DE3404497C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbe­ griff des Patentanspruches 1.

Durch die DE-OS 14 77 347 ist eine Vorrichtung zur Drehaus­ richtung einer Werkzeugmaschinen-Arbeitsspindel bekannt geworden, mit welcher beim Erfassen des an der Arbeitsspin­ del angeordneten Werkzeuges dieses Werkzeug in eine von vier möglichen Drehlagen ausgerichtet werden soll, da es nur in diesen Drehlagen von dem Greifer erfaßt werden kann. Die zugehörige Werkzeugwechsel-Vorrichtung ist für Werkzeu­ ge ausgebildet, die jeweils einen quadratischen Werkzeug­ flansch mit Ausnehmungen in den vier Eckbereichen aufwei­ sen. Der Greifer hat ein Greifmaul mit zwei parallelen, an das Kantenmaß dieser Werkzeugflansche angepaßten seitlichen Greifwangen. Stehen nach dem Stillstand der Arbeitsspindel zwei Kanten des Werkzeugflansches nicht parallel zu den Greifwangen, so wird durch Anschlag einer Greifwange an einer Kantenfläche des Werkzeugflansches das Werkzeug so weit verdreht, bis Kanten parallel zu den Greifwangen liegen und daher der Werkzeugflansch vollends in das Greif­ maul eingefahren werden kann.

Diese Vorrichtung ist daher nicht dafür geeignet, die Arbeitsspindel in eine einzige vorbestimmte genaue Drehlage auszurichten, da die Arbeitsspindel nur in einer Zufalls­ auswahl in einer von vier möglichen Drehlagen ausgerichtet werden kann. Darüber hinaus wird nicht die Arbeitsspindel, sondern nur das Werkzeug in einer dieser vier Lagen gegen­ über dem Spindelstock ausgerichtet, so daß die Arbeitsspin­ del unbeeinflußbar jede beliebige Drehlage gegenüber dem Spindelstock einnehmen kann. Der jeweilige Greifer gibt mit der Entnahme des Werkzeuges die Arbeitsspindel völlig frei, wonach ein weiterer Greifer ein Werkzeug in die Arbeits­ spindel einsetzt. In der Zeit zwischen diesen beiden Ar­ beitsoperationen kann sich die Arbeitsspindel beispielswei­ se durch die beim Entnehmen eines Werkzeuges auftretenden Kräfte, durch nicht völlige Trennung vom Spindelantrieb, durch unbeabsichtigte Berührung oder dgl. verdrehen, wo­ durch ebenfalls das Einsetzen des nächsten Werkzeuges in einer definierten Drehlage der Arbeitsspindel ausge­ schlossen ist. Der das Werkzeug einsetzende Greifer kann nämlich, da er sich anhand des Werkzeugflansches aus­ schließlich an der Lage des Werkzeuges orientiert, nicht erfassen, ob die Arbeitsspindel in einer bestimmten Drehla­ ge steht oder nicht und er kann auch nicht drehausrichtend auf die Arbeitsspindel einwirken. Es ist insofern nur eine Frage der Wahrscheinlichkeit, nach wieviel Werkzeugwechseln die Arbeitsspindel für die Aufnahme des nächsten Werkzeuges in einer falschen Drehlage steht, was schwere Beschädi­ gungen zur Folge haben kann. Auch kann diese Ausbildung für solche Einsatzzwecke nicht verwendet werden, bei welchen das Werkzeug beliebig häufig wiederholbar in einer vorbestimmten Drehlage in die Arbeitsspindel einzusetzen ist, wie das beispielsweise für das Schneiden von Gewinden mit genau definierter Lage des Gewindeanfanges oder für andere Dreh- und ähnliche Arbeiten erforderlich ist.

Die bekannte Ausbildung weist zwar eine durch Endschalter gebildete Tasteinrichtung auf, jedoch kann diese nicht nur nicht die Drehlage der Arbeitsspindel bestimmen, sondern sie kann den Greifer auch nicht hinsichtlich seiner der Drehausrichtung dienenden Anstellbewegung in Abhängigkeit von einer bestimmten Drehlage der Arbeitsspindel sperren, weil bei der bekannten Vorrichtung die Anordnung so getrof­ fen ist, daß die Arbeitsspindel in jeder beliebigen nur denkbaren Drehlage eine Drehlagen-Grobposition einnimmt, die für die Überführung in eine der vier möglichen, genaue­ ren Drehlagen geeignet ist.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtung liegt darin, daß infolge von parallel nebeneinander angeordneten Ausrichtfingern der Werkzeugflansch für eine hinreichende Leichtgängigkeit innerhalb des Greifers zwangsläufig um seine Mittelachse ein gewisses Drehspiel gegenüber dem Greifer haben muß. Dieses Drehspiel wirkt sich unmittelbar auf die Genauigkeit der Drehlage der Arbeitsspindel aus, vergrößert sich im Laufe der Zeit durch Abnutzung und ist infolge der Bearbeitungstoleranzen der Werkzeugflansche von Werkzeug zu Werkzeug unterschiedlich. Beschädigungen der frei liegenden Werkzeugflansche, Schmutz, Späne oder andere Teile können zum Blockieren des Ausrichtvorganges und zur Zerstörung wesentlicher Maschinenteile führen.

Durch die DE-PS 17 77 322 und die DD-PS 42 644 sowie die DE-AS 17 77 294 sind zwar Werkzeugmaschinen bekanntgewor­ den, die Tasteinrichtungen zur Erkennung der Drehlage der Arbeitsspindel haben, jedoch sind diese nicht geeignet, die Drehlagen-Ausrichtung der Arbeitsspindel in direktem Bezug zur Ausrichtung eines Greifers vorzunehmen. Bei einer dieser bekannten Lösungen stellt die jeweilige Drehlagen- Ausrichtung eine von mehreren wahlweise erforderlichen genauen Drehausrichtungen dar, wobei sie durch Einwirkung von außen nicht korrigiert werden kann. Bei einer weiteren dieser bekannten Lösungen ist zur Drehlagen-Einstellung der Arbeitsspindel ein ständig mitlaufender Drehmelder vorgese­ hen.

Schließlich ist durch die DE-AS 14 27 008 eine Vorrichtung bekanntgeworden, die zwar eine spindelorientierte Drehla­ gen-Ausrichtung insofern aufweist, als die jeweilige Aus­ richtung der Arbeitsspindel gegenüber dem Spindelstock und nicht durch die Lage eines Werkzeugflansches gegenüber dem Spindelstock definiert ist. Auch diese Vorrichtung ist nicht dafür geeignet, eine gegenüber einem Greifer defi­ nierte Drehlagen-Ausrichtung der Arbeitsspindel herbeizu­ führen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der genannten Art zu schaffen, mit welcher auf einfache Weise beliebig wiederholbar eine genaue Drehausrichtung der Werkzeugmaschinen-Arbeitsspindel und damit auch des an deren Werkzeugaufnahme gespannten bzw. zu spannenden Werk­ zeuges in eine einzige vorbestimmte Drehlage möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der genannten Art erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die einzige, spindelorientierte genaue Drehausrich­ tung der Arbeitsspindel gegenüber dem Spindelstock erfolgt völlig unabhängig von der Ausbildung der Werkzeuge und davon, ob die Arbeitsspindel mit einem Werkzeug bestückt ist oder nicht. Die Arbeitsspindel wird nämlich nicht nur beim Entnehmen des Werkzeuges mit dem Greifer ausgerichtet, sondern ihre Drehausrichtung wird darauffolgend unmittelbar beim Einsetzen des nächsten Werkzeuges nochmals erfaßt und bei Abweichungen im letzten Augenblick vor Festlegung des Werkzeuges, ggf. korrigiert. Dadurch können Schäden, die z.B. dadurch auftreten, daß die Arbeitsspindel zwischen dem Entnehmen eines Werkzeuges und dem Einsetzen des nächsten Werkzeuges ihre Drehlage - wenn auch nur geringfügig - verändert hat, völlig ausgeschlossen werden, so daß sich eine sehr hohe Funktionssicherheit ergibt. Ferner kann jedes im Werkzeugwechsel verwendete Werkzeug in einer einzigen genau vorbestimmten Drehlage aus der Arbeitsspin­ del entnommen, in einer dieser Drehlage zugehörigen einzi­ gen Drehlage während der Zeiten des Nichtgebrauches gespei­ chert und dann in genau der Drehlage wieder in die Arbeits­ spindel eingesetzt werden, in welcher es entnommen wurde. Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Ausbildung liegt darin, einen automatischen Werkzeugwechsel auch an Werkzeugmaschinen vorzusehen, die zuvor noch keine automatische Spindelpositionierung hatten oder an welchen der Anbau herkömmlicher Positioniereinrichtungen problema­ tisch bzw. unmöglich ist.

Zur Erhöhung der Justiergeschwindigkeit bei der Drehaus­ richtung ist es zweckmäßig, die Arbeitsspindel am Ende der Vor- bzw. Grobpositionierung im Toleranzfeld durch Bremsen zu verzögern, vorzugsweise zunächst stillzusetzen und dann, insbesondere unter aufgehobener Bremskraft, die Drehaus­ richtung mit dem Greifer vorzunehmen.

Eine vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich entsprechend Patentanspruch 2, wobei hierdurch die genau vorbestimmte Drehlage insbesondere mit extrem kleinen Toleranzen vorge­ nommen werden kann. Vorzugsweise wird die Greifbewegung radial zum Werkzeug und/oder rechtwinklig zu den Gegenflä­ chen - bezogen auf deren Lage am Ende der genauen Drehaus­ richtung - vorgenommen.

Durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 3 braucht die Arbeitsspindel nicht mit gesonderten Gegenflächen insbeson­ dere dann versehen werden, wenn sie ohnehin von vornherein mit Nutensteinen ausgestattet ist. Dies ist z.B. meist bei Werkzeugmaschinen der Fall, deren Arbeitsspindel für die Werkzeugaufnahme einen Innenkonus in Form eines Steilkegels aufweisen, wobei die Nutensteine eine sichere Drehmoment­ übertragung von der Arbeitsspindel auf das Werkzeug gewähr­ leisten. Auch wird dadurch erreicht, daß beim erneuten Einsetzen eines Werkzeuges dessen Umfangsnuten stets genau so gegenüber den Nutensteinen ausgerichtet sind, daß diese in die Umfangsnuten eingeführt werden.

Eine weitere Vereinfachung der Ausbildung sowie eine Ver­ besserung der Arbeitsgenauigkeit ergibt sich durch die Merkmale des Anspruches 4. Auch wird dadurch eine wesent­ lich unkompliziertere und daher störungsunanfälligere Ausbildung erreicht, wobei eine besondere Profilierung des Werkzeugflansches im Bereich des Außenumfanges nicht erfor­ derlich ist.

Durch die Weiterbildung nach Patentanspruch 5 kann die Drehlage des Werkzeuges gegenüber dem Greifmaul nach dem Entnehmen aus der Arbeitsspindel auf einfache Weise gesi­ chert werden.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung ergibt sich durch die Patentansprüche 6 und 7. Dadurch können bereits beste­ hende Maschinen jederzeit nachträglich ohne besonderen Aufwand mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet und daher zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ausricht­ vorganges befähigt werden. Der Tastkopf und/oder der Tast­ nocken kann z.B. in einfacher Weise lediglich durch Kleben oder dgl. nachträglich an einem sich drehenden Teil der Arbeitsspindel angebracht werden.

Es ist vorteilhaft, den Werkzeugwechsel so vorzunehmen, daß weder die Arbeitsspindel noch das Werkzeug nach Beendigung der Drehausrichtung und vor dem Einsetzen des nächsten Werkzeuges noch verdreht werden. Um dies mit Sicherheit zu erreichen, ist es zweckmäßig, spätestens während des Ent­ nehmens des Werkzeuges die Arbeitsspindel durch Bremsung und/oder das Werkzeug durch Dreharretierung gegenüber dem Greifer in der ausgerichteten Drehlage festzusetzen. Meist sind Werkzeugmaschinen mit einer Bremseinrichtung für die Arbeitsspindel versehen, die zur Umrüstung auf die erfin­ dungsgemäße Ausbildung in einfacher Weise über nachträglich anzubringende elektrische Verbindungen in Abhängigkeit von der Tasteinrichtung während der Grobpositionierung in der beschriebenen Weise gesteuert werden kann. Bei stillge­ setztem Antrieb und mit automatisch schaltbarem Getriebe ist es bei heutigen Werkzeugmaschinen meist so, daß dann die Arbeitsspindel leichtgängig frei gedreht werden kann, so daß sie der mechanischen Drehausrichtung durch den Greifer keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzt.

Die Erfindung wird im folgenden mit weiteren Einzelheiten anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbei­ spiele näher erläutert.

Es sind dargestellt in:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in Axialansicht des Werkzeuges,

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in Seiten­ ansicht,

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Greifers in Ansicht entsprechend Fig. 1,

Fig. 4 der Greifer gemäß Fig. 3 im Schnitt und

Fig. 5 eine schematische Darstellung einer weite­ ren Ausführungsform eines Greifers.

Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist in einem Spindelstock einer nicht näher dargestellten Werkzeugmaschine eine beispielsweise vertikal stehende Arbeitsspindel 2 drehbar gelagert und über eine Antriebsverbindung 4 mit einem als Hauptantrieb vorgesehenen, elektrisch betriebenen Antriebs­ motor 3 verbunden. An dem aus dem Spindelstock 1 vorstehen­ den unteren Ende weist die Arbeitsspindel 2 eine Werkzeug­ aufnahme 5 in Form eines in ihrer Mittelachse liegenden Innenkonus auf.

Die Werkzeugaufnahme 5 dient zur Halterung unterschiedlich­ ster Rotations-Werkzeuge 6, die alle mit einem im wesentli­ chen gleichen, an die Werkzeugaufnahme 5 angepaßten Steil­ kegelschaft 7 versehen sind. Das vom Arbeitsende des Werk­ zeuges 6 abgekehrte verjüngte Ende des Steilkegelschaftes 7 geht in einen Spanndorn 8 für den Eingriff in eine nicht näher dargestellte Pinole der Arbeitsspindel 2 über. Der Spanndorn 8 dient zum axialen Festziehen des Steilkegel­ schaftes 7 in der Werkzeugaufnahme 5.

Benachbart zum weiteren Ende des Steilkegelschaftes 7 weist jeder Werkzeugschaft einen kreisscheibenförmigen Werkzeug­ flansch 9 auf, dessen Außendurchmesser größer als der des weiteren Endes des Steilkegelschaftes 7 ist und der bei­ spielsweise entsprechend der zugehörigen DIN-Norm bei gespanntem Werkzeug mit vorbestimmtem Abstand benachbart zur zugehörigen Stirnfläche der Arbeitsspindel 2 liegt. Auf der vom Steilkegelschaft 7 abgekehrten Seite des Werkzeug­ flansches 9 liegt der eigentliche, bei der Bearbeitung in Eingriff mit dem Werkstück stehende Werkzeugkörper 10, im dargestellten Ausführungsbeispiel ein Stirn- bzw. Walzen­ fräser.

Der Werkzeugflansch 9 weist am Umfang zwei einander diame­ tral gegenüberliegende und symmetrisch zu einer gemeinsamen Axialebene des Werkzeuges vorgesehene rechteckige Umfangs­ nuten 11 auf, die in der Breite, ihrer Tiefe sowie in ihrer Anordnung zur Werkzeugachse an zwei strichpunktiert ange­ deutete Nutensteine 12 angepaßt sind, welche über das Arbeitsende der Arbeitsspindel 2 vorstehen und mit dieser lagefest verbunden sind. Bei eingespanntem Werkzeug greifen die Nutensteine 12 nahezu spielfrei in die Umfangsnuten 11 des Werkzeugflansches 9 ein, so daß zwischen dem Werkzeug 6 und der Arbeitsspindel 2 eine formschlüssige Drehverbindung hergestellt ist (vgl. die Normen, z.B. DIN 2079, DIN 2080, DIN 69871 u.a.).

Der Werkzeugmaschine ist eine nur zum Teil dargestellte Werkzeugwechsel-Einrichtung 13 zugeordnet, die baulich mit dem Maschinenbett vereint oder als gesondertes Aggregat mit einer eigenen Konsole vorgesehen sein kann. Die Einrichtung 13 weist einen Greifer 14 zum Entnehmen des jeweiligen Werkzeuges aus der Arbeitsspindel 2 und zum Einsetzen eines weiteren Werkzeuges in die Arbeitsspindel 2 auf, der bei­ spielsweise die entnommenen Werkzeuge einem Werkzeugmagazin zuführt und die einzusetzenden Werkzeuge demselben Magazin entnimmt. Der Greifer 14 ist zu diesem Zweck an einem Schlitten 15 angeordnet, welcher rechtwinklig zur Spindel­ achse 16 zwischen zwei Endstellungen bewegbar gelagert ist, wobei die eine Endstellung derjenigen Greifposition des Greifers 14 entspricht, bei welcher dieser das in der Werkzeugaufnahme 5 angeordnete Werkzeug 6 am Werkzeug­ flansch 9 derart erfaßt, daß er mit dem Werkzeug 6 sowohl in Richtung von dessen Achse als auch in der Bewegungsrich­ tung des Greifers 14 rechtwinklig zu dieser Achse form- und/oder kraftschlüssig verbunden ist.

Der Greifer 14 weist zu diesem Zweck an seinem Greifende ein Greifmaul 17 auf, das im wesentlichen durch ein teil­ kreisförmig gekrümmtes U-Profil gebildet ist, dessen teil­ kreisförmig um eine zur Spindelachse 16 parallele Achse gekrümmte Bodenfläche 18 an den Außenumfang des Werkzeug­ flansches 9 angepaßt ist. Entsprechend ist der Abstand zwischen den inneren Seitenflächen 19 des Greifmaules 17 an die Dicke des Werkzeugflansches 9 angepaßt. Beiderseits der durch eine Axialebene 20 der Spindelachse 16 gebildeten Mittelebene des Greifmaules 17 liegen dessen Endflächen, die als Anschlagflächen 21 für an der Arbeitsspindel 2 angeordnete Gegenflächen 22 vorgesehen sind, die ihrerseits durch die zur Axialebene 20 rechtwinkligen und zu einer weiteren Axialebene der Arbeitsspindel 2 parallelen Seiten­ flächen der Nutensteine 12 gebildet sind. Sobald beide Anschlagflächen 21 beiderseits der Axialebene 20 an beiden Gegenflächen 22 anliegen, hat die Außenumfangsfläche des Werkzeugflansches 9 nur noch einen geringen Spielabstand von der Bodenfläche 18 des Greifmaules 17.

Der Greifer 14 weist im Bereich jeder Anschlagfläche 21 eine über diese vorstehende Sperrklinke 23 auf, welche etwa wie die Nutensteine 12 an die Umfangsnuten 11 des Werkzeug­ flansches 9 angepaßt sind und etwa in Richtung der Werkzeug- bzw. Spindelachse 16 federnd gegenüber dem Greifmaul 17 bewegt werden können. Die zu ihren Enden ähnlich wie die Nutensteine 11 geringfügig verjüngten Sperrklinken 23 ragen - bezogen auf die Werkzeug- bzw. Spindelachse 16 - in entgegengesetzten Richtungen aus, derart, daß sie von gegenüberliegenden Stirnseiten des Werkzeugflansches 9 her in Eingriff mit den Umfangsnuten 11 gebracht werden. Die hinteren, der tiefsten Stelle der Bodenfläche 18 zugekehr­ ten Riegelflächen 24 der Sperrklinke 23 liegen annähernd in der Ebene der Anschlagflächen 21.

Wird der Greifer 14 aus der in den Fig. 1 und 2 darge­ stellten zurückgezogenen Wartestellung auf die Arbeitsspin­ del 2 zubewegt und ist die Arbeitsspindel 2 innerhalb eines vorbestimmten Drehwinkel-Toleranzfeldes 25 vorpositioniert, so schlägt in der Regel zunächst eine der Anschlagflächen 21 an der zugekehrten Seitenfläche 22 des näher beim Grei­ fer 14 liegenden Nutensteines 12 an, so daß bei der weite­ ren Vorschubbewegung des Greifers 14 die Arbeitsspindel 2 drehend mitgenommen wird, bis die dem Greifer 14 zugekehrte Gegenfläche 22 auch des anderen Nutensteines 12 an der zugehörigen Gegenfläche 21 anschlägt und dadurch die Ar­ beitsspindel 2 hinsichtlich ihrer Drehlage völlig spielfrei bzw. in der erforderlichen Genauigkeit justiert ist. Der Greifer 14 ist dabei so gesteuert, daß er mit seinen An­ schlagflächen 21 an den Gegenflächen 22 nur mit einer vorbe­ stimmten, relativ geringen Druckkraft anliegen kann, so daß Beschädigungen der Spindellagerung oder anderer Maschinen­ teile ausgeschlossen sind. Die Anordnung ist ferner so getroffen, daß die Anschlagflächen 21 nur benachbart zu einer Stirnfläche des Werkzeugflansches 9, nämlich benach­ bart zu der der Arbeitsspindel 2 bzw. dem Steilkegelschaft 7 zugekehrten Stirnfläche an den Gegenflächen 22 und somit nicht in dem Bereich anliegen, in welchem die Nutensteine 12 für den Eingriff in die Umfangsnuten 11 bestimmt sind.

Befindet sich während des beschriebenen Vorganges in der Arbeitsspindel 2 ein Werkzeug 6, so erreichen bei der Zustellbewegung des Greifers 14 auf das Werkzeug 6 zuerst die Sperrklinken 23 den Werkzeugflansch 9, wodurch die Sperrklinken 23 federnd weggedrückt werden, bis sie an der zugehörigen Stirnfläche des Werkzeugflansches 9 gleiten. Am Ende der Zustellbewegung erreichen die Sperrklinken 23 die dann hinsichtlich ihrer Drehlage ausgerichteten Umfangsnuten 11 und springen unter der auf sie einwirkenden Federkraft teilweise in die Umfangsnuten 11, nämlich bis ihre Kopfflächen an den innerhalb der Umfangsnuten 11 liegenden Kopfflächen der Nutensteine 12 anschlagen. Wird nunmehr der Greifer 14 parallel zur Spindelachse 16 nach Lösen der Pinole von der Arbeitsspindel 2 wegbewegt, so zieht er das Werkzeug 6 und damit den Steilkegelschaft 7 aus der Werkzeugaufnahme 5. Hierbei gleiten die Nutensteine 12 aus den Umfangsnuten 11, so daß die Sperrklinken 23 unter der auf sie einwirkenden Federkraft vollends in ihre Endlage in die Umfangsnuten 11 nachrücken können und dann mit ihren hinteren Riegelflächen 24 an den zugehörigen Seitenflächen der Umfangsnuten 11 anliegen, so daß das Werkzeug 6 drehgesichert im Greifer 14 gehaltert ist.

Der Greifer 14 wird dann von der Spindelachse 16 zurückge­ zogen in eine Position, die der Übergabe des Werkzeuges an ein Magazin und der Entnahme eines weiteren Werkzeuges aus diesem Magazin dient. Das Einsetzen dieses zuletzt genann­ ten Werkzeuges in die Arbeitsspindel erfolgt in entspre­ chend umgekehrter Bewegungsfolge, wobei hierbei die Nuten­ steine 12 beim Eintreten in die Umfangsnuten 11 die Sperr­ klinken 23 soweit zurückdrücken, daß diese infolge ihrer schrägen Abweisflächen beim darauffolgenden Zurückziehen des Greifers 14 rechtwinklig zur Spindelachse 16 von selbst vollends aus den Umfangsnuten 11 heraus und dann an der zugehörigen Stirnfläche des Werkzeugflansches 9 gleiten. Zwischen der Entnahme des Werkzeuges 6 aus der Werkzeugauf­ nahme 5 und dem Wiedereinsetzen eines Werkzeuges in die Arbeitsspindel 2 ist letztere zweckmäßig durch Bremsung bzw. Arretierung in ihrer Dreh- und/oder Axiallage festge­ setzt, was beispielsweise durch eine mit dem Motor 3 inte­ grierte Bremseinrichtung erfolgen kann, so daß die Nuten­ steine 12 zuverlässig in der vorbestimmten Wechsel- und Justierposition stehen bleiben.

Damit die Arbeitsspindel 2 vor der Arbeitsoperation des Greifers 14 auf das Drehwinkel-Toleranzfeld eingestellt und damit vorpositioniert werden kann, ist zur Erkennung der Drehlage der Arbeitsspindel 2 eine Tasteinrichtung 26 vorgesehen, die beispielsweise durch einen sogenannten Endtaster gebildet und unmittelbar benachbart zum Umfang des aus dem Spindelstock 1 vorstehenden Endes der Arbeits­ spindel 2 am Spindelstock 1 befestigt ist. Dem als Fühler vorgesehenen Tastkopf 27 der Tasteinrichtung 26 ist ein am Umfang der Arbeitsspindel 2 befestigter Tastnocken 28 zugeordnet, der je Umdrehung der Arbeitsspindel 2 einmal berührungsfrei, jedoch mit sehr geringem Abstand am Tast­ kopf 27 vorbeiläuft. Es ist auch denkbar, statt der Tast­ einrichtung 26 lediglich einen Reibbelag vorzusehen, an welchem der Tastnocken 28 so reibend vorbeiläuft, daß die Arbeitsspindel 2 beim Drehen nur unter ihrer Schwungkraft durch diese Bremswirkung innerhalb des vorbestimmten Dreh­ winkel-Toleranzfeldes zum Stillstand kommt.

Die Tasteinrichtung 26 ist mit dem Spindelantrieb derart steuernd verbunden, daß die Arbeitsspindel 2 bei Drehstel­ lung innerhalb des Toleranzfeldes 25 durch Bremsung aus der zuvor eingestellten Drehung mit vorzugsweise minimaler Spindeldrehzahl festgesetzt und dann antriebslos derart freigegeben wird, daß sie durch die beschriebene Einwirkung des Greifers 14 in ihre genaue Drehlage überführt werden kann. Ferner ist die Tasteinrichtung 26 mit der Werkzeug­ wechsel-Einrichtung 13 derart steuernd verbunden, daß sie die Zustellbewegung des Greifers 14 nur freigibt, wenn sich die Arbeitsspindel 2 innerhalb des Drehwinkel-Toleranzfel­ des 25 befindet.

In den Fig. 3 bis 5 sind für einander entsprechende Teile die gleichen Bezugszahlen wie in den Fig. 1 und 2, jedoch in den Fig. 3 und 4 mit dem Index "a" und in Fig. 5 mit dem Index "b" verwendet.

Die Fig. 3 und 4 zeigen einen einarmigen Greifer. Dieser Greifer weist an seinem vom Greifmaul abgekehrten Ende eine Nabe 31 zur Befestigung an dem Schlitten 15 auf, derart, daß der Greifer 14 a nach Art eines einarmigen Kragarmes von der Nabe 31 frei wegragt. Es ist denkbar, an der Nabe 31 einen oder mehrere weitere Greifer vorzusehen, beispiels­ weise derart, daß an der Nabe 31 zwei entgegengesetzt ausragende Greifer 14 a vorgesehen sind, die symmetrisch zu einer durch die Mittelachse der Nabe 31 gehenden Axialebene liegen und ausgebildet sind.

An der Nabe 31 ist eine Platte 32 befestigt, die am von der Nabe 31 abgekehrten Ende das Greifmaul 17 a trägt, das als gesonderter Bauteil gegen die Unterseite der Platte 32 gespannt ist. Zwischen dem Greifmaul 17 a und der Nabe 31 ist ein plattenförmiger Tragarm 33 der Sperrklinken 23 a federnd an der Unterseite der Platte 32 befestigt. Zu diesem Zweck ist das innere Ende des Tragarmes 33 zwischen federnden Quetschhülsen 34 eingespannt. An ihren Kopfseiten weisen die Sperrklinken 23 a nach beiden Seiten abfallende Abweisflächen 35, 36 auf, die im Kopf der jeweiligen Sperr­ klinke 23 a stumpfwinklig schneidenartig ineinander überge­ hen. Durch diese Abweisflächen können die Sperrklinken 23 a selbsttätig in einfacher Weise so zurückgedrückt werden, daß sie störungsfrei in den beschriebenen Eingriff mit dem Werkzeugflansch 9 gelangen können. Entsprechende Abweisflä­ chen 37 weisen die Sperrklinken 23 a auch an ihren einander zugekehrten inneren Seitenflächen auf.

Zur genauen Ausrichtung des Greifmaules 17 a gegenüber dem Werkzeugflansch 9 während der Zustellbewegung sind Füh­ rungsarme 38 mit entsprechenden schrägen Abweisflächen vorgesehen, wobei die Enden dieser gemäß Fig. 3 winkelför­ migen Führungsarme 38 vor den Endflächen der Sperrklinken 23 a liegen, so daß diese gegen Beschädigungen durch Auflau­ fen auf den Umfang des Werkzeugflansches 9 geschützt sind. Die Anschlagflächen 21 a sind durch die Endflächen des Greifmaules 17 a gebildet.

In Fig. 5 ist ein Greifer 14 b mit einem Greifmaul 17 b dargestellt, dessen Innenfläche an der tiefsten Stelle eine Zentrieröffnung 21 b für einen Nutenstein 12 aufweist. Beiderseits der Zentrieröffnung 21 b sind die Innenflächen des Greifmaules 17 b trichterförmig zur Zentrieröffnung 21 b hin konvergierend als Gleitflächen 39 für den Nutenstein ausgebildet. Wird der Greifer 14 b in der beschriebenen Weise zur Spindelachse zugestellt, so läuft der auf das Drehwinkel-Toleranzfeld eingestellte Nutenstein auf die zugehörige, zur Zustellbewegung schräge Gleitfläche 39 auf, so daß er bei der weiteren Zustellbewegung mit der Arbeits­ spindel um die Spindelachse gedreht wird, bis er nahezu spielfrei in die Zentrieröffnung 21 b eingreift, wodurch dann die Arbeitsspindel auf die vorbestimmte genaue Drehla­ ge eingestellt ist.

Es ist auch denkbar, die Drehausrichtung der Arbeitsspindel 2 in die genau vorbestimmte Drehlage durch eine Greif- bzw. Greiferbewegung vorzunehmen, die von der zur Spindelachse 16 rechtwinkligen Bewegungsrichtung abweicht, insbesondere parallel zur Spindelachse 16 gerichtet ist. In diesem Fall würde der Greifer beispielsweise nach etwa achsgleicher Ausrichtung des Greifmaules zur Arbeitsspindel parallel zur Spindelachse nach oben fahren und mit Abweisflächen, die beispielsweise den Abweisflächen 35, 36 gemäß Fig. 4 ent­ sprechen, in die Umfangsnuten 11 einfahren, wodurch die Arbeitsspindel mit dem Werkzeug in ihre genaue Drehlage ausgerichtet würde. Es ist aber auch möglich, am Greifer Ausrichtnuten vorzusehen, die an die Nutensteine 12 ange­ paßt und vorzugsweise zu der Seite, von welcher die Nuten­ steine 12 in sie einfahren, trichterartig erweitert sind, derart, daß Schrägflächen gebildet sind, entlang welcher die Nutensteine 12 unter Drehung der Arbeitsspindel bis zur genau vorbestimmten Drehlage entlanggleiten können.

Claims (7)

1. Vorrichtung zur Drehausrichtung einer Werkzeug­ maschinen-Arbeitsspindel (2) in einer Drehlagen-Grob­ positionierung und aus dieser in eine genaue Dreh­ lage, mit einem einer Werkzeugwechsel-Einrichtung zugehörigen, in einer Überführbewegung zwischen einem Werkzeugmagazin und einer Werkzeugaufnahme der Ar­ beitsspindel (2) bewegbaren Greifer (14) zum Entneh­ men und Einsetzen des jeweiligen Werkzeuges (6), der beiderseits einer Axialebene (20) der Spindelachse (16) liegende Drehmoment-Übertragungsflächen in Form von Auflaufflächen für die bei einer Anstellbewegung in die genaue Drehlage ausrichtende Anlage an Gegen­ flächen (22) aufweist, welche während der Drehaus­ richtung mit der Arbeitsspindel (2) mitnehmend ver­ bunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegen­ flächen (22) lagefest zu deren unmittelbaren Drehmoment-Beaufschlagung an Teilen (12) der Arbeitsspindel (2) vorgesehen sind und daß für die Grobpositionierung der Arbeitsspindel (2) eine Tasteinrichtung (26) zur Erkennung der Drehlage der Arbeitsspindel (2) vorgesehen ist, wobei die Tasteinrichtung (26) hinsichtlich der Anstellbe­ wegung des Greifers (14) vor Erreichen der Drehla­ gen-Grobpositionierung in sperrender und bei Errei­ chen einer Drehlagen-Grobpositionierung der Arbeits­ spindel (2) innerhalb eines Drehwinkel-Toleranzfeldes von weniger als 180° in freigebender Steuerverbindung mit dem Greifer (14) steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenflächen (22) in der Drehlagen-Grobposi­ tionierung quer zu der etwa radial zur Arbeitsspindel (2) liegenden Richtung der Überführbewegung des Greifers (14) angeordnet sind und in der genauen Drehlage in bezug auf Drehungen der Arbeitsspindel (2) gesperrt spielfrei an den als Anschlagflächen (21) vorgesehenen Auflaufflächen des Greifers (14) anliegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gegenflächen (22) durch Seiten­ flächen von Nutensteinen (12) der Arbeitsspindel (2) für den drehschlüssigen Eingriff in Umfangsnuten (11) eines Werkzeugflansches (9) des jeweiligen, in die Arbeitsspindel (2) eingesetzten Werkzeuges (6) gebil­ det sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen (21 a) gegenüber einem Greif­ maul (17) des Greifers (14 a) lagefest angeordnet und vorzugsweise durch die Endflächen eines U-Profiles für das stirnseitige Umgreifen des insbesondere kreisscheibenförmigen Werkzeugflansches (9) gebildet sind, sowie insbesondere bei jeder Greiferstellung in einer gemeinsamen Ebene liegen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagflächen (21) gegen­ über Endflächen des Greifers (14) zurückversetzt sind und vorzugsweise in der Ebene von hinteren Riegel­ flächen (24) von beweglichen, für den Eingriff in die Umfangsnuten (11) des Werkzeugflansches (9) vorge­ sehenen Sperrklinken (23) liegen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Tasteinrichtung (26) einen am Spindelkopf (1) der Werkzeugmaschine zu befestigenden induktiven, magnetischen, optischen oder ähnlichen Tastkopf (27) aufweist, dem ein am sich mit der Arbeitsspindel (2) drehenden Bauteil anzubringender Tastnocken (28) zugeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Tastnocken (28) für die Befestigung am Umfang der Arbeitsspindel (2) ausgebildet ist.