DE102019006347A1

DE102019006347A1 - Changing device

Info

Publication number: DE102019006347A1
Application number: DE102019006347.3A
Authority: DE
Inventors: Martin Heide
Original assignee: Sauter Feinmechanik GmbH
Current assignee: Kolibri Beteiligungs GmbH and Co KGaA
Priority date: 2019-09-10
Filing date: 2019-09-10
Publication date: 2021-03-11
Also published as: TW202112485A; EP4045244A1; WO2021047808A1

Abstract

Es ist eine Wechselvorrichtung für den Austausch von Werkzeughaltern (2) bei einem Werkzeugrevolver (12) offenbart, mit einer Trägereinrichtung (14), die mittels eines Handhabungssystems in vorgebbare Positionen in Bezug zu dem Werkzeugrevolver (12) bringbar ist, die eine Greifeinrichtung (16) für das Greifen des jeweiligen Werkzeughalters (2) und eine Montier- und Demontiereinrichtung (18) zum Lösen des jeweiligen Werkzeughalters (2) von dem Werkzeugrevolver (12) aufweist.A changing device for exchanging tool holders (2) in a tool turret (12) is disclosed, with a carrier device (14) which can be brought into predeterminable positions in relation to the tool turret (12) by means of a handling system, which has a gripping device (16 ) for gripping the respective tool holder (2) and a mounting and dismounting device (18) for releasing the respective tool holder (2) from the tool turret (12).

Description

Die Erfindung betrifft eine Wechselvorrichtung für den Austausch von Werkzeughaltern bei einem Werkzeugrevolver.The invention relates to a changing device for exchanging tool holders in a tool turret.

Aus der nachveröffentlichten DE 10 2018 007 084 ist beispielhaft ein händischer Austausch von Werkzeughaltern bei einem Werkzeugrevolver unter Einsatz eines Kegelradgetriebes für den jeweiligen Werkzeughalter beschrieben. Andere Verbindungslösungen zwischen Werkzeughaltern und Werkzeugrevolvern sind auf dem Markt frei erhältlich und werden gleichfalls im Bedarfsfall händisch getauscht.From the postpublished DE 10 2018 007 084 a manual exchange of tool holders in a tool turret using a bevel gear for the respective tool holder is described as an example. Other connection solutions between tool holders and tool turrets are freely available on the market and are also exchanged manually if necessary.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannten Lösungen dahingehend zu verbessern, dass der Austausch dahingehender Werkzeughalter automatisierbar ist.The invention is based on the object of improving the known solutions in such a way that the exchange of relevant tool holders can be automated.

Eine dahingehende Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 in seiner Gesamtheit gelöst, insbesondere wird eine Wechselvorrichtung aufgezeigt mit der überhaupt erst in automatisierter Weise Austauschvorgänge für Werkzeughalter nach der Lehre der DE 10 2018 007 084 ermöglicht sind. Hierfür weist die Wechselvorrichtung erfindungsgemäß eine Trägereinrichtung auf, die mittels eines Handhabungssystems (Roboter) in vorgebbaren Positionen in Bezug zu dem Werkzeugrevolver bringbar ist, die eine Greifeinrichtung für das Greifen des jeweiligen Werkzeughalters und eine Montier- und Demontiereinrichtung zum Lösen des jeweiligen Werkzeughalters von dem Werkzeugrevolver aufweist. Durch die Kombination einer Greifereinrichtung mit einer Montier- und Demontiereinrichtung auf einer einzigen, gemeinsamen Trägereinrichtung, die eine vorzugsweise standardisierbare Schnittstelle zu einem Handhabungssystem wie einem Roboter aufweist, lassen sich bei entsprechender Anpassung der Wechselvorrichtung diese für eine Vielzahl von automatisierbaren Wechselvorgängen für beliebige Werkzeughaltersysteme einsetzen.A pertinent object is achieved with the features of claim 1 in its entirety, in particular a changing device is shown with which only in an automated manner exchange processes for tool holders according to the teaching of DE 10 2018 007 084 are made possible. For this purpose, the changing device according to the invention has a carrier device which can be brought into predeterminable positions in relation to the tool turret by means of a handling system (robot), which has a gripping device for gripping the respective tool holder and a mounting and dismounting device for releasing the respective tool holder from the tool turret having. By combining a gripper device with a mounting and dismounting device on a single, common carrier device, which preferably has a standardized interface to a handling system such as a robot, the changing device can be used for a large number of automatable changing processes for any tool holder systems if the changing device is appropriately adapted.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Trägereinrichtung eine Schnittstelle aufweist für den Angriff eines das Handhabungssystem bildenden Roboters, der mit seinem Roboterarm Bewegungen in jeder Bewegungsrichtung innerhalb eines Raumes zulässt, der von dem Werkzeugrevolver mitbegrenzt ist. Dadurch ist die Greifeinrichtung bzw. die Montier- und Demontiereinrichtung der Wechselvorrichtung in sechs Freiheitsgraden automatisiert bewegbar, wodurch diese automatisiert für den Austausch eines Werkzeughalters in eine beliebige Position in Bezug zu dem Werkzeugrevolver bringbar ist.In a preferred embodiment it is provided that the carrier device has an interface for the attack of a robot forming the handling system, which with its robot arm allows movements in any direction of movement within a space which is also delimited by the tool turret. As a result, the gripping device or the mounting and dismounting device of the changing device can be moved automatically in six degrees of freedom, whereby it can be automatically brought into any position in relation to the tool turret for the exchange of a tool holder.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Greifeinrichtung zwei einzelne Greifer aufweist, die mittels eines Antriebes für einen Greifvorgang des jeweiligen Werkzeughalters aufeinander zu- und für einen Freigabevorgang desselben wieder voneinander wegbewegbar sind. Dadurch sind unterschiedliche Durchmesser aufweisende Werkzeughalter von der Wechselvorrichtung austauschbar, also aufnehmbar und wieder abgebbar.In a further preferred embodiment, it is provided that the gripping device has two individual grippers, which can be moved towards one another by means of a drive for a gripping process of the respective tool holder and away from one another again for a releasing process of the same. As a result, tool holders having different diameters can be exchanged by the changing device, that is to say can be picked up and released again.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Montier- und Demontiereinrichtung eine Schraubereinrichtung aufweist, die mit einem Schrauberwerkzeug versehen in der einen Drehrichtung den jeweiligen Werkzeughalter aus seiner Aufnahme an dem Werkzeugrevolver entfernt und in der anderen Drehrichtung in dieser Aufnahme wiederum festlegt. Dadurch ist die Arretierung des Werkzeughalters in seiner Aufnahme am Werkzeugrevolver automatisiert festleg- und wieder lösbar.In a further preferred embodiment it is provided that the mounting and dismounting device has a screwdriver device which, provided with a screwdriver tool, removes the respective tool holder from its receptacle on the tool turret in one direction of rotation and fixes it in the other direction of rotation in this receptacle. As a result, the locking of the tool holder in its receptacle on the tool turret can be automatically fixed and released again.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Trägereinrichtung in der Art einer Trägerplatte ausgebildet ist, die zwei zueinander senkrecht verlaufende Linearführungen mit Linearantrieben aufweist, die einmal die Greifeinrichtung und einmal die Montier- und Demontiereinrichtung bewegen. Dadurch sind die Greifeinrichtung sowie die Montier- und Demontiereinrichtung unabhängig voneinander in ihre jeweilige Funktionsposition in Bezug zu dem jeweiligen Werkzeughalter bzw. Werkzeugrevolver bringbar. Weiterhin ist durch eine Ausrichtung der Linearführungen parallel zu der Trägerplatte die Wechselvorrichtung besonders raumsparend ausbildbar.In a further preferred embodiment it is provided that the carrier device is designed in the form of a carrier plate which has two linear guides running perpendicular to one another with linear drives which move the gripping device once and the mounting and dismounting device once. As a result, the gripping device and the mounting and dismounting device can be brought into their respective functional position in relation to the respective tool holder or tool turret independently of one another. Furthermore, by aligning the linear guides parallel to the carrier plate, the changing device can be designed to be particularly space-saving.

Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass mittels der Linearantriebe und der Linearführungen bei synchroner Ansteuerung von Greif- und Schraubereinrichtung die Greifeinrichtung kontinuierlich den Werkzeughalter aus seiner Aufnahme am Werkzeugrevolver ein- oder ausfährt, während die Schraubereinrichtung durch Betätigen eines Gewindetriebes zwischen Werkzeughalter und Werkzeugaufnahme den Werkzeughalter dahingehend ein- bzw. herausschraubt. Dadurch ist der Werkzeughalter besonders einfach auswechselbar.It is preferably provided that by means of the linear drives and the linear guides with synchronous control of the gripping and screwing device, the gripping device continuously moves the tool holder in or out of its receptacle on the tool turret, while the screwing device inserts the tool holder accordingly by actuating a screw drive between the tool holder and the tool holder - or unscrewed. As a result, the tool holder can be exchanged particularly easily.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die beiden Greifer der Greifeinrichtung pneumatisch und die Schraubereinrichtung elektrisch angetrieben sind und dass der jeweilige. Linearantrieb einen Zustellzylinder aufweist.In a further preferred embodiment it is provided that the two grippers of the gripping device are pneumatically driven and the screwing device is electrically driven and that the respective. Linear drive has a feed cylinder.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Trägereinrichtung eine Blasdüse aufweist, die mit ihrem ringförmigen Querschnitt in die jeweilige Aufnahme des Werkzeughalters einbringbar ist. Dadurch kann die Aufnahme für den Werkzeughalter von Schmutz befreit werden, bevor der Werkzeughalter in diese eingesetzt wird.In a further preferred embodiment it is provided that the carrier device has a blower nozzle, which with its annular cross-section can be introduced into the respective receptacle of the tool holder. This allows dirt to be removed from the receptacle for the tool holder before the tool holder is inserted into it.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Trägereinrichtung eine weitere Blasdüse aufweist, die mit ihrer Blasluft das Schrauberwerkzeug und/oder dessen Eingriff in den jeweiligen Werkzeughalter abreinigt. Dadurch kann das Schrauberwerkzeug und/oder dessen Angriffsstelle an dem Werkzeughalter von Schmutz befreit werden, bevor das Schrauberwerkzeug an dem Werkzeughalter angreifend in seine Funktionsposition gelangt.In a further preferred exemplary embodiment, it is provided that the carrier device has a further blow nozzle which, with its blow air, cleans the screwdriver tool and / or its engagement in the respective tool holder. As a result, the screwdriver tool and / or its point of application on the tool holder can be freed from dirt before the screwdriver tool reaches its functional position by engaging the tool holder.

Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass die Schnittstelle für den Angriff des Roboterarms die Energieübertragung von Roboter zu Trägereinrichtung herstellt einschließlich die Zufuhr von pneumatischer Energie.In a further preferred embodiment, it is provided that the interface for the attack of the robot arm establishes the energy transfer from the robot to the carrier device, including the supply of pneumatic energy.

Im Folgenden wird eine erfindungsgemäße Wechselvorrichtung anhand der Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen in prinzipieller und nicht maßstäblicher Darstellung die

1 eine perspektivische Schrägansicht einer erfindungsgemäßen Wechselvorrichtung während eines Austausches eines Werkzeughalters bei einem Werkzeugrevolver;
2 unter Weglassen von Gehäuseteilen eine perspektivische Schrägansicht der wesentlichen Komponenten der Wechselvorrichtung aus 1; und
3 eine Seitenansicht der Wechselvorrichtung aus 1 im Bereich der Greif- sowie der Montier- und Demontiereinrichtung während des Austausches eines Werkzeughalters.

A changing device according to the invention is explained in more detail below with reference to the drawing. In this case, show in principle and not to scale the

1 a perspective oblique view of a changing device according to the invention during an exchange of a tool holder in a tool turret;
2 with the omission of housing parts, a perspective oblique view of the essential components of the changing device 1 ; and
3 a side view of the changing device from 1 in the area of the gripping and mounting and dismounting devices during the exchange of a tool holder.

Die 1 zeigt eine erfindungsgemäße Wechselvorrichtung, mittels der ein Werkzeughalter 2 austauschbar ist, der mit einer Werkzeugaufnahme 4 wieder lösbar verbindbar ist, die in einer Vielzahl von Festlegestellen 6 an der Umfangsfläche 8 einer drehbaren Werkzeugscheibe 10 eines Werkzeugrevolvers 12 aufnehmbar ist. Der Werkzeughalter 2 und die Werkzeugaufnahme 4 entsprechen dabei der in der DE 10 2018 007 084 offenbarten Lösung.The 1 shows a changing device according to the invention, by means of which a tool holder 2 is interchangeable with a tool holder 4th can be releasably connected again, in a variety of fixing points 6th on the peripheral surface 8th a rotatable tool disc 10 of a tool turret 12th is recordable. The tool holder 2 and the tool holder 4th correspond to that in the DE 10 2018 007 084 disclosed solution.

Die Wechselvorrichtung weist eine Trägereinrichtung 14 auf, die mittels eines in den Figuren nicht dargestellten Handhabungssystems in vorgebbare Positionen in Bezug zu dem Werkzeugrevolver 12 bringbar ist. Die Trägereinrichtung 14 weist eine Greifeinrichtung 16 für das Greifen des Werkzeughalters 2 und eine Montier- und Demontiereinrichtung 18 zum Festlegen bzw. zum Lösen des Werkzeughalters 2 von der Werkzeugaufnahme 4 auf.The changing device has a carrier device 14th on, which by means of a handling system, not shown in the figures, in predeterminable positions in relation to the tool turret 12th can be brought. The carrier device 14th has a gripping device 16 for gripping the tool holder 2 and a mounting and demounting device 18th to fix or loosen the tool holder 2 from the tool holder 4th on.

Die Trägereinrichtung 14 weist ein Gehäuse 20 auf. Außerhalb des Gehäuses 20 ist an der Trägereinrichtung 14 eine Schnittstelle 22 für einen Angriff des Handhabungssystems vorgesehen. Die Schnittstelle 22 stellt eine elektrische und eine pneumatische Energieübertragung von dem Roboter zu der Wechselvorrichtung her. So weist die Schnittstelle 22 mehrere Luftdruckdurchführungen 24 und eine rohrförmige Kabelzuführung 26 auf, die beispielsweise einen elektrischen Anschluss (3A/ 50V) mit 26 Pins umfasst. Das Handhabungssystem kann beispielsweise vergleichbar dem in DE 10 2016 222 429 A1 offenbarten Roboter ausgestaltet sein, dessen Roboterarm in drei translatorischen und drei rotatorischen Freiheitsgraden innerhalb eines Raumes bewegbar ist, der von dem Werkzeugrevolver 12 mitbegrenzt ist. Alternativ können anderweitig ausgebildete Schnittstellen (nicht dargestellt) Verwendung finden, die mit einer Schnittstelle eines Handhabungssystems verbindbar sind.The carrier device 14th has a housing 20th on. Outside the case 20th is at the carrier facility 14th an interface 22nd intended for an attack on the handling system. the interface 22nd establishes an electrical and a pneumatic energy transfer from the robot to the changing device. So shows the interface 22nd several air pressure feedthroughs 24 and a tubular cable feed 26th which, for example, have an electrical connection ( 3A / 50V) includes 26 pins. The handling system can, for example, be comparable to that in DE 10 2016 222 429 A1 disclosed robot, whose robot arm can be moved in three translational and three rotational degrees of freedom within a space defined by the tool turret 12th is limited. Alternatively, interfaces (not shown) which are designed in a different way and can be connected to an interface of a handling system can be used.

Eine Stirnseite 28 der Schnittstelle 22 ist als Anschlussflansch 30 ausgebildet zum Verbinden mit einem weiteren Anschlussflansch an einer Stirnseite am freien Ende des Roboterarms. Der Anschlussflansch 30 der Schnittstelle 22 ist derart ausgerichtet in einem End- bzw. Randbereich der Trägereinrichtung 14 vorgesehen, dass sich die Trägereinrichtung 14 im Wesentlichen seitlich in einer Richtung von der Schnittstelle 22 wegerstreckt, die parallel zu der Fläche des Anschlussflansches 30 der Schnittstelle 22 ausgerichtet ist.One face 28 the interface 22nd is as a connection flange 30th designed to be connected to a further connection flange on an end face at the free end of the robot arm. The connection flange 30th the interface 22nd is oriented in this way in an end or edge region of the carrier device 14th provided that the carrier device 14th essentially laterally in one direction from the interface 22nd extends away parallel to the face of the connecting flange 30th the interface 22nd is aligned.

Die Greifeinrichtung 16 ist bei dem der Schnittstelle 22 abgewandten Ende der Trägereinrichtung 14 vorgesehen und weist zwei einzelne Greifer 32 auf, die pneumatisch angetrieben sind und sich in Nebeneinanderanordnung, senkrecht zur Stirnseite 28 des Anschlussflansches 30 der Schnittstelle 22 ausgerichtet, von der Trägereinrichtung 14 wegerstrecken. Die Greifer 32 sind mittels eines pneumatischen Antriebes 34 für einen Greifvorgang des Werkzeughalters 2 aufeinander zu- und für einen Freigebevorgang desselben voneinander wegbewegbar. Das Gehäuse 36 des pneumatischen Antriebes 34 ist im Wesentlichen blockförmig ausgebildet. Die Greifer 32 sind derart abgewinkelt ausgebildet, dass die mit dem Werkzeughalter 2 in Kontakt kommenden Endstücke 38 der Greifer 32 in Richtung der Montier- und Demontiereinrichtung 18 das Gehäuse 36 ihres blockförmigen Antriebes 34 überstehen. Ein freies Endstück 38 jedes Greifers 32 ist plattenförmig ausgebildet, wobei die plattenförmigen Endstücke 38 der Greifer 32 in ihren einander zugewandten Randbereichen jeweils eine in den Figuren nicht dargestellte Aussparung aufweisen, die ausgehend von ihrem freien Ende in Richtung ihres Antriebes 34 nur teilweise im Randbereich des Endstücks 38 vorgesehen ist. Bei einem Greifvorgang gelangen die Greifer 32 einander gegenüberliegend jeweils mit ihrer Aussparung an einander diametral gegenüberliegenden abgeflachten Angriffsflächen 42 an einem Außenumfang des Werkzeughalters 2 in Anlage. Des Weiteren weist die Greifeinrichtung 16 eine Greifkrafterhaltung und ein Staubschutzpaket auf.The gripping device 16 is where the interface 22nd remote end of the carrier device 14th provided and has two individual grippers 32 on, which are pneumatically driven and arranged side by side, perpendicular to the face 28 of the connection flange 30th the interface 22nd aligned, from the carrier device 14th stretch away. The grapple 32 are by means of a pneumatic drive 34 for a gripping process of the tool holder 2 towards each other and away from each other for a release process of the same. The case 36 of the pneumatic drive 34 is essentially block-shaped. The grapple 32 are angled in such a way that the with the tool holder 2 end pieces coming into contact 38 the gripper 32 in the direction of the assembly and disassembly equipment 18th the case 36 their block-shaped drive 34 survive. A free tail 38 each gripper 32 is plate-shaped, the plate-shaped end pieces 38 the gripper 32 in their mutually facing edge regions each have a recess (not shown in the figures) which, starting from its free end, in the direction of its drive 34 only partially in the edge area of the end piece 38 is provided. The grippers arrive during a gripping process 32 opposite each other with theirs Recess on diametrically opposite flattened attack surfaces 42 on an outer circumference of the tool holder 2 in Appendix. Furthermore, the gripping device 16 a gripping force maintenance and a dust protection package.

Wie 2 zeigt, weist die Montier- und Demontiereinrichtung 18 eine elektrisch angetriebene Schraubereinrichtung 44 auf, die mit einem Schrauberwerkzeug 46 versehen ist und die ein blockförmiges Gehäuseteil 48 zwischen zwei zylinderförmigen Gehäuseteilen 50 aufweist, deren zwei Zylinderachsen ineinander liegen. Die Drehachse des Schrauberwerkzeuges 46, die den Zylinderachsen entspricht, ist parallel zu der Richtung ausgerichtet, in der sich die Endstücke 38 der Greifer 32 von der Trägereinrichtung 14 wegerstrecken. An dem einen freien Ende der Schraubereinrichtung 44 ist eine auswechselbare Schraubendreherklinge 52 in Form eines Bits vorgesehen und an deren anderem Ende ist eine sich an das zylinderförmige Gehäuseteil 50 anschließende Kabelzuführung 54 ausgebildet. Das dem Bit nächstliegende zylinderförmige Gehäuseteil 50 steht über die Trägereinrichtung 14 hervor, so dass sich das freie Ende des Bits in etwa bis zu den der Trägereinrichtung 14 zugewandten Enden der Endstücke 38 der Greifer 32 erstreckt. Die Kabelzuführung 54 steht ebenfalls über die Trägereinrichtung 14 hervor. Die Schraubereinrichtung 44 ist programmierbar und weist ein maximales Drehmoment von beispielsweise 25 Nm auf.How 2 shows, has the mounting and dismounting device 18th an electrically driven screwdriver device 44 on that with a screwdriver tool 46 is provided and which is a block-shaped housing part 48 between two cylindrical housing parts 50 has, the two cylinder axes of which lie one inside the other. The axis of rotation of the screwdriver tool 46 , which corresponds to the cylinder axes, is aligned parallel to the direction in which the end pieces are 38 the gripper 32 from the carrier device 14th stretch away. At one free end of the screwdriver device 44 is a replaceable screwdriver blade 52 provided in the form of a bit and at the other end of which is attached to the cylindrical housing part 50 subsequent cable feed 54 educated. The cylindrical housing part closest to the bit 50 stands over the carrier device 14th so that the free end of the bit extends roughly to that of the carrier device 14th facing ends of the end pieces 38 the gripper 32 extends. The cable feed 54 is also available on the carrier facility 14th emerged. The screwdriver facility 44 is programmable and has a maximum torque of, for example, 25 Nm.

Die Trägereinrichtung 14 ist in der Art einer Trägerplatte 56 ausgebildet. Die plattenförmigen Endstücke 38 der Greifeinrichtung 16 sind senkrecht zu der Trägerplatte 56 ausgerichtet.The carrier device 14th is in the manner of a carrier plate 56 educated. The plate-shaped end pieces 38 the gripping device 16 are perpendicular to the carrier plate 56 aligned.

Für eine Zustellbewegung der Montier- und Demontiereinrichtung 18 in ihre Funktionsposition ist das Gehäuse 48, 50 des elektrischen Antriebes der Schraubereinrichtung 44 auf einem Schlitten 58 angeordnet, der entlang einer Linearführung 60 mittels eines in den Figuren nicht dargestellten Linearantriebes in Form eines pneumatisch arbeitenden Zustellzylinders verfahrbar ist. Die Linearführung 60 weist eine T-förmig ausgebildete Führungsschiene 66 auf und erstreckt sich in Richtung der Drehachse der Schraubereinrichtung 44 bzw. parallel zu den Endstücken 38 der Greifeinrichtung 16 über die gesamte Trägerplatte 56 hinweg.For an infeed movement of the assembly and disassembly device 18th the housing is in its functional position 48 , 50 the electric drive of the screwdriver device 44 on a sledge 58 arranged along a linear guide 60 can be moved by means of a linear drive, not shown in the figures, in the form of a pneumatically operating feed cylinder. The linear guide 60 has a T-shaped guide rail 66 and extends in the direction of the axis of rotation of the screwdriver device 44 or parallel to the end pieces 38 the gripping device 16 over the entire carrier plate 56 away.

Für eine Bewegung der Greifeinrichtung 16 bei einem Aus- und Einfahrvorgang des Werkzeughalters 2 aus seiner bzw. in seine Aufnahme 4 ist der pneumatische Antrieb 34 der Greifeinrichtung 16 auf einem weiteren Schlitten 68 angeordnet, der entlang einer weiteren Linearführung 70 mittels eines weiteren, in den Figuren nicht dargestellten Linearantriebes in Form eines weiteren pneumatisch arbeitenden Zustellzylinders verfahrbar ist.For a movement of the gripping device 16 during an extension and retraction of the tool holder 2 from his or her recording 4th is the pneumatic drive 34 the gripping device 16 on another sled 68 arranged along another linear guide 70 can be moved by means of a further linear drive, not shown in the figures, in the form of a further pneumatically operating feed cylinder.

Die Linearführung 60 und die weitere Linearführung 70 sind senkrecht zueinander verlaufend auf verschiedenen Seiten 76, 78 der Trägerplatte 56 festgelegt. Nahezu sämtliche Komponenten der Wechselvorrichtung, insbesondere die Schnittstelle 22 und die Schraubereinrichtung 44, sind auf der einen Seite 76 der Trägerplatte 56 angeordnet, auf der auch der Linearantrieb, die Linearführung 60 und der Schlitten 58 der Schraubereinrichtung 44 vorgesehen sind. Auf der anderen Seite 78 der Trägerplatte 56 ist der weitere Linearantrieb und die weitere Linearführung 70 der Greifeinrichtung 16 vorgesehen.The linear guide 60 and the further linear guide 70 are perpendicular to each other on different sides 76 , 78 the carrier plate 56 set. Almost all components of the changing device, especially the interface 22nd and the screwdriver device 44 , are on one side 76 the carrier plate 56 arranged on which the linear drive, the linear guide 60 and the sledge 58 the screwdriver facility 44 are provided. On the other hand 78 the carrier plate 56 is the further linear drive and the further linear guide 70 the gripping device 16 intended.

Die weitere Linearführung 70 weist zwei voneinander beabstandet angeordnete weitere Führungsschienen 80 auf, in die jeweils eine C-förmige Profilausnehmung eingebracht ist. In die Profilausnehmung der weiteren Führungsschienen 80 ist jeweils eine teilkugelförmige Leiste 82 eingeführt, die in Richtung der Trägerplatte 56 hervorstehend und voneinander beabstandet an einander gegenüberliegenden Randbereichen eines ersten Plattenteils 84 eines Verbindungsteils 86 angeformt sind. Auf der der Trägerplatte 56 abgewandten Seite ist das erste Plattenteil 84 mit einem in den Figuren nicht dargestellten zweiten Plattenteil des Verbindungsteils 86 verbunden, die beide parallel zur Trägerplatte 56 angeordnet sind. Auf der der Greifeinrichtung 16 abgewandten Seite der weiteren Führungsschienen 80 ist parallel zu diesen der weitere Linearantrieb zwischen der Trägerplatte 56 und dem zweiten Plattenteil angeordnet. Auf der der Greifeinrichtung 16 zugewandten Seite der weiteren Führungsschienen 80 ist an einem Teil des zweiten Plattenteils, der die Trägerplatte 56 übersteht, das Gehäuse 36 des Antriebs 34 der Greifeinrichtung 16 befestigt, das sich ausgehend von dem zweiten Plattenteil in Richtung der Trägerplatte 56 erstreckt und über die Trägerplatte 56 hinausragt.The further linear guide 70 has two further guide rails arranged at a distance from one another 80 on, in each of which a C-shaped profile recess is introduced. In the profile recess of the other guide rails 80 is a part-spherical bar 82 introduced in the direction of the support plate 56 protruding and spaced apart from one another on opposite edge regions of a first plate part 84 a connecting part 86 are molded. On the carrier plate 56 facing away is the first plate part 84 with a second plate part, not shown in the figures, of the connecting part 86 connected, both parallel to the carrier plate 56 are arranged. On the one of the gripping device 16 facing away from the other guide rails 80 is parallel to these the further linear drive between the carrier plate 56 and the second plate part arranged. On the one of the gripping device 16 facing side of the other guide rails 80 is on a part of the second plate part, which is the carrier plate 56 survives the case 36 of the drive 34 the gripping device 16 attached, starting from the second plate part in the direction of the carrier plate 56 extends and over the support plate 56 protrudes.

Die Führungsschiene 66 und die weiteren Führungsschienen 80 sind jeweils leichtlaufend und verschmutzungsunempfindlich ausgebildet. Jeder Linearantrieb kann alternativ auch hydraulisch ausgebildet sein.The guide rail 66 and the other guide rails 80 are each designed to run smoothly and insensitive to dirt. As an alternative, each linear drive can also be designed hydraulically.

Die Trägereinrichtung 14 weist ferner eine Art Blasdüse 90 auf, die zur Druckluft-Abreinigung der Aufnahme 4 des Werkzeughalters 2 dient. Die Blasdüse 90 weist ein erstes kreisrundes, scheibenförmiges Blasteil 92 und ein zweites kreisrundes, scheibenförmiges Blasteil 94 mit gegenüber dem ersten Blasteil 92 geringerem Durchmesser auf. Die Blasteile 92, 94 sind konzentrisch zueinander ausgerichtet und in Richtung des freien Endes der Blasdüse 90 folgt das zweite Blasteil 94 dem ersten Blasteil 92 nach. Die Blasteile 92, 94 sind parallel zu den Endstücken 38 der Greifeinrichtung 16 angeordnet, wobei das erste Blasteil 92 mit dem größeren Durchmesser zwischen dem zweiten Blasteil 94 mit dem kleineren Durchmesser und zumindest teilweise dem Endstück 38 der einen Greifers 32 angeordnet ist. Jedes Blasteil 92, 94 weist an seinem Umfang eine Vielzahl von Durchgängen 96 für Druckluft auf. Der ringförmige Querschnitt der Blasdüse 90 ist derart gewählt, dass die Blasdüse 90 mit ihren Blasteilen 92, 94 in die jeweilige Aufnahme 4 des Werkzeughalters 2 koaxial zur Drehachse seiner Antriebseinheit einbringbar ist.The carrier device 14th also has a kind of blower nozzle 90 on that for compressed air cleaning of the recording 4th of the tool holder 2 serves. The air nozzle 90 has a first circular, disk-shaped blown part 92 and a second circular, disk-shaped blown part 94 with opposite the first blow part 92 smaller diameter. The blown parts 92 , 94 are aligned concentrically to one another and in the direction of the free end of the blower nozzle 90 the second blow part follows 94 the first blow part 92 to. The blown parts 92 , 94 are parallel to the end pieces 38 the gripping device 16 arranged, the first blown part 92 with the larger diameter between the second blow part 94 with the smaller diameter and at least partially that End piece 38 the one gripper 32 is arranged. Every blown part 92 , 94 has a large number of passages on its circumference 96 for compressed air. The annular cross-section of the air nozzle 90 is chosen so that the nozzle 90 with their blown parts 92 , 94 in the respective recording 4th of the tool holder 2 can be introduced coaxially to the axis of rotation of its drive unit.

Des Weiteren weist die Trägereinrichtung 14 eine weitere rohrförmige Blasdüse 98 auf, deren freies Ende derart ausgerichtet ist, dass bei entsprechender Positionierung der Wechselvorrichtung mittels des Roboterarms das Schrauberwerkzeug 46 und/oder dessen Angriffsstelle an dem jeweiligen Werkzeughalter 2 mit der Blasluft der weiteren Blasdüse 98 abreinigbar ist.Furthermore, the carrier device 14th another tubular blowing nozzle 98 whose free end is oriented in such a way that when the changing device is positioned appropriately by means of the robot arm, the screwdriver tool 46 and / or its point of attack on the respective tool holder 2 with the blown air from the other blower nozzle 98 is cleanable.

Weiterhin ist als Teil der Wechselvorrichtung eine im Mittenbereich der Trägerplatte 56 angeordnete Ventilinsel 100 vorgesehen, die eingangsseitig von dem Roboter über die Schnittstelle 22 mit Druckluft versorgt wird und die ausgangsseitig die Linearantriebe und die Greifeinrichtung 16 mit Druckluft versorgt.Furthermore, as part of the changing device, there is one in the middle area of the carrier plate 56 arranged valve terminal 100 provided on the input side of the robot via the interface 22nd is supplied with compressed air and the output side the linear drives and the gripping device 16 supplied with compressed air.

Wie in der DE 10 2018 007 084 offenbart, weist die Werkzeugaufnahme 4 eine in den Figuren nicht dargestellte Spindel zur Aufnahme des Werkzeughalters 2 sowie eine die Spindel umfassende und antreibende Antriebseinheit auf. Zum wiederlösbaren Verbinden des Werkzeughalters 2 mit der Spindel weist die Spindel eine gegenüber der Spindel drehbare, in den Figuren nicht gezeigte Gewindebuchse auf, die ein Innengewinde und am stirnseitigen Außenrand eine Kegelverzahnung aufweist. Bei einem Einsetzen des Werkzeughalters 5 in die Antriebseinheit gelangt das Innengewinde der Gewindebuchse mit einem Außengewinde des Werkzeughalters 4 in Eingriff. Die Kegelverzahnung der Gewindebuchse ist mit einer Verzahnung eines in den Figuren nicht gezeigten Kegelrades der Werkzeugaufnahme 4 in Eingriff. Das Kegelrad ist mit einer zur Werkzeughalter-Längsachse senkrechten Drehachse drehbar gelagert und mit einem Innensechskant an der Gehäuseaußenseite zur Drehbetätigung zugänglich.Like in the DE 10 2018 007 084 disclosed, has the tool holder 4th a spindle, not shown in the figures, for receiving the tool holder 2 and a drive unit that encompasses and drives the spindle. For releasable connection of the tool holder 2 with the spindle, the spindle has a threaded bushing, not shown in the figures, which is rotatable relative to the spindle and which has an internal thread and a bevel toothing on the end face outer edge. When inserting the tool holder 5 The internal thread of the threaded bushing with an external thread of the tool holder enters the drive unit 4th engaged. The bevel teeth of the threaded bushing are toothed on a bevel gear, not shown in the figures, of the tool holder 4th engaged. The bevel gear is rotatably mounted with an axis of rotation perpendicular to the longitudinal axis of the tool holder and is accessible for rotary actuation with a hexagon socket on the outside of the housing.

Im Folgenden wird die Funktion der erfindungsgemäßen Wechselvorrichtung näher erläutert:

Zum automatisierten Entfernen des bekannten Werkzeughalters 2 aus der bekannten Aufnahme 4 wird die Wechselvorrichtung, die über ihre Schnittstelle 22 am freien Ende des Roboterarms befestigt ist, mittels des Roboterarms mit ihrer zumindest teilweise in Richtung der Schraubereinrichtung 44 verfahrenen Greifeinrichtung 16 in Anlage mit den abgeflachten Angriffsflächen 42 am Außenumfang des Werkzeughalters 2 gebracht (3). Gleichzeitig kann der Innensechskant des Kegelrades und/oder der Bit des Schrauberwerkzeuges 46 mittels der weiteren Blasdüse 98 automatisiert abgereinigt werden.

The function of the changing device according to the invention is explained in more detail below:

For the automated removal of the known tool holder 2 from the known recording 4th becomes the changing device that has its interface 22nd is attached to the free end of the robot arm, by means of the robot arm with its at least partially in the direction of the screwdriver device 44 moved gripping device 16 in plant with the flattened attack surfaces 42 on the outer circumference of the tool holder 2 brought ( 3 ). At the same time, the hexagon socket of the bevel gear and / or the bit of the screwdriver tool 46 by means of the further blower nozzle 98 can be cleaned automatically.

Danach wird das Schrauberwerkzeug 46 der Schraubereinrichtung 44 mittels der Linearführung 60 in Richtung der Werkzeugaufnahme 4 verfahren, so dass der Bit des Schrauberwerkzeugs 46 in Eingriff mit dem Innensechskant des Kegelrades gebracht ist (3). Durch eine Drehbetätigung des Kegelrades mittels des Schrauberwerkzeugs 46 in die eine Drehrichtung wird das Kegelrad in diese Richtung gedreht, wodurch über das Kegelradgetriebe die Gewindebuchse in eine Richtung gedreht wird. Dadurch wird das Außengewinde des Werkzeughalters 2 aus der Gewindebuchse ausgeschraubt und gleichzeitig der Werkzeughalter 2 aus der Aufnahme der Spindel herausgedrückt.Then the screwdriver tool 46 the screwdriver facility 44 by means of the linear guide 60 in the direction of the tool holder 4th traverse so that the bit of the screwdriver tool 46 is brought into engagement with the hexagon socket of the bevel gear ( 3 ). By turning the bevel gear using the screwdriver tool 46 In one direction of rotation, the bevel gear is rotated in this direction, as a result of which the threaded bushing is rotated in one direction via the bevel gear. This becomes the external thread of the tool holder 2 unscrewed from the threaded bushing and at the same time the tool holder 2 pushed out of the spindle mount.

Während dieser Ausfahrbewegung des Werkzeughalters 2 fährt die Greifeinrichtung 16 mittels der weiteren Linearführung 70 zum Halten des Werkzeughalters 2 kontinuierlich mit. Sobald das Außengewinde des Werkzeughalters 2 außer Eingriff mit dem Innengewinde der Gewindebuchse der Spindel ist, kann der Werkzeughalter 2 mittels des Roboterarms und der Wechselvorrichtung automatisiert abgelegt werden.During this extension movement of the tool holder 2 moves the gripping device 16 by means of the further linear guide 70 to hold the tool holder 2 continuously with. As soon as the external thread of the tool holder 2 is out of engagement with the internal thread of the threaded bushing of the spindle, the tool holder 2 can be stored automatically by means of the robot arm and the changing device.

Zum automatisierten Abreinigen der Werkzeugaufnahme 4 vor einem Einsetzen des Werkzeughalters 2 in die Werkzeugaufnahme 4 wird die Wechselvorrichtung mittels des Roboterarms mit ihrer Blasdüse 90 in die Werkzeugaufnahme 4 eingeführt, wo die Blasdüse 90 mittels Druckluft die Werkzeugaufnahme 4 abreinigt.For automated cleaning of the tool holder 4th before inserting the tool holder 2 in the tool holder 4th the changing device becomes by means of the robot arm with its air nozzle 90 in the tool holder 4th introduced where the air nozzle 90 the tool holder by means of compressed air 4th cleans off.

Zum automatisierten Einsetzen des Werkzeughalters 2 in die Werkzeugaufnahme 4 wird der Werkzeughalter 2 von der Greifeinrichtung 16 ergriffen und in die Werkzeugaufnahme 4 eingeführt. Durch Drehen des Kegelrades mittels des Schrauberwerkzeuges 46 in die andere Drehrichtung gelangt das Außengewinde des Werkzeughalters 2 mit dem Innengewinde der Gewindebuchse in Eingriff, wodurch der Werkzeughalter 2 in die Werkzeugaufnahme 4 eingezogen wird. Dadurch wird der Werkzeughalter 2 in der Werkzeugaufnahme 4 automatisiert festgelegt. Diese Bewegung fährt die den Werkzeughalter 2 haltende Greifeinrichtung 16 kontinuierlich mit.For the automated insertion of the tool holder 2 in the tool holder 4th becomes the tool holder 2 from the gripping device 16 taken and into the tool holder 4th introduced. By turning the bevel gear using the screwdriver tool 46 the external thread of the tool holder goes in the other direction of rotation 2 with the internal thread of the threaded bushing engaged, whereby the tool holder 2 in the tool holder 4th is withdrawn. This becomes the tool holder 2 in the tool holder 4th set automatically. This movement moves the tool holder 2 holding gripping device 16 continuously with.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

DE 102018007084 [0002, 0004, 0015, 0030]
DE 102016222429 A1 [0017]

Claims

Changing device for exchanging tool holders (2) in a tool turret (12), with a carrier device (14) which can be brought into predeterminable positions in relation to the tool turret (12) by means of a handling system, which has a gripping device (16) for gripping of the respective tool holder (2) and a mounting and dismounting device (18) for releasing the respective tool holder (2) from the tool turret (12).

Changing device according to Claim 1 , characterized in that the carrier device (14) has an interface (22) for the attack of a robot forming the handling system, which with its robot arm allows movements in any direction of movement within a space which is also delimited by the tool turret (12).

Changing device according to Claim 1 or 2 , characterized in that the gripping device (16) has two individual grippers (32) which can be moved towards one another by means of a drive (34) for a gripping process of the respective tool holder (2) and can be moved away from one another for a releasing process of the same.

Changing device according to one of the preceding claims, characterized in that the assembly and disassembly device (18) has a screwdriver device (44) which, in one direction of rotation, is provided with a screwdriver tool (46) to remove the respective tool holder (2) from its receptacle (4). removed from the tool turret (12) and in turn fixed in the other direction of rotation in this receptacle (4).

Changing device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier device (14) is designed in the manner of a carrier plate (56), which has two mutually perpendicular linear guides (60, 70) with linear drives, one of which is the gripping device (16) and move the assembly and disassembly device (18) once.

Changing device according to one of the preceding claims, characterized in that by means of the linear drives and the linear guides (60, 70) with synchronous control of the gripping (16) and screwing device (44), the gripping device (16) continuously removes the tool holder (2) from its receptacle (4) moves in or out of the tool turret (12), while the screwdriver device (44) screws the tool holder (2) in or out by actuating a screw drive between the tool holder (2) and the tool holder (4).

Changing device according to one of the preceding claims, characterized in that the two grippers (32) of the gripping device (16) are pneumatically driven and the screwing device (44) is electrically driven and that the respective linear drive has an infeed cylinder.

Changing device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier device (14) has a blow nozzle (90) which can be introduced with its annular cross-section into the respective receptacle of the tool holder (2).

Changing device according to one of the preceding claims, characterized in that the carrier device (14) has a further blow nozzle (98) which cleans the screwdriver tool (46) and / or its engagement in the respective tool holder (4) with its blown air.

Changing device according to one of the preceding claims, characterized in that the interface (22) for the attack of the robot arm produces the energy transfer from the robot to the carrier device (14) including the supply of pneumatic energy.