Werkzeugmaschine
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einem Maschinenbett und einer daran befestigten Wechselvorrichtung für Werkzeuge.
Die Erfindung hat die Schaffung einer Werkzeugmaschine der erwähnten Art mit einer Wechselvorrichtung zum Ziel, welche mit einfachen Mitteln und auf zuverlässige Weise einen Austausch eines in der Werkzeugmaschine befindlichen Werkzeuges gegen ein anderes, durch ein vorgegebenes kodiertes Signal bestimmtes Werkzeug gestattet.
Die erfindungsgemässe Werkzeugmaschine, durch welche dieses Ziel erreicht wird, ist gekennzeichnet durch einen Werkzeugspeicher, welcher am Maschinenbett zwischen verschiedenen Stellungen beweglich ist und eine Mehrzahl von Fassungen für die Aufnahme von Werkzeugen enthält, wobei jede Fassung ein offenes vorderes Ende für die Aufnahme eines Werkzeuges und ein offenes hinteres Ende aufweist, das eine Identifizierung des in der Fassung befindlichen Werkzeuges gestattet, einen am Maschinenbett befestigten Schaltermechanismus, welcher derart angeordnet ist, dass seine Schalter im Bewegungspfad von kodierten Identifizierorganen der Werkzeuge liegen, eine Mehrzahl von Werkzeugen, die durch die vorderen offenen Enden in die Fassungen des Werkzeugspeichers eingeführt sind, wobei die Werkzeuge an ihren hinteren Enden die kodierten Identifizierorgane aufweisen,
die sich durch die offenen hinteren Enden der Fassungen des Werkzeugspeichers nach aussen erstrecken, sowie durch ein motorisches Antriebsorgan für eine wahlweise Vorschubbewegung des Werkzeugspeichers und zur Betätigung des Schaltermechanismus zur Bestimmung der Fassung des Speichers, in welcher sich das für den jeweils nächsten Arbeitsgang erforderliche Werkzeug befindet.
Die Erfindung wird anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Teilansicht einer erfindungsgemässen Werkzeugmaschine zusammen mit einem vertikalen Teilschnitt,
Fig. 2 einen vertikalen Teilschnitt durch einen horizontal gelagerten Werkzeugspeicher in grösserem Massstab,
Fig. 3 eine Teilansicht mit Teilschnitt in grösserem Massstab des Anhaltemechanismus zur genauen Anordnung eines gewählten Werkzeuges in der Bereitschaftstellung,
Fig. 4 einen vertikalen Teilschnitt mit Teilansicht in grösserem Massstab des Werkzeugspeichers,
Fig. 5 eine Teilansicht in grösserem Massstab des Steuernockens und eines Ableseorgans für eine Bestimmung des Werkzeuges im Werkzeugspeicher anhand binär kodierter Elemente,
Fig.
6 eine Teilansicht mit Teilschnitt einer einzigen Speicherfassung, eines zugeordneten Werkzeugriegels und eines gespeicherten Werkzeuges,
Fig. 7 eine Teilansicht im grösseren Massstab mit der Darstellung eines gelösten Werkzeugriegels,
Fig. 8 eine Ansicht eines feststehenden, nicht drehbaren Werkzeughalters mit einem Teilschnitt eines Betätigungsorgans für das Werkzeug,
Fig. 9 eine Vorderansicht einer Stirnplatte des Spindelantriebes mit einem daran befestigten Werkzeug und
Fig. 10 ein Blockschema einer Steuerschaltung zur Ausführung wahlweiser Indexierbewegungen des Speichers zur Bewegung eines durch ein Kode bestimmten Werkzeuges in die Übertragungsstellung für das Werkzeug.
In der Fig. 1 der Zeichnung ist in Teilansicht eine erfindungsgemässe Werkzeugmaschine dargestellt. Entsprechend der Darstellung in dieser Figur ist ein.Ma- schinenbett 15 an seiner oberen Fläche 16 mit den bekannten, im Abstand voneinander angeordneten Führungen versehen, wobei in der Fig. 1 nur eine Führung 18 dargestellt ist. Ergänzende zusammenwirkende horizontale Führungen (nicht dargestellt), die an der unteren Seite eines zum Tragen des Werkstückes bestimmten Spindelstückes 20 ausgebildet sind, sind auf den horizontalen Führungen 18 geführt.
Eine zur Befestigung des Werkstückes dienende Spindel 21 ist im Spin delstock 20 drehbar gelagert und ist an eine nicht dargestellte Antriebswelle anschliessbar, durch welche sie in verschiedene Drehbewegungen zur Ausführung von Dreh- oder Bohrarbeiten versetzt werden kann. Zu diesem Zweck ist die Spindel 21 wahlweise mit einer aus einer Mehrzahl von höheren Drehzahlen für Dreharbeiten drehbar oder kann zum Bohren genau in eine bestimmte feste Winkelstellung gebracht werden.
Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, ist die Spindel 21 mit einem Adapterring 22 versehen, welcher eine Mehrzahl von radial beweglichen Klemmbacken 23 trägt, die in ein klemmendes Verhältnis mit einem Werkstück 27 beweglich sind. Zur Ausführung von Dreharbeiten oder Bohrarbeiten ist ein nicht dargestellter motorisch angetriebener Vorschubmechanismus vorgesehen, welcher zur Ausführung einer horizontalen Bewegung des Spindelstockes entlang der Achse Z dient. Vorzugsweise ist ein beweglicher Werkstück-Wechselmechanismus 26 vorgesehen, welcher dem Austausch des Werkstückes 27 in den Klemmbacken 23 durch ein anderes nicht dargestelltes Werkstück dient. Die Anordnung ist so gewählt, dass nach der Beendigung eines Programmes von Arbeitsgängen der Wechselmechanismus 26 selbsttätig ein fertiges Werkstück 27 von der Spindel entfernt und es durch ein nächstes Werkstück ersetzt.
Am rechten Ende des Maschinenbettes 15, entsprechend der Darstellung in der Fig. 1 betrachtet, befindet sich eine vertikale Säule 29 mit einer geneigten Seitenfläche 30. An der geneigten Seitenfläche 30 ist ein Paar von im Abstand voneinander befindlichen parallelen Führungen 32 befestigt, die der gleitenden Führung eines Querschlitten-Gehäuses 34 vertikal entlang der Führungen und im wesentlichen entlang einer vertikalen Achse Y dienen. Auf diese Weise kann ein auf dem Querschlitten 34 befestigtes Betätigungsorgan ein Werkzeug, wie z. B. einen Stirnfräser 37 gegenüber einem Werkstück 27 bewegen, welches entsprechend der Darstellung in der Fig. 1 von der Spindel 21 angetrieben wird.
Zur Ausführung eines aus einer Mehrzahl von verschiedenen Arbeitsgängen, wie z. B. Bohren und Fräsen, ist das Betätigungsorgan 36 zur Aufnahme eines festen, nicht drehbaren Werkzeuges oder eines drehbaren Werkzeuges bezüglich gemeinsamer konzentrischer Achsen geeignet. Zu diesem Zweck enthält das Betätigungsorgan 36 eine feststehende nicht drehbare Stirnplatte 39, die mit der Hilfe von am Umfang verteilten Schrauben 41 an der vorderen Fläche 40 des Gehäuses 34 befestigt ist. In der feststehenden Stirnplatte 39 ist eine konische Bohrung 44 mit einer am Umfang angeordneten Keilnut 45 versehen, wie dies in den Fig. 1 und 9 dargestellt ist. Die konische Bohrung 44 der Stirnplatte 39 ist mit einer ähnlichen konischen Bohrung 47 koaxial, die im vorderen Ende einer konzentrischen Werkzeugspindel 48 ausgebildet ist, welche im Querschlitten 34 gelagert ist.
Die Werkzeugspindel 48 ist um eine horizontale Achse drehbar in koaxialen Lagern 49 und 50 gelagert, die im Gehäuse des Querschlittens 34 befestigt sind.
Am hinteren Ende der Werkzeugspindel 48 ist ein axial beweglicher Einziehstangen-Mechanismus 54 befestigt, welcher zur wahlweisen Ausführung von axialen Bewegungen zum Festklemmen des Werkzeuges dient.
Der Klemmechanismus ist axial beweglich und dient der Einführung eines drehbaren Werkzeughalters, wie z. B. des Werkzeughalters 57 in der Fig. 1 in einen klemmenden Eingriff mit Antriebskeilen 58, die am inneren hinteren Ende der drehbaren Werkzeugspindel 48 ausgebildet sind. Die inneren Keile 58 der Spindel wirken mit ergänzenden Keilen 80 des Werkzeughalters 57 zusammen. In einer ähnlichen Weise ist nach einer axialen Entfernung des drehbaren Werkzeughalters 57 aus einer Verbindung mit der Spindel 48 der gleiche Einziehstangen-Mechanismus 54 axial beweglich, um ein nicht drehbares festes Werkzeug, wie z. B. den Werkzeughalter 57E nach den Fig. 2 und 8 in eine durch einen Keil fixierte Verbindung mit der feststehenden Stirnplatte 39 zu bewegen. In diesem letzteren Falle wird der drehbare Antrieb der Werkzeugspindel unwirksam.
Das innere Ende des nicht drehbaren Werkzeughalters ist durch die Werkzeugspindel konzentrisch gegenüber der feststehenden Stirnplatte 39 fest abgestützt. Keine drehbare Verbindung zwischen der auf diese Weise vom Antrieb getrennten Werkzeugspindel 48 und dem eingelegten feststehenden Werkzeughalter 37E ist vorgesehen oder erforderlich. Die Spindel 48 wirkt in diesem Fall mit der Stirnplatte 39 auf die Weise zusammen, dass sie eine feste Stütze für die feststehenden Werkzeuge, wie z. B. den Bohrwerkzeughalter 57E bildet.
Wenn der feststehende Werkzeughalter 57E aus einer festen antriebsmässigen Verbindung mit der Stirnplatte 39 gelöst ist, ist die Werkzeugspindel 48 wieder zur Aufnahme eines drehbaren Werkzeughalters 57 wie z. B. des in der Fig. 1 zusammen mit dem Stirnfräser 37 dargestellten geeignet. In jedem Fall gestattet das Betätigungsorgan 36 eine doppelte Funktion, indem es entweder ein festes Werkzeug oder ein drehbares Werkzeug in einer gemeinsamen Achse aufnimmt, die durch die horizontale Achse der Spindel 48 bestimmt ist. Die gemeinsame Achse des Betätigungsorgans 36 erleichtert eine Programmierung und eine Steuerung der Maschine bei der Ausführung von Bohrarbeiten und Fräsarbeiten in einer gegebenen gemischten Folge.
Dabei ist es mit der Hilfe eines einzigen Einziehstangenmechanismus 54 möglich, entweder ein festes Werkzeug an der Stirnplatte 39 zu befestigen, wobei die Stellung des Werkzeuges durch eine Keilverbindung gesichert ist, oder ein drehbares Werkzeug in eine durch Keile gesicherte antriebsmässige Verbindung mit der drehbaren Werkzeugspindel 48 zu bringen. Es kann auf diese Weise ein einziges Betätigungsorgan 36 eine Mehrzahl von verschiedenen Arbeitsgängen an einem einzigen Werkstück ausführen, welches mittels der gleichen Klemmbacken 23 befestigt ist, wobei wahlweise ein mechanischer Arbeitsvorschub oder ein Einstellvorschub möglich ist.
Zur Befestigung entweder eines nichtdrehenden oder eines drehbaren Werkzeuges im Betätigungsorgan 36 sind beide Typen von Werkzeughaltern an ihrem inneren hinteren Ende mit einem Befestigungsflansch versehen. Wie z. B. in der Fig. 1 dargestellt ist, ist der drehbare Werkzeughalter 57 an seinem hinteren Ende mit einem Befestigungsflansch 64 versehen. Hintere Greifflächen 66, welche durch Klemmarme 67 und 68 gebildet werden, sind nach innen und axial nach hinten in eine klemmende Verbindung mit einer Oberfläche 70 beweglich, welche auf der inneren Fläche des Flansches 64 des Werkzeughalters ausgebildet ist.
Zur Ausführung einer nach hinten gerichteten klemmenden Bewegung sind die Klemmarme 67 und 68 mit schrägen, radial sich erstreckenden Führungen 72 und 73 versehen. Zur Führung der schrägen Klemmführungen bei ihrer Bewegung ist eine zylindrische Kappe 74 am hinteren Ende der Spindel 48 befestigt, wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist, und in einem hinteren Lager 50A gelagert. Die Kappe 74 ist mit schräg auseinander strebenden Führungen versehen, welche durch ein Paar von parallelen Führungen 75 und 76 gebildet sind, die mit einer schrägen Klemmführung 72 zusammenwirken sowie durch ein anderes Paar von parallelen Führungen 75' und 76', welche mit einer schrägen Klemmführung 73 zusammenwirken.
Das hintere Ende der zylindrischen Kappe 74 ist mit einer runden Bohrung 80 versehen, durch welche eine axial bewegliche Betätigungsstange 81 durchgeführt ist. Ein runder Flansch 82, der am inneren Ende der Betätigungsstange 81 befestigt ist, ist gleitend in gleich ausgebildeten quer verlaufenden Schlitzen 83 geführt, die in den hinteren inneren Teilen der Klemmführungen 72 und 73 ausgebildet sind. Ein nicht dargestellter Antriebsmechanismus ist an der Betätigungsstange 81 angeschlossen und dient einer Bewegung der Stange mit dem daran befestigten runden Flansch 82 nach hinten.
Dabei ist ersichtlich, dass bei einer Bewegung des Flansches 82 nach hinten durch Einwirkung auf die Schlitze 83 in den Klemmführungen 72 und 73 die Klemmarme 67 und 68 in axialer Richtung nach innen und nach hinten bewegt werden. Dadurch werden die Greifflächen 66, die an den betreffenden Armen ausgebildet sind, aus ihrer offenen Stellung nach der Fig. 1 in eine klemmende Stellung gebracht, in welcher sie auf die Greiffläche 70 des Flansches 64 des Werkzeughalters einwirken. Die Betätigungsstange 81 mit dem daran befestigten Flansch 82 sind zum Lösen des Werkzeuges in die in der Fig. 1 dargestellte Stellung zurück beweglich.
Für den Antrieb eines Werkzeuges, welches im Betätigungsorgan 36 angeordnet ist, gegenüber einem Werkstück, welches in den Klemmbacken 23 des Werkstückhalters befestigt ist, ist zwischen der Säule 29 und dem Querschlitten 34 eine Antriebsschraube mit einer Mutter vorgesehen. Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, ist ein Motor 86, welcher an der Säule 29 befestigt ist, mit der Antriebs schraube 87 verbunden, welche mit einer nicht dargestellten Mutter zusammenwirkt, die am Querschlitten 34 befestigt ist.
Zur Aufnahme von Werkzeugen für ihren wahlweisen Austausch gegen ein Werkzeug, das im Betätigungsorgan 36 befestigt ist, ist an der Säule 29 drehbar ein Werkzeugspeicher 90 angeordnet, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Der Speicher 90 ist mit einer Mehrzahl von radial sich erstreckenden Fassungen für die Aufnahme von Werkzeugen versehen, wie z. B.
den Fassungen 92 und 93 nach der Fig. 2. Im Werkzeigspeicher 90 sind im ganzen 20 radial angeordnete Fassungen ausgebildet, wobei der Werkzeugspeicher wahlweise in Stellungen einstellbar ist, in welchen sich ein gewähltes Werkzeug in einer horizontalen Stellung für den Werkzeugwechsel befindet. Entsprechend der Darstellung in der Fig. 1 befindet sich der Werkzeugspeicher 90 in einer Stellung, in welcher sich der Werkzeughalter 57E in der horizontalen Wechselstellung befindet. Nach einer Wählbewegung, welche entsprechend einer programmierten Information ausgeführt wird, wird der Werkzeugspeicher 90 in einer gegebenen Winkelstellung verriegelt, in welcher der Werkzeughalter 57E in einer parallelen horizontalen Stellung gehalten wird, welche für einen folgenden Austausch in dem Betätigungsorgan 36 geeignet ist.
Zur Ausführung des Werkzeugwechsels wird der Querschlitten 34 anfänglich derart bewegt, dass das Betätigungsorgan 36 in eine bestimmte, in vertikaler Richtung versetzte, parallele Stellung gegenüber dem gewählten Werkzeughalter 57E nach der Fig. 1 gebracht wird. Darauf wird ein motorisch betätigter Wechselmechanismus 96, welcher an der Säule 29 beweglich angeordnet ist, betätigt, um einen Werkzeugwechsel zwischen dem Werkzeugspeicher 90 und dem Betätigungsorgan 36 auszuführen. Zu diesem Zweck ist der Wechselmechanismus 96 mit einem beweglichen Übertragungsarm 98 für das Werkzeug versehen, welcher an der Säule 29 axial und drehbar beweglich gelagert ist.
Der Übertragungsarm 98 ist ein hohles Gebilde, welches mit einem Paar von in entgegengesetzter Richtung ausdehnbaren Werkzeuggreifern 99 versehen sind, welches zum Erfassen von Werkzeughaltern geeignet sind, die im Speicher 90 oder im Betätigungsorgan 36 angeordnet sind. Wenn beide Greifer 99 das Werkzeug im Werkzeugspeicher 90 und im Betätigungsorgan 36 erfassen, wird der Arm 98 nach aussen bewegt, um gleichzeitig das gewählte Werkzeug dem Speicher und das benützte Werkzeug vom Betätigungsorgan 36 zu entnehmen. Der Arm 98 wird darauf um 1800 gedreht, wodurch die Stellung der Greifer 99 und der von ihnen getragenen Werkzeuge ausgetauscht wird. Darauf wird der Übertragungsarm 98 nach innen bewegt, wodurch die nun ausgewechselten Werkzeuge von neuem eingeführt werden.
Dadurch wird das verwendete Werkzeug im Speicher 90 angebracht und das gewählte Werkzeug im Betätigungsorgan 36 angeordnet.
Wie erläutert wird, werden die gespeicherten Werkzeuge jedes in einer bestimmten Winkelstellung in den entsprechenden Fassungen des Speichers 90 gehalten.
Das ist erforderlich, damit kodierte Identifizierorgane, die quer am inneren hinteren Ende jedes gespeicherten Werkzeuges befestigt sind, in einer bestimmten Winkelstellung gegenüber einem binär kodierten Schaltermechanismus 103 angeordnet werden können, welcher an einer kreisförmigen Stützplatte 104 befestigt ist, die an der Säule 29 angeordnet ist. Die gespeicherten Werkzeuge werden in gleichen Winkelstellungen während der Übertragungsbewegung zwischen dem Speicher 90 und dem Betätigungsorgan 36 gehalten. Zur Vorbereitung für einen Werkzeugwechsel wird die drehbare Werkzeugspindel 48 des Betätigungsorgans 36 durch ein nicht dargestelltes Einstellorgan in eine bestimmte Winkelstellung um ihre horizontale Achse gedreht.
Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, ist die drehbare Spindel 48 mit einem mit der Spindel aus einem Stück ausgebildeten Zahnrad 106 versehen, welches mit einem drehbaren Antriebsrad 107 kämmt. Das Antriebsrad 107 ist mit einem nicht dargestellten Antrieb verbunden, welcher der Drehung des Zahnrades 106 und der Spindel 48 mit einer gewählten Drehzahl wie auch in eine gegebene Winkelstellung dient. Die winkelmässige Einstellung der Werkzeugspindel 48 erfolgt vorzugsweise zur Erzielung einer richtigen Winkelstellung der Antriebskeile 58 der Werkzeugspindel, so dass diese zwischen die Keile des einzuführenden drehbaren Werkzeughalters eingreifen können.
Zur Vorbereitung eines Werkzeugwechsels wird die Werkzeugspindel 48 in eine bestimmte Winkelstellung gegenüber einem gespeicherten Werkzeug 57E gedreht, welches sich an der Austauschstelle befindet, wie dies in der Fig. 1 dargestellt ist. Ein nichtdrehbares festes Werkzeug wie z. B. eine Bohrstange wird in die feststehende Stirnplatte 39 eingeführt und in dieser durch eine Keilverbindung gegen Drehung gesichert, so dass eine zusätzliche winkelmässige Einstellung nicht erforderlich ist.
Damit entweder ein drehbares oder ein festes Werkzeug während des Werkzeugwechsels in einer geeigneten Winkelstellung gehalten werden können, sind beide Typen von Werkzeughaltern mit Flanschen an den vorderen Enden versehen, die eine Mehrzahl von ebenen Flächen aufweisen. Wie in der Fig. 1 dargestellt ist, hat der drehbare Werkzeughalter 57 z. B. einen Flansch 110, welcher mindestens eine ebene Fläche 112 aufweist. Während eines Werkzeugwechsels wird einer der Greifer 99 derart bewegt, dass er den Flansch 110 und seine Fläche 112 fest erfasst. Dabei wird der Flansch 110 vom Übertragungsarm 98 lösbar gehalten, um den Werkzeughalter 57 an einer axialen Bewegung zu hindern.
Weiter wird die ebene Fläche 112, welche sich zwischen den Rändern des Flansches 110 befindet, vom Übertragungsarm 98 erfasst, um eine winkelmässige Drehbewegung eines Werkzeughalters um seine eigene Achse bei einem Werkzeugwechsel zu verhindern.
Wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, ist ein runder Steuernocken 114 an der feststehenden Stützplatte 104 durch eine Mehrzahl von am Umfang verteilten Kopfschrauben 115 und rohrförmigen Distanzteilen 116 befestigt. Während einer Einstellbewegung des Werkzeugspeichers 90 betätigt der feststehende Steuernocken 114 axial bewegliche Riegel 118 und 119, welche den Fassungen 92 und 93 zugeordnet sind.
Jede aus der Mehrzahl von Fassungen für die Werkzeuge, die im Speicher 90 ausgebildet sind, ist mit einem zugeordneten Riegel versehen, welcher in ähnlicher Weise im Speicher angeordnet ist und schräg gegen über dem Nocken 114 gleitend beweglich ist.
Da alle Riegel in der gleichen Weise wirken, genügt es, die Funktion der in den Fig. 2, 6 und 7 dargestellten Riegel zu beschreiben. Der Speicher 90 enthält im wesentlichen eine vergrösserte äussere runde Nabe 122, welche an einem Speicherteil 123 mit abgestuftem äusserem Durchmesser befestigt ist.
Zur drehbaren Abstützung des Speichers 90 ist der Speicherteil 123 mit einer inneren Nabe 125 mit kleinerem Durchmesser versehen, welche direkt mit dem äusseren Ring eines Lagers 126 zusammenwirkt. Eine feststehende runde Stütze 105, welche fest zwischen der Stützplatte 104 und der Säule 29 angeordnet ist, trägt den inneren Lagerring des Lagers 126.
Ein Ringrad 127, welches an der inneren Fläche der Nabe 125 des Speichers befestigt ist, ist durch ein Ritzel 129 angetrieben, das am oberen Ende einer Welle 130 befestigt ist, die in einem Teil 131 gelagert ist, welcher an der Säule 29 befestigt ist. Ein Zahnrad 133, das am unteren Ende der Welle 130 befestigt ist, ist seinerseits durch eine Welle 134 angetrieben, welche mit einem umsteuerbaren Motor 135 verbunden ist. Zur Erläuterung sei angenommen, dass der Speicher 90 in einer Drehrichtung gedreht wird, um eine Wahl der Werkzeuge zu gestatten. Mit anderen Worten, ein gewähltes binär kodiertes Werkzeug wirkt mit dem Schaltermechanismus 103 zusammen, ohne Rücksicht darauf, in welcher Fassung sich das gewählte Werkzeug befindet. Der Motor 135 dreht bei seiner Betätigung das Ringrad 127 und den Speicher 90 im Uhrzeigersinn entsprechend der Darstellung in der Fig. 4.
In der Fig. 1 ist der Speicher 90 nur teilweise dargestellt, wie er von der vorderen Seite der Maschine sichtbar ist. Damit die Darstellung gleich ist, ist der Speicher 90 in der Fig. 4 ebenfalls im Uhrzeigersinn beweglich, von der hinteren Seite der Maschine betrachtet. Um den Werkzeughalter 57 derart darzustellen, dass er sich in der identifizierenden Stellung in einer Richtung nach unten und im Uhrzeigersinn bewegt, ist die Fig. 2 in einer leicht geneigten, im wesentlichen horizontalen Ebene gezeichnet, welche der Schnittlinie 2-2 in der Fig. 4 entspricht.
Ein Werkzeughalter, wie z. B. der Werkzeughalter 57E wird für den Austausch dadurch gewählt, dass er in eine horizontale Stellung bewegt wird, welche parallel zur horizontalen Achse der Werkzeugspindel 48 verläuft, welche in eine leicht versetzte Stellung entsprechend der Fig. 1 bewegt wird. Zu diesem Zweck ist eine bestimmte identifizierende Kodenummer in das Steuersystem eingeführt. Darauf wird der Motor 135 betätigt und bewegt den Speicher 90 im Uhrzeigersinn, bis das mit dem Kode bezeichnete Werkzeug in eine Stellung gelangt, in welcher es den Schaltermechanismus 103 betätigt. Bei einer Übereinstimmung zwischen der Kodenummer, welche der Steuerung eingegeben ist, und der Angabe des Schaltermechanismus 103 wird der Motor 125 derart betätigt, dass das gewählte Werkzeug in die horizontale Bereitschaftstellung gebracht wird.
Nach einer entsprechenden horizontalen Einstellbewegung des Querschlittens 34 wird der Wechselmechanismus 96 betätigt, welcher einen Werkzeugwechsel zwischen dem Speicher 90 und dem Betätigungsorgan 36 bewirkt. Eine vollständigere Beschreibung des Schaltermechanismus zur Identifizierung des Werkzeuges sowie eines Wechselmechanismus zur Ausführung eines ähnlichen Werkzeugwechsels ist im US-Patent Nummer Re.Re. 25737 enthalten.
Jedes der Werkzeuge ist durch eine Nummer bezeichnet, welche nach einem binären System kodiert ist, wodurch die Nummer eines bestimmten Werkzeughalters angezeigt wird. Zu diesem Zweck ist das axiale innere Ende jedes Werkzeughalters 57 mit einer nach hinten sich erstreckenden Konsole 40 versehen, welche ein in Querrichtung verlaufendes, binär kodiertes Identifizierorgan 142 trägt. Die Konsole 140 des Werkzeughalters ist mit einer quer verlaufenden Befestigungsstange 142 versehen, an welcher eine Mehrzahl von einzelnen runden Kodeelementen lösbar befestigt ist.
Obwohl in der Zeichnung 11 einzelne kreisförmige Elemente dargestellt sind, sind nur zwei von ihnen mit Bezugszeichen bezeichnet. Wie in der vergrösserten Ansicht in der Fig. 6 dargestellt ist, ist je ein Kodeelement 146 mit einem grossen Durchmesser und ein Kodeelement 147 mit kleinem Durchmesser bezeichnet. Das grössere Kodeelement 146 ist in der Fig. 6 genau in Querrichtung und in radialer Richtung gegenüber einer axial beweglichen Betätigungsstange 148 des Schaltermechanismus 103 ausgerichtet. Wenn die Betätigungsstange 148 nach oben bewegt wird und die zugeordnete Feder 149 zusammendiückt, wird die betreffende Kontaktstange des Schalters in eine schliessende Stellung gebracht. Anderseits wird die andere dargestellte Betätigungsstange 151 des Schaltermechanismus 103 durch ihre Feder 152 in eine offene Stellung elastisch gedrückt.
Ihr Ende befindet sich in axialer Richtung mit dem kleineren Kodeelement 147 ausgerichtet. Obwohl nur zwei Federn 149 und 152 mit Betätigungsstangen 148 und 151 in der Fig. 6 dargestellt sind, sind weitere gleich ausgebildete Schalter und mit diesen zusammen wirkende Federn den anderen Betätigungsstangen zugeordnet, welche sich vom Schaltermechanismus 103 erstrecken. Jedem der runden Kodeelemente des binär kodierten Identifizierorgans 142 ist eine besondere Be tätigungsstange zugeordnet und mit diesem in axialer Richtung ausgerichtet. Wenn 11 einzelne runde Kodierelemente im Identifizierorgan 142 vorgesehen sind, ist eine gleiche Anzahl von Betätigungsstangen und Federn im Schaltermechanismus 103 angeordnet.
Es ist dabei ersichtlich, dass der gesamte Federdruck, welcher durch den Schaltermechanismus 103 ausgeübt wird, direkt proportional der Anzahl der Kodeelemente mit grösserem Durchmesser ist, die an einem zu identifizierenden Werkzeughalter angeordnet sind.
Um eine Genauigkeit der Identifizierung des Werkzeuges zu gewährleisten, ist es wesentlich, dass sich jeder Werkzeughalter in seiner innersten Stellung in einer Fassung 93 des Speichers befindet. Zu diesem Zweck steuert der feste Steuernocken 114 die Bewegung des Riegels 109 in eine voll abgeriegelte Stellung, wenn der Werkzeughalter 57 aus der Fig. 1 in eine axial ausgerichtete Stellung gegenüber dem Schaltermechanismus 103 gedreht wird. In ähnlicher Weise werden die einzelnen Riegel, welche den anderen Werkzeugfassungen zugeordnet sind, in ihre abgeriegelte Stellung gebracht, wenn die in den Fassungen befindlichen Werkzeuge nacheinander in die axial ausgerichtete Stellung mit den elastisch betätigbaren Schaltern des Schaltermechanismus 103 gebracht werden.
Auf diese Weise wird unabhängig vom gesamten Federdruck des Schaltermechanismus 103 jedes Werkzeug in seiner inneren Ablesestellung gehalten, wenn sein binär kodiertes Identifizierorgan die einzelnen Stangen der Schalter betätigt.
Um das Identifizierorgan 142 in Querrichtung gegenüber dem Schaltermechanismus 103 zu halten, wird jeder Werkzeughalter 57 in der gleichen Winkelstellung gegenüber seiner Fassung des Werkzeugspeichers gehalten. Wie in der Fig. 2 dargestellt ist, sind am kreisförmigen Umfang des Speichers 90 runde Keile 155 und 156 befestigt, die sich direkt anschliessend an die Fassungen 92 und 93 befinden. Entsprechende, nicht dargestellte runde Fassungen sind am Speicher 90 in den entsprechenden Winkelstellungen zueinander und zum Schaltermechanismus 103 fest an der feststehenden Stützplatte 104 befestigt. Jeder der Werkzeughalter ist mit gleich ausgebildeten runden Keilnuten versehen, welche zur Zusammenwirkung mit je einem der am Umfang angeordneten Keile der Speicherfassung bestimmt sind.
Wie z.B. in den Fig. 2 und 6 dargestellt ist, wirkt eine kreisförmige Keilnut 160, welche im Werkzeughalter 57 ausgebildet ist, mit dem runden Keil 156 des Werkzeugspeichers zusammen, wodurch das hinten angeordnete Identifizierorgan 142 in einer bestimmten Querstellung gehalten wird. In ähnlicher Weise werden alle Werkzeughalter, die sich im Speicher 90 befinden, in gleichen Winkelstellungen innerhalb ihrer Fassungen des Werkzeugspeichers gehalten. Alle binär kodierten Identifizierorgane 142, die an den inneren Enden der Wekzeughalter befestigt sind, werden auf diese Weise in einer gleichen Winkelstellung gegenüber dem Schaltermechanismus 103 gehalten.
Die Fig. 2 ist ein Schnitt des Werkzeugspeichers 90 im wesentlichen nach einer leicht geneigten Ebene 2-2 in der Fig. 4 durch den feststehenden Nockenring 114 und zeigt einen Teil des Speichers 90. In den Fig. 2, 4 und 6 ist der Werkzeughalter in eine radiale Stellung gegenüber dem feststehenden Schaltermechanismus 103 gedreht dargestellt, welcher an der Stützplatte 104 befestigt ist. Wie bereits erwähnt, verändert sich die gesamte Federkraft, welche durch den Schaltermechanismus 103 ausgeübt wird, proportional zur Anzahl der Ringe 146 mit grossem Durchmesser, die im Identifizierorgan 142 des betreffenden Werkzeughalters vorgesehen sind, welcher sich an der Ablesestelle befindet.
Um jeden Werkzeughalter an der Ablesestelle in einer voll eingezogenen Stellung zu halten, wird der Riegel 119, welcher dem Sockel 93 des Speichers zugeordnet ist, in einer voll verriegelnden Stellung gegenüber dem Werkzeughalter 57 gehalten, wie dies erläutert wurde. Zu diesem Zweck enthält jeder Riegel, wie z. B.
der Riegel 119 einen runden Teil 163, welcher in einer geneigten runden Führung 164 gleitend geführt ist, die in der Nabe 122 des Speichers ausgebildet ist, wie es in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Ein quer verlaufender Führungsschlitz 165, welcher in der Nabe 122 des Speichers ausgebildet ist, mündet in die runde Führung 165 in einer Stellung, in welcher sie führend mit einem runden Stift 167 zusammenwirkt, welcher im Führungsteil 163 befestigt ist. Eine Feder 168 ist in der äusseren runden Führung 164 angeordnet und drückt den Führungsteil 163 sowie den Stift 167 axial nach innen gegen den feststehenden Steuernocken 114. Ein inneres, mit einem Einschnitt versehenes Ende 170 des Führungsteiles 163 wird axial nach innen in eine sperrende Verbindung mit dem Klemmflansch 64 des Werkzeughalters gedrückt oder in axialer Richtung von diesem entfernt.
Wenn der Werkzeughalter 57 gegenüber dem Schaltermechanismus 103 in die axiale Ablesestellung gedreht wird, befindet sich der Stift 167 im Bereich einer tiefer abgeschrägten Stelle 171 des Steuernockens 114.
In dieser Stellung drückt die Betätigungsfeder 168 den Führungsteil 163 und sein mit dem Einschnitt versehenes Ende 170 gegen den Flansch 64 des Werkzeughalters. Sobald der Speicher 90 gedreht wird, um den gewählten Werkzeughalter 57 in die Übertragungsstellung der Werkzeuge zu bewegen, wird der Stift 167 in Umfangsrichtung entlang des Steuernockens 114 bewegt und gelangt in den Bereich einer Stelle 173 mit verringerter Abschrägung. Wenn die Stelle 173 mit verringerter Abschrägung auf den Stift 167 entsprechend der Darstellung in der Fig. 7 einwirkt, wird der Führungsteil 163 nach aussen bewegt und zieht das mit dem Einschnitt versehene Ende 170 des Riegels 119 vollständig aus dem Bereich des Klemmflansches 64.
In dieser Stellung ist der Werkzeughalter 57 aus der radialen Fassung des Speichers, wie z. B. der Fassung 93 in der Fig. 8 entfernbar. Es ist dabei ersichtlich, dass die Feder 168 bei einer Drehung des Speichers 90 zusammengedrückt wird, wodurch der Stift 167 gegen die Stelle 173 mit verminderter Abschrägung gedrückt wird. Der Nocken bestimmt auf diese Weise die horizontale Ebene der Ubertragungsstelle für die Werkzeuge.
In der Fig. 5 ist ein Teil des drehbaren Werkzeugspeichers 90 dargestellt, welcher sich gegenüber dem Schaltermechanismus 103 zusammen mit dem Steuernocken 114 befindet. Die beiden Teile sind an der feststehenden Stützplatte 104 in einer leicht geneigten Stellung befestigt und stehen senkrecht zur Ebene 2-2.
Der Schnitt 2-2 in der Fig. 4 stellt eine schräge Ebene dar, welche den Schaltermechanismus 103 mit Schaltern 103S zusammen mit der radialen Stellung des Werkzeughalters 57 schneidet, welcher in dieser Stellung, welche der Ablesestellung entspricht, mit strichpunktierten Linien dargestellt ist. Eine Drehung des Speichers 90 im Uhrzeigersinn bewirkt eine Drehung des Werkzeughalters 57 und des an ihm befestigten Identifizier organs 142 in die mit strichpunktierten Linien dargestellte Stellung. Sobald der Werkzeughalter 57 durch den Schaltermechanismus 103 als der gewählte Werkzeughalter bestimmt wird, betätigt der Schaltermechanismus den elektrischen Steuerkreis, welcher ein Anhalten des Speichers 90 bewirkt.
Wie in der Fig. 4 dargestellt ist, wird die Bewegung des Speichers in einer Stellung zum Stillstand gebracht, in welcher sich der gewählte Werkzeughalter 57, der durch volle Linien dargestellt ist, in der horizontalen Wechselstellung befindet.
Weiter ist in der Fig. 4 die Stelle 171 mit der grösseren Abschrägung des feststehenden Nockens 104 in ihrer winkelmässigen Stellung dargestellt, in welcher der Werkzeughalter 57 in der Ablesestellung festgehalten wird. Wenn der gewählte Werkzeughalter 157 in seine mit vollen Linien dargestellte horizontale Stellung bewegt wird, wird der zugeordnete Riegel durch die Abschrägung des Nockens in eine Stellung bewegt, in welcher das Werkzeug freigegeben wird. Zusätzlich zu den Stellen 171 und 173 ist der Steuernocken 104 mit einer Stelle 171A mit grösserer Abschrägung und einer Stelle 173A mit verminderter Abschrägung versehen.
Wie in der Fig. 5 dargestellt ist, hat die Stelle 171A mit grösserer Abschrägung eine Kante, deren Neigung und Wirkung gleich sind wie die der Stelle 171 aus den Fig. 4, 6 und 7. In gleicher Weise hat die Stelle 173A eine abgeschrägte Kante, deren Neigung und Wirkung gleich sind, wie die der Stelle 171 mit verminderter Abschrägung.
Wie in der Fig. 4 dargestellt ist, erstreckt sich die Stelle 173A mit verminderter Abschrägung am Nocken 104 über einen beträchtlichen Teil des Umfanges des Nockens 104. Obwohl dies nicht dargestellt ist, ist es klar. dass alle Riegel, welche mit der Stelle 173 mit verminderter Abschrägung zusammenwirken, in radialer Richtung in ihre äusseren lösenden Stellungen bewegt werden. wie dies in der Fig. 7 dargestellt ist. Wenn der Speicher entlang der oberen Hälfte des Steuernockens 104 bewegt wird, kann jedes der Werkzeuge des Speichers von Hand aus seinem Sockel zum Austausch entfernt werden.
Zur Bewegung der radial angeordneten Werkzeuge wird der Speicher 90 um die horizontale Achse gedreht.
Während dieser Drehbewegung werden die nicht dargestellten Riegel, welche mit der grösseren Abschrägung 171A des Nockens zusammenwirken, elastisch in die inneren Riegelstellungen bewegt, wie dies im Zusammenhang mit der Stelle 171 in der Fig. 6 beschrieben ist. Auf diese Weise werden bei einer Bewegung des Speichers 90 im Uhrzeigersinn um seine horizontale Achse alle Werkzeuge in der unteren Hälfte des Speichers in ihren Fassungen festgehalten. Diese Anordnung ist besonders vorteilhaft, wenn Schneidwerkzeuge verschiedener Grössen und Gewichte in der radialen Stellung im Speicher während der Vorschubbewegung festgehalten werden.
Vorzugsweise ist entsprechend der Darstellung in der Fig. 5 von der Stelle 173A mit kleinerer Abschrägung zur Stelle 171 A mit grösserer Abschrägung ein Übergang ausgebildet und anderseits wieder von der Stelle 171A zur Stelle 173A mit kleinerer Abschrägung für den Werkzeugwechsel. In ähnlicher Weise befindet sich ein Übergang zwischen der Stelle 173 für den Werkzeugwechsel und der Stelle 171A, an welcher das Werkzeug befestigt wird und dann wieder zwischen dieser Stelle und der Stelle 173A, an welcher das betreffende Werkzeug gelöst ist.
Bei einer Drehung des Speichers 90 wird daher jeder in diesem angeordnete Werzeughalter nacheinander aus einer gelösten Stellung, welche durch die Stelle 173A des Nockens mit geringerer Abschrägung bestimmt ist, in eine Ablesestellung bewegt, die sich an der Stelle 171 des Nockens mit einer grösseren Abschrägung befindet. Solange nicht ein gewähltes Werkzeug durch die Schalter 103S festgestellt wird, wird jeder Werkzeughalter in gleicher Weise von der Stelle 171 des Nockens mit grösserer Abschrägung entlang der Stelle 173 des Nockens mit kleinerer Abschrägung bewegt, darauf zur Stelle 171A des Nockens mit grösserer Abschrägung und zur Stelle 173A mit kleinerer Abschrägung zurückbewegt.
Wenn nicht gewählte Werkzeuge durch die Austauschstellung bewegt werden, bewegt nacheinander die Stelle 173 mit der kleineren Abschrägung die entsprechenden Riegel in ihre öffnende Stellung. Während dieses kurzen Intervalles der Bewegung des Speichers greifen federbelastete Kugeln von Fixieranordnungen in eine kreisförmige Nut des Werkzeughalters ein. Wie z. B. in der Fig. 6 dargestellt ist, werden federbelastete Kugeln einer Mehrzahl von Fixieranordnungen 176 in die kreisförmige Nut 177 des Werkzeughalters 57 gedrückt. Die Fixieranordnungen 176 wirken mit den entsprechenden kreisförmigen Nuten des Werkzeughalters zusammen, wenn die nicht gewählten Werkzeughalter durch die Bereitschaftsstelle für den Werkzeugaustausch beweg werden. Immer wenn ein axial beweglicher Riegel, wie z.
B. der Riegel 119 durch die Stellen 173 und 173A mit kleinerer Abschrägung des Nockens nach aussen bewegt wird, halten die Fixieranordnungen ihre betreffenden Werkzeughalter in den Fassungen des Speichers fest.
Wenn die Zahl, welche der Schaltermechanismus 103 an einem bestimmten Werkzeug feststellt, einer der Steuerung eingegebenen programmierten Werkzeugnummer entspricht, wird ein Signal gesendet, durch welches die Drehbewegung des Speichers 90 im Uhrzeigersinn zum Stillstand gebracht wird. Sobald dies erfolgt, wird der Speicher 90 über die Bereitschaftsstellung für den Werkzeugwechsel hinaus in einer derartigen Weise bewegt, dass sich das gewählte Werkzeug 57 etwas über die horizontale Bereitschaftsstellung für das Werkzeug hinaus bewegt findet. Zu diesem Zeitpunkt wird die Drehung des Motors 135 umgekehrt, so dass der Speicher 90 mit langsamerer Geschwindigkeit im Gegenuhrzeigersinn gedreht wird, bis sich das gewählte Werkzeug 57 genau in der Bereitschaftsstellung befindet.
Obwohl zu diesem Zeitpunkt die Drehbewegung des Motors 135 in umgekehrter Richtung beendet wird, bleibt der Motor in der umgekehrten Drehrichtung erregt, um genau die Werkzeugfassung in der gewählten Stellung festzuhalten.
Ein Haltemechanismus 180, welcher in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, dient gleichzeitig dem Beginn einer umgekehrten Drehbewegung des Speichers 90 und dem Anhalten der umgekehrten Drehbewegung zur genauen Anordnung des gewählten Werk7euges in der Bereitschaftsstellung. Der Haltemechanismus 180 ist am Teil 131 befestigt und befindet sich in einer Stellung, die sich angenähert diametral entgegengesetzt der horizontal angeordneten Bereitschaftsstellung des gewählten Werkzeughalters befindet. Eine Konsole 182, die an einem Flansch 131A befestigt ist, welcher am Teil 131 ausgebildet ist, trägt einen Lagerzapfen 183, an welchem ein Riegelarm 185 schwenkbar gelagert ist.
Eine Feder 187, welche an einer Konsole 188 abgestützt ist, die am Flansch 131A befestigt ist, drückt den Riegelarm 185 elastisch im Uhrzeigersinn. Die Drehbewegung des Riegelarmes 185 im Gegenuhrzeigersinn ist jedoch durch einen Anschlag des unteren Endes 190 des Armes gegen den Flansch 131A begrenzt. Wenn der Riegelarm 185 elastisch gegen die Grenze seiner Bewegung im Uhrzeigersinn gedrückt wird, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist, befindet sich sein oberes Ende 191 in der kreisförmigen Bewegungsbahn von Anschlägen 193 des Werkzeugspeichers, von denen einer in der Fig. 3 dargestellt ist. Es sei angenommen, dass der Anschlag 193 am runden Speicherteil 123 in einer Stellung angeordnet ist, in welcher er mit dem Ende 191 des Riegelarmes 185 zusammenwirkt, um eine Endbewegung des Werkzeughalters 57 in seine horizontale Bereitschaftsstellung für den Werkzeugwechsel zu bewirken.
Die Anzahl der Anschläge 193 entspricht der Anzahl der Fassungen für Werkzeughalter des Speichers 90. Jeder der Anschläge 193, weIchelam Umfang des Speicherteiles 123 gegeneinander versetzt sind, ist einer der am Umfang angeordneten Fassungen zugeordnet.
Es versteht sich, dass jeder der Anschläge 193 einer Fassung 93 zugeordnet ist, welche sich angenähert diametral entgegengesetzt im Speicher 90 befindet. Jeder Anschlag 193 ist gegenüber seiner zugeordneten Fassung 57 derart angeordnet, dass eine durch die Achse der Fassung führende Linie tangential zum vorderen Ende einer Einstellschraube 194 des betreffenden Anschlages verläuft. Die Einstellschraube 194 ist einstellbar im Anschlag 193 eingeschraubt und wirkt mit dem oberen Kopfende 191 des Riegelarmes 185 zusammen, um den gewählten Werkzeughalter 57 in der richtigen horizontalen Austauschstellung zu halten.
Zur weiteren Erläuterung des Abstandes zwischen der Fassung des Werkzeughalters und dem ihm zugeordneten Anschlag sei der Anschlag 193E und die an ihm befestigte Einstellschraube 194E betrachtet. Wie weiter in der Fig. 2 gezeigt ist, ist der Anschlag 193E am Speicherteil 123 angenähert diametral entgegengesetzt der Fassung 92 angeordnet, welche den Werkzeughalter 57E trägt.
Wenn der Speicher bei der Wahl des Werkzeuges im Uhrzeigersinn gedreht wird, werden aufeinanderfolgende Fassungen des Speichers in der gleichen Richtung bewegt, wodurch die mit der kodierten Bezeichnung versehenen Werkzeuge in der bereits erläuterten Weise am durch den Schaltermechanismus 103 gebildeten Ableseorgan vorbeibewegt werden. Gleichzeitig werden die Anschläge 193, welche diametral entgegengesetzt den einzelnen Fassungen angeordnet sind, nacheinander am Haltemechnismus 180 vorbeibewegt, welcher am Teil 1311 befestigt ist.
Da die Stützplatte 104 und der Teil 131, welcher den Haltemechanismus trägt, beide an der Säule 29 befestigt sind, haben der Haltemechanismus 180 und der Schaltermechanismus 103 eine feste gegenseitige Winkelstellung. Eine Drehung des Speichers im Uhrzeigersinn hat daher zur Folge, dass die nacheinander folgenden Anschläge 193 einzeln den Riegelarm 185 schwenken und niederdrücken. Wie im Ausschnitt in der Fig. 3 dargestellt ist, wird der Speicherteil 123 nach unten im Uhrzeigersinn gedreht, wodurch die mit Abschrägungen versehenen Anschläge 193 an Riegelarm 185 vorbei bewegt werden. Die abgeschrägte vordere Kante des Anschlages 193 stösst gegen den hinteren oberen Bereich des Endes 191 des Riegelarmes 185, wodurch der Riegelarm 185 im Gegenuhrzeigersinn gegen die Kraft der Feder 187 geschwenkt wird.
Wenn der Riegelarm 185 durch eine fortgesetzte Bewegung des Anschlages 193 voll niedergedrückt wird, wird das untere Ende 190 des Armes in gleicher Weise im Gegenuhrzeigersinn bewegt und betätigt einen Einstellschalter 196.
Wie bereits erwähnt, trägt die Fassung 93 lösbar einen Werkzeughalter 57, um diesen am Schaltermechanismus 103 vorbeizuführen, während gleichzeitig der zugeordnete Anschlag 193 entsprechend bewegt wird.
Im beschriebenen Beispiel wird daher durch eine Bewegung des Werkzeughalters 57 im Uhrzeigersinn der Schaltermechanismus 103 in einem bestimmten zeitlichen Verhältnis mit dem zugeordneten Anschlag 193 betätigt, welcher den Regelarm 185 schwenkt und den Einstellschalter 196 betätigt. In diesem Falle wird der Schaltermechanismus 103 betätigt und schliesst einen Stromkreis der Steuerung, welcher mit dem Stromkreis der programmierten Steuerung verbunden ist. Wenn eine Übereinstimmung besteht, wird ein Betätigungskreis geschlossen, durch welchen der Schalter 196 betätigt wird und einen Stromkreis zur Betätigung des Motors 135 schliesst, wodurch die Drehbewegung des Speicherteiles 123 umgekehrt wird.
Kurz vor dieser Umkehr wurde der Speicherteil 123 im Uhrzeigersinn ausreichend gedreht, um die Einstellschraube 194 des Anschlages über das obere Ende 191 des Riegelarmes 185 hinaus zu bewegen.
Darauf schwenkt die Feder 187 den Arm 185 in seine aufrechte Stellung zurück, wobei sein unteres Ende 190 gegen den Flansch 131A stösst. Wenn dieser Zustand eintritt, und der Einstellschalter 196 durch den gleichzeitig geschlossenen Betätigungskreis in der erläuterten Weise betätigt wird, wird der Anschlag 193 nach oben, d. h. im Gegenuhrzeigersinn gedreht. Das hat zur Folge, dass die Einstellschraube 194 des Anschlages gegen das obere Ende 191 des Riegelarmes 185 stösst. Zur gleichen Zeit wird der betreffende Werkzeughalter in seine horizontale Freigabestellung bewegt, die in den Fig. 4 und 7 dargestellt ist.
Während jeder Bewegung bei der Wahl eines Werkzeuges setzt der Speicher 90 seine Drehbewegung so lange fort, bis ein Werkzeughalter über die strichpunktiert dargestellte Stellung hinaus bewegt wird, in welcher die Zusammenwirkung mit den Schaltern 103S des Schaltermechanismus 103 besteht, und auch über die horizontale Austauschstellung hinaus, um eine Entfernung, welche zum vollen Niederdrücken des Riegelarmes 185 ausreicht. Darauf wird eine entgegengesetzte Drehbewegung des Anschlages 193 gegen den Riegelarm 185 ausgeführt, wie dies in der Fig. 3 dargestellt ist, so dass der Werkzeughalter 57 in seine in der Fig. 4 mit vollen Linien dargestellte Austauschstellung bewegt wird.
Wenn ein nichtgewähltes Werkzeug am Schaltermechanismus 103, Fig. 2, vorbeibewegt wird wird die nach unten gerichtete Drehbewegung des Speichers im Uhrzeigersinn fortgesetzt. In einem solchen Falle betätigt das kodierte Identifizierorgan des nichtgewählten Werkzeuges zwar die Schalter 103S, diese haben jedoch keinen Einfluss auf die Bewegung des Speichers. Zur gleichen Zeit drückt der diametral entgegengesetzte Anschlag, welcher dem nichtgewählten Werkzeug zuge ordnet ist, den Riegelarm 185 nieder und betätigt den Einstellschalter 196, welcher jedoch ebenfalls keinen Einfluss auf die Bewegung des Speichers hat.
Wenn der Betätigungskreis nicht geschlossen wird, was bei einer übereinstimmenden Betätigung des Schaltermechanismus 103 mit einer programmierten kodierten Nummer entsteht, wird der Einstellschalter 196 nicht betätigt und bewirkt daher keine Drehung des Speichers im umgekehrten Drehsinn. Der Speicher 90 setzt daher seine Drehbewegung zur Wahl des Werkzeuges fort.
Der Speicherteil 123 des Speichers 90 ist im Ausschnitt in der Fig. 4 dargestellt, wobei nur fünf am Umfang verteilt angeordnete Werkzeughalter dargestellt sind. Das gleiche Bezugszeichen 57 wird zur Bezeichnung des in der Austauschstellung befindlichen Werkzeughalters wie auch der benachbart angeordneten Werkzeughalter A, B, C und D verwendet. Weder die äussere Nabe 122 des Speichers noch die in ihr geführten Riegel sind in der Fig. 4 dargestellt, damit besser die Lage des Steuernockens 114 gegenüber dem drehbaren Speicher 90, wie erläutert, sichtbar wird.
Der drehbare Werkzeughalter 57 ist zur Ausführung einer Drehbewegung eines gewählten Bohr- oder Fräswerkzeuges, wie z. B. des Stirnfräsers 37 aus der Fig. 1 bestimmt. Zusätzlich zu den drehbaren Werkzeugen ist jedoch die feststehende Stirnplatte 39 zur Zusammenwirkung mit der Spindel 48 und dem Einziehstangenmechanismus geeignet, um einen nicht drehbaren Werkzeughalter, wie z. B. den Werkzeughalter 57E in einer bestimmten Stellung zu halten. Ein feststehender, d. h. nicht drehbarer Werkzeughalter 57E ist in einer gespeicherten Stellung in der Fassung 92 des Speichers in der Fig. 2 dargestellt.
Wie in dieser Figur dargestellt ist, wirkt ein runder Keil 155, welcher im Speicherteil 123 befestigt, ist mit einer entsprechenden runden Keilnut 159 zusammen, die in der vorderen Fläche des gespeicherten Werkzeughalters 57E ausgebildet ist, um diesen gegen eine winkelmässige Bewegung zu sichern. Bei dieser Stellung ist das binär kodierte Identifizierorgan 142E, das am hinteren Ende des Werkzeughalters 57E quer befestigt ist, derart angeordnet, dass es bei der Drehbewegung des Speichers zur Auswahl des Werkzeuges genau den Schaltermechanismus 103 betätigt.
Zusätzlich zur runden Keilnut 159, die im festen Werkzeughalter 57E ausgebildet ist, ist dieser mit einem grösseren Antriebskeil 202 entsprechend der Darstellung in den Fig. 2 und 8 versehen. Die runde Keilnut 159 wirkt mit einem der runden Keile 159 des Speichers 90 zusammen, um das kodierte Identifizierorgan 142E während der selbsttätigen Wahl des Werkzeuges in der richtigen Winkelstellung zu halten. Dadurch befinden sich die runden Keilnuten 159 und 160 der festen oder der drehbaren Werkzeughalter in gleichen Winkelstellungen im Speicher. Der Keil 202 des festen Werkzeughalters 57E wirkt mit der Keilnut 45 zusammen, die in der festen Stirnplatte 39 befestigt ist, um den festen Antrieb zu gewährleisten. In den Fig. 8 und 9 ist der Keil 202 des Werkzeughalters 57E in direkter antriebsmässiger Verbindung mit der Keilnut 49 der Stirnplatte 39 dargestellt.
In ähnlicher Weise wirkt die vordere abgeschrägte Kante 205 des festen Werkzeughalters 57E direkt mit der schrägen Kante der Stirnplatte 39 zusammen. Das runde innere Ende des Werkzeughalters 57E wirkt direkt mit dem runden inneren Teil der Werkzeugspindel 48 zusammen, welcher nun gegen eine Drehung festgehalten wird, und wird von diesem gestützt. Bei der Einführung des festen Werkzeughalters 57E in das Betätigungsorgan 36 wird ein seitlicher Vorsprung 207, welcher sich vom Antriebskeil 202 erstreckt, nach innen bewegt und betätigt einen Halteschalter 208 für die Spindel. Der Antriebsmotor 129 der Spindel 48 wird abgeschaltet und verhindert eine Drehung der Spindel 48, sobald der Halteschalter 208 betätigt wird. Die halbrunde Keilnut 159 des festen Werkzeughalters 57E ist gleich ausgebildet wie die Keilnut 160 des drehbaren Werkzeughalters 57 in der Fig. 2.
Die Stirnplatte 39 hat jedoch keinen runden Antriebskeil, Fig. 9, da der drehbare Werkzeughalter 57 nach der Einführung in das Betätigungsorgan 36 gegenüber dieser drehbar ist.
In der Fig. 10 ist ein Steuerkreis der Maschine zusammen mit einem zusammenwirkenden Werkzeugspeicher schematisch dargestellt. Entsprechend der Darstellung in der Fig. 10 ist der Werkzeugspeicher 90 wahlweise im Uhrzeigersinn drehbar, wie dies vorher erläutert wurde. Am Werkzeugspeicher ist das Antriebszahnrad 127 mit einer Mehrzahl von Anschlägen 193 befestigt, wie es in seitlicher Ansicht in der Fig. 10 dargestellt ist. Es sei angenommen, dass ein elektromagnetisches Ventil 212 betätigt wurde, um eine umgekehrte Drehung des Motors 135 zu bewirken und das Ritzel 129 für den Antrieb des Speichers im umgekehrten Drehsinn zu bewegen. Durch die auf diese Weise übertragene Kraft wird das Zahnrad 127 in umgekehrter Richtung gedreht, so dass der Anschlag 193 in Zusammenwirkung mit dem Riegelarm 185 gelangt.
Vor dem im voraus gewählten Einstellbewegung des Werkzeuges 57 in die beschriebene Stellung sei angenommen, dass der Werkzeughalter 57 und der ihm zugeordnete Anschlag 193 im Uhrzeigersinn aus der dargestellten Stellung bewegt wurde.
Es wird weiter angenommen, dass das gewählte Steuerband mit gelochten Befehlen für die Maschine in der Maschine angebracht wurde und dass die Programmsteuerung 214 betätigt ist. Das Steuerband wird betätigt und sendet ein binär kodiertes Werkzeughaltersignal durch ein Ableseorgan 215 für das Band einer Suchsteuerung 220, wodurch dieser das binäre Signal für den Werkzeughalter 57 eingeben wird. Darauf wird ein Vorwärtssignal durch eine Leitung 221 einer Trommelsteuerung 222 zugeführt, durch welches diese betätigt wird und ihrerseits ein Vorwärtssignal durch eine Leitung 224 dem elektromagnetischen Ventil 212 übermittelt. Ein ähnliches Vorwärtssignal wird durch eine Leitung 225 dem Motor 135 zugeführt, wodurch dieser den Speicher 90 im Uhrzeigersinn dreht und den Anschlag 193 nach links bewegt.
Nach dem Eintreffen des gewählten Werkzeuges 57 an die Identifizierstelle werden die gewählten binären Signale durch Leitungen 227 einem Signal-Vergleichsorgan 228 zugeführt. Gleichzeitig empfängt das Vergleichsorgan 228 ein entsprechendes Signal aus einer Leitung 230, welche an die Suchsteuerung 220 angeschlossen ist und der Zufuhr eines Wählsignals für das Werkzeug 57 dient. Da die Signale nun übereinstimmen, bildet das Vergleichsorgan 228 ein Betätigungssignal, welches durch eine Leitung 231 einem Schalter-Betätigungsorgan 232 zugeführt wird.
Durch die Bewegung des Anschlages 193 wird der Riegelarm 185 gegen die Kraft der Feder 187 ge schwenkt und betätigt den Schalter 196. Wie bereits erläutert, hat die Betätigung des Schalters 196 die Sendung eines dem gewählten Werkzeug 57 entsprechenden Signals durch eine Leitung 235, welche an das nun geschlossene Schalterbetätigungsorgan 232 angeschlossen ist, in eine Leitung 236 zur Folge. Darauf wird durch die Leitung 236 ein Umkehr-Steuersignal gesendet, durch welches die Trommelsteuerung 222 betätigt wird, welche ein Umkehrsignal in der Leitung 224 bildet. Das auf diese Weise dem elektromagnetischen Ventil 212 zugeführte Umkehrsignal hat die Bildung eines entsprechenden Umkehrsignals in der Leitung 225 zur Folge, wodurch die endgültige umgekehrte Einstellbewegung des Motors 135 bewirkt wird.
Zusätzlich zur Ausführung der Steuerung der Einstellung des Werkzeugspeichers 90 dient das Ableseorgan 215 der Sendung von programmierten Signalen durch eine Leitung 240 einem Steuerorgan 241 zur Ausführung weiterer zugeordneter Funktionen. So werden in der Leitung 242 Signale gebildet, welche einen wahlweisen Antrieb der Werkzeugspindel 48 bewirken.
Ein besonderer Schalter 245 dient der Betätigung einer winkelmässigen Spindelsteuerung 246, durch welche ein Spindelantrieb 247 derart betätigt wird, dass er die Werkzeugspindel in eine bestimmte Winkelstellung dreht. In ähnlicher Weise wird die Werkstückspindel 24 wahlweise durch einen Antrieb 250 angetrieben, welcher zum Empfang von Steuersignalen an das Steuerorgan 241 angeschlossen ist. In ähnlicher Weise sind das Wechselorgan 26 für das Werkstück und das Wechselorgan 96 für den Werkzeughalter durch entsprechende Schaltungen durch programmierte Steuerungen 252 und 253 wahlweise betätigbar.
Obwohl die Ausführung der Erfindung zum Zweck der Erläuterung ausführlich beschrieben wurde, versteht es sich, dass die beschriebene Vorrichtung nur ein Beispiel darstellt.