DD276976A3

DD276976A3 - MONITORING DEVICE FOR TOOL LOCKING TO TOOL STORAGE

Info

Publication number: DD276976A3
Application number: DD30232587A
Authority: DD
Inventors: Steffen Aurin
Original assignee: Werkzeugmaschinenbau Fz
Priority date: 1987-05-04
Filing date: 1987-05-04
Publication date: 1990-03-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Ueberwachungsvorrichtung fuer die Werkzeugverriegelung an Werkzeugspeichern. Die Erfindung ist an Werkzeugmaschinen mit automatischem Werkzeugwechsel mit Hilfe eines Werkzeugspeichers anwendbar, der Werkzeuge in Werkzeugtaschen aufnimmt, die mit einer Verriegelung in der Art eines Schnellwechselfutters versehen sind. Hierbei legen sich Kugeln vor den Anzugsbolzen eines Werkzeuges. Diese lagern in radialen Bohrungen einer Buchse, welche durch eine Druckfeder axial bewegt wird. Zum Entriegeln drueckt das freie Ende einer Kolbenstange die Buchse gegen die Feder zurueck. Zur Ueberwachung der vollzogenen Verriegelung wird der Kolben der Kolbenstange hydraulisch entlastet und indem die Kolbenstange an der Buchse anliegt, wird sie wie diese von der Druckfeder belastet und zurueckbewegt. Diese Bewegung wird ausserhalb der Werkzeugtasche von der Kolbenstange abgenommen, indem Signalgeber im Wege wenigstens einer Steuerkante angeordnet sind. Fig. 2The invention relates to a monitoring device for the tool lock on tool stores. The invention is applicable to machine tools with automatic tool change with the aid of a tool storage, which receives tools in tool pockets, which are provided with a lock in the manner of a quick-change chuck. In this case, balls are placed in front of the tightening bolts of a tool. These store in radial bores of a bush, which is moved axially by a compression spring. To unlock the free end of a piston rod presses the bush against the spring back. To monitor the completed locking the piston of the piston rod is relieved hydraulically and by the piston rod rests against the socket, it is like this burdened by the compression spring and moved back. This movement is taken outside the tool pocket of the piston rod by signalers are arranged in the way of at least one control edge. Fig. 2

Description

Hierzu 2 Seiten ZeichnungenFor this 2 pages drawings

Field of application of the invention

Die Erfindung ist beim automatischen Werkzeugwechsel an Werkzeugmaschinen bzw. Bearbeitungszentren anwendbar, die mit einem Werkzeugspeicher ausgerüstet sind, der die Werkzeuge in Werkzeugtaschen aufnimmt, von denen jede mit einer Verriegelung in der Art eines Schnellwechselfutters versehen ist.The invention is applicable to automatic tool changing machine tool or machining centers, which are equipped with a tool storage, which receives the tools in tool pockets, each of which is provided with a lock in the manner of a quick-change chuck.

Characteristic of the known state of the art

Nach DD-AP 79207 ist eine Werkzeugmaschine bekannt, der als Kopt c'<n rommelartiger Werkzeugspeicher aufsitzt. Die in einer horizontalen Ebene radial angeordneten Werkzeuge werden mit ihrem Steilkegel jeweils in einer Tasche aufgenommen, deren hinteres Ende mit einer Art Schnellwechselfutter ausgestattet ist, indem eine koaxial in der Tasche gelagerte Buchse mit radialen Bohrungen versehen ist, in denen jeweils eine Kugel sitzt, welche durch eine Leitfläche entweder nach außen oder nach innen gedrückt wird, was durch die axiale Verschiebung der Buchse erzielt wird. Werden die Kugeln nach innen gearückt, so legen sie sich vor den Knauf des Werkzeuges und verriegeln dieses.According to DD-AP 79207 a machine tool is known, which sits as Kopt c '<n drum-like tool storage. The radially arranged in a horizontal plane tools are taken with their steep taper each in a pocket, the rear end is equipped with a kind of quick-change chuck by a coaxially mounted in the pocket sleeve is provided with radial holes in each of which a ball sits, which is pressed by a guide surface either outwardly or inwardly, which is achieved by the axial displacement of the sleeve. When the balls are turned inwards, they lie down in front of the knob of the tool and lock it.

Diese Stellung bewirkt eine Spiralfeder, welche die Buchse verschiebt. Für das Entriegeln überbrückt die einseitige Kolbenstange eines Kolben-Zylindersystems die Spiralfeder und schiebt die Buchse zurück, wodurch die Kugeln freikommen. Dieses Prinzip der Werkzeugverriegelung findet auch in sog. Kettenspeichern Anwendung. Es garantiert jedoch keine Sicherheit, daß die Verriegelung nach Rückgang der Kolbenstange, der zwangsläufig über die Hydraulik erfolgt, auch wirksam geworden ist.This position causes a coil spring which moves the socket. For unlocking, the one-sided piston rod of a piston-cylinder system bridges the coil spring and pushes the sleeve back, freeing the balls. This principle of tool locking is also used in so-called chain memories application. However, it does not guarantee that the locking has become effective after the piston rod, which is inevitably hydraulic, has fallen.

Federbruch oder Verunreinigungen können verhindern, daß die Buchse der Kolbenstange folgt.Spring break or contamination can prevent the bushing from following the piston rod.

Um der Verriegelung auch sicher zu sein, wi'd eine Lösung praktiziert, die mit Signalgebern arbeitet.To be sure of the interlocking, a solution is practiced that uses signalers.

Hierbei laufen eine Art Wagen um, von denen jeder eine Zange mit fixierter Öffnungsweite trägt, die durch eine Feder in der Weise verschiebbar ist, daß die Zange zum Zwecke der Werkzeugverriegelung koaxial auf den Werkzeugknauf geschoben wird.This is a kind of carts, each of which carries a pair of pliers with a fixed opening width, which is displaceable by a spring in such a way that the pliers for the purpose of tool locking is coaxially pushed onto the tool knob.

Gegen den Federdruck wird die Zange über die enge Stelle zwischen Knauf und Steilkegel geschoben, wodurch das Werkzeug radial zur Zange aus der Öffnungsweite hera'isgenommen werden kann.Against the spring pressure, the pliers are pushed over the narrow point between the knob and steep taper, whereby the tool can be taken radially out of the opening width to the pliers.

Diese Lösung bietet in Entnahmerichtung ausreichend Freiraum zum Anbringen von Signalgebern, welche die Verriegelungsstellung der Zange kontrollieren können. Dieser Freiraum fohlt jedoch bei Speichern, bei denen das Werkzeug in Achsrichtung einer Speichertasche entnommen wird, in welcher die Verriegelung auf engem Raum untergebracht ist.This solution offers in the withdrawal direction sufficient space for attaching signalators, which can control the locking position of the pliers. However, this clearance foals in memories in which the tool is removed in the axial direction of a storage pocket, in which the lock is placed in a small space.

Object of the invention

Es ist Ziel der Erfindung, bei Werkzeugspeichern mit Speichertaschen und einer Schnellspannung für die Werkzeuge eine Überwachung der Verriegelung vorzusehen.It is an object of the invention to provide for tool stores with storage pockets and a quick voltage for the tools monitoring the lock.

Explanation of the essence of the invention

Es ist Aufgabe der Erfindung, die Überwachung der in der Tasche vollzogenen Federwirkung im Freiraum außerhalb der Tasche vorzunehmSn.It is an object of the invention to vorzunehmSn the monitoring of the completed in the bag spring action in the free space outside the bag.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß die Kolbenstange mit einem Entriegelungskopf verbunden ist, der beim Verriegeln durch die Druckfeder betätigbar ist und an den eine Schaltwippe angslenkt ist, welche am Speichergestell schwenkbar gelagert und mit zwei Schaltfahnen versehen ist, denen Signalgeber zugeordnet sind. Hierbei ist die Schaltwippe über eine Koppel an einer radial auskragenden Schaltstange angelenkt, die am Entriegelungskopf starr befestigt ist. Die Signalgeber sind als Näherungsinitiatoren ausgebildet, von denen je einer in eine der Endlagen jeder der beiden Schaltfahnen angeordnet und ein Dritter seitlich des Weges der Schaltfahne vorgesehen ist.According to the invention this is achieved in that the piston rod is connected to a Entriegelungskopf which is actuated during locking by the compression spring and to which a rocker arm angslenkt which is pivotally mounted on the storage rack and provided with two switching lugs, which are assigned to signal generator. Here, the rocker is articulated via a coupling to a radially projecting shift rod, which is rigidly secured to the Entriegelungskopf. The signal transmitters are designed as proximity switches, one of which is arranged one each in one of the end positions of each of the two switching flags and a third side of the path of the switching flag is provided.

Diese Lösung kontrolliert den Weg, der die Verriegelungskugeln aufnehmenden Arretierbuchse, indem die Kraft der Druckfeder, welche die Buchse bewegt, gleichzeitig für den Rückhub des Kolbens des Kolbenzylindersystems genutzt wird. Hierfür wird der Zylinder drucklos geschaltet und der Kolben entlastet, damit ihn die Feder zurückbewegen kann. Geht also der Kolben zurück, ist Gewähr gegeben, daß die Feder funktionstüchtig ist und auch sonst keine Störungen vorliegen, welche die Verriegelung verhinderten. Der durch die Feder bewirkte Kolbenhub wird außerhalb der Werkzeugtasche an der Kolbenstange abgenommen, wo genügend Freiraum zur Unterbringung der Schaltelemente ist. Eine in die Schaltelemente eingebaute Übersetzung zwischen Kolbenweg und Schaltweg ermöglicht eine feinfühlige Abnahme der Verriegelungsfunktion.This solution controls the path of the locking balls receiving locking bushing by the force of the compression spring which moves the sleeve, is used simultaneously for the return stroke of the piston of the piston-cylinder system. For this purpose, the cylinder is depressurized and the piston relieved, so that it can move back the spring. So if the piston goes back, it is guaranteed that the spring is functional and otherwise there are no disturbances that prevented the lock. The spring caused by the piston stroke is removed outside the tool pocket on the piston rod, where there is enough space to accommodate the switching elements. A built-in switching elements translation between piston stroke and switching path allows a sensitive decrease in the locking function.

embodiment

Nachstehend wird die Erfindung an einem Ausführungsbeispiel näher beschrieben. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:The invention will be described in more detail by means of an exemplary embodiment. In the accompanying drawings show:

Fig. 1: eine Werkzeugtasche mit dahinter liegendem Entriegelungskopf, teilweise geschnitten, Fig. 2: eine Seitenansicht der Speicherkette mit Gestell und Schaltelemente, teilweise geschnitten.1: a tool pocket with unlocking head lying behind it, partially cut, FIG. 2: a side view of the storage chain with frame and switching elements, partially cut.

In Fig. 1 ist eine Werkzeugtasche 1 als Teil eines Werkzeugspeichers dargestellt, der als Speicherkette 2 gemäß Fig. 2 ausgebildet ist. Jeder der Werkzeugtaschen 1 nimmt den Kegelschaft eines Werkzeuges 3 auf, dessen Anzugsbolzen 3.1 für die Verriegelung genutzt wird. Hierfür ist im hinteren Bereich der Werkzeugtasche 1 eine Verriegelung in Form einer Schnellspannung vorgesehen, die aus einer ortsfesten Stützbuchse 4, einer axial verschiebbaren Arretierbuchse 5, einer Druckfeder 6, die sich an den beiden Buchsen 4; 5 abstützt, sowie Kugeln 7 besteht, welche in radialen Bohrungen der Arretierbuchse 5 aufgenommen sind. Ein Sicherungsring 8 begrenzt den Weg der Arretierbuchse 5 nach außen, gibt aber den Weg für einen Entriegelungskopf 9 nach innen frei. Dieser ist das Ende einer Kolbenstange 10.1, die Bestandteil eines Kolben-Zylindersystems 10 ist, welches am Speichergestell 11 koaxial zur Werkzeugtasche 1 befestigt ist, die sich im Moment an diesem besonderen Speicherplatz befindet, weicherden Wechselplatz darstellt. Der Entriegelungskopf 9 ist mittels eines Stiftes 12 gegen Verdrehung gesichert und besteht aus einer Druckscheibe 9.1 sowie einer größeren Kragenscheibe 9.2, an der starr eine Schaltstange 13 radial auskragend befestigt ist, die gleichsam aus dem Bild herausragt, was nicht weiter dargestellt ist. An dieser Schaltstango 13 ist ein Ende einer Koppel 14 angelenkt, deren anderes Ende an einer Schaltwippe 15 angelenkt ist. Diese ist gestellfest auf einer Schwenkachse 15.1 gelagert und mit zwei Schaltfahnen 15.2; 15.2 versehen.In Fig. 1, a tool bag 1 is shown as part of a tool storage, which is designed as a storage chain 2 of FIG. Each of the tool pockets 1 receives the conical shank of a tool 3, the tightening bolt 3.1 is used for locking. For this purpose, a lock in the form of a quick-release voltage is provided in the rear region of the tool pocket 1, consisting of a stationary support bushing 4, an axially displaceable locking bushing 5, a compression spring 6, located at the two bushes 4; 5 is supported, and balls 7, which are received in radial bores of the locking bush 5. A locking ring 8 limits the path of the locking bush 5 to the outside, but gives the way for a Entriegelungskopf 9 inward freely. This is the end of a piston rod 10.1, which is part of a piston-cylinder system 10, which is secured to the storage rack 11 coaxial with the tool bag 1, which is currently in this particular storage space, softenden the change position. The unlocking head 9 is secured by a pin 12 against rotation and consists of a thrust washer 9.1 and a larger collar disc 9.2, on the rigid a shift rod 13 is mounted radially projecting, which protrudes as it were out of the picture, which is not shown. At this Schaltstango 13 one end of a coupling 14 is articulated, the other end is hinged to a rocker switch 15. This is mounted fixed to the frame on a pivot axis 15.1 and with two switching lugs 15.2; 15.2 provided.

In der einen Endlage der Kolbenstange 10.1 befindet sich der Schaltfahne 15.2 ein Näherungsinitiator 16 gegenüber. In dieser Stellung verharrt der Entriegelungskopf 9 in seiner hintersten, nämlich der Ruhestellung gemäß Fig. 1 und 2. In der anderen Endlage der Kolbenstange 10.1 und damit in der anderen Endlage der Schaltwippe 15 liegt deren andere Schaltfahne 15.3 einem zweiten Näherungsinitiator 17 gegenüber. In dieser Stellung liegt der Entriegelungskopf 9, d. h. seine Druckscheibe 9.1 in der Werkzeugtasche 1 an der Planfläche der Arretierbuchse 5 an, was in der unteren Hälfte von Fig. 1 angedeutet ist. Ein dritter Näherungsinitiator 18 liegt im Wege der Schaltfahne 15.2 und seitlich davon.In one end position of the piston rod 10.1, the switching lug 15.2 is opposite to a proximity initiator 16. In this position, the Entriegelungskopf 9 remains in its rearmost, namely the rest position shown in FIG. 1 and 2. In the other end position of the piston rod 10.1 and thus in the other end position of the rocker switch 15 is the other switching flag 15.3 a second proximity switch 17 against. In this position, the unlocking head 9, d. H. its pressure plate 9.1 in the tool pocket 1 on the flat surface of the locking bushing 5, which is indicated in the lower half of Fig. 1. A third proximity switch 18 is in the way of the switching lug 15.2 and laterally thereof.

Alle Näherungsinitiatoren 16; 17; 18 sind über Halteblöcke 19 am Speichergestell 11 befestigt.All proximity initiators 16; 17; 18 are attached via holding blocks 19 on the storage rack 11.

Die Anordnung der Schaltelemente ist nicht an die Verwendung der geschilderten Wippe gebunden, sondern kann auch durch direkte Abnahme der Bewegung einer Steuerkante des Entriegelungskopfes 9 über Schaltelemente erfolgen, die in diesem Wege angeordnet sind. Bei Verwendung der Schaltwippe 15 kann in vorteilhafter Weise durch Beeinflussung des Abstandes der Schaltfahnen 15.2 und 15.3 zur Schwenkachse 15.1 eine Übersetzung zum Veihältnis des Abstandes der Schwenkachse 15.1 zur Anlenkung der Koppel 14 erzielt werden, was feinfühlige Schaltfunktionen für das Ver- und Entriegeln ergibt.The arrangement of the switching elements is not tied to the use of the described rocker, but can also be done by direct decrease in the movement of a control edge of the Entriegelungskopfes 9 via switching elements, which are arranged in this way. When using the rocker switch 15 can be achieved by influencing the distance of the switching lugs 15.2 and 15.3 to the pivot axis 15.1 a translation to Veiverhältnis the distance of the pivot axis 15.1 for articulation of the coupling 14, resulting in sensitive switching functions for locking and unlocking.

Die geschilderte Vorrichtung wirkt in nachstehender Weise:The described device works in the following way:

Für das Entriegeln wird das Kolben-Zylindersystem 10 hydraulisch in der Weise beaufschlagt, daß die Kolbenstange 10.1 ausgefahren wird. Damit bewegt sich der Entriegelungskopf 9 auf die Werkzeugtasche 1 zu und seine Druckscheibe 9.1 in diese gamäß Fig. 1 untere Hälfte hinein, wobei die Arretierbuchse 5 gegen die Druckfeder 6 zurückgedrückt wird. Damit geben die Kogeln 7 den Anzugsbolzen 3.1 frei, so daß das Werkzeug 3 entnommen werden kann.For unlocking the piston-cylinder system 10 is applied hydraulically in such a way that the piston rod 10.1 is extended. Thus, the unlocking head 9 moves towards the tool pocket 1 and its thrust washer 9.1 in this gamäß Fig. 1 lower half, wherein the locking sleeve 5 is pushed back against the compression spring 6. Thus, the cogs 7 release the pull stud 3.1, so that the tool 3 can be removed.

Der Werkzeugwechsel erfolgt, wenn der Nähorungsinitiator 17 die Stellung „Entriegeln" signalisiert hot. Dieses Signal wird von dor Schaltfahne 15.3 ausgelöst, indem die Schaltwippe 15 mit der Vorwärtsbewegung des Entriegelungskopfes 9 über die Koppel 14 sich in die Endlage begibt, die in Fig.2 strichpunktiert ist.The tool change takes place when the Nähorungsinitiator 17 signals the "unlock" position hot This signal is triggered by the dor 15.3 by the rocker switch 15 moves with the forward movement of the Entriegelungskopfes 9 via the coupling 14 in the end position, in Fig.2 dash-dotted is.

Ist dor Werkzeugwechsel beendet, wird das Kolben-Zylindersystem 10 drucklos geschaltet. Nunmehr belastet die Kraft der Druckfeder 6 die Arretierbuchse 5 und über diese den Entriegelungskopf 9 bzw. dio Kolbenstange 10.1.If the tool change is completed, the piston-cylinder system 10 is depressurized. Now loads the force of the compression spring 6, the locking bush 5 and on this the unlocking head 9 and dio piston rod 10.1.

Dioso Kraft reicht aus, die Kolbenstange 10 zurückzuschieben, an welcher Bewegung u. a. auch die Arretierbuchse 5 und die Schaltwippe 15 teilnehmen.Dioso force is sufficient to push back the piston rod 10, on which movement u. a. also the locking bushing 5 and the rocker switch 15 participate.

Mit der Arretierbuchse 5 werden die Kugeln 7 mitgenommen, welche ihre Verriegelungsstellung am Anzugsbolzen 3.1 einnehmen, bevor die Arretierbuchse 5 am Sicherungsring 8 anliegt. Mit der Schaltwippe 15 bewegt sich die Schaltfahne 15.2 am Näherungsinitiator 18 vorbei. Dadurch wird dieser betätigt und signalisiert die Stellung „Verriegelt", woraufhin die Hydraulik wiederzugeschaltet wird, die nunmehr die Kolbenstange IQ.¹ in die hinterste Endlage gemäß Fig 1 und 2 zurückdrückt.With the locking sleeve 5, the balls 7 are taken, which occupy their locking position on the tightening bolt 3.1 before the locking sleeve 5 rests against the locking ring 8. With the switching rocker 15, the switching lug 15.2 moves past the proximity switch 18. As a result, it is actuated and signals the "locked" position, whereupon the hydraulic system is re-engaged, which now pushes back the piston rod IQ ¹ into the rearmost end position according to FIGS. 1 and 2.

In dieser Endlage nimmt die Schaltwippe 15 ihre andere, in Fig. 2 gezeichnete Stellung ein, in welcher die Schaltfahne 15.2 den Näherungsinitiator 16 betätigt, der diese „Ruhestellung" signalisiert.In this end position, the rocker switch 15 assumes its other, drawn in Fig. 2 position, in which the switch lug 15.2 the proximity switch 16 is actuated, which signals this "rest position".

Die Signalverarbeitung wie auch die hydraulische Schaltung sind an sich bekannt und als nicht erfindungsgemäß auch nicht näher dargestellt.The signal processing as well as the hydraulic circuit are known per se and as not according to the invention also shown in detail.

Claims

1. A monitoring device for the tool lock on tool stores, each of which is provided with a number of tool pockets and a respectively provided at the end of the lock, which consists of radially movable balls, a receiving female locking bush and an axially movable compression spring which of a one-sided Piston rod of a coaxially mounted to the tool pocket piston-cylinder system for unlocking is bridged, characterized in that the piston rod (10.1) is connected to a Entriegelungskopf (9) which is actuated when locking by the compression spring (6) and to a rocker switch ( 15) which is pivotably mounted on the storage rack (11) and provided with two switching lugs (15.2, 15.3) to which signal transmitters (16, 17, 18) are assigned.

2. Monitoring device according to claim 1, characterized in that the switching rocker (15) via a coupling (14) s a radially projecting shift rod (13) is hinged, which is rigidly secured to the Entriegelungskopf (9).

3. Monitoring device according to claim 1, characterized in that the signal transmitters (16; 17; 18) are designed as proximity initiators, of which one each (16; 17) is arranged in one of the end positions of each of the two switching lugs (15.2; Third (18) is provided laterally of the way of the switching flag (15.2).