CH677204A5

CH677204A5 -

Info

Publication number: CH677204A5
Application number: CH3287/88A
Authority: CH
Inventors: Manfred Nicolai; Herbert Gramespacher
Original assignee: Fischer Georg Fms Drehtech
Priority date: 1988-09-02
Filing date: 1988-09-02
Publication date: 1991-04-30
Also published as: DE3926496C2; DE3926496A1

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selbsttätigen Wechseln von Werkzeugen bei einer Werkzeugmaschine, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 gekennzeichnet ist.

Derartige Einrichtungen weisen zum Speichern und zum Weitertransport zur Übergabestelie Werkzeugmagazine auf, welche z.B. als Trommel- oder als sogenannte Kettenmagazine ausgebildet sind, wobei letztere für eine grössere Anzahl Werkzeuge besser geeignet sind. Bei diesen Kettenmagazinen sind entweder die Halterungen für die Werkzeuge direkt als Kettenglieder ausgebildet und gelenkig miteinander verbunden oder auf Gliederketten aufgesetzt und fest mit diesen verbunden. Beides ist in der Herstellung sehr aufwendig, wobei das Magazin im Verhältnis zum Gewicht der Werkzeuge auch ein hohes Gewicht aufweist, was auch einen entsprechend starken Antrieb für den Weitertransport erfordert. Besonders bei der Anordnung von einem derartigen Magazin auf einem verfahrbaren Schlitten, wie z.B. bei einem Drehbearbeitungszentrum, ist dies von grossem Nachteil.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung der eingangs genannten Art, welche bei einer einfachen Bauweise ein geringes Gewicht aufweist und für die Speicherung einer grösseren Anzahl Werkzeuge geeignet ist.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Die Ausbildung der Fördervorrichtung als flexibles Band, insbesonders als Zahnriemen, ermöglicht durch die Verwendung eines handelsüblichen Produktes eine einfache und preisgünstige Herstellung des Werkzeugmagazins bei grosser Gewichtseinsparung. Ausserdem wird durch den aus Kunststoff hergestellten Zahnriemen ein ruhiger Lauf erreicht, wobei auch eine einfache Befestigung der Haltevorrichtungen für die Werkzeuge gegeben ist.

Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen in Ausführungsbeispielen dargestellt und nachfolgend beschrieben.

Es zeigen;

Fig. 1 eine Teil-Draufsicht auf eine Drehmaschine mit einer Werkzeugwechseleinrichtung und einem Werkzeugmagazin,

Fig. 2 ein Teilschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1 in vergrösserter Darstellung,

Fig. 3 ein Schnitt entlang der Linie lll-lll von Fi9- 2,

Fig. 4 eine Ausführungsvariante des Werkzeugmagazins in einem Teilschnitt entsprechend der Fig. 3,

Fig. 5 eine Teildraufsicht von Fig. 4 teils im Schnitt und

Fig. 6 eine Teilansicht der Ausführungsvariante des Magazins gemäss Fig. 4 mit mehrfacher Umlen-kung.

Die Fig. 1 zeigt eine Drehmaschine mit einem zwei Längsführungen 2 und 3 aufweisenden Maschinenständer 1 und einem Spindelstock 4, Auf der Längsführung 2 ist ein Schlitten 5 längs der Drehachse 6 verschiebbar angeordnet, welcher einen zur Längsführung vertikal und dazu horizontal verschiebbaren Kreuzschlitten 7 aufweist. Auf dem Kreuzschlitten 7 ist ein um eine Achse schwenkbarer Werkzeugträger 8 angeordnet, welcher eine in einer Spindel 9 angeordnete Werkzeugaufnahme 10 für Werkzeuge 11 aufweist.

Für die selbsttätigen Wechsel der Werkzeuge 11 ist oberhalb des Werkzeugträgers 8 eine Werkzeugwechselvorrichtung 12 angeordnet, welche mit einem Werkzeugmagazin 13 zusammenwirkt.

Die Werkzeugwechselvorrichtung 12 weist einen heb-, senk-, kipp- und schwenkbaren Greifarm 14 auf, an dessen beiden Enden die Werkzeuge 11 fassenden Greifer 15 angeordnet sind.

Das Werkzeugmagazin 13 Ist mittels Trägern 16 seitlich oberhalb der Längsführung 2 am Maschinenständer befestigt und weist eine um zwei Umlenkrollen 17 laufende Fördervorrichtung 18 auf. Diese weist einen handelsüblichen Zahnriemen 19 auf, welcher aus einem Kunststoff hergestellt und im Inneren mit Stahlseilen verstärkt ist.

An der glatten Aussenseite 19a des Zahnriemens 19 sind in gieichmässigem Abstand Haltevorrichtungen 20 für die Werkzeuge 11 und jeweils gegenüberliegend auf der verzahnten Innenseite 19b Verstei-fungsstege 21 angeordnet.

Wie aus Fig. 2 und 3 ersichtlich, sind die Haltevorrichtungen 20 und die Versteifungsstege 21 mittels Schrauben 22 am Zahnriemen 19 befestigt, wobei die Schrauben 22 durch Durchgangslöcher 23 des Zahnriemens 19 gesteckt in Gewinden 24 der Haltevorrichtung 20 eingeschraubt sind. Die Befestigung kann auch als Klemmverbindung mit seitlich des Zahnriemens angeordneten Schrauben ohne Durchgangslöcher im Riemen ausgeführt werden. Es besteht auch die Möglichkeit, die Haltevorrichtung 20 durch Kleben oder durch Vulkanisation mit dem Zahnriemen 19 zu verbinden.

Zwischen den beiden Umlenkrollen 17 ist ein kastenförmiger Träger 25 angeordnet, an welchem an zwei gegenüberliegenden Seiten Auflageschienen 26, 26a und Führungsschienen 27, 27a befestigt sind.

Die im Querschnitt vierkantigen Versteifungsstege 21 weisen an ihren stirnseitigen Enden Rollen 28 auf, mittels welchen der Zahnriemen 19 zwischen den Schienen 26 und 27 geführt wird.

Auf der dem Zahnriemen 19 gegenüberliegenden Innenseite 39 des Versteifungssteges 21 ist eine Führungsrolle 29 angeordnet, deren Achse senkrecht zu den Achsen der Rollen 28 verläuft. Durch diese Rollen 29 wird der Zahnriemen 19 in vertikaler Richtung zwischen den Schienen 26a und 27a geführt.

Jede Haltevorrichtung 20 weist ein am Zahnriemen 19 befestigtes Halteten 30 auf, in dessen Bohrung 31 ein Aufnahmeteil 32 auswechselbar eingesetzt ist.

Das Aufnahmeteil 32 weist eine dem Werkzeugschaft 11a entsprechende Aufnahmebohrung 33

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auf. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 ist der Werkzeugschaft 11a als genormter Steilkegel ausgebildet, wobei die Aufnahmebohrung 33 entsprechende konische Partien 33a zur zentrischen Halterung der Werkzeuge 11 aufweist.

Die Haltevorrichtung 20 kann auch mit einer Schnappvorrichtung zur axialen Halterung des Werkzeuges 11 versehen sein, welche eine gegen Federdruck in eine Rille des Werkzeuges einschnappende Kugel bzw. einen abgerundeten Bolzen aufweist.

Bei von oben eingesetzten Werkzeugen (Fig. 1) kann auf die Schnappvorrichtung verzichtet werden, da die Werkzeuge durch das Eigengewicht axial gehalten sind.

Die beiden Umlenkrollen 17 weisen am Aussenum-fang eine dem Zahnriemen 19 entsprechende Verzahnung 34, axial verlaufende Ausnehmungen 35 für die Versteifungsstege 21 und eine Umfangsrille 36 für die Führungsrollen 29 auf. Die Tiefe 37 der Ausnehmungen 35 wird dabei so gewählt, dass die in den Ausnehmungen 35 liegenden Versteifungsstege 21 mit ihrer Innenseite 39 am Grund 38 der Ausnehmungen 35 aufliegen. Dadurch wird der Riemenzug auch in der Ausnehmung 35 aufgenommen, und es ist eine feste Abstützung und Versteifung der Haltevorrichtungen 20 im Bereich der Umlenkrollen 17 gegeben.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist vorzugsweise die Werkzeugwechselvorrichtung 12 mit der Werkzeugentnahme im Bereich einer Umlenkrolle 17 angeordnet, da hier die Lage des Werkzeugs 11 durch die Auflage des Versteifungssteges 21 im Grund 38 der Ausnehmung 35 in radialer Richtung und durch die Verzahnung 19 auf der Umlenkrolle 17 in Umfangs-richtung fixiert ist. Eine der Umlenkrollen 17 wird durch einen vorzugsweise numerisch gesteuerten Antrieb angetrieben.

Durch den numerisch gesteuerten Antrieb ist ein schneller Transport des jeweijs für die Bearbeitung benötigten Werkzeuges zur Übergabestelle abhängig vom Maschinenprogramm gewährleistet. Durch einen hydraulischen Drehantrieb werden kurze Beschleunigungszeiten bei hoher Transportgeschwindigkeit und somit kunze Wechselzeiten ermöglicht. Die als Zahnriemen ausgebildete Fördervorrichtung kann auch um mehr als zwei Rollen in nahezu beliebiger Form umgelenkt werden, wobei nicht alle Rollen mit einer Verzahnung versehen sein müssen.

Eine günstige Anordnung eines Werkzeugmagazins ergibt sich bei einer viereckigen Ausbildung der Fördervorrichtung, wobei der Zahnriemen um vier Umlenkrollen jeweils um 90° umgelenkt wird.

Hierbei kann das Werkzeugmagazin mit dem Längs- und Vertikalschlitten mitbewegbar an letzterem befestigt werden und dabei den dritten Zustellschlitten und den Werkzeugträger umschliessen.

Durch das geringe Gewicht des Zahnriemens ist eine derartige Anordnung besonders vorteilhaft, da bei geringem Platzbedarf eine grosse Anzahl Werkzeuge speicherbar ist und die Werkzeugwechselzeiten durch das mit den Schlitten mitbewegte Magazin sehr kurz sind.

Die handelsüblichen Zahnriemen können z.B. durch Verstellen einer als Spannrolle ausgebildeten

Umlenkrolle stark vorgespannt werden, wobei ein späteres Nachspannen nicht mehr erforderlich ist. Ausserdem gewährleistet der Kunststoffriemen einen ruhigen Lauf und weist eine geringe zu beschleunigende bzw, abzubremsende Masse auf.

Die Fig. 4, 5 und 6 zeigen eine Ausführungsvariante eines Werkzeugmagazins, wobei bei der Fördervorrichtung 18 die Haltevorrichtung 20 für die Werkzeuge 11 zwischen Teilstücken 40 des Zahnriemens 19 angeordnet sind.

Das Aufnahmeteil 32 der Haltevorrichtungen 20 weist dabei beidseits ungefähr mittig zur Achse der Aufnahmebohrung 33 eine Befestigung 41 für die Riemen-Teilstücke 40 auf. Diese weist ein Klemmteil 43 auf, welches mittels Schrauben 44 gegen eine Nase 42 des Aufnahmeteils 32 spannbar ist, wobei dazwischen das Riementeilstück 40 kraft- und formschlüssig eingespannt ist.

Die Befestigung der Teilstücke 40 des Zahnriemens 19 an den Aufnahmeteilen 32 kann auch anders wie z.B. durch Kleben, Vulkanisieren, Klemmen usw. erfolgen.

Die Umlenkrollen 17 weisen entsprechend der Aussenkontur des Aufnahmeteils 32 teilkreisförmige Ausnehmungen 45 und Aussparungen 46 auf, wobei die Haltevorrichtungen 20 durch den Riemenzug fest in den Ausnehmungen 45 liegend im Umlenkbereich taktweise weitertransportiert werden.

Gemäss Fig. 6 ist dabei eine Umlenkung nach beiden Richtungen möglich, wobei die Umlenkrolle 17a keine Verzahnung aufweist, da hier die glatte Seite des Zahnriemens 19 aufliegt.

Eine derartige Ausbildung der Fördervorrichtung ermöglicht ein mehrmaliges Umlenken in beiden Richtungen, wodurch eine grosse Speicherkapazität des Magazins bei geringem Platzbedarf geschaffen werden kann.

Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zum selbsttätigen Wechseln von Werkzeugen bei einer Werkzeugmaschine mit einem als umlaufende Fördervorrichtung (18) ausgebildeten Werkzeugmagazin (13) mit Haltevorrichtungen (20) für die Werkzeuge (11), dadurch gekennzeichnet, dass die Fördervorrichtung (18) als flexibles Band (19) ausgebildet ist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das flexible Band als Zahnriemen (19) ausgebildet ist.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Aussenseite (19a) des Zahnriemens (19) die Haltevorrichtungen (20) und gegenüberliegend auf der verzahnten Innenseite (19b) Versteifungsstege (21) angeordnet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Versteifungssteg (21) mit je einer Haltevorrichtung (20) und mit dem Zahnriemen (19) mittels Schrauben (22) fest verbunden ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 öder 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den stirnseitigen seitlichen Enden des Versteifungssteges (21) Rollen (28) angeordnet sind.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass am Versteifungs-

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steg (21) auf der inneren Seite mindestens eine Führungsrolle (29) angeordnet ist, deren Achse senkrecht zu den Achsen der Rollen (28) verläuft.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Haltevorrichtung (20) eine dem Werkzeug-Aufnahmekonus entsprechende konische Partie (33a) einer Bohrung (33) aufweist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zahnriemen (19) um mindestens zwei Umlenkrollen (17) umgelenkt angeordnet ist, wobei mindestens eine der Umlenkrollen (17) mit einer Verzahnung (34) versehen ist, von denen eine mittels eines numerisch gesteuerten Antriebes antreibbar ist.

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass jede Umlenkrolle (17) Ausnehmungen (35) für die Versteifungsstege (21) aufweist, wobei jeweils der in einer Ausnehmung (35) liegende Versteifungssteg (21) mit seiner Innenseite (39) am Grund (38) der Ausnehmung (35) aufliegt.

10. Enrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Umlenkrollen (17) Auflageschienen (26, 26a) und Führungsschienen (27,27a) für die Rollen (28,29) angeordnet sind.

11. Einrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Umlenkrollen (17) als Spannrolle ausgebildet ist.

12. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtung (20) für die Werkzeuge (11) zwischen Teilstücken (40) eines Zahnriemens (19) befestigt angeordnet sind, wobei die Fördervorrichtung nach beiden Seiten (19a, 19b) des Zahnriemens (19) umlenkbar ausgebildet ist.

13. Einrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkrollen (17, 17a) teilkreisförmige Ausnehmungen (45) zur aufliegenden Aufnahme der Haltevorrichtungen (20) aufweisen.

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