DE3728412C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Senkrecht-Innen-Räummaschine mit mehreren, nebeneinander angeordneten Räumstellen und mit selbsttätigem Werkzeugwechsel mit folgenden Merkmalen:

• a) Einem Werkzeugspeicher mit mehreren Werkzeugablagebohrungen zur Aufnahme der Räumwerkzeugschäfte,
• b) einem Werkzeugwechselschlitten,
• c) am Werkzeugwechselschlitten befinden sich die Endstückhalter für die Räumwerkzeuge,
• d) die Führung des Werkzeugwechselschlittens ist am vertikal verfahrbaren Zubringerschlitten befestigt,
• e) der Werkzeugwechselschlitten kann die Endstückhalter in die Arbeitsposition zum Räumen und in eine Wechselposition oberhalb der Werkzeugablagebohrungen des Werkzeugspeichers verfahren.

Es ist eine Senkrecht-Innen-Räummaschine der eingangs genannten Art bekannt (DE 31 34 038 C2), die für eine Kleinserienfertigung bestimmt ist. Bei dieser Senkrecht-Innen-Räummaschine sollen abwechselnd Werkstücke mit unterschiedlichem Innendurchmesser und mit unterschiedlichem Außendurchmesser geräumt werden, ohne daß ein großer Aufwand für das Umrüsten erforderlich ist. Hierzu sind für Räumwerkzeuge mit unterschiedlichem Durchmesser drei nebeneinanderliegende Räumstellen vorgesehen, die entsprechend unterschiedliche Öffnungen auf einem Tisch für die Auflage der Werkstücke aufweisen. Ein Räumen findet jeweils nur an einer der Räumstellen statt, so daß jeweils nur ein Räumwerkzeug im Einsatz ist. Der Werkzeugwechselschlitten ist daher auch so ausgelegt, daß er nur ein Räumwerkzeug in die Arbeitsposition oder in die Wechselposition oberhalb der Werkzeugablagebohrungen des Werkzeugspeichers verfahren kann. Bei der bekannten Bauart liegen die Räumstellen und damit die auszuwechselnden Räumwerkzeuge vor den übrigen funktionellen Bauelementen der Räummaschine, insbesondere vor dem Ziehteil, dem Zubringerschlitten, und vor deren Antriebszylindern. Dadurch ergibt sich zwar ein einfacher Bewegungsablauf für den Werkzeugwechselschlitten, dem ein Drehtisch als Werkzeugspeicher zugeordnet ist, jedoch ist dies mit erheblichen statischen Nachteilen verbunden, da die Krafteinleitung vom Ziehteil in das Räumwerkzeug außermittig erfolgt. Es muß ein relativ hoher konstruktiver Aufwand getroffen werden, damit eine ausreichende Steifigkeit erhalten wird, um Nachteile bezüglich der Genauigkeit des Räumvorganges und damit auch bezüglich der Standzeit des Räumwerkzeuges zu vermeiden. Dieses Konstruktionsprinzip ist praktisch nicht mehr anwendbar, wenn für eine Großserienfertigung auf mehreren in einer Ebene nebeneinander liegenden Räumstellen gleichzeitig geräumt wird und entsprechend große Räumkräfte aufgebracht werden müssen.

In der modernen Großserienfertigung werden sogenannte Zweisäulenmaschinen eingesetzt, die mit bis zu sechs in einer Ebene nebeneinander angeordneten Räumstellen versehen sind und bei welchen mit einem Räumzug gleichzeitig entsprechend viele Werkstücke bearbeitet werden. Bei diesen Zweisäulenmaschinen befinden sich die Räumstellen zwischen zwei hydraulischen Antriebszylindern für den Ziehteil, die gleichzeitig auch die Führungen für den Zubringerschlitten tragen.

Es ist auch eine als Zweisäulen konzipierte Senkrecht-Innen- Räummaschine mit einer Werkzeugwechseleinrichtung bekannt (DE-OS 20 63 433), die allerdings nur eine Räumstelle aufweist. Bei dieser Bauart dient als Werkzeugspeicher ein drehbares Speicherrad, das mit Radialführungen versehen ist, in welche die Räumwerkzeuge mit ihren Endstücken und Endstückhaltern eingehängt sind. Eine derartige Werkzeugwechseleinrichtung ist für das Auswechseln der Räumwerkzeuge an mehreren in einer Ebene nebeneinander angeordneten Räumstellen nicht geeignet.

Es ist auch eine CNC-gesteuerte Bohr-Fräsmaschine bekannt, (DE 35 05 138 A1), die mit Werkzeug- und Werkstückwechseleinrichtungen versehen ist. Dabei wird auch eine Werkzeugkassette als Linearspeicher verwendet.

Es ist auch eine Werkstück-Zubringereinrichtung für eine Senkrecht-lnnen-Räummaschine mit mehreren Räumstellen bekannt (DE 23 46 520 A1), bei welcher an dem gleichen Werkstück mehrere aufeinanderfolgende Räumarbeiten ausgeführt werden. Bei dieser Bauart werden die Werkstücke von besonderen Werkstückaufnahmen aufgenommen, die in einem Transportzyklus von einer Räumstelle zur nächsten Räumstelle gebracht werden. Die Werkstückaufnahmen mit den Werkstücken werden dabei gelegentlich auch in einem Linearmagazin gehalten, das sich vor den Räumstellen befindet. Eine Werkzeugwechselvorrichtung für die langen, sperrigen Räumwerkzeuge ist bei dieser Bauart jedoch nicht vorgesehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugwechselvorrichtung für eine als Zweisäulenmaschine ausgebildete Senkrecht- Innen-Räummaschine zu schaffen, die mehrere in einer Ebene nebeneinander angeordnete, gleichzeitig in Betrieb befindliche Räumstellen für mehrere Werkstücke aufweist, wobei die Werkzeugwechselvorrichtung gleichzeitig mehrere Räumwerkzeuge auswechseln kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Senkrecht-Innen-Räummaschine der eingangs genannten Art durch folgende Merkmale gelöst:

• f) Die Arbeitsposition der Endstückhalter zum Räumen befindet sich zwischen den beiden Säulen, die als Antriebszylinder für den Ziehteil und als Führungen für den Zubringerschlitten dienen,
• g) der Werkzeugspeicher ist ein Linearspeicher,
• h) der Werkzeugspeicher ist in einer Führung parallel zur Anordnungsebene der Achsen der Schafthalter verschiebbar, wobei die Führungen sich im Abstand vor der Anordnungsebene der Achsen der Schafthalter befindet,
• i) Der Werkzeugwechselschlitten ist in einer Führung senkrecht zur Anordnungsebene der Achsen der Schafthalter verschiebbar,
• j) Der Werkzeugwechselschlitten wechselt gleichzeitig mehrere Räumwerkzeuge aus dem Werkzeugspeicher in die Räummaschine und zurück aus.

Aufgrund dieser Ausbildung kann das Prinzip einer Zweisäulenmaschine mit mehreren Räumstellen beibehalten werden, während sich dennoch ein einfacher und klarer Bewegungsablauf für den Werkzeugwechsel ergibt, so daß eine entsprechend einfache Gestaltung möglich ist. Der Linearspeicher ermöglicht eine günstige Raumausnutzung.

Bei der Großserienfertigung müssen die Räumwerkzeuge jeweils am Ende ihrer Standzeit ausgewechselt werden, wobei dieser Wechsel schnell und automatisch durchgeführt werden soll, damit kein Rückstau an Werkstücken vor der Senkrecht-Innen-Räummaschine entsteht. Bei einer Ausgestaltung der Erfindung ist deshalb ein Zählwerk für die Räumzüge vorgesehen, welches nach einer einstellbaren Anzahl von Räumzügen selbsttätig den Werkzeugwechsel auslöst. Die Anzahl der Räumzüge wird nach Erfahrungswerten festgelegt, nach denen ein Werkzeugwechsel erfolgen soll. Bei einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist eine Meßeinrichtung für die Schnittkraft beim Räumen vorgesehen, welche nach einem einstellbaren Anstieg der Schnittkraft selbsttätig den Werkzeugwechsel auslöst. Dabei wird nach Erfahrungswerten ein bestimmter Schnittkraftanstieg als Maß für die Abstumpfung der Räumwerkzeuge vorgegeben, welche einen Werkzeugwechsel erforderlich macht. Die Schnittkraft kann beim Räumen gemessen werden, indem der Auflagedruck des Werkstückes mit einem Piezoelement bestimmt wird. Das Ausgangssignal des Piezoelementes leitet dann über eine entsprechende elektronische Schaltung bei einem bestimmten vorgegebenen Schnittkraftanstieg automatisch den Werkzeugwechsel ein.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird eine Programmsteuerung für die Zustellung des Linearspeichers vorgesehen, die beim ersten Werkzeugwechselzyklus zunächst die leeren Werkzeugablagebohrungen vor den Endstückhaltern der Räummaschine positioniert, die mit geschärften Werkzeugen besetzten Werkzeugablagebohrungen in dieselbe Position bringt und die bei jedem folgenden Werkzeugwechselzyklus zunächst diejenigen Werkzeugablagebohrungen vor den Endstückhaltern positioniert, aus denen beim vorangegangenen Werkzeugwechselzyklus Räumwerkzeuge entnommen wurden und anschließend solche Werkzeugablagebohrungen vor die Endstückhalter bringt, die noch mit geschärften Räumwerkzeugen besetzt sind. Damit wird ausgeschlossen, daß bei einem Wechselzyklus abgestumpfte Räumwerkzeuge erneut in die Senkrecht-Innen-Räummaschine eingegeben werden.

Im folgenden wird die Erfindung für ein Ausführungsbeispiel anhand der beigefügten Zeichnungen im einzelnen näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Senkrecht-lnnen-Räummaschine nach der Er­ findung von vorne teilweise angeschnitten.

Fig. 2 die Räummaschine nach Fig. 1 teilweise ange­ schnitten von der Seite.

Fig. 3 die Räummaschine nach Fig. 1 von oben mit dem Linearmagazin in Warteposition.

Fig. 4 die Räummaschine nach Fig. 1 von oben mit dem Linearmagazin in der Position zur Übernahme abgestumpfter Räumwerkzeuge.

Fig. 5 die Räummaschine nach Fig. 1 von oben mit dem Linearmagazin in Position zur Übergabe geschärfter Räum­ werkzeuge.

In Fig. 1 erkennt man den Maschinenkörper 1 mit den beid­ seitig aufgesetzten Säulen 2, die gleichzeitig als Zylinder für den hydraulischen Antrieb des Ziehteils dienen. Inner­ halb des Maschinenkörpers befindet sich der Ziehteil mit der Schafthalteraufnahme 3, in welche vier nebeneinander­ liegende Schafthalter 4 eingesetzt sind. Die Oberseite des Maschinenkörpers bildet der Maschinentisch 5. Darauf liegt die Aufspannplatte 6 und hierauf das Werkstück 7. Der Maschinentisch, die Aufspannplatte und das Werkstück sind mit Bohrungen versehen, durch welche die Räumwerkzeuge hindurch geführt werden können. An den beiden Säulen 2 befinden sich die senkrechten Führungen 8 für den Zu­ bringerschlitten 9, der über den hydraulischen Antrieb 10 nach oben und unten verfahren werden kann. Auf der Unter­ seite des Zubringerschlittens 9 ist der Werkzeugwechsel­ schlitten 11 in eine Schwalbenschwanzführung 12 so einge­ hängt, daß er senkrecht zur Anordnungsebene der Schaft­ halterachsen verfahren werden kann. An der Unterseite des Werkzeugwechselschlittens 11 sind 4 Endstückhalter 13 be­ festigt, in welche 4 Räumwerkzeuge 14 mit ihren End­ stücken 15 eingehängt sind. In Arbeitsposition befinden sich diese Räumwerkzeuge zwischen den beiden seitlichen Säulen 2.

Im Abstand vor den Säulen 2 und den Räumwerkzeugen 14 be­ findet sich etwa in der Höhe des Maschinentisches 5 die Führung 17 für den Linearspeicher 18 mit den einzelnen Werkzeugablagen 19. In dieser Führung kann der Linear­ speicher 18 parallel zur Anordnungsebene der Schafthalter­ achsen verfahren werden.

In Fig. 2 sieht man die Räummaschine nach Fig. 1 teil­ weise angeschnitten von der Seite. Der Werkzeugwechsel­ schlitten 11 befindet sich mit dem eingehängten Räumwerk­ zeug 14 in Räumposition zwischen den Säulen 2, so daß das Räumwerkzeug 14 mit den Bohrungen durch das Werkstück 7, die Aufspannplatte 6 und den Maschinentisch 5 sowie mit dem Schafthalter 4 fluchtet. Gestrichelt ist in Fig. 2 eingezeichnet, wie der Werkzeugwechselschlitten mit dem Endstückhalter nach vorne in die Wechselposition oberhalb des Linearspeichers 18 verfahren werden kann.

In Fig. 3 blickt man auf die Räummaschine nach Fig. 1 von oben. Der Linearspeicher 18 befindet sich in der Warte­ position vor dem ersten Werkzeugwechselzyklus. In dieser Position bleibt der Linearspeicher während des normalen Räumbetriebes. Die ersten vier Werkzeugablagen 19a sind leer, damit sie abgestumpfte Räumwerkzeuge übernehmen können; die zweiten 4 Werkzeugablagen 19b sind mit ge­ schärften Räumwerkzeugen besetzt.

Sobald die Räumwerkzeuge ausgewechselt werden müssen, wird der Linearspeicher in die Position verfahren, in der sich die vier leeren Werkzeugablagen 19a genau gegenüber den Schafthaltern 4 befinden (Fig. 4). Gleichzeitig wird der Zubringerschlitten 9 nach oben verfahren und der Werkzeug­ wechselschlitten 11 mit den abgestumpften Räumwerkzeugen 14 nach vorn in die Wechselposition oberhalb des Linear­ speichers 18 (Fig. 2). Der Zubringerschlitten 9 wird dann wieder abgesenkt und die abgestumpften Räumwerkzeuge werden mit ihren Schäften 16 in die leeren Werkzeugablagen 19a abgesetzt. Jetzt werden die Endstückhalter 13 entriegelt und der Zubringerschlitten 9 wieder nach oben gefahren. In Fig. 4 sind die abgestumpften Räumwerkzeuge bereits in die vier ersten Werkzeugablagen 19a abgesetzt.

Der Linearspeicher 18 wird weiter verfahren in die Position, in der sich die vier mit geschärften Räumwerk­ zeugen besetzten Werkzeugablagen 19b direkt gegenüber den Schafthaltern 4 befinden (Fig. 5). Der Zubringerschlitten wird wieder nach unten gefahren, bis sich die Endstück­ halter 13 über die Endstücke 15 der geschärften Räumwerk­ zeuge schieben und diese in die Endstückhalter einrasten. Danach wird der Zubringerschlitten 9 wieder nach oben verfahren und der Werkzeugwechselschlitten 11 in die Räum­ position zwischen den beiden Säulen 2 zurückverfahren. In Fig. 5 sind die geschärften Räumwerkzeuge bereits aus den Werkzeugablagen 19b entnommen. Der Linearspeicher 18 wird in die in Fig. 3 dargestellte Warteposition zurückgefahren. Damit ist der automatische Werkzeugwechsel beendet und der normale Räumbetrieb kann fortgesetzt werden.

Claims (5)

1. Senkrecht-Innen-Räummaschine mit mehreren, nebeneinander angeordneten Räumstellen und mit selbsttätigem Werkzeugwechsel mit folgenden Merkmalen

• a) Einem Werkzeugspeicher mit mehreren Werkzeugablage­ bohrungen zur Aufnahme der Räumwerkzeugschäfte,
• b) einem Werkzeugwechselschlitten,
• c) am Werkzeugwechselschlitten befinden sich die End­ stückhalter für die Räumwerkzeuge,
• d) die Führung des Werkzeugwechselschlittens ist am vertikal verfahrbaren Zubringerschlitten befestigt,
• e) der Werkzeugwechselschlitten kann die Endstückhalter in die Arbeitsposition zum Räumen und in eine Wechselposition oberhalb der Werkzeugablagebohrungen des Werkzeugspeichers verfahren

gekennzeichnet durch

• f) Die Arbeitsposition der Endstückhalter (13) zum Räumen befindet sich zwischen den beiden Säulen (2), die als Antriebszylinder für den Ziehteil und als Führungen für den Zubringerschlitten (9) dienen,
• g) der Werkzeugspeicher (18) ist ein Linearspeicher,
• h) der Werkzeugspeicher (18) ist in einer Führung (17) parallel zur Anordnungsebene der Achsen der Schafthalter (4) verschiebbar, wobei die Führungen (17) sich im Abstand vor der Anordnungsebene der Achsen der Schafthalter (4)befindet,
• i) Der Werkzeugwechselschlitten (11) ist in einer Führung (12) senkrecht zur Anordnungsebene der Achsen der Schafthalter (4) verschiebbar,
• j) Der Werkzeugwechselschlitten (11) wechselt gleichzeitig mehrere Räumwerkzeuge (14) aus dem Werkzeugspeicher (18) in die Räummaschine und zurück aus.

2. Senkrecht-lnnen-Räummaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Zählwerk für die Räumzüge, welches nach einer einstellbaren Anzahl von Räumzügen selbsttätig den Werkzeugwechsel auslöst.

3. Senkrecht-Innen-Räummaschine nach Ansprüchen 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Meßeinrichtung für die Schnittkraft beim Räumen, welche nach einem einstellbaren Anstieg der Schnittkraft selbsttätig den Werkzeugwechsel auslöst.

4. Senkrecht-Innen-Räummaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Programmsteuerung für die Zustellung des Linearspeichers (18), die beim ersten Werkzeugwechselzyklus zunächst die leeren Werkzeugablagebohrungen (19a) vor den Endstückhaltern (13) der Räummaschine positioniert, die mit geschärften Werkzeugen besetzten Werkzeugablagebohrungen (19b) in dieselbe Position bringt und die bei jedem folgenden Werkzeugwechselzyklus zunächst diejenigen Werkzeugablagebohrungen vor den Endstückhaltern (13) positioniert, aus denen beim vorangegangenen Werkzeugwechselzyklus Räumwerkzeuge entnommen wurden und anschließend solche Werkzeugablagebohrungen vor die Endstückhalter (13) bringt, die noch mit geschärften Räumwerkzeugen besetzt sind.