DE1477578A1

DE1477578A1 - Automatisch gesteuerte Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE1477578A1
Application number: DE1963M0057839
Authority: DE
Inventors: Williamson David Theodo Nelson
Original assignee: Molins Machine Co Ltd
Current assignee: Molins Machine Co Ltd
Priority date: 1962-07-27
Filing date: 1963-07-26
Publication date: 1969-08-14
Also published as: DE1477578B2; GB1035197A; US3241451A; USRE25956E; US3171327A; CH420792A; FR1365674A

Description

Auti)n:ati3c:h gesteuert* Wer3raeug:iHia;-h:in&

xins Machine Company Limited, Evelyn Street, London S₀EnB

Die vorliegende Erfrndunc betrifft autonsatisch gelenkte Werkzeugmaschinen und inabesondere ein Verfahren und ein· Vorrichtung zura Auswählen eines Zerspanimgswerk« zeuges und zum Anordnen desselben in dem Arbeifcskopf einer numerisch gosteaerten Werkzeugmaschine_o

Die Praxis in der Werkzeugmaschinenindustrie tendiert heute zur Massenfertigung» Wenn solche Massenteile aus Metal !hergestellt werden und In die erforderliche Form durch spanabhebende Bearbeitung oder dergleichen gebraoht werden_; aο ist es üblich geworden, aufeinanderfolgende Arbeitsgänge auf verschiedenen Maschinen auszuführen, von denen jede mit dem entsprechenden Werkzeug für einen bestimmten Arbeitsgang ausgerüstet istη Das Werk« stück kann nach jedem Arbeitsgang entweder von Hand oder automatisch von einer Maschine zur nächsten verbracht werden, bis der ganze Bearbeitungsprozess vollen» det istο Die Werkzeugmaschinen können dabei entweder

909833/0022

BADGRiGSNAL

, U77578

©der programmgesteuert s©in_s was zu @iner Kostesisenkung auf Grund verringerter Arbeitszeiten geführt hato Während ein s<?lche3 Vorgeben für in grossen

; Zahlen heraus teilende Werkstücke geeignet ist., kann es sich als unwirtschaftlich erweisen_s w©nn die gewünsch te Zahl klein oder doch verhältnismässig klein ist, da dann die Binrichtzeit im Verhältnis guar gesamten Bear·= fc beitungszeit sehr gross wird_o In. einigen Fällen mag ©s

mSglieh BeJLn₅ für kleine Stückzahlen bu handgesteuerten VielüwesekwerkEeugmasehinen zurückzukehren,, aber noraaalerweise erhöht dies die Kostea äaxth erli9ht@ Bearbeitungszeit lind möglicherweis® auch wegen ätir daiai srforderli=- chsn ErISf seiteno Destalb ist "bereits Torgesohlsgen wor=· den_s KGmerisöIi gesteuert® Vielzivetik-Werkäeugaaschinen zu •^erwend©n_s die mBglichst fiele Ärteeitsging© ausführen icSaneiij wi& so die Kosten für Werkstücke %u Te^ringerxi;, die mm in kleinen Mengen oder wir als Einzelstücke hergestellt werden sollen₀ Entsprechend sollten die Binricht möglichst lawz s@in_o Deshalb wiacLeruas ist es arii;, dass die WgrkaeugmasoLisMi ixt der lag® ist_s

d'S od@r &.έι&@τ& Werkseugig; so sohn<?.Vi, wie zu wechseJjßj, wginn dies entweder wäJbj-önä äar 3'ii.rirbeiirung eines Werkstütikös oäer nach Bsendigtixig eines '/ioir . . satses laid vor Beginn der Bearbsitmig; eines¹.' reait

Satzes -srf order lieh wrlrä$ di©. Werkzeugmaschine" sollte iütshliesslioh Ia äer lage söin_s das atisge^ählta Werkzeug x' iag-a la den Arfaaitsk-öpf ®$_&ζϋ&®·ϊ>®2ϊν_ο

BAD ORIGINAL 909833/0022

Die genaue Anordnung des Werkzeuges im Arbeitskopf bereitet in zwei Dimensionen wenig Schwierigkeiten, und zwar in den Dimensionen oder Ebenen <3,uer zur Achse des Werkzeuges_fi da das Werkzeug in einem Baakenlager oder Spannfutter ergriffen wird₀ Die genaue Anordnung in der dritten Dimension,, d₀h_o entlang der Werkzeuglängsachse, ist jedoch mit Schwierigkeiten verbunden; da die Länge des Werkzeuges selbst nur nominal ist_s während schon der Vorgang seiner Ergreifung eine lageveräaderung bewirken kann_o Während geringe Differenzen in der Anordnung des Werkzeugendes in dieser Richtung entlang seiner eigenen Achse bei einer raufean Bearbeitung^ wie Z₀B₀ dem Glätten der Fläche eines GussteiIes nicht von grosser Bedeutung zu sein brauchen, so sind doch solche Unter= schiede etwa bei einem Konturenfräsen nicht erlaubt^, ausser soweit sie in den durch die Bauart der Werkzeug·=· maschine selbst ks dingt eia Grenzen liegen_o Infolgedessen ist es wünschenswert ρ in der lage zu sein_s das Arbeitsende des Werkzeuges mit einem hohen Geioauigkeitsgrad auch IVi. der Erlehtung l?®gs su seiner Achse anzuordnen/ und zre:· m?,i; einer "Scsnauiglceit von etwa 1/100 Bfiill±meter_o

Gegenstand dsr "vorliegenden Erfindung ist- efji Terfahren zum Krgrei^un öiny.s aus einer MehrzsfcX von Werkseugen

tför. Wsricneuges Ινή sum Anordaeii flieses Werkzeu« Ir atiV Spindel eines Arositskopfes einer ntanerisch Werkz*3ugmas::hin*-p dss aus den foXgenden

9098 3 3/0022

BAD OR}Q|M_AL

. H77578

Schrittcan besteht? Anordnen, des Arbeitskopfes und der Mehrzahl ron Werkzeugen derart ₉ dass die Längsachse der Spindel und des ausgewähltes? Werkzeuges miteinander ausgerichtet sind, wobei der Schaft des, ausgewählt tsn Werkzeuges sum Arbeitskopf hin gerichtet ist| T&r&ngsrung des Abstandes zwischen Arbeitskopf und der Mehrzahl der Werkzeuge, bis der Schaft des ausgewählten Werkzeuges in die Spindel eingetreten ist5 Ergreifen des Schaftes in der Spindel; Zurückziehen des ausgewählten Werkzeuges durch Auseinanderbßwegen von Arbeitskopf und der Mehrzahl der Werkzeuge! Anordnen des Arbeitskopfes gegenüber einer Oberfläche der Werkzeugmaschine| Brmögli» chen freier Bewegung des Werkzeugschaftes in der Spindel? Verringerung des Afestandes zwischen ^m A^eitskopf und der genannten Oberfläche bis zu eineus gewünschten Wert_$ wobei das Arbeitsends des Werkzeuges an der Oberfläche anliegt? Ergreifen des Werkzeugschaf -tem in der Spindel,, während der Abstand des Arbeitsendes dem Werkzeuges -rom i dem gewünschten Wert entspricht„

Der Abstand .«fjisohen dem Arbeitskopf \m& der Mehrzahl der Werkzeuge '&m.n sswackm;isüig bis zu einem solchen Wert ringart ?i^3r<5.<sn, dass de-r Abstand d«"3 /^rbeitscnäee des ausgewählten Werkzeuge» rom Arbeit sie upf len erwähnten gewünschten V/s?*'«; ü

Weiter :Lst G-©gens1-siid der Tog eri^cüi gesteuerte Werkserigme.voMn'a m*t otXnem Arbeito =

Oborfläol?&.. ^!«if aor ei... Ws 909833/0022

ist j land zwar gegenüber dem Arbeitskopf, und mit einem dieser Oberflache benachbarten Magazin mit βiiie;r Mehrzahl von Werkzetigenj deren Schafte gum Arbeitskopf hin gerichtet sindj, wobei der Arbeitskopf eine Spindel mit einem Spannfutter zum Ergreif en des Schaftes eines ausgewählten Werkzeuges hat und auf der Oberfläche eine Bezugsfläche angeordnet ist_s gegen die das Arbeltsende des ausgewählten Werkzeuges angelegt werden kamin Das Spannfutter kann durch Anwendung einer Kraft geschlossen " werdea_s die in der Richtung der löngsachse des ausgewählt ten Werkzeuges wirkt, wobei diese Kraft durch daa Spann« futter in eine Greifkraft umgewandelt wird, di@ senkrecht zum Schaft des ausgewählten Werkzeuges irirkt, welches auf diese .Weis© in einer bestimmten lege :relatiT ssma? Spindel festgehalten wirdo

Bas Magazin kann eine Mehrzahl von öffnungen haben_s in die jeweils ein lager passt, welches das Schneidende eines Werkzeuges aufnehmen kanaj das Magazin kann mit der genannten Oberfläche verbunden sein und die lager können ein© Ordnung oder Reiben bilden, derart,,, dass äie Schäfte darin befindlichen Werkzeug® parallel

Arbeitskopat kann in einer waagerechten lich isssln wa/l die Oberfläche ist in einer Bbene bewegliche

909833/00 22

. H77578

Ein Ausführungsbeispi<al der vorliegenden Erfinciting wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen be« 3chrieben_g von denen

Figur 1 eine perspektivische Darstellung einer

numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine „ Figur 2 ein Schnitt durch das Werkzeugmagazin

gemäss der Darstellung in Figur 1/' Figur 3 ein Schnitt durch einen Arbeitskopf der

in Figur 1 dargestellten Werkzeugmaschine

und
Figur 4 ein Schnitt entlang der Linie IV - IV in

Figur 3 let.

Die in Figur 1 dargestellte numerisch gesteuerte Werkzeug= maschine besteht aus ein@m Schlittentisch 10I₃ der einen Arbeitskopf 102 trägt_a sowie aus einem vertikalen Teil 103 s an welchem eine Arbeitsfläche befestigt ist, ) nämlich die Oberflache 104o Der Arbeitskopf 102 laann sich in zwei Richtungen bewegen g ein Querlauf schlitten XO 5 erlaubt die Bewegungen über den Schiit tent isch. 101 parallel zur Oberfläche I04 und ein auf ä®m Querlaufschiitten ange= ordnster Vorsehubschlitten 106 erlaubt Bewegungen im rechten Winkel, dazu* d_oh_o senkrecht zur Oberfläche 104« Der Arbeitskopf 102 bildet einen Teil dfcs Vorschubschlittens 106; er kann zwei Werkzeuge 10? and T aufnehmen,, . walch© in noch zu beschreibender Weise in Hohlwellen 109 und 2 eingeführt und darin gehalten w@rd©n_o Die Oberfläche 104 be s it st sinen Bewegungsf reihe it8grad₉ si« kann

909833/0022 ' BAD ORIGINAL

in "vertikaler Richtung bewegt werden? sie ist befestigt an einem senkrechten Schlitten 113* der mit sehn Öffnun» ■; gen_g die zum Arbeitskopf 102 hin gerichtet sinö_s rersehen ist» Zwai Werkstücke 115 und 116 sind an der Arbeitsflä= ehe 104 befestigt! weiter abwärts und rechts von den Werkstücken befinden sich zwei Klötzchen 11? und 118 _β Der Abstand zwischen den beiden Werkstücken 115 und 116 j

ist gleich dem Abstand sswisohen den beiden KlBtzchen 117 i und 118 p der wiederum dem Abstand zwischen den beiden Hohlwellen 109 und 2 gleicht „ Auf diese Weise kann die in Figur 1 dargestellte Maschine zwei Werkstücke gleich» zeitig bearbeiten«. Die Entfernung zwischen den Öffnungen £14 ist entsprechend ausgebildet | der Abstand zwischen der ersten öffnung und der sechsten öffnung (wenn man die Öffnungen fortlaufend von einer Seite nach der anderen nummeriert) ist der gleiche wie der zwischen den beiden Hohlwellen 109 und 2 und er ist identisch mit dem zwischen

der zweiten und der siebenten öffnung» der dritten und (

der achöati, dor vierten und der neunten und zwischen der fünften tmd der zehnten. Öäfnungr

2)er ant smstisohß Stauoi-origsniechanisasis der sühine ist im Figur 1 nicht dargestellt? "lediglich ein Steuertisfth IXB ist a7?.£3ä<autet j ®τ ist von bekannter Art und ax'baitei: nach bekannten Priiisipi®n_s B₀Bc- mittels eines !"»ehlssndes oder eines Magnetbandes_P welches di® _f ArbeÄtsJlnfoi:ir.ftt;lonen enthält..

909833/0022 BA_D0R1GWAL

Semäss Pigur 5 ist die Hohlwelle 2 mit dem Gußstück 1 verbundeno Innerhalb der Hohlwelle 2 ist.eine rotieren« de Spindel 5 angeordnet, und zwar mittels zweier (Prag= lager 4- und 5 und eines Kugellagers 6„ Ein. Haltering 7 ißt in der Bohrung der Hohlwelle .2 mittels Stiften 8 . befestigt« Konkav»konvex»Scheiben 9» wie sie als Bell@ville<-Scheiben bekannt sind,, trennen einen tiusseren laufring 10 des Traglagers 5 vom Baltering 7 fwann sie

'

Ψ zusammengedrticlcfc werden, ergeben sie die Kraft_s die er« forderlich ist, um die Kugeln des Lagers 5 zwischen dem äusseren laufring 10 und der inneren lauffläche 11 vorisubelasten^, die in die Spindel 3 eingearbeitet ist, sodass ein axiales Spiel verhindert wirdo las %ger 4 hat ebenfalls einen äusseren Laufring IS₉ der in die Bohrung der Hohlwelle S, passt ι eine innere Lauffläche 13 ist in die Spindel 3 eingearbeitete Eine Abschlussmutter 14 1st auseen auf die Hohlwelle 2 axtgeschraubtj sie liegt gegen

- den äusseren Laufring 12 an und liefert so die zur Torbe»

- ■■■■.-.■

lastung der Kugeln des Lagers i erforderliche Kraft _o

Bas Lager 4 ist so ausgebildet_s dass <hb ,jeden vorwärts gerichteten axialen Druclc aufnimmt, während das Lager 5 jeden rücl^'ärts gerrichteten axialen Bmek aufnimmt_o Jedes der beiden Lager 4 und 5 ist durch eine Bohrung 15 ι und einen tfiofangsKanal 16 in der Hohlwelle 2 mit einer

Ölnebelsoliffiierung versehen,, Bin auf die Spindel 3 auf ge-, schraubten Führungsring 17 ergibt einen Eab^rinthkanal 18

zwischen Spindel 3 und Abschlussmutter 14 ger reräiindert so den Eintritt -von KreiB^iBBterial und beweist zugleich,,

909833/002 2 -' ' -

• ' BAD ORIGINAL

ΗΠ578

dass nicht zuviel dl austreten kanne

Am rückwärtigen Ende hat die Spindel 3 einen Teil 19 verringerten Durchmessers -and eine Schulter 2Oo Ein Abstandsring 21 druckt den inneren Lauf ring des Kugellagers 6 gegen die Schulter 20 und wird durch die Rabe eines Pelton-Rades 24 in seiner lage gehalten*- Die einzelnen Schaufeln des Rades 24_S sines von einer öldüse angetriebenen Schnellaufrades _s werden durch einen Gegen- f ring 25 an der Habe gehalten_a welcher wiederum durch eine Mutter 26 in seiner Stellung gehalten wird; die Mutter ist über einen Teil 27 weiter Terringerten Durchmessers der Spindel 3 geschraubt _o Der äussere Laufring des Kugellagers 6 wird in seiner Stellung durch einen Baltering 29 gehalten,, der mit der Hohlwelle 2 verbunden istο Bas Kugellager 6 wird mittels ölnebel geschmiert_s der durch einen Spalt 30 zwischen der Spindel 3 und der Bohrung; der Belleville=.Scheiben 9 eintritt*

Daa vordere ₉ doh„ in Pigur 4 linke Ende der Spindel 3 ist so durchbohrtj dass es auf das vordere Ende eines Stirnrohres 34 passt ο Die vordere Urnfangsf!%?, ^:··3ιβ des Stirnrohres 34 bildet aussen einen Kegelstumpf _s wäteend das Rohr im Inneren mit einer Schulter 32 und einem konischen Teil 33 versehen ist_o Ein Haltering 3I₈ welcher aus Montage gründen in 4 Quadranten geteilt ist_s ist zwischen der Bohrung der Spindel 3 und dem Kegelstumpf des Stirnrohres

34 angeordneto Die Funktion des Ringes 31 ist es_s einen

9 0 9833/00 22

festen Abschluss sswischen Stirnrohr 34 und innerem Konus der Spindel 3 zu bewirken₀ Auf diese Weise kann sich das. Stirnrohr 34 unter der Wirkung einer vorwärts gerichteten axialen Kraft nicht vorwärtsbewegen₀ Der hintere Umfang des Stirnrohres 34 passt gleitend In die Bohrung der Spindel 3ο Ein Druckrohr 33 passt ebenfalls gleitend in die Bohrung der Spindel 3 und hat innen eine konische Fläche j, deren Steigung entgegengesetzt zu der des Konus des Stirnrohres 34 ist» Sin Spannfutter paest in das Stirnrohr 34 und das Druckrohr 35₀ Das Spannfutter 36 hat ein -vorderes ₉ konisches Ende 31? welches mit d@m Innenkonus des Stirnrohres 34 zusammenpasst und ein hin= teres konisches End® 3S₉ welches mit.dem Innenkonus des Druckrohras 35 siasammenpassto Eine Muffe 39_s*mit Schlitzen 40 versehen^ passt innen in das Spannfutter 36 „ Bas vordere Ende der Muffe 39 wird unter der Wirkung einer feder 41 gegen die Schulter 32 des. Stirnrohres gehaltene Die leder 41 liegt an einer Schulter 42 des !Druckrohres 35 an_o

Ein Werkzeug T passt in die Muffe 39! sein rückwärtiges _; Ende hat eine Klaue 43_s die in eine Ausnehmung &®m Stem«. " pels 44 passto Eine Stoßstange 45 ist mit dem Stempel mittels eines Stiftes 46 verbunden., Der Stempel 44 1st gegen Verdrehung gegenüber dem Druckrohr durch einen an. einem Teil Krosseren Durchmessers angeordneten Querkeil gesichert ρ Her Stempel 44 ist ,jedoch gegenüber dem Druck« rohr 35 axial beweglich^ da der Querteil 4f in.

9098 3 3/00 2 2

ten Führungen gleiten kann* Der Stempel 44 wird in aelner vorderen lage durch eine Feder 48 gehalten» die gegen einen Kolben 49 anliegt,, welcher gleitend in der < j Bohrung der Spindel 3 angeordnet ist_o Der Raum zwischen dem hinteren End« des Kolbens 49 und einer Schulter 50 der Spindel 3 wird von Belleville- Scheiben 51 eingenommen» Haltering 51, Stirnrohr 54_? Klemmhülse 36, Druckrohr 35 und Kolben 49 sind so montiert „ dass die Belleville-Schei-

ben 51 »loh in einem Stadium der Kompression befinden {

und daher Aas Druckrohr 55 naofa vorn drücken* Die Stoaastange 45 kann in einem mit der Kolbenstange 49 einstückig

ausgebildeten Zugeisen 52 gleiten» ' ^]

Sie Stoßeltange 45 sowohl als auch das Zugeisen 52 erstrek» ken eich aber das hintere Ende der Spindel 3 hinaus, in eine Ausnehmung 43 In einem faydrax lisohen Kolben 54 hinein, der in einem Busameerigesetzten Zylinder 55 gleitet« Eine {

' ■ '■ ■■ ■ ■ - ■ - ·■''

durchgehende Kolbenstange 56 ist einstückig mit dem Kolben 54 ausgebildet! das vordere Bnde der Kolbenstange ist mit Bohrungen but Aufnahme i-on sswel Stiften 57 und 58 versehen j (vergl«, Figur 41» »ie Köpfe der Stifte 57 und 58 gleiten ι in Hüten 59 in einem vorderen Zylinderkopf 60 des Zylinders 55« Auf das hintere Ende des Zugeisens fg ist ein Itagerring 61 geschraubt _? so dass seine lage längs sum Zugeisen einstellbar ist«

Der Zylinder 55 besteht aus einer Büchse 62 _B an welcher der vordere Zylinderkopf 60 und ein hinterer Zylinderkopf 63 befestigt 3indo Bildplatten 64" und 55 sind jeweils

909833/0022

zwischen aem hinteren Zylinderkopf S3 wnd der Buchse 62

zwischen dem vorderen Zylinderkopf 60 imd der Büchse 62 angeordnet« Ring dichtungen 66 von Kreisqusrsehnitt dichten den Zylinderinnenraua ab₉ so dass die hydratische flüssigkeit nicht ausströmen kann«, Der vordere Zylinder» raum ist über einen lanal 67 in der Büchse 62 mit einem biegsamen Schlauch 61 verbunden, welcher unmittelbar die Verbindung i§u einer hydraulischen BsruckcLuelle von ψ etwa 100 kg/cm herstellte Der hinters ZylinderratM ist über einen Kanal 69 mit einem biegsamen Schlauch 70 verbunden, der über einen nicht dargestellten JDreiweg®- hahn entweder mit der hydraulischen Itoackquell© von etwa 100 kg/cm oder mit einem Tank verbunden werdsn kann₀

Das hintere Ende der Kolbenstange. 56 ist mit einer Verlängerung 71 versehen, welche sich durch eine mit dem Gehäus® 1 verbundene Konsole 72 erstreckt _o Bine Feder 73 drückt die Kolbenstange 56 vorwärts land liegt zwischen der Konsole 12 vmä der Schulter 74 an_o Die Vorwärtsbewegung der Kolbenstange 54 wird durch einen Sprengring 75 auf der Verlängerung 71 eingeschränkte₈ wenn dieser die Konsole 72 berührt»

Eine zweite Stoßstange 16 erstreckt sieii durch die Kolben-

stange 56 hinduroh ixnd ist mit einer Stoesf lBohe 77 as ihrem hinteren Ende versehen* Die StossflBche kann snrei Arme 78 bewegen, τοπ denen nur einer in Figur 1 dargestellt ist» Die beiden Ana® 78 schwingen nm am Gehäuse . 909833/0022 BADOR₁GiNAL

.H 7757.8

befestigte Zapfen 79; wann die Arme entgegen dem Uhr zeigersinn um die Zapfen 79 geschwenkt werden ₈ so tigen sie Mikroschalter 8O₈ von denen wiederum nur einer in Figur 1 dargestellt ist_o Bin Anschlag 81 am hinteren Zylinderkopf 63 verhindert, dass die zweite Stoßstange 76 nach vorn tuber eine vorbestimmte lage hinaus von einer Feder 82 bewegt werden kann_s die zwischen der Wand 12 und den Armen 78 eingespannt 1st; der Zweck dieser Feder 82 ,

ist, die Anne 78 und die Druckfläche 77 in Berührung '

miteinander zu halten

figur 2 zeigt einen Schnitt durch den senkrechten Schiit« ten 113 _s welcher Schienen 146 zur Aufnahme eines Magazins 147 hato Die Rückseite _t d_oh_o die in Figur 2 rechte Seite, des Magazins 147 gleitet auf den Schienen 146 und das Ende wird mit einem Endanschlag verriegelt, sodass das Magazin zwangsläufig auf dem senkrechten Schlitten 113 genau, ausgerichtet ist (Bndanschlag und Verriegelungsme» chanismus sind nicht dargestellt). Gegenüber einer jeden der zehn öffnungen 114 befindet sich, ein damit ausgerichtetes loch 148 im Magazin 147* welches ein Lager 149 auf° nimmt ο Das lager 149 hat einen Flansch 15Q₅₁ mit dem es am Rücken des Magazins 147 anliegt^ mit- dem es verstiftet ist C in Figur 4 nicht dargestellt), um ein© Bewegung gegenüber dem vertikalen Schlitten 115 ssu ^erhindem«,

Ein Werkzeughalter 151 sitzt mit einer Schulter 152 passend in dem lager 149o Zwischen der Schulter 152 und

9 0 9 8 3 3/0022

einer Lippe 153 des lagers 149 ist eine Feder 154 vorgesehen ₈ welche den Werkzeughalter 151 fest gegen einen Stift 155 haito Der Werkzeughalter 151 ist mit einem dünnwandigen Ansats 156 verseh©n_s in den das Arbeitsende des Werkzeuges T gestossen wirdo Sie Bohrung des dünnwandigen Ansatzes ist so, dass sie einen Pestsitz mit dem Durchmesser des Werkzeuges ergibt ₉ etwa O₉I mm kleiner« Da dae Werkzeug 108 zwei Schneidnuten 157 hat, wird in jeder zur Werkzeuglängsachse senkrechten Ebene nur ein® Zwei» punktberUhrung zwischen dem Werkzeug T und dem Ansatz 156 entstehen.* Infolge der dünnen Wand kann der Ansatz sich in , geeigneter Weise verformen und so das W erkzeug T fest greifen» Der Werkzeughalter 151 ist aus einem geeigneten Kunststoff hergestellte

Ein© Abdeckung 158 in einem Räamen 159 ist gelenkig mit dem oberen Rande des vertikalen Schlittens"113 bei 160 verbunden,, Zum Auswechseln oder Entnehmen eines Werkzeuges muss die Abdeckung geöffnet werden; dies geschieht automa« tisch durch eine ortsfeste Rampe (nicht dargestellt), welche die Abdeckung anhebt„ wenn der vertikale Schlitten 113 in eine lage abgesenkt wird; im der die Längsachsen der Schneidwerkzeuge und die Hohlwellen 109 land 3 miteinander ausgerichtet sind« Wann die Maschine arbeitet^ wird die Platte oder Oberfläche 104 mit zwei Werkstücken 115 und 116 sowie dem Magazin 147 mit einer geeigneten Anzahl Schneidwerkseugen zwecks Ausführung der verschiedenen

9 0 9833/0022

Bearbeitungsgange an den Werkstücken von Hand in die Maschine eingeführt und auf dem vertikalen Schlitten 113 angeordnete Da die Maschine mit zwei Hohlwellen 109 und 2 zur gleichzeitigen Bearbeitung der Werkstücke 115 und 116 versehen ist, wird also jeder Arbeitsgang doppelt ausgeführt _o Bei der folgenden Beschreibung wird nur eine Hohl» welle 2 und ein Werkstück 116 behandelt werden, da die andere Hohlwelle 109 natürlich alle Bewegungen und Arbeite» gange in gleicher Weise ausführt» Wenn die Platte 104 und das Magazin 147 sioh in ihrer lege befinden, ist die Maschine bereit, ihre automatische Arbeit zu beginnen»

Bann werden programmierte Instruktionen auf einem Band .der Steuerkonsole zugeführt; es werden die Informationen für das erste Werkzeug T gegeben, mit denen das Werkstück 116 bearbeitet werden SOlI₈ nämlich über seine lag© in dem Magazin 147 und die Nominallänge seines Arbeitsendes ο Sie tatsächliche Länge differiert gegenüber der Nominallänge um den Betrag* den das Werkzeug bei früheren Arbeltsgängen abgenutzt wurde oder um einen Betrag, der auf normalen Her·= stellungstGleranzön beruht ο In den Seichnungen nicht dargestellte Servokräfte bekannter Ausbildung bewegen dann den vertikalen Schlitten 113 abwärts_s bis sich die Achsen tee Werkzeuges T und der Hohlwelle 2 in der gleichen horizontalen Ebene befinden | dann bewegen die Servokräfte den Yorsehubachlitten 106 seitlich, bis die beiden genannten Achsen sich in der gleichen vertikalen Ebene befinden_o

9 0 9833/0022

Wenn Arbeitskopf und Magazin sich in dieser Stellung befinden» so ist es wesentlich, dass die Spindel 3 steht teffc aufgehört hat, sich zu drehen» Bine Bremse bekannter Art (nicht dargestellt) bewirkt,ein Anhalten der Spindel 5? diese wird durch einen Mikrosohalter betätigtg wenn der vertikale Schlitten 113 abgesenkt wurde;, so dass die Achsen des Werkzeuges T und der Hohlwelle 2 sich in der gleichen horizontalen Ebene befinden,, Wenn der Tertikaie Schlittentisch 113 abgesenkt wird^ wird die Abdeckklappe 158 mittels der nicht dargestellten Ran pe angehoben,,

Während der Arbeitskopf sich bewegt_s sorgen die auf dem Band befindlichen Informationen daffe_s dass das Spann~ futter sich öffnete Der DreiwegehäSm (nicht dargestellt) verbindet d@n Schlauch 70 mit dem Tanko Ί3βτ Druckunterschied zwischen Vorderseite und Rückseite des Zylinders bewirkt* dass dieser sich vorwärtsbswegt_a bis das vor« dere Ende des vorderen Zylinderkopf βκ 60 gegen das rttclc» wartige End» der Mutter 2β anliegt« Yiährend dieser letzten Bewegung ist die Kraft, die von der Feder 73 auf die Kolbenstange 56 ausgeübt wird_s ausreichend^ um den.Kolben festzuhalten und dadurch zn bewirken, dass der Zylinder sich bewegtο Sobald der Zylinder 55 zum Stillstand kommt, beginnt der Kolben 54 sich zur-übäzubewegeno Wenn der Kolben 54 sich bewegt„ so bewegen sich die Stifte 57 loid mit ihm_p bis sie am Lagerring 51 anliegen, .-welcher sieh dann rückwärts bewegt_o Die gesamte RuckitärtsbeRegung des

90 98 3 3/00 22

AT

Xagerringes 61_S des Zugeisens §2 und des Kolbens 49» welcher sioh iait ihm bewegt,, ist in dar Grössenordnung von O₉5 HBQo Biese Bewegung ist ausreichend» um die Belleville-Scheiben 41 weiter zusammenzadrüoken und auf dies© Weise die vorwärts wirkende Kraft zu gen_s die vom Kolben 49 auf daa Druckrohr 35 übt wirdo Sobald diese vorwärts wirkend® Kraft feesei«= tigt ist,ist auch ihreradiale Komponente beseitigt, die , durch die konischen Enden 37 und 38 dos Spannfutters 36 auf die gesoMitete Muffe 39 wirkte Die Muffe 39 kann sich daher ausdehenen auf ihren nicht zusaraaengedruckten Durohmesser und die Einspannvorrichtung ist geöffnete

Wenn die Einspannvorrichtung geöffnet ist und die Spin= del 3 und der Werkzeugschaft miteinander ausgerichtet sind iianerhalb einer Toleranz von etwa''0,075 Mm₈ ^s0 bewegt sich der Arbeitskopf vorwärts₉ d_oh_o gegen das Magazia 147₅ in eine.vorbeatinimt® Iege_o Di© vorb@stiamt© ( lage ist unterschiedlich entsprechend der tatsächlichen Sänge des ausgewählten Werkseuges und wird durch die auf dem Bead befindlichen Informationen g©s-£.sue2"t<, Wenn der Arbeitskopf sich vorwärts bewegt₉ ao wird der Schaft des Werkzeuges in die Muffe 39 eingeführt« Die Spinel©! 3 wird langsam gedreht durch Öffnen des SiieuerrrentiXes d©r hydraulischen Flussigkeitsdttse (beide nu,cht dargestellt) ^ welche auf das Schaufelrad 24 wirkt« Sobald die Haua in die entsprechend« Ausnehmung. iia-S-Seiapel 44 eingreift/

909833/002 2 ^{ßAD 0}^fNA

wird die Spindel 3 angehalten» Der Breiivegehahn dann Druck in dan Schlauch 70 eintreten und so in den Teil des Zylinders 55 hinter dem Kolben 54o Infolge des griJsseren Querschnittes das Raumes hinter dem Kolben 54 bewegt letzterer sich vorwärts, bis sein -vorderes Snde an der vorderen Endplatte 65 anliegt₀ Die Vorwärtsbewegung des Kolbens 54 und der Kolbenstange 56 bewirken» dass auch das Zugeisen 52 und der Kolben 49 sich vorwärts beweg@n_o Wenn der Kolben 54 und der Zylinder 55 anhalten_s etwa weil sich der Sprengring 75 an die Konsole 12 anlegt₈ so wirken die Belleville=Soheiben 51 wieder vorwärts und drucken gegen den Kolben 49₀ Dieser Druck wird direkt auf das ßrackrohr 35 übertragen»

Infolge des hinteren leonischen Endes 38 des Spannfutters und des entsprechenden Teiles der Bohrung im Druckrohr 35 wird dieser Druck in eine Oberflächenkraft senkrecht au den beiden Oberflächen umgewandelt» Diese Querkraft hat dann zwei Komponenten, eine radial einwärts über den umfang des hinteren konischen Eades 38 das Spannfutters 36 gerichtet© und eine vorwärts über den zylindrischen Sail des Spannfutters 36 gerichtet® ο Die vornärtsgericktete Kraft wird durch das vorder® konisch.® End® 37 und &&n entsprechenden Teil der Bohrung des Stlmrohres 34 Stallen in zwei Kompo= nenten unterteilt,, wtä sswar in eine radial einwärts gerichtete Kraft _p die um den Umfang d@s vorderen konischen Endes wirkt und in eine vorwärts gerichtet® axial® Kraft $ diese

909833/0022 EADORaGiNAL

letztere vorwärts gerichtete axiale Kraft bewirkt, dass das vordere konische Ende 37 in die konische Fläche

des Stirnrohrea 34 gepresst wird und dass der Haltering zwischen das Stirnrohr 34 und den entsprechenden Seil der Spindel 3 gekeilt wird» Auf diese Weise bestehen zwei radial einwärts gerichtete Kräfte„ die auf die geschlitzte Muffe 39 wirken» Diese Kräfte schliessen die Schlitze 40 teilweise und verringern den Durchmesser der Muffe 39, so dass das Werkzeug T genügend fest ergriffen wird; um der Drehkraft zu widerstehen, die für seine Arbeit erforderlich lst_o Die Radialkräfte können die Muffe 39 nicht axial bewegen, nährend eine axiale Bew&» gungg die infolge der Reibung zwischen Spannfutter 36 und der Muffe 39 entstehen kannte, durch das Anliegen der Muffe 39 an der Schulter 3£ des Stlmrohres 34 verhindert wirdo Die Muffe 39 verbleibt so ortsfest in Bezug auf die Spindel 3,, während sie das Werkzeug T hält«

Nachdem das Werkzeug T ergriffen ist „ bewegt sich «der Arbeitskopf 102 von dem Magazin weg und zieht dabei das Werkzeug Ϊ aus dem Werkzeughalter 151, Der senkrechte Schlitten 113 bebt sich an und der Schlitten 105 läuft CjUeTg bis das Zentrus» dar Fläche UB wtwa ausgerichtet ist mit der I&sgsaehst des Werkzeuges T'_s dann h^ren beide Bewegungen auf ,Der Arbeitskopf .wird aun auf dem Schlitz ten 105 vorwärtsbewegt_}, hts er einen vorbsstimmten Abstand der Obestliäehs 118 na-i; und hält dann an«, Dieser

909833/0022 ^BAD

Abstand hängt von der Ktominallänge des Arbeitsteiles d@s Werkzeuges T ab₀ Während der Arbeitskopf sich gegen die Fläche 118 bewegt, Öffnet sich die Einspaimvorrich» tung in noch zu beschreibender Weise^ so dass das Werkzeug T sich entlang aeiner Längsachse relativ zur Spindel 3 bewegen kannu Der vorbestiüimte Abstand hängt ab von den auf dem Band befindlichen Informationen und ist unterschiedlich je nach der Nominallänge des Werk» aeugeso Er ist jedoch immer geringer als die Hbminallänge, so dass j wenn der Arbeitskopf sich ssiner vorbestimmten ' Endlage nähert _s das vordere Ende des Werkzeuges an der Bezugsfläche anliegte Weiter© Vorwärtsbewegung des Arbeitskopfes bewirkt,, dass das Werkzeug sich rückwärts in Bezug auf die Spindel 3 bewegt und dass der Stempel sich gegen die Wirkung von Feder 43 und Stoßstange 45 rückwärts bewegte Da die Einspannvorrichtung geöffnet ist₃ befindet sich der Zylinder 55 in seiner-vorderen lege und verringert so die Lücke zwischen der Stoßstan= ge 45 und der zweiten Stoßstange 76₀ Bine Rttekwärtsbewe·= gung der Stoßstange 45 wird daher auf die zweite Stoßstange 7β üb ertragen„ welche wiederum die Arme 78 entgegen dem Uhrzeigersinn un deren Zapfen 79 schwenkte Der Torbestimmte Abstand t&id die Nsminallänge des Werkzeuges sind so ausgewählt und aufeiKsndar abgestimmt,, dass die Bewegung der Arme ?8 ««.gegen dem Uhrzeigersinn nur an einem a<sr Mikroschalter 80 einen Kontakt bewirkt* Wenn das falsche Werkzetig ausgewählt ist_s so ergeben

EAD ORIGINAL

90 98 33/00 22 ' /

H77578

entweder beide Mikrosohalter einen Kontakt oder keiner τοπ beidenj, ersteres₉ wenn die Nominallänge des Werkzeuges zu gross ist, und letzteres ₉ wenn die Nominallänge zu klein ist_o Nur wenn der richtige Mikroschalter betä= tigt wirdg wird die Werkzeugmaschine weitere auf dem Band befindliche Informationen annehmen und ausführen_o Auf diese Weise ist die Möglichkeit einer Beschädigung ausgeschlossen, falls ein Werzeug falscher Longe ergriffen wirdo

Nach Beendigung des Bearbeitungsganges werden der Arbeitskopf und der leere Werkzeugschalter des Magazins wieder miteinander ausgerichtete Der Arbeitskopf bewegt sich vorwärts, die Einspannvorrichtung Sffnet sich und das Werkzeug wird in den Werkzeughalter eingeführtp wo es ergriffen wirdo Der Arbeitskopf bewegt sich !rückwärts _s das Werkzeug wird zurückgelassen und der Stempel 44 bewegt sich unter der Wirkung der Feder 48 vorwärts» Der Arbeits- < kopf ist jetzt bereit, das nächste Werkzeug für den folgenden Bearbeitungsgang

Obgleich ©ine Werkzeugmaschine bescbrifiben wurde, wie sie in Pigur 1 dargestellt ist, kann die Erfindung in gleicher Weise für andere Werkzeugmaschinenarten angewendet werden ο Beispielsweise kann der vertikale Arbeitstisch drehbar· während der Arbeitskopf ebenfall» xm 90° auf einem bewegt Yiar&en kannte _o In diesem Palle könnte

natürlich ϊϊογ eine Hohl.welle und nur ei% Werkstück vorhanden

9098 33/00 2 2 BADORiGINAL

Claims

Dr. Expl.

Verfahren zum Einstellen eines von einer Spindel im Arbeitskopf einer numerisch gesteuerten Werkzeug» maschine ergriffenen Werkzeuges, dadurch gekennzeichnet daß der in der Spindel gehaltene Werkzeugschaft zwecks Bewegung in der Spindel freigegeben wird, daß der Abstand zwischen dem Arbeitskopf und einer quer zur Achse des Werkzeuges liegenden und mit demselben ausgerichteten Oberfläche bis zu einem gewünschten Wert verringert WiTd₈ wodurch das Arbeitsende des Werkzeuges , an der Oberfläche anliegt, und daß der Schaft in der Spindel wieder. ergriffen wird, wobei das Arbeitsende des Wer3cseufi;es sich in einem vorbestimmten Abstand vom Arbeitskopf befindet»

ο Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine mit-einem Arbeitskopf , einer Oberfläche, auf der ein Werkstück gegenüber dem Arbeitskopf befestigt ist, und mit einem der Oberfläche be= nachbarten Masasta mit einer Mehrzahl von Werkzeugen,, deren Schäfte gegen den Arbeitskopf gerichtet sind, mit einer im Arbeitskopf angeordneten Spindel mit einem Spannfutter, das, wenn ©s sich schließt, den Schaft eines ausgewählten Werkzeuges erfaßt, dadurch gekennze lohnet, daß an der Ober» fläche eine Bezugsfläche angeordnet ist, gegen die das Ar-•beitsend© des ausgewählten Werkzeuges derart angelegt werden kamij, daß ©s sich in einem vorbestimmten Abstand vom Arbeitskopf befindet_o

909833/0022 EAS ORSCINAL

U77578 ti

ο Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine nach Anspruch 2_S dadurch gekennzeichnet, dass das Spannfutter durch Annendung einer Kraft geschlossen wird, die in Richtung der lÄngsachse des ausgewählten Werkzeuges wirkt und die durch das Spannfutter in eine senkrecht zum Schaft des ausgewShlten Werkzeuges wirkende Greifkraft umgewandelt wird, sodass der Werkzeugschaft in einer ortsfesten lage relativ zur Spindel gehalten wird» i

Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet_s dass das Magazin eine Serie von Öffnungen hat, in deren jede ein lager passt, das bestimmt ist, das Arbeitsende eines Werkzeuges aufzunehmen

Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche .2 bis 4-, dadurch gekennzeichnet _s dass das Magazin auf der genannten Oberfläche befestigt ist und dass die lager eine Reihe bilden» in der die Schäfte der darin gelagerten Werkzeuge parallel zueinander hervorstehea_o

ο Numex-isch gesteuerte Werkzeugmaschine nach einem der Anspruchs 2 bis 5₅ dadurch gekennzeichnet „ dass der Arbeitsktjpf in einer horizontalen und die Oberfläche in einer vertikalen Ebene bewaglich lst_o

909833/0022

Leerseite