DD216601A3 - Vorrichtung zur speicherung von werkzeugen einer automatischen werkzeugmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Speicherung von Werkzeugen einer insbesondere automatischen Werkzeugmaschine, mit einem ersten und einem zweiten Werkzeugspeicher und einem Werkzeugaustauschmechanismus fuer den automatischen Werkzeugwechsel in die Arbeitsspindel. Das Anwendungsgebiet sind automatische Werkzeugmaschinen, Bearbeitungszentren und Fertigungszellen, die fuer die spanende Bearbeitung von komplizierten Werkstuecken einen hohen Werkzeugbedarf haben. Ziel der Erfindung ist, waehrend der Werkstueckbearbeitung Wechselvorgaenge zwischen den Werkzeugspeichern zu vermeiden und Wechselvorgaenge schnell und effektiv zu ermoeglichen. Aufgabengemaess soll bei Verwendung eines kettenaehnlichen Arbeitsspeichers grosser Kapazitaet die Werkzeuguebergabe so erfolgen, dass schnell mehrere Werkzeuge gleichzeitig uebergeben werden. Gemaess der Erfindung liegt der erste Werkzeugspeicher im Wirkbereich des Werkzeugaustauschmechanismus. Ein Teil dessen Fuehrungsbahn ist gleichzeitig Bestandteil des zweiten Werkzeugspeichers, wobei der zweite Werkzeugspeicher mindestens zwei alternative Teile der Fuehrungsbahn zur Aufnahme verschiedener Werkzeuge aufweist und mit einer Umschalteinrichtung fuer den Wechsel des jeweils wirksamen Teils der Fuehrungsbahn versehen ist.

Description

Vorrichtung zur Speicherung von Werkzeugen einer automatischen Werkzeugmaschine Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Speicherung von Werkzeugen einer insbesondere automatischen Werkzeugmaschine, mit einem ersten und einem zweiten Werkzeugspeicher und einem Werkzeugaustauschmechanismus für die Entnahme eines Werkzeuges aus einem Werkzeugspeicher und dessen Einsatz in eine Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine und umgekehrt, unter Verwendung eines ersten Werkzeugspeichers, bestehend aus einer in sich geschlossenen Führungsbahn für die Aufnahme einer geschlossenen Reihe von einzelnen Aufnahmewagen, die je lösbar ein Werkzeug tragen können, und eine Einrichtung zum Bewegen der Aufnahmewagen längs der Führungsbahn.

Die Erfindung ist anwendbar an automatischen Werkzeugmaschinen, insbesondere numerisch gesteuerten Bearbeitungszentren und Fertigungszellen, die für die vollautomatische spanende Bearbeitung von vorzugsweise komplizierten Werkstücken in Einzel- bzw. Kleinserienfertigung einen hohen Bedarf an Werkzeugen sowie Meß- und Prüfmitteln haben, die automatisch gespeichert und bereitgestellt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Es ist bekannt, automatische Werkzeugmaschinen für die Fräs- und Bohrbearbeitung, insbesondere numerisch gesteuerte

Bearbeitungszentren, mit automatischen Werkzeugwechsel-und Speichereinrichtungen auszurüsten. '

Als Werkzeugspeicher werden dabei je nach Erfordernis unterschiedliche Bauarten eingesetzt. So sind z. B. Teller-, Trommel- und Kettenspeicher bekannt, die unterschiedliche Stückzahlen von Werkzeugen speichern können.

Gemäß DE-OS 21 43 383 und DD-WP 140 997 ist ein kettenähnlich aufgebauter Werkzeugspeicher bekannt, der zum Zwecke der Erhöhung der Speicherkapazität durch Verkürzung der einzelnen die Werkzeuge tragenden Kettenglieder aus einer geschlossenen Führungsbahn besteht. Diese Führungsbahn dient der Aufnahme einer geschlossenen Reihe von einzelnen Aufnahmewagen (als „Ketten"-glieder), die je lösbar ein Werkzeug tragen können. Mit einer Antriebseinrichtung können die Aufnahmewagen längs der Führungsbahn bewegt werden. Dieser bekannte kettenähnliche Werkzeugspeicher hat sich in der

Praxis an Bearbeitungszentren bewährt. '

Bei erheblich größerem Bedarf an Speicherplätzen für Werkzeuge sowie Meß- und Prüfmittel muß diese Bauart jedoch auch auf Grund des ansteigenden Platzbedarfes versagen. Bekannt sind zwei grundsätzliche Lösungsmöglichkeiten dieses ; Mangelsi

Gemäß dem einen Lösungsweg (z.B. DE-PS 1552 326) sind neben der Werkzeugmaschine ein bis mehrere zusätzliche Werkzeugspeicher vorgesehen und eine Einrichtung dient dem Austausch kompletter Werkzeugspeicher in die Maschine und

umgekehrt. ;

Dieser Lösungsweg, der in einer weiteren Ausbaustufe die werkzeugflußseitige Verkettung einer bzw. mehrerer Werkzeugmaschinen mit einem (zentralen) Lager für Werkzeugspeicher beinhaltet, ist äußerst aufwendig.

Entsprechend dem zweiten Lösungsweg ist die Werkzeugmaschine mit zwei Werkzeugspeichern ausgerüstet.

Nach DE-OS 16 02 896 ist eine Vorrichtung zur Speicherung der Werkzeuge einer insbesondere numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine bekannt, die aus einem am Maschinenständer angeordneten Großspeicher und einem am Arbeitsaggregat befestigten Arbeitsspeicher besteht.

Zwischen Groß- und Arbeitsspeicher ist am Arbeitsschlitten eine halb- oder vollautomatische Übergabeeinrichtung befestigt, die den Arbeitsspeicher aus dem Großspeicher mit Werkzeugen versorgt.

In der konkreten Ausführung ist der Arbeitsspeicher als Scheibenspeicher zur Speicherung einer begrenzten Anzahl von Werkzeugen ausgebildet. Der Großspeicher ist ein Kettenspeicher und Übergabeeinrichtung ist als doppeiarmiger Hebel zwischen beiden Speichern angeordnet.

Bei dieser bekannten Lösung ist es nachteilig, daß der Arbeitsspeicher nur eine geringe Speicherkapazität aufweist. Dieses hat zur Folge, daß in der Regel während der Bearbeitung komplizierter Werkstücke verschiedene Werkzeuge vom Großspeicher zusätzlich geholt werden müssen. Bei kurzen Bearbeitungszeiten kann das zu vergrößerten Hilfszeiten und damit zu Zeitverlusten in der Stückzeit, d. h. zu einer Verringerung der Produktivität der Maschine führen. Auch wirken sich jegliche zusätzliche Bewegungsvorgänge der Elemente des Werkzeugspeicher- und Werkzeugwechselmechanismus während der r Werkstückbearbeitung durch hervorgerufene Schwingungen als Markierungen auf der bearbeiteten Werkstückoberfläche und, damit als Qualitätsverluste aus.

Nachteilig ist weiterhin die Anordnung einer separaten Übergabeeinrichtung zwischen den beiden Speichern. Abgesehen von deren an sich vorhandenen Aufwand ist mit dem doppelarmigen Hebel die Übergabe jeweils nur eines Werkzeuges (in einer Richtung) möglich. Dieses führt dazu, daß für die Übergabe mehrerer z. B. werkstückspezifischer Werkzeuge vom Groß- in den Arbeitsspeicher ein erhöhter Zeitbedarf vorhanden ist, der zu analogen.Auswirkungen, wie oben genannt, führt.

Gemäß US-PS 3 851 380 ist des weiteren eine Werkzeugmaschine bekannt, die eine Mehrspindelbohrkopfwechsel- und -speichereinrichtung aufweist. Diese Einrichtung besteht aus einem waagerecht gelagerten, schrittweise schaltbaren, trommeiförmigen Speichermagazin, in dessen am Umfang angeordneten axialen Führungen jeweils Reihen von Mehrspindelbohrköpfen sitzen. An einem Ende der axialen Führungen ist rechtwinklig zu diesen ein erster Förderer mit Führungsschienen vorgesehen, dem sich ein zweiter Förderer anschließt. Beide Förderer bilden eine erste Transfereinrichtung.

Analog ist am anderen Ende der axialen Führungen des Speichermagazins eine zweite Transfereinrichtung angeordnet. Beide Transfereinrichtungen enden an je einer Schwenkeinrichtung, die beidseitig eines Werkzeugkopfwechslers angeordnet sind.

Dieser ist dem Spindelkopf der Maschine zugeordnet.

Mit dieser Einrichtung ist die Entnahme je eines Mehrspindelbohrkopfes aus dem Speichermagazin und dessen einzelner Transport zum Spindelkopf sowie der Rücktransport des gebrauchten Bohrkopfes zum Speichermagazin möglich. Da nur ein Speichermagazin vorliegt, ist die Anzahl der gespeicherten Bohrköpfe beschränkt. Darüber hinaus erfordert die Einrichtung aufwendige Transportmechanismen. Im Speichermagazin sind die Bohrköpfe reihenförmig gespeichert und können — abgesehen von einer Verdrehung der Speichertrommel — nur in der festen Folge der Reihe entnommen und zum Spindelkopf transportiert werden, wobei nur eine Transportrichtung möglich ist.

Die US-PS 3 851 380 gibt keine Hinweise für eine vorteilhafte Kombination mehrerer Werkzeugspeicher zum Zwecke der Vergrößerung der Speicherkapazität bei schnellem und effektivem Werkzeugaustausch.

- 2 - IAZ. Zba 4

Ziel der Erfindung

Der Erfindung liegt das Ziel zugrunde, während der Bearbeitung eines Werkstückes zusätzliche Wechselvorgänge zwischen den Werkzeugspeichern mit den negativen Auswirkungen auf Zeiten und Werkstückqualität zu vermeiden und notwendige Wechselvorgänge schnell und effektiv zu ermöglichen.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Speicherung von Werkzeugen einer insbesondere automatischen Werkzeugmaschine, mit einem ersten und einem zweiten Werkzeugspeicher und einem Werkzeugaustauschmeehanismus für die Entnahme eines Werkzeuges aus einem Werkzeugspeicher und dessen Einsatz in eine Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine und umgekehrt, unter Verwendung eines ersten Werkzeugspeichers, bestehend aus einer in sich geschlossenen Führungsbahn für die Aufnahme einer geschlossenen Reihe von einzelnen Aufnahmewagen, die je lösbar ein Werkzeug tragen können, und einer Einrichtung zum Bewegen der Aufnahmewagen längs der Führungsbahn, zu schaffen, wobei bei Verwendung eines Arbeitsspeichers großer Kapazität die Übergabe der Werkzeuge zwischen den Werkzeugspeichern so erfolgt, daß schnell mehrere Werkzeuge gleichzeitig übergeben werden können.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der erste Werkzeugspeicher im Wirkbereich des Werkzeugaustauschmeehanismus liegt und ein Teil dessen Führungsbahn gleichzeitig Bestandteil des zweiten Werkzeugspeichers ist, wobei der zweite Werkzeugspeicher mindestens zwei alternative Teile der Führungsbahn mit Aufnahmewagen zur Aufnahme verschiedener Werkzeuge aufweist und mit einer Umschalteiririchtung für den Wechsel der Wirkverbindung des Teils der Führungsbahn, der jeweils mit der übrigen Führungsbahn des ersten Werkzeugspeichers fluchtet, versehen ist.

Vorteilhaft ist es dabei, daß der zweite Werkzeugspeicher trommeiförmig ausgebildet, drehbar gelagert und in selektiven Zwischenlagen fixierbar ist sowie an seinem Umfang mehrere, den selektiven Zwischenlagen entsprechende, parallel zu seiner Drehachse verlaufende nutenförmige Aussparungen aufweist, von denen eine mit der übrigen Führungsbahn des ersten Werkzeugspeichers fluchtet und die die alternativen Teile der Führungsbahn des ersten Werkzeugspeichers darstellen sowie der auswechselbaren Aufnahme von Aufnahmewagen für Werkzeuge dienen.

Wahlweise besteht der trommeiförmige zweite Werkzeugspeicher aus einzeln gegeneinander drehbaren und entsprechend der selektiven Zwischenlagen fixierbaren Speichertellern, die je am Umfang eine nutenförmige Aussparung für die Aufnahme je eines Aufnahmewagens aufweisen.

In einer zweiten Variante ist der zweite Werkzeugspeicher scheibenförmig mit gekrümmter oder geradliniger Außenkontur ausgebildet, drehbar gelagert und in selektiven Zwischenlagen fixierbar und weist längs seiner Außenkontur mehrere, den selektiven Zwischenlagen entsprechende, quer zu seiner Drehachse verlaufende nutenförmige Aussparungen auf, von denen eine mit der übrigen Führungsbahn des ersten Werkzeugspeichers fluchtet und die die alternativen Teile der Führungsbahn des ersten Werkzeugspeichers darstellen sowie der auswechselbaren Aufnahme von Aufnahmewagen für Werkzeuge dienen.

In einer dritten Variante ist der zweite Werkzeugspeicher als Speichermatrix in Rechteckform ausgebildet, linear verschiebbar und in selektiven Zwischenlagen fixierbar und besteht aus einer den selektiven Zwischenlagen entsprechenden Anzahl von Speicherabteilen, von denen eines mit der übrigen Führungsbahn des ersten Werkzeugspeichers fluchtet und die die alternativen Teile der Führungsbahn des ersten Werkzeugspeichers darstellen sowie der auswechselbaren Aufnahme von Aufnahmewagen für Werkzeuge dienen.

Zweckmäßig ist, daß oberhalb der nutenförmigen Aussparungen bzw. Speicherabteile des zweiten Werkzeugspeichers und/ oder im Bereich des untersten Aufnahmewagens im zweiten Werkzeugspeicher eine Fixiereinrichtung zur Arretierung des jeweils letzten Aufnahmewagens in der übrigen Führungsbahn des ersten Werkzeugspeichers und/oder in der nutenförmigen Aussparung bzw. im Speicherabteil des zweiten Werkzeugspeichers angeordnet ist..

Dabei umfaßt die Fixiereinrichtung einen axial verschiebbaren Fixierschieber, der bei Umschaltung des zweiten Werkzeugspeichers an ein Teil eines Aufnahmewagens zum Eingriff kommen kann.

In einer weiteren Ausführungsmöglichkeit besteht die Fixiereinrichtung aus einem drehbaren Trennsegment, welches am Umfang eine Axialnut für den Durchgang eines Teiles eines Aufnahmewagens aufweist und welches über ein Ritzel mit einer Verzahnung des zweiten Werkzeugspeichers in Eingriff steht.

Vorteilhaft ist es weiterhin, daß der zweite Werkzeugspeicher im Bereich der oberen und unteren Ein-/Austrittsflächen der nutenförmigen Aussparungen bzw. Speicherabteile mit je einer Führungsplatte versehen ist, die fluchtend zur übrigen Führungsbahn des ersten Werkzeugspeichers eine Aussparung für den Durchgang der Aufnahmewagen aufweist.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachfolgend an mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen: Fig. 1: die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Speicherung von Werkzeugen, wobei der zweite Werkzeugspeicher trommeiförmig ausgebildet ist,

Fig.2: den Schnitt nach Linie H-Il in Fig. 1, ₍

Fig.3: die Vorderansicht eines trommeiförmigen Werkzeugspeichers, der aus einzelnen Speichertellern besteht, Fig.4: die Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der zweite Werkzeugspeicher scheibenförmig

ausgebildet ist, Fig. 5: die Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, wobei der zweite Werkzeugspeicher als Speichermatrix

ausgebildet ist, Fig. 6: einen Schnitt durch die Führungsbahn des ersten Werkzeugspeichers mit einer Fixiereinrichtung für Aufnahmewagen (in vergrößerter Darstellung).

Allen Ausführungsbeispielen ist der Einsatz eines ersten Werkzeugspeichers 1 gemeinsam, der seitlich am Gehäuse der Werkzeugmaschine befestigt oder separat angeordnet ist. Der Werkzeugspeicher 1 besteht in bekannter Bauart aus einer in sich geschlossenen Führungsbahn 2, in der eine geschlossene Reihe von Aufnahmewagen 3 geführt ist. Die Aufnahmewagen 3 dienen der lösbaren Aufnahme je eines Werkzeuges 4. Außerdem weist der Werkzeugspeicher 1 eine nicht gezeichnete Antriebseinrichtung für die Bewegung der Aufnahmewagen 3 längs der Führungsbahn 2 und eine gleichfalls nicht gezeichnete Indexiereinrichtung auf.

Neben dem ersten Werkzeugspeicher 1 ist ein Werkzeugaustauschmechanismus 5 in Form eines Doppelhebels schwenkbar im Maschinengestell gelagert. Dieser Werkzeugaustauschmechanismus 5 ist dabei so angeordnet, daß er ein Werkzeug 4 in einem Aufnahmewagen 3 ergreifen kann und durch Schwenk- und Linearbewegungen in eine Arbeitsspindel 6, die in einem Support 7 gelagert ist, einbringen kann, bzw. ein Werkzeug 4 aus der Arbeitsspindel 6 entnehmen und in einen freien

Aufnahmewagen 3 des ersten Werkzeugspeichers 1 wechseln kann

Erstes Ausführungsbeispiel:

Im ersten Ausführungsbeispiel (Fig. 1 und 2) ist dem ersten Werkzeugspeicher 1 ein zweiter Werkzeugspeicher 8 in Form einer Speichertrommel 8.1 zugeordnet. Diese Speichertrommel 8.1 ist um eine senkrechte Drehachse 9 drehbar gelagert und in bestimmten Drehwinkellagen fixierbar. Sie weist an ihrem Umfang acht, den Drehwinkellagen entsprechende nutenförmige Aussparungen 10 auf, die parallel zur Drehachse 9 verlaufen. Diese nutenförmigen Aussparungen 10 bilden im Bereich der Speichertrommel 8.1 die Führungsbahn 2 für die Aufnahme der Aufnahmewagen 3.

Eine der acht nutenförmigen Aussparungen 10 fluchtet mit dem übrigen Teil der Führungsbahn 2, so daß in der entsprechenden Drehwinkelstellung der Speichertrommel 8.1 die die Werkzeuge 4 tragende Aufnahmewagen 3 bei Betätigung der Antriebseinrichtung des ersten Werkzeugspeichers 1 in der (über die nutenförmige Aussparung 10 der Speichertrommel 8.1) geschlossene Führungsbahn 2 umlaufen können.

Wie in Fig.2 dargestellt, kann somit die Speichertrommel 8.1 im ersten Ausführungsbeispiel in jeder nutenförmigen Aussparung 10 fünf (mit Werkzeugen bestückte) Aufnahmewagen 3, und damit bei acht nutenförmigen Aussparungen 10 insgesamt vierzig Werkzeuge 4 speichern, von denen fünfunddreißig Werkzeuge 4 der Speicherkapazität des ersten Werkzeugspeichers 1 zusätzlich zur Verfügung stehen.

Zur Fixierung der Aufnahmewagen 3 in der Führungsbahn 2 unmittelbar über der Speichertrommel 8.1 und/oder im Bereich des untersten Aufnahmewagens 3 in der Speichertrommel 8.1 ist eine Fixiereinrichtung 11 vorgesehen.

Diese kann in einer ersten Variante aus einem axial verschiebbaren Fixierschieber 12 (s. Fig. 1) bestehen, der bei Drehung der Speichertrommel 8.1 hydraulisch betätigt zwischen die Führungsrollen des jeweiligen Aufnahmewagens 3 zum Eingriff kommen kann. In einer zweiten Variante besteht die Fixiereinrichtung 11 (s, Fig. 6) aus einem drehbaren Trennsegment 13, welches eine Axialnut 14 aufweist. Diese dient dem Durchgang einer Führungsrolle der Aufnahmewagen 3. Das Trennsegment 13 ist mit einem Ritzel 15 verbunden, dessen Verzahnung in eine stirnseitig der Speichertrommel 8.1 angeordnete Verzahnung 16 eingreift; d.h. die Drehung der Speichertrommel 8.1 erfolgt eine Drehung des Trennsegments 13, wobei das Übersetzungsverhältnis der Verzahnungen so gewählt ist, daß bei Fluchtung der Führungsbahn 2 mit einer nutenförmigen Aussparung 10 die Axialnut 14 den Durchgang der Führungsrolle der Aufnahmewagen 3 gestattet, in einer anderen Stellung jedoch blockiert.

Zwecks Festhaltung der in den nutenförmigen Aussparungen 10 sitzenden Reihen von Aufnahmewagen 3 sind stirnseitig an der Speichertrommel 8.1 zwei Führungsplatten 17 vorgesehen. Diese besitzen im Bereich der nutenförmigen Aussparung 10, die mit der Führungsbahn 2 des ersten Werkzeugspeichers 1 fluchtet, eine (nicht besonders dargestellte) Aussparung, so daß die in der Führung 2 befindlichen Aufnahmewagen 3 ungehindert in die nutenförmigen Aussparungen 10 des zweiten

Werkzeugspeichers 8 einlaufen bzw. wieder auslaufen können, sofern die Antriebseinrichtung für den ersten .

Werkzeugspeicher 1 betätigt ist.

Die Wirkungsweise des ersten Ausführungsbeispiels ist wie folgt:

Der erste Werkzeugspeicher 1 ist im Bereich der Führungsbahn 2 im wesentlichen mit für eine Reihe unterschiedlicher zu bearbeitender Werkstücke benötigter Standardwerkzeuge, wie Kernlochbohrer, Gewindebohrer, Senker usw., auch Meß- und Prüfmittel, bestückt.

Dagegen ist die Speichertrommel 8.1 für die Aufnahme von werkstückspezifischen Werkzeugen 4 vorgesehen, wobei in jeder der insgesamt acht nutenförmigen Aussparungen 10 je fünf solcher Werkzeuge 4 gespeichert sind. Die Bestückung der Speichertrommel 8.1 erfolgt bis zum in Fig. 1 und Fig.2 strichpunktiert angedeuteten Vollbeladungsdurchmesser. Da die Speichertrommel 8.1 eine äußerst kompakte Bauweise gestattet, sind auf engstem Raum dem ersten Werkzeugspeicher 1 als Arbeitsspeicher die relativ große Anzahl werkstückspezifischer Werkzeuge 4 zusätzlich zuordenbar.

Vor der Bearbeitung eines speziellen Werkstückes auf der Werkzeugmaschine wird die Speichertrommel 8.1 mit einer Umschalteinrichtung in die Drehwinkelstellung gedreht, in der die in den Aufnahmewagen 3 fixierten werkstückspezifischen Werkzeuge 4 in ihrer nutenförmigen Aussparung 10 mit dem übrigen Teil der Führungsbahn 2 fluchtet, so daß bei Betätigung des Antriebes des ersten Werkzeugspeichers 1 die Aufnahmewagen 3 in der Führungsbahn 2 einschließlich, der betreffenden nutenförmigen Aussparung 10 umlaufen können. Damit stehen dem ersten Werkzeugspeicher 1 neben den Standardwerkzeugen, Meß- und Prüfmittel, unmittelbar und ohne aufwendige Handhabungsvorgänge einzelner Werkzeuge 4 die für das spezielle zu bearbeitende Werkstück erforderlichen speziellen Werkzeuge 4 zur Verfugung.

Der Ablauf der Übergabe der Werkzeuge 4 an die Arbeitsspindel 6 erfolgt wie bekannt, d. h. das jeweils benötigte Werkzeug 4

wird an die Übergabestelle mit dem ersten Werkzeugspeicher 1 transportiert, die Aufnahmewagen 3 werden mittels der Indexiereinrichtung festgehalten, und der Werkzeugwechsel erfolgt mit Hilfe des Werkzeugaustauschmechanismus 5.

Vor der Bearbeitung des nächsten, vom vorhergehenden abweichenden Werkstückes werden die werkstückspezifischen Werkzeuge 4 durch den ersten Werkzeugspeicher 1 wieder in das Bereich der nutenförmigen Aussparungen 10 der Speichertrommel 8.1 transportiert. Anschließend erfolgt der Umschaltvorgang der Speichertrommel 8.1, d.h. die jeweils erforderliche nutenförmige Aussparung 10 mit den jeweils erforderlichen werkstückspezifischen Werkzeugen 4 wird flutend

zur übrigen Führungsbahn 2 des ersten Werkzeugspeichers 1 bewegt, so daß die nunmehr benötigten Werkzeuge 4 für den Bearbeitungsvorgang zur Verfügung stehen.

Während des Umschaltvorganges der Speichertrommel 8.1 verhindert die Fixiereinrichtung 11 gemeinsam mit den Führungsplatten 17 eine Verschiebung der die Werkzeuge 4 tragenden Aufnahmewagen 3 in der Führungsbahn 2 bzw. in den nutenförmigen Aussparungen 10.

In einer Ausführungsvariante zum ersten Ausführungsbeispiel (Fig.3) ist.der zweite Werkzeugspeicher 8 als Speichertrommel 8.1 ausgebildet, die aus einzeln gegeneinander drehbaren und in den jeweiligen Drehwinkeilagen fixierbaren Speichertellern 18 besteht. Jeder Speicherteller 18 besitzt an seinem Umfang eine nutenförmige Aussparung 10fürdie Aufnahme je eines Aufnahmewagens 3.

Diese Variante ermöglicht den Austausch der in den nutenförmigen Aussparungen 10 in einer senkrechten Reihe sitzenden

Werkzeuge 4 untereinander, so daß eine noch flexiblere Arbeitsweise möglich ist. ' .

-4- 242 259

Zweites Ausführungsbeispiel:

Im zweiten Ausführungsbeispiel (Fig. 4) ist dem ersten Werkzeugspeicher 1 ein zweiter Werkzeugspeicher 8 in Form einer Speicherscheibe 8.2 zugeordnet. Diese Speicherscheibe 8.2 ist um eine senkrechte Drehachse 19 auf dem Gehäuse einer Werkzeugmaschine, oberhalb des Supports 7, drehbar gelagert und in bestimmten Drehwinkellagen fixierbar. Sie weist gemäß Ausführungsbeispiel eine quadratische Grundform auf und an ihren vier Seitenlinien, die vier fixierbare Drehwinkellagen bestimmt, sind je eine nutenförmige Aussparung 10 für die Aufnahme von Aufnahmewagen 3 vorgesehen.

Die nutenförmigen Aussparungen 10 bilden (analog zum ersten Ausführungsbeispiel) im Bereich der Speicherscheibe 8.2 die Führungsbahn 2, wobei eine der vier nutenförmigen Aussparungen 10 mit dem übrigen Teil der Führungsbahn 2 fluchtet. Im übrigen ist die Vorrichtung zur Speicherung von Werkzeugen grundsätzlich, wie im ersten Ausführungsbeispiel beschrieben, aufgebaut, so daß sich weitergehende Darstellungen erübrigen.

Die Wirkungsweise des zweiten Ausführungsbeispiels:

Die Speicherscheibe 8.2 dient wieder der Aufnahme von werkstückspezifischen Werkzeugen 4, wobei jede der vier Seiten der Speicherscheibe 8.2 werkzeugseitig einem bestimmten zu bearbeitenden Werkstück zugeordnet ist.

Vor der Bearbeitung eines speziellen Werkstückes auf der Werkzeugmaschine ist die Speicherscheibe 8.2 mit der Umschalteinrichtung in die Drehwinkelstellung zu drehen, in der die erforderlichen werkstückspezifischen Werkzeuge 4 in ihren Aufnahmewagen 3 seitens der nutenförmigen Aussparung 10 mit dem übrigen Teil der Führungsbahn 2 des ersten Werkzeugspeichers 1 fluchtet, so daß diese Werkzeuge 4 dem speziellen Bearbeitungsvorgang zur Verfügung stehen. Je nach Ausführungsart kann diese Umschaltung mit einem axialen Anheben der Speicherscheibe 8.2 bzw. deren linearer Verschiebung verbunden sein, um beim Verdrehen außer Eingriff mit der Führungsbahn 2 zu geraten.

Im übrigen ist der Ablauf analog zum ersten Ausführungsbeispiel. Hinzuweisen ist lediglich, daß beim zweiten Ausführungsbeispiel nach Fig.4 der Werkzeugaustauschmechanismus 5 eine zusätzliche Schwenkmöglichkeit um 90° besitzt.

Drittes Ausführungsbeispiel:

Im dritten Ausführungsbeispiel (Fig.5) ist dem ersten Werkzeugspeicher 1 ein zweiter Werkzeugspeicher 8 in Form einer Speichermatrix 8.3 zugeordnet. Die Speichermatrix 8.3 ist längs des Pfeiles 20 linear verschiebbar im Maschinengestell gelagert und in bestimmten Zwischenlagen fixierbar. Sie besteht aus sechs Speicherabteilen 21, deren Anzahl und Lage die fixierbaren Zwischenlagen der Speicherma'trix 8.3 bestimmen. Die Speicherabteile 21 bilden im Bereich der Speichermatrix 8.3 die Führungsbahn 2 für die Aufnahme der Aufnahmewagen 3. Eins der sechs Speicherabteile 21 fluchtet mit dem übrigen Teil der Führungsbahn 2, so daß in der entsprechenden Stellung der Speichermatrix 8.3 die die Werkzeuge 4 tragenden Aufnahmewagen 3 bei Betätigung der Antriebseinrichtung des ersten Werkzeugspeichers 1 in'der geschlossenen

Führungsbahn 2 umlaufen können. ·

Im weiteren ist die Vorrichtung prinzipiell wie im ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut, so daß weitere Erläuterungen unnötig

Die Wirkungsweise des dritten Ausführungsbeispiels:

Analog zu den vorhergehenden Ausführungsbeispielen dient die Speichermatrix 8.3 der Aufnahme der werkstückspezifischen Werkzeuge 4, wobei jedes Speicherabteil 21 einem bestimmten Werkstück zugeordnet ist.

Vor der Bearbeitung des jeweiligen Werkstückes sind zunächst durch Umschaltung der Speichermatrix 8.3 (Verschiebung in Richtung des Pfeiles 20) die erforderlichen werkstückspezifischen Werkzeuge 4 in den ersten Werkzeugspeicher 1 einzufügen.

Das geschieht durch das Fluchten des jeweiligen Speicherabteils 21 mit der übrigen Führungsbahn 2 des ersten Werkzeugspeichers 1.

Im weiteren laufen die Vorgänge, wie bereits beschrieben, ab.

Aus vorstehenden Ausführungsbeispielen werden die Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung deutlich:

Die Kombination eines an sich bekannten ersten Werkzeugspeichers größerer Kapazität mit geschlossener Führungsbahn und einer geschlossenen Reihe von Aufnahmewagen für Werkzeuge, mit einem zweiten Werkzeugspeicher in äußerst kompakter Bauweise gestattet, den Standardwerkzeugen in einem schnellen und effektiven Umschaltvorgang die jeweils erforderlichen (werkstückspezifischen) Werkzeuge zuzufügen, so daß diese dem automatischen Werkzeugwechselvorgang in die

Arbeitsspindel mit zur Verfügung stehen. ₍

Beim Umschaltvorgang selbst sind sämtliche Manipulationen mit einzelnen Werkzeugen mit ihrem Aufwand und Zeitbedarf vermieden, so daß auch Auswirkungen auf die Werkstückqualität durch Schwingungen usw. vermeidbar sind. Die werkstückspezifischen Werkzeuge des zweiten Werkzeugspeichers werden gleichzeitig in einem einzigen Umschaltvorgang dem Arbeitsspeicher zugeordnet, d. h. im Arbeitsspeicher stehen durch die erfindungsgemäße Lösung kurzfristig eine große Anzahl von Werkzeugen insbesondere für die Bearbeitung unterschiedlicher und komplizierterer Werkstücke zur Verfugung.

Dabei sind die eigentlichen Werkzeugwechselzeiten vom Arbeitsspeicher in die Arbeitsspindel unbeeinflußt. Darüber hinaus wirkt sich die erfindungsgemäße Lösung energiesparend aus, indem während des Bearbeitungsvorganges nur die im ersten Werkzeugspeicher befindlichen Werkzeuge bei Werkzeugwechselvorgängen bewegt werden, d.h. die im zweiten Werkzeugspeicher gespeicherten Werkzeuge ruhen.

Die erfindungsgemäße Lösung ist auch vorteilhaft anwendbar für die mehrfache Kombination von Arbeitsspeichern in kettenähnlicher Ausführung mit kompakten Großspeichern. So können z. B. einer Speichertrommel mehrere kettenähnliche Arbeitsspeicher zugeordnet sein, die ihrerseits mit Speichertrommeln kombiniert sind. Man erhält so ein System mehrerer in Verbindung stehender Werkzeugspeicher für die kurzfristige Bereitstellung einer großen Anzahl von Werkzeugen auf kleinstem

Claims (9)

Erfindungsanspruch

1. Vorrichtung zur Speicherung von Werkzeugen einer automatischen Werkzeugmaschine, mit einem ersten und einem ₍ zweiten Werkzeugspeicher und einem Werkzeugaustauschmechanismus für die Entnahme eines Werkzeuges aus einem Werkzeugspeicher und dessen Einsatz in eine Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine und umgekehrt, unter Verwendung eines ersten Werkzeugspeichers, bestehend aus einer in sich geschlossenen Führungsbahn für die Aufnahme einer geschlossenen Reihe von einzelnen Aufnahmewagen, die je lösbar ein Werkzeug tragen können, und einer Einrichtung zum Bewegen der Aufnahmewagen längs der Führungsbahn, sowie unter Verwendung eines zweiten Werkzeugspeichers, dessen Werkzeugaufnahmen mit Führungsbahnen in Verbindung stehen, gekennzeichnet dadurch, daß ein Teil der Führungsbahn (2) des ersten Werkzeugspeichers (1) bei übereinstimmender Führungsrichtung gleichzeitig Bestandteil des zweiten Werkzeugspeichers (8) ist, welcher mindestens zwei entsprechende alternative Teile der Führungsbahn (2) aufweist und mit einer Umschalteinrichtung für den Wechsel der Wirkverbindung des Teils der Führungsbahn (2), der jeweils mit der übrigen Führungsbahn (2) des ersten Werkzeugspeichers (1) fluchtet, versehen ist.

2. Vorrichtung nach Punkt 1,
gekennzeichnet dadurch,

daß der zweite Werkzeugspeicher (8; 8.1) als an sich bekannte, drehbar gelagerte und in selektiven Zwischenlagen fixierbare Speichertrommel (8.1) ausgebildet ist, welche an ihrem Umfang mehrere, den selektiven Zwischenlagen entsprechende, parallel zu seiner Drehachse (9) verlaufende nutenförmige Aussparungen (10) aufweist, von denen eine mit der übrigen Führungsbahn (2) des ersten Werkzeugspeichers (1) fluchtet und die die alternativen Teile der Führungsbahn (2) des ersten Werkzeugspeichers (1) darstellen sowie der auswechselbaren Aufnahme von Aufnahmewagen (3) für Werkzeuge (4) dienen.

3. Vorrichtung nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß der trommeiförmige zweite Werkzeugspeicher (8) aus einzeln gegeneinander drehbaren und entsprechend der selektiven Zwischenlagen fixierbaren Speichertellern (18) besteht, die je am Umfang eine nutenförmige Aussparung (10) für die Aufnahme je eines Aufnahmewagens (3) aufweisen.

4. Vorrichtung nach Punkte 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Werkzeugspeicher (8; 8.2) scheibenförmig mit gekrümmter oder geradliniger Außenkontur ausgebildet, drehbar gelagert und in selektiven Zwischenlagen fixierbar ist sowie längs seiner Außenkontur mehrere, den selektiven Zwischenlagen entsprechende, quer zu seiner Drehachse (19) verlaufende nutenförmige Aussparungen (10) aufweist, von denen eine mit der übrigen Führungsbahn (2) des ersten Werkzeugspeichers (1) fluchtet und die die alternativen Teile der Führungsbahn (2) des ersten Werkzeugspeichers (1) darstellen sowie der auswechselbaren Aufnahme von Aufnahmewagen (3) für Werkzeuge (4) dienen.

5. Vorrichtung nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß der zweite Werkzeugspeicher (8) als Speichermatrix (8.3) in Rechteckform ausgebildet, linear verschiebbar und in selektiven Zwischenlagen fixierbar ist sowie aus einer den selektiven Zwischenlagen entsprechenden Anzahl von Speicherabteilen (21Kbesteht, von denen eines mit der übrigen Führungsbahn (2) des ersten Werkzeugspeichers (1) fluchtet und die die alternativen Teile der Führungsbahn (2) des ersten Werkzeugspeichers (1) darstellen sowie der auswechselbaren Aufnahme von Aufnahmewagen (3) für Werkzeuge (4) dienen.

6. Vorrichtung nach Punkt 1, 2, 4 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß oberhalb der nutenförmigen Aussparungen (10) bzw. Speicherabteile (21) des zweiten Werkzeugspeichers (8) und/oder im Bereich des untersten Aufnahmewagens (3) im zweiten Werkzeugspeicher (8) eine Fixiereinrichtung (11) zur Arretierung des jeweils letzten Aufnahmewagens (3) in der übrigen Führungsbahn (2) des ersten Werkzeugspeichers (1) und/oder in der nutenförmigen AussparungdO)

. bzw. im Speicherabteii (21) des zweiten Werkzeugspeichers (8) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Fixiereinrichtung (11) einen axial verschiebbaren Fixierschieber (12) umfaßt, der bei Umschaltung des zweiten Werkzeugspeichers (8) an einen Teil eines Aufnahmewagens (3) zum Eingriff kommen kann.

8. Vorrichtung nach Punkt 6, gekennzeichnet dadurch, daß die Fixiereinrichtung (11) aus einem drehbaren Trennsegment (13) besteht, welches am Umfang eine Axialnut (14) für den Durchgang eines Teiles eines Aufnahmewagens (3) aufweist und welches über ein Ritzel (15) mit einer Verzahnung (16) des zweiten Werkzeugspeichers (8) in Eingriff steht.

,9. Vorrichtung nach Punkt 1, 2 oder 5, gekennzeichnet dadurch, daß der zweite Werkzeugspeicher (8) im Bereich der oberen und unteren EinVAustrittsflächen der nutenförmigen Aussparungen (10) bzw. Speicherabteile (21) mit je einer Führungsplatte (17) versehen ist, die fluchtend zur übrigen Führungsbahn (2) des ersten Werkzeugspeichers (1) eine Aussparung für den Durchgang der Aufnahmewagen (3) aufweist.

Hierzu 5.Seiten Zeichnungen