DE2540979C2

DE2540979C2 - Automatische Werkzeugwechselvorrichtung für eine Vertikal- oder Karusselldrehmaschine

Info

Publication number: DE2540979C2
Application number: DE2540979A
Authority: DE
Inventors: Claude M. Stratford Conn. Grinage
Original assignee: White Consolidated Industries Inc
Current assignee: DEVLIEG Inc BELVIDERE ILL US
Priority date: 1974-09-16
Filing date: 1975-09-13
Publication date: 1986-11-13
Also published as: DE2560570C2; JPS5830105B2; JPS6134939B2; DE2540979A1; IT1061704B; JPS5156077A; FR2488169A1; FR2488169B1; FR2284396B1; FR2284396A1; US4038740A; GB1493887A; US4084462A; JPS571634A

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Werkzeugwechselvorrichtung für eine Vertikal- oder Karusselldrehmaschine, mit zumindest einem vertikal und horizontal beweglichen Werkzeugschlitten, einer jedem Werkzeugschlitten zugeordneten Werkzeugladeeinrichtung, einer Einspannvorrichtung für Werkzeughalter in jedem Werkzeugschlitten und einem Werkzeugtransportwagen zum horizontalen Ausrichten des auszuwechselnden Werkzeughalters zum Werkzeugschlitten in der Übergabeposition.

Bei einer nicht auf Vertikal· oder Karusselldrehmaschinen bezogenen Einrichtung zum selbsttätigen Wechseln von Werkzeugen bzw. Werkzeughaltei η mit prismatischer Führung an programmgesteuerten Drehmaschinen (DE-AS 20 02 399) ist ein Aufnehmer verschiebbar in einem Beladeschlitten angeordnet, der den Transport von Werkzeugmagazinen zum Werkzeugschlitten ausführt. Das dadurch erhöhte Gewicht des Beladeschlittens wirkt sich bei schneien Werkzeugwechselvorgängen aus. da die relativ großen Massen einer starken Beschleunigung entgegenstehen und somit größere Antriebskräfte notwendig sind.

Bei einer anderen Werkzeugwechselvorrichtung (DE-OS 17 77 034) ist das Magazin für die Werkzeuge mit dem Längsschliuen der Werkzeugmaschine verbunden, so daß die Werkzeuge senkrecht zur Führungsrichtung des Bettschlittens der Maschine zu- und abgeführt werden müssen. Eine derartige Anordnung ist für Vertikai- oder Karusselldrehmaschinen schon deshalb nicht geeignet, weil bei diesen die Magazine verhältnismäßig schwer sind und die Anbringung derselben am Querschlitten zu erheblichen Belastungen dieses Schlittens und außerdem zu "roblemen für den Antrieb und die Beschleunigung des Schlittens führen würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine automatische Werkzeugwechselvorrichtung für eine Vertikal- oder Karusselldrehmaschine zu schaffen, mit der ein rationeller Werkzeugwechsel unter Verbesserung der konstruktiven Kliuel und Optimierung der Bewegungsvorgänge ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Gattung sowohl mit den Merkmalen

des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs 1 als auch mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der entsprechenden Unteransprüche.

Dadurch, daß gemäß der Erfindung die Werkzeugladeeinrichtung einen Ladewagen umfaßt, der mit einem Ladeschieber versehen ist, dessen Verschieberichtung quer zur seitlichen Bewegungsrichtung der Werkzeugladeeinrichtung verläuft und der gleichzeitig mit einem im Werkzeugschlitten eingespannten (alten) Werkzeughalter und mit einem im Werkzeugschlitten einzuspannenden (neuen) Werkzeughalter in Eingriff bringbar ist, daß der Ladewagen im Eingriff mit diesen Werkzeughaltern seitlich verschiebbar ist, um den einen (alten) Werkzeughalter aus einer Arbeitsposition wegzuführen und den anderen (neuen) Werkzeughalter in eine Arbeitsposition einzuführen, und daß der Ladeschieber zum Entfernen des wegzuführenden (aiten) Werkzeughalters vom Werkzeugschlitten aus gestaltet ist. ist ein rationeller Werkzeugwechsel unter Verbesserung der konstruktiven Mittel und Optimierung des Bewegungsvorganges gewährleistet.

Durch die Ausrüstung der Einspannvorrichtung mit Spannelementen für einen gleitenden Eingriff und ein Ausrichten von Werkzeughaltern im Werkzeugschlitten und dadurch, daß der Ladewagen für ein gleichzeitiges gleitendes Verschieben von zwei Werkzeughaltern ausgelegt ist. um auf einer Seite einen zuzuführenden Werkzeughalter in Eingriff mit dem Werkzeugschlitten zu bringen und auf der anderen Seite einen auszutauschenden Werkzeughalter gleitend aus dem Werkzeugschlitten zu entfernen, ist ein besonders einfacher und schneller Austausch bei gleichzeitiger Erhöhung der Betriebssicherheit möglich.

Die Vorrichtung weist Antriebsmittel für eine aufein-

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grundeliegenden Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruchs 9 gegeben, da Steuermittel zum Einstellen der Position des zuzuführenden Werkzeughalters zum Werkzeugschlitten vorgesehen sind, mil denen der zugeführte Werkzeughalter in einem vorgegebenen Abstand zum wegzuführenden Werkzeughalter sowie in eine lineare Ausrichtung gemäß einer vorgegebenen Achse mit diesem bringbar ist, daß Werkzeugmagazinc vorgesehen sind, daß der Werkzeugtransportwagcn vom Werkzeugmagazin zum Werkzeugschlitten verschiebbar ist und daß Transportantriebsmiucl den Transportwagen bei Ansteuerung seitlich bis zu einer festgelegten Position im vorgegebenen Abstand zu dem Werkzeugschlitten antreiben und den vorgegebenen Abstand unabhängig von der Horizontalbcwcgung des Werkzeugschlitten aufrechterhalten. Dies Führt /u einer bedeutenden Verminderung der Stillstands/eilen der Maschine, da mit den erfindungsgemäßen Mitteln eine Bereitstellung eines neuen Schneidwerkzeuges bereits während des Einsatzes eines vorherbenutzten Schneidwerkzeuges in größter Nähe zur späteren Werkzeugwechselposition möglich ist, wobei das bereitgestellte Werkzeug, dessen Werkzeughalter noch im Werkzeugtransportwagen eingespannt ist, den horizontalen Bewegungen des Querbalkenschlittens b/w. des Werkzeugschlittens folgt.

Durch den erfindungsgemäßen Aufbau einer Vorrichtung x.-er eingangs genannten Gattung sowohl mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruchs 1 als auch mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 9, sowie deren vorteilhafte Ausgestaltung durch die entsprechenden Unteransprüche, kommt es zu einer bedeutenden Verminderung der Stillstandszeiten der Maschine zwischen dem Ende der Bearbeitungsvorgänge mit einem Werkzeughalter und dem Beginn der Bearbeitungsvorgänge

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Ladeschiebers auf. die vorgesehen sind, um nacheinander den Ladeschieber und die Mitnahmeelemente in Eingriff mit nebeneinanderliegenden zuzuführenden bzw. wegzuführenden Werkzeughaltern im Werkzeugschlitten zu bringen, dann den Ladewagen seitlich zu verschieben, um einen wegzuführenden Werkzeughalter aus einer Arbeitsposition und einen einzuführenden Werkzeughalter in eine Arbeitsposition innerhalb des Werkzeugschlittens zu verschieben und anschließend den Werkzeugschieber zurückzuziehen, um den zuzuführenden Werkzeughalter freizugeben und schließlich den Ladewagen seitlich zu verschieben, um den wegzuführenden Werkzeughalter in eine Ausgangsposition zum Werkzeugwechsel zurückzuführen, so stellt dies einen besonders wirtschaftlichen Werkzeughalteraustausch dar, da hierdurch ein manueller Austausch und damit eine zeitaufwendige und teuere Verschiebung des Ladewagens und des Ladeschiebers entfällt.

Ist der Werkzeugschlitten mit Spar.nelementen zum Einspannen eines Werkzeughalters auf der rechten und auf der linken Seite des Werkzeugschlittens ausgerüstet und weisen die Steuerungsmittel für Ste'.Ielemente zum veränderlichen Einstellen eines zuzuführenden Werkzeughalters in bezug auf den Werkzeugschlitten entsprechend der Stellung der wegzuführenden Werkzeughalters innerhalb des Werkzeugschlittens auf, um einen Eingriff des Ladewagens für eine gleichzeitige seitliche Verschiebung von zwei Werkzeughalter zu ermögüchen. so ist hierdurch ein besonders schneller und rationeller Werkzeugwechsel möglich.

Ein weiterer wesentlicher Beitrag zur Lösung der zunellen Werkzeugwechsel unter Verbesserung der konstruktiven Mittel und Optimierung der Bewegungsvorgänge bei gleichzeitiger sicherer und präziser Anordnung der Werkzeughalter und damit hoher Betriebssicherheit und Leistungsfähigkeit der Vorrichtung.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen automatischen Werkzeugwechselvorrichtung für eine Vertikal- oder Karusselldrehmaschine dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht einer Vertikaloder Karusselldrehmaschine mit doppelter automatischer Werkzeugwechselvorrichtung,

F i g. 2 eine Vorderansicht der Maschine aus F · g. 1,

F i g. 3A bis 3H schaubildliche Teilansichten der einen Werkzeugwechselvorrichtung aus F i g. 1 und 2, woraus die Arbeitsfolge beim Auswechseln eines Werkzeughalters zu ersehen ist,

F i g. 4A bis 4H schematische Darstellungen der Arbeitsfolge gemäß F i g. 3A bis 3H,

Fig.5A bis 5H schematische Darstellungen ähnlich wie in 4A bis 4H der Arbeitsfolge beim Austauschen des anderen Werkzeughalters,

F i g. 6A bis 6H schematische Darstellungen der Arbeitsfolge beim Entfernen eines rechten Werkzeuges und Ersetzen desselben durch ein linkes Werkzeug,

Fig. 7A bis 7H schematische Darstellungen der Arbeitsfolge beim Entfernen eines linken Werkzeuges und Ersetzen desselben durch ein rechtes Werkzeug,

F i g. 8 einen Axialschnitt nach Linie 8-8 aus F i g. 2,

F i g. 9 einen Teilschnitt nach Linie 9-9 aus F i g. 8.

Fig. 10 einen Teilschnitt, aus dem Einzelheiten der

Wcrkzeugwechselvorrichtung aus F i g. 1 und 2 zu ersehen sind,

Fig. 11 einen Querschnitt nach Linie 11-11 aus Fig. 13,

Fig. 12 einen Querschnitt nach Linie 12-12 aus Fig. 10,

Fig. 13 einen Querschnitt nach Linie 13-13 aus Fig. 10,

Fig. 14 und 15 im Maßstab vergrößerte Teilschnitte nach Linie 14-14 und 15-15aus Fig. 13,

Fig. 16 einen Querschnitt des Arbeitsmechanismus für einen Werkzeugtransportwagen.

Fig. 17 und 18 im Maßstab vergrößerte Teilschnitte nach den Linien 17-17 und 18-18 aus Fig. Ib,

Fig. 19 und 20 Teilschnitte nach den Linien 19-19 und 20-20aus Fig. 16, und

F i g. 21 eine Seitenansicht einer abgewandelten Ausrührungsform des Werkzeughalters.

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einen Rahmen 10 mit einem Untergestell 11, auf dem ein Arbeitstisch 12 zum Befestigen und steuerbaren Drehen eines Werkstückes 13 drehbar abgestützt ist. Ferner weist sie zwei Spindelstöcke 14 und 15 auf. die jeweils einen Werkzeug haltenden Schlitten 16 (Fig.2) führen, der gesteuert vertikal bewegbar ist. Die Spindelstöcke 14 und 15 sind auf einem Kreuz- bzw. Querschlitten 17 befestigt und durch Führungen sowie Positionierschrauben, die bei der dargestellten Maschine von Faltenbälgen 18 abgedeckt sind, so angeordnet, daß sie von und zur Mittelachse des Arbeitstisches 12 gesteuert quer bewegbar sind. Der Kreuz- bzw. Querschlitten 17 selbst ist vertikal einstellbar angeordnet, so daß die Spindelstöcke 14 und 15 in bezug auf das Werkstück 13 positioniert werden können.

Das in gemäß Fig. 2 gezeigte Werkstück 13 kann sowohl innen als auch außen bearbeitet werden. Der sichtbare Werkzeugschlitten 16 ist in einer Position zum Durchführen einer Innenbearbeitung dargestellt. Zu diesem Zweck ist an seinem unteren Ende 19 ein Werkzeughalter 20 befestigt. In der vorliegenden Beschreibung wird der Werkzeughalter 20 als »linker« Werkzeughalter bezeichnet, da ein Schneidwerkzeug 21 vom Halter 20. in dem es festgelegt ist, nach links vorspringt und da der Werkzeughalter 20 selbst vom Schlitten 16 in einer Position gehalten wird, die exzentrisch von der Mittelachse des Werkzeugschlittens nach links verlagert ist, um das Schneidwerkzeug 21 passend gegenüber der zu bearbeitenden Oberfläche anzuordnen. Für Außenbearbeitungsvorgänge befinden sich am Schlitten 16 sogenannte »rechte« Werkzeughalter, die auf dem Schlitten exzentrisch nach rechts verlagert befestigt sind, wobei sich die Schneidwerkzeuge von den Werkzeughaltern nach rechts erstrecken.

An den äußeren Enden 24 bzw. 25 des Querschlittens 17 sind Magazine 22 und 23 für Werkzeuge vorgesehen, deren vertikale Drehachsen parallel zu den vertikalen Achsen des Schlittens 16 verlaufen. Die Magazine 22 und 23 enthalten sich radial nach außen öffnende Schlitze für die Aufnahme von Werkzeughaltern 20. Die Werkzeughalter haben einen mehr oder weniger gleichförmigen Aufbau zumindest in ihrem oberen Bereich und dienen zum Befestigen von sehr verschiedenen Schneidwerkzeugen.

F i g. 2 zeigt, daß die Magazine 22 und 23 jeweils einem der Spindelstöcke 14 und 15 zugeordnet sind, so daß das Magazin 22 den Spindelstock 14 und das Magazin 23 den Spindelstock 15 mit Werkzeugen versorgt. Jedem Magazin ist ein Transportwagen 26 zugeordnet, von denen in F i g. 2 einer zu sehen ist. Diese Transportwagen 26 sind zwischen dem betreffenden Magazin und der betreffenden Spindel geführt, um ausgewählte Werkzeughalter zwischen diesen Stellen zu transportieren. Die Spindclstöcke sind in bezug auf die Magazine seitlich verschiebbar und können sich während der Bearbeitungsvorgänge in einer Seitenbewegung befinden. Zu diesem Zweck ist für die Transportwagen ein Antrieb vorgesehen, der jeden Wagen mit dem nächsten abgerufenen Werkzeughalter zu einer an den zugeordneten Spindelstock angrenzenden Position bringt, wobei eine vorbestiminte Zuordnung mit dem Spindelstock während dessen Seitenbewegungen bei den Bear· beilungsvorgängen beizubehalten ist. Wenn dann der Werkzeughalter bis zur Werkzeugaufnahmeposition zurückgezogen wird, befindet sich der Transportwagen bereits an der richtigen Position, und sein Werkzeughalter ist für ein Aufnehmen in den nunmehr zurückgezo· cr^n^n Wprli-/miCTcrhüttpn h^rpit

Am unteren Ende jedes Spindelstocks 14 und 15 befindet sich ein Ständer 27 bzw. 28, der eine Ladevorrichtung 29 bzw. 30 stützt. Gemäß F i g. 3A weist die Ladevorrichtung 29 ein Paar Einsteckfinger 31 und 32 auf. die bei einer Rückwärtsbewegung der Ladevorrichtung gleichzeitig in öffnungen 33 in angrenzenden Werkzeughaltern 20a und 206 eingreifen, von denen einer am Werkzeugschlitten und der andere am Transportwagen 26 befestigt ist. Nach dem Losklemmen des am Werkzeugschlitten befindlichen Werkzeughalters 20a wird die Ladevorrichtung 29 seitlich bewegt, um den nächsten Werkzeughalter 206 in Position am Werkzeugschlitten zu bringen, während gleichzeitig der zuvor benutzte Werkzeugblock 20a vom Werkzeugschlitten auf dessen andere Seite geschoben wird. Die Seitenbewegungen der Ladevorrichtung 29 sind genau gesteuert, so daß die Werkzeughalter schnell und exakt auszuwechseln sind.

In den Fig.8 und 9 sind Einzelheiten der in der Einrichtung aus Fig. 1 und 2 eingebauten Werkzeugschlitten 16 dargestellt. Jeder Werkzeugschlitten 16 enthält eine langgestreckte, feste Spindel 40, die im Spindelstock 14 oder 15 verschiebbar geführt ist, um über einen gewünschten Bereich eine Vertikalbewegung durchzuführen. Gemäß der F i g. 8 und 9 ist am unteren Ende der Spindel 40 eine Einspannvorrichtung 41 befestigt. Eine einstückige Führur.gsrippe 44 ist auf der Unter- oder Bodenfläch; des Gehäuseblocks 42 ausgebildet und erstreckt sich quer von Seite zu Seite des Gehäuseblocks. Die Führungsrippe enthält zwei entgegengesetzt geneigte Führungsflächen 46 (Fig.8), die sich unter die Bodenfläche 47 des Gehäuseblocks 42 erstrecken und so angeordnet sind, daß sie mit nach oben weisenden, geneigten Führungsflächen 48 eines Werkzeughalters 20 zusammenarbeiten. Wird der Werkzeughalter 20 fest gegen die Bodenfläche 47 des Gehäuseblocks 42 gezogen, so ist der Werkzeughalter in der Vorwärts-Rückwärts-Richtung und längs der Seitenachse ausgerichtet, und zwar durch den festen Sitz der abgeschrägten Führungsrippe 44 in der abgeschrägten Aussparung des Werkzeughalters 20. Flanschplatten 44' sind am Boden der Führungsrippen 44 festgelegt, und die Flanschplatten erstrecken sich von den geneigten Führungsflächen 46 nach außen.

Gemäß F i g. 8 sind die Werkzeughalter 20 mit einem Klemmschlitz 49 von umgekehrt T-förmigem Aufbau versehen, wobei Klemmschultern 50 vorhanden sind, die teilweise von den nach oben weisenden geneigten Führungsflächen 48 gebildet werden. Die Schlitze 49 kön-

nen die Flanschplatten 44' und auch einen rechteckigen Kopf 51 und einen zylindrischen Schaft 52 von Klemmschrauben bzw. Bolzen 53 und 54 (siehe Fig.9) verschiebbar aufnehmen. Die seitliche Breite des Gehäuseblocks bzw. Einspanngehäuses 42 des Werkzeugschlittens ist größer als die Längenabmessung des Werkzeughalters 20 in Richtung des Führungsschlitzes 49, so daß die Werkzeughalter 20 am Werkzeugschlitten entweder mit einer rechtsseitigen (in F i g. 9 dargestellt) oder mit einer linksseitigen Exzentrizität festgelegt werden können, wie es für das Durchführen innerer oder äußerer Bearbeitungsvorgänge erforderlich ist. Zu diesem Zweck weist der Werkzeugstößel getrennte Werkzeughaltereinspannmittel für die rechte und die linke Seite auf. Diese werden gleichzeitig in den Einspann- und Freigaberichtungen betätigt, wobei eine der Klemmeinrichtungen Leerbewegungen ausführt, während die andere Klemmeinrichtung in Betrieb ist.

Der Aufbau des Werkzeughalters 20 ergibt sich aus den F i g. 8 und 9. Gemäß der F i g. 8 enthält der Werkzeughalter einen oder mehrere Lokalisierstifte 100, die in einem Werkzeughalter durch Einstellschrauben 101 festgelegt sind und von der allgemeinen flachen Oberfläche des Halters über eine kurze Distanz nach oben überstehen.

Die überstehende Höhe der Stifte ist kleiner als das Ai -naß der Aufwärtsbewegung des Halters während des ^pannvorgangs, so daß die Werkzeughalter während der Aufnahme- und Entnahmevorgänge unter dem Klemmgehäuse 42 ohne Störung durch die Stifte seitlich bewegt werden können.

Wie in den Fig.8 und 9 dargestellt, ist jeder Werkzeughalter 20 mit einem sich in Vorwärts-Rückwärts-Richtung erstreckenden zylindrischen Durchgang 105 versehen, der den Einsteckfinger 31 oder 32 einer Ladevorrichtung aufnehmen kann. Das äußere Ende des Einsteckfingers 31 (32) und das vordere Ende des Durchgangs bzw. Kanals iö5 ist ?.geschrägt oder angefast, um das Eintreten des Einsteckfingers zu erleichtern. Außerdem ist der Durchgang 105 so hoch wie möglich im Werkzeughalter angeordnet, so daß die von den Einsteckfingern 31 und 32 aufgebrachten Seitenkräfte so nah wie möglich am Niveau des Seitenwiderstandes liegen. So schneidet bei der in F i g. 8 und 9 dargestellten Ausführungsform der Durchgang 105 den Schlitz 49, wobei es erforderlich sein kann, den oberen Teil der Einsteckfinger 31 und 32 auszuschneiden, wie es bei 106 dargestellt ist, um unten die Klemm- bzw. Spannschrauben 53 und 54 freizugeben.

Die Ladevorrichtung 29 weist einen Arm 260 auf, der mittels Schrauben 262 an einem Ladeschieber 261 befestigt ist. Der Arm 260 bildet eine Auslegerstütze für zwei Einsteckfinger 31, 32. Der Schieber 261 ist mit einer Anzahl von Lagerrollen 263 versehen, die ineinander gegenüberliegenden kanalähnlichen Führungen 264 und 265 im Ständer 27 eingeschlossen sind. Bei der dargestellten Anordnung ist der Ständer 27 gegenüber dem Gehäuse 14 festgelegt. Der Ständer 27 enthält zwei Lagerstützen 268 für eine Keilwelle 271, eine Gewindespindel 272 und eine Führungsstange 273, um einen Ladewagen 274 zu betreiben und zu führen, der zwei Rahmenplatten 266 und 267 aufweist. Der Ladewagen 274 wird von der Gewindespindel 272, die mit ihm über eine Mutter 275 in Eingriff steht, und der Führungsstange 273, mit der er über Rollenlager 276 in Eingriff steht, ggestützt bzw. gehalten und geführt. Ein Hydraulikmotor 277 (F i g. 12) treibt die Gewindespinde! 272 über Kegelräder 278 und 279 an, um die erwünschten seitlichen Verschiebebewegungen des Ladewagens zu bewirken.

Die Vor- und Rückbewegungen des Ladeschicbers 261 und seine Einsteckfinger 31 und 32 werden mittels eines Kipphebels280bewirkt,der, wie Fig. 13zeigt,auf der Keilwelle 271 verschiebbar, jedoch drehbar fest angeordnet ist. Der Kipphebel 280 hat einen Arm 281 mit zwei unterteilten Platten 282 und 283 (Fig. 14 und 15), die durch Abstandsglieder 284 getrennt sind, und unter

ίο Abstand angeordnete Paare von Laderollen 285. Ein Auszugsarm 286 ist eng zwischen den unterteilten Platten 282 und 283 aufgenommen und für Auszieh- und Rückziehbewegungen längs der Achse des Arms 281 mittels der Lagerrollen 285 gestützt. An seinem äußeren Ende ist der Auszugarm 286 am Ladeschieber 261 angelenkt, und zwar an einer der die Lagerrollen 263 lagernden Achse 287. Daher kann beim Kippen des Kippnebels 280 aus der in vollen Linien in F i g. 13 dargestellten Position in die in gestrichelten Linien dargestellte Position der Ladeschieber 261 auf einem horizontalen, geradlinigen Pfad geführt werden, während der schwenkbare Arm 281 einen Bogenpfad durchläuft und der Auszugarm 286 entsprechend ausgezogen oder zurückgezogen wird.

Die Keilwelle 271 ist an einem Ende mit einem Zahnrad 288 versehen. Dieses kann mittels eines hydraulischen Betätigers 289 (F i g. 12), der mit einer Zahnsiangc 290 verbunden ist, welche mit dem Zahnrad 288 kämmt, gedreht werden. Der Ladeschieber 261 hat zwei Betriebspositionen, wobei die erste vollständig vorne (zurückgezogen) und die zweite vollständig hinten (ausgezogen) liegt. Daher können feste Anschläge vorgesehen sein, um die Bewegung des Betätigers 289 zum Zurückziehen oder Ausziehen des Ladeschiebers zu steuern.

Um den Betrieb der Ladevorrichtung mit dem Stcuerprogramm in Einklang zu bringen, befindet sich ein Paar von Steuerschaltern 291 und 292 im Ladegehäuse. Diese Steuerschalter werden vuti Bciäiigungsgiiedcrn 293 bzw. 294 betätigt, welche von einem mit der Kcilwelle 271 verbundenen Bogensegment 295 berührt werden. Wenn sich die Keilwelle 271 zürn Zurückziehen des Ladewagens dreht, wird der Steuerschaltei 292 betätigt, um diesen Zustand an die Steuereinrichtung zu signalisieren, während ein Drehen der Keilwelle im Gcgenuhrzeigersinn (gemäß Fig. 12) zum Ausziehendes Ladewagens der Steuerschalter 291 betätigt wird.

In den F i g. 3A bis 7H ist eine Folge von Betriebsvorgängen des Transportwagens 26 und der Ladevorrichtung 29 dargestellt, wie sie beim Werkzeugwechsel für verschiedene Kombinationen von linken und rechten Werkzeughaltern auftritt.

Fig.3A zeigt einen am Werkzeugschlitten 16 befestigten rechten Werkzeughalter 20a und einen zweiten rechten Werkzeughalter 20Z>, der vom Transportwagen 26 in einer Auswechselposition für den am Werkzeugschlitten befestigten Werkzeughalter 20a gehalten wird. Da die Einsteckfinger 31 und 32 der Ladevorrichtung 29 in festem Abstand voneinander angeordnet sind, ist es ein erstes Erfordernis, daß die entsprechenden Werkzeughalter 20a und 206 anfänglich so weit voneinander entfernt sind, daß ihre Öffnungen 33 denselben Absland wie die Einsteckfinger 31 und 32 haben. Da die Position des zuvor benutzten Werkzeughalters 20a durch den Werkzeugschlitten bestimmt ist, wird die Bereiislcl-

fi' lungsposition des Transportwagens 26 durch die Rechts- bzw. Links-Charakteristik des zuvor benutzten Werkzeughalters bestimmt, in Fig.3A ist der Transportwagen 26 in einer rechten Bereiistellu.-.gsposition

dargestellt.

Zu Beginn einer Werkzeugwechselfolge wird die Ladevorrichtung 29 aktiviert, um die Einsteckfinger3-1 und .32 nach hinten in die Öffnungen 33 der entsprechenden Werkzeughalter zu führen. Die Einsteckfinger werden eingeführt, bis Arretierclemenle 107 mit Aussparungen 110 der Einsteckfinger in Eingriff treten. Danach wird die Ladevorrichtung 29 seitlich nach links bewegt, wobei gleichzeitig beide Werkzeughalter 20,a und 206 mitgeführt werden. Der zuvor benutzte Werkzeughalter 20<) wird vom Werkzeugschlitten freigegeben. Diese Betriebsfolge ist in F i g. 3B und 3C dargestellt.

In dem Beispiel aus F i g. 3 ist aei neue Werkzeughalter 206 ebenfalls ein rechter Werkzeughalter, weshalb er an der rechten Seite des Werkzeugschlittens 16 anzuordnen und einzuspannen ist. Zu diesem 2'.weck wird die seitliche Ladebewegung der Ladevorrichtung 29 entsprechend gesteuert, um unterbrochen zu werden, wenn der Werkzeughalter 20o passend an der rechten Seite des Werkzeugschlittens 16 gernäß F i g. 3C angeordnet ist.

Der Abstand zwischen den Einsteckfingern 31 und 32 ist dergestalt, daß dann, wenn sich die Einsteckfinger in Eingriff mit zwei Werkzeughaltern 20a und 206 befinden und wenn der neue Werkzeughalter 20ό in einer rechten Position am Werkzeugschlitten aingeordnet ist, der anfänglich oder zuvor benutzte Werkzeughalter 20a vom Werkzeugschlitten an der linken Seite befreit ist. Nach dem Befestigen des neuer. Werkzeughalters 206 im Werkzeugschlitten, und zwar djrch Betätigen des zuvor beschriebenen Spannmittels wird die Ladevorrichtung 29 in Vorwärtsrichtung abgezogen, wie es in Fig. 3D dargestellt ist, bis dU: Einsteckfinger 31 vom Werkzeughalter 206 gelöst sind. Der vorherige Werkzeughalter 206 bleibt mittels des Arretierelementes 107 mit dem Einsteckfinger 32 verbunden. Nach ihrer Vor-

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zwar zwischen einem Anschlagansatz und dem Blokkierschieber. Danach kann der Ladewagen zurückgezogen werden, wobei der Finger 32 von der Werkzeughalteröffnung abgezogen wird und der Transportwagen 26 durch ein umgekehrtes Drehen der Gewindespindel 207 (gemäß Fig.3H) zum Karussell zurückgeführt wird. Die Ladevorrichtung 29 wird zu einer Bereitstellurjgsposition zurückgeleitet, in der ihr linker Einsteckfinger 32 passend in bezug auf den nunmehr eingesetzten Werkzeughalter ausgerichtet ist, und zwar in Bereitstellung für den nächsten Werkzeugwechsel.

Bei den verschiedenen anderen Kombinationen von linken und rechten Werkzeughaltern werden der Transportwagen und der Ladewagen zu unterschiedlichen Zwischenpositionen bewegt, wie es von der bestimmten Kombination der Werkzeughalter bestimmt wird. Die gesamte Information wird vom Werkzeugwechselprogramm beinhaltet bzw. wiedergegeben, und es sind wahlweise betätigbare Positionsanschiäge zum Einsteilen der erwünschten Wagenposition vorgesehen. So ist in F i g. 20 ein Steuermittel 300 zur Transportwagenpositionierung dargestellt, das an der Seite des Gehäuses 14 festgelegt ist und ein festes Anschlagelement 301 sowie drei wahlweise betätigbare Anschlagelemente 302 bis 304 enthält. Ein Positionssteuerglied 305 wird von dem Transportwagen 26 getragen und ist mit einstellbaren sowie von entgegengesetzten Seiten vorstehenden Anschlägen 306 und 307 versehen. Der Anschlag 306 ist so angeordnet, daß er mit den Anschlagelem^nten 301, 302 und 303 zusammenarbeitet, während der einstellbare Anschlag 307 mit dem Anschlagelement 304 zusammenwirkt.

In der dargestellten Anordnung entsprechen die Anschlagelemente 301 und 303 den linken und rechten Bereitstellungspositionen. so daß der Transportwagen 26 in der erwünschten Position gehalten wird, wenn das

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den zuvor benutzten Werkzeughalter 20a stützende Ladevorrichtung 29 bis zu einer vorbestimmten Last- bzw. fi Ladungsrückführposition nach rechts bewegt. Die Ladevorrichtung 29 kann für die linken oder rechten Werkzeughalter nur eine einzige Rückführposition haben, da die Rückführposition für einen linken Werkzeughalter auch als solche für einen rechten Werkzeughalter dient. Sobald die Ladevorrichtung den zuvor benutzten Halter von dem Werkzeugschlitten abgezogen hat, können dieser in seine Arbeitsposition zurückgeführt und die Bearbeitungsvorgänge wieder aufgenommen werden, während die Ladevorgänge ihre Überführungs- bzw.Transportbewegungen(Fig. 3E)fortsetzt.

Nach Erreichen der Lastrückführposition wird die Ladevorrichtung 29 in ihrer Vorwärts- oder Auszugsposition betätigt, wobei der Werkzeughalter 20a mit dem Transportwagen 26 ausgerichtet wird. Unter Beibehaltung dieser Position der Ladevorrichtung (gemäß F i g. 3F) wird der Transportwagen 26 nach links bis zur Ausrichtung mit der Lastrückführposition des zuvor benutzten Werkzeughalters 20a bewegt Das Werkzeughalter-Erfassungselement 213 tritt (gemäß Fig. 3G) in den Schlitz 49 ein. Die Ladevorrichtung 29 verbleibt in Eingriff mit dem Werkzeughalter 20a, um ihn an einer Seitenbewegung zu hindern. Der Transportwagen bewegt sich nach links zu der in Fig.3G dargestellten Position und es kommt eine abgeschrägte Nockenfläche eines Blockierschäebers in Eingriff mit dem Stift 100, wodurch eine augenblickliche Verlagerung des Schiebers begründet wird. Dies führt dazu, daß der Stift 100 lösbar mit dem Transportwagen verriegelt wird, und

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einer der Anschlagelemente befindet. In einer Betriebsfolge wird der Transportwegen fortgesetzt nach links bis zu einer Berührung des linken Bereitstellungsanschlages 301 angetrieben, wenn nicht das Werkzeugwechselprogramm angibt, daß sich ein rechtes Werkzeug im Werkzeugschlitten befindet. In diesem F< ·' wird der rechte Bereitstellungsanschlag 303 durch ein Betätigungsglied 308 nach unten bewegt, wodurch der Transportwagen 26 beim Erreichen des Anschlagelementes 303 angehalten wird.

Vor dem erneuten Beladen des Transportwagens mit dem zuvor benutzten Werkzeughalter werden das Anschlagelement 304 mittels eines Betätigungsgliedes 309 abgesenkt und der Transportwagen 26 seitlich nach rechts bewegt, bis das Anschlagelement 307 mit dem Anschlagelement 304 in Eingriff kommt. Hierdurch wird der Transportwagen 26 für ein passendes Zusammenarbeiten mit dem Ladewagen in seiner Lastrückführposition in einer vorbestimmten Lastrückführposition angeordnet. Danach wird der Transportwagen 26 seitlich nach links angetrieben, und zwar über das dann zurückgezogene Anschlagelement 303 hinaus und bis zu einer Berührung mit dem Anschlagelement 302, das durch das Betätigungsglied 302a ausgestreckt worden ist. In der letztgenannten Position hat der Transportwagen 26 den zuvor benutzten und von dem Ladewagen getragenen Werkzeughalter erfaßt, und zwar als Vorbereitung für eine Rückführung desselben zum Magazin.

In Verbindung mit den verschiedenen Anschlagelementen 301 bis 304 enthält das Steuermittel 300 eine Reihe von Schaltern 310 bis 313 entSDrechenden Stö-

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ßeln 314 bis 317, die durch einen gemeinsamen Führungsbaiken 318 an die Anschlagelemente angrenzend in Richtung zum Transportwagen nach unten vorstehen. Die verschiedenen Schalter sind in bezug auf die Anschlagelemerj-e derart angeordnet, daß sich eine vom Transportwagen getragene Steuerungsvorrichtung 230 in einer Position zum Verlagern eines der Stößel 314 bis 317 befindet, wenn der Wagen an einer Stopposition angeordnet ist, um dadurch ein geeignetes Signal an die Programmsteuerung zu senden. Befindet sich der Transportwagen in einer Position an irgendeinem der Anschlagelemente 301, 302, 303. wird der entsprechende Schalter 310, 311 oder 312 betätigt. Wird der Wagen gegen das Anschlagelement 304 zurückgefahren, erfolgt eine Betätigung des Schalters 313. Diese Schalter bilden Signale für die Folgesteuerung.

Nach Fig. 10 ist am Ständer 27 eine Reihe von fünf Steuerschaltern 320 bis 324 befestigt. Jeder dieser Schalter ist mit einem BetätigungsstöBel 325 bis 329 versehen, wobei diese Stößel durch feste Stoppanschläge 330 bis 334 lach unten ragen, jede der Schaltereinrichtungen enthält einen Schalter, einen Betätigungsstpßel sowie einen Stoppanschlag, ist mittels eines Bügels 335 befestigt und ist mittels einer Betätigungsvorrichtung 336 bis 340 vertikal verschiebbar. Die Betätigungsvorrichtungen 336 und 340 können an den äußeren Enden weggelassen und die entsprechenden Schaltereinrichtungen ständig in ihren unteren oder vorstehenden Positionen gehalten werden.

Ein kombiniertes Schalterbetätigungs- und Stoppelement 341 ist am Ladewagen 274 befestigt und enthält Nockenflächen 342 und 343 sowie ein Stoppelement 344. Wenn sich der Ladewagen 274 einer ausgestreckten bzw. verlängerten Schalteinrichtung nähert, kommt die Nockenfläche 342 oder 343 zuerst mit dem Stößel in Ciügnff. üffi ihn nach üben ZU Verlagern Und den cnisprechenden Steuerschalter zu betätigen. Hierdurch wird ein Steuersignal /um Einleiten des nächsten Schrittes der programmierten Folge gebildet. Der hydraulische Antriebsmotor setzt die Bewegung des Ladewagens über eine begrenzte Distanz fort, bis das Stoppelement 344 den vorstehenden Anschlag berührt, der dem schon vorgelagerien Schalterbetätigungsglied zugeord net ist. wodurch der Motor angehalten wird.

Bei der Darste'lung gemäß Fig. 10 befindet sich der Steuerschieber 324 am rechten Ende des Ständers in der Lastruckfuhrposmon. Diese Einrichtung kann ständig vorspringen, und sie wird durch die Bewegung des Wagens 274 in Richtung zur rechten Grenzposition betätigt Alle anderen Schaltereinrichtungen werden durch eine linke Bewegung des Ladewagens betätigt.

Der Steuerschalter 323 ist der rechten Beladungsposition der Ladevorrichtung zugeordnet, während der Steuerschalter 322 der linken Ladeposition zugeordnet ist. Das heißt, daß es sich hierbei um die Position handelt, in die der Ladewagen 274 als Vorbereitung für einen Werkzeugwechsel bewegt wird, bei dem sich der gerade benutzte Werk/eughalter entsprechend in den rechten und linken Positionen im Werkzeugschlitten befindet. Die Steuerschalter 321 und 320 sind entsprechend den rechten und linken Entladungs- bzw. Entfernungspositionen zugeordnet, wobei es sich um die Positionen handelt, in denen der Ladewagen anhält und in die er sich zurückzieht, um einen neuen Werkzeughalter entweder in den linken oder rechten Betriebspositionen im Werkzeugschlitten abzusetzen. Diese Steuerschalter 320 bis 323 werden bei einem Werkzeugwechsel betätigt und benutzt, v/obei der Wechsel von dem Eingabeprogramm bestimmt wird das auf der Grundlage der linksseitigen oder i-echtsseitigen Orientierung des zuvor benutzten Werkzeuges zwischen den Steuerschaltern 322 sowie 323 und auf der Grundlage der Orientierung des danach zu benutzenden Werkzeuges zwischen den Schaltern 320 und 321 auswählt. Die Betätigungsvorrichtung 337, 338 und 339 der unbenutzten Schalter werden aus dem Pfad des Stoppelementes 341 zurückgezogen.

ίο In den F i g. 4A bis 7H ist schematisch die Relation des Transportwagens 26 und des Ladewagens 274 in bezug auf die verschiedenen oben beschriebenen Stoppelemente dargestellt, wie sie beim Beladen bzw. Einsetzen und Entladen bzw. Entfernen von Werkzeughaltern von verschiedenen Rechts-Links-Kombinationen benutzt werden. In F i g. 4A befindet sich am Anfang eines Belade- bzw. Einsetzvorganges eines rechten Werkzeuges im Austausch für ein anderes rechtes Werkzeug der Werkzeugtransportwagen 26 in der rechten Bereitstcl-Iungsposition (RHR), wie es durch das Anschlagelement 303 bestimmt wird Der Ladewagen 274 befindet sich in der rechten Beladungs- bzw. Einsetzposition, die durch den vorspringenden Stoppanschlag 333 und den zugeordneten Steuerschalter 323 bestimmt ist. Für die nächste Phase werden der Stoppanschlag 333 zurückgezogen und der Anschlag 331 so wie sein entsprechender Steuerschalter 321 nach unten geführt, um die rechte Entladungs- CJw. Entfernungsposition des Ladewagen* 274 festzulegen. Wenn sich der Ladewagen nach links in die rechte Entlade- bzw. Entfemungs- bzw. Abnahmeposition bewegt, befindet sich der neue Werkzeughalter in einer Position, um im Werkzeugschlitten eingespannt zu werden, während der alte Werkzeughalter vom Werkzeugschlitten gelöst und zum Zurückziehen bereit ist. In Fig. 4C ist der Ladeschieber zurückgezogen und der Transportwagen 26 kann noch immer in der RHR-Position verbleiben. In Fig. 4D ist der Ladewagen 274 nach rechts bis zur Berührung mit dem Anschlag 334 und dem zugeordneten Steuerschalter 324 bewegt, der die Lastrückführposition (LR) bestimmt. In ähnlicher Weise ist der Transportwagen 26 nach rechts bis /um Eingriff mit dem Anschlagelement 304 /urückbcwcgt. das seine Rückführposition (LR) bestimmt. In I ig. 41. ist der Ladeschieber nach hinten bewegt, während der Ladewagen 274 und der Transportwagen 26 in ihren entsprechenden LR Positionen verbleiben. In Fig. 41 ist der Transportwagen 26 nach links in seine Umladcposition (RL) gegen das Anschlagelement 302 bewegt, wobei der zuvor erfaßte Werkzeughalter /um Rückführen zum Magazin erfaßt wird. Der Ladewagen 274 verbleibt in seiner LR-Position. In Fig. 4Cj ist der l.adcschieber 261 zurückgezogen, wobei der umgeladene Werkzeughalter gelöst und für einen R-jckführliansporl zum Magazin freigegeben ist. In Fig. 4M ist der l.adcwagen zu der Position am Stoppanschlag 333 zurückgekehrt, und zwar in Ausrichtung mit dem gerade beladener. bzw. eingesetzten Werkzeughalter

Sobald die Ladevorrichtung mit dein entladenen b/w. entfernten Werkzeughalter (siehe F ι g <*(') gelosi im.

können der Werkzeugschlitten /ur Bearbcitungspusition zurückgeführt und die Folge der Bcarbciiungsvorgänge wieder aufgenommen werden.

Gemäß den Fig.5A bis 5H ist ein zuvor benutzter linker Werkzeughalter durch einen neuen linken Wcrkzeughalter zu ersetzen. Für diesen Wechsel wird der Transportwagen 26 zu einer linken Bereitslcllungsposition (LHR) gegen das feste Anschlagelement 301 bewegt. Der Ladewagen 274 wird von seiner LR-Position

seitlich nach links zu seiner linken Beladungsposition in Berührung mit dem Stoppanschlag 332 bewegt. Nachdem der Ladeschieber 261 bis zu einem Eingriff mit einem neuen Werkzeughalter ausgestreckt ist, werden der Sloppanschlag 332 zurückgezogen und der Ladewagen 274 nach links bis zur Berührung mit dem Stoppanschlag 330 bewegt, der die linke Entladeposition (LHU) des Ladewagens (gemäß F i g. 5B) bestimmt Der Ladeschieber wird dann zurückgezogen, und zwar unter Verbleiben in der LHU-Position (Fig.5C), wonach er seitlich nach rechts zu der durch den Stoppanschlag 334 bestimmten LR-Position bewegt wird. Der Transportwagen 26 ist in ähnlicher Weise zu seiner durch das Anschlagelement 304 bestimmten LR-Position bewegt Die Bewegungen des Ladewagens sowie des Ladeschiebers und die Bewegungen des Transportwagens zu den LR- und RL-Positionen und des nachfolgenden Loslösens des Ladeschiebers vom umgeladenen Werkzeughalter sind für alle Kombinationen von ankommenden und abgehenden Werkzeughaltern dieselben. So sind die Bewegungen deb LadcwägcfiS, uc5 LäucSCiucucrS u id des Transportwagens gemäß F i g. 5D bis 5H in bezug auf die Endlagen dieselben wie die zuvor beschriebenen Bewegungen in den F i g. 4D bis 4H. Die letzte Phase der in den F i g. 4H und 5H dargestellten Bewegung des Ladewagens ist jedoch verschieden, da die gerade eingesetzten Werkzeuge eine entgegengesetzte Seitencharakteristik haben und da die Ladevorrichtungen in jedem Fall zu einer Ausrichtungsposition mit dem gerade eingesetzten Werkzeughalter zurückkehrt.

In den Darstellungen aus Fig. 6A bis 6H wird ein rechter Werkzeughalter entfernt und durch einen neuen linken Werkzeughalter ersetzt. Da das zuvor benutzte Werkzeug eine rechtsseitige Orientierung hat. werden der Ladewagen 274 und der Transportwagen 26 in ihre cnisorechende rgchtsseiti^e L2de^rios!t!on und rechtsseitige Bereitstellungsposition (RHR) bewegt, und zwar unter Berührung mit dem Stoppanschlag 333 bzw. dem Anschlagelement 303. Der Ladewagen 274 wird dann zu einer LHU-Position bis zur Berührung mit dem Stoppclcment 330 nach links bewegt, wonach der Ladeschieber zurückgezogen wird (Fig. 6C) und der neue, linke Werkzeughalter im Werkzeugschlitten eingeklemmt verbleibt. Die in den F i g. 6B bis 6H dargestellte und die Lastruckführ- sowie Umladevorgänge wiedergebende Folge ist dieselbe, wie sie zuvor in Verbindung mit den F i g. 5D bis 5H beschrieben wurde.

Die Fig. 7A bis 7H zeigen den Austauschvorgang eines neuen Werkzeughalters von rechtsseitiger Orien liming für einen zuvor benutzten Werkzeughalter von linksseitiger Orientierung. Anfänglich befindet sich der Ladewagen 274 in seiner Position am Stoppanschlag 3 J2, wahrend der Transportwagen 26 in seiner LHR-Position an dem Anschlagelement 301 angeordnet ist. Nach dem Frfassen der entsprechenden Werkzeughalter wird der Ladewagen 274 nach links zu seiner RHU-Position gegen den .Stoppanschlag 331 bewegt. In der RHU-Position des Ladewagens ist der neue Werkzeug halter passend in der rechten Ausrichtung im Werk zeugschlitten positioniert, während der zuvor benutzte Werkzeughalter nach links freigegeben ist, und zwar in Anpassung an den Rückzugvorgang der Ladevorrichtung gemäß Fig.7C. Die in den Fig.7D bis 7H dargestellte Folge von Ansichten gibt die Lastrückführ- und -umladebewegungen der Wagen wieder und ist dieselbe, wie sie in Verbindung mit den Fig.4D bis 4H beschrieben wurde.

In einigen Fällen kann die Bewegungsgeschwindigkeit des Werkzeugladevorrichtungsmechanismus in bezug auf die Trägheit der Werkzeughalter so sein, daß eine einfache Federarretierungshalteeinrichtung nicht vollständig verläßlich ist. um eine Verlagerung des umgeladenen Werkzeughalters zu vermeiden, wenn die Ladevorrichtung mit hoher Geschwindigkeit zurückgezogen wird. In solchen Fällen wird eine Verriegelungseinrichtung wie in Fig.21 dargestellt, benutzt Die Ladevorrichtung 29 ist an dem Einsteckfinger 32 angrenzend mit einer Verriegelungsstange 400 ausgebildet, die bei 40? an der Ladevorrichtung angelenkt ist und sich parallel zum Einsteckfinger 32 nach vorne erstreckt so daß sie längsseits eines von dem Einsteckfinger erfaßten Werkzeughalters angeordnet ist. Die Veiriegelungsstange 400 hat eine sich nach unten öffnende Aussparung 402, die verriegelnd über einen an der Seite des Werkzeughalters angeordneten Stift 403 f3::sn kann. Eine Nockenfläche 404 an der Führungskante der Verriegelungsstange leitet diese über den Stift, wenn der Einsteckfinger 32 in den Werkzeughalter eingeführt ■wird. Ansonsten hält ein Ansatz 405 die Verriegeiüngsstange horizontal ausgerichtet. Um den Werkzeughalter von der Verriegeiungsstange zu lösen, ist es lediglich erforderlich, die Verriegelungsstange an der Umladestation nach oben zu bewegen.

Der Werkzeugtransportwagen 26 enthält eine neue Antriebseinrichtung mit einer Momentbegrenzungsvorrichtung, wie eine Reibungsschlupfkupplung, die, wenn der Transportwagen den Positionieranschlag am Gehäuse berührt, ein fortgesetztes Drehen der Transportwagenantriebseinrichtung ermöglicht, wobei auf den Transportwagen nur ein minimales Antriebsmoment ausgeübt wird, damit dieser den Querbewegungen des Gehäuses während des fortschreitenden Verlaufes des Bearbeitungsvorganges mit dem Werkzeughalter folgen kann.

Wenn der Ablauf des Bearbeitungsvorganges beendet ist, wird der Werkzeugschlitten vollständig zu seiner Werkzeugwechselposition zurückgezogen, wobei der zuvor benutzte Werkzeughalter mit dem neu ausgewählten sowie vom Transportwagen in der Bereitstellungsposition gehaltenen Werkzeughalter ausgerichtet wird. Wenn sich der Werkzeugschlitten in seiner Ladeposition befindet, werden der Ladewagen und -schieber betätigt, um gleichzeitig eine Verbindung mit den zuvor benutzten und den neu ausgewählten Werkzeughaltern herzustellen. Danach bewegt sich die Ladevorrichtung seitwärts in einer vom Werkzeugmagazin abweisenden Richtung, wobei gleichzeitig der neue 'Verkzeughalter in eine Position im Werkzeugschlitten und der zuvor benfzte Werkzeughalter aus dem Werkzeugschlitten auf die andere Sei'.e verschoben werden.

Der das Werkzeug haltende Werkzeugschlitten ist mit rechtsseitigen und linksseitigen Spannmitteln für Werkzeuge mit einer rechten und linken Ausrichtung versehen. Daher werden die Quer- oder Seitenbewegungen der Werkzeugladevorrichtung durch Verwenden geeigneter Stoppanschläge gesteuert, um das neue Werkzeug in die erwünschte linke oder rechte Position zu bringen. An dieser Stelle des Werkzeugwechselz)-klus werden Spannmittel im Werkzeugschlitten betätigt, um ein neues Werkzeug festzulegen, und dann wird der Ladeschieber zum Lösen von dem neuen Werkzeug zurückgezogen. Die Ladevorrichtung bewegt sich dann zum Transportwagen zurück, und der alte Werkzeughalter wird über eine Reihe von Manipulationen der Ladevorrichtung und des Transportwagens auf den Transportwagen umgeladen und zum Magazin zurück-

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geführt. Der Transportwagen leitet den alten Werkzeughalter zu der nunmehr offenen Halteposition am

drehbaren Werkzeugmagazin zurück, um ihn dort zurückzulassen. Wenn sich der Transportwagen so wieder J in seiner »Stamm«-Position befindet, wird der Pro-

grammsteuerung signalisiert, den Auswahlvorgang für einen danach zu benutzenden Werkzeughalter einzuleiten. Die Einrichtung ist dergestalt, daß die Werkzeughalterauswahl- und Transportvorgänge zum Spindelstock frühzeitig eingeleitet werden, so daß der neue Werkzeughalter in der Bereitstdiungsposition an der Seite des Spindelstockes bereitsteht, wenn das Programm einen Werkzeugwechsel aufruft

Durch die Verwendung einer Momentbegrenzungskupplungseinrichtung im Antrieb des Werkzeugtransportwagens ist es möglich, daß der Wagen einen neu ausgewählten Werkzeughalter aufnimmt, sowie ihn zum Spindelstock befördert und ihn in seiner Position am Spindelstock hält, während der letztere während der Durchführyrg der Bearbeitungsvorgänge eine Quer- oder Seitenäewegung durchführen kann. Wenn der Transportwagen an seiner am Spindelstock angrenzenden Stopposition ankommt, beginnt die Momentbegrenzungskupplung zu schleifen bzw. zu rutschen, wobei sie außer Eingriff kommt und sich die Antriebsspindel auf der Grundlage eines kleinen Drehmoments wei-

terdrehen kann. Hierdurch wird der Transportwagen ständig in einer geeigneten Position in bezug auf den Spindelstock gehalten, der gleichzeitig in der erforderlichen Weise bewegt werden kann.

Hierzu 18 Blatt Zeichnungen

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bO

Claims

Patentansprüche:

1. Automatische Werkzeugwechselvorrichtung für eine Vertikal- oder Karusselldrehmaschine, mit zumindest einem vertikal und horizontal beweglichen Werkzeugschlitten, einer jedem Werkzeugschlitten zugeordneten Werkzeugladeeinrichtung, einer Einspannvorrichtung für Werkzeughalter in jedem Werkzeugschlitten und einem Werkzeugtransportwagen zum horizontalen Ausrichten des auszuwechselnden Werkzeughalters zum Werkzeugschlitten in der Übergabeposition, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugladeeir.-richtung (29) einen Ladewagen (274) umfaßt, der mit einem Ladeschieber (261) versehen ist, dessen Verschieberichtung quer zur seitlichen Bewegungsrichtung der Werkzeugladeeinrichtung (29) verläuft und der gleichzeitig mit einem im Werkzeugschlitten (16) eingespannten (alten) Werkzeughalter (20) und mit einem im Werkzeugschlitten (16) einzuspannenden (neuen) Werkzeughalter (20) in Eingriff bringbar ist, daß der Ladewagen (274) im Eingriff mit diesen Werkzeughaltern seitlich verschiebbar ist, um den einen (alten) Werkzeughalter (20) aus einer Arbeitsposition wegzuführen 'ind den anderen (neuen) Werkzeughalter (20) in eine Arbeitsposition einzuführen, und daß der Ladeschieber (261) zum Entfernen des wegzuführenden (alten) Werkzeughalters (20) vom Werkzeugschlitten (16) ausgestaltet ist.

2. Vor ^;ciitung nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der Ladesc'i'eber (261) im wesentlichen rechtwinkelig zur Bewegungsrichtung des Ladewagens (274) versch.-ebb="- ist und zur Übertragung einer seitlichen Bewegung Mitnahmeelemente für den gleichzeitigen Eingriff mit zwei Werkzeughaltern (20) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannvorrichtung (41) Spannelemente (51, 52, 56, 58, 59, 60, 62) für einen gleitenden Eingriff und ein Ausrichten von Werkzeughaltern (20) im Werkzeugschlitten (16) aufweist und daß der Ladewagen (274) für ein gleichzeitiges gleitendes Verschieben von zwei Werkzeughaltern ausgelegt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Antriebe für eine aufeinanderfolgende Verschiebung des Ladewagens (274) und des Ladeschiebers (261) und die Mitnah meeleriiente in Eingriff mit nebeneinanderliegenden zuzuführenden bzw. wegzuführenden Werkzeughaltern (20) im Werkzeugschlitten (16) vorgesehen sind, die den Ladewagen (274) seitlich verschieben und anschließend den Werkzeugschieber (261) zurückziehen, um den zugeführten Werkzeughalter (20) freizugeben und schließlich den Ladewagen (274) seitlich zu verschieben, um den wegzuführenden Werkzeughalter in eine Ausgangsposition zum Werkzeugwechsel zurückzuführen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekenn- bo zeichnet, daß die Mitriahmeelemente ein Paar voneinander entfernter sich horizontal erstreckender Einsteckfinger (31,32) umfassen und daß die Werkzeughalter (20) horizontale, in entsprechendem Abstand befindliche Öffnungen (33; 105) zur Aufnahme der Einsteckfinger (31,32) aufweisen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Steuermittel (300) zum Einstellen des Nebcneinanderliegens des Wcrk/cug· { Schlittens (16) und des zuzuführenden Werk/eughal \ ters (20) vorgesehen sind, mit denen der zugeführtc j Werkzeughalter (20) in einen vorgegebenen Abstand zum wegzuführenden Werkzeughalter (20) so wie in eine lineare Ausrichtung gemäß einer vorgegebenen Achse mit diesem bringbar ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansp-üche 1 bis 6. dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugschlitten (16) mehrere Einspannvorrichtungen (51,52, 56,58, j 59, 60, 62) aufweist und daß die Steuermittel (300) dafür ausgelegt sind, den vorgegebenen Abstand des zugeführten Werkzeughalters (20) in bezug auf den Werkzeugschlitten (16) einzustellen, um mit der ladebereite:! Stellung des Werkzeugschlittens (16) übereinzustimmen.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugschlitten (16) Spannelemente (51, 52, 56, 58, 59, 60, 62) zum Einspannen eines Werkzeughalters (20) auf der rechten und auf der linken Seite des Werkzeugschlittens (16) aufweist und daß die Steuermittel (300) Verstcllelemente zum veränderlichen Einstellen eines zuzuführenden Werkzeughalters (20) in bezug auf den Werkzeugschlitten (16) entsprechend der Stellung des wegzuführenden Werkzeughalters (20) innerhalb des Werkzeugschlittens (16) haben, um einen Eingriff des Ladewagens (274) für eine gleichzeitige seitliche Verschiebung von zwei Werkzeughaltern (20) zu ermöglichen.

9. Automatische Werkzeugwechselvorrichtung für eine Vertikal- oder Karusselldrehmaschine, mit zumindest einem vertikal und horizontal beweglichen Werkzeugschlitten, einer jedem Werkzeugschlitten zugeordneten Werkzeugladecinrichtung, einer Einspannvorrichtung für werkzeughalter in jedem Werkzeugschlitten und einem Werkzeugtransportwagen zum horizontalen Ausrichten des auszuwechselnden Werkzeughalters zum Werkzeugschlitten in der Übergabeposition, dadurch gekennzeichnet, daß Steuermittel (300) zum Einstellen der Position des zuzuführenden Werkzeughalter (20) zum Werkzeugschlitten (16) vorgesehen si-id. mit denen der zugeführte Werkzeughalter (20) in einem vorgegebenen Abstand zum wegzuführenden Werkzeughalter (20) sowie in eine lineare Ausrichtung gemäß einer vorgegebenen Achse mit diesem bringbar ist. caß Werkzeugmagazine (22, 23) vorgesehen sind, daß der Werkzeugtransportwagen (26) vom Werkzeugmagazin (22, 23) zum Werkzeugschlitten (16) verschiebbar ist und daß Transportantriebsmittel den Transportwagen (26) bei Ansteuerung seitlich bis zu einer festgelegten Position im vorgegebenen Abstand zu dem Werkzeugschlitten (16) antreiben und den vorgegebenen Absland unabhängig von der Hori/ontalbewegung des Werkzeug Schlittens (16) aufrechterhalten.

10. Vorrichtung nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportantriebsmittel eine Gewindespindel (207) für die Führung und den Antrieb des Transportwagens (26) aufweisen, daß die Steuermittel (300) bewegliche Anschlagclemenle (301 bis 304) umfassen, die mit dem Werkzeugschlitten (16) in Verbindung stehen und so angebracht sind, daß· sie mit dem Transportwagen (26) zusammenwirken, um diesen in einer festgelegten Position mit vorgegebenem Abstand zum Werkzeugschlitten (16) anzuhalten, daß die Anschlagclcmcnlc (301 bis

304) in Richtung auf den Transportwagen zu beweglich sind und daß die Gewindespindel (207) dafür vorgesehen ist, den Transportwagen (26) unter Betätigung der Anschlagelemente dauernd gegen die Anschlagelemente (301 bis 304) zu führen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportantriebsmittel eine Drehmomentbegrenzungskupplung (242) umfassen, die mit der Gewindespindel (207) verbunden ist und die Kraftübertragung von der Gewindespindel (207) auf den Transportwagen (26) beschränkt, wenn der Transportwagen (26) in Kontakt mit den Anschlagelementen (301 bis 304) steht.

12. Vorrichtung narh Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentbegrenzungskupplung (242) einen Verbindungsantrieb zwischen der Gewindespindel (207) und dem Transportwagen (26) darstellt, daß der Verbindungsantrieb ein an sich nicht drehbares Schneckenrad (209) umfaßt, das mit der Gewindespindel (207) in Eingriff steht und vom Transportwagen (26) getragen ist, und daß Kupplungsteile (243,244) das Schneckenrad (209Ϊ mit dem Transportwagen (26) drehfest verbinden, jedoch eine Drehung des Schneckenrades (209) relativ zum Transportwagen (26) zulassen, wenn der Transportwagen in Kontakt mit den Anschlagelementen (301 bis 304) ist. um eine Bewegung des Transportwagens (26) in Richtung auf die Anschlagelemente (301 bis 304) /u und von diesen weg während fortgesetzt gleichgerichteter Drehung der Gewinaespindel (207) /u ermöglichen.

Ii. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehmomentbegrenzungskupplung (242) Kugelantriebsteile (247) umfaßt, die beim anfänglichen Freigeben ein geringes Drehmoment zwischen der Gewindespindel (207) und dem Transportwagen (26) übertragen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13. dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugschlitten Ί6) Spannelemerite (51, 52, 56, 58, 59, 60, 62) /um wahlweisen Einspannen eines Werkzeughalters auf seiner linken oder rechten Seite umfaßt und daß Steuermittel (320 bis 324) für mehrere Stellungen vorgesehen sind, die den Ladewagen (274) wahlweise in jeder von verschiedenen vorherbestimmten Stellungen entlang c'?r vorgegebenen Achse fur einen gleichzeitigen Eingriff mit einem zuzuführenden Werkzeughalter und einem wegzuführenden Werkzeughalter (20) bei jeder vorgegebenen Stellung des a! ~n Werkzeughalters und zum Laden des neuen Werkzeughalters in jede der vorgej.'chcp-;n Stellungen anhalten können.

15 Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuermittel (320 bis 324) für die verschiedenen vorherbestimmten Stellungen eine Gewindespindel (272) und einen Hydraulikmotor (277) für deren Antrieb umfassen, daß eine Mehrzahl von /urückziehbaren Stoppelementen für den hydraulischen Motor (277). jeweils für eine der Stellungen des Transportwagens vorgesehen ist und daß die Mehrzahl der Stoppelemente wahlweise betätigt werden können und Steuerglieder für den Ladewagen (274) bilden.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Stoppelement für den Ladewagen (274) einen Betätigungsstößel (325 bis 329) und einen festen Stoppanschlag (330 bis 334) umfaßt und daß ein Stoppelement (342, 344) vom Ladewagen (274) gehalten und mit einem vorgestreckten Stoppelement (330 bis 334) in Anschlag bringbar ist, um aufeinanderfolgend den Betätigungsstößel (3.?5 bis 329) zu betätigen und danach in eine feste Halteposition in Anschlag mit dem festen Stoppanschlag (330 bis 334) zu kommen.

17. Vorrichtung nach Anspruch 15 oder 16. dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (277) beim Anschlag eines vorgestreckten Stoppelementes (330 bis 334) am Stoppelement (342 bis 344) durchdrehen kann, um den Ladewagen (274) in .einer vorherbestimmten Halteposition festzuhalten.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß Verriegelungsstangen (400) an der Werkzeugladeeinrichtung (29) zumindest an dem für den wegzuführenden Werkzeughalter (20) vorgesehenen Mitnahmeelement (32) vorgesehen sind und daß Verriegelungsmittel (403) an den Werkzeughaltern (20) angebracht sind, um mit den Verriegelungsstangen (400) einen Werkzeughalter (20) mit der Werkz.. ^ladeeinrichtung (29) zu verbinden.