DE1235705B

DE1235705B - Tool memory for cutting program machine tools

Info

Publication number: DE1235705B
Application number: DEW29476A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Schulz; Georg Theuss
Original assignee: Fritz Werner AG
Current assignee: Fritz Werner AG
Priority date: 1961-02-14
Filing date: 1961-02-14
Publication date: 1967-03-02

Description

Werkzeugspeicher für spanabhebende Proaraininwerkzeugmaschinen C Bei programmgesteuerten Werkzeugmaschinen besteht die Aufgabe, auch den Werkzeugwechsel autoinatisch im Rahmen des Programmes vorzunehmen.Tool storage for cutting proarainin machine tools C Bei Program-controlled machine tools also have the task of changing tools to be carried out automatically as part of the program.

Zu diesem Zweck ist es bekannt, in einer Revolverkopftrommel eine Mehrzahl von Spindeln anzuordnen und nacheinander beliebige Spindeln, ausgewählt durch eine Programmierungseinrichtung, mit der Antriebsspindel zu kuppeln. Diese Lösung ist verhältnismäßig aufwendig, da infolge der Verwendung ganzer S indeln nur weniae Werkzeuae in der Revolverkopfp c C trommel untergebracht werden können und außerdem stört die der Antriebsspindel vorgelagerte Trommel beim Arbeiten der Maschine.For this purpose it is known to arrange a plurality of spindles in a turret drum and to couple any spindles one after the other, selected by a programming device, to the drive spindle. This solution is relatively expensive, as a result of the use of whole S indeln only weniae Werkzeuae in the Revolverkopfp c C can be accommodated drum and also the upstream of the drive spindle drum interferes with operation of the machine.

Gemäß einer anderen bekannten Ausführunor sind C bei einer nummerisch -esteuerten Programmaschine C die mit einer Codierung versehenen Werkzeuge wahllos in ein Trommelmagazin eingesetzt. Durch Rotation der Trommel und Zusammenwirken eines Fühlers mit den Coderinaen der Werkzeuae bzw. Vergleich der so ermittelten Werte mit den von dem Lochband vorgegebenen Werten, wird erreicht, daß jeweils das für einen Arbeitsgang benötigte Werkzeu" in die Aus-abestellung der Trommel gelangt. Mit Hilfe eines Greifers wird dann das neue Werkzeug gegen das alte ausgetauscht. Der Nachteil dieser Einrichtung besteht darin, daß die Magazintrommel ihre Lage zur Arbeitsspindel nicht verändern darf und daher an der Bewegung des Spindelkopfes teil-C nehmen muß. Es ergibt sich dadurch eine für die Arbeitsgenauigkeit der Maschine ungünstige zusätzliche Belastung des Spindelkopfes und außerdem eine Beschränkung in der Aufnahmefähigkeit der Trommel, da diese aus konstruktiven Gründen nicht zu groß werden darf.According to another known Ausführunor C are the tools provided with a coding used indiscriminately in a drum magazine for a numerically -esteuerten Program machine C. By rotating the drum and the interaction of a feeler with the Coderinaen of the tools or comparison of the values determined in this way with the values given by the perforated belt, it is achieved that in each case the tool required for a work step is in the off position of the drum The new tool is then exchanged for the old one with the help of a gripper Working accuracy of the machine unfavorable additional load on the spindle head and also a limitation in the capacity of the drum, since this must not be too large for structural reasons.

Es ist ferner ein als Trommel oder Förderkette ausgebildeter Werkzeugspeicher bekannt, bei dem diz Werkzeuge von Hand aus dem Speicher entnommen werden. Der Nachteil dieser Einrichtung besteht außer in dem zusätzlichen Arbeitsaufwand darin, daß in die gleichen Werkzeughalter immer nur die gleichen Werkzeuge eingesetzt werden können.It is also a tool store designed as a drum or conveyor chain known, in which diz tools are taken from the memory by hand. The disadvantage In addition to the additional work involved, this facility consists in the fact that in the same tool holder can only be used with the same tools.

Gemäß der Erfinduna werden die Nachteile der bekannten Ausführungen dadurch behoben, daß der Werkzeugspeicher aus einer getrennt vom Spindelstock ausgebildeten endlosen Kette od. dgl. besteht, von der wenigstens eine Bahn parallel zu einer Bewegungsrichtung des Spindelstocks geführt ist, und daß der Greifer und die Abtasteinrichtung an der parallel zur Förderkette verlaufenden Bewegung des Spindelstocks teilnehmen, und die parallel zu einer Bewegungsrichtung des Spindelstocks geführte Bahn der endlosen Kette od. dgl. mit dem Spindelstock kuppelbar ist.According to the invention, the disadvantages of the known designs fixed by the fact that the tool storage is formed from a separately from the headstock Endless chain od. Like. Is, of which at least one path parallel to one Direction of movement of the headstock is guided, and that the gripper and the scanning device take part in the movement of the headstock running parallel to the conveyor chain, and the path of the guided parallel to a direction of movement of the headstock endless chain or the like can be coupled to the headstock.

Infolge der durch die Erfindung ermöglichten C im räumlichen Trennung von Werkzeugspeicher und Spindelkopf ist es möglich, eine unbegrenzte Zahl von Werkzeuaen unterzubringen, da die Förderkette eine beliebige Länge erhalten bzw. auch in Windungen geführt werden kann, ohne daß das Arbeiten der Spindel dadurch behindert wird. Dadurch, daß der Greifer und die Abtasteinrichtung an der Bewegung des Spindelstockes teilnehmen, bleibt auch die Lage der Abgabestelle gegenüber der Antriebsspindel konstant. Die Lage der Abgabestelle zur Förderkette ändert sich zwar mit der Bewegung des Spindelkopfes, doch ist dies ohne Einfluß auf den Werkzeugaustausch, da bei der Neueinstellung eines Werkzeuges die Förderkette, gesteuert durch die Abtasteinrichtung, jeweils so lange läuft, bis das neue Werkzeug sich an der Abgabestelle befindet, und somit die Lageänderungen der letzteren automatisch durch längeren oder kürzeren Lauf der Förderkette ausgeglichen werden.As a result of the spatial separation of tool storage and spindle head made possible by the invention, it is possible to accommodate an unlimited number of Werkzeuaen, since the conveyor chain can be of any length or be guided in turns without the spindle being hindered . Because the gripper and the scanning device participate in the movement of the headstock, the position of the delivery point with respect to the drive spindle also remains constant. The position of the delivery point to the conveyor chain changes with the movement of the spindle head, but this has no effect on the tool exchange, since when a tool is reset, the conveyor chain, controlled by the scanning device, runs until the new tool is on the Delivery point is, and thus the changes in position of the latter are automatically compensated for by longer or shorter run of the conveyor chain.

Dadurch, daß ferner die parallel zu einer Bewegungsrichtung des Spindelstockes geführte Bahn der endlosen Kette od. dgl. mit dem Spindelstock kuppelbar ist, erhält man die Möglichkeit, die für den Werkzeugaustausch erforderliche Neueinstellung der Förderkette schon während des Arbeitsganges vorzunehmen, der dem Werkzeugwechsel vorausgeht, also mit einer sogenannten Vorwählung zu arbeiten. Nachdem dann die Förderkette das neue Werkzeug bis zu der durch die Stellung des Spindelstockes während des vorausgehenden Arbeitsganges bedingte Abgabestelle gebracht hat, erfolgt die Kupplung der Förderkettenbahn mit dem Spindelstock. Wird jetzt nach Beendigung des alten Arbeitsganges der Spindelstock in die für den neuen Arbeitsgang erforderliche Lage gefahren, so nimmt die Förderkette an dieser Bewegung teil, so daß die Lage des vorgewählten Werkzeuges zum Greifer sich nicht ändert. Nachdem der Spindelstock seine neue Stellung erreicht hat, kann also der Werkzeugwechsel in der vorgewählten Weise durchgeführt werden, ohne daß eine erneute Steuerung der Förderkette erforderlich wäre.In that furthermore the parallel to a direction of movement of the headstock guided path of the endless chain od. The like. Can be coupled to the headstock is obtained the possibility of the readjustment required for the tool exchange of the conveyor chain during the process of changing tools precedes, so to work with a so-called preselection. After then the Conveyor chain the new tool up to by the position of the headstock during of the previous work step has brought the conditional delivery point, the Coupling of the chain conveyor with the headstock. Going to happen now after Completion of the old operation, the headstock in the for the new operation required position, the conveyor chain takes part in this movement, so that the position of the preselected tool in relation to the gripper does not change. After this the headstock has reached its new position, so the tool can be changed can be carried out in the preselected manner without having to re-control the Conveyor chain would be required.

Die endlose Kette zur Aufnahme der Werkzeuge kann in beliebiger bekannter Weise ausgebildet werden. Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, die zur Aufnahme der Werkzeuge dienenden Teile als tragende Teile der Kette auszubilden, indem diese Teile beispielsweise als Blöcke ausgebildet werden und an Stelle der üblichen Kettenglieder treten. Jeder dieser Blöcke enthält dann eine geeignete Aufnahme für das betreffende Werkzeug.The endless chain for holding the tools can be in any known Way to be trained. It has proven to be particularly useful to use the To accommodate the parts used for tools as load-bearing parts of the chain, by making these parts, for example, as blocks and instead of the usual chain links. Each of these blocks then contains a suitable recording for the tool in question.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt Ab b. 1 eine Programmaschine mit dem nach der Erfindung ausgebildeten Werkzeugspeicher, Abb. 2 einen Teilschnitt durch die Förderkette und den Spindelstock, welcher die Kupplung der Förderkette mit dem Spindelstock und eine Klaue des Greifers in der vorgeschobenen Stellung wiedergibt.In the drawings, an embodiment of the invention is shown. It shows Ab b. 1 shows a program machine with the tool storage device designed according to the invention;

Der Spindelkasten 1 ist waagerecht verschiebbar (senkrecht zur Zeichenebene) an einem Kreuzschlitten 2 geführt, der seinerseits höhenverstellbar am Ständer 3 geführt ist. Der letztere kann in bekannter Weise seitenverschiebbar (innerhalb der Zeichenebene) auf dem Bett 4 geführt sein.The headstock 1 is horizontally displaceable (perpendicular to the plane of the drawing) guided on a compound slide 2, which in turn is guided in a height-adjustable manner on the stand 3. The latter can be guided laterally (within the plane of the drawing) on the bed 4 in a known manner.

Die bei 5 angedeutete Werkzeugspindel kann ihrerseits in einer verschiebbaren Pinole gelagert sein. Die Pinolenverstellung kommt dann entweder zu der Verstellung des Spindelkastens 1 im Kreuzschlitten 2 hinzu oder tritt an die Stelle dieser Verstellbewegung.The tool spindle indicated at 5 can in turn be mounted in a displaceable quill. The quill adjustment is then either added to the adjustment of the headstock 1 in the compound slide 2 or takes the place of this adjustment movement.

Am Kreuzschlitten 2 sind bei 6 der Greifer und bei 7 die Abtasteinrichtung gelagert, so daß sie an der Senkrechtbewegung dieses Schlittens teilnehmen. Die Abtasteinrichtung ist als an sich bekannt nur schematisch angedeutet.On the cross slide 2, the gripper is mounted at 6 and the scanning device at 7 , so that they participate in the vertical movement of this slide. The scanning device is only indicated schematically as it is known per se.

Der Aufspanntisch 8 für das Werkstück ist in diesem Fall als Drehtisch bzw. auch Teilapparat ausgebildet, er kann jedoch auch jede andere beliebige Form haben.The clamping table 8 for the workpiece is designed in this case as a rotary table or also a dividing apparatus, but it can also have any other desired shape.

Seitlich vom Spindelkasten 1 ist unabhängig von diesem in einem Gehäuse 9 die Förderkette 10 für die Aufnahme der Werkzeuge angeordnet. Dieses Gehäuse ist zweckmäßig auf dem den Ständer 3 tragenden Schlitten gelagert, so daß der Abstand der Förderkette 1 vom Ständer 3 konstant bleibt.To the side of the headstock 1 , the conveyor chain 10 for receiving the tools is arranged independently of this in a housing 9. This housing is expediently mounted on the carriage carrying the stand 3 , so that the distance between the conveyor chain 1 and the stand 3 remains constant.

Die Förderkette 10 wird in bekannter Weise über Kettenräder durch einen Motor angetrieben. Die Kettenglieder sind als Blöcke 14 ausgebildet, die je eine Aufnahme 15 für ein Werkzeug enthalten. Die Ausbildung der Aufnahmen richtet sich nach der Form der Werkzeuge bzw. eines für alle Werkzeuge einheitlichen Halters.The conveyor chain 10 is driven in a known manner via chain wheels by a motor. The chain links are designed as blocks 14 each containing a receptacle 15 for a tool. The formation of the recordings depends on the shape of the tools or a uniform holder for all tools.

Die Förderkette 10 kann durch die in Ab b. 2 schematisch bei 16 dargestellte Indexklinke mit dem Spindelkasten 1 gekuppelt werden und nimmt dann an der Bewegung des Spindelkastens teil. Um diese Bewegung zu ermöglichen, ist im Antrieb der Kette eine weitere (nicht besonders dargestellte) Kupplung vorgesehen, welche die Verbindung zwischen dem Antriebsmotor und der Kette unterbricht. An Stelle der Kette kann auch ein Förderband oder eine andere geeignete Fördervorrichtung treten.The conveyor chain 10 can by the in Ab b. 2 index pawl, shown schematically at 16, are coupled to the headstock 1 and then takes part in the movement of the headstock. To enable this movement, another coupling (not shown in particular) is provided in the drive of the chain, which interrupts the connection between the drive motor and the chain. Instead of the chain, a conveyor belt or another suitable conveyor device can also be used.

Die ganze Maschine ist mit einer nummerischen Steuerung, vorzugsweise einer Lochbandsteuerung_ ausgerüstet, die als weitgehend bekannt nicht besonders beschrieben ist.The whole machine is with a numerical control, preferably a perforated belt control, which is not particularly well known is described.

Der um den Drehpunkt 11 um 360' drehbare Greifer 6 wird zweckmäßig hydraulisch oder pneumatisch betätigt. Er hat einen als rechten Winkel ausaebildeten Grundkörper, der die beweglichen Klauen 12 und 13 trägt.The gripper 6 , which can be rotated through 360 ' around the pivot point 11 , is expediently actuated hydraulically or pneumatically. It has a basic body which is designed as a right angle and which carries the movable claws 12 and 13.

Die Arbeitsweise der beschriebenen Einrichttinist folgende: Der Werkzeugwechsel setzt sich zusammen aus der Vorwahl des benötigten Werkzeuges und dem eigentlichen Austausch desselben gegen das bis dahin benutzte Werkzeug. Beide Vorgänge werden durch entsprechende Impulse, z. B. des Lochbandes, ausgelöst.The working method of the described setup is as follows: The tool change consists of the preselection of the required tool and the actual one Exchange of the same for the tool previously used. Both operations will by appropriate impulses, e.g. B. the perforated tape triggered.

Zwecks Zeitersparnis erfolgt die Vorwahl schon in dem jeweils vorausgehenden Arbeitsgang. Der C bl Antriebsmotor der Förderkette wird eingeschaltet, so daß die von der Kette getragenen Werkzeuge, die in bekannter Weise mit einer Kennung versehen sind, nacheinander an der Abtasteinrichtun- vorbeilaufen. Wenn das für den neuen Arbeitsgang benötigte Werkzeug sich vor der Klaue 12 des Greifers befindet, wird unter Stillsetzung des Motors die im Antrieb liegende Kupplung abgeschaltet, so daß die Verbindung zwischen Antriebsmotor und Kette unterbrochen ist. Gleichzeitig wird die in der Zeichnung linke Bahn der Förderkette über die Klinke 16 mit dem Spindelkasten verbunden. Die Klinke 16 ist gleichzeitig als Indexbolzen ausgebildet und bewirkt dadurch die Feineinstellung des ausgewählten Werkzeuges zum Greifer. Die jeweilige Höheneinstelluti-, des Spindelkastens ist auf diesen Vorgang ohne Einfluß, da Abtasteinrichtung 7 und Greifer 6 an der Höhenverstellung des Spindelkastens teilnehmen und die Förderkette, gesteuert durch die Abtasteinrichtung, jeweils so lange läuft, bis das auszuwählende Werkzeug sich gegenüber dem Greifer befindet.In order to save time, the preselection is made in the previous work step. The C bl drive motor of the conveyor chain is switched on so that the tools carried by the chain, which are provided with an identifier in a known manner, pass the scanning device one after the other. If the tool required for the new operation is in front of the claw 12 of the gripper, the clutch located in the drive is switched off while the motor is stopped, so that the connection between the drive motor and chain is interrupted. At the same time, the path of the conveyor chain on the left in the drawing is connected to the headstock via the pawl 16 . The pawl 16 is also designed as an index bolt and thereby fine-tunes the selected tool in relation to the gripper. The respective Höheneinstelluti-, of the headstock has no influence on this process, since the scanning device 7 and gripper 6 participate in the height adjustment of the headstock and the conveyor chain, controlled by the scanning device, runs until the tool to be selected is opposite the gripper.

Wenn jetzt der vorausgehende Arbeitsgang lieendet ist, wird der Spindelkasten 1 durch das Lochband in die für den neuen Arbeitsgang benötigte Stellung gefahren. Dabei nimmt die Förderkette, die ja vom Antrieb gelöst ist, an der durch den Kreuzschlitten 2 bewirkten Höhenverstelluna des Spindelkastens 1 teil, so daß, da auch der Greifer dieser Bewegung folgt, die vorgewählte Einstellung des neuen Werkzeuges zum Greifer erhalten bleibt. In waagerechter Richtung (senkrecht zur Zeichenebene) wird der Spindelkasten gleichzeitig in die Grundstellung zurückgefahren.When the previous work step is now finished, the headstock 1 is moved through the perforated belt into the position required for the new work step. The conveyor chain, which is detached from the drive, takes part in the height adjustment of the headstock 1 caused by the compound slide 2, so that, since the gripper also follows this movement, the preselected setting of the new tool to the gripper is retained. In the horizontal direction (perpendicular to the plane of the drawing) the headstock is moved back into the basic position at the same time.

Wenn die Bewegungen der Schlitten beendet sind, tauscht der Greifer 6 das alte Werkzeug gegen das neue in Ab b. 1 mit 12 a bezeichnete Werkzeug aus: Die Klaue 12 geht vor und erfaßt das neue Werkzeug 12a. Nach Schwenkung des Greifers um 90' geht die Klaue 13 vor und erfaßt das in der Spindel 5 befindliche (nicht dargestellte) alte Werkzeug. Eine Schwenkung des Greifers um 90' bringt das neue Werkzeug 12 a vor die Spindel. Nachdem das Werkzeug 12a in die Spindel eingesetzt ist, wird der Greifer so weit in gleicher Richtung weitergedreht, daß das alte Werkzeug vor der Werkzeugaufnahme der Kette 10 steht, aus der das Werkzeug 12a entnom-C, men wurde. Das alte Werkzeug wird in diese Werkzeugaufnahme eingesetzt und der Greifer in gleicher Richtung weitergeschwenkt, bis er die in A b b. 1 gezeichnete Ausgangsstellung wieder erreicht hat.When the movements of the carriages are finished, the gripper 6 exchanges the old tool for the new one in Ab b. 1 with 12 a designated tool from: The claw 12 goes ahead and detects the new tool 12a. After pivoting the gripper by 90 ' , the claw 13 moves forward and grasps the old tool (not shown) located in the spindle 5. A pivoting of the gripper by 90 ' brings the new tool 12 a in front of the spindle. After the tool 12a has been inserted into the spindle, the gripper is rotated so far in the same direction that the old tool is in front of the tool holder of the chain 10 from which the tool 12a was removed. The old tool is inserted into this tool holder and the gripper is swiveled further in the same direction until it reaches the position shown in A b b. 1 has reached the initial position drawn again.

Das Herausnehmen und Einsetzen der Werkzeuge erfolgt durch eine zusätzliche Bewegung des Greifers senkrecht zur Zeichenebene. Die Klaue 12 wird nach Einsetzen des neuen Werkzeuges in die Spindel und die Klaue 1.3 nach Einsetzen des alten Werkzeuges in die Förderkette zurückgezogen.The tools are removed and inserted by an additional movement of the gripper perpendicular to the plane of the drawing. The claw 12 is withdrawn after the new tool has been inserted into the spindle and the claw 1.3 after the old tool has been inserted into the conveyor chain.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. So kann beispielsweise an Stelle der dargestellten Förderkette auch ein geei2netes Förderband verwendet werden und kann die Waagerechtbewegung der Spindel senkrecht zur Zeichenebene durch Verstellung der Pinole an Stelle des ganzen Spindelkastens erreicht werden. Der Greifer kann in beliebiger Form ausgebildet sein und arbeiten, sofern er nur die Funktion des Werkzeugaustausches erfüllt.The invention is not limited to the illustrated embodiment. For example, instead of the conveyor chain shown, a suitable one can also be used Conveyor belt can be used and can make the horizontal movement of the spindle perpendicular to the drawing plane by adjusting the quill in place of the entire headstock can be achieved. The gripper can be designed and work in any shape, as long as it only fulfills the function of replacing tools.

Claims

Claims: 1. Tool storage for cutting program, aramm machine tools with preferably rotating tool spindle, in which the headstock can execute at least two mutually perpendicular movements and the tools sensed by a scanning device are brought into the output # CI position by the program and replaced by a gripper , characterized in that the tool storage consists of an endless chain (10) or the like, which is known per se and which is formed separately from the headstock and of which at least one path is guided parallel to a direction of movement of the headstock (1) which The gripper (6) and the scanning device (7) participate in the movement of the headstock running parallel to the conveyor chain and the path of the endless chain or the like, which is guided parallel to a direction of movement of the headstock, can be coupled to the headstock.

2. Tool storage according to claim 1, characterized in that the coupling between the headstock and conveyor chain is designed as a conical index bolt (16) which cooperates with a conical bore in the respective chain link and thereby effects the fine adjustment of the selected tool to the gripper. 3. Tool store according to claim 1 or 2, characterized in that the links of the endless chain od. Dai. consist of individual blocks (14), each containing a receptacle (15) for a tool. Documents considered: t

3 German patent specification No. 926 888.