DE102020003542A1

DE102020003542A1 - Vorrichtung zum Wechseln von Werkzeugen mit Werkzeugaufnahme bei Werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE102020003542A1
Application number: DE102020003542.6A
Authority: DE
Inventors: Anmelder Gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2020-06-15
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2021-12-16

Abstract

Mit dieser Vorrichtung lässt sich insbesondere bei großen Fräsmaschinen/Bearbeitungszentren, welche nicht die Möglichkeit bieten das Werkzeug mit Werkzeughalter über den Werkzeugspeicher der Maschine unkompliziert einzulegen beziehungsweise zu entnehmen, der Werkzeugwechsel in die Maschine deutlich schneller und ergonomischer durchführen.Hierzu wird das Werkzeug mit Werkzeughalter in diese Vorrichtung eingelegt und dann händisch in die richtige Postion in die Spindel gebracht.Bei großen Maschinen entfällt mit dieser Vorrichtung das in die Maschine klettern des Bedieners, der ein Werkzeug von außerhalb in die Spindel einlegen will beziehungsweise ein Werkzeug mit Werkzeughalter aus der Maschine entfernen will.

Description

Stand der Technik
Bei verschiedenen Bearbeitungszentren und Fräsmaschinen kann das Bearbeitungswerkzeug, bestehend aus dem eigentlichem Werkzeug und einer Werkzeugaufnahme, auch bei vorhandenem Werkzeugwechsler, nur über die Spindel in das System Fräsmaschineautomatischer Werkzeugwechsler eingebracht werden. Auch um den vorhandenen automatischen Werkzeugwechsler zu bestücken, muss das Werkzeug mit Werkzeugaufnahme zuerst händisch in die Spindel eingelegt werden, bevor der automatische Werkzeugwechsler das Werkzeug mit Werkzeugaufnahme in den Werkzeugspeicher des automatischen Werkzeugwechslers transportiert. Teilweise ist die Werkzeugwechselposition der Spindel 2 Meter über dem Boden und über einen Meter von der vorderen Kante des Gehäuses der Maschine entfernt. Für den Bediener, der das Werkzeug wechseln möchte, kann der Wechselvorgang anstrengend und auch zeitaufwändig sein, da der Bediener unter Umständen sogar auf den Tisch der Bearbeitungsmaschine muss und/oder Hilfsmittel wie eine Leiter benötigt.
Aufgabenstellung.
Eine Vorrichtung soll diese Aufgabe das Werkzeug mit Werkzeughalter in die Fräsmaschine/Bearbeitungszentrum erleichtern.
Lösung:
Durch die nachfolgend beschriebene Erfindung wird dieses Problem gelöst. Mit dieser Vorrichtung wird das Werkzeug mit Werkzeugaufnahme zu der erforderlichen Position zum Einwechseln beziehungsweise Auswechseln in die Spindel beziehungsweise aus der Spindel geführt, wobei der Bediener eine deutlich verbesserte Ergonomie hat, weil der Bediener das Werkzeug mit Werkzeugaufnahme außerhalb der Fräsmaschine/Bearbeitungszentrum erst in die Vorrichtung einlegt und dann mit Hilfe dieser Vorrichtung das Werkzeug in die Spindel bringt und sich das Einbringen des Werkzeuges mit Werkzeugaufnahme deutlich schneller durchführen lässt.
Beschreibung
Mit dieser Vorrichtung kann ein Werkzeug (20) mit Werkzeugaufnahme (11), welches aus der Spindel (10) einer Fräsmaschine/Bearbeitungszentrums entnommen werden soll ebenso gehandhabt werden wie ein Werkzeug (20) mit Werkzeugaufnahme (11), welches in die Werkzeugmaschine eingebracht werden soll. Der Vorteil ist, dass sich der Werkzeugwechsel (Werkzeug (20) mit Werkzeugaufnahme(11)) so, insbesondere bei großen Maschinen ergonomischer und schneller durchführen lässt. Bei größeren Fräsmaschinen/Bearbeitungszentren muss der Bediener in die Maschine hinein um das Werkzeug mit Werkzeugaufnahme wechseln zu können oder Hilfsmittel wie eine Leiter verwenden.
Die Vorrichtung besteht aus mindestens einer vertikalen Führung (6), welche entweder am Gehäuse der Maschine (19), Abbildung (1), am Gehäuse (19) und am Fußboden befestigt (16), , oder ausschließlich am Fußboden befestigt ist, . An dieser vertikalen Führung (6) befindet ein beweglicher Teil, mit welchem die Aufnahme (1) in einer Ebene parallel zum Tisch der Fräsmaschine (22) bewegt werden kann. Dazu hat die Vorrichtung mindestens 2 Freiheitsgrade in denen die Aufnahme (1) der Vorrichtung in einer Ebene parallel zum Maschinentisch (22) bewegt werden kann. Vorzugsweise sind diese Freiheitsgrade rotativer Art. In der vorgeschlagenen Ausführung ist dieses einmal ein Drehgelenk (8), welches mit der vertikalen Führung (6) verbunden ist. In der vorgeschlagenen Ausführung ist die vertikale Führung gleichzeitig ein Teil des Drehgelenkes. Jedoch ist auch eine Ausführung möglich, bei der die vertikale Führung nicht Teil des Drehgelenkes ist. Mit diesem Drehgelenk (8) ist der erste Tragarm (5) verbunden. Am Endes oder in der Nähe des Endes dieses Tragarmes (5) ist ein weiteres Drehgelenk (9). An diesem Drehgelenk ist ein weiterer Tragarm (4) angebracht. Am anderen Ende oder in der Nähe des anderen Endes befindet sich die Aufnahme (1) der Vorrichtung.
Eine andere Ausführung ergibt sich, wenn die vertikale Führung zwischen den Tragarmen angebracht ist.
Die Aufnahme der Vorrichtung ist so gestaltet, daß wenn die Aufnahme (1) in die Werkzeugaufnahme (11) greift mindestens das Herunterfallen der Werkzeugaufnahme (11) verhindert ist und andererseits das Werkzeug (20) mit Werkzeugaufnahme (11) durch die vertikale Bewegung in die Spindel eingebracht werden kann und die Spindel (10) die Werkzeugaufnahme klemmen kann. Vorzugsweise befindet sich an der Aufnahme noch mindestens ein elastisches und oder federndes Element (2) welches dafür sorgt, dass das Werkzeug (20) mit der Werkzeugaufnahme (11) auch bei ruckartigen Bewegungen der Vorrichtung nicht aus der Aufnahme (1) der Vorrichtung fällt. Vorzugsweise ist diese Aufnahme (1) mit einem mindestens einem beweglichen Teil (26) versehen, welches mittels eines elastischen oder federnden Element (2) versehen. Durch die Kraft dieses Elementes (2) wird das bewegliche Teil (26) gegen das feststehende oder auch bewegliche Teil (25) der Aufnahme (1) gedrückt. Bei dieser Ausführung wird das bewegliche Teil (26) der Aufnahme beim Einführen des Werkzeuges entgegen der zudrückenden Kraft von dem federnden Element (2) geöffnet und wenn der größte zu überwindende Durchmesser hinter der engsten Stelle der Aufnahme (1) ist wieder geschlossen und umschlingt die Werkzeugaufnahme. Vorzugsweise befindet sich der Aufnahme der Vorrichtung aus mindestens eine Kontur (24), welche in die entsprechende Kontur (23) greift. Dadurch wird die Werkzeugaufnahme (20) in die notwendige Lage um ihre Hochachse gebracht, welche zum Einbringen in die Spindel notwendig ist. Vorzugsweise wird für das Aufnehmen der Werkzeugaufnahme (11) die an der Werkzeugaufnahme (11) vorhandene Rille (12) ganz oder teilweise benutzt, welche für den Greifer eines Werkzeugwechslers vorgesehen ist . Eine andere Ausführungsmöglichkeit ist, dass die Aufnahme (1) der Vorrichtung den unteren Bund (29) der Rille als Kontakt hat, .
Bei einer einfacheren Ausführung wird die Aufnahme (1) der Vorrichtung starr (31) ausgeführt . Vorzugsweise sind die Kontaktflächen zur Werkzeugaufnahme dann in einem weicheren Material als die Werkzeugaufnahme ausgeführt. Vorzugweise aus einem elastischen Kunststoff, sodas ein Klemmeffekt zwischen der Aufnahme (1) der Vorrichtung und der Werkzeugaufnahme (11) realisiert werden kann.
Die Kinematik der Vorrichtung so gestaltet, dass die Aufnahme (1) der Vorrichtung, welche die Werkzeugaufnahme (11) aufnimmt, zuverlässig in die Position gebracht werden kann, welche zum Einwechseln beziehungsweise zum Auswechseln direkt unter der Spindel erforderlich ist, notwendig ist. Dazu sind die Gelenke mit Endanschlägen (14), (15) und oder Rastpositionen (18), (30) versehen Dieses Positionieren geschieht durch den Bediener. Die Vorrichtung hat die Möglichkeit über mindestens eine vertikale Führung (6) das Werkzeug (20) mit Werkzeugaufnahme (11) vertikal zu bewegen. Das ist notwendig um das Werkzeug (20) mit Werkzeugaufnahme (11) in die Spindel einzuführen bzw. zu entnehmen und . Vorzugsweise wird die Aufnahme der Vorrichtung (1) durch Federkraft (7) nach oben gedrückt. Vorzugsweise ist der Weg nach oben durch einen vorzugsweise verstellbaren Anschlag begrenzt. Die obere Position ist dann die Höhe, welche gewährleistet dass die Aufnahme der Vorrichtung (1) ganz oder teilweise in die Rille (12) der Werkzeugaufnahme (11) greift.
Dieses genaue Positionieren wird dadurch erreicht, dass genau unter der Spindel die Vorrichtung eine Endlage durch Anschläge (14), (15) erreicht, in welcher sich dann die Aufnahme (1) der Vorrichtung in der Position befindet, welche zum Wechseln des Werkzeuges (20) mit Werkzeugaufnahme (11) notwendig ist. Diese Position kann auch durch rastende Elemente (18), (30) fixiert werden. Diese rastenden Elemente (18), (30) können auch gleichzeitig die Endlage sein. Andererseits ist die Vorrichtung so ausgeführt, dass in einer anderen Position der beweglichen Teile (5), (4), (1) und Anbauteile der Vorrichtung, vorzugsweise außerhalb des Gehäuses, der Bediener das Werkzeug (20) mit Werkzeugaufnahme (11) einfach in die Aufnahme (1) der Vorrichtung einlegen beziehungsweise entnehmen kann ( ). Vorzugsweise ist diese Vorrichtung mit einem Betätigungselement (21) zum Lösen beziehungsweise Klemmen der Klemmvorrichtung der Spindel ausgestattet.
Weiterhin ist diese Vorrichtung so ausgeführt, dass die Aufnahme (1) dieser Vorrichtung in vertikaler Richtung bewegt werden kann. Zur einfachen Handhabung ist diese Vorrichtung so gestaltet, dass vertikale Weg der Aufnahme (1) der Vorrichtung durch mindestens ein federndes Element (7) versehen ist, welche eine nach oben gerichtete Kraft auf die Aufnahme der Vorrichtung ausübt. Vorzugsweise ist die oberste Position der Aufnahme ist dann in der Höhe der Rille (12), wenn die Vorrichtung so gestaltet ist, dass die Aufnahme (1) der Vorrichtung in die Rille (12) der Werkzeugaufnahme (11) greifen soll. Abbildung (4) der Werkzeugaufnahme (11) und in dieser Position kann die Aufnahme (1) in diese Rille (12) geführt werden.
Mit dieser Vorrichtung lässt sich insbesondere bei großen Fräsmaschinen/Bearbeitungszentren, welche nicht die Möglichkeit bieten das Werkzeug mit Werkzeughalter über den Werkzeugspeicher der Maschine unkompliziert einzulegen beziehungsweise zu entnehmen, der Werkzeugwechsel in die Maschine deutlich schneller und ergonomischer durchführen.

Claims

Eine händisch bediente Vorrichtung zum Einlegen von Werkzeugen mit Werkzeughalterung in Spindeln von Fräsmaschinen/Bearbeitungszentren, beziehungsweise zum Herausnehmen von Werkzeugen mit Werkzeughalterung aus Spindeln von Fräsmaschinen/Bearbeitungszentren bei denen das Werkzeug mit Werkzeughalterung über die Spindel eingelegt beziehungsweise entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, (1) dass durch diese Vorrichtung das Werkzeug mit Werkzeugaufnahme zuerst in diese Vorrichtung eingelegt wird und dann mittels dieser händisch bedienten Vorrichtung der Spindel zugeführt wird beziehungsweise das Werkzeug mit Werkzeugaufnahme aus der Spindel mittels dieser händisch bedienten Vorrichtung entnommen wird. (2) Vorrichtung nach Anspruch (1) dadurch gekennzeichnet, dass die Kinematik dieser Vorrichtung so gestaltet ist, dass die für die Entnahme beziehungsweise das Einlegen erforderliche Position genau angefahren werden kann (3) Vorrichtung nach Anspruch (1) und (2) dadurch gekennzeichnet, dass diese genaue Positionieren durch Endanschläge und oder Rastfunktionen erreicht wird (4) Vorrichtung nach Anspruch (1) dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug mit Werkzeugaufnahme vertikal durch diese Vorrichtung bewegt werden kann (5) Vorrichtung nach Anspruch (1) dadurch gekennzeichnet, dass Werkzeug mit Werkzeugaufnahme in der Aufnahme der Vorrichtung eine Lageorientierung um dessen Hochachse hat, die notwendig ist um das Werkzeug mit Werkzeugaufnahme lagerichtig in die Spindel einzulegen beziehungsweise zu entnehmen. (6) Vorrichtung nach Anspruch (1) und (4) dadurch gekennzeichnet, dass auf die Aufnahme der Vorrichtung eine nach oben gerichtete Federkraft wirkt. (7) Vorrichtung nach Ansprüchen (1), (4) und (6) dadurch gekennzeichnet, dass die oberste Position in vertikaler Richtung die Position ist, welche benötigt wird, dass die Spindel das Werkzeug mit Werkzeughalterung klemmen kann beziehungsweise welche das Werkzeug mit Werkzeugaufnahme im geklemmten Zustand in der Spindel hat und die Aufnahme und die Aufnahme der Vorrichtung nur in der Ebene parallel zum Maschinentisch bewegt werden muss um das Werkzeugaufnahme an der vorgesehenen Stelle aufzunehmen. (8) Vorrichtung nach Anspruch (1), dadurch gekennzeichnet, dass diese Vorrichtung an der Maschine und oder am Boden befestigt ist.