DD268184A1 - Greifer fuer eine werkzeugwechseleinrichtung - Google Patents

Abstract

Der Greifer ist fuer den Austausch von Werkzeugen zwischen einem Magazin und rechtwinklig gelagerten Werkzeugaufnahmen der Maschine geeignet. Er besteht aus einem um seine Mittenachse schwenkbaren Lagerungsteil mit Armen, die von je zwei schwenkbeweglich angelenkten Schenkeln gebildet sind und durch einen inneren Betaetigungsmechanismus gegenlaeufig bewegt werden. Dafuer sind in symmetrisch eingearbeiteten koaxialen Bohrungen druckmittelbeaufschlagbare Schubkolben mit Kolbenstangen gefuehrt, an deren Enden sich mit Abstand zueinander Scheiben befinden, zwischen denen Bolzen eingreifen, welche in Lagerlaschen der Schenkel befestigt sind. Jeder Schenkel traegt zwei Formstuecke, eines quer und das andere parallel zur Armlaengsachse angeordnet. Alle Formstuecke weisen eine Negativkontur zu Formelementen der Werkzeugschaefte auf. Die Schenkel koennen diametral abgewinkelt sein. Fig. 1

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf einen Greifer für eine Werkzeugwechseleinrichtung zum Austausch von Werkzeugen zwischen einem Werkzeugmagazin und Werkzeugaufnahmen in der Maschine, mit einem um eine Mittenachse schwenkbaren Lagerungsteil und zwei entgegengesetzt gerichteten A men, an deren Enden Greifelemente zum Erfassen der Werkzeuge in Formelementen ihrer Schäfte vorgesehen sind.

Charakteristik de* bekannten Standes der Technik

Für den Werkzeugwechsel an Werkzeugmaschinen sind Wechs6!einrichtungen bekannt, bei denen unter Einsatz sogenannter Doppelarmgreifer Werkzeuge aus einem Werkzeugspeicher in die Werkzeugaufnähme der Maschine und zurück transportiert werden.

Der Vorteil dieser Werkzeugwechseleinrichtungen besteht darin, daß nicht jedes Werkzeug einzeln vom Werkzeugspeicher zur Maschine und umgekehrt transportiert werden muß, sondern daß im zweiten Greifer ein Werkzeug bereitgehalten werden kann und der Austausch eines Werkzeuges durch die Schwenkbewegung des Doppelarmgreifers um 180° in Verbindung mit einer erforderlichen axialen Werkzeugaushub- bzw. Werkzeugeinsetzbewegung erfolgt. Der Doppelarmgreifer wird üblicherweise mit seiner Schwenkachse parallel zur Achse der Werkzeugaufnahme in der Maschine und der Achslage der Werkzeuge im Speicher angeordnet, so daß über seinen Flugkreis beide Wechselstellen erreichbar sind. Für dio Anwendungsfälle, wo aus Platzgründen oder anderen konstruktiven Bedingungen sich der Werkzeugspeicher in größerer Entfernung befindet, ist es darüber hinaus bekannt, den Doppelarmgreifer schwenkbar auf Verfahrschlitten oder Schiebern zu lagern, wie es beispielsweise in der DE-OS 2525212; B23Q, 3/155 offenbart ist.

Mit den ccchilderten Doppelarmgreifern der bekannten Werkzeugwechseleinrichtungen ist der Werkzeugwechsel nur in einer parallelen Ausrichtung von Speicherplatz und Werkzeugaufnahme möglich, da die Greifer zum sicheren Erfassen der Werkzeuge senkrecht zu deren Achsen von einer ausgewählten Richtung aus über die Formelemente goführt werden müssen. Vielfach besteht die Forderung, an Werkzeugmaschinen mit rechtwinklig zueinander gelagerten Werkzeugaufnahmen, den Werkzeugwechsel mit einer universellen Wechseleinrichtung durchzuführen. Das kann an Drehmaschinen mit Revolverdiehköpfen der Fall sein, bei denen am Umfang und an der Stirnseite Werkzeuge einzusetzen sind, oder für Bohr- und Fräsmaschinen erforderlich werden, wenn zur senkrechten Arbeitsspindel eine waagerechte Zusatzspindel für die Mehrseitenbearbeitung vorgesehen ist. Für diesen Einsatzfall müßten dij Doppelarmgreifer eine zusätzliche Schwenkbewegung um 90° ausführen. Außer der Erhöhung des technischen Aufwandes, würden sich die Verfahrwege beträchtlich verlängern, was durch die gestreckte Länge des Doppelarmgreifers bedingt ist.

Zusätzlicher Raumbedarf für die Ausführung dller Bewegungsabläufe steht dabei im Widerspruch zu einer gedrungenen Bauweise. Außerdem erhöhen sich durch jeden weiteren Bewejungszyklus die Wechselzeiten. Um diese Nachteile zu beseitigen, wurde bereits eine Werkzeugwechseleinrichtung vorgeschlagen WP B 23Ω/307080.1, bei derein in x-y-Koordinaten beweglicher 180°-Schwenkwech3ler an jedem Arm zwei separat betätigbare Greiferzangen trägt, die rechtwinklig zueinander und von Arm zu Arm diametral ausgerichtet angeordnet sind.

Das Werkzeugmagazin weist Speicherplätze mit im Winkel von 90° unterschiedlichen Achsrichtungen auf, wodurch die Speicherkapazität erhöht w jrde und die Möglichkeit besteht, bedarfsweise entsprechend r'er Achsrichtung der zu beschickenden Werkzeugaufnahme mit dei zugeordneten Greiferzangen des Doppelarmgreifers Werkzeuge zu erfassen und zuzuführen, ohne daß weitere Schwenkbewegungen erforderlich werden.

Dieser Doppelarmgreifer ist relativ kompliziert aufgebaut. Durch die funktionsbedingte Anordnung von vier Greiferzangen ist ein sperriger, auskragender Aufbau unvermeidlich, durch den Kollisionsgefahr insbesondere dann besteht, wenn druckmittelbetätigte Öffnung*· und Schließmechanismen für die Greiferzangen vorgesehen sind und Druckmittelleitungen zu den einzelnen Greiferzangen geführt werden müssen. Darüber hinaus erfordert diese Ausführung erheblichen Steuer- und Programmaufwand für die Werkzeugwechseleinrichtung. Nachteilig wirkt S'ch weiterhin aus, daß durch diese Bauweise relativ große Zwischenräume zwischen den Werkzeugen im Speicher erforderlich sind.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht in einer Vereinfachung dos Greiferaufbaues, wobei durch Reduzierung von Bauteilen für die Betätigung der Gre;?erelemente und ihre Anordnung eine geschlossene Bauform erreicht werden soll, die eine kostengünstige Herstellung ermöglicht. Darüber hinaus wird eine Reduzierung des Steuer- und Programmaufwandes unter Einsatzbedingungen in der Werkzeugwechseleinrichtung annestreot.

Darlegung dft« Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zur"· ide, einen Greifer für eine Werkzeugwechseleinrichtung zum Austausch von Werkzeugen zwischen einem Werkzeugmagazin und Werkzeugaufnahmen in der Maschine, mit einem um eine Mittenachse schwenkbaren Lagerungsteil und zwei entgegengesetzt gerichteten Armen, an deren Enden Greifelemente zum Erfassen der Werkzeuge in Formelementen ihrer Schäfte vorgesehen sind, erfinderisch so auszugestalten, daß für die öffnungs- und Schließbewegung aller Greiferelemente eines jeden Armes nur je ein gemeinsamer Betätigungsmechanismus erforderlich ist.

Erfindungrgemäß werden die Arme von je zwei zangenartigen Schenkeln gebildet, die schwenkbeweglich am Lagerungsstil angelen!;t und durch einen inneren Betätigungsmechanismus gegenläufig bewegbar sind.

Jeder Schenkel trägt in gleichem Abstand zur Mittenachse zwei rechtwinklig zueinander angeord' .aw i\>rmstück9. vvovon eines quer und das andere parallel, seitlich versetzt, zur gestreckten Armlängsachse angebracht ist. Oie Formstücke sind mit einer Negativkontur zu den Formelementen der Werkzeugschäfto ausgestattet.

Bei einer bevorzugten Ausführung sind im Lagerungsteil senkrecht zur Mittenachse symmetrisch coaxiale Zylinderbohrungen eingearbeitet, in denen druckmittelbeaufschlagbare Schubkolben mit Kolbenstangen geführt sine, an deren Enden sich mit Abstand zueinander Scheiben befinden. Zwischen den Scheiben greifen Bolzen ein, welche in Lag Jrungslaschen den zangenartigen Schenkel im Abstand von der Lagerachse befestigt sind.

Gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung sind zwischen den Schubkolben und einem Bund der Zylinderbohrungen vorgespannte Feuern eingesetzt, die die zangenartigen Schenkel ohne Druckbeaufsclilagung der Schubkolben in Schließstellung halten.

Bei einer modifizierten Ausführung sind die Schenkel des einen Armes diametral zu den Schenkeln des anderen Armes um den gleichen Winkel α in einer zur Mittenachse senkrechten Ebene abgewinkelt ausgeführt.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist eine geschlossene Bauform realisiert. Alle Greifelemente und Bauteile zu ihrer Betätigung sind innerhalb des Greifers angeordnet. Es können wechselweise im Werkzeugmagazin rechtwinklig zueinander gelagerte Werkzeuge auf einfachste Weise erfaßt werden, ohne daß Kollisionsgefahr besteht, da der Greifer mit gespreizten Schenkeln über die Werkzeuge geführt v/ird und alle vier Greifolemente eines Armes damit außerhalb des Berührungsbereiches

liegen. Bei druckmittelbetätigtem Öffnungs- bzw. Schließmechanismus ist eine günstige zentrale Anordnung der Leitungskanäle möglich, da diese nur bis zum Lagemngsteil geführt werden müssen. Damit sind mögliche Störquellen durch äußere Druckmittelleitungen vermieden. Durch die gleichzeitige Betätigung aller Greifelemente eines Armes reduziert sich der S euerungsaufwand und es sind insgesamt wesentlich weniger bewegliche Bauelemente erforderlich. Da keine äußeren Anbauten und Leitungsfühlungen notwendig sind, reduziert sich der erforderliche Zugriffsra^r.i im Werkzeugmagazin. Es können demzufolge mehr Werkzeuge in geringerer Entfernung voneinander gespeichert worden.

Ausführungsbviapiel

Die erfindungsgemäße Lösung soll anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispielts näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: den Greifer im Längsschnitt mit je einem Arm in Offen- und Schließstellung; Fig. 2: den Greifer in Draufsicht mit in unterschiedlichen Achsrichtungen erfaßten Werkzeugen strichpunktiert angedeutet.

Nach Fig. 1 ist ein aus zwei Hälften bestehendes Lagerungsteil 1 mittels eines Adapters 2 an einer nicht dargestellten Schwenkeinrichtung befestigt. Zwei entgegengesetzt gerichtete Arme werden von je einem Paar zangenartiger Schenkel 3; 4 bzw. 3'; ^A> gebildet, die durch Lagerungslaschen 5; 5' und Bolzen 6; 6' schwenkbeweglich an gegenüberliegenden Seiten des Lagerungsteiles 1 aufgenommen sind. Symmetrisch zur Mittenachso sind im Lagerungsteil 1 koaxiale Zylinderbohrungen 7; T eingearbeitet, die durch eine Zwischenwand 8 voneinander abgetrennt sind. In die Zylinderbohrungen 7; T münden Druckmittelkanäle 9; 9', welche durch den Adapter 2 verlaufen un1 mit einer nicht gezeigten Druckmittelqueile in Verbindung stehen. In den Zylinderbohrungen 7; T sind Schubkolben 10; 10' mit Y' 'benstangen 11; 11' geführt, an deren Enden mit Abstand zueinander Scheiben 12; 13 bzw. 12'; 13'befestigt sind, zwischen denen Bolzen 14; 14'eingreifen, die in den Lagerungslaschen 5; 5' der Schenkel 3; 4 bzw. 3'; 4'befestigt sind. Zwischen den Schubkolben 10; 10'und einem Bund 15; 15' der Zylinderbohrungen 7; T sind vorgespannte Federn 16; 16' eingesetzt, welche im Ausführungsbeispiel Tellerfedern sind. Zwischen den Schenkeln 3; 4 bzw. 3'; 4' sind Formstücke 17; 18; 19; 20 bzw. 17'; 18'; 19'; 20' vorgesehen, die die Greifclemente bilden. Der Schenkel 3; 3' trägt zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Formstücke 17; 18 bzw. 17'; 18' und Schenkel 4; 4' gleichermaßen befestigte Formstücke 19; 20 bzw. 19'; 20'. Zwei Formstücke 17; 19 bzw. 17Ί9'sind quer und die anderen Formstücke 18; 20 bzw. 18'; 20' parallel, seitlich versetzt, zur gestreckten Armlängsachse 21 aufgenommen, wie aus Fig. 2 zu erkennen ist.

Die Schenkel 3; 4 des einen Armes sind zweckmäßigerweise zu den Schenkeln 3'; 4 des anderen Armes um den gleichen Winkel α diametral abgekröpft ausgeführt. Die Formstücke 17; 18; 19; 20 bzw. 17'; 18'; 19'; 20'weisen eine Negativkontur zu den Formelementen der Werkzeugschäfie auf und können in den Schenkeln 3; 4 bzw. 3'; 4' auswechselbar befestigt sein.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Durch anstehendes Druckmitte! im Druckmittelkanal 9' wird der Schubkolben 10' mit seiner Kolbenstangen 11' entgegen der Wirkung der Feder 16' nach unten verschoben.

Die zwischen den Scheiben 12'; 13' eingreifenden Bolzen 14' werden mitgenommen und bewirken über die Lagerungslaschen 5' ein gegenläufiges Verschwenken der beiden Schenkel 3'; 4'.

In dieser gezeigten Offenstellung wird der Greifer über das jeweils zu erfassende Werkzeug ge/ührt.

Durch Druckabschaltung im Druckmittelkanal 9' wird der Schubkolben 10' von der Feder 16' ^;n entgegengesetzte Richtung bewegt und die Schenkel 3'; 4' schwenken aufeinander zu. Je nach Achsrichtung des Werkzeuges kommen dabei entweder die Formstücke 17'; 19' oder 18'; 20' zum Eingriff in Formelementen des Werkzeugschaftes. Eine so erreichte Schließstellung zeigt der andere Arm mit den Schnnkeln 3; 4, die mit den Formstücken 17; 19 ein Werkzeug erfaßt haben.

Bei einer abgewandelten Auuführungsvariante erfolgt die Schließbewegung ebenfalls durch Druckmitteleinsatz, indem anstelle der Federn 16; 16' in beide Räume oberhalb und unterhalb der Schubkolben 10; 10' Druckmittelkanäle geführt sind.

Claims (4)

1. Greifer für eine Werkzeugwechseleinrichtung zum Austausch von Werkzeugen zwischen einem Werkzeugmagazin und Werkzeugaufnahmen in der Maschine, mit einem um eine Mittenachse schwenkbaren Lagerungsteil und zwei entgegengesetzt gerichteten Armen, an deren Enden Greifelemente zum Erfassen der Werkzeuge in Formelementen ihrer Schäfte vorgesehen sind, gekennzeichnet dadurch, daß die Arme von jeweils zwei zangenartigen Schenkeln (3; 4 bzw. 3'; 4') gebildet sind, die schwenkbeweglich am Lagerungsteil (1) angelenkt und durch einen inneren Betätigungsmechanismus gegenläufig bewegbar sind, daß jeder Schenkel (3; 3'; 4; 4') in gleichem Abstand zur Mittenachse zwei rechtwinklig zueinander angeordnete Formstücke 17; 18 bzw. 17'; 18' bzw. 19; 20 bzw. 19'; 20') trägt, wovon eines quer und das andere seitlich versetzt parallel zur Armlängsachse (21) angebracht ist, und daß die Formstücke (17; 18; 19; 20; 17'; 18'; 19'; 20') eine Negativkontur zu den Formelementen der Werkzeugschäfte aufweisen.

2. Greifer für eine Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß im Lagerungsteil (1) senkrecht zur Mittenachse koaxiale Zylinderbohrungen (7; T) eingearbi iitet sind, in denen druckmittelbeaufschlagbare Schubkolben (10; 10') mit Kolbenstangen (11; 1 V) (j)führt sind, an deren Enden sich mit Abstand zueinander Scheiben (12; 13 bzw. 12'; 13') befinden, zwischen denen Bolzen (14; 14') eingreifen, welche in Lagerungslaschen (5; 5') der zangenartigen Schenkel (3; 4 bzw. 3'; 4') befestigt sind.

3. Greifer für eine Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß zwischen den Schubkolben (10; 10') und einem Bund (15; 15') der Zylinderbohrungen (7; 7') vorgespannte Federn (16; 16') eingesetzt wird, die die zangenartigen Schenkel (3; 4 bzw. 3'; 4') in Schließstellung halten.

4. Greifer für eine Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1 bis 3, gekennzeichnet dadurch, daß die Schenkel (3; 4) des einen Armes diametral zu den Schenkeln (3'; 4') des anderen Armes um den gleichen Winkel (α) abgekröpft oder abgewinkelt ausgeführt sind.