DE4022996A1 - Tool changing system for machine tool - incorporates two grippers mounted on swinging support - Google Patents

Abstract

The tool changing system for a machine tool has a rack (40) in which the tools are stored. A tool transfer device transfers the tools from the rack (40) to the slide (14) of the transport device (1). The slide (14) is provided with a gripping device with two grippers (20,21). The gripping device can be swung by means of a mechanism (5) so that the emptry gripper (20) is aligned with the tool (41) in the machine tool spindle. When this tool (41) has been removed, the gripping device is swung to bring the new tool (42) into line with the spindle (30). The tool (41) is then returned to the rack (40). USE - Machine tools.

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeugwechselsystem für spanab­ hebende Bearbeitungsmaschinen, insbesondere Fräs- und Bohr­ maschinen, bestehend aus wenigstens einem Werkzeugmagazin und einer verfahrbaren Transportvorrichtung mit einer zumin­ dest als Doppelgreiferanordnung ausgebildeten Greifereinheit für den Werkzeugtransport zwischen dem Magazin und der Spin­ del, wobei die die Doppelgreiferanordnung tragende Transport­ vorrichtung auf einer parallel zur Verbindungsgeraden zwi­ schen den Wechselpositionen am Magazin und der Spindel ver­ laufenden und bezüglich des Magazins beabstandeten Führungs­ bahn verfahrbar ist.The invention relates to a tool changing system for cutting lifting machine tools, especially milling and drilling machines consisting of at least one tool magazine and a movable transport device with at least one least designed as a double gripper assembly gripper unit for the tool transport between the magazine and the spin del, the transport carrying the double gripper arrangement device on a parallel to the straight connecting line between between the changing positions on the magazine and the spindle current and spaced with respect to the magazine is traversable.

Ein derartiges Werkzeugwechselsystem ist beispielsweise aus der DE-OS 37 33 064 bekannt. Bei diesem Werkzeugwechselsy­ stem sind die Greifarme der Doppelgreiferanordnung um 180° zueinander versetzt angeordnet, so daß der Hub der Greifarme in entgesetzte Richtungen verläuft.Such a tool change system is, for example, from DE-OS 37 33 064 known. With this tool change system stem are the gripper arms of the double gripper arrangement by 180 ° arranged offset to each other so that the stroke of the gripping arms runs in horrified directions.

Wenn ein Greifarm bei diesem Werkzeugwechselsystem ein Werk­ zeug aus der Spindel der Bearbeitungsmaschine entnommen hat, muß zunächst die gesamte Doppelgreiferanordnung um 180° ver­ dreht werden, damit das in dem anderen Greifer befindliche neue Werkzeug vor die Aufnahmeöffnung der Spindel gerät. Da­ nach wird das neue Werkzeug in die Spindel eingesetzt, wo­ raufhin der Werkzeugwechselvorgang beendet ist. Beim Drehen der Doppelgreiferanordnung um die parallel zur Führungsbahn verlaufende Drehachse wird zwischen der Spindel und dem zu bearbeitenden Werkstück ein freier Raum benötigt, der dem Drehkreis der Doppelgreiferanordnung samt eingesetztem maxi­ mal größten Werkzeug entspricht.If a gripper arm works with this tool changing system removed the tool from the machine tool spindle, must first ver the entire double gripper assembly by 180 ° be rotated so that the one located in the other gripper new tool in front of the spindle opening. There after the new tool is inserted into the spindle where then the tool changing process is finished. When turning the double gripper arrangement around the parallel to the guideway running axis of rotation is between the spindle and the machining workpiece requires a free space that the Turning circle of the double gripper arrangement including the maxi times the largest tool.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeug­ wechselsystem der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß ein möglichst schneller Werkzeugwechsel mittels einer mechanisch und steuerungstechnisch einfachen und betriebssi­ cheren Vorrichtung ermöglicht wird.It is the object of the present invention, a tool to change system of the type mentioned in the beginning, that a tool change as fast as possible by means of a mechanically and control technically simple and operationally safe cheren device is enabled.

Diese Aufgabe wird beim Werkzeugwechselsystem der Erfindung dadurch gelöst, daß die Doppelgreiferanordnung nebeneinander angeordnete und parallel zur Führungsbahn ausgerichtete Greifarme aufweist, daß die Greifarme entlang senkrecht zur Führungsbahn verlaufender paralleler Bahnen über einen vor­ gebbaren Hub in gleicher Richtung verfahrbar sind und daß die Spindel der Bearbeitungsmaschine in einer senkrecht zur Führungsbahn liegenden Ebene zum Werkzeugwechsel zwischen den Werkzeugpositionen der Greifarme verfahrbar ist.This object is achieved in the tool changing system of the invention solved in that the double gripper arrangement side by side arranged and aligned parallel to the guideway Gripping arms has that the gripping arms along perpendicular to Guideway of parallel parallel tracks over a front specifiable stroke are movable in the same direction and that the spindle of the processing machine in a perpendicular to Guideway level for tool change between the tool positions of the gripper arms can be moved.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Werkzeugwechsel­ systems kann die Doppelgreiferanordnung entlang der Führungs­ bahn in sehr kurzem Abstand zur Spindel geführt werden, da beide Greifarme gleichsinnig ausgerichtet sind und ihr Hub in die gleiche Richtung erfolgt. Aufgrund dieser Anordnung der Greifarme und der Ausnutzung der Spindelbewegung beim Wechselvorgang muß die Doppelgreiferanordnung der Erfindung beim Werkzeugwechsel nicht verdreht werden, so daß sowohl der Abstand von der Doppelgreiferanordnung zur Spindel als auch der Abstand von der Doppelgreiferanordnung zum Werk­ stück gering sein kann und damit ein optimaler Werkstück-Auf­ spannbereich erhalten wird.The inventive design of the tool change systems can use the double gripper arrangement along the guide path at a very short distance from the spindle, because both gripper arms are aligned and their stroke in the same direction. Because of this arrangement the gripper arms and the use of the spindle movement when The double gripper assembly of the invention must change operation not be twisted when changing tools, so that both the distance from the double gripper arrangement to the spindle as also the distance from the double gripper arrangement to the factory piece can be small and thus an optimal workpiece opening clamping area is maintained.

Auch der zum Werkzeugwechsel notwendige Hub der Greifarme ist gegenüber dem Stand der Technik geringer, so daß in Ver­ bindung mit der im Eilgang zwischen den Wechselpositionen verfahrbaren Spindel sehr kurze Wechselseiten realisierbar sind. Also the stroke of the gripper arms required for tool change is lower compared to the prior art, so that in Ver bond with the in rapid traverse between the change positions movable spindle very short alternating sides can be realized are.  

Die Ausbildung nach Anspruch 2 gestattet einen besonders kom­ pakten Aufbau der Doppelgreiferanordnung, wobei auf vorteil­ hafte Weise ein minimaler Abstand zwischen der Spindel und dem zu bearbeitenden Werkstück erzielt wird, wenn die kürze­ re Seite der rechteckigen Umfangskontur innerhalb dieses Ab­ stands zu liegen kommt oder wenn die Umfangskontur quadra­ tisch ist. Auf diese Weise kann auch die maximale Störkon­ tur, das ist die Kontur des größtmöglichen zu bearbeitenden Werkstücks, sehr nahe an die Spindel heranrücken, und an ihrer der Spindel zugewandten Seite vertikal ohne Abschrägun­ gen verlaufen.The training according to claim 2 allows a particularly com Compact structure of the double gripper arrangement, with advantage way a minimal distance between the spindle and the workpiece to be machined is achieved when the short right side of the rectangular peripheral contour within this Ab comes to rest or if the circumferential contour quadra is table. In this way, the maximum Störkon tur, that is the contour of the largest possible to be machined Workpiece, very close to the spindle, and on their side facing the spindle vertically without bevel course.

Die Ausbildung nach Anspruch 3 ermöglicht die Anwendung des Werkzeugwechselsystems der Erfindung bei Bearbeitungsmaschi­ nen, deren Werkzeugaufnahme in unterschiedlichen Winkeln be­ züglich der Führungsbahn, insbesondere horizontal und verti­ kal, ausrichtbar ist. Diese vorzugsweise maximal um 90° schwenkbare Doppelgreiferanordnung gestattet die Verwendung eines einfachen Schwenkantriebs nach Anspruch 4 oder 5, wo­ bei die Anordnung von Anschlägen gemäß Anspruch 6 besonders vorteilhaft ist. Aufgrund der mechanischen Endanschläge nach Anspruch 6 kann die Notwendigkeit des Vorsehens von Schleif­ ring-Kontakten für die Übertragung von Positionssensoren für die Endanschläge entfallen.The training according to claim 3 enables the application of Tool changing system of the invention in processing machines NEN, the tool holder be at different angles regarding the guideway, especially horizontally and vertically cal, is alignable. This is preferably a maximum of 90 ° swiveling double gripper arrangement allows use a simple rotary actuator according to claim 4 or 5, where in the arrangement of stops according to claim 6 in particular is advantageous. Due to the mechanical end stops Claim 6 can the need to provide grinding ring contacts for the transmission of position sensors for the end stops are eliminated.

Ist der Schwenkantrieb nach Anspruch 7 nur außerhalb des Ar­ beitsbereiches der Bearbeitungsmaschine wirksam, so kann der durch die geometrische Kontur der Doppelgreiferanordnung mögliche Minimalabstand zwischen Spindel und Störkontur auch bei der verschwenkbaren Doppelgreiferanordnung erzielt wer­ den.Is the rotary actuator according to claim 7 only outside the ar effective range of the processing machine, the due to the geometric contour of the double gripper arrangement possible minimum distance between spindle and interference contour too achieved with the swiveling double gripper arrangement the.

Durch die vorzugsweise um maximal 90° erfolgende Verschwen­ kung der Doppelgreiferanordnung kann die Versorgung der Kol­ ben-Zylinder-Anordnungen mit Druckfluid gemäß Anspruch 8 über Schläuche erfolgen, die an der Doppelgreiferanordnung vorgesehen und mit ihr verschwenkbar sind. Auf drehbare Schlauchkupplungen oder Drehdurchführungen an der Doppel­ greiferanordnung kann somit verzichtet werden.Due to the swiveling, which preferably takes place by a maximum of 90 ° Kung the double gripper arrangement can supply the Kol ben-cylinder arrangements with pressure fluid according to claim 8  via hoses that are attached to the double gripper arrangement are provided and are pivotable with it. On rotatable Hose couplings or rotary unions on the double gripper arrangement can thus be dispensed with.

Die Ausbildung nach Anspruch 9 gestattet einen besonders schnellen Werkzeugwechsel, da die Hubwege der Einrichtungen zum Verfahren der Greifarme nur geringfügig größer sein müs­ sen als der notwendige Entnahmeweg für die Entnahme eines Werkzeugs aus der Spindel.The training according to claim 9 allows a particular quick tool change because of the stroke of the equipment to move the gripper arms only need to be slightly larger as the necessary withdrawal route for the withdrawal of a Tool from the spindle.

Die Ausbildung nach Anspruch 10 gestattet ebenfalls ein be­ sonders schnelles und sicheres Wechseln eines Werkzeugs, wo­ bei die Ausgestaltung nach Anspruch 11 eine zusätzliche Ver­ einfachung des Steuerungsablaufs schafft.The training according to claim 10 also allows a be particularly quick and safe tool change where in the embodiment according to claim 11 an additional Ver simplifies the control process.

Auch durch die Ausgestaltung nach Anspruch 12 wird eine Ver­ einfachung des Steuerungsablaufs erzeugt, da durch die mecha­ nische Kulissensteuerung sowohl zusätzliche Servo-Betätigun­ gen für die Schutzabdeckung als auch Sensoren für die Offen- bzw. Geschlossen-Stellung der Schutzabdeckung entfallen kön­ nen.Also by the embodiment according to claim 12, a Ver Simplification of the control process is generated because the mecha African backdrop control and additional servo actuation protection cover as well as sensors for the open or closed position of the protective cover can be omitted nen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:The invention is described below using an example Explained in more detail with reference to the drawing; in this shows:

Fig. 1 eine Transportvorrichtung mit einer Doppelgreiferan­ ordnung nach der Erfindung in der Nähe des Werkzeug­ magazins, Fig. 1 shows a transport device with a regulatory Doppelgreiferan according to the invention in the vicinity of the magazine tool,

Fig. 2 eine Doppelgreiferanordnung nach der Erfindung beim Werkzeugwechsel an einer Spindel und Fig. 2 shows a double gripper arrangement according to the invention when changing tools on a spindle and

Fig. 3 eine Seitenansicht einer Doppelgreiferanordnung bei vertikalem Werkzeugwechsel. Fig. 3 is a side view of a double gripper arrangement with a vertical tool change.

In Fig. 1 ist ein Werkzeugmagazin 4 dargestellt, das eine Vielzahl von Werkzeugaufnahmen 40 für Werkzeuge 41, 42, 43 aufweist. Eine Werkzeugübergabevorrichtung 44 ist zwischen Werkzeugmagazin 4 und einer Transportvorrichtung 1 für den Werkzeugtransport zwischen dem Magazin und einer Bearbei­ tungsmaschine 3 vorgesehen.In Fig. 1, a tool magazine 4 is shown having a plurality of tool holders 40 for tools 41, 42, 43 has. A tool transfer device 44 is provided between the tool magazine 4 and a transport device 1 for the tool transport between the magazine and a processing machine 3 .

Die Werkzeugübergabevorrichtung 44 ist entlang einer Verti­ kalachse V verfahrbar und die Werkzeugaufnahme 40 ist ent­ lang einer horizontalen Achse W verfahrbar. Auf diese Weise können Werkzeuge aus mehreren Ebenen des Werkzeugmagazins 4 von der Werkzeugübergabevorrichtung 44 gegriffen werden.The tool transfer device 44 can be moved along a vertical axis V and the tool holder 40 can be moved along a horizontal axis W. In this way, tools from several levels of the tool magazine 4 can be gripped by the tool transfer device 44 .

Die Transportvorrichtung 1 besteht aus einer Schienenanord­ nung 13, auf der ein Transportschlitten 14 entlang einer Füh­ rungsbahn 10 im Sinne des Doppelpfeils E angetrieben hin- und herbewegbar ist.The transport device 1 consists of a rail arrangement 13 on which a transport carriage 14 along a guide track 10 in the sense of the double arrow E is driven to and fro.

Die Führungsbahn 10 verläuft parallel zur Verbindungsgeraden zwischen den Wechselpositionen am Magazin und der Spindel einer Bearbeitungsmaschine und ist bezüglich des Magazins beabstandet.The guideway 10 runs parallel to the connecting straight line between the changing positions on the magazine and the spindle of a processing machine and is spaced apart with respect to the magazine.

Die Schienenanordnung 13 besteht aus zwei parallelen Schie­ nen 130, 131, auf denen der Schlitten 14 entlang der Füh­ rungsbahn 10 gleitet. Eine parallel zu den Schienen 130, 131 angeordnete Zahnstange 132 kommt mit einem Ritzel 140, das am Transportschlitten 14 drehbar gelagert und von einem An­ trieb 141 beaufschlagt ist, in Eingriff. The rail arrangement 13 consists of two parallel rails NEN 130 , 131 , on which the carriage 14 along the Füh approximately 10 slides. A parallel to the rails 130 , 131 arranged rack 132 comes with a pinion 140 , which is rotatably mounted on the transport carriage 14 and is acted upon by a drive 141 , in engagement.

Am von dem Werkzeugmagazin 4 wegweisenden Ende des Schlit­ tens 14 ist eine als Doppelgreiferanordnung ausgebildete Greifereinheit 2 angeordnet.At the end of the tool magazine 4 pointing end of the slide 14 , a gripper unit 2 designed as a double gripper arrangement is arranged.

Die Doppelgreiferanordnung 2 besitzt in der senkrecht zur Führungsbahn 10 verlaufenden Ebene eine rechteckige Umfangs­ kontur. An einer Rechteckseite der Doppelgreiferanordnung 2 sind nebeneinander parallel angeordnet zwei Greifarme 20, 21 zur Aufnahme von Werkzeugen angeordnet.The double gripper assembly 2 has a rectangular circumferential contour in the plane perpendicular to the guideway 10 . On a rectangular side of the double gripper arrangement 2 , two gripping arms 20 , 21 are arranged next to one another in parallel for receiving tools.

An der Schienenanordnung 13 ist eine Kulisse 11 mittels ei­ nes Schwenkgelenks 16 angelenkt. An ihrem freien Ende ist die Kulisse 11 mit einer Schiebe- oder Schwenkklappe 15 ver­ bunden, die eine Einfahröffnung für den Transportschlitten 14 in der Schutzabdeckung der Bearbeitungsmaschine 3 betä­ tigt.On the rail assembly 13 , a backdrop 11 is articulated by means of egg nes pivot joint 16 . At its free end is the backdrop 11 15 ver connected with a sliding or pivoting flap which Untitled an entry opening for the transport carriage 14 in the protective cover of the machine tool 3 betae.

Die Kulisse 11 besteht aus einer in dem Gelenk 16 gelagerten Schwenkhebel vorgesehenen Nut, in die ein mit dem Transport­ schlitten 14 verbundener Steuerzapfen 12 eingreift.The backdrop 11 consists of a groove provided in the joint 16 pivot lever, in which a slide 14 connected to the transport control pin 12 engages.

Der Aufbau der Doppelgreiferanordnung wird anhand der Fig. 2 beschrieben. Die Doppelgreiferanordnung 2 ist um eine Achse 52 schwenkbar am Transportschlitten 14 gelagert. Die Achse 52 erstreckt sich parallel zur Führungsbahn 10 und besitzt an ihrem von der Doppelgreiferanordnung 2 abgewandten freien Ende ein Zahnrad 51, das mit einer Zahnstange 50 der Ver­ schwenkeinrichtung 5 kämmt. Die Zahnstange 50 ist beidseitig mit einem Druckfluid beaufschlagbar und bewirkt auf diese Weise ein Schwenken der Doppelgreiferanordnung 2 vorzugswei­ se um 90°.The structure of the double gripper arrangement is described with reference to FIG. 2. The double gripper arrangement 2 is mounted on the transport carriage 14 so as to be pivotable about an axis 52 . The axis 52 extends parallel to the guideway 10 and has at its free end facing away from the double gripper assembly 2 a gear 51 which meshes with a rack 50 of the United pivoting device 5 . The rack 50 on both sides be charged with a pressurized fluid and causes in this way vorzugswei pivoting of the double grasper arrangement 2 se by 90 °.

Die beiden Greifer 20, 21 sind an einer Seite der einen rechteckigen Umfang aufweisenden Doppelgreiferanordnung 2 vorgesehen und über Verfahreinrichtungen 22, 23 in einer Ebene rechtwinklig zur Führungsbahn 10 in Richtung des Dop­ pelpfeiles Z verfahrbar. Die Verfahreinrichtungen bestehen vorzugsweise aus Kolben-Zylinder-Einheiten 22, 23. Während die Kolben-Zylinder-Einheit 22 in Fig. 2 vollständig einge­ fahren ist, ist die Kolben-Zylinder-Einheit 23 so ausgefah­ ren, daß das von der Spindel 30 aufgenommene Werkzeug 42 vom Greifarm 21 gegriffen werden kann, wobei die Greifzangen 211, 212 beim Erreichen dieser Greifstellung automatisch ge­ steuert durch die Verfahreinrichtung 23 in entsprechende Aus­ sparungen des Werkzeugs 42 eingreifen. Die Greifzangen 201, 202, 211, 212, die schwenkbar gelagert und durch Federkraft in ihrer Öffnungsstellung vorgespannt sind, werden durch ei­ nen Steuerstab 33 praktisch über den gesamten Hubweg in der geschlossenen Stellung gehalten. Lediglich bei voll ausge­ fahrenen Greifarmen wird der Steuerstab unwirksam und gibt die Greifzangen 201, 202, 211, 212 frei. Diese mechanische Greifzangensteuerung ist aufgrund ihrer Funktionssicherheit und Einfachheit besonders vorteilhaft.The two grippers 20 , 21 are provided on one side of the double-gripper arrangement 2 having a rectangular circumference and can be moved in a plane perpendicular to the guideway 10 in the direction of the double arrow Z by means of displacement devices 22 , 23 . The movement devices preferably consist of piston-cylinder units 22 , 23 . While the piston-cylinder unit 22 is fully retracted in FIG. 2, the piston-cylinder unit 23 is so extended that the tool 42 received by the spindle 30 can be gripped by the gripping arm 21 , the gripping tongs 211 , 212 when reaching this gripping position automatically controls ge controls by the moving device 23 in corresponding savings from the tool 42 . The gripping tongs 201 , 202 , 211 , 212 , which are pivotally mounted and biased in their open position by spring force, are held in the closed position by ei NEN control rod 33 practically over the entire stroke. Only when the gripper arms are fully extended does the control rod become ineffective and release the grippers 201 , 202 , 211 , 212 . This mechanical gripper control is particularly advantageous due to its functional reliability and simplicity.

Im anderen, vollständig eingefahrenen Greifarm 20 ist ein Werkzeug 41 aufgenommen, das von den Greifzangen 201, 202 gehalten wird. Die Druckfluid-Versorgung der zur Verfahrein­ richtung 22 gehörenden Kolben-Zylinder-Einheit erfolgt über Schläuche 24, 24′, die an der Doppelgreiferanordnung 2 ange­ schlossen sind und die so ausgebildet sind, daß sie die Schwenkbewegung der Doppelgreiferanordnung 2 um die Achse 52 mitmachen können. Die Kolben-Zylinder-Anordnung der Verfahr­ einrichtung 23 ist auf analoge Weise über nicht gezeigte Schläuche zur Druckfluid-Versorgung mit einer Druckquelle verbunden.In the other, completely retracted gripping arm 20 , a tool 41 is received, which is held by the gripping tongs 201 , 202 . The pressurized fluid supply of the piston 22 belonging to the procedural device takes place via hoses 24 , 24 'which are connected to the double gripper arrangement 2 and which are designed such that they can participate in the pivoting movement of the double gripper arrangement 2 about the axis 52 . The piston-cylinder arrangement of the traversing device 23 is connected in an analogous manner via hoses (not shown) for supplying pressurized fluid to a pressure source.

Die Funktion des Werkzeugwechselsystems der Erfindung wird nachfolgend beschrieben. Nach der Übergabe eines Werkzeugs 42 von der Werkzeugübergabevorrichtung 44 an den Greifarm 21 der Doppelgreiferanordnung entnimmt die Werkzeugübergabevor­ richtung 44 das im Greifarm 20 befindliche Werkzeug 43. Die auf diese Weise mit einem leeren (20) und einem beladenen (21) Greifarm versehene Doppelgreiferanordnung 2 wird nun mittels des Transportschlittens 14 aus der dem Werkzeugmaga­ zin benachbarten Stellung entlang der Führungsbahn 10 zur Be­ arbeitungsmaschine 3 hin verfahren. Dabei betätigt die Kulis­ sensteuerung 11, 12 die Schiebe- oder Schwenkklappe 15 der nicht gezeigten Sicherheitsabdeckung der Bearbeitungsmaschi­ ne 3. Der Transportschlitten 14 mit der Doppelgreiferanord­ nung 2 kann nun zur Spindel 30 der Bearbeitungsmaschine 3 hin verfahren werden.The function of the tool changing system of the invention is described below. After the transfer of a tool 42 from the tool transfer device 44 to the gripper arm 21 of the double gripper arrangement, the tool transfer device 44 removes the tool 43 located in the gripper arm 20 . The double gripper arrangement 2 provided in this way with an empty ( 20 ) and a loaded ( 21 ) gripper arm is now moved by means of the transport carriage 14 from the position adjacent to the tool magazin along the guideway 10 to the processing machine 3 . The pen controls 11 , 12 actuates the sliding or swivel flap 15 of the safety cover, not shown, of the processing machine 3 . The transport carriage 14 with the double gripper arrangement 2 can now be moved towards the spindle 30 of the processing machine 3 .

Auf dem Weg vom Werkzeugmagazin 4 zur Bearbeitungsmaschine 3 wird die Doppelgreiferanordnung 2 mittels der Verschwenkein­ richtung 5 in eine horizontale oder eine vertikale Position gebracht, je nachdem ob die Spindel 30 der Bearbeitungsma­ schine horizontal oder vertikal ausgerichtet ist. Dieser Schwenkvorgang ist beim Erreichen des Werkstückbearbeitungs­ bereichs der Bearbeitungsmaschine 3 bereits abgeschlossen, so daß die Doppelgreiferanordnung in ihrer endgültigen Werk­ zeugübergabe-Ausrichtung in die Bearbeitungsmaschine 3 ein­ fährt.On the way from the tool magazine 4 to the processing machine 3, the double grasper arrangement 2 is placed 5 in a horizontal or vertical position, depending on whether the spindle 30 of the machine Bearbeitungsma horizontal or vertical direction by means of the Verschwenkein. This pivoting process is already completed when the workpiece machining area of the machine tool 3 is reached, so that the double gripper arrangement in its final work tool transfer orientation moves into the machine tool 3 .

Da die Doppelgreiferanordnung 2 somit im Werkstückbearbei­ tungsbereich der Bearbeitungsmaschine 3 keine Schwenk- oder Drehbewegung um eine Drehachse parallel zur Führungsbahn 10 ausführen muß, kann die Doppelgreiferanordnung 2 sehr nahe an einem in der Bearbeitungsmaschine 3 aufgespannten Werk­ stück vorbeigeführt werden. In Fig. 3 ist eine derartige größtmögliche Störkontur 31 eines in der Bearbeitungsmaschi­ ne 3 aufgespannten Werkstücks dargestellt. Fig. 3 zeigt außerdem eine Störkontur 32 eines maximal aufspannbaren Werk­ zeugs für den Fall, daß - wie im Stand der Technik - die Dop­ pelgreiferanordnung 2 eine Drehbewegung innerhalb des Werk­ stückbearbeitungsbereichs durchführen müßte. Since the double gripper arrangement 2 thus does not have to perform a swiveling or rotary movement about an axis of rotation parallel to the guideway 10 in the workpiece machining processing area of the processing machine 3 , the double gripper arrangement 2 can be guided very close to a piece clamped in the processing machine 3 . In Fig. 3 such a largest possible interference contour 31 of a workpiece 3 clamped in the processing machine 3 is shown. Fig. 3 also shows an interference contour 32 of a maximum work tool in the event that - as in the prior art - the Dop pelgreiferanordnung 2 would have to perform a rotary movement within the workpiece machining area.

Die Doppelgreiferanordnung 2 wird soweit in die Bearbeitungs­ maschine 3 hineingefahren, daß der Aufnahmebereich des lee­ ren Greifarms 20 das in der Spindel 30 vorhandene Werkzeug 41 greifen kann. Dazu wird die Spindel 30 während der Anfahr­ bewegung der Doppelgreiferanordnung 2 in ihrer Ebene senk­ recht zur Führungsbahn 10 so positioniert, daß die Mittel­ achse der Spindel 30 in der Translationsebene des Greifarms 20 zu liegen kommt.The double gripper assembly 2 is moved so far into the processing machine 3 that the receiving area of the lee ren gripping arm 20 can grip the tool 41 present in the spindle 30 . For this purpose, the spindle 30 is positioned perpendicular to the guideway 10 during the start-up movement of the double gripper assembly 2 so that the central axis of the spindle 30 comes to lie in the translation plane of the gripper arm 20 .

Der bei der Einfahrbewegung der Doppelgreiferanordnung be­ reits ausgefahrene Greifarm 20 greift nun das Werkzeug 41 und zieht es aus der Werkzeugaufnahme der Spindel 30 heraus. Daraufhin wird die Spindel 30 in ihrer Ebene senkrecht zur Führungsbahn 10 so verfahren, daß die Mittelachse der Spin­ del 30 mit der Mittelachse des im Greifarm 21 aufgenommenen Werkzeugs 42 übereinstimmt. Nunmehr fährt der Greifarm 21 aus und setzt das Werkzeug 42 in die Werkzeugaufnahme der Spindel 30 ein. Nach erfolgtem Einsetzen werden die Greifzan­ gen 211, 212 des Greifarms 21 automatisch geöffnet und die Doppelgreiferanordnung 2 wird parallel zur Führungsbahn 10 aus der Bearbeitungsmaschine 3 herausgezogen.The gripper arm 20 which is already extended when the double gripper arrangement is moved in now grips the tool 41 and pulls it out of the tool holder of the spindle 30 . Then the spindle 30 is moved in its plane perpendicular to the guideway 10 so that the central axis of the spin del 30 coincides with the central axis of the tool 42 received in the gripping arm 21 . The gripper arm 21 now extends and inserts the tool 42 into the tool holder of the spindle 30 . Once inserted, the gene Greifzan 211, 212 of the gripping arm 21 are automatically opened and the double grasper arrangement 2 is pulled out parallel to the guide path 10 from the processing machine. 3

Nachdem die Doppelgreiferanordnung 2 hinter die Schutzabdec­ kung der Bearbeitungsmaschine 3 gefahren ist wird über die Kulissensteuerung 11, 12 die Schiebeklappe 15 wieder ge­ schlossen und die Doppelgreiferanordnung 2 fährt mit dem Transportschlitten 14 zurück in die dem Werkzeugmagazin be­ nachbarte Stellung, um hier einen erneuten Werkzeugtausch vorzunehmen.After the double gripper assembly 2 has passed behind the protective cover of the processing machine 3 , the sliding flap 15 is closed again via the link control 11 , 12 and the double gripper assembly 2 moves with the transport carriage 14 back into the position adjacent to the tool magazine in order to carry out a new tool change here .

Die Verfahrbewegung der Spindel 30 der Bearbeitungsmaschine 3 während des Werkzeugwechselns an der Spindel ist in Fig. 2 bei horizontal ausgerichteten Werkzeugen verdeutlicht. The movement of the spindle 30 of the processing machine 3 during the tool change on the spindle is illustrated in FIG. 2 with horizontally aligned tools.

Nachdem die Spindel 30 zunächst die gestrichelt gezeichnete Position 30′ eingenommen hat und in dieser Position das Werk­ zeug 41 vom Greifarm 20 aus der Spindel entnommen worden ist, ist die Spindel 30 dann um die Strecke y vertikal nach oben gefahren und nimmt dort - wie gezeigt - das vom Greif­ arm 21 zugeführte Werkzeug 42 auf. Die Strecke y entspricht dabei dem Abstand zwischen den Mittelachse der in den Greif­ armen 20, 21 aufgenommenen Werkzeuge und damit auch dem Mit­ telabstand der Greifarme 20 und 21.After the spindle 30 has first taken the dashed position 30 'and in this position the tool 41 from the gripper arm 20 has been removed from the spindle, the spindle 30 is then moved vertically upwards by the distance y and takes there - as shown - The tool 42 fed from the gripping arm 21 . The distance y corresponds to the distance between the center axis of the poor in the grip 20, 21 recorded tools and hence also the telabstand with the gripping arms. 20 and 21

Auf diese Weise werden für die notwendigen Bewegungen beim Werkzeugtausch in der Bearbeitungsmaschine die ohnehin vor­ handenen Bewegungsmöglichkeiten entlang der Bewegungsachsen der Bearbeitungsmaschine ausgenutzt. Durch die Aufteilung der Werkzeugwechselbewegung auf die Spindel der Bearbeitungs­ maschine und auf den Transportschlitten sowie auf die Ver­ fahreinrichtungen für die Greifarme können die notwendigen Bewegungen ohne zusätzliche Antriebe gleichzeitig ausgeführt werden, so daß eine schnellere Werkzeugwechselzeit erzielt werden kann. Darüber hinaus kann aufgrund der Ausnutzung der Bewegungsachsen der Spindel die Doppelgreiferanordnung klein und kompakt aufgebaut werden, so daß dort nur geringe Massen zu bewegen sind. Auf diese Weise sind schnellere Be­ wegungen der Verfahreinrichtungen der Greifarme und des Transportschlittens möglich.In this way, for the necessary movements when Tool exchange in the processing machine anyway available movement options along the movement axes exploited the processing machine. By dividing up the tool change movement on the machining spindle machine and on the transport sled as well as on the ver Driving devices for the gripper arms can provide the necessary Movements carried out simultaneously without additional drives be achieved so that a faster tool change time is achieved can be. In addition, due to the exploitation of the Movement axes of the spindle the double gripper arrangement be built small and compact, so that there are only a few Masses are to be moved. This way, faster loading movements of the gripper arms and the Transport sled possible.

Die einfachere Ausgestaltung der Doppelgreiferanordnung mit weniger Bewegungsachsen und auch die aufgrund der zeitlich unkritischen, außerhalb der Bearbeitungsmaschine stattfinden­ den Verschwenkung der Doppelgreiferanordnung mögliche kleine­ re Dimensionierung des Schwenkantriebs erlaubt auch eine spürbare Verringerung der Druckfluidmenge.The simpler design of the double gripper arrangement with fewer axes of movement and also due to the temporal uncritical, take place outside the processing machine the pivoting of the double gripper arrangement possible small re dimensioning of the rotary actuator also allows one noticeable reduction in the amount of pressure fluid.

BezugszeichenlisteReference symbol list

  1 Transportvorrichtung
  2 Doppelgreiferanordnung
  3 Bearbeitungsmaschine
  4 Werkzeugmagazin
  5 Verschwenkeinrichtung
 10 Führungsbahn
 11 Kulisse
 12 Steuerzapfen
 13 Schienenanordnung
 14 Transportschlitten
 15 Schwenkklappe
 16 Gelenk
 20 Greifarm
 21 Greifarm
 22 Verfahreinrichtung
 23 Verfahreinrichtung
 24, 24′ Schläuche
 30, 30′ Spindel
 31 Störkontur
 32 Störkontur
 33 Steuerstab
 40 Werkzeugaufnahme
 41 Werkzeug
 42 Werkzeug
 43 Werkzeug
 44 Werkzeugübergabevorrichtung
 50 Zahnstange
 51 Zahnrad
 52 Schwenkachse
130 Schiene
131 Schiene
132 Zahnstange
140 Ritzel
141 Antrieb
201 Greifzange
202 Greifzange
211 Greifzange
212 Greifzange 1 transport device
2 double gripper arrangement
3 processing machine
4 tool magazine
5 swiveling device
10 guideway
11 backdrop
12 control pins
13 rail arrangement
14 transport sledges
15 swivel flap
16 joint
20 gripper arm
21 gripper arm
22 traversing device
23 traversing device
24, 24 ′ hoses
30, 30 ′ spindle
31 interference contour
32 interference contour
33 control rod
40 tool holder
41 tools
42 tools
43 tools
44 tool transfer device
50 rack
51 gear
52 swivel axis
130 rail
131 rail
132 rack
140 sprockets
141 drive
201 gripping pliers
202 gripping pliers
211 gripping pliers
212 gripping pliers

Claims (12)

1. Werkzeugwechselsystem für spanabhebende Bearbeitungsma­ schinen, insbesondere Fräs- und Bohrmaschinen, beste­ hend aus wenigstens einem Werkzeugmagazin und einer ver­ fahrbaren Transportvorrichtung mit einer zumindest als Doppelgreiferanordnung ausgebildeten Greifereinheit für den Werkzeugtransport zwischen dem Magazin und der Spin­ del, wobei die die Doppelgreiferanordnung tragende Transportvorrichtung auf einer parallel zur Verbindungs­ geraden zwischen den Wechselpositionen am Magazin und der Spindel verlaufenden und bezüglich des Magazins be­ abstandeten Führungsbahn verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß die Doppelgreiferanordnung (2) nebeneinander ange­ ordnete und parallel zur Führungsbahn (10) ausgerichte­ te Greifarme (20, 21) aufweist,
daß die Greifarme (20, 21) entlang senkrecht zur Füh­ rungsbahn (10) verlaufender paralleler Bahnen über ei­ nen vorgebbaren Hub in gleicher Richtung verfahrbar sind und
daß die Spindel (30) der Bearbeitungsmaschine (3) in einer senkrecht zur Führungsbahn (10) liegenden Ebene zum Werkzeugwechsel zwischen den Werkzeugpositionen der Greifarme (20, 21) verfahrbar ist.1. Tool change system for machining machines, in particular milling and drilling machines, best consisting of at least one tool magazine and a ver movable transport device with a gripper unit designed at least as a double gripper arrangement for the tool transport between the magazine and the spin del, wherein the transport device carrying the double gripper arrangement a guideway running parallel to the connecting straight line between the changing positions on the magazine and the spindle and being spaced apart from the magazine can be moved, characterized in that
that the double gripper arrangement ( 2 ) arranged side by side and parallel to the guideway ( 10 ) aligned te gripping arms ( 20 , 21 ),
that the gripper arms ( 20 , 21 ) along perpendicular to the Füh approximately ( 10 ) extending parallel tracks over egg NEN predetermined stroke can be moved in the same direction and
that the spindle ( 30 ) of the processing machine ( 3 ) can be moved in a plane perpendicular to the guideway ( 10 ) for tool change between the tool positions of the gripping arms ( 20 , 21 ). 2. Werkzeugwechselsystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelgreiferanordnung (2) in der senkrecht zur Führungsbahn (10) verlaufenden Ebene eine rechteckige Umfangskontur aufweist. 2. Tool changing system according to claim 1, characterized in that the double gripper arrangement ( 2 ) in the plane perpendicular to the guide track ( 10 ) extending plane has a rectangular peripheral contour. 3. Werkzeugwechselsystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Doppelgreiferanordnung (2) eine Verschwenkein­ richtung (5) zugeordnet ist, die einen Schwenkantrieb für eine der Umstellung zwischen unterschiedlich ge­ richtetem Werkzeugwechsel, insbesondere der Umstellung zwischen einem Horizontal- und einem Vertikalwechsel, zugeordnete Schwenkung aufweist.3. Tool changing system according to claim 1 or 2, characterized in that the double gripper arrangement ( 2 ) is assigned a Verschwenkein direction ( 5 ) which has a pivot drive for one of the changeover between differently directed tool changes, in particular the changeover between a horizontal and a vertical change , associated pivoting. 4. Werkzeugwechselsystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb aus einer linear verfahrbaren Zahnstange (50) sowie einem mit dieser Zahnstange (50) kämmenden Zahnrad (51) besteht, das mit der Doppelgrei­ feranordnung (2) über eine Achse (52) verbunden ist, wobei die Achse die Schwenkachse für die Doppelgreifer­ anordnung (2) bildet.4. Tool changing system according to claim 3, characterized in that the swivel drive consists of a linearly movable rack ( 50 ) and with this rack ( 50 ) meshing gear ( 51 ) which with the Doppelgrei feranordnung ( 2 ) via an axis ( 52 ) is connected, the axis forming the pivot axis for the double gripper arrangement ( 2 ). 5. Werkzeugwechselsystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnstange (50) von einer hydraulischen oder pneumatischen Kolben-Zylinder-Anordnung beaufschlagt ist.5. Tool changing system according to claim 4, characterized in that the rack ( 50 ) is acted upon by a hydraulic or pneumatic piston-cylinder arrangement. 6. Werkzeugwechselsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschwenkeinrichtung Anschläge umfaßt, die je­ weils die Horizontal- bzw. die Vertikalstellung der Dop­ pelgreiferanordnung (2) markieren.6. Tool changing system according to one of the preceding claims, characterized in that the pivoting device comprises stops, each because the horizontal or the vertical position of the double pelgreiferanordnung ( 2 ) mark. 7. Werkzeugwechselsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb nur außerhalb des Arbeitsberei­ ches der Bearbeitungsmaschine (3) wirksam ist.7. Tool changing system according to one of the preceding claims, characterized in that the swivel drive is only effective outside the working area of the processing machine ( 3 ). 8. Werkzeugwechselsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (22, 23) zum Verfahren der Greif­ arme (20, 21) hydraulisch oder pneumatisch betätigte Kolben-Zylinder-Anordnungen aufweisen und daß die Ver­ sorgung dieser Kolben-Zylinder-Anordnungen mit Druck­ fluid über an der Doppelgreiferanordnung (2) vorgesehe­ ne und mit ihr verschwenkbare Schläuche (24, 24′) er­ folgt, die mit einer stationären Druckquelle in Verbin­ dung stehen.8. Tool changing system according to one of the preceding claims, characterized in that the means ( 22 , 23 ) for moving the gripping arms ( 20 , 21 ) have hydraulically or pneumatically actuated piston-cylinder arrangements and that the supply of these piston-cylinder Arrangements with pressure fluid on the double gripper assembly ( 2 ) provided ne and with it pivotable hoses ( 24 , 24 ') he follows, which are connected to a stationary pressure source. 9. Werkzeugwechselsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubweg der Einrichtungen (22, 23) zum Verfahren der Greifarme (20, 21) geringfügig größer ist als der notwendige Entnahmeweg zur Entnahme eines Werkzeugs (41) aus der Spindel.9. Tool changing system according to one of the preceding claims, characterized in that the stroke of the devices ( 22 , 23 ) for moving the gripping arms ( 20 , 21 ) is slightly larger than the necessary removal path for removing a tool ( 41 ) from the spindle. 10. Werkzeugwechselsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglich gelagerten Greifzangen (201, 202) in Öffnungsstellung vorgespannt sind und durch einen grei­ ferfesten Steuerstab (33), der parallel zur Hubrichtung verläuft, in der Schließstellung blockierbar sind, so daß sich beim Herausziehen eines zu greifenden Werk­ zeugs aus der Spindel ein Schließen der Greifzangen (201, 202) ergibt und bei voll ausgefahrenen Greifarmen ein Öffnen der Greifzangen (201, 202) durch Federkraft erfolgt. 10. Tool changing system according to one of the preceding claims, characterized in that the movably mounted gripping tongs ( 201 , 202 ) are prestressed in the open position and can be blocked in the closed position by a gripper-fixed control rod ( 33 ) which runs parallel to the stroke direction, so that when a tool to be gripped is pulled out of the spindle, the gripping tongs ( 201 , 202 ) are closed and when the gripping arms are fully extended, the gripping tongs ( 201 , 202 ) are opened by spring force. 11. Werkzeugwechselsystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigung der Greifzangen (201, 202; 211, 212) über die Einrichtung (22; 23) zum Verfahren des Greif­ arms (20; 21) erfolgt.11. Tool changing system according to claim 10, characterized in that the actuation of the gripping tongs ( 201 , 202 ; 211 , 212 ) via the device ( 22 ; 23 ) for moving the gripping arms ( 20 ; 21 ). 12. Werkzeugwechselsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung (1) für die Doppelgreifer­ anordnung (2) eine Kulissensteuerung (11, 12) aufweist, die eine Schutzabdeckung der Bearbeitungsmaschine (3) im Bereich der Führungsbahn (10) betätigt.12. Tool changing system according to one of the preceding claims, characterized in that the transport device ( 1 ) for the double gripper arrangement ( 2 ) has a link control ( 11 , 12 ) which actuates a protective cover of the processing machine ( 3 ) in the region of the guide track ( 10 ) .