SE451366B - Anordning for byte av verktyg i verktygsmaskiner - Google Patents

Description

451 366 10 15 20 25 30 35 2 har ett utrymme, i vilket ett hylsväggen till ingrepp med spindeln påverkande tryck är etablerbart genom tryck- medelstillförsel via ett ventilarrangemang. Medelst apparaten skall verktygsbytet kunna utföras på brákdelen av den tid, som åtgår vid manuellt verktygsbyte. Apparaten skall därjämte ha en relativt enkel uppbyggnad och utan några betydande ombyggnadskrav kunna införlivas också med befintliga verktygsmaskiner. Ändamålet uppnås där- igenom, att apparaten är försedd med minst ett huvud, som har en till ingrepp med fastspänningsorganen aktiver- bar ingreppsanordning och medelst en transportanordning är förflyttbart mellan ett läge för upptagning och av- givning av fastspänningsorgan och ett läge intill åt- minstone en verktygsspindel för att där avge respektive uppta fastspänningsorgan samt en ventilingreppsmekanism, vilken är inrättad att alternativt påverka en till nämnda utrymme kopplad avlastningsventil i ventilarrangemanget eller ansluta en tillförselventil till en tryckmedium- källa.

Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas under hänvisning till bifogade ritningar, som visar utföringsexempel. Fig 1 visar ovanifrån ett i apparaten enligt uppfinningen ingående huvud i ingrepp med ett på en verktygsspindel placerat fastspänningsorgan. Fig 2 visar huvudet enligt fig l i tvärsektion. Fig 3 visar den sida på huvudet, som vid huvudets tillförsel till verktygsspindeln är vänd utåt. Pig 4 visar en sektion längs linjen 4-4 i fig 3. Fig 5 visar en transportan- ordning för förflyttning av huvuden i ett horisontellt plan och fig 6 visar en motsvarande transportanordning för förflyttning av huvuden i ett vertikalplan.

I fig l betecknas med 10 ett parti av en verktygs- maskin, som har en verktygsspindel ll. På denna spindel ll är ett fastspänningsorgan fäst, vilket generellt betecknas med 12. Fastspänningsorganet l2 är hylsformigt och har en inre del 13, på vilken ett verktyg 14, t ex en fräs, är fäst, och en yttre del 15 med större diameter.

G11 10 15 20 30 35 451 366 . ...aflvqm 3 Verktyget 14 anligger med sin utåtvända sida mot den ansats som bildas mellan delarna 13 och 15. Fastspännings- organet 12 fastspännes pá spindeln ll på välkänt sätt genom att ett tryckmedium tillföres en icke visad, i axialriktningen längsträckt hålighet i hylsväggen nära dennas insida medelst en tillförselventil 16, som står i förbindelse med háligheten via en icke heller visad kanal- Genom tryckmedelstillförsel tryckes hylsans inner- yta mot spindelns ll periferiyta och ett säkert ingrepp uppnås. Då man vill avlägsna fastspänningsorganet 12 med verktyget 14 påverkas en icke visad, till háligheten ansluten avlastningsventil medelst en tapp 17, vilken utskjuter från delens 15 utåtriktade sida. Fastspännings- organets 12 del 15 innehåller en därmed integrerad, icke närmare visad säkerhetsanordning och har sådan längd, att den erbjuder en tillfredsställande ingreppsyta för det huvud 18, som användes för verktygsbyte och som är uppfinningens mest väsentliga del. Ändamålet ü med huvudet är att på ett ställe uppta ett fastspännings- organ 12, transportera det till verktygsspindeln ll och skjuta det pá denna och därefter fastspänna det.

Huvudet 18 består av ett rätblock med en central cirkulär öppning med ett djup, som ungefär motsvarar blockets halva höjd. öppningen 19 övergår via en ansats i en därmed koaxiell öppning 20 med relativt ringa djup, vilken i sin tur medelst en bred ansats 21 övergår i en tredje cirkulär, med de båda andra öppningarna koaxiell öppning 22, vilken sträcker sig utöver återstoden av huvudets höjd. öppningen 19 har en invändig mantel 23, som anligger mot öppningens 19 vägg och har en utåtriktad fläns, vilken anligger mot blockets ändyta. Manteln 23 hålles pá plats medelst bultar 24, som är inskruvade i blocket via öppningar i mantelflänsen. Manteln 23 har ett utåtvänt làngsträckt spår, vilket tillsammans med öppningens 19 vägg avgränsar en runt hela manteln sig sträckande kanal 25. I denna kanal 25 mynnar en gängad borrning 26, i vilken en anslutning till en tryck- 451 366 10 15 20 25 30 35 A mediumkälla är inskruvbar för tillförsel av tryckmedium till kanalen 25 för att genom tryckutövning i denna bringa manteln att röra sig inåt till ingrepp med en för placering däri avsedd del 15 av ett fastspännings- organ.

I ansatsen mellan öppningarna 20 och 22 är två axiella borrningar 27, 28 anordnade, vilka befinner sig diametralt mitt emot varandra, såsom framgår av fig 3. I borrningen 27 är en tapp 29 förskjutbar fram och åter. Tappen 29 är medelst ett övre parti med re- ducerad diameter och en utvändig gänga medelst en mutter 30 fäst i närheten av innerkanten på en rektangulär platta 31. Mellan plattan 31 och ändytan pá blocket är en ytterligare platta 32 fäst medelst försänkta bultar 33 (fig 3) pà ömse sidor om en öppning däri, varigenom tappen 29 sträcker sig. Plattan 31 hálles i anliggning mot den där emot vända sidan på plattan 32 medelst ett arrangemang av dragbultar och fjädrar, som närmare skall beskrivas i det följande. Plattan 31 med den därpå fästa tappen 29 är förskjutbara till det i fig 2 visade läget med plattan 31 belägen på avstånd ovanför distansplattan 32 medelst ett kolvorgan 35, som är placerat i en cylinder- borrning 36 och som har en via en öppning i distansplattan 32 mot plattans 3l inåtvända sida anliggande kolvstång 37. Cylinderborrningen 36 är via en kanal 38 förbindbar med en tryckmediumkälla. Dä tryckmedium tillföres cylinderborrningen 36 utskjutes kolvstången 37 och tappen 29 placeras därvid i ett indraget läge i borrningen 27 och då trycket upphäves drages plattan 31 medelst nämnda bultar och.fjädrar till anliggning mot distansplattans 32 ovansida, varvid plattan 32 har sådan tjocklek, att tappens 29 inâtvända ändyta därvid befinner sig i nivà med ansatsens 21 yta.

I borrningen 28 är ett munstycke 39 förskjutbart fram och åter på ungefär samma sätt som tappen 29.

Munstycket 39 har i sin inàtvända ände ett ventilin- greppsparti 40, som medelst en genomgående kanal 41 15 20 25 30 451 366 5 är öppet mot munstyckets utåtvända ände. Den utàtvända änden på munstycket 39 bildas av ett parti med mindre diameter än munstycket i övrigt och är utvändigt gängat för inskruvning i en gängad borrning 42 i en platta 43 med betydligt större tjocklek än den motsatta plattan 31. I sig vinkelrätt däremot och är avsedd att anslutas till borrningen 42 mynnar en kanal 44, som sträcker en tryckmediumkälla för tillförsel av tryckmedium till munstycket 39. Mellan plattan 43 och blockets ändyta är en distansplatta 45 anordnad. Denna distansplatta 45 är liksom plattan 32 fäst vid blocket medelst i plattan 45 försänkta bultar 33, såsom antydes i fig 3- En mot plattans 43 undersida átdragbar mutter 46 är placerad i en öppning i plattan 45 och genom en annan öppning sträcker sig en kolvstàng 47 på ett kolvorgan 48, vilket är förskjutbart fram och äter i en cylinder- borrning 49, som står i förbindelse med en till en tryckmediumkälla anslutbar borrning 50. plattan 43 hålles i anliggning mot distansplattan 45 medelst det i fig 4 visade dragbultarrangemanget. Två borrningar 51 är anordnade pá var sin sida om cylinderborrningen 49 och i var och en av dessa borrningar 51 är en dragbult 52 placerad, vilken närmast borrningens 51 botten har ett huvud 53, vilket är förskjutbart i borrningen med lätt löpande passning, och i sin motsatta ände har ett av- smalnande, gängat parti 54, som sträcker sig genom en borrning i plattan 43 och på plattans 43 utsida uppskjuter i en försänkning, där en bult 55 är påskruvad det gängade partiet, så att bulten 52 fast förbindes med plattan 43 med ansatsen mellan bultens huvuddel och parti 54 med mindre diameter anliggande mot plattans 43 undersida.

Mellan bultens 52 huvud 53 och undersidan på distans- plattan 45 är en fjäder 56 inspänd, vilken genom an- pressning av huvudet nedåt i fig 4 söker dra plattan 43 till ingrepp med plattans 45 uppåtvända sida. Tappens 29 platta 31 har, såsom förut antytts, två likadana dragbultar 52 på var sin sida om cylinderborrningen 451 566 10 15 20 25 30 35 . - --..._...,.,,,,,,,, 6 36. Vid tryckmediumtillförsel till cylinderborrníngen 49 tryckes kolvstången 47 mot plattans 43 ovansida, varvid plattan 43 tryckes uppåt till ett läge på avstånd frán plattan 45, varvid munstycket 39 indrages i sin = borrning 28, så att munstyckets inåtvända ändyta är i nivà med ansatsen 21.

Av ovanstående framgår att tryckmedium är tillförbart pà fyra ställen, nämligen till kanalerna eller borrning- arna 26, 26, 44 och 50. Kanalerna 38 och 50 kan tillföras tryckluft medan de båda andra tillföres olja under tryck i men givetvis kan samtliga kanaler vara anslutna till samma hydrauliska tryckmediumkälla, varvid trycket reduceras innan det tillföres kanalerna 38 och 50. Av fig 2 och 3 framgår att kanalerna har sina anslutningar i huvudets ena sidoyta men eftersom det i vissa fall är lämpligast att göra anslutningarna i ändytan finns i denna mynnande grenkanaler, som är förbundna med de förstnämnda och i fig 3 betecknas med 26', 38', 44' 50'. Ej utnyttjade ingångar är tillslutbara medelst och pluggar. A För att förflytta ett fastspänningsorgan 12 stickes huvudet på detta organs del l5, såsom visas i fig l, varefter tryckmedium tillföres den av manteln 23 av- gränsade kanalen 25 i öppningen l9, varvid mantelväggen av trycket pressas inåt till fast ingrepp med delen 15, så att fastspänningsorganet 12 säkert kan förflyttas.

Det ínses, att manteln 23 med kanalen 25 kan ersättas med andra fasthållningsorgan av pneumatisk eller hydraulisk typ och att magnetkraft kan utnyttjas för detta ändamål.

Det är viktigt att en anordning kan transportera huvudet från ett ställe, där fastspänningsorganet 12 upptages eller manuellt inskjutes i öppningen 19, till ett ställe exakt mitt för spindeln ll, varifrån det sedan kan påföras verktygsspindeln. Fig 5 visar ett exempel på en sådan anordning, där en pelare 60 anbragts framför verktygsmaskinen 10. Pâ pelaren är tvâ armar 61, 62, vilka bildar rät vinkel med varandra, lagrade 10 15 20 25 30 35 451 366 7 medelst en hylsa och svängbara i ett horisontalplan, såsom visas medelst en pil 63. Pelaren 60 med sina armar 6l, 62 är medelst lämpliga kända medel horisontellt förskjutbar på en bana 64 en sträcka 65, som àskàdliggöres medelst en dubbelpil. Pelaren 60 kan givetvis också vara stationär och armarna 61, 62 teleskopiskt anordnade, så att huvudet 18 skjutes på plats genom förlängning av armen. Eftersom fastspänningsorganet l2 passar på verktygsspindeln ll med relativt snäv löpande passning är det viktigt att huvudet rör sig exakt axiellt över verktygsspindeln. För att underlätta pàföringen kan en vibrator anbringas i huvudet 18, vilken under pà- föringen vibrerar huvudet och därmed fastspännings- organet 12, varigenom det senare så att säga flyter in på verktygsspindeln ll. Ett annat hjälpmedel i detta sammanhang är att förse spindeln ll med en grund urtagning pá något avstånd från dess yttre gängade parti, vilken urtagning sträcker sig längs en förutbestämd längd av spindeln.

I fig 6 visas en transportanordning av annat ut- förande, vilken är speciellt avsedd för placering av fastspänningsorgan på vertikala verktygsspindlar. En pelare 60 är här också förskjutbar på en bana 64 och pelaren 60 uppbär en arm 66, som medelst lämpliga, icke visade medel är rörlig längs pelaren i vertikal- planet. Armen 66 har i sin ytterände en vridbart lagrad hållare 67, som pà motsatta sidor uppbär ett huvud 18.

Genom förskjutning av pelaren 60 den medelst dubbelpilen 69 visade sträckan i horisontalriktningen och efter- följande förskjutning av armen 66 den medelst dubbelpilen 70 visade sträckan längs pelaren 60 införes huvudet 18 över det i maskinen 10 befintliga fastspänningsorganet 12, som därefter lösgöres på ett sätt, som i det följande närmare skall beskrivas, och avlägsnas genom rörelse av transportanordningen enligt pilarna 70, 69. Därefter svänges hàllaren 67 180” och ett nytt fastspänningsorgan 12 med verktyg 14 kan pàföras verktygsspindeln. Transport- 451 366 10 15 20 25 30 35 8 anordningarna enligt fig 5 och 6 är speciellt anordnade för verktygsbyte på horisontella respektive vertikala verktygsspindlar men givetvis kan en transportanordning framställas, vilken är användbar för båda typerna av spindlar. Verktygsspindlarna kan ha var sin transport- anordning, såsom antydes i figurerna 5 och 6 men det är också möjligt att anordna en gemensam transportan- ordning, som är rörlig längs maskinen. Anbringningen av ett fastspänningsorgan 12 med verktyg 14 i ett huvud 18 inför ett verktygsbyte kan ske för hand men det är givetvis också möjligt att medelst transportanordningen förflytta huvudet 18 längs en rad fastspänningsorgan med olika verktyg och uppta önskat verktyg i raden.

Anordningen lämpar sig sålunda väl för styrning medelst dator.

Det ovan beskrivna huvudet ingriper med ett fast- spänningsorgan 12 av den i fig l antydda typen på följande sätt. Det antages att ett pá en verktygsspindel ll fast- satt fastspänningsorgan 12 först skall avlägsnas, varpå ett nytt fastspänningsorgan 12 med ett nytt verktyg 14 skall anbringas. Huvudet 18 förskjutes sålunda fram mot verktygsspindeln och organet 12 och över det senare.

Toleransen mellan mantelns 23 inneryta och delens 15 ytteryta behöver därvid icke vara sà snäv som fastspänn- ingsorganets 12 relativt verktygsspindeln men om så skulle erfordras kan den förut omtalade vibratorn användas också vid påskjutning av huvudet på delen 15. Innan huvudet páskjutes delen 15 tilföres cylinderborrningen 49 tryckmedium, varigenom kolvstången 47 förskjutes ut mot plattan 43 och lyfter denna mot verkan av fjädrarna 56. Därvid indrages munstycket 39 i sin borrning 28, så att munstyckets ände är i nivå med ansatsen 21. Det tillses därvid också att något tryck icke förekommer i cylinderborrningen 36, så att dragbultarna 54 drar plattan 31 till anliggning mot plattans 32 ovansida, varigenom tappens 29 ändyta också är i nivå med ansatsen 21. Detta innebär att ansatsen 21 är slät och huvudet 18 - -fl-mwa 10 15 20 25 30 35 451 366 9 kan då tryckas på delen 15 i varje vridningsläge relativt denna och därmed påverka avlastningsventilens manövertapp 17, som intryckes och påverkar avlastningsventilen att upphäva trycket i fastspänningsorganets hålighet, var- igenom fastspänningsorganet 12 lösgöres från sitt ingrepp med spindeln ll. Då huvudet pàskjutits tills delens 15 utàtvända yta anligger mot ansatsen 21 tillföres kanalen 25 tryckmedium, varigenom huvudet klämmes på delen 15. Eftersom fastspänningsorganet 12 lossats från spindeln ll genom avlastningsventilens manövrering medelst tappen 17 kan fastspänningsorganet 12 nu dragas av spindeln ll och avlägsnas, varvid samtidigt ett nytt fastspänningsorgan 12 med verktyg 14 transporteras fram till läget mitt för spindeln 11. Då detta nya fastspänn- ingsorgan dessförinnan placerades i huvudet 18 var man emellertid tvungen att tillse att munstycket 39 befann sig mitt för inloppsventilen 16 och därmed också öppningen 27 för tappen 29 mitt för avlastningsventilens manöver- m tapp 17. Den exakt rätta placeringen kan därvid under- lättas medelst markeringar eller styrorgan hos huvudet 18 och delen 15. Det nya fastspänningsorganet 12 fast- hàlles i huvudet på samma sätt som det fastspännings- organ, som just avlägsnats. Det nya fastspänningsorganet 12 pàskjutes spindeln ll eventuellt med hjälp av vibrering och inskjutes till slutläget, som visas i fig 1- Om tappen 29 icke tillbakadragits tidigare mäste detta ske nu genom tryckmedelstillförsel till cylinderborrningen 36, sá att kolvstángen 37 trycker upp plattan 31 till det i fig 2 visade läget, varigenom avlastningsventilens manövertapp 17 skjuter in i öppningen 27, sä att av- lastningsventilen stänges. Trycket i cylinderborrningen 48 upphäves och fjädrarna 56 trycker medelst dragbultarna 52 ned plattan 43 till anliggning mot plattan 45, varigenom munstycket 39 skjutes ut ur sin borrning och ned över inloppsventilen 16, såsom áskádliggöres i fig 1. Därefter tillföres munstycket 39 tryckmedium via kanalen 44, vilket inströmmar i fastspänningsorganets 12 hålighet 451 10 15 366 10 via ventilen 16 och tillhörande kanal. Därvid fastklämmes fastspänningsorganet 12 på spindeln ll på förutbeskrivet sätt. Därefter tillföres cylinderborrningen 48 på nytt . tryckmedium, så att munstycket 39 indrages i sin öppning 28 bort från ventilen 16, och trycket i kanalen 25 upp- häves, varigenom huvudet 18 frigöres från delen 15.

Huvudet avlägsnas sedan medelst transportanordningen och kan förses med ett nytt fastspänningsorgan 12 med verktyg 14 inför nästa verktygsbyte.

Kännare av lämpligt konventionellt utförande är anordnade för att avkänna huvudets páskjutningsrörelse på fastspänningsorganets del 15 och avaktivera driv- anordningen och kan också vara inrättade att i rätt följd aktivera ventiler för tryckmediumtillförsel och -dränering.

Uppfinningen kan modifieras på mångahanda sätt inom ramen för efterföljande patentkrav, varvid särskilt huvudet och transportanordningen lätt kan anpassas till ä olika fastspänningsorgan och verktygsmaskiner. .a

Claims (9)

10 15 20 30 451 366 ll PATENTKRAV

1. Apparat för byte av verktyg (14) i verktygs- maskiner (10), i vilka verktygen (14) är fästa på verk- tygsspindlar (ll) medelst pá dessa trädda hylsformiga fastspänningsorgan (12), som har ett utrymme, i vilket ett hylsinnerväggen till ingrepp med med spindeln (ll) påverkande tryck är etablerbart genom tryckmedelstill- försel via ett ventilarrangemang, k ä n n e t e c k n a d av minst ett huvud (18), som har en till ingrepp med fastspänningsorganen aktiverbar ingreppsanordning (23) och medelst en transportanordning är förflyttbart mellan ett läge för upptagning och avgivning av fastspännings- organ (12) och ett läge intill åtminstone en verktygs- spindel (11) för att där avge respektive uppta fast- spänningsorgan (12) samt en ventilingreppsmekanism (29, 39), vilken är inrättad att vid aktivering alternativt påverka en till nämnda utrymme kopplad avlastningsventil i ventilarrangemanget eller ansluta en tillförselventil (16) till en tryckmediumkälla.

2. Apparat enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d därav, att huvudet (18) har en urtagning (19), som är förbar över åtminstone ett parti (15) av ett fastspänn- ingsorgan (12), och en ingreppsanordning i form av kläm- organ i urtagningens (19) vägg för ingrepp med nämnda partis (15) periferi.

3. Apparat enligt krav 2, k ä n n e t e c k n a d därav, att nämnda klämorgan (23) består av ett genom tryckmediumtillförsel till ingrepp med fastspännings- organet (12) intryckbar mantel (23) i urtagningen (19).

4. Apparat enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d därav, att huvudets (18) ventilin- greppsmekanism är anordnad att påverka avlastningsventilen medelst en fram och åter förskjutbar tapp (29) och ansluta tillförselventilen (16) till tryckmediumkällan medelst ett fram och åter förskjutbart munstycke (39). 451 366 10 15 20 25 30 35 12

5. Apparat enligt krav 4, k ä n n e t e C k n a d därav, att tappen (29) och munstycket (39) är individuellt förskjutbara medelst tryckmedium.

6. Apparat enligt krav 5, vilken är avsedd att användas vid hylsformiga fastspänningsorgan (12), som har avlastnings- och tillförselventiler (17, 16) i den vid placering på verktygsspindeln (ll) utátvända ändytan, varvid avlastningsventilens manövertapp (17) utskjuter frán ändytan medan tillförselventilen (16) är placerad i en urtagning i nämnda yta med ytteränden i eller under ändytans plan, k ä n n e t e c k n a d därav, att huvudet (18) är hylsformigt med en invändig fläns (21), vilken har en bredd som motsvarar fastspänningsorganets (12) hylsväggtjocklek och är försedd med tvâ öppningar (27, 28), av vilka den ena inrymmer tappen (29) medan den andra inrymmer munstycket (39), varvid tappen (29) och munstycket (39) är placerbara med sin ändyta i nivå med flänsens (21) inneryta, så att öppningarna (27, 28) igensättes, varigenom flänsen (21) med sin inneryta kan påverka avlastningsventilens manövertapp (29) oberoende av huvudets (18) vridningsläge relativt fastspännings- organet (12) och munstycket (39) är axiellt utskjutbart ur sin öppning (28) till ingrepp med tillförselventilen (16) för anslutning av denna till tryckmediumkällan då huvudet (18) befinner sig i ett förutbestämt vrid- ningsläge relativt fastspänningsorganet (12), vid vilket tillfälle tappen (29) är indragen i sin öppning (27), varigenom avlastningsventilens manövertapp (17) inskjuter däri.

7. Apparat enligt krav 6, k ä n n e t e c k n a d därav, att kolvorgan (35, 48) är anordnade i cylinder- borrningar i huvudet utanför flänsen (21) och i manövrer- ingsändamàl förbundna med tappen (29) i respektive mun- stycket (39) medelst okorgan (31, 43).

8. Apparat enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d därav, att huvudet (18) har en vib- rerinqsanordning för underlättande av dess påskjutning 451 366 13 på fastspänningsorganet (12).

9. Apparat enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d därav, att transportanordningen består av en hållare (67) för minst två huvuden (18), vilken är vridbart lagrad på en arm (66), som är svängbart och/eller vertikalt förskjutbart monterad pá en stationär eller horisontellt förskjutbar pelare (60).