DE3017964A1 - Tool changer with magazine plate - which is cam operated to index and slide, and has sensor overriding slide motion on empty tool position - Google Patents

Abstract

The tool change mechanism is intended for a machine tool and has a tool magazine, comprising a plate (31) rotatable about an axis parallel to the tool spindle. The plate has tool retaining openings (33,34) in its periphery. A disc (32) indexing the plate is carried in a slide (25) which is movable towards and away from the spindle by a rotating cam (12,13,24) via a bolt (26) with a roller (28), engaging a contoured groove (13) of the cam. The cam also operates the indexing motion via cam projection (24), pivoted lever (38), and positioning rollers (37) on the disc. A sensor at the tool transfer position causes the bolt to be withdrawn from the cam groove against a spring (27), when an empty opening (33,34) is presented. The cam rotates further, indexes the disc again and the bolt returns to complete the tool change.

Description

Werkzeugwechsler mit Magazin Tool changer with magazine

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugwechsler mit Magazin für eine Werkzeugmaschine zum aufeinanderfolgenden selbsttätigen Bearbeiten von Werkstücken mit verschiedenen Werkzeugen, die in eine Spindel der Werkzeugmaschine einspannbar sind, mit einer kreisscheibenförmigen Magazinplatte, deren Achse parallel zur Spindelachse ausgerichtet ist und die mit entlang ihres Umfanges angeordneten, nach außen offenen Werkstückaufnahmeaussparungen versehen ist, mit einer mit der Magazinpiatte drehstarr verbundenen Teilplatte, die in ebenso viel verschiedene Winkelstellungen verdrehbar und darin arretierbar ist wie die Magazinplatte Werk stückaufnahmeaussparungen aufweist, und mit einem die Magazinplatte tragenden Schlitten, der durch einen mechanischen Antrieb in Richtung zur Spindel hin und zurück verschiebbar ist0 Werkzeugmaschinen, die mit einem Werkzeugmagazin und mit einem Werkzeugwechsler ausgerüst#t sind, um selbsttätig nacheinander verschiedene Bearbeitungen an einem Werkstück durchzuführen, sind in sehr unterschiedlichen Ausführungsformen bekannte Besonders einfach aufgebaute und zuverlässig arbeitende Werkzeugwechsler arbeiten rein mechanisch, wobei das Magazin gleichzeitig auch noch zum Werkzeugsechsel dient, Das Magazin hat dabei die Gestalt einer drehbar gelagerten Platte, in deren in den Rand mündenden Aussparungen die Werkzeuge radial eingesteckt sind0 Durch den mechanischen Antrieb wird zunächst die Spindel in eine vorgegebene Stellung verfahren und es wird dann die Magazinplatte an die Spindel herangefahren, wobei die Ränder der Werkzeugaufnahme= aussparung das Werkzeug ergreifen, dessen Spannung in der Spindel anschließend gelöst wird, worauf die Spindel weggefahren wird und die Magazinplatte um eine Teilung verdreht wird0 Anschließend fährt die Spindel wieder heran und es wird das in der nächsten Werkzeugaufnahmeaussparung befindliche Werkzeug in der Spindel gespannt Nach dem Zurückfahren der Magazinplatte in die Ausgangsstellung ist der Werkzeugwechsel beendet0 Je nach Art des zu bearbeitenden Werkstücks ist nur ein Teil der Nagazinplätze belegt. Dabei können zwar, wenn nur wenige Arbeitsgänge durchzuführen sind, zwei oder mehr vollständige Werkzeugsätze in dem Magazin untergebracht werden, das im allgemeinen für zwölf Werkzeuge ausgelegt ist. Kommt im Laufe der Bearbeitung ein leerer Magazinplatz unter die Spindel, so hat dies zur Folge, daß zwei oder mehr Werkzeugwechselzyklen durchgeführt werden müssen, bis wieder ein Werkzeug in der Spindel gespannt ist. Dies kostet unnötig Naschinenzeit und erfordert unnötige Bewegungsabläufe.The invention relates to a tool changer with a magazine Machine tool for successive automatic machining of workpieces with various tools that can be clamped in a spindle of the machine tool are, with a circular disk-shaped magazine plate, the axis of which is parallel to the spindle axis is aligned and with arranged along its circumference, open to the outside Workpiece receiving recesses is provided with one with the Magazine plate torsionally rigid connected partial plate, which in just as many different angular positions Like the magazine plate, workpiece receiving recesses can be rotated and locked in it having, and with a carriage that carries the magazine plate and is driven by a mechanical The drive can be moved back and forth in the direction of the spindle 0 machine tools, which are equipped with a tool magazine and with a tool changer in order to Carry out various machining operations on a workpiece automatically one after the other, are known in very different embodiments, particularly simple structures and reliably working tool changers work purely mechanically, whereby the The magazine also serves as the tool socket, the magazine has with it the shape of a rotatably mounted plate, in the recesses opening into the edge the tools are inserted radially 0 The mechanical drive initially move the spindle to a specified position and it then becomes the magazine plate approached the spindle, whereby the edges of the tool holder = recess grasp the tool, the tension of which in the spindle is then released, whereupon the spindle is moved away and the magazine plate is rotated by one division wird0 Then the spindle moves up again and this will be the case in the next Tool holder recess in the spindle clamped after the When the magazine plate is moved back to the starting position, the tool change is complete0 Ever Depending on the type of workpiece to be machined, only some of the magazine locations are occupied. It is true that if only a few operations are to be carried out, two or more operations can be carried out complete tool sets are accommodated in the magazine, which in general is designed for twelve tools. If there is an empty magazine location in the course of machining under the spindle, this has the consequence that two or more tool change cycles must be carried out until a tool is clamped in the spindle again. This unnecessarily costs machine time and requires unnecessary motion sequences.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen nechanisch betriebenen Werkzeugwechsler mit Magazin der zuvor beschriebenen Art so auszubilden, daß die durch leere Magazinplätze bedingten unnötigen Bewegungsabläufe vermieden werden und die Wechselzeit möglichst kurz ist.The object of the present invention is to provide a mechanically operated To train tool changer with magazine of the type described above so that the unnecessary motion sequences caused by empty magazine locations can be avoided and the changeover time is as short as possible.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Werkzeugwechsler mit Magazin der eingangs genannten Art erfindungsgemaß dtdurch, daß der mechanische Antrieb ein. rotierend engetriebene räumliche Kurvenscheibe umfaßt zur Er#eugung der Schlittenbewegung und der Teilb#wegung, daß an dem Schlitten ein Antriebsbolzen angebracht i#t, der in die räumliche Kurvenscheibe eingreift und bei deren Drehung den Schlitten mit der Magazinplatte verschiebt, daß der Antriebsbolzen durch Verschieben#in seiner Längsrichtung gegen Federkraft aus der Xurvenscheibe ausrückbar Est, und daß ein Abtaster vorgesehen ist, der die der Spindel zugewandte Werkzeugaufnahmeaussparwig abtastet und bei fehlendem Werkzeug das Ausrücken des Antriebsbolzens hervorrtift, worauf die Kurvenscheibe eine weitere Umdrehung mit Weiterschaltung der Teilplatte, gegebenenfalls mit erhöhter Geschwindigkeit durchführt, bis der Taster bei Vorhandensein eines Werkzeuges den Antriebsbolzen freigibt und der Wechselvorgang zu Ende geführt wird0 Ein derartiger Werkzeugwechsler ist, weil er im wesentlichen mechanisch arbeitet unter Zuhilfenahme einiger Endschalter bzw0 Pneumatikelemente einerseits preiswert herstellbar und andererseits besonders funktonssicherO Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß bei einem Werkzeugwechsel dann, wenn ein Beerplats im Magazin vorhanden ist, nicht ein vollständiger Wechselt zyklus durchgeführt wird, sondern bei unveränderter Spindelposition und unveränderter Position des Schlittens lediglich die Magazinplatte so lange weiterer schaltet wird, bis sich ein Werkzeug in der Position befindet, in der es die Spindel beim Vorfahren aus dem Magazin übernimmt0 Der Aufwand für diese Verbesserung ist dabei vergleichsweise gering, weil er lediglich einen Abtaster und die Übertragung vom Abtaster zum Antriebsbolzen umfaßt. lurch die Verwendung einer räumlichen Kurvenscheibe läßt sich das Auskuppeln der Schlittenbewegung bei Ansprechen des Abtasters sehr einfach durch Verschieben des Antriebebolzens bewirken, wogegen bei einem Kurbelantrieb eine relativ aufwendige Kupplung vorgesehen werden müßte.This task is solved with a tool changer with magazine of the initially mentioned type according to the invention dthurch that the mechanical drive a. Rotating tightly driven three-dimensional cam disc includes to he # eug the slide movement and the partial movement that a drive pin is attached to the carriage, the engages in the spatial cam and when it rotates the slide with the magazine plate moves that the drive pin by moving # in its Longitudinal direction against spring force from the Xurvenscheibe Est, and that a Scanner is provided, which sparwigs the tool holder facing the spindle scans and if the tool is missing, the drive pin disengages, whereupon the cam disc one more revolution with the indexing of the sub-plate, if necessary, carry out this at increased speed until the button at To be available a tool releases the drive pin and the change process is completed wird0 Such a tool changer is because it works essentially mechanically with the help of some limit switches or pneumatic elements on the one hand inexpensive manufacturable and on the other hand particularly functionally reliableO by the invention Training is achieved that with a tool change when a Beerplats is available in the magazine, a complete change cycle is not carried out, but with unchanged spindle position and unchanged position of the slide only the magazine plate is switched on until a tool is located is in the position in which the spindle takes over from the magazine as it moves forward0 The effort for this improvement is comparatively low because it is only comprises a scanner and the transmission from the scanner to the drive pin. lurch the use of a three-dimensional cam disc enables the disengagement of the slide movement when the scanner responds, very simply by moving the drive bolt effect, whereas a relatively complex coupling is provided for a crank drive would have to be.

Durch Anbau eines weiteren Abtastelementes, z.B.By adding a further sensing element, e.g.

eines Schalters, der bereits vor Beginn des Wechselvorganges den Ladezustand des Nagazinplatzes feststellt, der unter die Spindel eingeschwenkt werden soll, läßt sich auf einfache Weise bei leerem Platz ein beschleuniges Weiterschalten der Magazinplatte erreichen, indem die Kurvenscheibe über einen Antrieb mit verschiedenen Drehzahlen, z.B. mittels eines polumschaltbaren Motors, angetrieben wird.a switch that shows the charge status before the change process begins of the Nagazinplatz that is to be swiveled under the spindle, an accelerated switching of the Achieve magazine plate by using the cam via a drive with different Speeds, e.g. by means of a pole-changing motor.

Die Kurvenscheibe kann sehr verschieden ausgebildet sein. Beispielsweise kann sie als Nockenscheibe ausgebildet sein, deren Umfangskontur von dem Antriebsbolzen abgetastet wird. Dies würde å jedoch bedingen, daß eine Nockenscheibe relativ großen Durchmessers verwendet werden muß und außerdem die Vorschubbewegung des Schlittens etwa radial zur Rotationsachse der Nockenscheibe verlaufen müßte, was zu einer ungünstigen räumlichen Verteilung und großen Platzbedarf führen würde. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt daher die räumliche Kurvenscheibe einen zylinderförmigen Körper, in dessen Mantel eine Nut für den Antriebsbolzen eingearbeitet ist. Dabei sind ferner die Führungen für den Schlitten zur Achse des zylinderförmigen Körpers parallel angeordnet Die Verwendung eines zylinderförmigen Körpers hat den Vorteil, daß bei relativ geringem Durchmesser dieses Körpers ein großer Hub zu verwirklichen ist, der durch die axiale Länge dieses Körpers begrenzt ist. Durch die achsparallele Anordnung dieses Körpers und der Schlittenführungen erhält man einen gedrängten, platzsparenden Aufbau.The cam disk can be designed very differently. For example it can be designed as a cam disc, the circumferential contour of the drive pin is scanned. However, this would require a cam disk to be relatively large Diameter must be used and also the feed movement of the slide would have to run approximately radially to the axis of rotation of the cam disk, which would lead to an unfavorable spatial distribution and large space requirements. In a preferred embodiment of the invention, therefore, comprises the spatial cam a cylindrical body, in the jacket of which there is a groove for the drive pin is incorporated. The guides for the slide are also to the axis of the cylindrical body arranged in parallel The use of a cylindrical Body has the advantage that this body has a relatively small diameter large stroke is to be realized, which is limited by the axial length of this body is. Due to the axially parallel arrangement of this body and the slide guides you get a compact, space-saving structure.

Ein weiterer Vorteil der Verwendung einer räumlichen Kurvenscheibe mit einem zylinderförmigen Körper liegt darin, daß diese Kurvenscheibe gleichzeitig noch zur Durchführung weiterer Funktionen verwendet werden kann.Another advantage of using a spatial cam with a cylindrical body lies in the fact that this cam disc simultaneously can still be used to perform other functions.

Zu diesem Zweck ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auf den Mantel des zylinderförmigen Körpers ein radial vorstehender Gewindeabschnitt )aufgesetzt, der über einen Teil des Umfanges reicht und in den Vorsprünge der Teilplatte eingreifen. Eine Umdrehung des zylinderförmigen Körpers bewirkt also gleichzeitig eine Weiterschaltung der Teilplatte und damit der mit der Teilplatte drehstarr verbundenen Magazinplatte. Dabei sind bevorzugt die Achse des zylinderförmigen Körpers und die Achse der Teilplatte tangential zueinander gerichtet, Der Antrieb der Teil-*) mit Ein- und Auslauf platte erfolgt also wie ein Schneckentrieb, bei dem die Schneckenwelle nur während eines Teiles einer vollständigen Umdrehung mit den Vorsprüngen der Teilplatte in Eingriff ist.To this end, in a preferred embodiment of the invention a radially protruding threaded section on the jacket of the cylindrical body ) placed, which extends over part of the circumference and in the projections of the partial plate intervention. One rotation of the cylinder-shaped body therefore causes it at the same time an indexing of the sub-plate and thus the non-rotatably connected to the sub-plate Magazine plate. The axis of the cylindrical body and the Axis of the partial plate directed tangentially to each other, the drive of the partial *) with Inlet and outlet plate takes place like a worm drive, at which the worm shaft with only during part of a complete revolution engages the projections of the sub-plate.

Das Ausrücken des Antriebsbolzens aus der Nut der råumlichen Kurvenscheibe kann beispielsweise durch einen Elektromagnet erfolgen, der den Antriebsbolzen aus der Nut zurückzieht, wenn er durch den in diesem Fall als Schalter ausgebildeten Taster angesteuert wird. Auch kann der Taster mechanisch arbeiten und durch ein mechanisches Übertragungsgestänge den Antriebsbolzen ausrücken, dessen den Schlitten bewegende Antriebskraft nicht in Bolzenlängaricht .qg sondern quer hierzu wirkt.The disengagement of the drive pin from the groove of the spatial cam can be done, for example, by an electromagnet that pulls the drive bolt off the groove retracts when it is designed as a switch in this case Button is activated. The button can also work mechanically and through a mechanical transmission linkage disengage the drive pin, whose the slide moving drive force does not act in the longitudinal direction of the bolt .qg but transversely to this.

Der Ausrückvorgang erfolgt in einem Bereich, in dem die Nut tangential zum zylinderförmigen Körper verläuft und daher auch keine Querkräfte auf den Bolzen übertragen werden, die den Ausrückvorgang erschweren oder beeinträchtigen könnten. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung dagegen wird die Ausrückbewegung durch die Kurvenscheibe selbst erzeugt. Es fällt bei einer derartigen Ausführungsform der Erfindung der Nutgrund in dem Bereich der Nut, in dem sich der Antriebsbolzen in der Transportendlage befindet, mit der Manteloberfläche des zylinderförmigen Körpers zusammen, wobei die Nut in diesem Bereich in Umfangsrichtung verläuft; ein den Antriebsbolzen in dieser Lage in seiner Längsrichtung arretierender Riegel ist vorgesehen, der durch den Taster einrückbar ist. Es braucht daher von dem Taster nur eine sehr geringe Kraft übertragen werden, weil lediglich das Ein- und Ausrücken eines Riegels hierdurch bewirkt werden muß, wogegen die gegen Federkraft erfolgende Rückzugsbewegung des Antriebsbolzens vom Antrieb der räumlichen Kurvenscheibe erzeugt wird. Es läßt sich daher eine rein mechanische Übertragung der Tasterposition ebenso verwirklichen wie eine elektrische oder pneumatische Arretierung, wie sie bei einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist, bei der der Taster ein Pneumatikventil (Rollenhebelventil) ist und der Riegel von einem Arbeitszylinder betätigbar ist. Dabei ist der Riegel sowohl bei der Verriegelung als auch bei der Entriegelung leicht bewegbar, weil in beiden Fällen der Antriebsbolzen am Nutgrund anliegt und die den Antriebsbolzen belastende Feder sich gegen die räumliche Kurvenscheibe abstützt, nicht aber den Riegel belastet.The disengagement process takes place in an area in which the groove is tangential runs to the cylindrical body and therefore no transverse forces on the bolt be transferred, which complicate or could impair the release process. In a preferred embodiment of the invention, however, the disengaging movement generated by the cam itself. It falls in such an embodiment the invention of the groove base in the area of the groove in which the drive pin is is in the transport end position, with the jacket surface of the cylindrical Body together, the groove running in the circumferential direction in this area; a the drive bolt is in this position in its longitudinal direction locking bolt provided, which can be indented by the button. It therefore needs from the push button only a very small force can be transmitted, because only the engagement and disengagement a bolt caused by this must be, whereas the against spring force resulting retraction movement of the drive bolt from the drive of the three-dimensional cam is produced. A purely mechanical transmission of the button position can therefore be achieved Realize as well as an electric or pneumatic lock, like them in one embodiment of the invention is provided in which the button is a pneumatic valve (Roller lever valve) and the bolt can be actuated by a working cylinder. The bolt is easy to lock and unlock movable because in both cases the drive pin rests on the groove base and the The spring loading the drive pin is supported against the three-dimensional cam disk, but not burdened the bolt.

Der Riegel kann unterschiedlich gestaltet sein; bevorzugt ist er als quer zur Längsachse des Antriebsbolzens bewegliche und in eine Nut des Antriebsbolzens passende Platte ausgebildet Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles im Zusammenhang mit den Ansprüchen Es zeigen in vereinfachter und schematisierter Darstellung unter Weglassung für das Verständnis der Erfindung nicht erforderliche Einzelheiten: Fig 1 eine perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine mit angebautem mechanischen Werkzeugwechsler mit Magazin, Fig. 2 einen Schnitt durch den mechanischen Antrieb des Wechslers ohne Magazin und ohne Schlitten, Fig. 3 einen Axialschnitt durch Magazinplatte, Teilplatte und Schlitten in einer zur Ebene von Fig. 2 senkrechten Ebene, und Fig. 4 eine Draufsicht auf Schlitten und Werkzeugwechsler ohne Antrieb in Richtung eines Pfeiles IV der Fig. 3.The latch can be designed differently; he is preferred as Movable transversely to the longitudinal axis of the drive pin and in a groove of the drive pin matching plate formed More details and refinements of the present Invention emerge from the following description of one in the drawing illustrated embodiment in connection with the claims It show in a simplified and schematic representation omitted for understanding Details not required by the invention: FIG. 1 is a perspective view a machine tool with attached mechanical tool changer with magazine, Fig. 2 a section through the mechanical drive of the changer without magazine and without Slide, FIG. 3 shows an axial section through the magazine plate, part plate and slide in a plane perpendicular to the plane of FIG. 2, and FIG. 4 shows a plan view Slide and tool changer without drive in the direction of arrow IV of Fig. 3.

Eine in Fig. 1 schematisch dargestellte Werkzeugmaschine umfaßt ein C-förmiges Maschinengestell 1, auf dessen Fuß ein Kreuztisch 2 in seiner Ebene verfahrbar angebracht ist. Der Kreuztisch 2 ist in üblicher Weise mittels einer numerischen Steuerung kontrolliert verschiebbar. Auf dem Kreuztisch 2 wird das zu bearbeitende Werkstück befestigt. An dem Maschinengestell 1 ist ein Spindelstock 3 senkrecht zur Ebene des Kreuztisches 2 verschiebbar angebracht, dessen Spindel 4 ein Werkzeug 5 eingespannt hält. Weitere Werkzeuge 5' sind in einem Werkzeugmagazin 6 gehalten, das gleichzeitig als Werkzeugwechsler dient und von einem unter einer Abdeckhaube 7 vorgesehenen mechanischen Antrieb bewegt wird. Der mechanische Antrieb wird von einem Elektro motor 8 über ein Zwischengetriebe 9 in Drehung versetzt.A machine tool shown schematically in Fig. 1 comprises a C-shaped machine frame 1, on the foot of which a cross table 2 can be moved in its plane is appropriate. The cross table 2 is in the usual way by means of a numerical Control can be moved in a controlled manner. On the cross table 2 is the to be processed Workpiece attached. A headstock 3 is perpendicular to the machine frame 1 attached to the plane of the cross table 2, the spindle 4 of which is a tool 5 holds clamped. Further tools 5 'are held in a tool magazine 6, which also serves as a tool changer and one under a cover 7 provided mechanical drive is moved. The mechanical drive is from an electric motor 8 via an intermediate gear 9 in rotation.

Der in Fig. 2 dargestellte Schnitt ist ein Axialschnitt durch die Abtriebswelle des Zwischengetriebes 9. Der in Fig. 2 dargestellte mechanische Antrieb 10 umfaßt eine räumliche Kurvenscheibe 11, die aus einem Hohlzylinder 12 besteht, in dessen Mantelfläche eine Nut 13 *) polumschaltbaren eingearbeitet ist, die zur Achse des Hohlzylinders 12 teils tangentiale, teils schraubenlinienförmig gewundene Abschnitte umfaßt. Der Hohlzylinder 12 ist mit einem Ende auf einem Achsbolzen 14 drehbar gelagert der an einer Seitenplatte 15 angeschraubt ist An einer hierzu parallelen Seitenplatte 16 ist das Zwischengetriebe 9 angeflanscht, auf dessen Wellenstummel 17 eine Hohlwelle 18 befestigt ist, deren anderes Ende mit dem Hohlzylinder 12 in dem Bereich starr verbunden ist, der dem Achsbolzen 14 abgewandt ist Die beiden zueinander parallel im Abstand vorgesehenen Seitenplatten 15 und 16 dienen gleichzeitig als Träger für zwei zylindrische S~uhrungen 19 und 20, die zueinander und zur Achse des Hohlzylinders 12 parallel angeordnet sind Die Hohlwelle 18 trägt Nockenscheiben 21 und 22, die mit einem Endschalter 23 oder entsprechenden pneumatischen Steuerventilen zusammenwirken. Die Steuerelemente 21 bis 23 dienen der zyklusabhängigen Steuerung einzelner Punktionen, wie beispielsweise der Abschaltung des Elektromotors 8 nach Durchlaufen eines Werkzeu#jechselzyklus oder dem Steuern des Spannvorganges der Werkzeugspannung in der Spindel 4, die in bekannter Weise eine Spannstange umfaßt, die einen Spannkopf ergreift oder losläßt, der am Ende eines werkzeugfesten Kegels vorgesehen ist, wobei der Kegel in einer entsprechenden Aufnahmebohrung der Spindel 4 gehalten wird.The section shown in Fig. 2 is an axial section through the Output shaft of the intermediate gear 9. The mechanical drive shown in FIG. 2 10 includes a spatial cam 11, which consists of a hollow cylinder 12, a slot 13 *) pole-changing in its outer surface incorporated is, which is partly tangential to the axis of the hollow cylinder 12, partly helical includes spiral sections. The hollow cylinder 12 has one end on an axle bolt 14 rotatably mounted which is screwed to a side plate 15 at one of this parallel side plate 16, the intermediate gear 9 is flanged on its stub shaft 17 a hollow shaft 18 is attached, the other end of which with the hollow cylinder 12 in the area is rigidly connected, which faces away from the axle pin 14 The two Side plates 15 and 16 provided parallel to one another and spaced apart serve at the same time as a carrier for two cylindrical S ~ uhrungen 19 and 20, which are to each other and to the axis of the hollow cylinder 12 are arranged in parallel. The hollow shaft 18 carries cam disks 21 and 22 with a limit switch 23 or corresponding pneumatic control valves cooperate. The control elements 21 to 23 are used for cycle-dependent control individual punctures, such as the shutdown of the electric motor 8 after Running through a tool change cycle or controlling the clamping process of the Tool clamping in the spindle 4, which comprises a clamping rod in a known manner, which grips or releases a clamping head that is at the end of a tool-fixed cone is provided, the cone in a corresponding receiving bore of the spindle 4 is held.

Während die Nut 13 in den Mantel des Hohlzylinders 12 eingearbeitet ist, ist ein Gewindeabschnitt 24 mit radial nach außen aus der Oberfläche des Mantels des Hohlzylinders 12 vorstehenden Leisten gebildet.While the groove 13 is incorporated into the jacket of the hollow cylinder 12 is a threaded portion 24 with radially outwardly from the surface of the shell of the hollow cylinder 12 formed protruding strips.

An den beiden Führungen 19 und 20 ist ein Schlitten 25 mittels Längskugelführungen leicht verschiebbar gelagert. Der Schlitten 25 ist radial zum Hohlzylinder 12 versetzt und diesen wie ein in Umfangsrichtung kurzer Hohlzylinderabschnitt übergreifend gestaltet. An dem Schlitten 25 ist ein Antriebsbolzen 26 radial zum Sohlzylinder 12 ausgerichtet und in seiner Längsrichtung gegen die Kraft einer Feder 27 verschiebbar gelagert.On the two guides 19 and 20 is a carriage 25 by means of longitudinal ball guides easily displaceable. The slide 25 is offset radially from the hollow cylinder 12 and overlapping them like a hollow cylinder section which is short in the circumferential direction designed. A drive pin 26 is located on the carriage 25, radially to the base cylinder 12 aligned and displaceable in its longitudinal direction against the force of a spring 27 stored.

An dem dem Hohlzylinder 12 zugewandten Ende des Antriebsbolzens 26 ist eine Rolle 28 gelagert, deren Durchmesser geringfügig kleiner ist als die lichte Weite der Nut 13s in die der Antriebsbolzen 26 mit der Rolle 28 eingreift.At the end of the drive pin 26 facing the hollow cylinder 12 a roller 28 is mounted, the diameter of which is slightly smaller than the clear Width of the groove 13s in which the drive pin 26 engages with the roller 28.

An dem unteren, die Führung 20 umfassenden Bereich des Schlittens 25 ist ein Träger 29 angeschraubt, in dem eine Welle 30 drehbar gelagert ist, deren Achse parallel zu der durch die Führungen 19 und 20 definierten Ebene und tangential zur Achse des Hohlzylinders 12 ausgerichtet ist. An dem unteren, dem Hohlzylwnder 12 abgewandten Ende der Welle 30 ist eine Magazinplatte 31 befestigh, und drehstarr mit der Welle 30 verbunden; entsprechend ist an dem gegenüberliegenden, oberen, dem Bohlzylinder 12 benachbarten Ende der Welle 30 eine Teilplatte 32 drehstarr an der Welle 30 angebracht. Entlang dem Umfang der Magazinplatte 31 die die Gestalt einer Kreisscheibe aufweist, sind Werkzeugaufnahmeaussparungen 33 eingearbeitet , in die aus Kunststoff hergestellte Einsätze 34 eingesteckt sind, die in der Draufsicht gemäß Fig. 4 einen U-förmigen Umriß aufweisen mit zwei einander gegenüberliegenden, zueinander parallelen Greifflächen 35 die an zwei am nicht dargestellten Werkzeughalter eines jeden Werkzeuges vorgesehenen, vertieften Flächen anliegen. Ein Werkzeug ist daher nach Einschieben in Richtung eines Pfeiles 36 von der Magazinplatte 31 gehalten und in entgegengesetzter Richtung entnehmbar0 Die Teilplatte 32 weist an ihrer dem Hohlzylinder 12 zugewandten Stirnseite drehbar gelagerte Rollen 37 auf, die um zur Welle 30 parallele Achsen drehbar sind. Die Lücken zwischen den Rollen 37 sind geringfügig größer als die Breite der den Gewindeabschnitt 24 bildenden Leisten; entsprechend ist der Durchmesser der Rolle 28 geringfügig kleiner als die lichte Weite der Nut 13.At the lower area of the slide that encompasses the guide 20 25, a carrier 29 is screwed, in which a shaft 30 is rotatably mounted, whose Axis parallel to the plane defined by guides 19 and 20 and tangential is aligned with the axis of the hollow cylinder 12. On the lower one, the hollow cylinder 12 facing away from the end of the shaft 30, a magazine plate 31 is attached and torsionally rigid connected to shaft 30; corresponding to the opposite, upper, the end of the shaft 30 adjacent to the Bohlylinder 12 is a part-plate 32 that is rotationally rigid attached to the shaft 30. Along the circumference of the magazine plate 31 the shape has a circular disk, tool receiving recesses 33 are incorporated , are inserted into the plastic-made inserts 34, which in plan view 4 have a U-shaped outline with two opposite, mutually parallel gripping surfaces 35 on two on the tool holder, not shown provided for each tool, rest on recessed areas. A tool is therefore after being pushed in the direction of arrow 36 from the magazine plate 31 held and removable in the opposite direction rollers 37 rotatably mounted on their end face facing the hollow cylinder 12 which are rotatable about axes parallel to the shaft 30. The gaps between the Rollers 37 are slightly larger than the width of the thread section 24 forming Afford; accordingly, the diameter of the roller 28 is slightly smaller than that clear width of the groove 13.

Um die Stellung der Magazinplatte 31 zu fixieren, greift ein Hebel 38 mit einem Ende zwischen zwei Rollen 37 ein, der um eine zur Teilplatte 32 tangentiale und relativ zum Schlitten 25 bzw, Träger 29 feste Achse 39 gegen Federkraft schwenkbar ist.To fix the position of the magazine plate 31, a lever engages 38 with one end between two rollers 37, which is tangential to the part plate 32 and relative to the carriage 25 or, respectively, the carrier 29, the fixed axis 39 can be pivoted against spring force is.

An dem Träger 29 ist ein Abtaster 40 in Gestalt eines Rollenhebelventiles befestigt, dessen Rolle 41 zwei unterschiedliche Positionen einnimmt, Je nach dem ob in dem benachbarten Einsatz 34 ein Werkzeug enthalten ist oder nicht, Entsprechend ist dann das Rollenhebelventil auf Durchgang oder in Sperrstellung bzw. Entlüftung geschaltet. Mit dem Rollenhebelventil ist über nicht näher dargestellte Leitungen ein Arbeitszylinder 42 verbunden, der an dem Schlitten 25 etwa radial zur Achse des Antriebsbolzens 26 befestigt ist, In dem Arbeitszylinder 42 ist ein Kolben 43 entgegen der Wirkung einer Feder 44 verschiebbar. Wird bei geöffnetem Rollenhebelventil dem Arbeitszylinder 42 Preßluft zugeführt, so bewegt sich der Kolben 43 entgegen der Wirkung der Feder 44 radial vom Antriebsbolzen 26 weg und nimmt einen Riegel 45 mit. Herrscht kein Druck im Arbeitszylinder 42, dann drückt die Feder 44 über den Kolben 43 den Riegel 45 gegen einen Bund 46 des Antriebsbolzens 26.On the carrier 29 is a scanner 40 in the form of a roller lever valve attached, the roller 41 occupies two different positions, depending on the whether or not a tool is contained in the adjacent insert 34, accordingly the roller lever valve is then open or in the blocking position or venting switched. With the roller lever valve is via lines not shown in detail a working cylinder 42 connected to the carriage 25 approximately radially to the axis of the drive pin 26 is attached, in the working cylinder 42 is a piston 43 displaceable against the action of a spring 44. Used when the roller lever valve is open the working cylinder 42 supplied compressed air, this is how the piston moves 43 against the action of the spring 44 radially away from the drive pin 26 and takes a bolt 45 with. If there is no pressure in the working cylinder 42, then the presses Spring 44 over the piston 43 the bolt 45 against a collar 46 of the drive pin 26th

Die Nut 13 im Hohlzylinder 12 weist an einer Steile, an der sie tangential zur Achse des Hohlzylinders 12 verläuft, die Tiefe Null auf, so daß der Nutgrund die Mantelfläche des Hohlzylinders 12 erreicht. Befindet sich dieser Teil der Nut 13 im Bereich des Antriebsbolzens 26, dann ist der Antriebsbolzen 26 entgegen der Wirkung der Feder 27 soweit zurückgeschoben, daß sich der Riegel 45 vor dem Bund 46 befindet. Herrscht zu diesem Zeitpunkt kein Druck im Arbeitszylinder 42, weil das den Abtaster 40 bildende Rollenhebelventil gesperrt ist oder in der Stellung Entlüftung steht, dann drückt die Feder 44 den Riegel 45 radial zur Achse des Antriebsbolzens 26 hin. Bei der Weiterdrehung des Hohlzylinders 12 durch den Elektromotor 8 verbleibt der Antriebsbolzen in dieser Stellung, weil er nicht mehr in Eingriff mit der Nut 13 gelangt. Es kann sich daher der Hohlzylinder 12 drehen, ohne daß über den Achsbolzen 14 der Schlitten 25 in Richtung der Eihrungen 19 und 20 mitgenommen wird.The groove 13 in the hollow cylinder 12 has a point at which it is tangential runs to the axis of the hollow cylinder 12, the depth is zero, so that the groove bottom reaches the outer surface of the hollow cylinder 12. This part of the groove is located 13 in the area of the drive pin 26, then the drive pin 26 is opposite to the Effect of the spring 27 pushed back so far that the bolt 45 is in front of the federal government 46 is located. If there is no pressure in the working cylinder 42 at this time, because the roller lever valve forming the scanner 40 is locked or in the position Vent is standing, then the spring 44 presses the bolt 45 radially to the axis of the drive pin 26 out. When the hollow cylinder 12 continues to rotate by the electric motor 8 the drive pin in this position because it no longer engages the groove 13 arrives. The hollow cylinder 12 can therefore rotate without going over the axle bolt 14 of the carriage 25 in the direction of the devices 19 and 20 is taken.

Ist ein Werkzeugwechsel durchzufiihren, dann wird zunächst der Spindelstock 3 mit der Spindel 4 vom Kreuztisch 2 weg nach oben gefahren, bis das Werkzeug 5 bzw.If a tool change has to be carried out, the headstock is first 3 moved upwards away from the cross table 2 with the spindle 4 until the tool 5 respectively.

die im Werkzeughalter des Werkzeuges 5 eingearbeiteten parallelen Flachen sich in der Ebene der Magazinplatte 31 befinden. Von der Werkzeugmaschinensteuerung wird die Spindel 4 in einer solchen Winkellage angehalten, daß diese Flächen am Werkzeughalter zu den Greifflächen 35 des Einsatzes 34 in der Magazinplatte 31 ausgerichtet sind. Nun wird der Elektromotor 8 angesteuert, der daraufhin über das Zwischengetriebe 9 den mechanischen Antrieb 10 in Bewegung versetzt und den Hohlzylinder 12 dreht. Bei der Drehung des Hohlzylinders 12 (und der Nockenscheiben 21 und 22) wird zunächst der Antriebsbolzen 26 von der Nut 13 mitgenommen und der Schlitten 25 entlang den Führungen 19 und 20 in Richtung auf die Spindel 4 verschoben, bis das in der Spindel befindliche Werkzeug in Richtung des Pfeiles 36 in den Einsatz 34 der Magazinplatte 31 gelangt. Nun wird von einem von der Nockenscheibe 21 angesteuerten, nicht dargestellten Ventil die Werkzeugeinspannung in der Spindel 4 gelöst.the parallel machined in the tool holder of the tool 5 Flat are in the plane of the magazine plate 31. From the machine tool control the spindle 4 is stopped in such an angular position, that these surfaces on the tool holder to the gripping surfaces 35 of the insert 34 in the magazine plate 31 are aligned. Now the electric motor 8 is activated, which then over the intermediate gear 9 sets the mechanical drive 10 in motion and the Hollow cylinder 12 rotates. When the hollow cylinder 12 (and the cam disks 21 and 22) the drive pin 26 is initially taken from the groove 13 and the Slide 25 moved along the guides 19 and 20 in the direction of the spindle 4, until the tool located in the spindle is inserted in the direction of arrow 36 34 of the magazine plate 31 arrives. Now one controlled by the cam disk 21, Valve, not shown, releases the tool clamping in the spindle 4.

Anschließend wird der Spindelstock 3 mit der Spindel 4 nach oben verfahren, damit der Kegel des Werkzeughalters aus der kegeligen Bohrung der Spindel 4 frei kommt. Nun wird bei weiterer Drehung des Hohlzylinders 12, dessen Nut 13 in diesem Bereich tangential und ohne axiale Komponente verläuft, durch den Gewindeabschnitt 24 und die Rollen 37 die Teilplatte 32 um eine Teilung#weiter bewegt, nachdem zuvor der Hebel 38 ausgeschwenkt wurde.Then the headstock 3 with the spindle 4 is moved upwards, so that the cone of the tool holder from the conical bore of the spindle 4 free comes. Now, with further rotation of the hollow cylinder 12, its groove 13 in this Area runs tangentially and without an axial component, through the threaded section 24 and the rollers 37 move the dividing plate 32 by one pitch # after before the lever 38 has been pivoted out.

Damit gelangt das nächst Werkzeug der Magazinplatte 31 unter die Spindel 4, die nunmehr wieder nach unten gefahren wird, bis die in ihr untergebrachte Spannstange den Spannkopf am Ende des Kegels des Werkzeughalters angreift und nach Ansteuerung spannt Während der weiteren Drehung des Hohlzylinders 12 wird der Antriebsbolzen 26 wieder mitgenommen und führt den Schlitten 25 mit der Magazinplatte 31 und der Teliplatte 32 zurück in die von der Spindel 4- entfernte Ausgangslage.The next tool on the magazine plate 31 thus comes under the spindle 4, which is now moved back down until the tension rod housed in it engages the clamping head at the end of the cone of the tool holder and after activation tensioned During the further rotation of the hollow cylinder 12, the drive pin is 26 taken again and leads the carriage 25 with the magazine plate 31 and the Slide plate 32 back into the starting position removed from spindle 4.

Befindet sich in dem Einsatz 34, der-nach der Übernahme des Werkzeuges aus der Spindel in die Magazinplatte 31 in die Werkzeugwechselsteiiung unterhalb der Spindel 4 gelangt, kein Werkzeug, so wird über das als Abtaster 40 dienende Rollenhebelventil, dessen Rolle 41 wegen des Fehlens des Werkzeuges nicht eingeschwenkt wird, der Arbeitszylinder 42 entlüftet und es- schiebt die Wieder 44 über den Kolben 43 den Riegel 45 vor den Bund 46, da zu diesem Zeitpunkt der Antriebsbolzen 26 durch den im Bereich der Mantelfläche des Hohlzylinders 12 befindlichen Nutgrund der Nut 13 zurickgeschoben ist. Dadurch kann bei der Weiterdrehung zwar der Gewindeabschnitt 24 die Teilpiatte 32 weiterschalten, es wird jedoch der Schlitten 25 nicht zurdckgeffi-#üIirt. Dies wiederholt sich solange, bis der Abtaster 40 ein -Werkzeug feststellt und dieses anschließend von der Spindel 4 übernommen wird, nachdem der Riegel 45 durch den Kolben 43 vom Antriebsbolzen 26 weggezogen wurde und dieser dadurch wieder in die Nut 13 eingreifen konnte.Located in the insert 34 after the tool has been taken over from the spindle into the magazine plate 31 in the tool change position below the spindle 4 arrives, no tool, then the one serving as a scanner 40 is used Roller lever valve, the roller 41 of which is not swiveled in due to the lack of the tool is, the working cylinder 42 is vented and it pushes the re 44 over the piston 43 the bolt 45 in front of the collar 46, because at this time the drive pin 26 through the groove base of the groove located in the area of the lateral surface of the hollow cylinder 12 13 is pushed back. As a result, the threaded section can, however, continue to rotate 24 advance the partial plate 32, but the carriage 25 is not returned. This is repeated until the scanner 40 detects a tool and this one is then taken over by the spindle 4 after the bolt 45 by the Piston 43 was pulled away from the drive pin 26 and this again in the Nut 13 could intervene.

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Claims (8)

Patentansprüche Werkzeugwechsler mit Magazin für eine Werkzeugmaschine zum aufeinanderfolgenden, selbsttätigen Bearbeiten von Werkstücken mit verschiedenen Werkzeugen, die in einer Spindel der Werkzeugmaschine einspannbar sind, mit einer kreisscheibenförmigen Magazinplatte, deren Achse parallel zur Spindelachse ausgerichtet ist und die mit entlang ihres Umfanges angeordneten, nach außen offenen Werkzeugaufnahmeaussparungen versehen ist, mit einer mit der Magazinplatte drehstarr verbundenen Teilplatte, die in ebensoviel verschiedene Winkelstellungen verdrehbar und darin arretierbar ist wie die Magazinplatte Werkzeugaufnahmeaussparungen aufweist, mit einem. die Magazinplatte und die Teilplatte tragenden Schlitten, der durch einen mechanischen Antrieb in Richtung zur Spindel hin - und zurück verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der mechanische Antrieb (10) eine rotierend angetriebene räumliche Kurvenscheibe (11) umfaßt zur Erzeugung der Schlittenbewegung und der Teilbewegung, daß an dem Schlitten (25) ein Antriebsbolzen (26) angebracht ist, der in die räumliche Kurvenscheibe (11) eingreift und bei deren Drehung den Schlitten (25) mit der Magazinplatte (31) verschiebt,, daß der Antriebsbolzen (26) durch Verschieben in seiner Längsrichtung entgegen Federkraft aus der Kurvenscheibe (ii) ausrückbar ist, und daß ein Abtaster (40) vorgesehen ist, der die der Spindel (4) zugewandte Werkzeugaufnahmeaussparung (34) abtastet und bei fehlendem Werkzeug (5) das Ausrücken des Antriebsbolzen (26) hervorruft, worauf die Kurvenscheibe (11) eine weitere Umdrehung mit Weiterschaltung der Teilplatte (32), gegebebenfalls mit erhöhter Geschwindigkeit durchführt, bis der Abtaster (40) bei Vorhandensein eines Werkzeuges den Antriebsbolzen (26) in die Kurvenscheibe (all) einrückt und der Wechselvorgang zu Ende geführt wird. Claims tool changer with magazine for a machine tool for successive, automatic processing of workpieces with different Tools that can be clamped in a spindle of the machine tool with a circular disk-shaped magazine plate, the axis of which is aligned parallel to the spindle axis and the tool holder recesses that are open to the outside and are arranged along their circumference is provided with a part plate connected to the magazine plate in a torsionally rigid manner, which can be rotated and locked in just as many different angular positions is like the magazine plate has tool holder recesses, with a. the Magazine plate and the sub-plate carrying carriage, which is by a mechanical Drive can be moved back and forth in the direction of the spindle, characterized in that that the mechanical drive (10) is a rotatingly driven spatial cam (11) includes to generate the carriage movement and the partial movement that on the Slide (25) a drive pin (26) is attached, which is in the spatial cam (11) engages and when it rotates the slide (25) with the magazine plate (31) moves ,, that the drive pin (26) by moving in its longitudinal direction against spring force from the cam (ii) can be disengaged, and that a scanner (40) is provided, the tool receiving recess facing the spindle (4) (34) and, if the tool (5) is missing, the drive pin (26) is disengaged causes whereupon the cam disc (11) one more revolution with the indexing of the sub-plate (32), if necessary also at increased speed, until the scanner (40) If a tool is available, insert the drive pin (26) into the cam (all) engages and the change process is completed. 2. Werkzeugwechsler nach.Anspruch 1, -dadurch gekennzeichnet, daß die räumliche Kurvenscheibe (11) einen zylinderförmigen Körper (12) umfaßt, in dessen Mantel eine Nut (13) für den Antriebsbolzen (26) eingearbeitet ist.2. Tool changer nach.Anspruch 1, characterized in that the spatial cam (11) comprises a cylindrical body (12) in which Sheath a groove (13) for the drive pin (26) is incorporated. 3. Werkzeugwechsler nach Anspruch 2, dedurch gekennzeichnet, daß die Führungen(19 und 20) für den Schlitten (25) zur Achse des zylinderformigen u-pers (12) parallel angeordnet sind.3. Tool changer according to claim 2, characterized in that the Guides (19 and 20) for the slide (25) to the axis of the cylindrical u-pers (12) are arranged in parallel. 4. Werkzeugwechsler nach Anspruch 2 oder 3,dadurch gekennzeichnet, daß auf den Mantel des zylinderförmigen Körpers (12) ein radial vorstehender Gewindeabschnitt (24) aufgesetzt ist, der über einen Teil des Umfanges reicht und in den Vorsprünge (47) der Teilplatte (32) eingreifen.4. Tool changer according to claim 2 or 3, characterized in that that on the jacket of the cylindrical body (12) a radially protruding threaded portion (24) is placed, which extends over part of the circumference and into the projections (47) engage the partial plate (32). 5. Werkzeugwechsler nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des zylinderförmigen Körpers (12) und die Achse (30) der Teilplatte (32) tangential zueinander gerichtet sind.5. Tool changer according to claim 3 or 4, characterized in that that the axis of the cylindrical body (12) and the axis (30) of the sub-plate (32) are directed tangentially to one another. 6. Werkzeugwechsler nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Nutgrund in dem Bereich der Nut (13), in dem sich der Antriebsbolzen (26) in der Werkzeugwechselendlage des Schlittens (25) befindet, mit der Manteloberfläche zusammenfällt, wobei die Nut (13) in diesem Bereich in Umfangsrichtung verläuft, und daß ein den Antriebsbolzen (26) in dieser Lage in seiner Längsführung arntierender Riegel (45) vorgesehen ist, der durch den Taster (40) ein- und ausrückbar ist.6. Tool changer according to one of claims 2 to 5, characterized in that that the groove base in the area of the groove (13) in which the drive pin (26) is is in the tool change end position of the slide (25), with the jacket surface coincides, the groove (13) in this area in the circumferential direction runs, and that the drive pin (26) in this position in its longitudinal guide Arntierenden bolt (45) is provided, which can be engaged and disengaged by the button (40) is. 7. Werkzeugwechsler an die vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (40) ein Pneumatikventil (Rollenhebelventil) ist und der Riegel (45) von einem Ärbeitazylinder (42) betätigbar ist.7. Tool changer to the preceding claims, characterized in that that the button (40) is a pneumatic valve (roller lever valve) and the bolt (45) can be actuated by a working cylinder (42). 8. Werkzeugwechsler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (45) als quer zur Längen achse des Antriebsbolzens (26) beweglicher und in eine Nut oder vor einen Bund (46) des Antriebsbolzens (26) eingreifende Platte ausgebildet ist.8. Tool changer according to claim 7, characterized in that the Bolt (45) as transversely to the longitudinal axis of the drive bolt (26) movable and in a groove or in front of a collar (46) of the drive pin (26) engaging plate is formed is.