DE102019129976A1

DE102019129976A1 - Werkzeugwechselvorrichtung eines Werkzeugmagazins

Info

Publication number: DE102019129976A1
Application number: DE102019129976.4A
Authority: DE
Inventors: Sun Ying
Original assignee: CHEN SOUND INDUSTRIAL Co Ltd; Chen Sound Ind Co Ltd
Current assignee: CHEN SOUND INDUSTRIAL Co Ltd; Chen Sound Ind Co Ltd
Priority date: 2018-11-07
Filing date: 2019-11-06
Publication date: 2020-05-07
Also published as: KR102106522B1; JP3220802U; CN111152054B; CN209288840U; US10857639B2; US20200139499A1; TWI661896B; TW202017691A; CN111152054A

Abstract

Eine Werkzeugwechselvorrichtung (100) für Werkzeugmagazine (60) umfasst eine Basis (10) mit einem Antriebselement (20), einen Druckzylinder (30), ein schwenkbar mit der Basis (10) verbundenes und zum Antriebselement (20) benachbartes Bewegungselement (40) und ein am Bewegungselement (40) angeordnetes Werkzeugrückholelement (50). Das Antriebselement (20) weist einen Verbindungsabschnitt (22) und einen Drehabschnitt (23) auf. Der Druckzylinder (30) weist eine Kolbenstange (31) auf, die zum Antreiben des Antriebselements (20) schwenkbar mit dem Verbindungsabschnitt (22) verbunden ist. Der Drehabschnitt (23) ist lösbar in einem Aufnahmeabschnitt des Bewegungselements (40) aufgenommen. Mit der Drehung des Antriebselements (20) zwingt der Drehabschnitt (23) das Bewegungselement (40), sich entlang einer bogenförmigen Linie zu bewegen, sodass sich das Bewegungselement (40) um einen Winkel dreht und das Werkzeugrückholelement (50) zwischen einer vertikalen Position (P1) und einer horizontalen Position (P2) schwenkt. Daher wird die Werkzeugwechselvorrichtung (100) mit einer geringeren Kraft angetrieben und das Werkzeugrückholelement (50) stabil geschwenkt.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft Werkzeugwechselvorrichtungen des Werkzeugmagazins und insbesondere eine Werkzeugwechselvorrichtung eines Werkzeugmagazins von Maschinenwerkzeugen zum Wechseln seiner Werkzeuge.
Stand der Technik
Ein herkömmliches Maschinenwerkzeug bearbeitet ein Werkstück durch das auf der Spindel des Maschinenwerkzeugs angebrachte Werkzeug. Das auf einer herkömmlichen Spindel angebrachte Werkzeug wird manuell ausgetauscht, was die Verarbeitungseffizienz aufgrund eines relativ langsamen Montagevorgangs verlangsamen kann. Daher wurde von der Industrie eine automatische Werkzeugwechseltechnik entwickelt, bei der ein Werkzeugmagazin mit einer zwischen dem Maschinenwerkzeug und dem Werkzeugmagazin angeordneten Werkzeugwechselvorrichtung neben dem Maschinenwerkzeug angeordnet ist. Dabei sind im Werkzeugmagazin verschiedene Werkzeuge derart aufbewahrt, dass die Werkzeugwechseleinrichtung automatisch das auf der Spindel des Maschinenwerkzeugs angebrachte Zielwerkzeug entnimmt. Ferner wird das ursprünglich auf der Spindel angebrachte Werkzeug von der Spindel zurückgeholt und wieder in das Werkzeugmagazin zurückgestellt.
Wie in TWM543136 offenbart, weist ein Werkzeugmagazin mehrere Werkzeughülsen auf, wobei jede Hülse eine Rolle aufweist, die an einem durch einen Kolbenzylinder angetriebenen Steuerabschnitt angeordnet ist. Der Kolbenzylinder treibt den Steuerabschnitt so an, dass dieser in einer geradlinigen Ausrichtung bewegt wird, wobei die Werkzeughülse zwischen einer vertikalen Position und einer horizontalen Position hin und her bewegt wird, um die Werkzeughülse zu schwenken.
Der aus dem Stand der Technik bekannte Steuerabschnitt ist jedoch direkt auf der Rolle, auf der die Hülse angeordnet ist, angebracht. Mit anderen Worten, zwischen dem Kolbenzylinder und der Rolle, auf der die Werkzeughülse angeordnet ist, ist keine kraftsparende Einrichtung angeordnet. Daher ist der zwischen der Rolle und der Werkzeughülse gebildete Momentarm relativ kurz. Basierend auf der Tatsache, dass der Kolbenzylinder eine Kraft bereitstellen muss, die ausreicht, um die Werkzeughülse direkt zum Schwenken anzutreiben, sollte der Kolbenzylinder eine Spezifikation aufweisen, mit der eine größere Kraftabgabe ermöglicht wird. Infolgedessen sind höhere Kosten und ein größeres Volumen des Kolbenzylinders unvermeidlich. Außerdem treibt der Kolbenzylinder den Steuerabschnitt so an, dass dieser in geradliniger Ausrichtung bewegt wird, um die Werkzeughülse zu schwenken. Folglich wird, obwohl der Werkzeughülse ein schnelles Schwenken ermöglicht wird, die Werkzeughülse während des Schwenkvorgangs schwanken und die Schwenkgeschwindigkeit wird davon abgehalten, beim Schwenkvorgang konstant zu sein.
Daher sind Lösungen zur Behebung solcher Probleme wünschenswert.
Aufgabe der Erfindung
Zur Überwindung der obigen Probleme ist eine Werkzeugwechselvorrichtung eines Werkzeugmagazins bereitgestellt. Wenn das Antriebselement durch den Druckzylinder zum Drehen angetrieben wird, dreht der Drehabschnitt des Antriebselements mit der Drehung des Antriebselements den Aufnahmeabschnitt des Bewegungselements entlang einer Bogenlinie, sodass das Werkzeugrückholelement gedreht wird, um zwischen der vertikalen Position und der horizontalen Position zu schwenken, womit der Schwenkvorgang der Werkzeughülse während des Werkzeugwechsels abgeschlossen ist.
Eine Werkzeugwechselvorrichtung eines Werkzeugmagazins gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst Folgendes:

eine Basis;
ein Antriebselement, das über ein Achselement schwenkbar mit der Basis verbunden ist, wobei ein Verbindungsabschnitt und ein Drehabschnitt an zwei gegenüberliegenden Enden des Antriebselements angeordnet sind, wobei ein Abstand zwischen dem Verbindungsabschnitt und dem Achselement größer als ein Abstand zwischen dem Drehabschnitt und dem Achselement ist;
einen Druckzylinder, der auf der Basis angeordnet ist und eine ausfahrbare Kolbenstange aufweist, wobei ein Ende der Kolbenstange schwenkbar mit dem Verbindungsabschnitt verbunden ist, um das Antriebselement so anzutreiben, dass es um das Achselement gedreht wird;
ein Bewegungselement, das schwenkbar mit der Basis verbunden ist und zum Antriebselement benachbart ist, wobei das Bewegungselement einen Aufnahmeabschnitt aufweist, wobei der Drehabschnitt beweglich im Aufnahmeabschnitt aufgenommen ist, wobei der Drehabschnitt das Bewegungselement bei einer Drehung des Antriebselements dreht, um das Bewegungselement um einen Winkel zu drehen; und
ein Werkzeugrückholelement, das am Bewegungselement angeordnet ist, wobei das Werkzeugrückholelement gemäß einem Drehwinkel des Bewegungselements zwischen einer vertikalen Position und einer horizontalen Position schwenkt.

Mit einer solchen Ausgestaltung ist ein Ende der Kolbenstange durch ein drehbares Antriebselement mit dem Bewegungselement verbunden. Mit dem Antriebselement wird die Länge des Momentarms zwischen dem Ende der Kolbenstange und dem Bewegungselement vergrößert, um einen kraftsparenden Mechanismus zu bilden, wenn die Kolbenstange das Bewegungselement zum Schwenken antreibt. Daher ist die Spezifikation des Druckzylinders mit einer geringeren Kraftabgabe anwendbar, um die Kosten des Druckzylinders zu senken und den Platzbedarf für das Druckzylindervolumen zu reduzieren.
Darüber hinaus dreht der Drehabschnitt des Antriebselements den Aufnahmeabschnitt des Bewegungselements entlang einer Bogenlinie, um das Werkzeugrückholelement zwischen der vertikalen Position und der horizontalen Position zu schwenken. Daher bewegt sich die Position, an der der Drehabschnitt Kraft auf das Bewegungselement ausübt, entlang der Bogenlinie gemäß dem Schwenkwinkel des Bewegungselements, sodass das Schwanken und die Inkonsistenz der Schwenkgeschwindigkeit der Werkzeughülse verhindert werden, um somit ein stabiles und reibungsloses Schwenken der Werkzeughülse zu ermöglichen.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht der Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Explosionsansicht, die die strukturelle Anordnung der Werkzeugwechselvorrichtung veranschaulicht;
3 ist eine schematische Ansicht der vorliegenden Erfindung, die die Position der Drehstange bezüglich der länglichen Ausnehmung des Bewegungselements veranschaulicht;
4 ist eine schematische Ansicht der vorliegenden Erfindung, die veranschaulicht, wie die Drehstange durch Korrespondieren ihres Aussparungsabschnitts mit dem Blockabschnitt von der Öffnung her in die längliche Ausnehmung eingesetzt wird;
5 ist eine schematische Ansicht der vorliegenden Erfindung, die veranschaulicht, wie die in die längliche Ausnehmung eingesetzte Drehstange gedreht wird, um den Aussparungsabschnitt vom Blockabschnitt wegzubewegen;
6 ist eine schematische Ansicht der vorliegenden Erfindung, die veranschaulicht, dass sich das Werkzeugrückholelement im Anfangszustand in der vertikalen Position befindet;
7 ist eine schematische Ansicht der vorliegenden Erfindung, die das Werkzeugrückholelement gemäß 6 darstellt, bei dem das Bewegungselement durch das Antriebselement zum Drehen um 45° angetrieben wird;
8 ist eine schematische Ansicht der vorliegenden Erfindung, die das Werkzeugrückholelement gemäß 7 darstellt, bei dem das Bewegungselement durch das Antriebselement zum Bewegen in die horizontale Position angetrieben wird;
9 ist eine schematische Ansicht der vorliegenden Erfindung, die veranschaulicht, wie der Werkzeugrückholabschnitt des Werkzeugrückholelements das Werkzeug mit der aus dem Zylinderkörper ausfahrenden Werkzeughülse zurückholt;
10 ist eine schematische Ansicht der vorliegenden Erfindung, die veranschaulicht, wie der Werkzeugrückholabschnitt des Werkzeugrückholelements das zurückgeholte Werkzeug zurück in die vertikale Position stellt;
11 ist eine perspektivische Ansicht der auf dem Werkzeugmagazin angeordneten Werkzeugwechselvorrichtung.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Zum vollständigen Verständnis hinsichtlich der Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung, wird nachfolgend die bevorzugte Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben, in der die Komponenten basierend auf einer Proportion, die sich zur Erläuterung eignet, und nicht entsprechend der tatsächlichen Proportion der Komponenten, dargestellt sind.
Bezugnehmend auf die 1 bis 11 umfasst eine Werkzeugwechselvorrichtung 100 des Werkzeugmagazins gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Basis 10, ein Antriebselement 20, einen Druckzylinder 30, ein Bewegungselement 40 und ein Werkzeugrückholelement 50. Das Werkzeugmagazin in der Ausführungsform ist ein matrixartiges Werkzeugmagazin 60, das ein Werkzeugregal 61, einen Querschlitten 62 und einen Längsschlitten 63 umfasst. Die Basis 10 ist am Längsschlitten 63 befestigt, wobei der Längsschlitten 63 verschiebbar am Querschlitten 62 angeordnet ist.
Das Antriebselement 20 ist durch ein Achselement 21 schwenkbar mit der Basis 10 verbunden. Das Antriebselement 20 weist einen Verbindungsabschnitt 22 und einen Drehabschnitt 23 auf. Der Verbindungsabschnitt 22 und der Drehabschnitt 23 sind in Bezug auf das Achselement 21 an zwei gegenüberliegenden Enden angeordnet. Der Abstand zwischen dem Verbindungsabschnitt 22 und dem Achselement 21 ist größer als der Abstand zwischen dem Drehabschnitt 23 und dem Achselement 21. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Verbindungsabschnitt 22 eine Drehachse 221 und der Drehabschnitt 23 eine Drehstange 231 auf. Eine Achsbohrung 24 ist zwischen dem Verbindungsabschnitt 22 und dem Drehabschnitt 23 derart ausgebildet, dass das Achselement 21 durch die Achsbohrung 24 hindurchgeht, um das Antriebselement 20 schwenkbar an der Basis 10 zu verbinden.
Der Druckzylinder 30 ist auf der Basis 10 angeordnet. Der Druckzylinder 30 weist eine Kolbenstange 31 auf, die relativ zum Druckzylinder 30 ausfahrbar ist. Ein Ende der Kolbenstange 31 ist schwenkbar mit dem Verbindungsabschnitt 22 verbunden. Die Kolbenstange 31 ist in der Lage, auszufahren, um das Antriebselement 20 anzutreiben, damit es sich um das Achselement 21 dreht. Bei der Drehung des Antriebselements 20 drehen sich der Verbindungsabschnitt 22 und der Drehabschnitt 23 in entgegengesetzte Richtungen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist der Druckzylinder 30 ein von der Kolbenstange 31 entferntes Ende auf, das schwenkbar mit der Basis 10 verbunden ist, um in Bezug auf die Basis 10 schwenkbar zu sein. Ferner ist ein Ende der Kolbenstange 31 des Druckzylinders 30 mit der Drehachse 221 verbunden. Wenn die Kolbenstange 31 ausfährt, um das Antriebselement 20 zum Drehen anzutreiben, schwenkt der Druckzylinder 30 dementsprechend auf der Basis 10.
Das Bewegungselement 40 ist schwenkbar mit der Basis 10 verbunden und ist zum Antriebselement 20 benachbart. Das Bewegungselement 40 weist einen Aufnahmeabschnitt auf, wodurch der Drehabschnitt 23 beweglich im Aufnahmeabschnitt aufgenommen ist. Der Drehabschnitt 23 dreht das Bewegungselement 40 bei der Drehung des Antriebselements 20 entlang einer bogenförmigen Linie (wie in den 6 bis 8 gezeigt), wobei das Bewegungselement 40 sich um einen Winkel dreht. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt der Drehwinkel des Bewegungselements 40 90°. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Aufnahmeabschnitt eine längliche Ausnehmung 41, die korrespondierend mit der Drehstange 231 am Bewegungselement 40 angeordnet ist. Die längliche Ausnehmung 41 weist eine Öffnung 411 auf, wodurch die Drehstange 231 in der länglichen Ausnehmung 41 zum Drehen des Bewegungselements 40 beweglich aufgenommen ist.
Ferner weist jede der zwei Seiten des Bewegungselements 40 bezüglich der länglichen Ausnehmung 41 jeweils einen Flügelabschnitt 42 auf. Jeder Flügelabschnitt 42 weist eine Eingriffsausnehmung 43 auf. Die Eingriffsausnehmungen 43 und die Öffnung 411 zeigen in die gleiche Richtung. Jede Eingriffsausnehmung 43 bildet einen Anlageabschnitt 431, der sich von der Öffnung 411 zur Außenseite des Flügelabschnitts 42 hin vertieft. Die Innenwand jedes Anlageabschnitts 431 ist korrespondierend mit der Außenwand der Drehachse 221 angeordnet. Die Anlageabschnitte 431 liegen an der Drehachse 221 jeweils in der vertikalen Position P1 und der horizontalen Position P2 an, wodurch ein positionsbegrenzender Effekt erreicht wird.
In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Drehstange 231 einen Stangendurchmesser auf, der etwa gleich der Breite der länglichen Ausnehmung 41 ist. Die Breite der länglichen Ausnehmung 41 verjüngt sich leicht an der Öffnung 411, um einen Blockabschnitt 412 zu bilden, wobei der Blockabschnitt 412 etwa die Hälfte der Breite der Öffnung 411 einnimmt. Wenn die Drehstange 231 in der länglichen Ausnehmung 41 platziert ist, blockiert der Blockabschnitt 412 die Drehstange 231 an der Öffnung 411, wodurch verhindert wird, dass die Drehstange 231 von der länglichen Ausnehmung 41 getrennt wird. Bezugnehmend auf 3 weist in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die längliche Ausnehmung 41 einen Abstand D1 auf, wobei der sich an der Öffnung 411 verjüngende Blockabschnitt 412 einen Abstand D2 aufweist. Ferner weist die Drehstange 231 einen Aussparungsabschnitt 231a auf ihrer einen Seite auf, wobei der Aussparungsabschnitt 231a in Bezug auf die Drehstange 231 radial eingefahren wird. Daher weist die Drehstange 231 einen ersten Durchmesser d1 auf, wobei die Schnittlänge des Aussparungsabschnitts 231a, die durch den Schnittmittelpunkt der Drehstange 231 verläuft, als ein zweiter Durchmesser d2 definiert ist, wobei der Abstand D2 kleiner als der erste Durchmesser d1 und größer als der zweite Durchmesser d2 ist, wobei der Abstand D1 größer als der erste Durchmesser d1 ist. Daher lässt sich dadurch, dass der Aussparungsabschnitt 231a der Drehstange 231 in einer Linie mit dem Blockabschnitt 412 angeordnet ist, die Drehstange 231 von der Öffnung 411 aus in die längliche Ausnehmung 41 einsetzen (wie in 4 gezeigt). Ferner wird durch Drehen der Drehstange 231, um den Aussparungsabschnitt 231a vom Blockabschnitt 412 wegzubewegen, die Drehstange 231 in der länglichen Ausnehmung 41 durch den Blockabschnitt 412 begrenzt (wie in 5 gezeigt).
Das Werkzeugrückholelement 50 ist am Bewegungselement 40 angeordnet. Dadurch, dass sich das Bewegungselement 40 um 90° drehen kann, wird dem Werkzeugrückholelement 50 ermöglicht, zwischen einer vertikalen Position P1 und einer horizontalen Position P2 zu schwenken. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist das Werkzeugrückholelement 50 einen Zylinderkörper 51 und eine Werkzeughülse 52 auf, wobei die Werkzeughülse 52 im Zylinderkörper 51 angeordnet und in Bezug auf den Zylinderkörper 51 ausfahrbar ist. Der Zylinderkörper 51 weist einen Kombinationsabschnitt 511 auf, um durch den Kombinationsabschnitt 511 am Bewegungselement 40 befestigt zu werden, wodurch dem Zylinderkörper 51 ermöglicht wird, sich zusammen mit dem Bewegungselement 40 um 90° zu drehen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Werkzeughülse 52 an seinem einen Ende einen Werkzeugrückholabschnitt 521 auf (wie in den 9 und 10 gezeigt). Die Werkzeughülse 52 setzt das Werkzeug A im Werkzeugmagazin 60 mittels des Werkzeugrückholabschnitts 521 zusammen. Ferner lässt sich die Werkzeughülse 52 steuern, um den Werkzeugrückholabschnitt 521 aus dem Zylinderkörper 51 auszufahren oder den Werkzeugrückholabschnitt 521 zurück in den Zylinderkörper 51 einzufahren. Daher wird der Werkzeugrückholabschnitt 521 zur Durchführung des Werkzeugabholvorgangs aus dem Zylinderkörper 51 ausgefahren, und nach dem Werkzeugabholvorgang wird der Werkzeugrückholabschnitt 521 in den Zylinderkörper 51 zurückgefahren. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung übt der Zylinderkörper 51 einen pneumatischen Druck aus, um die Werkzeughülse 52 zum Ausfahren und Einfahren zu steuern.
Darüber hinaus weist der Zylinderkörper 51 auf seiner einen Seite eine Führungsnut 512 auf. Das vom Werkzeugrückholabschnitt 521 entfernte Ende der Werkzeughülse 52 ist mit einem Führungselement 53 verbunden, wobei das Führungselement 53 beweglich in der Führungsnut 512 angeordnet und ausfahrbar ist. Daher gleitet das Führungselement 53, wenn die Werkzeughülse 52 im Zylinderkörper 51 aus- und einfährt, entlang der Führungsnut 512, um eine Führungswirkung bereitzustellen. In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist das Führungselement 53 in einer L-Form ausgebildet, die einen horizontalen Abschnitt 531 und einen vertikalen Abschnitt 532 beinhaltet. Das Führungselement 53 weist den mit der Werkzeughülse 52 verbundenen horizontalen Abschnitt 531 auf. Ferner ist der vertikale Abschnitt 532 zum Gleiten entlang der Führungsnut 512 in der Führungsnut 512 angeordnet.
Bezugnehmend auf 6 ist, wenn sich das Werkzeugrückholelement 50 in der vertikalen Position P1 befindet und der Werkzeugrückholabschnitt 521 der Werkzeughülse 52 in den Zylinderkörper 51 einfährt, dieser Zustand als der Anfangszustand definiert. Zusätzlich bezugnehmend auf 11 treibt, wenn das Werkzeugrückholelement 50 zum Zurückholen des auf dem Werkzeugregal 61 befindlichen Werkzeugs A verwendet wird, der Querschlitten 62 die Basis 10 zum Querbewegen an und treibt der Längsschlitten 63 die Basis 10 zum Längsbewegen an. Daher wird die Basis 10 angetrieben, damit sie sich zu der Position eines ausgewählten Werkzeugs A bewegt, wodurch sich das Werkzeugrückholelement 50 zur horizontalen Position P2 bewegt, um den Werkzeugabholvorgang auszuführen.
Als nächstes fährt, wenn das Werkzeugrückholelement 50 in die horizontale Position P2 bewegt werden soll, wie dies in den 7 und 8 gezeigt ist, der Druckzylinder 30 die Kolbenstange 31 aus, wodurch sich das mit einem Ende der Kolbenstange 31 verbundene Antriebselement 20 gegen den Uhrzeigersinn dreht. Währenddessen bewegt sich der Verbindungsabschnitt 22 nach unten und der Drehabschnitt 23 umgekehrt nach oben, was bewirkt, dass sich die Drehstange 231 zum Drehen des Bewegungselements 40 entlang einer bogenförmigen Linie (die Drehstange 231 wird von der in 6 gezeigten Linie bis zur in 8 gezeigten Linie bewegt) in der länglichen Ausnehmung 41 bewegt, um das Bewegungselement 40 zu drehen. Wenn das Bewegungselement 40 bis zu seinem Anlageabschnitt 431 (der in 8 auf der linken Seite des Bewegungselements 40 gezeigte Anlageabschnitt 431) geschwenkt wird und zur Erzielung eines positionsbegrenzenden Effekts an der Drehachse 221 anliegt, wird das Werkzeugrückholelement 50 in die horizontale Position P2 bewegt. Anschließend bringt das Werkzeugrückholelement 50 einen pneumatischen Druck auf, um die Werkzeughülse 52 so zu steuern, dass der Werkzeugrückholabschnitt 521 aus dem Zylinderkörper 51 ausfährt, wobei das Werkzeug A vom Werkzeugrückholabschnitt 521, welcher aus dem Zylinderkörper 51 ausgefahren ist, umgeben ist (wie in 9 gezeigt). Als nächstes treibt der Querschlitten 62 den Längsschlitten 63 so an, dass dieser sich geringfügig quer bewegt, um das Werkzeug A aus dem Werkzeugregal 61 herauszunehmen und das Werkzeug A zur Werkzeugwechselposition des Maschinenwerkzeugs zu bringen.
Wenn das Werkzeug A in der Werkzeugwechselposition den Werkzeugwechselvorgang durchläuft, muss sich das Werkzeugrückholelement 50 in die vertikale Position P1 bewegen (wie in 10 gezeigt), wodurch der Werkzeugwechselarm (nicht gezeigt) in der Lage ist sich zu drehen, um das Werkzeug zu greifen. Die Kolbenstange 31 des Druckzylinders 30 wird eingefahren, sodass sich das mit einem Ende der Kolbenstange 31 verbundene Antriebselement 20 im Uhrzeigersinn derart dreht, dass der Verbindungsabschnitt 22 sich nach oben bewegt und der Drehabschnitt 23 umgekehrt sich nach unten bewegt, was bewirkt, dass sich die Drehstange 231 zum Drehen des Bewegungselements 40 entlang der bogenförmigen Linie in der länglichen Ausnehmung 41 bewegt, um das Bewegungselement 40 zu drehen. Wenn das Bewegungselement 40 bis zu seinem anderen Anlageabschnitt 431 (der in 10 auf der oberen Seite des Bewegungselements 40 gezeigte Anlageabschnitt 431) geschwenkt wird und zur Erzielung eines positionsbegrenzenden Effekts an der Drehachse 221 anliegt, wird das Werkzeugrückholelement 50 zurück in die vertikale Position P1 bewegt. Der Werkzeugwechselarm ist in der Lage, sich zum Greifen des Werkzeugs zu drehen. Anschließend bringt das Werkzeugrückholelement 50 erneut einen pneumatischen Druck auf, um die Werkzeughülse 52 so zu steuern, dass der Werkzeugrückholabschnitt 521 in den Zylinderkörper 51 zurückfährt. Inzwischen ist das Werkzeugrückholelement 50 zurück im Ausgangszustand, wie in 6 gezeigt ist.
Durch die vorstehende Ausgestaltung werden mit der vorliegenden Erfindung folgende Vorteile erreicht.
Bei der Werkzeugwechselvorrichtung der vorliegenden Erfindung ist das eine Ende der Kolbenstange 31 über das Antriebselement 20 mit dem Bewegungselement 40 verbunden. Mit dem Antriebselement 20 wird die Länge zwischen diesem Ende der Kolbenstange 31 und dem Bewegungselement 40 vergrößert. Daher ist der Momentarm der vorliegenden Erfindung länger als der Momentarm des Standes der Technik. Wenn die Kolbenstange 31 zum Antreiben des Bewegungselements 40, damit dieses sich entsprechend bewegt, aus- und einfährt, wird ein kraftsparender Mechanismus realisiert. Daher wird dem Druckzylinder 30 ermöglicht, eine geringere Kraftabgabe aufzuweisen. Mit anderen Worten, eine Spezifikation des Druckzylinders 30 mit einer geringeren Kraftabgabe ist anwendbar, um die Kosten zu senken und den Platzbedarf des Druckzylinders 30 zu reduzieren.
Ferner weist das Antriebselement 20 den Drehabschnitt 23 zum Drehen des Bewegungselements 40 auf, wobei die Drehstange 231 in der länglichen Ausnehmung 41 zum Drehen des Bewegungselements 40 angebracht ist. Der Drehabschnitt 23 bewegt sich so entlang einer bogenförmigen Linie, dass sich das Werkzeugrückholelement 50 dreht, um zwischen der vertikalen Position P1 und der horizontalen Position P2 zu schwenken. Die Position, an der der Drehabschnitt 23 Kraft auf das Bewegungselement 40 ausübt, bewegt sich entlang einer bogenförmigen Linie zusammen mit dem Schwenkwinkel des Bewegungselements 40, sodass das Schwanken und die Inkonsistenz der Schwenkgeschwindigkeit der Werkzeughülse 52 verhindert werden, um somit ein stabiles und reibungsloses Schwenken der Werkzeughülse 52 zu ermöglichen.
Dadurch, dass beim Flügelabschnitt 42 des Bewegungselements 40 der Anlageabschnitt 431 an der Eingriffsausnehmung 43 ausgebildet ist, liegen, wenn sich das Werkzeugrückholelement 50 in der vertikalen Position P1 und der horizontalen Position P2 befindet, die beiden Anlageabschnitte 431 alternativ jeweils an der Drehachse 221 an, womit ein Positioniereffekt für das Bewegungselement 40 bereitgestellt wird.
Dadurch, dass der Blockabschnitt 412 an der Öffnung 411 der länglichen Ausnehmung 41 des Bewegungselements 40 ausgebildet ist und der korrespondierende Aussparungsabschnitt 231a auf einer Seite der Drehstange 231 ausgebildet ist, dreht sich, nachdem die Drehstange 231 über die Öffnung 411 in die längliche Ausnehmung 41 eingesetzt wurde, die Drehstange 231, um den Aussparungsabschnitt 231a vom Blockabschnitt 412 wegzubewegen. Wenn daher sich die Drehstange 231 in der länglichen Ausnehmung 41 in Richtung der Öffnung 411 bewegt, ist der erste Durchmesser d1 der Drehstange 231 größer als der Abstand D2 des Blockabschnitts, um zu verhindern, dass die Drehstange 231 von der länglichen Ausnehmung 41 getrennt wird. Somit ist die Drehstange 231 in der länglichen Ausnehmung 41 positioniert.
Obwohl spezielle Ausführungsformen der Erfindung ausführlich zu Darstellungszwecken beschrieben wurden, können verschiedene Modifizierungen und Verbesserungen vorgenommen werden, ohne vom Wesen und Umfang der Erfindung abzuweichen. Daher ist die Erfindung außer durch die beiliegenden Ansprüche nicht eingeschränkt.

Claims

Eine Werkzeugwechselvorrichtung (100) eines Werkzeugmagazins (60), umfassend: eine Basis (10); ein Antriebselement (20), das über ein Achselement (21) schwenkbar mit der Basis (10) verbunden ist, wobei ein Verbindungsabschnitt (22) und ein Drehabschnitt (23) an zwei gegenüberliegenden Enden des Antriebselements (20) angeordnet sind, wobei ein Abstand zwischen dem Verbindungsabschnitt (22) und dem Achselement (21) größer als ein Abstand zwischen dem Drehabschnitt (23) und dem Achselement (21) ist; einen Druckzylinder (30), der auf der Basis (10) angeordnet ist und eine ausfahrbare Kolbenstange (31) aufweist, wobei ein Ende der Kolbenstange (31) schwenkbar mit dem Verbindungsabschnitt (22) verbunden ist, um das Antriebselement (20) so anzutreiben, dass es um das Achselement (21) gedreht wird; ein Bewegungselement (40), das schwenkbar mit der Basis (10) verbunden ist und zum Antriebselement (20) benachbart ist, wobei das Bewegungselement (40) einen Aufnahmeabschnitt aufweist, wobei der Drehabschnitt (23) beweglich im Aufnahmeabschnitt aufgenommen ist, wobei der Drehabschnitt (23) den Aufnahmeabschnitt bei einer Drehung des Antriebselements (20) dreht, wodurch das Bewegungselement (40) um einen Winkel dreht; und ein Werkzeugrückholelement (50), das am Bewegungselement (40) angeordnet ist, wobei das Werkzeugrückholelement (50) gemäß dem Drehwinkel des Bewegungselements (40) zwischen einer vertikalen Position (P1) und einer horizontalen Position (P2) schwenkt.
Werkzeugwechselvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Verbindungsabschnitt (22) eine Drehachse (221) und der Drehabschnitt (23) eine Drehstange (231) aufweist, wobei eine Achsbohrung (24) zwischen dem Verbindungsabschnitt (22) und dem Drehabschnitt (23) derart angeordnet ist, dass das Achselement (21) durch die Achsbohrung (24) hindurchgeht, um schwenkbar mit der Basis (10) verbunden zu sein; wobei ein von der Kolbenstange (31) entferntes Ende des Druckzylinders (30) schwenkbar mit der Basis (10) verbunden und ein Ende der Kolbenstange (31) des Druckzylinders (30) mit der Drehachse (221) verbunden ist; wobei der Aufnahmeabschnitt eine längliche Ausnehmung (41) ist, die korrespondierend mit der Drehstange (231) am Bewegungselement (40) angeordnet ist, wobei die längliche Ausnehmung (41) eine Öffnung (411) zum beweglichen Aufnehmen der Drehstange (231) in der länglichen Ausnehmung (41) aufweist; wodurch die Drehstange (231) den Aufnahmeabschnitt dreht.
Werkzeugwechselvorrichtung (100) nach Anspruch 2, wobei zwei Seiten des Bewegungselements (40) bezüglich der länglichen Ausnehmung (41) jeweils einen Flügelabschnitt (42) aufweisen; wobei jeder Flügelabschnitt (42) eine Eingriffsausnehmung (43) aufweist, wobei die Eingriffsausnehmungen (43) und die Öffnung (411) in die gleiche Richtung zeigen, wobei jede Eingriffsausnehmung (43) einen Anlageabschnitt (431), der sich von der Öffnung (411) zur Außenseite des Flügelabschnitts (42) hin vertieft, bildet, wobei eine Innenwand jedes Anlageabschnitts (431) korrespondierend mit einer Außenwand der Drehachse (221) angeordnet ist; wobei die Anlageabschnitte (431) an der Drehachse (221) jeweils in der vertikalen Position (P1) und der horizontalen Position (P2) anliegen, wodurch ein positionsbegrenzender Effekt erreicht wird.
Werkzeugwechselvorrichtung (100) nach Anspruch 3, wobei ein Stangendurchmesser der Drehstange (231) als ein erster Durchmesser (d1) definiert ist, der gleich der Breite der länglichen Ausnehmung (41) ist; wobei sich die Breite der länglichen Ausnehmung (41) leicht an der Öffnung (411) verjüngt, um einen Blockabschnitt (412) zu bilden; wobei, wenn sich die Drehstange (231) in der länglichen Ausnehmung (41) befindet, der Blockabschnitt (412) verhindert, dass die Drehstange (231) von der länglichen Ausnehmung (41) getrennt wird.
Werkzeugwechselvorrichtung (100) nach Anspruch 4, wobei die Drehstange (231) einen auf ihrer einen Seite ausgebildeten Aussparungsabschnitt (231a) aufweist, wobei der Aussparungsabschnitt (231a) in Bezug auf die Drehstange (231) radial eingefahren wird; wobei die Schnittlänge des Aussparungsabschnitts (231a), die durch den Schnittmittelpunkt der Drehstange (231) verläuft, als ein zweiter Durchmesser (d2), der kleiner als ein Abstand (D2) des Blockabschnitts (412) ist, definiert ist; wobei, wenn der Aussparungsabschnitt (231a) des Drehabschnitts (23) in einer Linie mit dem Blockabschnitt (412) angeordnet ist, die Drehstange (231) von der Öffnung (411) aus in die längliche Ausnehmung (41) eingesetzt wird, wobei, wenn die Drehstange (231) gedreht wird, um den Aussparungsabschnitt (231a) vom Blockabschnitt (412) wegzubewegen, die Drehstange (231) in der länglichen Ausnehmung (41) durch den Blockabschnitt (412) begrenzt wird.
Werkzeugwechselvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das Werkzeugrückholelement (50) einen Zylinderkörper (51) und eine Werkzeughülse (52) aufweist, wobei die Werkzeughülse (52) im Zylinderkörper (51) angeordnet und in Bezug auf den Zylinderkörper (51) ausfahrbar ist; wobei der Zylinderkörper (51) einen Kombinationsabschnitt (511) aufweist, der am Bewegungselement (40) derart befestigt ist, dass sich der Zylinderkörper (51) zusammen mit dem Bewegungselement (40) um den Drehwinkel dreht; wobei die Werkzeughülse (52) an einem Ende der Werkzeughülse (52) einen Werkzeugrückholabschnitt (521) aufweist; wobei die Werkzeughülse (52) gesteuert wird, um den Werkzeugrückholabschnitt (521) zum Zurückholen eines Werkzeugs (A) aus dem Zylinderkörper (51) auszufahren und um den Werkzeugrückholabschnitt (521) zurück in den Zylinderkörper (51) einzufahren, wenn das Werkzeug (A) zurückgeholt ist.
Werkzeugwechselvorrichtung (100) nach Anspruch 6, wobei der Zylinderkörper (51) auf seiner einen Seite eine Führungsnut (512) aufweist, wobei ein Ende der Werkzeughülse (52) gegenüber dem Werkzeugrückholabschnitt (521) mit einem Führungselement (53) derart verbunden ist, dass das Führungselement (53) beweglich in der Führungsnut (512) angeordnet und ausfahrbar ist; wobei, wenn die Werkzeughülse (52) im Zylinderkörper (51) aus- und einfährt, das Führungselement (53) entlang der Führungsnut (512) gleitet, um eine Führungswirkung bereitzustellen.
Werkzeugwechselvorrichtung (100) nach Anspruch 7, wobei das Führungselement (53) in einer L-Form ausgebildet ist, umfassend einen horizontalen Abschnitt (531) und einen vertikalen Abschnitt (532); wobei der horizontale Abschnitt (531) des Führungselements (53) mit der Werkzeughülse (52) verbunden ist, wobei der vertikale Abschnitt (532) in der Führungsnut (512) angeordnet und in Bezug auf die Führungsnut (512) gleitbar ist.
Werkzeugwechselvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei der Drehwinkel 90° beträgt.
Werkzeugwechselvorrichtung (100) nach Anspruch 1, wobei das Werkzeugmagazin (60) ein matrixartiges Werkzeugmagazin (60) ist und ein Werkzeugregal (61), einen Querschlitten (62) und einen Längsschlitten (63) umfasst; wobei die Basis (10) am Längsschlitten (63) befestigt ist, wobei der Längsschlitten (63) verschiebbar am Querschlitten (62) angeordnet ist, wobei der Querschlitten (62) die Basis (10) zum Querbewegen antreibt und der Längsschlitten (63) die Basis (10) zum Längsbewegen antreibt.