DE102005043399B4 - Device for machining with automatic tool change and method for automatically changing tools on the device for machining - Google Patents
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Abstract
Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, umfassend ein Maschinengestell (11), einen auf dem Maschinengestell (11) bewegbaren Maschinenturm (12), einen am Maschinenturm (12) auf und ab bewegbaren Bearbeitungsbalken (13) mit einem in Längsrichtung am Bearbeitungsbalken (13) bewegbaren Spindelstock (14), einen in mindestens einer Richtung bewegbaren Werkzeugtisch (15) sowie eine Werkzeugwechselvorrichtung (16) zur Speicherung mindestens eines Werkzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugwechselvorrichtung (16) zum automatischen Wechseln von Standardwerkzeugen (27) und Tiefbohrwerkzeugen (28) ausgebildet ist, wobei die Wechselvorrichtung (16) zum Wechseln mit dem Spindelstock (14) oder dem Bearbeitungsbalken (13) in Wirkverbindung bringbar ist und ein Magazin (23) umfasst, das aus einer Warteposition in eine Übernahmeposition zur Übernahme eines Werkzeugs vom Magazin (23) an den Spindelstock (14) oder den Bearbeitungsbalken (13) und umgekehrt bringbar ist, wobei das Magazin (23) an eine Steuerung zur automatischen Übernahme eines Werkzeugs vom Magazin (23) an die Vorrichtung (10) und umgekehrt angeschlossen ist und zusätzlich zur Aufnahme von Standardwerkzeugen...Device for machining workpieces, comprising a machine frame (11), a machine tower (12) movable on the machine frame (11), a machining beam (13) movable up and down on the machine tower (12), with a longitudinally machined beam (13) movable headstock (14), a tool table (15) movable in at least one direction and a tool changing device (16) for storing at least one tool, characterized in that the tool changing device (16) for automatically changing standard tools (27) and deep drilling tools (28) is formed, wherein the changing device (16) for changing with the headstock (14) or the processing bar (13) is operatively connected and a magazine (23), which from a waiting position to a takeover position for taking over a tool from the magazine (23 ) Can be brought to the headstock (14) or the processing bar (13) and vice versa, where there s magazine (23) is connected to a controller for automatically transferring a tool from the magazine (23) to the device (10) and vice versa and in addition to receiving standard tools ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, umfassend ein Maschinengestell, einen auf dem Maschinengestell bewegbaren Maschinenturm, einen am Maschinenturm auf und ab bewegbaren Bearbeitungsbalken mit einem in Längsrichtung am Bearbeitungsbalken bewegbaren Spindelstock, einen in mindestens einer Richtung bewegbaren Werkzeugtisch sowie eine Werkzeugwechselvorrichtung zur Speicherung mindestens eines Werkzeugs.The The invention relates to a device for machining workpieces, comprising a machine frame, one on the machine frame movable Machine tower, a machining bar which can be moved up and down on the machine tower with a longitudinal direction on the processing bar movable headstock, one in at least a direction movable tool table and a tool changing device for storing at least one tool.
Des weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Wechseln von Werkzeugen an einer Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken, umfassend die Schritte: Bewegen eines Magazins mit mindestens einem Werkzeug aus einer Warteposition in eine Übernahmeposition der Vorrichtung, Übernehmen des Werkzeugs vom Magazin an die Vorrichtung, Spannen des Werkzeugs, Bewegen des Magazins zurück in die Warteposition, Durchführen der Bearbeitung, Bewegen des Magazins an die Übernahmeposition, Abgeben des Werkzeugs von der Vorrichtung an das Magazin, und Übernehmen eines weiteren Werkzeugs vom Magazin an die Vorrichtung.Of Furthermore, the invention relates to a method for changing tools on a device for machining workpieces, comprising the steps: moving a magazine with at least one tool from a waiting position to a takeover position the device, take over the tool from the magazine to the device, clamping the tool, Moving the magazine back into the waiting position, performing editing, moving the magazine to the takeover position, handing over the Tool from the device to the magazine, and take over one another tool from the magazine to the device.
Derartige Vorrichtungen und Verfahren kommen insbesondere im Maschinenbau bei der Bearbeitung von Werkstücken, vorzugsweise aus Metall, zum Einsatz. Dabei wird zwischen der Bearbeitung von Werkstücken mit Standardwerkzeugen einerseits, wie z. B. einem Fräskopf, einem Vorbohrer, einem Gewindeschneider oder dergleichen, und Tiefbohrwerkzeugen andererseits, wie z. B. einem Einlippentiefbohrer oder dergleichen unterschieden. Sämtliche Werkzeuge weisen einen Werkzeugkegel auf, der zum Spannen der Werkzeuge in einem entsprechenden Spindelstock der Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung ausgebildet ist. Der Spindelstock ist bewegbar an einem Bearbeitungsbalken, der auch als Bohrarm bezeichnet wird und Bestandteil der Vorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung ist, angeordnet. Die sogenannten Standardwerkzeuge sind ausschließlich im Bereich des Werkzeugkegels fixiert bzw. gestützt. Die Tiefbohrwerkzeuge dagegen weisen eine sehr große Länge auf, so dass diese neben der Fixierung im Bereich des Werkzeugkegels mindestens eine weitere Stütze benötigen. Solche Stützen können durch sogenannte Lünetten gebildet sein. Mehrere Lünetten können über die Länge verteilt angeordnet sein. Neben der Abstützung des (Tiefbohr-)Werkzeugs durch die Lünetten ist im Bereich des freien Endes des Tiefbohrwerkzeugs an einer Späneschleuse ein Dichtungselement üblich und vorgesehen.such Devices and methods are used in particular in mechanical engineering in the machining of workpieces, preferably of metal, for use. It is between the processing of workpieces with standard tools on the one hand, such. B. a milling head, a Pre-drills, a tap or the like, and deep drilling tools on the other hand, such as As a Einlippentiefbohrer or the like distinguished. All Tools have a tool cone which is used to clamp the tools in a corresponding headstock of the device for cutting Processing is formed. The headstock is movable on a machining bar, which is also referred to as a drill arm and part of the device for machining is arranged. The so-called Standard tools are only in the area of the tool cone fixed or supported. The deep drilling tools, however, have a very long length, so that this in addition to the fixation in the area of the tool cone at least one more support need. Such supports can through so-called lunettes be formed. Several lunettes can over the Length distributed be arranged. In addition to the support of the (deep drilling) tool through the lunettes is in the area of the free End of the deep drilling tool on a chip lock a sealing element usual and provided.
Eine
Vorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruches 1
ist z. B. der
Es sind weiter Vorrichtungen bekannt, die ein automatisches Wechseln der Standardwerkzeuge ermöglichen. Eine solche Vorrichtung weist z. B. ein Magazin auf, das einerseits in Längs- und Querrichtung zum Bohrarm verfahrbar und andererseits drehbar um eine vertikale Achse ausgebildet ist. Mittels dieses Magazins werden die Standardwerkzeuge aus einer Warteposition in die Übernahmeposition und zurück gebracht. Im Bereich der Übernahmeposition kann das jeweilige Werkzeug an die Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung übergeben bzw. von der Vorrichtung an das Magazin zurück gegeben werden. Wie bereits angedeutet, ist die bekannte Vorrichtung jedoch ausschließlich zum automatischen Wechseln von Standardwerkzeugen ausgebildet. Das Wechseln der Tiefbohrwerkzeuge erfolgt bisher manuell, indem die Tiefbohrwerkzeuge zunächst vorgerüstet werden. Diese Vorrüstung umfasst das Auffädeln von einer oder mehrerer Lünettenbuchsen, die Bestandteil von einer aus Lünettenbuchse, Lünette und Lünettenwagen gebildeten Lünetteneinheit sind, sowie dem bohrerspezifischen Dichtelement. Diese vorgerüstete Einheit kann in einem Magazin gespeichert und bei Bedarf manuell entnommen und der Vorrichtung zur spanabhebenden Bearbeitung zugeführt werden. Dabei werden die Lünettenbuchsen in die Lünetten eingesetzt und fixiert. Das Dichtelement wird im Bereich einer Späneschleuse mittels Schrauben oder dergleichen fixiert.It Further devices are known, which automatically change enable the standard tools. Such a device has z. B. a magazine on the one hand in longitudinal and transverse to the drill arm movable and on the other hand rotatable is formed about a vertical axis. By means of this magazine The standard tools are moved from a waiting position to the transfer position and back brought. In the area of the takeover position can pass the respective tool to the device for machining or be returned from the device to the magazine. As already indicated, however, the known device is exclusively for automatic switching of standard tools designed. Changing The deep drilling tools previously done manually by the deep drilling tools first pre-equipped become. This pre-installation includes threading one or more bezel bushings, the component of a bezel bush, bezel and lunette car formed lunette unit are, as well as the drill-specific sealing element. This pre-equipped unit can be stored in a magazine and removed manually if required and the device for machining. Here are the bezel bushes in the lunettes used and fixed. The sealing element is in the range of a chip sluice fixed by screws or the like.
Solche Vorrichtungen und entsprechende Verfahren weisen jedoch den Nachteil auf, dass die Umrüstung von Standardwerkzeug zu Tiefbohrwerkzeug und umgekehrt bzw. der Austausch von Tiefbohrwerkzeugen sehr zeitaufwendig ist und einen hohen Personalbedarf erfordert. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass die Vorrichtung erhebliche Stillstandszeiten während der Umrüstung aufweist, da diverse Einstellungen und Befestigungen zum Rüsten erforderlich sind.Such However, devices and corresponding methods have the disadvantage on that the refitting from standard tool to deep hole drilling tool and vice versa Replacing deep drilling tools is very time consuming and a high Personnel requirements required. Another disadvantage is that the device has significant downtime during the conversion since various settings and fixings are required for setup.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und zuverlässige Vorrichtung zur spanenden Bearbeitung zu schaffen, mittels der die Handhabung des Werkzeugwechsels vereinfacht ist. Des weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, eine entsprechende Werkzeugwechselvorrichtung zu schaffen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein entsprechendes Verfahren vorzuschlagen.It is therefore an object of the present invention, a simple and reliable Device for machining, by means of which the handling the tool change is simplified. Furthermore, it is the task of the invention, a corresponding tool changing device create. Another object is to provide a corresponding Propose procedure.
Diese Aufgabe wird zum einen durch eine Vorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen dadurch gelöst, dass die Werkzeugwechselvorrichtung zum automatischen Wechseln von Standardwerkzeugen und Tiefbohrwerkzeugen ausgebildet ist, wobei die Wechselvorrichtung zum Wechseln mit dem Spindelstock oder dem Bearbeitungsbalken in Wirkverbindung bringbar ist und ein Magazin umfasst, das aus einer Warteposition in eine Übernahmeposition zur Übernahme eines Werkzeugs vom Magazin an den Spindelstock oder den Bearbeitungsbalken und umgekehrt bringbar ist, wobei das Magazin an eine Steuerung zur automatischen Übernahme eines Werkzeugs vom Magazin an die Vorrichtung und umgekehrt angeschlossen ist und zusätzlich zur Aufnahme von Standardwerkzeugen zur Aufnahme von mindestens einem mit mindestens einer Lünettenbuchse sowie einem bohrerspezifischen Dichtelement vorgerüsteten Tiefbohrwerkzeug sowie zur Aufnahme mindestens einer Lünette ausgebildet ist. Dadurch wird eine Reduzierung des Handhabungsaufwands sichergestellt. Des weiteren können die Rüstzeiten und damit die Stillstandszeiten der Vorrichtung reduziert werden. Durch die Bereitstellung des vorgerüsteten Tiefbohrwerkzeugs sowie der für die automatische Fixierung/Stützung des Tiefbohrwerkzeugs erforderlichen Lünette(n) in der Vorrichtung ist ein besonders einfacher und zeitsparender automatischer Wechsel gewährleistet.This task is on the one hand by a Device solved with the features mentioned in the fact that the tool changing device is designed for automatically changing standard tools and deep hole tools, wherein the changing device for changing the headstock or the processing bar in operative connection can be brought and a magazine comprises, from a waiting position to a takeover position for Transferring a tool from the magazine to the headstock or the processing bar and vice versa can be brought, the magazine is connected to a controller for automatically transferring a tool from the magazine to the device and vice versa and in addition to receiving standard tools for receiving at least one with at least one Lünettenbuchse and a drill-specific sealing element pre-equipped deep hole drilling tool and for receiving at least one bezel is formed. This ensures a reduction of the handling effort. Furthermore, the setup times and thus the downtime of the device can be reduced. By providing the pre-equipped deep drilling tool as well as the necessary for the automatic fixation / support of the deep drilling tool steady rest (s) in the device a particularly simple and time-saving automatic change is ensured.
In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung sind die Lünetten und die Lünettenwagen mittels eines Schnellwechselflansches automatisch koppelbar bzw. entkoppelbar, wodurch die Handhabung noch weiter vereinfacht wird und der Wechsel noch schneller durchführbar ist.In a preferred embodiment of the invention, the lunettes and the lunette wagons automatically coupled by means of a quick-change flange decoupled, whereby the handling is further simplified and the change is even faster.
Vorteilhafterweise weist das Magazin mindestens eine, vorzugsweise jedoch zwei oder mehrere Speicherebenen auf, wobei jede Speicherebene durch ein umlaufendes Speicherelement gebildet ist. Neben der erhöhten Speicherkapazität ermöglich die erfindungsgemäße Ausbildung auch ein schnelles und sicheres Wechseln der Werkzeuge, da besonders einfach einerseits freie Speicherplätze im Bereich der Übernahme bereitgestellt werden können und andererseits die einzuwechselnden Werkzeuge schnell und sicher an den Übernahmebereich bewegt werden können.advantageously, the magazine has at least one, but preferably two or multiple storage levels, each storage level being surrounded by a wrap-around Memory element is formed. In addition to the increased storage capacity allows the formation of the invention also a quick and safe change of the tools, as special on the one hand free storage space in the area of takeover can be provided and On the other hand, the tools to be loaded quickly and safely the takeover area can be moved.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass korrespondierend zum Dichtelement, das auf dem Tiefbohrwerkzeug vorgerüstet ist, ein Verriegelungselement vorgesehen ist, das vorzugsweise an einem freien Ende des Bearbeitungsbalkens angeordnet ist. Mit dieser Ausführung lässt sich besonders einfach und zuverlässig das Dichtelement fixieren.A Another preferred embodiment of Invention is characterized in that corresponding to Sealing element, which is pre-equipped on the deep drilling tool, a locking element is provided, preferably at a free End of the processing bar is arranged. With this version can be especially easy and reliable fix the sealing element.
Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den eingangs genannten Schritte dadurch gelöst, dass wahlweise Standardwerkzeuge und Tiefbohrwerkzeuge automatisch ein- und ausgewechselt werden, wobei beim Wechseln des mit mindestens einer Lünettenbuchse und einem bohrerspezifischen Dichtelement vorgerüsteten Tiefbohrwerkzeugs zuvor mindestens eine Lünette automatisch vom Magazin an die Vorrichtung überführt wird. Die sich daraus ergebenden Vorteile wurden weiter oben bereits erwähnt, so dass an dieser Stelle auf eine Wiederholung verzichtet wird.Farther The object is achieved by a method with the aforementioned Steps solved by that optionally standard tools and deep drilling tools automatically be switched on and replaced, with the change of at least one Lünettenbuchse and a drill-specific sealing element pre-equipped Tiefbohrwerkzeugs previously at least one bezel automatically transferred from the magazine to the device. The resulting Benefits have already been mentioned above, so at this point is waived a repetition.
Weitere bevorzugte oder vorteilhafte Merkmale und Weiterbildungen sowie Verfahrensschritte ergeben sich aus den Unteransprüchen und der Beschreibung. Eine besonders bevorzugte Ausführungsform sowie das Verfahren werden anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:Further preferred or advantageous features and developments and Process steps emerge from the subclaims and the description. A particularly preferred embodiment and the method are based on the attached Drawing closer explained. In the drawing shows:
Die Zeichnung zeigt ein ausgewähltes Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum spanenden Bearbeiten von Werkstücken mit einem automatischen Wechsel von Standardwerkzeugen und Tiefbohrwerkzeugen.The Drawing shows a selected one embodiment a device for machining workpieces with an automatic change of standard tools and deep drilling tools.
In
der
In
der gezeigten Ausführungsform
ist der Maschinenturm
Die
Werkzeugwechselvorrichtung
Das
Magazin
Um
die oder jede Lünette
Wie
bereits erwähnt,
können
auf dem Transportschlitten
Jeder
Lünettenwagen
Das
Magazin
Im
Bereich des Bearbeitungsbalkens
Aus
der
Im
folgenden wird das Verfahren anhand der Figuren näher erläutert:
Die
The
Sobald
Lünetten
Wenn
der Transportschlitten
Nachdem
das Tiefbohrwerkzeug
Nach
Beendigung des Bearbeitungsvorgangs kann das Tiefbohrwerkzeug
Die
exakten (Bewegungs-)Abläufe
beim Spannen und Stützen
eines Tiefbohrwerkzeugs
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