DE8012736U1 - Tool change with magazine - Google Patents

Description

Anmelderin: Stuttgart, den 14.8.1981 Applicant: Stuttgart, August 14, 1981

( Chiron-Werke GmbH ZP 132 X/Lö(Chiron-Werke GmbH ZP 132 X / Lö

7200 Tuttlingen7200 Tuttlingen

Vertreter;Representative;

Kohler - Schwindling - Späth ιKohler - Schwindling - Späth ι

PatentanwältePatent attorneys

Hohentwielstraße 41Hohentwielstrasse 41

7OOO Stuttgart 17OOO Stuttgart 1

Werkzeugwechsler mit MagazinTool 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 derThe invention relates to a tool changer with magazine for a machine tool for successive automatic machining of workpieces with various tools in a spindle of the machine tool are clamped, with a circular disk-shaped magazine plate, the axis of which is parallel to The spindle axis is aligned and the workpiece receiving recesses which are arranged along its circumference and open to the outside is provided with one with the

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Magazinplatte drehstarr verbundenen Teilplatte, die in ebenso viel verschiedene Winkelstellungen verdrehbar und darin arretierbar ist wie die Magazinplatte Werkstückaufnahmeaussparungen aufweist, und mit einem die Magazinplatte tragenden Schlitten, der durch einen mechanischen Antrieb in Richtung zur Spindel hin- und zurück verschiebbar ist.Magazine plate torsionally rigid connected part plate, which can be rotated in just as many different angular positions and can be locked therein like the magazine plate has workpiece receiving recesses, and with a die Magazine plate carrying carriage, which is back and forth in the direction of the spindle by a mechanical drive can be moved back.

^- Werkzeugmaschinen, die mit einem Werkzeugmagazin und^ - Machine tools with a tool magazine and

mit einem Werkzeugwechsler ausgerüstet sind, um selbsttätig nacheinander verschiedene Bearbeitungen an einem Werkstück durchzuführen, sind in sehr unterschiedlichen Ausführungsformen bekannt. Besonders einfach aufgebaute und zuverlässig arbeitende Werkzeugwechsler arbeiten rein mechanisch, wobei das Magazin gleichzeitig auch noch zum Werkzeugwechsel dient. Das Magazin hat dabei die Gestalt einer drehbar gelagerten Platte, in deren in den Rand mündenden Aussparungen die Werkzeuge radial eingesteckt sind. Durch den mechanischen Antrieb wird zunächst die Spindel in eine vorgegebene Stellung ver-are equipped with a tool changer to automatically and successively different machining operations on one Perform workpiece are known in very different embodiments. Particularly simply structured and reliably working tool changers work purely mechanically, with the magazine at the same time is still used to change tools. The magazine has the shape of a rotatably mounted plate in which the tools are inserted radially into the edge opening recesses. The mechanical drive will first move the spindle to a specified position

( ) fahren und es wird dann die Magazinplatte an die Spindel() move and the magazine plate is then attached to the spindle

herangefahren, wobei die Ränder der Werkzeugaufnahmeaussparung das Werkzeug ergreifen, dessen Spannung in der Spindel anschließend gelöst wird, worauf die Spindel weggefahren wird und die Magazinplatte um eine Teilung verdreht wird. 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 beendet.approached, the edges of the tool holder recess gripping the tool, the tension of which is in the spindle is then released, whereupon the spindle is moved away and the magazine plate by one division is twisted. The spindle then moves back up and it becomes that in the next tool holder recess The tool located in the spindle is clamped. After the magazine plate has moved back into its starting position the tool change is finished.

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Je nach Art des zu bearbeitenden Werkstücks ist nur ein Teil der Magazinplätze 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 Maschinenzeit und erfordert unnötige Bewegungsabläufe. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen mechanisch betriebenen Werkzeugwechsler mit Magazin der zuvor beschriebenen Art so auszubilden, daß er auf •einfache Weise die Möglichkeit eröffnet, die durch leere Magazinplätze benötigten unnötigen Bewegungsabläufe zu vermeiden und die Wechselzeit möglichst kurz zu machen.Depending on the type of workpiece to be processed, 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 complete tool sets in the magazine be accommodated, which is generally designed for twelve tools. Arrives in the course of processing If there is an empty magazine space under the spindle, this means that two or more tool change cycles are carried out until a tool is clamped in the spindle again. This unnecessarily costs machine time and requires unnecessary movements. The object of the present invention is to provide a to train mechanically operated tool changer with magazine of the type described above so that he • In a simple way, the possibility opens up of the unnecessary motion sequences required due to empty magazine locations to avoid and to make the changeover time as short as possible.

Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Werkzeugwechsler mit Magazin der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, daß der mechanische Antrieb eine rotierend angetriebene räumliche Kurvenscheibe umfaßt zur Erzeugung der Schlittenbewegung und der Teilbewegung, daß an dem Schlitten ein Antriebsbolzen angebracht ist, 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 Kurvenscheibe ausrückbar ist, ;ind daß ein Abtaster vorgesehen ist, der die der Spindel zugewandte Werkzeugaufnahmeaussparung auf Vorhandensein eines Werkzeuges abtastet. Bei fehlendem Werkzeug ruft der Abtaster das Ausrücken des Antriebsbolzens hervor, worauf die Kurvenscheibe eine weitere Umdrehung mit Weiterschaltung der Teilplatte, gegebenenfalls mit erhöhter Geschwindigkeit durchführt, bis der Taster beiThis object is achieved according to the invention in a tool changer with a magazine of the type mentioned at the outset by that the mechanical drive comprises a rotatingly driven spatial cam for generating the carriage movement and the partial movement that on the A drive pin is attached to the slide, which engages in the spatial cam and when Rotation of the slide with the magazine plate moves the drive pin by moving it in its Can be disengaged longitudinally against spring force from the cam disc, ind that a scanner is provided, which scans the tool receiving recess facing the spindle for the presence of a tool. If the tool is missing, the scanner causes the drive pin to disengage, whereupon the cam disc a further revolution with the indexing of the sub-plate, if necessary with increased speed until the button at

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Vorhandensein eines Werkzeuges den Antriebsbolzen freigibt und der Wechselvorgang zu Ende geführt wird.The presence of a tool releases the drive pin and the change process is completed.

Ein derartiger Werkzeugwechsler ist, weil er im wesentlichen mechanisch arbeitet unter Zuhilfenahme einiger Endschalter bzw. Pneumatikelemente einerseits preiswert herstellbar und andererseits besonders funktonssicher.Such a tool changer is because it works essentially mechanically with the aid of some Limit switches or pneumatic elements, on the one hand, can be manufactured inexpensively and, on the other hand, are particularly functionally reliable.

r Durch die erfindungsgemäße Ausbildung wird erreicht, daß r of the inventive construction is achieved that

"' bei einem Werkzeugwechsel dann, wenn ein Leerplatz im"'with a tool change if there is an empty location in the

Magazin vorhanden ist, nicht ein vollständiger Wechselzyklus durchgeführt wird, sondern bei unveränderter Spindelposition und unveränderter Position des Schlittens lediglich die Magazinplatte so lange weitergeschaltet wird, bis sich ein Werkzeug in der Position befindet, in der es die Spindel beim Vorfahren aus dem Magazin übernimmt. Der Aufwand für diese Verbesserung ist dabei vergleichsweise gering, weil er lediglich einen Abtaster und die Übertragung vom Abtaster zum Antriebsbolzen umfaßt, L>urch die Verwendung einer räumlichen Kurvenscheibe läßt sich das AuskuppelnMagazine is available, a complete change cycle is not carried out, but with an unchanged Spindle position and unchanged position of the slide, only the magazine plate is indexed for as long until a tool is in the position in which the spindle moves when it moves out of the Magazine takes over. The effort for this improvement is comparatively low because it only comprises a scanner and the transmission from the scanner to the drive pin, by using a three-dimensional cam can be disengaged

(^ der Schlittenbewegung bei Ansprechen des Abtasters(^ of the carriage movement when the scanner responds

sehr einfach durch Verschieben des Antriebsbolzens bewirken, wogegen bei einem Kurbelantrieb eine relativ aufwendige Kupplung vorgesehen werden müßte.cause very simply by moving the drive bolt, whereas with a crank drive a relatively complex coupling would have to be provided.

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Durch Anbau eines weiteren Abtastelementes, z.B. eines Schalters, der bereits vor Beginn des Wechselvorganges den Ladezustand des Magazinplatzes feststellt, der unter die Spindel eingeschwenkt werden soll, läßt sich auf einfache Weise bei leerem Platz ein beschleunigtes Weiterschalten der Magazinplatte erreichen, indem die Kurvenscheibe über einen Antrieb mit verschiedenen Drehzahlen, z.B. mittels eines polumschaltbaren Motors, angetrieben wird.By adding a further sensing element, e.g. a switch, which is already activated before the change process begins determines the loading status of the magazine location that is swiveled under the spindle If the space is empty, an accelerated indexing of the magazine plate can be achieved in a simple manner can be achieved by turning the cam disc 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 jedoch bedingen, daß eine Nockenscheibe relativ großen Durch-The cam disk can be designed very differently. For example, it can be used as a cam disk be formed whose circumferential contour is scanned by the drive pin. However, this would require that a cam disc has a relatively large diameter

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messers verwendet werden muß und außerdem die Vorschubbewegung des Schlittens etwa radial zur Rotationsachse der Nockenscheibe verlaufen müßte, was zu einer ungünstigen räumlichen Verteilung und großem Platzbedarf führen würde. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfaßt daher die räumliche Kurvenscheibe einen zylinderformigen Körper, in dessen Mantel eine Nut für den Antriebsbolzen eingearbeitet ist. Dabei sind ferner die !Führungen für den Schlitten zur Achse des zylinderformigen Körpers parallel angeordnet. Die Verwendung eines zylinderformigen 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.knife must be used and also the feed movement of the carriage approximately radially to the axis of rotation the cam disk would have to run, which leads to an unfavorable spatial distribution and a large space requirement would lead. In a preferred embodiment of the Invention therefore comprises the spatial cam disc a cylindrical body in whose jacket a groove for the drive pin is incorporated. There are also the! Guides for the slide to the axis of the cylindrical Body arranged in parallel. The use of a cylindrical body has the advantage that at A relatively small diameter of this body can be used to achieve a large stroke due to the axial length this body is limited. 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 zylinderformigen Körper liegt darin, daß diese Kurvenscheibe gleichzeitig noch zurAnother advantage of using a spatial cam with a cylindrical body is in the fact that this cam disk is also used at the same time

( j Durchführung weiterer Funktionen verwendet werden kann.(j can be used to perform other functions.

Zu diesem Zweck ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung auf den Mantel des zylinderformigen Körpers ein radial vorstehender Gewindeabschnitt aufgesetzt, der über einen Teil des Umfanges reicht und in den Vorsprünge der Teilplatte eingreifen. Eine Umdrehung des zylinderformigen Körpers bewirkt also gleichzeitig eine Weiterschaltung der Teilplatte und damit der mit der Teilplatte drehstarr verbundenen Magazinplatte. Dabei sind bevorzugt die Achse des zylinderformigen Körpers und die Achse der Teilplatte tangential zueinander gerichtet. Der Antrieb der Teil-For this purpose, in a preferred embodiment of the invention, on the jacket of the cylindrical Body placed a radially protruding threaded portion that extends over part of the circumference and engage in the projections of the partial plate. One rotation of the cylindrical body thus causes 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 are preferred directed tangentially to each other. The drive of the partial

*) mit Ein- und Auslauf*) with inlet and outlet

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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.plate takes place like a worm drive in which the Worm shaft only during part of a complete revolution with the projections of the partial plate in Intervention is.

Das Ausrücken des Antriebsbolzens aus der Nut der räumlichen 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 Bolzenlängsrichtung sondern quer hierzu wirkt. 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 Manteloberflache 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 bewirktThe disengagement of the drive bolt from the groove of the three-dimensional cam disk can, for example, by a Be done electromagnet, which pulls the drive pin back out of the groove when it is acted upon by the in this case Switch trained button is controlled. The button can also work mechanically and through a mechanical transmission linkage disengage the drive pin, its driving force that moves the slide acts not in the longitudinal direction of the bolt but transversely thereto. The release process takes place in an area in which the groove is tangential to the cylindrical body and therefore does not transfer any transverse forces to the bolt that complicate or could impair the release process. In a preferred embodiment the invention, however, the disengagement movement is generated by the cam itself. It In such an embodiment of the invention, the groove base falls in the area of the groove in which the drive pin 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; on the drive pin in This position in its longitudinal direction locking bolt is provided, which can be engaged by the button is. It therefore only needs a very small force to be transmitted from the button, because only that This causes engagement and disengagement of a bolt

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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 Tasterpositior 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 Riegelmust be, whereas the retraction movement of the drive bolt from the drive which takes place against spring force spatial cam is generated. A purely mechanical transmission of the button position can therefore be achieved Realize as well as an electric or pneumatic lock, as in one embodiment the invention is provided in which the button is a pneumatic valve (roller lever valve) and the bolt

V- *■ von einem Arbeitszylinder betätigbar ist. Dabei ist derV- * ■ can be actuated by a working cylinder. Here is the

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 bolt can be moved easily both when locking and when unlocking, because the drive pin is in both cases rests on the groove base and the spring loading the drive pin is against the three-dimensional cam supports, but does not load 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.The latch can be designed differently; it is preferred to be transverse to the longitudinal axis of the drive pin movable plate designed to fit into a groove of the drive pin.

( Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der vorliegen- ( Further details and designs of the present

den 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:the invention emerges from the following description of an exemplary embodiment shown in the drawing in connection with the claims. It show in a simplified and schematic representation omitting details that are not necessary for understanding the invention:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine mit angebautem mechanischen Werkzeugwechsler mit Magazin,1 shows a perspective view of a machine tool with an attached mechanical tool changer with magazine,

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Pig. 2 einen Schnitt durch den mechanischen Antrieb des Wechslers ohne Magazin und ohne Schlitten, Pig. 2 a section through the mechanical drive of the changer without magazine and without slide,

Fig. 3 einen Axialschnitt durch Magazinplatte, Teilplatte und Schlitten in einer zur Ebene von Fig. 2 senkrechten Ebene, und3 shows an axial section through the magazine plate, partial plate and slide in a plane perpendicular to the plane of FIG. 2, and

Fig. 4- eine Draufsicht auf Schlitten und Werkzeugwechsler ohne Antrieb in Richtung eines Pfeiles IV der Fig. 3-Fig. 4- is a plan view of the carriage and tool changer without drive in the direction of an 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 Elektromotor 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 a cross table 2 is mounted movable in its plane. The cross table 2 is in the usual way can be moved in a controlled manner by means of a numerical control. On the cross table 2 is the to be processed Workpiece attached. On the machine frame 1, a headstock 3 is perpendicular to the plane of the cross table 2 mounted displaceably, the spindle 4 of which holds a tool 5 clamped. Further tools 5 'are in a tool magazine 6 held, 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 set in rotation via an intermediate gear 9.

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 NutThe section shown in Fig. 2 is an axial section through the output shaft of the intermediate gear 9. The Mechanical drive 10 shown in Fig. 2 comprises a spatial cam 11, which consists of a hollow cylinder 12 consists, in the outer surface of which there is a groove

*) polumschaltbaren *) pole-changing

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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 Hohlwelleis incorporated that corresponds to the axis of the hollow cylinder 12 partly tangential, partly helically wound sections. The hollow cylinder 12 is with a The end rotatably mounted on an axle pin 14 a side plate 15 is screwed. At one of this The intermediate gear 9 is flanged to the parallel side plate 16 and a hollow shaft on its stub shaft 17

18 befestigt ist, deren anderes Ende mit dem Hohlzylinder "S* 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 Führungen18 is attached, the other end of which is rigidly connected to the hollow cylinder "S * 12 in the area that the axle bolt 14 is turned away. The two side plates 15 and 16 provided parallel to one another and spaced apart are used at the same time as a carrier for two cylindrical guides

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 Werkzeugwechselzyklus oder dem Steuern19 and 20, which are arranged parallel to one another and to the axis of the hollow cylinder 12. The hollow shaft 18 carries Cam disks 21 and 22 which interact with a limit switch 23 or corresponding pneumatic control valves. The control elements 21 to 23 are used for the cycle-dependent control of individual punctures, such as for example, the switching off of the electric motor 8 after going through a tool change cycle or the control

( ■ des Spannvorganges der Werkzeugspannung in der Spindel 4,(■ the clamping process of the tool clamping in spindle 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.which comprises in a known manner a tie rod that engages or releases a clamping head, which 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, a threaded section 24 is included formed radially outward from the surface of the jacket of the hollow cylinder 12 protruding strips.

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An den beiden Führungen 19 und 20 ist ein Schlitten 25 mittels Langskugelfuhrungen leicht verschiebbar gelagert. Der Schlitten 25 ist radial zum Hohlzylinder versetzt und diesen wie ein in Umfangsrichtung kurzer Hohlzylinderabschnitt übergreifend gestaltet. An dem Schlitten 25 ist ein Antriebsbolzen 26 radial zum Hohlzylinder 12 ausgerichtet und in seiner Längsrichtung gegen die Kraft einer Feder 27 verschiebbar gelagert. L· An dem dem Hohlzylinder 12 zugewandten Ende des AnA slide 25 is mounted on the two guides 19 and 20 so as to be easily displaceable by means of long ball guides. The slide 25 is offset radially to the hollow cylinder and is designed to overlap it like a hollow cylinder section which is short in the circumferential direction. On the slide 25, a drive pin 26 is aligned radially with respect to the hollow cylinder 12 and is mounted displaceably in its longitudinal direction against the force of a spring 27. L · At the end of the An facing the hollow cylinder 12

triebsbolzens 26 ist eine Rolle 28 gelagert, deren Durchmesser geringfügig kleiner ist als die lichte Weite der Nut 13, in die der Antriebsbolzen 26 mit der Rolle 28 eingreift.Drive pin 26 is mounted a roller 28, the diameter of which is slightly smaller than the clear width the groove 13 into 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 Hohlzylinder 12 abge-■j wandten Ende der Welle 30 ist eine Magazinplatte 31At the lower, the guide 20 comprehensive area of the carriage 25, a carrier 29 is screwed, in which a shaft 30 is rotatably mounted, the axis of which is parallel to the plane defined by the guides 19 and 20 and is oriented tangentially to the axis of the hollow cylinder 12. On the lower, hollow cylinder 12 The opposite end of the shaft 30 is a magazine plate 31

befestigt, und drehstarr mit der Welle 30 verbunden; entsprechend ist an dem gegenüberliegenden, oberen, dem Hohlzylinder 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 vorge-attached, and rotatably connected to the shaft 30; corresponding to the opposite, upper, the end of the shaft 30 adjacent to the hollow cylinder 12 is a partial plate 32 attached to the shaft 30 in a rotationally rigid manner. Along the circumference of the magazine plate 31, which has the shape Has a circular disk, tool receiving recesses 33 are incorporated, made of plastic Inserts 34- are inserted in the 4 have a U-shaped outline with two opposing, mutually parallel gripping surfaces 35 on two on, not shown Tool holder for each tool

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sehenen, vertieften Flächen anliegen. Ein Werkzeug ist daher nach Einschieben in Richtung eines Pfeiles 36 von der Magazinplatte 31 gehalten und in entgegengesetzter Richtung entnehmbar.the recessed areas you see. A tool is therefore pushed in in the direction of arrow 36 held by the magazine plate 31 and in opposite Direction removable.

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 C - Lücken zwischen den Rollen 37 sind geringfügig größerThe partial plate 32 has on its end face facing the hollow cylinder 12 rotatably mounted rollers 37, which are rotatable about axes parallel to the shaft 30. the C - Gaps between rollers 37 are slightly larger

als die Breite der den Gewindeabschnitt 24 bildenden Leisten; entsprechend ist der Durchmesser der Rolle geringfügig kleiner als die lichte Weite der Nut 13·than the width of the thread portion 24 forming Afford; accordingly, the diameter of the roller is slightly smaller than the 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 38 engages with one end between two rollers 37, which is tangential to and relative to the partial plate 32 to slide 25 or carrier 29 fixed axis 39 against Spring force is pivotable.

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 zuge-A scanner 40 in the form of a roller lever valve is attached to the carrier 29, the roller 41 of which has two assumes different positions, depending on whether a tool is contained in the adjacent insert 34 is or not. Correspondingly, the roller lever valve is then open or in the blocking position or venting switched. A working cylinder is connected to the roller lever valve via lines not shown in detail 42 connected to the carriage 25 approximately radially to Axis of the drive pin 26 is attached. In the working cylinder 42 is a piston 43 against the action a spring 44 displaceable. If compressed air is supplied to the working cylinder 42 when the roller lever valve is open

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führt, 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 4-3 den Riegel 4-5 gegen einen Bund 46 des Antriebsbolzens 26.leads, the piston 43 moves 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 spring 44 pushes the piston 4-3 Latches 4-5 against a collar 46 of the drive pin 26.

Die Nut 13 im Hohlzylinder 12 weist an einer Stelle, 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 Führungen 19 und 20 mitgenommen wird.The groove 13 in the hollow cylinder 12 has at one point which it runs tangential to the axis of the hollow cylinder 12, the depth is zero, so that the groove base reaches the outer surface of the hollow cylinder 12. Located If this part of the groove 13 is 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 collar 46. Prevails too At this point in time there is no pressure in the working cylinder 42 because the roller lever valve forming the scanner 40 is blocked is or is in the vent position, 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 remains Drive pin in this position because it no longer engages groove 13. It can therefore the hollow cylinder 12 rotate without the carriage 25 moving over the axle pin 14 in the direction of the guides 19 and 20 is taken.

Ist ein Werkzeugwechsel durchzuführen, dann wird zunächst der Spindelstock 3 mit der Spindel 4 vom Kreuztisch 2 weg nach oben gefahren, bis das Werkzeug 5 bzw. die im Werkzeughalter des Werkzeuges 5 eingearbeiteten parallelen Flächen sich in der Ebene der Magazinplatte 31 befinden. Von der Werkzeugmaschinensteuerung wird die Spindel 4 in einer solchen Winkellage angehalten,If a tool change has to be carried out, the headstock 3 with the spindle 4 is first removed from the cross table 2 moved upwards until the tool 5 or those incorporated in the tool holder of the tool 5 parallel surfaces are located in the plane of the magazine plate 31. From the machine tool control the spindle 4 stopped in such an angular position,

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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. 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. Damit gelangt das nächste 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 mit der Magazinplatte 31 und der Teilplatte 32 zurück in die von der Spindel 4 entfernte Ausgangslage.that these surfaces on the tool holder to the gripping surfaces 35 of the insert 34 aligned in the magazine plate 31 are. The electric motor 8 is now activated, which then drives the mechanical drive via the intermediate gear 9 10 set 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 along by the groove 13 and the slide 25 along the guides 19 and 20 towards the The spindle 4 is displaced until the tool located in the spindle enters the insert 34 in the direction of the arrow 36 the magazine plate 31 arrives. Now one of of the cam disk 21 controlled valve, not shown, the tool clamping in the spindle 4 is released. Then the headstock 3 with the spindle 4 is moved upwards, so that the cone of the tool holder comes free from the tapered bore of the spindle 4. Now with further rotation of the hollow cylinder 12, its Groove 13 runs tangentially in this area and without an axial component, through the threaded section 24 and the rollers 37 advance the partial plate 32 by one pitch moved after the lever 38 has been pivoted out beforehand. The next tool arrives at the magazine plate 31 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 clamps it after control. During the further Rotation of the hollow cylinder 12, the drive pin 26 is taken along again and guides the carriage with the magazine plate 31 and the partial plate 32 back into the starting position removed from the spindle 4.

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Befindet sich in dem Einsatz 34, der nach der Übernahme des Werkzeuges aus der Spindel in die Magazinplatte in die Werkzeugwechselstellung unterhalb der Spindel 4 gelangt, kein Werkzeug, so wird über das als Abtaster 40 dienende Rollenhebelventil, dessen Rolle 4-1 wegen des Fehlens des Werkzeuges nicht eingeschwenkt wird, der Arbeitszylinder 42 entlüftet und es schiebt die Feder über den Kolben 43 den Riegel 45 vor den Bund 46, daLocated in the insert 34 after the takeover of the tool from the spindle into the magazine plate into the tool change position below the spindle 4 If no tool arrives, then the roller lever valve serving as scanner 40, whose roller 4-1 due to the absence of the tool is not swiveled in, the working cylinder 42 is vented and it pushes the spring on the piston 43 the bolt 45 in front of the collar 46, there

"*" zu diesem Zeitpunkt der Antriebsbolzen 26 durch den im "*" at this time the drive pin 26 through the im

Bereich der Mantelfläche des Hohlzylinders 12 befindlichen Nutgrund der Nut 13 zurückgeschoben ist. Dadurch kann bei der Weiterdrehung zwar der Gewindeabschnitt die Teilplatte 32 weiterschalten, es wird jedoch der Schlitten 25 nicht zurückgeführt. 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.The groove base of the groove 13 located in the area of the lateral surface of the hollow cylinder 12 is pushed back. Through this the threaded section can indeed advance the partial plate 32 during the further rotation, but it becomes the Slide 25 not returned. This repeats itself until the scanner 40 detects a tool and this is then taken over by the spindle 4 is after the bolt 45 has been pulled away by the piston 43 from the drive pin 26 and this thereby could engage in the groove 13 again.

Claims (8)

Mill t tat t·Mill t tat t ZP 132 R/CZP 132 R / C SchutzansprücheProtection claims 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 Umfangs angeordneten, nach außen offenen Werkzeugaufnahmeaussparungen versehen ist, mit einer
mit der Magazinplatte drehstarr verbundenen Teilplatte, die in ebenso viel 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, die mit der Teilplatte (32) in
Antriebsverbindung ist, 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) in seiner Längsrichtung entgegen Federkraft verschiebbar gelagert ist und durch Verschieben aus der Kurvenscheibe (11)Tool changer with magazine for a machine tool for successive, automatic machining of workpieces with different tools that can be clamped in a spindle of the machine tool
a circular disk-shaped magazine plate, the axis of which is aligned parallel to the spindle axis and which is provided with tool receiving recesses arranged along its circumference and open to the outside, with a
with the magazine plate rotatably connected part plate, which can be rotated and locked in just as many different angular positions as the
Magazine plate has tool holder recesses,
with a carriage carrying the magazine plate and the sub-plate, which can be displaced back and forth in the direction of the spindle by a mechanical drive,
characterized in that the mechanical drive
(10) comprises a rotatingly driven spatial cam disk (11) which is connected to the partial plate (32) in
The drive connection is that on the carriage (25)
Drive bolt (26) is attached, which engages in the spatial cam disc (11) and when it rotates moves the carriage (25) with the magazine plate (31) so that the drive bolt (26) is mounted displaceably in its longitudinal direction against spring force and by moving from the cam (11) ·* mi ft ·» > I · a · · · t · * Mi ft · » > I · a · · · t • III · · « ·• III · · «· I I 1 I * · ·I I 1 I * · · ausrückbar ist, und daß ein Abtaster (40) im Bereich der der Spindel (M) zugewandten Werkzeugaufnahmeaussparung (3¹O zum Abtasten dieser Werkzeugaufnahmeaussparung auf das Vorhandensein eines Werkzeugs (5) vorgesehen ist.is disengaged, and that a scanner (40) in the region of the spindle (M) facing the tool receiving recess (3 ¹ is provided for scanning of these tool receiving recess for the presence of a tool (5) O. 2. Werkzeugwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die räumliche Kurvenscheibe (11) einen zylinderförmigen Körper (12) umfaßt, in dessen Mantel eine Nut (13) elngarbeitet ist, in die der Antriebsbolzen (26) eingreift.2. Tool changer according to claim 1, characterized in that the spatial cam disc (11) has a cylindrical shape Body (12) comprises, in the jacket of which a groove (13) is elngarbeiten into which the drive pin (26) intervenes. 3. Werkzeugwechsler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (19 und 20) für den Schlitten (25) zur Achse des zylinderförmigen Körpers (12) parallel angeordnet sind.3. Tool changer according to claim 2, characterized in that the guides (19 and 20) for the slide (25) are arranged parallel to the axis of the cylindrical body (12). 4. Werkzeugwechsler nach Anspruch 2 oder 3j dadurch gekennzeichnet, daß auf den Mantel des zylinderförmigen Körpers (12) ein radial vorstehender Gewindeabschnitt (2*4) 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 3j thereby characterized in that on the jacket of the cylindrical body (12) a radially projecting threaded portion (2 * 4) is placed, which extends over part of the circumference and in the projections (47) of the partial plate (32) intervene. 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 the axis of the cylindrical Body (12) and the axis (30) of the partial plate (32) are directed tangentially to one another. ·· t«fft β · ···· t «fft β · ·· 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 Umfangsrlchtung verläuft, und daß ein mit dem in dieser6. Tool changer according to one of claims 2 to 5, characterized in that the groove base is in the region of the groove (13) in which the drive pin is (26) is in the tool change end position of the slide (25), coincides with the jacket surface, the groove (13) running in the circumferential direction in this area, and that one with the one in this C Lage befindlichen Antriebsbolzen (26) in EingriffC position located drive pin (26) in engagement bringbarer Riegel (45) vorgesehen ist.bringable bolt (45) is provided. 7. Werkzeugwechsler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Taster (40) ein Pneumatikventil (Rollenhebelventil) ist und der Riegel (45) mit einem Arbeitszylinder (42) verbunden ist.7. Tool changer according to one of the preceding claims, characterized in that the button (40) is a Pneumatic valve (roller lever valve) and the bolt (45) are connected to a working cylinder (42) is. 8. Werkzeugwechsler nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Riegel (45) als quer zur Längsachse 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 transverse to the longitudinal axis of the The drive pin (26) is more movable and engages in a groove or in front of a collar (46) of the drive pin (26) Plate is formed.