DE102006028730A1

DE102006028730A1 - Automatische Werkzeugwechseleinrichtung

Info

Publication number: DE102006028730A1
Application number: DE102006028730A
Authority: DE
Inventors: Antonio Delachi
Original assignee: BUSELLATO SpA; BUSELLATO SpA PIOVENE ROCCHETTE; Celaschi SpA; CELASCHI SpA VIGOLZONE
Current assignee: BUSELLATO SpA; BUSELLATO SpA PIOVENE ROCCHETTE; Celaschi SpA; CELASCHI SpA VIGOLZONE
Priority date: 2005-06-24
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2007-07-05
Also published as: ITMI20050232U1

Abstract

Die automatische Werkzeugwechselvorrichtung besteht aus einem Werkzeugmagazin mit einer Vielzahl von Aufnahmesitzen für Werkzeuge und ist dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmagazin als Magazinscheibe oder Magazinrad ausgebildet ist und auf seinem Umfang eine Vielzahl ausgehöhlter Aufnahmesitze aufweist, die offen in die Radialrichtung des Werkzeugmagazins geschwenkt sind, und dadurch, dass die Werkzeuge eine in die Aufnahmesitze einzusetzende Kupplung aufweisen, und in den Aufnahmesitzen Federspannvorrichtungen zum lösbaren Befestigen der Kupplung vorgesehen sind.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf eine automatische Werkzeugwechselvorrichtung für eine Werkzeugmaschine mit einer Antriebsgruppe für eine Werkzeugspindel und einem Werkzeugmagazin, und sie betrifft vor allem eine Werkzeugwechselvorrichtung von der Art, bei der ein im Werkzeugmagazin der Werkzeugmaschine angeordnetes Werkzeug auf die Werkzeugspindel aufgesetzt beziehungsweise davon abgenommen werden kann, auf direkte Weise, und zwar ohne dazu eine Werkzeugübertragungsvorichtung zu verwenden.

In der Technik sind automatische Werkzeugwechselvorrichtungen obiger Art bekannt, bei denen das Werkzeugmagazin mit einer Vielzahl von Zangen ausgestattet ist zum Aufnehmen und Festhalten der Werkzeuge und bei denen der Austausch der Werkzeuge nur mittels einer Folge von Relativbewegungen der Werkzeugspindel und des Werkzeugmagazins erfolgt, wodurch ein erstes auf die Werkzeugspindel aufgebrachtes Werkzeug ausgekuppelt und von einer der Zangen des Werkzeugmagazins erfasst wird, und ein zweites im Werkzeugmagazin angeordnetes Werkzeug in eine Auswechselstellung gebracht wird, in der es an die Werkzeugspindel angekuppelt werden kann. Bei derartigen automatischen Werkzeugwechselvorrichtungen kann das Ankuppeln/Auskuppeln des ersten Werkzeuges bzw. das An-/Auskuppeln des zweiten Werkzeugs dank eines Mechanismus erfolgen, der von den Relativbewegungen der Werkzeugspindel und des Werkzeugmagazins betätigt wird.

Eine Werkzeugwechselvorrichtung nach dieser bekannten Lösung hat den Vorteil, dass der Austausch der Werkzeuge nur durch Benutzen der Bewegungsachsen der Antriebsgruppe der Werkzeugspindel und des Werkzeugmagazins vorgenommen werden kann, ohne dabei eine Werkzeugübertragungsvorichtung verwenden zu müssen. Dennoch erfordert die bekannte Lösung den Einsatz von einem grundsätzlich komplexen und kostspieligen Mechanismus.

Man hat nun festgestellt, dass bei einigen Fräswerkzeugmaschinentypen, speziell jenen, bei denen die Werkzeugspindel nach einer vertikalen Richtung geschwenkt ist, die automatische Werkzeugwechselvorrichtung in einer weniger komplexen und kostspieligen Art ausgestaltet sein kann.

Mehr im einzelnen besteht die automatische Werkzeugwechselvorrichtung nach dieser Erfindung aus einem Werkzeugmagazin mit einer Vielzahl von Aufnahmesitzen für die Werkzeuge und ist dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin als eine Magazinscheibe oder ein Magazinrad gestaltet ist und auf seinem Umfang eine Vielzahl von ausgehöhlten Aufnahmesitzen aufweist, die offen in die Radialrichtung des Werkzeugmagazins geschwenkt sind und, daß die Werkzeuge eine in die Aufnahmesitze einzufügende Kupplung aufweisen, und in den Aufnahmesitzen Federspannvorrichtungen vorgesehen sind, um die Kupplung lösbar festzuhalten.

Die vorliegende Erfindung wird anhand der Figuren der anliegenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:

1 eine Ansicht im teilweisen Vorderaufriß des Werkzeugmagazins der erfindungsgemäßen automatischen Werkzeugwechselvorrichtung,

2–7 die Arbeitsstufen des Werkzeugwechsels mittels der erfindungsgemäßen automatischen Werkzeugwechselvorrichtung,

8 u. 9 eine Ansicht im Seitenaufriß bzw. Vorderaufriß von einem ersten Beispiel einer Werkzeugmaschine mit der erfindungsgemäßen Werkzeugwechselvorrichtung,

10 u. 11 eine Ansicht im Seitenaufriß bzw. Vorderaufriß von einem zweiten Beispiel einer Werkzeugmaschine mit der erfindungsgemäßen Werkzeugwechselvorrichtung, und

12 u. 13 eine Ansicht im Seitenaufriß bzw. Vorderaufriß von einem dritten Beispiel einer Werkzeugmaschine mit der erfindungsgemäßen Werkzeugwechselvorrichtung.

Mit Bezug auf 1 der Zeichnungen besteht die im Gesamten mit 1 bezeichnete Werkzeugwechselvorrichtung aus einem Werkzeugmagazin 11 mit einer Vielzahl von Aufnahmesitzen 12 für Fräser 13.
Das Werkzeugmagazin 11 ist eine Magazinscheibe oder ein Magazinrad und die Aufnahmesitze 12 für die Werkzeuge sind aus Aushöhlungen gebildet, die am Umfang des Werkzeugmagazins angeordnet und offen in Radialrichtung geschwenkt sind.
Die Fräser 13 bestehen aus einer oder mehreren Scheibenfräsen 14, die um einen Mittelkörper 15 koaxial angeordnet sind, der zum Ankuppeln an eine Werkzeugspindel, die in den nachfolgenden 2–7 dargestellt und mit dem Bezugszeichen 19 bezeichnet ist, mittels eines in einem ersten Ende des Mittelkörpers 15 angeordneten Schafts 16 bekannter Form bestimmt ist.
An einem dem ersten Ende gegenüberliegenden zweiten Ende des Mittelkörpers 15 weisen die Fräser 13 einer in die Aufnahmesitze 12 aufzunehmenden Kupplung 17 auf. Beispielsweise kann die Kupplung 17 aus einem geformten Stift gebildet sein.
Zum Befestigen des Schafts 16 für die Fräser 13 in den Aufnahmesitzen 12, weist jeder Aufnahmesitz eine Federspannvorrichtung 18 lösbarer Art auf. Beispielsweise kann die Federspannvorrichtung 18 aus Elementen gebildet sein, die durch die Einwirkung des die Kupplung 17 bildenden geformten Stifts elastisch verformbar sind.
Mit Bezug auf 2–7 wird die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Werkzeugwechselvorrichtung beschrieben.
In einem ersten Arbeitsgang mit einer Relativbewegung des Werkzeugmagazins 11 und der Werkzeugspindel 19 wird ein auszuwechselnder Fräser 13 mit einem freien Aufnahmesitz 12 des Werkzeugmagazins 11 ausgerichtet.
In einem zweiten Arbeitsgang wird mit einer zweiten Relativbewegung des Werkzeugmagazins 11 und der Werkzeugspindel 19, die Kupplung 17 des auszuwechselnden Werkzeuges 13 in den freien Aufnahmesitz 12 eingesetzt und von der Federspannvorrichtung 18 in Stellung festgehalten.
In einem dritten Arbeitsgang wird das Werkzeug 13 von der Spindel 19 ausgekuppelt und mit einer dritten Relativbewegung des Werkzeugmagazins 11 und der Werkzeugspindel 19 wird letztere aus dem Werkzeugauswechselbereich entfernt.
In einem vierten Arbeitsgang wird mit einer vierten Relativbewegung des Werkzeugmagazins 11 und der Werkzeugspindel 19 ein neuer Fräser 13 auf dem Werkzeugmagazin 11 mit der Werkzeugspindel 19 ausgerichtet.
In einem fünften Arbeitsgang wird mit einer fünften Relativbewegung des Werkzeugmagazins 11 und der Werkzeugspindel 19, der neue Fräser 13 an die Werkzeugspindel 19 angekuppelt.
In einem sechsten und letzten Arbeitsgang wird mit einer sechsten Relativbewegung des Werkzeugmagazins 11 und der Werkzeugspindel 19 das neue Werkzeug aus seinem Aufnahmesitz 12 auf dem Werkzeugmagazin 11 freigegeben.
Die oben beschriebene Werkzeugwechselvorrichtung kann bei verschiedenartigen Fräsmaschinen Anwendung finden, insbesondere bei Fräsmaschinen, die Arbeitsgruppen mit Werkzeugspindeln mit vertikaler Achse verwenden, und zum Bearbeiten von schmalen Werkstücken, beispielsweise von Tür- und Fensterrahmenteilen, bestimmt sind.
Derartige Maschinen sind beispielsweise in 8–13 veranschaulicht. 8 und 9 zeigen eine einseitige Kantenbearbeitungsmaschine, 10 und 11 eine Profiliermaschine und 12 und 13 eine doppelseitige Kantenbearbeitungsmaschine. Diese Werkzeugmaschinen sind zum Bearbeiten von schmalen Werkstücken bestimmt und bestehen aus einer Fördervorrichtung 20 zum Einspannen und Bewegen des Werkstücks und wenigstens einem Werkzeug 13, das von einer Antriebsvorrichtung 21 betätigt wird, auf die das Werkzeug 13 direkt befestigt ist. Die Antriebsvorrichtung 21 ist im Vorschubbereich des zu bearbeitenden Werkstücks derart angeordnet, daß es sich entsprechend vielen Bewegungsachsen verschieben läßt.
Die Antriebsvorrichtung 21 ist auf einem Arm 22 angeordnet und ist diesem Arm entlang in einer horizontalen Richtung, rechtwinklig zur Vorschubrichtung des zu bearbeitenden Werkstücks, verschiebbar.
Der Arm 22 ist an einem Ständer 23 angeordnet und in einer vertikalen Richtung, rechtwinklig zur Vorschubrichtung des zu bearbeitenden Werkstücks, verschiebbar.
Die Antriebsvorrichtung 21 ist gebildet aus einem Elektromotor 24 mit einer Werkzeugspindel 19, die entsprechend einer vertikalen Richtung, rechtwinklig zur Vorschubrichtung des zu bearbeitenden Werkstücks und zur Verschiebungsrichtung der Antriebsvorrichtung 21 entlang dem Arm 22, geschwenkt ist.
An dem Ständer 23 ist in einer Stellung oberhalb des Arms 22 ein Werkzeugmagazin 11 angeordnet, das aus einem Magazinrad gebildet ist, das durch Einwirkung einer Antriebsvorrichtung 25 um eine horizontale Achse, rechtwinklig zur Drehachse der Werkzeugspindel 19, drehbar ist und winklig zur Werkzeugspindel positioniert werden kann, um das Auswechseln des auf der Spindel befestigten Werkzeugs 13 zu ermöglichen.
Das Werkzeugmagazin 11 ist von der anhand von 1–7 beschriebenen Art.
Die Werkzeugmaschinen bestehen ferner aus einer Vielzahl von Werkzeugen 13, jedes davon wird von einer eigenen Antriebsvorrichtung 21 betätigt, und einer Vielzahl Werkzeugmagazine, jeweils eines für jedes Werkzeug 13, die auf vertikalen Ebenen angeordnet sind und gemeinsam von einer Antriebsvorrichtung 25 mittels eines Antriebselements 26, beispielsweise einer Welle, auf der die Werkzeugmagazine 11 befestigt sind, betätigt werden.
Die von der erfindungsgemäßen automatischen Werkzeugaustauschvorrichtung gebotenen Vorteile bestehen in einem verringerten Raumbedarf, in der Breite und in der Länge, und in den geringeren Kosten durch das Vorhandensein einer einzigen gemeinsamen Steuervorrichtung für die Räder der Werkzeugmagazine.

Claims

Werkzeugwechselvorrichtung (10) bestehend aus einem Werkzeugmagazin (11) mit einer Vielzahl Aufnahmesitze (12) für Werkzeuge (13), dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin (11) als Magazinscheibe oder Magazinrad ausgebildet ist und auf seinem Umfang eine Vielzahl ausgehöhlter Aufnahmesitze (12) aufweist, die offen in die Radialrichtung des Werkzeugmagazins (11) geschwenkt sind, und daß die Werkzeuge (13) eine Kupplung (17) aufweisen, die in die Aufnahmesitze (12) eingesetzt wird, und in den Aufnahmesitzen (12) Federspannvorrichtungen (18) vorgesehen sind, um die Kupplung lösbar zu befestigen.
Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Vielzahl Werkzeugmagazine (11) besteht, die auf vertikalen Ebenen parallel angeordnet und von einer einzigen Antriebsvorrichtung (25) betätigt werden.
Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung (25) gemeinsam viele Werkzeugmagazine (11) über ein Antriebselement steuert.