CH677204A5 - - Google Patents
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Description
1 1
CH 677 204 A5 CH 677 204 A5
2 2nd
Beschreibung description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum selbsttätigen Wechseln von Werkzeugen bei einer Werkzeugmaschine, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 gekennzeichnet ist. The invention relates to a device for automatically changing tools in a machine tool, as characterized in the preamble of claim 1.
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. Such devices have tool magazines for storing and for further transport to the transfer station, which e.g. are designed as drum or as so-called chain magazines, the latter being more suitable for a larger number of tools. In these chain magazines, either the holders for the tools are designed directly as chain links and connected to one another in an articulated manner, or placed on link chains and firmly connected to them. Both are very complex to manufacture, the magazine also being heavy in relation to the weight of the tools, which also requires a correspondingly strong drive for further transport. Especially when arranging such a magazine on a movable carriage, e.g. with a turning center, this is a major disadvantage.
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. The object of the present invention is to create a device of the type mentioned at the outset, which is lightweight in a simple construction and is suitable for storing a larger number of tools.
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.
Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet. Particularly advantageous embodiments of the invention are characterized in the dependent claims.
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. The design of the conveyor device as a flexible belt, in particular as a toothed belt, enables a simple and inexpensive manufacture of the tool magazine with great weight savings through the use of a commercially available product. In addition, the toothed belt made of plastic ensures smooth running, and there is also a simple attachment of the holding devices for the tools.
Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen in Ausführungsbeispielen dargestellt und nachfolgend beschrieben. The invention is illustrated in the accompanying drawings in exemplary embodiments and described below.
Es zeigen; Show it;
Fig. 1 eine Teil-Draufsicht auf eine Drehmaschine mit einer Werkzeugwechseleinrichtung und einem Werkzeugmagazin, 1 is a partial plan view of a lathe with a tool changing device and a tool magazine,
Fig. 2 ein Teilschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1 in vergrösserter Darstellung, 2 is a partial section along the line II-II of FIG. 1 in an enlarged view,
Fig. 3 ein Schnitt entlang der Linie lll-lll von Fi9- 2, 3 shows a section along the line III-III of FIG. 2,
Fig. 4 eine Ausführungsvariante des Werkzeugmagazins in einem Teilschnitt entsprechend der Fig. 3, 4 shows a variant of the tool magazine in a partial section corresponding to FIG. 3,
Fig. 5 eine Teildraufsicht von Fig. 4 teils im Schnitt und Fig. 5 is a partial plan view of Fig. 4 partly in section and
Fig. 6 eine Teilansicht der Ausführungsvariante des Magazins gemäss Fig. 4 mit mehrfacher Umlen-kung. FIG. 6 is a partial view of the variant of the magazine according to FIG. 4 with multiple deflection.
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. 1 shows a lathe with a machine stand 1 having two longitudinal guides 2 and 3 and a headstock 4. On the longitudinal guide 2, a slide 5 is arranged to be displaceable along the axis of rotation 6 and has a cross slide 7 that can be displaced vertically and horizontally for longitudinal guidance. Arranged on the cross slide 7 is a tool carrier 8 which can be pivoted about an axis and which has a tool holder 10 for tools 11 arranged in a spindle 9.
Für die selbsttätigen Wechsel der Werkzeuge 11 ist oberhalb des Werkzeugträgers 8 eine Werkzeugwechselvorrichtung 12 angeordnet, welche mit einem Werkzeugmagazin 13 zusammenwirkt. For the automatic change of the tools 11, a tool changing device 12 is arranged above the tool carrier 8, which interacts with a tool magazine 13.
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. The tool changing device 12 has a gripping arm 14 which can be raised, lowered, tilted and swiveled, on the two ends of which the grippers 15 which hold the tools 11 are arranged.
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. The tool magazine 13 is fastened to the machine stand laterally above the longitudinal guide 2 by means of supports 16 and has a conveyor device 18 running around two deflection rollers 17. This has a commercially available toothed belt 19, which is made of a plastic and reinforced on the inside with steel cables.
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. On the smooth outer side 19a of the toothed belt 19, holding devices 20 for the tools 11 are arranged at an equidistant distance and in each case on the toothed inner side 19b stiffening webs 21.
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. As can be seen from FIGS. 2 and 3, the holding devices 20 and the stiffening webs 21 are fastened to the toothed belt 19 by means of screws 22, the screws 22 being inserted into threads 24 of the holding device 20 through through holes 23 of the toothed belt 19. The attachment can also be carried out as a clamp connection with screws arranged on the side of the toothed belt without through holes in the belt. There is also the possibility of connecting the holding device 20 to the toothed belt 19 by gluing or by vulcanization.
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. A box-shaped carrier 25 is arranged between the two deflection rollers 17, on which support rails 26, 26a and guide rails 27, 27a are fastened on two opposite sides.
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. The cross-section of the stiffening webs 21 have rollers 28 at their front ends, by means of which the toothed belt 19 is guided between the rails 26 and 27.
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. On the inside 39 of the stiffening web 21 opposite the toothed belt 19, a guide roller 29 is arranged, the axis of which runs perpendicular to the axes of the rollers 28. Through these rollers 29, the toothed belt 19 is guided in the vertical direction between the rails 26a and 27a.
Jede Haltevorrichtung 20 weist ein am Zahnriemen 19 befestigtes Halteten 30 auf, in dessen Bohrung 31 ein Aufnahmeteil 32 auswechselbar eingesetzt ist. Each holding device 20 has a holder 30 fastened to the toothed belt 19, in the bore 31 of which a receiving part 32 is interchangeably inserted.
Das Aufnahmeteil 32 weist eine dem Werkzeugschaft 11a entsprechende Aufnahmebohrung 33 The receiving part 32 has a receiving bore 33 corresponding to the tool shank 11a
5 5
10 10th
15 15
20 20th
25 25th
30 30th
35 35
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60 60
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2 2nd
3 3rd
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4 4th
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. on. In the exemplary embodiment shown in FIG. 2, the tool shank 11a is designed as a standardized steep taper, the receiving bore 33 having corresponding conical parts 33a for the central holding of the tools 11.
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. The holding device 20 can also be provided with a snap device for axially holding the tool 11, which has a ball or a rounded bolt which snaps into a groove of the tool against spring pressure.
Bei von oben eingesetzten Werkzeugen (Fig. 1) kann auf die Schnappvorrichtung verzichtet werden, da die Werkzeuge durch das Eigengewicht axial gehalten sind. In the case of tools used from above (FIG. 1), the snap device can be dispensed with, since the tools are held axially by their own weight.
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. The two deflection rollers 17 have on the outer circumference a toothing 34 corresponding to the toothed belt 19, axially extending recesses 35 for the stiffening webs 21 and a circumferential groove 36 for the guide rollers 29. The depth 37 of the recesses 35 is chosen so that the stiffening webs 21 lying in the recesses 35 rest with their inside 39 on the base 38 of the recesses 35. As a result, the belt tension is also received in the recess 35, and there is a firm support and stiffening of the holding devices 20 in the region of the deflection rollers 17.
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. As can be seen from FIG. 1, the tool changing device 12 with the tool removal is preferably arranged in the region of a deflection roller 17, since the position of the tool 11 here is due to the support of the stiffening web 21 in the base 38 of the recess 35 in the radial direction and through the toothing 19 the deflection roller 17 is fixed in the circumferential direction. One of the deflection rollers 17 is driven by a preferably numerically controlled drive.
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. The numerically controlled drive ensures quick transport of the tool required for machining to the transfer point, depending on the machine program. A hydraulic rotary drive enables short acceleration times at high transport speeds and thus short changeover times. The conveyor device designed as a toothed belt can also be deflected by more than two rollers in almost any shape, it not being necessary for all rollers to be provided with a toothing.
Eine günstige Anordnung eines Werkzeugmagazins ergibt sich bei einer viereckigen Ausbildung der Fördervorrichtung, wobei der Zahnriemen um vier Umlenkrollen jeweils um 90° umgelenkt wird. A favorable arrangement of a tool magazine results from a quadrangular configuration of the conveying device, the toothed belt being deflected by four deflecting rollers each by 90 °.
Hierbei kann das Werkzeugmagazin mit dem Längs- und Vertikalschlitten mitbewegbar an letzterem befestigt werden und dabei den dritten Zustellschlitten und den Werkzeugträger umschliessen. In this case, the tool magazine can be fastened to the latter with the longitudinal and vertical slide and thereby enclose the third feed slide and the tool carrier.
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. Due to the low weight of the toothed belt, such an arrangement is particularly advantageous, since a large number of tools can be stored with a small space requirement and the tool change times are very short due to the magazine moved along with the slide.
Die handelsüblichen Zahnriemen können z.B. durch Verstellen einer als Spannrolle ausgebildeten The commercially available toothed belts can e.g. by adjusting a tensioner roller
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. Deflection pulley can be strongly pre-tensioned, whereby a later re-tensioning is no longer necessary. In addition, the plastic belt ensures smooth running and has a low mass to be accelerated or braked.
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. 4, 5 and 6 show an embodiment variant of a tool magazine, the holding device 20 for the tools 11 being arranged between sections 40 of the toothed belt 19 in the conveying device 18.
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. The receiving part 32 of the holding devices 20 has an attachment 41 for the belt sections 40 on both sides approximately centrally to the axis of the receiving bore 33. This has a clamping part 43, which can be clamped by means of screws 44 against a nose 42 of the receiving part 32, the belt section 40 being clamped in between in a non-positive and positive manner.
Die Befestigung der Teilstücke 40 des Zahnriemens 19 an den Aufnahmeteilen 32 kann auch anders wie z.B. durch Kleben, Vulkanisieren, Klemmen usw. erfolgen. The attachment of the sections 40 of the toothed belt 19 to the receiving parts 32 can also be done differently, e.g. by gluing, vulcanizing, clamping, etc.
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. The deflection rollers 17 have, according to the outer contour of the receiving part 32, part-circular recesses 45 and recesses 46, the holding devices 20 being transported in cycles in the deflection area lying in a fixed manner in the recesses 45.
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. 6, a deflection in both directions is possible, the deflection roller 17a having no toothing, since the smooth side of the toothed belt 19 rests here.
Eine derartige Ausbildung der Fördervorrichtung ermöglicht ein mehrmaliges Umlenken in beiden Richtungen, wodurch eine grosse Speicherkapazität des Magazins bei geringem Platzbedarf geschaffen werden kann. Such a design of the conveying device enables repeated deflection in both directions, as a result of which a large storage capacity of the magazine can be created with a small space requirement.
Claims (13)
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Legal Events
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