DE8620289U1 - Werkzeugwechsler für Universal-, Fräs- und Bohrmaschinen - Google Patents

Description

MAHO Werkzeugmaschinenbau Babel & Co D-8962 Pftonten

Werkzeugwechsler für Universal-/ Fräs- und Bohrmaschinen

Die Erfindung betrifft einen Werkzeugwechsler für Universal-Fräs- und Bohrmaschinen sowie für Bearbeitungszentren, der wahlweise die Horizontal- und die Vertikalspindel entsprechend dem jeweiligen Bearbeitungsprogramin bedienen kann. Greifzangen zur Aufnahme und Halterung der Werkzeuge sind in mehreren Richtungen und um mehrere Achsen derart bewegbar, daß die Werkzeuge einem Magazin entnommen und wahlweise in die Horizontalspindel oder in die Vertikalspindel eingesetzt werden können.

Die Werkzeugwechsel bei Universal- Präs- und Bohrmaschinen zu automatisieren, ist nur dann technisch sinnvoll, wenn gleichzeitig auch die Maschinen selbst von der Hörizontal-Bearbeitung zur Vertikal-Bearbeitung automatisch umgerüstet

werden können/ was nur bei wenigen Speziäitypen der Fall ist. Für eine derartige Werkzeugmaschine ist aus der DE-OS 33 44 048 ein Werkzeugwechsler bekannt/ der aus einer von der Maschine gesonderten Tragkonstruktion fur einen mit einem Greiferkopf ausgestatteten Greifarm besteht. Dieser Greifarm ist für den Werkzeugtransport zwischen der jeweiligen Spindel und einem Werkzeugmagazin horizontal längsverschiebbar und um seine Längsachse verdrehbar ausgebildet. Nachteilig bei dieser bekannten Ausführung ist der lange Transportweg des Greifarms und die dadurch notwendigen formsteifen Führungen für den an seinem vorderen Ende mit der Hubmechanik/ der Greifzange und dem Werkzeug belasteten Führungsarm. Darüber hinaus ist nur eine Greifzange am freien Ende des Führungsarms vorgesehen/ was die Werkzeugwechselzeiten in unerwünschter Weise verlängert.

Aus der DE-OS 30 17 613 ist eine Werkzeugwechselvorrichtung für eine Werkzeugmaschine mit Horizontal- und Vertikalspindel bekannt/ die einen an einem Greiferäfm schwenkbar gelagerten Doppelgreifer enthält. Der um seine Längsachse verdrehbare Greiferarm ist in zwei Richtungen parallel und senkrecht zur Spindelachse verschiebbar geführt. Dieser Werkzeugwechsler ist jedoch hinsichtlich seiner Arbeitsweise an einen besonderen Werkzeugmaschinen-Typ gebunden/ bei welchem die beiden Spindeln in einem gemeinsamen um seine vertikale Achse verdrehbaren Kopf gelagert sind. Für den Wechsel der Werkzeuge det Horizontalspindel muß der Kopf aus seiner Normallage um 90° verdreht und seitlich versetzt werden, damit die Greifzange ohne Kollision an die nunmehr seitlich positionierte Spinde] heranfähren und das Werkzeug ergreifen kann. Ein derartiger Maschinentyp ist jedoch technisch außerordentlich aufwendig und es

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ergeben sich Genäüigkeitspfobleme durch das in den Drehkopf eingebaute Umlenkgetriebe für die Spindelantriebe. Darüber hinaus stehen die beiden Greifzangen des Doppelgreifers unter einem rechten Winkel zueinander und ermöglichen die Erfassung und Handhabung jeweils nur eines einzigen Werkzeugs.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Werkzeugwechsler für eine numerisch gesteuerte Universal-/ Fräs- und Bohrmaschine mit Horizontalspindel und einem gesondert an dem Spindelstock montierbaren Vertikalfräskopf zu schaffen/ die eine günstige Ausnutzung des an der Werkzeugmaschine vorhandenen Raumes gestattet und bei relativ einfacher stabiler Konstruktion kurze Wechselzeiten ermöglicht.

Diese Aufgabe wird bei einem Werkzeugwechsler für Horizontal- und Vertikalspindeln/ bestehend aus einer Tragkonstruktion für mindestens eine Greifzange/ die zwischen der Wechselposition eines Werkzeugmagazins und wahlweise der Horizontalbzw, der Vertikalspindel motorisch gesteuert bewegbar ist/ erfindungsgemäß dadurch gelöst/ daß je eine Greifzange am freien Ende von zwei Teleskoparmen montiert ist/ deren Mittelachsen sich unter einem spitzen Winkel in der jeweiligen Spindelachse schneiden/ daß die beiden Teleskoparme gemeinsam an einem Schwenkglied montiert sind/ dessen Drehachse beim Ein- und Ausbau des jeweiligen Werkzeugs in bzw. aus der Spindel quer zu den Achsen der Horizontal- und der Vertikalspindel verläuft/ und daß an einem horizontal verschiebbaren Schlitten ein Support vertikal verschiebbar geführt ist/ welcher das Schwenkglied trägt.

Das erfindungsgemäße Vorsehen der beiden unter einem spitzen

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Winkel zueinander ausgerichteten Teleskoparme ermöglicht schnelle Wechselvorgange, da der eine Teleskoparm zur &bull;Aufnahme des "verbrauchten¹¹ dient und der andere Teleskoparm das "neue" Werkzeug trägt.

Zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels des neuen Werkzeugwechslers anhand der Zeichnung. Es zeigen:

Fig. 1 einen Werkzeugwechsler beim Aus- und Einbau eines Werkzeugs in die Horizontalspindel;

\ Fig« 2 den Werkzeugwechsler nach Fig. 1 bei der

Bedienung der Vertikalspindel - jeweils in perspektivischer Darstellung.

Die in der Zeichnung dargestellte Werkzeugmaschine ist ein numerisch gesteuertes Bohr- und Fräszentrum/ von dem nur der in Linearführungen am Ständer horizontal verfahrbare Spindelstock 1 gezeigt ist. Im unteren Teil des Spindelstocks 1 befindet sich die Horizontalspindel 2, welche über nichx dargestellte Antriebe in Drehbewegung versetzt wird. Die Stirnfläche 3 oberhalb der Horizontalspindel 2 ist unter 45° nach rückwärts geneigt und trägt einen Schwenkkopf j 4/ der großflächig mittels einer entsprechend abgeschrägten

Rückfläche abgestützt ist und um eine zur 45°-Schrägfläche

senkrechte Mittelachse verdreht werden kann. Ah einer

F Endfläche des Schwenkkopfes 4 ist ein Vertikalfräskopf

5 mit einer darin gelagerten Vertikalspindel 6 über ein Zwischenstück 7 montiert. In der Stellung nach Fig. 1

i, befindet sich der Vertikalfräskopf in seiner oberen Außer-

" betriebs-Lage und in der Stellung nach Fig. 2 in seiner

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Arbeitsposition. Außermittig oberhalb des Spindeistocks 1 ist ein Werkzeugmagazin 26 montiert, dessen Werkzeug-Wechsel-Position 8 so plaziert ist, daß sie durch entsprechende Bewegungsfolgen des Werkzeugwechslers von den Greiferzangen ohne Kollision mit dem Spindelstock oder dem Vertikalkopf erreicht werden kann.

Der Werkzeugwechsler enthält einen Schlitten 10/ der hochkant in Horizontalführungen 11 an einem stationären Maschinenteil/ z. B. am Maschinenständer/ an einer gesonderten Konsole/ an einer Wand der Schutzkabine oder auch an einem Bedienungsfahrzeug/ in Pfeilrichtung A motorisch mittels eines Linearantriebes, z. B. Stellzylinder oder Spindeltriebe/ verfahrbar ist. Am vorderen Teil des Schlittens 10 ist ein formsteifer Support 12 in Vertikalführungen 13 in Pfeilrichtung B motorisch bewegbar geführt. Dieser etwa rechteckige Support 12 trägt an seinem vorderen vorstehenden Ende einen Halter in Form eines Drehbügels 14/ der um eine vertikale Achse in Pfeilrichtung C um jeweils 90° motorisch verdrehbar ist. Die beiden Schenkel 15 dieses Drehbügels 14 ragen seitlich neben der Drehachse nach unten und bilden auf diese Weise einen Freiraum 16 (Fig. 2). Zwischen beiden Schenkeln 15 ist ein Schwenkglied 17 von etwa T-formigem Querschnitt in Pfeilrichtung D um 90° motorisch schwenkbar gelagert/ an dessen beiden Seitenstegen je ein Teleskoparm 20/ 21 befestigt ist. Jeder Teleskoparm 20/ 21 trägt an seinem vorderen Ende eine Greifzange 22/ 23 zur lösbaren Aufnahme und Handhabung je eines Werkzeugs 24, 25. Die Anordnung der beiden Teleskoparme 20/ 21 ist so getroffen/ daß ihre Längsachsen in einer gemeinsamen Ebene unter einem spitzen Winkel zuei minder geneigt sind und sich in der Mittelachse der Hor*«ontalspindel 2 (Fig. 1) bzw. detr Veiffcikalöpindel 6 (Fig. 1) schneiden.

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Der beschriebene Werkzeugwechsler kann die im folgenden beschriebenen Werkzeugwechsel-Vorgänge ausführen:

Zum Bedienen der Horizontalspindel 2 gemäß Fig. 1 sei angenommen, daß das Werkzeug 24 gegen das neue Werkzeug 25 ausgetauscht werden soll. In der in Fig. 1 gezeigten Wechselstellung ist der Teleskoparm 20 ausgefahren und seine Greifzange 22 hat das noch in der Horizontalspindel 2 gehalterte Werkzeug 24 seitlich erfaßt. Durch Zurückfahren des Spindelstocks 1 oder auch durch eine Vorwärtsbewegung des Schlittens 10 wird dieses Werkzeug 24 aus der Spindel 2 herausgezogen. Daraufhin fährt der Teleskoparm 20 ein und anschließend - oder auch gleichzeitig -

fährt der zweite Teleskoparm 21 aus, so daß das von seiner Greifzange 23 gehalterte neue Werkzeug 25 genau vor die Horizontalspindel 2 bewegt wird/ wobei die Werkzeugachse mit der Spindelachse fluchtet. Durch Ausfahren des Spindelstocks 2 oder durch eine Rückwärtsbewegung des Schlittens 10 wird das neue Werkzeug 25 in die Horizontalspindel 1 eingeschoben. Durch die gegenseitige Neigung der Achsen der beiden Teleskoparme 20/ 21 werden Kollisionen bei den jeweiligen Ausfahr- und Einziehbewegungen vermieden*

Anschließend erfolgt das Einfahren des Teleskoparmes 21, so daß nunmehr beide Greifzangen 24, 25 sich in einer zurückgezogenen Lage befinden. Bei der dargestellten Ausführung werden danach das Schwenkglied 17 und anschließend der Drehbügel 14 jeweils um 90° gedreht, um die Greifzangen 22, aus der Bewegungsbahn des Spindelstocks 2 zu bringen. Der Schlitten 10 fährt in Pfeilrichtung A nach hinten. Der

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Teleskoparm 21 fährt aus und seine Greifzange 23 holt sich aus dem Magazin 26 ein in der Position 8 bereitgestelltes Werkzeug und fährt wieder ein. Dann fährt der das "alte" Werkzeug 24 tragende Teleskoparm 20 aus, legt das Werkzeug 24 im freigewordenen Magazinplatz G ab und fährt wieder in seine Wartestellung zurück. Das Magazin 26 kann jetzt wieder ein neues Werkzeug bereitstellen. Bei einem neuen Werkzeugwechsel boginnt der Wechselvorgang mit dem Vorfahren des Schlittens 10.

Der Werkzeugwechsel in die Vertikalspindel 5 vollzieht sich in ähnlicher Weise wie der vorstehend beschriebene Wechselvorgang, wobei lediglich das Schwenkglied 17 in den beiden Schenkeln 14 des Drehbügels 14 um 90° aus der Stellung nach Fig. L in die in Fig. 2 dargestellte Position verschwenkt worden ist, so daß sich die beiden Teleskoparme 20, 21 mit den Greifzangen 22, 23 unter dem in der Arbeitsstellung befindlichen Vertikalfräskopf 5 befinden. Aufgrund der gegenseitigen Neigung der beiden Teleskoparme 20, 21 unter einem spitzen Winkel und des Schnittpunktes ihrer Achsen in der Mittelachse der Vertikalspindel, befindet sich das vom jeweils ausgefahrenen Teleskoparm 20 bzw. 21 gehalterte Werkzeug in der Spindelachse, so daß durch eine Vertikalbewegung des Supports 12 in seinen Führungen das Werkzeug in die Vertikalspindel eingeschoben bzw. herausgezogen werden kann.

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Es sei darauf hingewiesen/ daß alle vorstehend erläuterten Bewegungen mit Hilfe von Antriebsmotoren erfolgen/ die von der numerischen Steuerung der Werkzeugmaschine angesteuert werden. Auf diese Weise wird ein vollautomatischer Betrieb der Werkzeugwechselvorgänge erreicht; und zwar unabhängig davon, ob die Horizontalspindel oder die Vertikalspindel bedient wird.

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Claims (2)

1. Herkzeugwechsler für die Horizontal- und Vertikalspindel von Universal- Fräs- und Bohrmaschinen/ bestehend aus einer Tragkonstruktion für mindestens eine Greifzange, die zwischen d'*r Wechselposition eines Wer£z.eugmagazins und wahlweise der Horizontal- bzw. der Vertikalspindel motorisch gesteuert bewegbar ist/

dadurch gekennzeichnet/

daß je eine Greifzange (22/ 23) am freien Ende von zwei Teleskoparmen (20/ 21) montiert ist/ deren Mittelachsen sich unter einem spitzen Winkel in der jeweiligen Spindelachse schneiden/

daß die beiden Teleskoparme (20/ 21) gemeinsam an einem Schwenkglied (17) montiert sind/ dessen Drehachse - in der jeweiligen Wechselposition - quer zu den Achsen der Horizontal- und der Vertikalspindel verläuft/ und daß ein Support (12) als Halterung für das Schwenkglied (17) an einem Schlitten (10) vertikal verschiebbar montiert ist.

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2. Werkzeugwechsler nach Anspruch 1/ dadurch gekennzeichnet/ daß an der Unterseite des Supports (12) ein Drehbügel (14) um die Vertikalachse verdrehbar montiert ist, in dessen nach unten ragenden Schenkeln (15) das Schwenkglied (17) mit den beiden Teleskoparmen (20/ 21) gelagert ist.

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