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Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum programmgesteuerten Werkzeugwechsel an Drehmaschinen, mit einem am Maschinenbett od. dgl. gelagerten Werkzeugspeicher z. B. in Form eines Kettenmagazines und einem in Maschinenlängsrichtung zwischen Werkzeugspeicher und Bearbeitungsschlitten verschiebbaren Werkzeugtransportschlitten zur Aufnahme von Werkzeugträgern mit prismatischen Führungen sowie der Werkzeuge.
Es sind Drehmaschinen mit programmgesteuertem Werkzeugwechsel bekannt, die entweder Werkzeuge mit Rundaufnahme oder Werkzeuge mit Prismenaufnahme aufweisen. Die mechanischen Grundkonzeptionen insbesondere hinsichtlich des Bewegungsablaufes zwischen den beiden Arten der Werkzeugaufnahme unterscheiden sich wesentlich.
Bei einer bekannten Ausführungsform wird das Werkzeugmagazin verfahren. Es ist auf einer zum Maschinenbett parallelen Bahn geführt und in verschiedenen Lagen feststellbar. Das Werkzeugmagazin und der Werkzeugschlitten sind derart zueinander verschiebbar, dass das jeweils ausgewählte Werkzeug des Werkzeugmagazins und der Spannteil des Werkzeugschlittens in Reichweite der im Abstand von der Arbeitslage befindlichen Werkzeugwechselvorrichtung liegen. Die Werkzeughaltemittel haben die Form eines T-Stückes ; das Werkzeug wird direkt am Werkzeugschlitten eingespannt. Als nachteilig ist bei dieser Ausführungsform anzusehen, dass beim Verschieben des Werkzeugmagazins selbst zu grosse Massen transportiert werden müssen.
Dies führt hinsichtlich der Präzision, des Schwingungsverhaltens und der Eilgangschaltung zu empfindlichen Schwierigkeiten.
Es ist ferner eine Einrichtung zum selbsttätigen Wechseln von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen bekannt, bei welcher die Werkzeuge aus einem Kettenmagazin in eine Transporteinrichtung umgeladen werden, die aus zwei übereinander angeordneten Werkzeugaufnahmetaschen besteht. Die Transporteinrichtung ist auf einem Hilfsbett in Maschinenlängsrichtung und die Werkzeugaufnahmetaschen sind an einem Beladeschlitten vertikal verschiebbar. Eine der Taschen dient zur Aufnahme des aus dem Magazin zugeführten Werkzeughalters, die andere zur Aufnahme des ausgewechselten Halters. Somit ist ein Werkzeugwechselzyklus durch Horizontal- und Vertikalverschiebung des Werkzeuges vom Kettenmagazin bis zum Werkzeugschlitten möglich.
Diese Einrichtung ist infolge des zusätzlichen Hilfsbettes verhältnismässig aufwendig und gross. Die Verschiebewege sind lang, da es notwendig ist, in die kollisionsfreie Zone zu fahren, da ja der Bearbeitungsvorgang nicht gestört werden darf.
Die bekannte Maschine ist mit einem Werkzeugwechselsystem mit vertikal angeordneten Werkzeughalterprismen ausgestattet. Das Wechseln der Werkzeuge erfolgt durch vertikales Durchschieben. Auf eine Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugwechselsystem mit horizontal angeordneten Werkzeughalteprismen kann das bekannte System nicht übertragen werden, da der Platzbedarf, etwa bei langen Bohrstangen, infolge des horizontalen Durchschiebens beim Wechselvorgang zu gross ist und der Arbeitsraum behindert wäre.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, dass der Transportschlitten einen Aufnehmerteil mit zwei vorzugsweise um 900 versetzten, mit prismatischen Führungen versehene Werkzeugaufnahmetaschen mit Halteleisten aufweist, der um eine parallel zur Schlittenführung liegende Achse um vorzugsweise 90 verschwenkbar ist, wobei jeweils eine Werkzeugaufnahmetasche mit einer Aufnehmerhalterung des Werkzeugspeichers und den Aufnehmerführungen des Bearbeitungsschlittens fluchtet. Die erforderliche Mechanik ist nicht aufwendig, da kein eigenes, freistehendes Hilfsbett notwendig ist.
Der Bewegungsablauf des Werkzeugtransportschlittens ist wesentlich exakter steuerbar, die Position des Werkzeuges ist genau definiert und die Werkzeugwechselzeiten können herabgesetzt werden, so dass beim Einsatz der Werkzeugmaschine keine grossen Umspann-Zeitverluste auftreten.
In einer zweckmässigen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Werkzeugaufnahmetaschen zur Lagesicherung der Werkzeugträger als federbeaufschlagte Haken ausgebildete Anschläge besitzen und ferner federbelastete Bolzen aufweisen und dass jeder Anschlag an seiner vom Aufnehmerteil abgewendeten Flanke abgeschrägt ist. Der Transportschlitten kann somit das aufzunehmende Werkzeug im Werkzeugmagazin oder im Bearbeitungsschlitten bis zum Anschlag unterfahren, wobei die Halteleisten der Werkzeugaufnahmetaschen in den Werkzeugträger eingreifen und der Federbolzen einschnappt.
Beim Durchfahren in Richtung zum Spindelstock wird der Haken somit abgedrängt, so dass er in dieser Richtung nicht als Anschlag wirkt. Es ist ferner zweckmässig, wenn zur Übergabe der Werkzeugträger aus dem Werkzeugspeicher in die Werkzeugaufnahmetaschen ein Ausschieber z. B. in Form eines pneumatischen Druckzylinders vorgesehen ist. Der eingefahrene Aufnehmerteil bzw. dessen Tasche würde nämlich beim Ausfahren den Werkzeugträger nicht aus der Halterung des Werkzeugmagazins ausschieben können, da die Kraft eines Federbolzens in der Aufnehmerhalterung zu überwinden ist. Beim Ausfahren des neuen Werkzeuges unterstützt der Druckzylinder durch seine nachdrückende Kolbenstange die Übergabebewegung.
Zum exakten Einschieben des Werkzeugträgers in die Führungen des Bearbeitungsschlittens und damit zur genauen Positionierung des Werkzeuges ist es zweckmässig, wenn ein Federpaket zwischen Transportschlitten und Aufnehmerteil vorgesehen ist, das durch Weiterführung der Längsbewegung des Transportschlittens über die korrespondierende Stellung hinaus vorspannbar ist.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Fig. l zeigt die Ansicht einer Drehmaschine, wobei nur die zum Verständnis wesentlichen Einzelheiten schematisch
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dargestellt sind, Fig. 2 den Ablauf des Werkzeugwechsels, Fig. 3 die Übergabe des Werkzeughalters von einem Kettenmagazin an den Werkzeugaufnehmer zum Teil im Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 4, Fig. 4 einen Schnitt gemäss der Linie IV-IV der Fig. 3 und Fig. 5 die Einspannung des Werkzeughalters im Aufnehmer des Bearbeitungsschlittens.
Die in Fig. 1 schematisch dargestellte Drehmaschine besitzt einen Bearbeitungsschlitten-l--und einen auf einer weiteren Schlittenführung verschiebbaren Transportschlitten --2-- mit einem Aufnehmerteil--7--, der zwei Werkzeugaufnahmetaschen--3 und 4-- trägt sowie einen Werkzeugspeicher in Form eines Kettenmagazins--5--. Der Transportschlitten --2-- wird mittels einer Gewindespindel --6-- verschoben,
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und 4--umfassende Aufnehmerteil--7--desZahnrad-9- (Fig. 4) schwenkbar. Die entsprechenden Antriebe sind nicht dargestellt. Der Ablauf des Werkzeugwechsels ist in Fig. 2 dargestellt.
Über eine jedem Werkzeugträger --10-- eigene Kodierung wird das gemäss Programmablauf benötigte Werkzeug bzw. der diesem Werkzeug zugeordnete Träger-10--erkannt und das Kettenmagazin--5-in die Lage gebracht, in der sich der Werkzeugträger --10-- mit seiner Halterung--14--auf der Kettenumlenkrolle --11-- (Fig.3) befindet. In Fig. 2 ist dies durch die Pfeile A angedeutet. Zur Fixierung und exakten Einstellung der Lage der umlenkrolle --11-- ist ein mit einem keilförmigen Ende --12-versehener Stift --13-- vorgesehen, der in entsprechend den Abständen der Trägerhalterungen (Fig. 3) auf dem Kettenmagazin-5--, auf der Umlenkrolle angeordnete Kerben--16--verschiebbar ist.
Die axiale Position des Stiftes--13--kann durch Mikroschalter abgetastet werden, so dass die zurückgezogene und die eingerastete Lage eindeutig feststellbar sind.
Der Aufnehmerteil--7--des Transportschlittens--2--, der sich in der vom Kettenmagazin--S-- distanzierten, kollosionsfreien Zone--B--befindet, wird geschwenkt, so dass eine der beiden noch leeren
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der Spindel --6-- gegen das Kettenmagazin--5--bewegt (Pfeil--C--). Die beiden Halteleisten --17, 18--der Tasche--3--greifen beim Einfahren in längslaufende Nuten--19, 20--des Werkzeugträgers--10--.
Der Verschub ist beendet, sobald ein Anschlag --21-- zm Werkzeugträger --10-- anliegt. Da die
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Ausschiebens des Werkzeugträgers--10--mithilft, die Kraft der den Bolzen--24--beaufschlagenden Feder zu überwinden, so dass bei der Rückbewegung des Transportschlittens--2--gemäss Lage--D--, der Werkzeugträger in der Werkzeugaufnahmetasche--3--verbleibt. In der Zone--B--, ausserhalb des Bereiches des Kettenmagazins in einer Stellung, in der keine Kollosionsgefahr besteht, wird der Aufnehmerteil --7-- geschwenkt, so dass nunmehr die leere Tasche--4--an die Stelle der Tasche--3--kommt.
Dann bringt der Transportschlitten--2--das Werkzeug in die Warteposition--E--. Sobald der vorhergehende Bearbeitungsvorgang beendet ist und das neue, herangebrachte Werkzeug benötigt wird, fährt der Bearbeitungsschlitten--l--in die Wechselvorposition--F--, bei welcher eine Kollision mit den
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sich in der Ebene--G--befindet, kann der Bearbeitungsschlitten--l--in die Werkzeugwechselposition - abgesenkt werden, und das zuletzt verwendete Werkzeug kann nach Einfahren der Halteleisten --30, 31--der leeren Tasche--4--in den Werkzeugträger --29-- nach Lösen der Spannleiste--25-der Führung-25, 25'-nach links in die Ebene-G--abgezogen werden.
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Gemäss Fig. 5 wird die Spannleiste --25-- der Schwalbenschwanzführung --25,25'-- mittels einer Gewindespindel--26--, eines Schneckenrades--27--und einer Schnecke--28--gelockert, so dass der zuletzt verwendete Werkzeugträger --29-- frei bewegbar wird. Der dem Bolzen --22-- entsprechende Bolzen der Tasche --4-- schiebt nun bei der Weiterbewegung des Transportschlittens --2-- den zuletzt
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verwendeten Werkzeugträger --29-- heraus, und der Transportschlitten --2-- fährt in die Ebene--G--.
In der kollisionsfreien Zone--G--wird der Aufnehmer--7--auf die Tasche--3--umgeschwenkt (Lage I). In der anschliessenden Phase--K--wird der Werkzeugträger --10-- in die geöffnete Führung
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25'--eingeschoben,Bearbeitungsschlitten-l--anliegt. Zur Anlage unter Vorspannung wird der Transportschlitten --2-- ein kleines Stück weiter als dem Anschlag entsprechend, verfahren. Die Wegdifferenz wird gemäss Fig. 4 von einer
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Aufnehmerteil-7-aufgenommen,- wird nun in Richtung zum Spindelstock abgezogen (Lage--L-) und der Bearbeitungsschlitten --l-- hochgefahren.
Dann wird der Transportschlitten--2--in Richtung zum Kettenmagazin--5-bewegt und in der Zone--B--auf das zuletzt verwendete Werkzeug verschwenkt (Lage-M-). Der Werkzeugaufnehmer--29-wird daraufhin in die leere Halterung --14-- eingeschoben, bis seine Passleiste --33-- am Anschlag--36-- (Fig. 4) anliegt und der von der Feder belastete Bolzen--24--einschnappt (Stellung--N-). Anschliessend wird der Transportschlitten --2-- in die kollisionsfreie neutrale Zone (B) gebracht. Es beginnt dann ein neuer Vorgang analog den bereits geschilderten Vorgängen-Erkennen des neuen Werkzeuges, Verdrehen des Kettenmagazins, Aufnehmen des neuen Werkzeuges und Vorfahren in die Warteposition--E--.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Einrichtung zum programmgesteuerten Werkzeugwechsel an Drehmaschinen, mit einem am Maschinenbett od. dgl. gelagerten Werkzeugspeicher, z. B. in Form eines Kettenmagazins und einem in Maschinenlängsrichtung zwischen Werkzeugspeicher und Bearbeitungsschlitten verschiebbaren Werkzeugtransportschlitten zur Aufnahme von Werkzeugträgern mit prismatischen Führungen sowie der Werkzeuge,
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vorzugsweise um 900 versetzten, mit prismatischen Führungen versehenen Werkzeugaufnahmetaschen (3, 4) mit Halteleisten (19, 20 ;
30,31) aufweist, der um eine parallel zur Schlittenführung liegende Achse um vorzugsweise
900 verschwenkbar ist, wobei jeweils eine Werkzeugaufnahmetasche (3 bzw. 4) mit einer Aufnehmerhalterung (14) des Werkzeugspeichers (5) und den Aufnehmerführungen (25,25') des Bearbeitungsschlittens (1) fluchtet.
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