CH465362A

CH465362A - Machine tool with automatic tool change

Info

Publication number: CH465362A
Application number: CH1137068A
Authority: CH
Inventors: Duerr Alfred; Gunsser Otto Ing Dr; Heller Hubert
Original assignee: Heller Geb Gmbh Maschf
Priority date: 1966-07-13
Filing date: 1967-07-11
Publication date: 1968-11-15
Also published as: CH465361A; CH465363A; DE1552326A1; SE354217B; CH463237A; SE354216B; GB1188800A; DE1552324C3; DE1552324A1; DE1552324B2; SE354600B; JPS5019796B1; DE1552326B2; SE351583B

Description

  

  Werkzeugmaschine     mit        automatischem    Werkzeugwechsel    Die Erfindung     betrifft    eine Werkzeugmaschine mit  automatischem Werkzeugwechsel und waagerechter  Spindel. Die Besonderheit der Erfindung besteht darin,  dass das     Werkzeugmagazin.    über der Spindel angeordnet  ist und die Werkzeuge senkrecht zur Spindelachse  hält, und ein die Werkzeuge in die Spindelachse schwen  kender Greifermechanismus vorgesehen ist.  



  Gemäss     einer    speziellen Ausbildung der Erfindung  ist zweckmässig ein eine reine     Schwenkbewegung    aus  führender Greifer vorgesehen, der mit einem der Werk  zeugaufnahme im Magazin zugeordneten     festen    Nocken  und einem der Werkzeugaufnahme der     Spindel    zugeord  neten zurückziehbaren, vorzugsweise hydraulisch gesteu  erten Nocken zum Öffnen der federnd in die     Schliesstel-          lung    gedrängten Greiferbacken zusammenwirkt.  



  Die Erfindung soll anhand eines in der Zeichnung  dargestellten     Ausführungsbeispiels    näher erläutert wer  den; es zeigen:  Fig. 1 eine Aufsicht auf ein teilweise geschnittenes  Werkzeugmagazin mit einem darunter befindlichen  ebenfalls teilweise geschnittenen Werkzeugwechselme  chanismus;  Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie 5-5 in Fig. 1;  Fig. 3 schematisch die beiden erfindungsgemäss  vorgesehenen Greifer beim Passieren;  Fig. 4 die obere Greiferbacke von unten gesehen;  und  Fig. 5 schematisch eine Abwicklung der Greiferwe  ge.  



  Ein oberhalb einer Werkzeugspindel 28 angeordne  tes Werkzeugmagazin 27 besteht in der dargestellten  Ausführungsform der Erfindung aus einer Kreisscheibe  45 (Fig. 1 und 2) mit nach aussen offenen Aussparungen  zur Aufnahme von Werkzeugen wie 46, die auf einer  vertikalen Welle 47 drehbar gelagert ist. Die Einstellung  des Werkzeugmagazins 27 in die gewünschte Stellung er-    folgt in üblicher Weise, braucht also nicht näher erläutert  zu werden; die Werkzeuge 46 sind in den nach aussen       offenen    Aussparungen gehaltert.  



  Unterhalb der Magazinscheibe 45 sind auf beiden  Seiten der Werkzeugspindel 28 je ein Greifer 48 bzw. 49  um eine zur Spindelachse rechtwinklig liegende Achse 50  schwenkbar gelagert. Beide Greifer sind gleichartig  aufgebaut, es wird deshalb nur der in Vorschubrichtung  rechts liegende, in Fig. 2 vor der Spindel 28 liegende  Greifer 49 beschrieben.  



  Der Greifer 49 besteht aus einem um die Achse 50  schwenkbaren Tragkörper 51 mit einer Greiferbacke 52  und einer in Längsrichtung des Tragkörpers 51 ver  schiebbaren zweiten     Greiferbacke    53, die mittels einer  auf einem Bolzen 54 geführten Feder 55 auf die untere  Backe 52 zu     gedrängt    ist. Der Führungsstift 54 ist  gleichzeitig als Rollenbolzen ausgebildet und trägt an  seiner Unterseite eine Führungsrolle 56.  



  Wie aus     Fig.    4 ersichtlich ist, weist die obere Backe  53     eine    nach aussen offene     Aufnahmeöffnung    57 auf,  deren Maulweite     dl    dem Durchmesser eines Werkzeug  halters 58 angepasst ist, d. h. geringfügig grösser ist als  dieser, wie in     Fig.    7 dargestellt ist. Auf der Unterseite ist  konzentrisch zur Öffnung 57 eine Aussparung 59 vorge  sehen, deren Durchmesser     d2    dem Durchmesser eines       Halterflansches    60 am Werkzeughalter 58 angepasst  ist d. h. wieder etwas grösser ist als dieser.

   Die untere  Backe 52 ist     mit    einer glatten     Aufnahmeöffnung    entspre  chend der Aufnahmeöffnung 57 mit gleicher Maulweite  versehen.  



  Im Weg der beiden Führungsrollen 56 ist in Vor  schubrichtung gesehen vor dem über der Spindel befind  lichen Werkzeug 46 ein fester Nocken 61 angeordnet,  und im ebenfalls gemeinsamen Wegteil der beiden  Führungsrollen 56 ist über der Spindel 28 ein zurück  ziehbarer Nocken 62 angeordnet. Dieser Nocken sitzt an      einer Kolbenstange 63     eines    hydraulischen Kolbens 64,  der mittels einer Feder 65 in die Ruhestellung     gedrängt     ist, d. h. in die in Fig. 5 dargestellte Lage, in der der  Nocken 62 aus dem Weg der Rollen 56 gezogen ist. Bei  Beaufschlagung des Kolbens 64 mit Druckmittel wird  der Nocken 62, wie in Fig. 2 in unterbrochenen Linien  dargestellt, in die Bahn der Rollen 56 vorgeschoben.  



  Zum Verschwenken des Greifers 49 ist ein, hydrauli  scher Kolben 66 vorgesehen, der eine Zahnstange 67  verschiebt, die mit einem der Übersichtlichkeit halber  nicht dargestellten Ritzel auf der Welle 50 kämmt. In  der Welle 50 sitzt ein Schieber 68, der an einem Ende in  einer Führungsnut 69 geführt ist und am anderen Ende  bei 70 an den Grundkörper 51 des Greifers 49 angelenkt  ist. Der Greifer 49 ist bei 71 um eine zur Welle 50  senkrecht liegende Achse 71 schwenkbar; die Schwenk  ebene schwenkt selbstverständlich mit Drehung um die  Welle 50.  



  Die Arbeitsweise der Greifer soll anhand von Fig. 5       erläutert    werden, in der der Schwenkweg der beiden  Greifer in Abwicklung dargelegt ist, und zwar in       Abhängigkeit    vom Schwenkwinkel in     Winkelgraden.     



  Es sei angenommen, dass sich der Greifer 48 in der       Wartestellung    hinter dem     Magazin.    befindet und der  Greifer 49 in seiner Wartestellung zwischen Magazin  und Spindel. Der Greifer 49 ist dabei durch     Verschwen-          ken    um die Achse 71 aus der geraden Verbindungslinie  von der Spindel 28 zum über ihr befindlichen Werkzeug  platz im Magazin 25 herausgelenkt. In der Spindel 28  befindet sich ein Werkzeug W1, das gegen ein Werkzeug  W2 ausgewechselt werden soll. Das Werkzeug W2 ist  deshalb durch entsprechende Verdrehung des Magazins  45 auf den Platz über der Spindel 28 und vor dem  Greifer 48 gebracht worden.  



  Ist der Bearbeitungsvorgang mit dem Werkzeug W1  beendet, so werden die Greifer 48 und 49 gleichzeitig in  Bewegung gesetzt, und zwar schwenken sie bei der  Darstellung in Fig. 5 nach kleinerem Verdrehwinkel zu,  d. h. zur Spindel hin. Dabei erfasst der Greifer 48 das  Werkzeug W2, daraufhin läuft der Greifer 48 über das  Ende des Nockens 61 hinweg, so dass der Greifer unter  der Wirkung der Feder 55     schliesst        und    das Werkzeug       festhält.    Beim Weiterlaufen zieht der Greifer 48 das  Werkzeug WZ aus dem Magazin heraus und schwenkt  dann um seine Achse 71, bis er die Stelle     (Winkel    40 )  erreicht hat, die vorher der Greifer 49     eingenommen    hat  te,

   nur dass der Greifer 48 in entgegengesetzter     Richtung     um seine Achse 71 verschwenkt ist, er also     gewissermas-          sen    dem Greifer 49 ausgewichen ist (vgl. Fig. 3).  



  Der Greifer 49 hingegen wurde auf seinem Weg zur  Spindel 28 hin wieder in die gemeinsame, direkte  Verbindungsebene eingeschwenkt, so dass er über das  Werkzeug W1 kommt und dieses erfassen kann; wäh  rend dieses Vorganges ist selbhstverständlich der Nocken  62 ausgefahren, d. h. liegt in der Bahn der     Führungsrolle     56, so dass der Greifer 49 geöffnet wird.     Anschliessend     wird der Nocken 62 zurückgefahren, und daraufhin läuft  auch der Greifer 49 zurück, wobei das Werkzeug W1  diesmal beim Passieren der Stelle des Nockens 62  festgehalten wird. Durch die Führung 69 schwenkt der  Greifer 49 natürlich wieder um die Achse 71, so dass die  beiden Greifer um 20  gegeneinander verschwenkt sind  (vgl. Fig. 3), wenn sie bei einer Winkelstellung von 40   gemäss Fig. 5 einander passieren.

   Sobald der Greifer 49  den Winkel 40  erreicht hat, beginnt der Greifer 48 aus  seiner gestrichelt dargestellten Stellung weiter zur Spin  del 28 zu laufen, auf die gleiche Weise, wie das vorher    der Greifer 49 gemacht hat. Der Nocken 62 bleibt dabei       zunächst    zurückgezogen, bis das Werkzeug bei 0  vor  der Spindel steht. Die Spindel fährt dann wieder vor, das  Werkzeug wird gespannt und der Greifer 48 läuft in die  40  - oder Passierstelle, d. h. die in Fig. 5 gestrichelt  dargestellte Stellung zurück; dabei ist der Nocken 62  wieder vorgeschoben, so dass sich der Greifer 48 beim  Rücklauf öffnet und das soeben eingespannte Werkzeug  W2 auch freigibt.

   In der Zwischenzeit ist das     Werkzeug-          magazin    45 auf den Platz des vom Greifer 49 nunmehr  zurückzubringenden Werkzeuges W1 verdreht worden,  so dass der ohne Aufenthalt durchlaufende Greifer 49  mit dem Werkzeug W1 unter Zurückschwenken um die  Achse 71 das Werkzeug W1 an seinem Magazinplatz  absetzen kann. Daran anschliessend läuft der Greifer 49  weiter in die Stellung zurück, die vorher der Greifer 48       eingenommen    hat, so dass das Magazin jetzt auf das  nächste zur Bearbeitung heranstehende Werkzeug W3  weiterschwenken kann; wenn dieses in die Spindel  eingesetzt werden soll, wiederholen sich die beschriebe  nen Vorgänge sinngemäss, nur dass jetzt die Bewegung  des Greifers 49 vom Greifer 48 und die des Greifers 48  vom Greifer 49 ausgeführt werden.



  Machine tool with automatic tool change The invention relates to a machine tool with automatic tool change and a horizontal spindle. The special feature of the invention is that the tool magazine. is arranged above the spindle and holds the tools perpendicular to the spindle axis, and a gripper mechanism pivoting the tools in the spindle axis is provided.



  According to a special embodiment of the invention, a pure pivoting movement from leading gripper is expediently provided, which with a fixed cam assigned to the tool holder in the magazine and a retractable, preferably hydraulically controlled, cams assigned to the tool holder of the spindle to open the resiliently in the key - Lung crowded gripper jaws cooperate.



  The invention will be explained in more detail using an embodiment shown in the drawing who the; 1 shows a plan view of a partially cut tool magazine with a also partially cut tool changing mechanism located underneath; Fig. 2 is a section along the line 5-5 in Fig. 1; 3 schematically shows the two grippers provided according to the invention when passing; 4 shows the upper gripper jaw seen from below; and Fig. 5 schematically shows a development of the Greiferwe ge.



  A tool magazine 27 arranged above a tool spindle 28 consists in the illustrated embodiment of the invention from a circular disk 45 (FIGS. 1 and 2) with outwardly open recesses for receiving tools such as 46, which is rotatably mounted on a vertical shaft 47. The setting of the tool magazine 27 into the desired position takes place in the usual way and does not need to be explained in more detail; the tools 46 are held in the outwardly open recesses.



  Underneath the magazine disk 45, a gripper 48 or 49 is mounted on both sides of the tool spindle 28 so as to be pivotable about an axis 50 at right angles to the spindle axis. Both grippers are constructed in the same way; therefore, only the gripper 49 located on the right in the feed direction and in front of the spindle 28 in FIG. 2 will be described.



  The gripper 49 consists of a pivotable support body 51 with a gripper jaw 52 and a ver slidable in the longitudinal direction of the support body 51 second gripper jaw 53, which is urged to the lower jaw 52 by means of a spring 55 guided on a bolt 54. The guide pin 54 is simultaneously designed as a roller bolt and carries a guide roller 56 on its underside.



  As can be seen from FIG. 4, the upper jaw 53 has an outwardly open receiving opening 57, the mouth width dl of which is adapted to the diameter of a tool holder 58, ie. H. is slightly larger than this, as shown in FIG. On the underside, a recess 59 is provided concentrically to the opening 57, the diameter d2 of which is adapted to the diameter of a holder flange 60 on the tool holder 58 d. H. is a little bigger than this again.

   The lower jaw 52 is provided with a smooth receiving opening accordingly the receiving opening 57 with the same mouth width.



  In the path of the two guide rollers 56, a fixed cam 61 is arranged in front of the tool 46 located above the spindle, and a retractable cam 62 is arranged above the spindle 28 in the also common part of the path of the two guide rollers 56. This cam sits on a piston rod 63 of a hydraulic piston 64 which is urged into the rest position by means of a spring 65, i.e. H. into the position shown in FIG. 5, in which the cam 62 is pulled out of the way of the rollers 56. When pressure medium is applied to the piston 64, the cam 62, as shown in broken lines in FIG. 2, is advanced into the path of the rollers 56.



  To pivot the gripper 49, a hydraulic shear piston 66 is provided, which moves a rack 67 which meshes with a pinion on the shaft 50, not shown for the sake of clarity. In the shaft 50 sits a slide 68 which is guided at one end in a guide groove 69 and at the other end is articulated at 70 to the base body 51 of the gripper 49. The gripper 49 is pivotable at 71 about an axis 71 perpendicular to the shaft 50; the pivot plane naturally pivots with rotation about the shaft 50.



  The mode of operation of the grippers will be explained with reference to FIG. 5, in which the pivoting path of the two grippers is set out in development, specifically as a function of the pivot angle in degrees.



  It is assumed that the gripper 48 is in the waiting position behind the magazine. and the gripper 49 is in its waiting position between magazine and spindle. The gripper 49 is pivoted out of the straight connecting line from the spindle 28 to the tool space located above it in the magazine 25 by pivoting about the axis 71. In the spindle 28 there is a tool W1 which is to be exchanged for a tool W2. The tool W2 has therefore been brought to the place above the spindle 28 and in front of the gripper 48 by corresponding rotation of the magazine 45.



  When the machining process with the tool W1 is ended, the grippers 48 and 49 are set in motion simultaneously, and in fact they pivot towards a smaller angle of rotation in the illustration in FIG. H. towards the spindle. The gripper 48 grasps the tool W2, and the gripper 48 then runs over the end of the cam 61 so that the gripper closes under the action of the spring 55 and holds the tool in place. As the gripper 48 continues to run, it pulls the tool WZ out of the magazine and then swivels around its axis 71 until it has reached the point (angle 40) that the gripper 49 had previously occupied,

   only that the gripper 48 is pivoted about its axis 71 in the opposite direction, that is to say it has to some extent evaded the gripper 49 (cf. FIG. 3).



  The gripper 49, on the other hand, was swiveled back into the common, direct connection plane on its way to the spindle 28, so that it comes over the tool W1 and can grasp it; During this process, the cam 62 is of course extended, i. H. lies in the path of the guide roller 56, so that the gripper 49 is opened. The cam 62 is then moved back, and thereupon the gripper 49 also runs back, the tool W1 this time being held fast when it passes the point of the cam 62. Due to the guide 69, the gripper 49 naturally swivels again about the axis 71 so that the two grippers are swiveled by 20 relative to one another (see FIG. 3) when they pass each other at an angular position of 40 according to FIG. 5.

   As soon as the gripper 49 has reached the angle 40, the gripper 48 begins to run from its position shown in dashed lines to the Spin del 28, in the same way as the gripper 49 has done previously. The cam 62 initially remains withdrawn until the tool is at 0 in front of the spindle. The spindle then moves forward again, the tool is clamped and the gripper 48 runs into the 40 or passing point, i.e. H. the position shown in broken lines in Figure 5 back; the cam 62 is pushed forward again, so that the gripper 48 opens on the return movement and also releases the tool W2 that has just been clamped.

   In the meantime, the tool magazine 45 has been rotated to the place of the tool W1 to be returned by the gripper 49 so that the gripper 49 with the tool W1 swiveling back about the axis 71 can deposit the tool W1 at its magazine place. The gripper 49 then continues to run back into the position previously assumed by the gripper 48, so that the magazine can now pivot on to the next tool W3 that is about to be processed; if this is to be inserted into the spindle, the processes described are repeated analogously, except that the movement of the gripper 49 is now carried out by the gripper 48 and that of the gripper 48 by the gripper 49.

Claims

PATENT CLAIM Machine tool with automatic tool change, with horizontal spindle, characterized in that the tool magazine is arranged above the spindle and holds the tools perpendicular to the spindle axis, and a gripper mechanism pivoting the tools in the spindle axis is provided.

SUBClaims 1. Machine tool according to claim, characterized in that a pure pivoting movement executing gripper is provided, which with a fixed cam assigned to the tool holder in the magazine and a retractable, preferably hydraulically controlled cam assigned to the tool holder of the spindle to open the resiliently closed position crowded gripper jaw acts together.

2. Machine tool according to dependent claim 1, characterized in that the gripper consists of two mutually displaceable jaws in the direction of the tool axis, both of which have a radial opening corresponding to the tool holder diameter, the tool holder with an interest below the Maga or outside the spindle lying flange is provided and one of the two jaws is turned out to the flange accordingly. 3. Machine tool according to claim, characterized in that two grippers working on the same spindle tool holder are provided which pass each other on their way from the magazine to the spindle or back.

4. Machine tool according to dependent claim 3, characterized in that the two grippers pivot apart when passing. 5. Machine tool according to dependent claim 4, characterized in that the grippers pivot about an axis parallel to the tool axis when passing. 6. Machine tool according to dependent claim 4, characterized in that the gripper ken when passing about an axis perpendicular to the tool axis.