CH674816A5

CH674816A5 -

Info

Publication number: CH674816A5
Application number: CH185388A
Authority: CH
Inventors: Herbert Gramespacher
Original assignee: Fischer Georg Fms Drehtech
Priority date: 1988-05-17
Filing date: 1988-05-17
Publication date: 1990-07-31
Also published as: DE3913137A1; DE3913137C2

Description

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere Drehmaschine mit einer Werkzeugwechselvorrichtung, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 gekennzeichnet ist. The invention relates to a machine tool, in particular a lathe with a tool changing device, as characterized in the preamble of claim 1.

Drehmaschinen mit automatisch arbeitenden Werkzeugwechselvorrichtungen sind bekannt, wobei deren Werkzeugmagazin entweder stationär am, über oder neben dem Bett der Drehmaschine angeordnet ist (z.B. DE-OS 2 925 341) oder sich auf einem zweiten längs verschiebbaren Bettschlitten befindet (z.B. DE-OS 2 655 913). Lathes with automatic tool changing devices are known, the tool magazine of which is arranged either stationary on, above or next to the bed of the lathe (e.g. DE-OS 2 925 341) or is located on a second longitudinally movable bed slide (e.g. DE-OS 2 655 913 ).

Alle bekannten Lösungen benötigen meist sehr viel Platz, so dass sich die Gesamtabmessungen der Werkzeugmaschine vergrössern. Zusätzliche Verschiebeschlitten benötigen oft zusätzliche Führungen und/oder zusätzliche Verschiebeantriebe. Auch können die Werkzeugwechselzeiten nicht so kurz wie möglich gehalten werden, da zusätzliche Verschiebebewegungen der Werkzeugträgerschlitten oder der Magazinschlitten erforderlich sind. All known solutions usually require a lot of space, so that the overall dimensions of the machine tool increase. Additional sliding carriages often require additional guides and / or additional sliding drives. The tool change times cannot be kept as short as possible, since additional displacement movements of the tool carrier slide or the magazine slide are required.

Bei Werkzeugmaschinen für Fräs- und/oder Bohrbearbeitungen ist es zwar bekannt, das Werkzeugmagazin direkt auf den verschiebbaren Werkzeugträger bzw. dessen Schlitten anzuordnen, wobei dann das Fassungsvermögen nur für eine geringe Anzahl Bohr- und/oder Fräswerkzeuge geeignet ist. In the case of machine tools for milling and / or drilling operations, it is known to arrange the tool magazine directly on the displaceable tool carrier or its slide, in which case the capacity is only suitable for a small number of drilling and / or milling tools.

Für eine Werkzeugmaschine, welche für Dreh-, Fräs- und Bohrarbeiten ausgebildet ist, sind für die vielen unterschiedlichen Bearbeitungsoperationen auch eine entsprechend hohe Anzahl von Werkzeugen erforderlich. For a machine tool which is designed for turning, milling and drilling work, a correspondingly large number of tools are also required for the many different machining operations.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Werkzeugmaschine der vorgängig genannten Art mit einer kurze Werkzeugwechselzeiten aufweisenden Werkzeugwechseleinrichtung, welche ein Werkzeugmagazin mit für die unterschiedlichen Bearbeitungsoperationen genügend grosser Kapazität aufweist, wobei bei einer einfachen Bauweise die Abmessungen der Werkzeugmaschine durch das Werkzeugmagazin nicht oder nur unwesentlich vergrössert werden sollen. The object of the present invention is to provide a machine tool of the aforementioned type with a tool changing device which has short tool changing times and which has a tool magazine with sufficient capacity for the various machining operations, the dimensions of the machine tool not being increased or being increased only slightly by the tool magazine in a simple construction should be.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst. According to the invention, this object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet. Advantageous embodiments of the invention are characterized in the dependent claims.

Durch die erfindungsgemässe Anordnung eines Werkzeugmagazins am zweiten Schlitten ist dieses in Z- und Y-Richtung mit dem Werkzeugträger verschiebbar. Durch die Ausbildung des Werkzeugmagazins als umlaufende Fördereinrichtung mit einer vorzugsweise viereckigen Förderbahn, welche rah-menförmig um den dritten, in X-Richtung verfahrbaren Schlitten und den Werkzeugträger angeordnet ist, kann das Werkzeugmagazin mit einer hohen Anzahl Werkzeugspeicherplätzen ohne grossen zusätzlichen Platzbedarf ausgerüstet werden. Durch diese mittige Anordnung des Werkzeugmagazins wird auch eine gleichmässige Gewichtsverteilung auf die Führungen des zweiten Schlittens erreicht. Due to the arrangement of a tool magazine on the second slide according to the invention, the latter can be displaced in the Z and Y directions with the tool carrier. By designing the tool magazine as a rotating conveyor device with a preferably square conveyor track, which is arranged in a frame-like manner around the third carriage which can be moved in the X direction and the tool carrier, the tool magazine can be equipped with a large number of tool storage spaces without requiring a large additional space. This central arrangement of the tool magazine also achieves a uniform weight distribution on the guides of the second slide.

Durch die Anordnung einer ersten Wechselvorrichtung am Werkzeugmagazin kann jeweils ein Werkzeug während der Bearbeitungszeit in eine Bereitstellung zur Übergabe an eine am Werkzeugträger angeordnete zweite Wechseleinrichtung gebracht werden. Für den weiteren Werkzeugwechsel ist lediglich eine Verschiebung des dritten Schlittens in X-Richtung und die Übergabe von der Bereitstellung mittels eines um 180° schwenkbaren Greifhebels der zweiten Wechseleinrichtung erforderlich, was kurze Werkzeugwechselzeiten gewährleistet. By arranging a first changing device on the tool magazine, one tool in each case can be made available during the machining time for transfer to a second changing device arranged on the tool carrier. All that is required for the further tool change is a displacement of the third slide in the X direction and the transfer from the provision by means of a gripping lever of the second change device which can be pivoted through 180 °, which ensures short tool change times.

Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen: The invention is illustrated in the accompanying drawings, for example, and described below. Show it:

Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht der Werkzeugmaschine und Fig. 1 is a perspective view of the machine tool and

Fig. 2 einen Teilschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1 in vergrösserter Darstellung. Fig. 2 is a partial section along the line II-II of Fig. 1 in an enlarged view.

Die in Fig. 1 gezeigte Werkzeugmaschine ist vorzugsweise als Drehbearbeitungszentrum für Dreh-, Bohr- und Fräsarbeiten ausgebildet. The machine tool shown in FIG. 1 is preferably designed as a turning center for turning, drilling and milling work.

Ein mit zwei getrennten Führungsbahnen 2, 3 versehener Maschinenständer 1 weist an einem Ende einen ortsfesten Spindelstock 4 und einen koaxial zur Drehachse 6 auf der vorderen Führungsbahn 2 verschiebbaren Spindelstock 5 auf. Auf der schräg nach hinten geneigten Führungsbahn 3 ist ein in Längs- bzw. Z-Richtung parallel zur Drehachse 6 verschiebbarer erster Schlitten 7 angeordnet, welcher eine Führungsbahn 8 für einen zweiten Schlitten 9 aufweist. Dieser Schlitten 9 ist quer zur Z-Richtung des ersten Schlittens 7 in einer zur Drehachse 6 parallelen Ebene in Y-Richtung verschiebbar, wobei die Führungsbahn 8 in einer zur Führungsbahn 3 senkrechten Richtung verläuft. A machine stand 1 provided with two separate guideways 2, 3 has at one end a stationary headstock 4 and a headstock 5 which can be moved coaxially to the axis of rotation 6 on the front guideway 2. Arranged on the guide track 3, which is inclined obliquely backwards, is a first slide 7 which can be displaced in the longitudinal or Z direction and parallel to the axis of rotation 6 and which has a guide track 8 for a second slide 9. This slide 9 can be displaced transversely to the Z direction of the first slide 7 in a plane parallel to the axis of rotation 6 in the Y direction, the guide track 8 running in a direction perpendicular to the guide track 3.

Der zweite Schlitten 9 weist eine wiederum senkrecht zur Führungsbahn 8 verlaufende Führungsbahn 10 auf, aufweicherein dritter Schlitten 11 in einer quer zur Drehachse 6 verlaufenden X-Richtung verschiebbar angeordnet ist. Auf diesem Schlitten ist ein Werkzeugträger 12 schwenkbar um eine in Y-Richtung verlaufende Achse 13 angeordnet. Der Werkzeugträger 12 weist eine Werkzeugaufnahme 14 auf, welche zur wahlweisen Aufnahme von feststehenden Werkzeugen 15, wie z.B. Drehwerkzeug oder Bohrstangen und von rotierenden Werkzeugen 15, wie z.B. Fräser oder Bohrer ausgebildet ist und in einer drehbar gelagerten, antreibbaren Spindel 16 angeordnet ist. Die Achse 17 der Spindel 16 bzw. der Werkzeugaufnahme 14 verläuft in einem senkrechten Winkel zur Achse 13, um welche der Werkzeugträger 12 vorzugsweise in drei jeweils um 90° versetzte Arbeitsstellungen schwenkbar ist. The second slide 9 has a guide track 10, which in turn extends perpendicular to the guide track 8, on which a third slide 11 is arranged so as to be displaceable in an X direction running transverse to the axis of rotation 6. A tool carrier 12 is arranged on this slide so as to be pivotable about an axis 13 extending in the Y direction. The tool carrier 12 has a tool holder 14, which can be used to selectively hold fixed tools 15, e.g. Turning tool or boring bars and rotating tools 15, e.g. Milling cutter or drill is formed and is arranged in a rotatably mounted, drivable spindle 16. The axis 17 of the spindle 16 or the tool holder 14 extends at a perpendicular angle to the axis 13, about which the tool carrier 12 can preferably be pivoted into three working positions, each offset by 90 °.

Für den automatischen Wechsel der für die unterschiedlichen Bearbeitungsoperationen erforderlichen Werkzeuge 15 weist die Werkzeugmaschine eine Werkzeugwechseleinrichtung 20 auf, die sich aus einem Werkzeugmagazin 21 und einer Übergabeeinrichtung 22 zusammensetzt. Das Werkzeugmagazin 20 ist als umlaufende Fördereinrichtung 23 ausgebildet, welche als viereckiger Rahmen den dritten Schlitten 11 mit dem Werkzeugträger 12 um-schliesst und am zweiten Schlitten 9 mit diesem bewegbar befestigt ist. For the automatic change of the tools 15 required for the different machining operations, the machine tool has a tool changing device 20, which is composed of a tool magazine 21 and a transfer device 22. The tool magazine 20 is designed as a circumferential conveying device 23, which surrounds the third slide 11 with the tool carrier 12 as a square frame and is movably attached to the second slide 9.

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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Fördereinrichtung 23 eine in Führungsschienen 24 geführte Förderkette 25 auf, welche taktweise antreibbar ist und betätigbare Greifer 26 zur Halterung einer grösseren Anzahl Werkzeuge 15 aufweist. As can be seen from FIG. 2, the conveyor device 23 has a conveyor chain 25 which is guided in guide rails 24 and which can be driven in cycles and has actuable grippers 26 for holding a larger number of tools 15.

Die Übergabeeinrichtung 22 besteht aus einer fest mit dem Werkzeugmagazin 21 verbundenen ersten Wechselvorrichtung 27 und aus einer am Werkzeugträger 12 angeordneten zweiten Wechselvorrichtung 28. Die erste Wechselvorrichtung 27 weist eine an einem Schwenkarm 29 angeordnete Greifvorrichtung 30 für jeweils ein Werkzeug 15 auf. Der Schwenkarm 29 ist an einer Führungsstange 31 befestigt, welche heb-, senk- und schwenkbar in einem Führungsteil 32 gelagert ist. Das Führungsteil 32 ist auf einer über dem Werkzeugträger angeordneten Trägerplatte 37 befestigt, welche fest mit der oberen Führungsschiene 24 des Werkzeugmagazins 21 verbunden ist. The transfer device 22 consists of a first changing device 27 fixedly connected to the tool magazine 21 and of a second changing device 28 arranged on the tool carrier 12. The first changing device 27 has a gripping device 30 arranged on a swivel arm 29 for one tool 15 each. The swivel arm 29 is fastened to a guide rod 31 which is mounted in a guide part 32 such that it can be raised, lowered and pivoted. The guide part 32 is fastened on a carrier plate 37 which is arranged above the tool carrier and is fixedly connected to the upper guide rail 24 of the tool magazine 21.

Die zweite Wechselvorrichtung 28 weist einen am Gehäuse 18 des Werkzeugträgers 12 um 180° schwenkbaren und in Längsrichtung der Schwenkachse 34 verschiebbaren Greifhebel 33 auf, an dessen beiden Enden je eine Greifvorrichtung 35 für je ein Werkzeug 15 angeordnet ist. The second changing device 28 has a gripping lever 33 on the housing 18 of the tool carrier 12, which can be swiveled by 180 ° and displaced in the longitudinal direction of the swiveling axis 34, on the two ends of which a gripping device 35 for one tool 15 is arranged.

Die Schwenkachse 34 verläuft parallel zur Achse 17 der Werkzeugaufnahme 14 und ist oberhalb dieser angeordnet, wobei die Schwenkachse 36 der ersten Wechselvorrichtung 27 vertikal zu dieser verläuft. The pivot axis 34 runs parallel to the axis 17 of the tool holder 14 and is arranged above it, the pivot axis 36 of the first changing device 27 running vertically to the latter.

Die Werkzeuge 15 weisen einen genormten Steilkegel 40 mit einem Bundzapfen 41 zur Festspannung in der Werkzeugaufnahme 14 und einer an einem Flansch 43 angeordneten genormten Aufnahmenute 42 für den Werkzeugwechsel auf. Dieser erfolgt wie nachfolgend beschrieben. The tools 15 have a standardized steep taper 40 with a collar pin 41 for fixed clamping in the tool holder 14 and a standardized receiving groove 42 arranged on a flange 43 for the tool change. This is done as described below.

Das in der Werkzeugaufnahme 14 befindliche Werkzeug 15 und ein vorgängig aus dem Werkzeugmagazin 21 mittels der ersten Wechselvorrichtung 27 in Bereitstellung gebrachte weitere Werkzeug 15 werden durch die beiden Greifvorrichtungen 35 in den Aufnahmenuten 42 erfasst und durch axiales Verschieben, Schwenken um 180° und Zurückschieben des Greifhebels 33 gegenseitig ausgetauscht, so dass ein neues Werkzeug in der Werkzeugaufnahme 14 eingespannt wird. Das ausgewechselte Werkzeug wird dann von der Greifvorrichtung 30 der ersten Wechselvorrichtung 27 vorzugsweise am Bundzapfen 41 und am Flansch 42 erfasst, angehoben, um 180° geschwenkt und durch Absenken in einer freien Magazinstelle abgelegt, wo es wiederum durch Greifer 26 in der Aufnahmenute 42 gehalten wird. The tool 15 located in the tool holder 14 and a further tool 15 previously provided from the tool magazine 21 by means of the first changing device 27 are captured by the two gripping devices 35 in the receiving grooves 42 and by axial displacement, pivoting through 180 ° and pushing back the gripping lever 33 mutually replaced, so that a new tool is clamped in the tool holder 14. The replaced tool is then gripped by the gripping device 30 of the first changing device 27, preferably on the collar pin 41 and on the flange 42, raised, pivoted by 180 ° and placed in a free magazine location by lowering, where it is in turn held in the receiving groove 42 by the gripper 26 .

Das Bereitstellen eines neuen Werkzeuges durch Transport der Fördereinrichtung 23, Erfassen, Anheben, Schwenken und Absenken mittels der ersten Wechselvorrichtung 27 erfolgt vorzugsweise während der Bearbeitung eines Werkstückes. The provision of a new tool by transporting the conveyor 23, gripping, lifting, swiveling and lowering by means of the first changing device 27 is preferably carried out during the machining of a workpiece.

Die übrige Werkzeugwechselzeit setzt sich aus der Verschiebbewegung des Werkzeugträgers 12 mit dem dritten Schlitten 11 in X-Richtung von der letzten Bearbeitungsstelle zu einer Stellung, wo die Greifvorrichtung 35 der zweiten Wechselvorrichtung 28 mit der Greifvorrichtung 30 der ersten Wechselvorrichtung 27 in einer korrespondierenden Übergabelage befindet, sowie aus den Greif-, Schwenk- und Verschiebezeiten der zweiten Wechselvorrichtung 28 zusammen. The remaining tool change time is made up of the displacement movement of the tool carrier 12 with the third slide 11 in the X direction from the last machining point to a position where the gripping device 35 of the second changing device 28 and the gripping device 30 of the first changing device 27 are in a corresponding transfer position. and the gripping, swiveling and shifting times of the second changing device 28 together.

Diese kurze Wechselzeit kann allerdings auch noch in der Verschiebezeit des ersten (Z-Richtung) bzw. des zweiten (Y-Richtung) Schlittens 7 bzw. 9 liegen, welche zum Anfahren einer neuen Bearbeitungsposition erforderlich sind. Somit entstehen keine oder nur kurze zusätzliche Zeiten für den Werkzeugwechsel, so dass die gesamte Bearbeitungszeit für ein Werkstück nicht oder nur unwesentlich verlängert wird. However, this short changeover time can also lie in the shifting time of the first (Z direction) or the second (Y direction) slide 7 or 9, which are required for moving to a new machining position. This means that there are no or only short additional times for the tool change, so that the total machining time for a workpiece is not, or only slightly, extended.

Der Werkzeugträger 12 kann, wie bereits beschrieben, mit der Achsrichtung der Werkzeugaufnahme 14 in drei Bearbeitungsstellungen stehen, wobei eine mit der Lage der Achse 17 quer zur Drehachse 6 in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Durch Schwenken des Werkzeugträgers 12 um die Achse 13 jeweils nach beiden Seiten um 90° kommt die Achse 17 der Werkzeugaufnahme 14 in eine parallele Lage zur Drehachse 6, wobei einmal das eingesetzte Werkzeug 15 dem ortsfesten Spindelstock 4 oder dem verschiebbaren Spindelstock 5 zugewandt ist. Da die erste Wechselvorrichtung 27 ausgehend von der zum Werkzeugmagazin 21 gerichteten Aufnahmestellung wahlweise jeweils nach links oder rechts um 90° oder um 180° schwenkbar ausgebildet ist, ist somit eine Werkzeugübergabe in allen drei Schwenkstellungen des Werkzeugträgers 12 gewährleistet. As already described, the tool carrier 12 can be in three machining positions with the axial direction of the tool holder 14, one of which is shown with the position of the axis 17 transversely to the axis of rotation 6 in FIGS. 1 and 2. By pivoting the tool carrier 12 about the axis 13 to both sides by 90 °, the axis 17 of the tool holder 14 comes into a parallel position to the axis of rotation 6, the tool 15 used facing the stationary headstock 4 or the displaceable headstock 5. Since the first changing device 27, starting from the receiving position directed towards the tool magazine 21, is designed to be pivotable either to the left or to the right by 90 ° or by 180 °, tool transfer is thus ensured in all three pivot positions of the tool carrier 12.

Das beschriebene Werkzeugmagazin ermöglicht eine Speicherung von mindestens vierzig Werkzeugen. The tool magazine described enables at least forty tools to be stored.

Claims

1. Machine tool, in particular a lathe with a tool changing device having a tool magazine and a transfer device, with a tool carrier that can be moved in three axes for receiving tools, a first slide parallel to the axis of rotation (Z direction), a second slide transverse to it in a parallel one The plane to the axis of rotation (Y direction) and the third slide can be moved transversely to the parallel plane (X direction), characterized in that the tool magazine (21) as an endlessly rotating conveyor device (23) around the third slide (11) (X Direction) and the tool carrier (12) arranged on the second carriage (9) (Y direction) is fastened.

2. Machine tool according to claim 1, characterized in that the transfer device (22) from a with the tool magazine (21) operatively connected and with the second slide (9) (Y direction) movable first changing device (27) and from with this operatively connected and arranged on the tool carrier (12) second changing device (28).

3. Machine tool according to claim 2, characterized in that the first changing device (27) has a liftable and lowerable and at least 180 ° pivotable, each one tool (15) receiving gripping device (30).

4. Machine tool according to claim 2,

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characterized in that the second changing device (28) has a gripping lever (33) which can be swiveled about a pivot axis (34) by 180 ° and displaceable in the axial direction, on the two ends of which a gripping device (35) which detects a tool (15) is arranged.

5. Machine tool according to claims 3 and 4, characterized in that the pivot axis (34) of the second changing device (28) parallel to the axis (17) of the tool holder (14) in the tool carrier (12) and the pivot axis (36) of the first changing device (27) runs perpendicular to this.

6. Machine tool according to claim 3 or 5, characterized in that the tool carrier (12) about an axis perpendicular to the tool holder axis (17) axis (13) in three each offset by 90 ° work and tool change positions is pivotable The first changing device (27) can be pivoted from the loading and unloading position directed towards the tool magazine (21) into one of the three positions for transferring the tools (15) to the second changing device (28).

7. Machine tool according to one of claims 1 to 6, characterized in that the tool magazine (21) has a conveyor track (24) with four rectilinear and mutually perpendicular sections, the conveyor track (24) in a plane parallel to the axis of rotation (6) runs.

8. Machine tool according to claim 7, characterized in that the tool magazine (21) on the axis of rotation (6) facing away from the second carriage (9) is arranged.

9. Machine tool according to one of claims 1 to 9, characterized in that the conveying device (23) of the tool magazine (21) has a conveyor chain (25) guided in guide rails (24), on which actuatable grippers (26) for the magazine tools ( 15) are arranged.

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