Drehmaschine 2 steht ein Vorratsmagazin 10, dessen Kette 11 von senkrecht übereinander angeordneten Rädern 12,13 geführt wird. Die Räder 12, 13 sowie ihr Antrieb sind in einem Ständer 14 gelagert.

An der Kette 11 sind Speicherplätze 15 für die Werkzeuge 6 eingerichtet. Zur Vereinfachung der Darstellung ist die Anzahl der Speicherplätze auf 25 beschränkt.

Alle Werkzeuge 6 sind mit Kodezeichen versehen. Die Kodezeichen erkennt ein Lesegerät 16, das am Ständer 14 neben der Kette 11 angeordnet ist. Das Lesegerät 16 ist mit der numerischen Steuerungsanlage verbunden. Seine Signale werden mit einem weileren Informationsträger verglichen, in dem festgelegt ist, welche Werkzeuge 6 für das folgende Bearbeitungsprogramm benötigt werden.

Am Ständer 14 ist ferner eine Positioniereinrichtung 17 vorgesehen, die die Kette 11 jeweils in der Lage genau festhält, in der ein Werkzeug 6 ausgewechselt weiden soll.

Entsprechend dem Fassungsvermögen des Schlittenmagazins 3 sind eine Anzahl nebeneinanderliegendcr Speicherplätze 18 des Vorratsmagazins mil Kodezeichen verschen. An diesen platzkodicrten Speicherplätzen 18 werden die Werkzeuge 6 bereitgestellt, die für das folgende Arbeitsprogramm benötigt werden und im Schlittenmagazin 3 bereitgestellt werden sollen. Die Bereitstellung erfolgt während des laufenden Bearbeitunusprogramms.

Damit alle benötigten Werkzeuge im Vorratsmagazin 10 gefunden werden, sind sie doppelt vorhanden. Auf diese Weise ist gewährleistet, daß auch die im Schlittenmagazin 3 oder im Werkzeughalter 5 sich befindenden Werkzeuge, von denen möglicherweise beim nächsten Bearbeitungsprogramm wieder welche benötigt weiden, bereitgestellt werden können. Die doppelte Anzahl der Werkzeuge 6 erleichtert ferner die Überprüfung hinsichtlich Verschleiß und Bruch der Werkzeuge und die Behebung eventuell festgestellter Mangel, ohne daß das laufende Bearbeitungsprogramm erheblich gestört wird.

Wenn jedoch jedes Werkzeug 6 nur einmal zur Verfugung steht, sind auch die im Schlittenmagazin 3 befindlichen Werkzeuge 6 elektronisch zu speichern, um festzustellen, ob sie für das folgende Bearbeitungsprogramm im Schlittenmagazin 3 bleiben können.

Für die Vorsortierung der Werkzeuge und den Umtausch zwischen Vorratsmagazin 10 und Schlittenmagazin 3 ist ein Werkzeugwechsler 19 vorgesehen, der zwischen Werkzeugmaschine 2 und Vorratsmagazin 10 auf einem Ständer 20 gelagert ist. Er besteht aus einem zweiarmigen, um eine senkrechte Achse schwenkbaren Greifer. Die Arme 22, 23 sind wie üblich in Richtung ihrer Längsachse hydraulisch ein- und ausziehbar. Mit Hilfe einer Schalteinrichtung ist der Werkzeugwechsler 19 entweder auf den Umtausch der Werkzeuge innerhalb des Vorratsmagazins 10 oder auf den Werkzeugwechsel zwischen Vorrats- und Schlittenmagazin einstellbar.

Die Arbeitsweise ist wie folgt: Für die Durchführung eines bestimmten Programms zur Bearbeitung eines Werkstückes wird eine bestimmte Anzahl von Werkzeugen nacheinander benötigt. Die Werkzeuge, z. B. zwölf Stück, befinden sich in den Werkzeugaufnahmen des Schlittenmagazins 3. Der Werkzeugwechsler? entnimmt ein Werkzeug gemäß vorgegebenem Bearbeitungsprogramm dem Schlittenmagazin 3, übergibt es dem Werkzeughalter 5 und bringt gleichzeitig das nicht mehr benötigte Werkzeug in das Schlittenmagazin 3 zurück. Der Vorgang wiederholt sich, sobald der erste Arbeitsgang beendet ist.

Während das Bearbeitungsprogramm abläuft, werden die Werkzeuge 6 für das folgende Programm vorsortiert. Dabei wird zunächst der erste platzkodierte Speicherplatz 18 angefahren und untersucht, ob sich das erste benötigte Werkzeug bereits dort befindet. 1st das zufällig der Fall, k;mn schon der zweite platzkodierte Speicherplatz 18 angefahren werden. Ist dagegen der erste Speicherplatz 18 falsch besci/l, nimmt der Werkzeugwechsler 19 das Werkzeug heraus. Anschließend fragt das Lesegerät 16 das Vorratsmagazin 10 ab, bis es das gesuchte Werkzeug gefunden hat. Der Werkzeugwechsler 19 tauscht dieses Werkzeug gegen das falsche aus. Darauf wird der erste platzkodierte Speicherplatz 18 vor den Werkzeugwechsler 19 gefahren und das erste richtige Werkzeug abgelegt. Dieser Vorgang wiederholt sich nun bei den übrigen Speicherplätzen 18.

Mit Ausnahme der zufällig richtigen Besetzung eines Speicherplatzes 18 hält die Kette 11 bei diesem Verfahren dreimal an, und zwar bei der Entnahme des falschen Werkzeuges, dem Umtausch des richtigen gegen das falsche Werkzeug und der Abgabe des richtigen Werkzeuges. Das Verfahren läßt sich abkürzen, wenn nicht zunächst der erste platzkodierte Speicherplatz untersucht wird, sondern die gesamte Kette 11 zuerst nach dem richtigen Werkzeug abgesucht wird, um dann das richtige Werkzeug zu entnehmen und an den eisten Speicherplatz 18 zu bringen, nachdem der Werkzeugwechsler 19 zuvor dort das falsche Werkzeug entnommen hat. Bei der Suche nach dem zweiten richtigen Werkzeug befindet sich nun ein Werkzeug auch im Werkzeugwechsler 19. Deswegen werden auch die sich im Werkzeugwechsler 19 aufhaltenden Werkzeuge abgelesen.

Die Vorsortierung erledigt sich unter diesen Umständen in zwei Gängen, denn bei jedem sich anschließenden Werkzeugwechsel wird sowohl ein Werkzeug entnommen als auch abgelegt.

Nach Beendigung des Bearbeitungsprogiamms erfolgt der Umtausch der vorsortierten Werkzeuge «ccen die des Schlittenmagazins Zug um Zug. Da alle platzkodierten Speicherplätze 18 direkt nebeneinander liegen, braucht die Kette 11 zwischen zwei Werkzeugwechseln nur um einen Speicherplatz weiterzufahren. Die zwölf Werkzeuge können dadurch in etwa 2,5 Minuten ausgewechselt werden. Anschließend kann das neue Bearbeitungsprogramm beginnen.

Ein Vorratsmagazin 24 vergrößerter Kapazität ist in der F i g. 3 dargestellt. Es besteht aus drei, in Dreieckformation angeordneten Ketten 25, deren übereinander angeordnete Kettenräder 26 an einem ge-

meinsamen, in der Mitte des Dreiecks angeordneten Antrieb 27 über Kupplungen 28 angeschlossen sind. Jede Kette 25 weist wie die einzelne Kette 11 je ein Lesegerät 29 sowie eine Positioniereinrichtung 30 auf. Die platzkodierten Speicherplätze sind nur an einer Kette 25 vorgesehen. Zur Vereinfachung der Darstellung sind die drei Ständer, die die Ketten 25 wie die Kette U tragen, nicht gezeichnet. Die Ständer sind auf einer gemeinsamen, um eine senkrechte Achse drehbaren Plattform 31 angeordnet, so daß jede Kette 25 zur Werkzeugwechseleinrichtung hin schwenkbar ist. Zweckmäßig ist die Plattform 31 von der Grundstellung aus, in der die Kette 25 mit den platzkodierten Speicherplätzen dem Werkzeugwechsler 19 gegenübersteht, in beiden Richtungen urr 120° schwenkbar.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung an numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen, mit einem Werkzeugvorratsmagazin für Kodezeichen aufweisende Werkzeuge, einem Schlittenmagazin auf der Werkzeugmaschine, einem Werkzeughalter für mindestens ein das eingespannte Werkstück nach einem bestimmten Programm bearbeitendes Werkzeug und je einer Werkzeugwechselvorrichtung zwischen Werkzeugvorratsmagazin und Schlittenmagazin einerseits sowie Schlittenmagazin und Werkzeughalter andererseits, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ebenso viele nebeneinanderliegende Speicherplätze (18) des Vorratsmagazins (10, 24) mit Platzkodierung versehen sind wie das Schlittenmagazin (3) Werkzeugaufnahmen aufweist und daß die für das folgende Programm benötigten Werkzeuge (6) im Vorratsmagazin während der Bearbeitung des eingespannten Werkstückes auswählbar und an den platzkodierten Speicherplätzen bereitstellbar sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugwechselvorrichtung (19), die die Werkzeuge (6) dem Vorratsmagazin (10, 24) entnimmt und dem Schlittenmagazin (3) zuführt bzw. umgekehrt verfährt, mit Hilfe einer Schaltvorrichtung auf dem Transport der Werkzeuge von einem Speicherplatz des Vorratsmagazins zu einem anderen desselben Magazins umschaltbar ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bearbcitung des Werkstückes und die gleichzeitige Bereitstellung der Werkzeuge auf den platzkodierten Speicherplätzen je eine Steuerungseinrichtung mit je einem Informationsträger vorgesehen ist.

4. Einrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorratsmagazin (24) aus mehreren, mit Ablesevorrichtungen versehenen Bändern besteht, an denen die kodierten Werkzeuge gleichzeitig vorbeilaufen.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein aus drei Bändern (25) bestehendes Vorratsmagazin (24), die mit ihren Breitseiten ein gleichseitiges Dreieck bilden.

5°