DE1477578B2 - Numerisch gesteuerte werkzeugmaschine - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine, bei der ein Werkzeug selbsttätig
aus einem Werkzeugmagazin entnehmbar und in einem Werkzeughalter festspannbar ist.
Bei einer bekannten Werkzeugmaschine dieser Gattung (GB-PS 9 02 069) sind in einem Werkzeugmagazin
mehrere Werkzeuge angeordnet, die selbsttätig in dem von einer Werkzeugspindel getragenen Werkzeughalter
eingespannt werden können. Zu diesem Zweck wird die Werkzeugspindel mit dem betreffenden
Werkzeug ausgerichtet. Das Werkzeug und die Werkzeugspindel bewegen sich in axialer Richtung
relativ zueinander, bis das Werkzeug im Werkzeughalter aufgenommen ist. Anschließend wird das Werkzeug
im Werkzeughalter eingespannt.
Um eine genaue vorgegebene Einspannlänge zu erzielen, wird üblicherweise das Werkzeug in genau
vorgegebener Weise (beispielsweise mit einer besonderen Haltevorrichtung) in das Werkzeugmagazin eingesetzt.
Hierdurch wird erreicht, daß die Werkzeugspitze im eingespannten Zustand einen genau vorgegebenen
Abstand relativ zur Werkzeugspindel besitzt. Wenn sich nun das Werkzeug nach einer gewissen Bearbeitungszeit etwas abgenutzt hat, ändert sich naturgemäß die
Länge des Werkzeugs. Wenn daher das Werkzeug wieder an das Werkzeugmagazin abgegeben wird, muß
das Werkzeug im Werkzeugmagazin entsprechend der Abnutzung verstellt werden; anderenfalls müßte beim
erneuten Einspannen eine Lageabweichung der Werkzeugspitze relativ zur Werkzeugspindel in Kauf
genommen werden.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der eingangs angegebenen
Gattung so auszubilden, daß die Einspannlänge des Werkzeuges unabhängig von irgendwelchen Abweichungen
der Werkzeuglänge selbsttätig einstellbar ist.
Diese Aufgabe wird bei einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine mit den eingangs angegebenen
Merkmalen erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Bezugsfläche vorgesehen ist, mit der das freie Ende des
im Werkzeughalter lose gehaltenen. Werkzeugs selbsttätig in Anlage bringbar ist, um das Werkzeug in der
durch die Bezugsfläche definierten Lage festzusparinen. Jedem Werkzeug ist somit eine Bezugsfläche
zugeordnet. Wenn der Werkzeughalter das Werkzeug erfaßt, wird es zunächst lose gehalten, so daß es sich
relativ zum Werkzeughalter verschieben kann. Dadurch, daß das Werkzeug in Anlage mit der Bezugsfläche
gebracht und die Werkzeugspindel in eine Lage bewegt wird, in der sie einen vorgegebenen Abstand zur
ίο Bezugsfläche hat, wird erreicht, daß die Werkzeugspitze
immer einen genau vorgegebenen Abstand relativ zu einem auf die Werkzeugspindel bezogenen Fixpunkt
hat. Dieses Ausrichten des Werkzeuges an der Bezugsfläche erfolgt zweckmäßigerweise bei jedem
erneuten Einspannvorgang, sodaß irgendwelche Abnutzungen und hierdurch bedingten Längenänderungen des
Werkzeuges selbsttätig ausgeglichen werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen
beschrieben, von denen
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer numerisch
gesteuerten Werkzeugmaschine,
F i g. 2 ein Schnitt durch das Werkzeugmagazin gemäß der Darstellung in Fig. 1,
F i g. 3 ein Schnitt durch einen Arbeitskopf der in F i g. 1 dargestellten Werkzeugmaschine und
F i g. 4 ein Schnitt entlang der Linie IV-IV in F i g. 3
ist.
Die in Fig. 1 dargestellte numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine besteht aus einem Schlittentisch
101, der einen Spindelstock 102 trägt, sowie aus einem vertikalen Teil 103, an welchem ein Arbeitstisch 104
befestigt ist. Der Spindelstock 102 kann sich in zwei Richtungen bewegen; ein Querlaufschlitten 105 erlaubt
die Bewegungen über den Schlittentisch 101 parallel zum Arbeitstisch 104 und ein auf dem Querlaufschlitten
angeordneter Vorschubschlitten 106 erlaubt Bewegungen im rechten Winkel dazu, d. h. senkrecht zum
Arbeitstisch 104. Der Spindelstock 102 bildet einen Teil des Vorschubschlittens 106; er kann zwei Werkzeuge
107 und Taufnehmen, welche in noch zu beschreibender Weise in als Pinolen ausgebildeten Werkzeughaltern
109 und 2 eingeführt und darin gehalten werden. Der Arbeitstisch 104 besitzt einen Bewegungsfreiheitsgrad,
er kann in vertikaler Richtung bewegt werden; er ist Teil eines senkrechten Schlittens 113, der mit zehn
öffnungen, die zum Spindelstock 102 hin gerichtet sind, versehen ist. Zwei Werkstücke 115 und 116 sind am
Arbeitstisch 104 befestigt; weiter abwärts und rechts von den Werkstücken befinden sich zwei Klötzchen, an
denen Bezugsflächen 117 und 118 gebildet sind. Der Abstand zwischen den beiden Werkstücken 115 und 116
ist gleich dem Abstand zwischen den beiden Bezugsflächen 117 und 118, der wiederum dem Abstand zwischen
den beiden Pinolen 109 und 2 gleicht. Auf diese Weise kann die in F i g. 1 dargestellte Maschine zwei
Werkstücke gleichzeitig bearbeiten. Die Entfernung
zwischen den öffnungen 114 ist entsprechend ausgebildet;
der Abstand zwischen der ersten öffnung und der sechsten öffnung (wenn man die öffnungen fortlaufend
von einer Seite nach der anderen numeriert) ist der gleiche wie der zwischen den beiden Pinolen 109 und 2
und er ist identisch mit dem zwischen der zweiten und der siebenten öffnung, der dritten und der achten, der
vierten und der neunten und zwischen der fünften und der zehnten öffnung.
■ Der automatische Steuerungsmechanismus der Werkzeugmaschine ist in F i g. 1 nicht dargestellt;
lediglich ein Steuertisch 119 ist angedeutet; er ist von
bekannter Art und arbeitet nach bekannten Prinzipien, z. B. mittels eines Lochbandes oder eines Magnetbandes,
welches die Arbeitsinformationen enthält.
Gemäß Fig.3 ist die Pinole 2 mit dem Gußstück 1
verbunden. Innerhalb der Pinole 2 ist eine rotierende Spindel 3 angeordnet, und zwar mittels zweier
Traglager 4 und 5 und eines Kugellagers 6. Ein Haltering 7 ist in der Bohrung der Pinole 2 mittels Stiften 8
befestigt. Tellerfedern 9 trennen einen äußeren Laufring 10 des Traglagers 5 vom Haltering 7; wenn sie
zusammengedrückt werden, ergeben sie die Kraft, die erforderlich ist, um die Kugeln des Lagers 5 zwischen
dem äußeren Laufring 10 und der inneren Lauffläche 11 vorzubelasten, die in die Spindel 3 eingearbeitet ist,
sodaß ein axiales Spiel verhindert wird. Das Lager 4 hat ebenfalls einen äußeren Laufring 12, der in die Bohrung
der Pinole 2 paßt; eine innere Lauffläche 13 ist in die Spindel 3 eingearbeitet. Eine Abschlußmutter 14 ist
außen auf die Pinole 2 aufgeschraubt; sie liegt gegen den ! äußeren Laufring 12 an und liefert so die zur
Vorbelastung der Kugeln des Lagers 4 erforderliche Kraft. Das Lager 4 ist so ausgebildet, daß es jeden
vorwärts gerichteten axialen Druck aufnimmt, während das Lager 5 jeden rückwärts gerichteten axialen Druck
aufnimmt. Jedes der beiden Lager 4 und 5 ist durch eine Bohrung 15 und einen Umfangskanal 16 in der Pinole 2
mit einer Ölnebelschmierung versehen. Ein auf die Spindel 3 aufgeschraubter Führungsring 17 ergibt einen
Labyrinthkanal 18 zwischen Spindel 3 und Abschlußmutter 14; er verhindert so den Eintritt von Fremdmaterial
und bewirkt zugleich, daß nicht zuviel Öl austreten kann.
Am rückwärtigen Ende hat die Spindel 3 einen Teil 19 verringerten Durchmessers und eine Schulter 20. Ein
Abstandsring 21 drückt den inneren Laufring des Kugellagers 6 gegen die Schulter 20 und wird durch die
Nabe 23 eines Pelton-Rades 24 in seiner Lage gehalten. Die einzelnen Schaufeln des Rades 24, eines von einer
Öldüse angetriebenen Schnellaufrades, werden durch einen Gegenring 25 an der Nabe gehalten, welcher
wiederum durch eine Mutter 26 in seiner Stellung gehalten wird; die Mutter ist über einen Teil 27 weiter
verringerten Durchmessers der Spindel 3 geschraubt. Der äußere Laufring 28 des Kugellagers 6 wird in seiner
Stellung durch einen Haltering 29 gehalten, der mit der Pinole 2 verbunden ist. Das Kugellager 6 wird mittels
ölnebel geschmiert, der durch einen Spalt 30 zwischen der Spindel 3 und der Bohrung der Tellerfedern 9
eintritt.
Das vordere, d. h. in F i g. 3 linke Ende der Spindel 3 ist so durchbohrt, daß es auf das vordere Ende eines
Stirnrohres 34 paßt. Die vordere Umfangsfläche des Stirnrohres 34 bildet außen einen Kegelstumpf,
während das Rohr im Inneren mit einer Schulter 32 und einem konischen Teil 33 versehen ist. Ein Haltering 31,
welcher aus Montagegründen in 4 Quadranten geteilt ist, ist zwischen der Bohrung der Spindel 3 und dem
Kegelstumpf des Stirnrohres 34 angeordnet. Die Funktion des Ringes 31 ist es, einen festen Abschluß
zwischen Stirnrohr 34 und innerem Konus der Spindel 3 zu bewirken. Auf diese Weise kann sich das Stirnrohr 34
unter der Wirkung einer vorwärts gerichteten axialen Kraft nicht vorwärtsbewegen. Der hintere Umfang des
Stirnrohres 34 paßt gleitend in die Bohrung der Spindel 3. Ein Druckrohr 35 paßt ebenfalls gleitend in die
Bohrung der Spindel 3 und hat innen eine konische Fläche, deren Steigung entgegengesetzt zu der des
Konus des Stirnrohres 34 ist. Ein Spannfutter paßt in das Stirnrohr 34 und das Druckrohr 35. Das Spannfutter 36
hat ein vorderes, konisches Ende 37, welches mit dem Innenkonus des Stirnrohres 34 zusammenpaßt und ein
hinteres konisches Ende 38, welches mit dem Innenkonus des Druckrohres 35 zusammenpaßt. Eine Muffe 39,
mit Schlitzen 40 versehen, paßt innen in das Spannfutter 36. Das vordere Ende der Muffe 39 wird unter der
Wirkung einer Feder 41 gegen die Schulter 32 des Stirnrohres 34 gehalten. Die Feder 41 liegt an einer
Schulter 42 des Druckrohres 35 an.
Ein Werkzeug T paßt in die Muffe 39; sein rückwärtiges Ende hat eine Klaue 43, die in eine
Ausnehmung des Stempels 44 paßt. Eine Stoßstange 45 ist mit dem Stempel 44 mittels eines Stiftes 46
verbunden. Der Stempel 44 ist gegen Verdrehung gegenüber dem Druckrohr durch einen an einem Teil
größeren Durchmessers angeordneten Querkeil 47 gesichert. Der Stempel 44 ist jedoch gegenüber dem
Druckrohr 35 axial beweglich, da der Querteil 47 in verlängerten Führungen gleiten kann. Der Stempel 44
wird in seiner vorderen Lage durch eine Feder 48 gehalten, die gegen einen Kolben 49 anliegt, welcher
gleitend in der Bohrung der Spindel 3 angeordnet ist. Der Raum zwischen dem hinteren Ende des Kolbens 49
und einer Schulter 50 der Spindel 3 wird von Tellerfedern 51 eingenommen. Haltering 31, Stirnrohr
34, Klemmhülse 36, Druckrohr 35 und Kolben 49 sind so montiert, daß die Tellerfedern 51 sich in einem Stadium
der Kompression befinden und daher das Druckrohr 35 nach vorn drücken. Die Stoßstange 45 kann in einer mit
dem Kolben 49 einstückig ausgebildeten Zugstange 52 gleiten.
Die Stoßstange 45 sowohl als auch die Zugstange 52 erstrecken sich über das hintere Ende der Spindel 3
hinaus, in eine Ausnehmung 53 in einem hydraulischen Kolben 54 hinein, der in einem zusammengesetzten
Zylinder 55 gleitet. Eine durchgehende Kolbenstange 56 ist einstückig mit dem Kolben 54 ausgebildet; das
vordere Ende der Kolbenstange ist mit Bohrungen zur Aufnahme von zwei Stiften 57 und 58 versehen (vgl.
F i g. 4). Die Köpfe der Stifte 57 und 58 gleiten in Nuten 59 in einem vorderen Zylinderkopf 60 des Zylinders 55.
Auf das hintere Ende der Zugstange 52 ist ein Lagerring 61 geschraubt, sodaß seine Lage längs zur Zugstange
einstellbar ist.
Der Zylinder 55 besteht aus einer Büchse 62, an welcher der vordere Zylinderkopf 60 und ein hinterer
Zylinderkopf 63 befestigt sind. Endplatten 64 und 65 sind jeweils zwischen dem hinteren Zylinderkopf 63 und der
Büchse 62 zwischen dem vorderen Zylinderkopf 60 und der Büchse 62 angeordnet. Ringdichtungen 66 von
Kreisquerschnitt dichten den Zylinderinnenraum ab, sodaß die hydraulische Flüssigkeit nicht ausströmen
kann. Der vordere Zylinderraum ist über einen Kanal 67 in der Büchse 62 mit einem biegsamen Schlauch 68
verbunden, welcher unmittelbar die Verbindung zu einer hydraulischen Druckquelle von etwa 100 kg/cm2
herstellt. Der hintere Zylinderraum ist über einen Kanal 69 mit einem biegsamen Schlauch 70 verbunden, der
über einen nicht dargestellten Dreiwegehahn entweder mit der hydraulischen Druckquelle von etwa 100 kg/cm2
oder mit einem Tank verbunden werden kann.
Das hintere Ende der Kolbenstange 56 ist mit einer Verlängerung 71 versehen, welche sich durch eine mit
dem Gehäuse 1 verbundene Konsole 72 erstreckt. Eine
Feder 73 drückt die Kolbenstange 56 vorwärts und liegt zwischen der Konsole 72 und der Schulter 74 an. Die
Vorwärtsbewegung der Kolbenstange 54 wird durch einen Sprengring 75 auf der Verlängerung 71 eingeschränkt,
wenn dieser die Konsole 72 berührt.
Eine zweite Stoßstange 76 erstreckt sich durch die Kolbenstange 56 hindurch und ist mit einer Stoßfläche
77 an ihrem hinteren Ende versehen. Die Stoßfläche kann zwei Arme 78 bewegen, von denen nur einer in
F i g. 1 dargestellt ist Die beiden Arme 78 schwingen um w am Gehäuse befestigte Zapfen 79; wenn die Arme
entgegen dem Uhrzeigersinn um die Zapfen 79 geschwenkt werden, so betätigen sie Mikroschalter 80,
von denen wiederum nur einer in F i g. 1 dargestellt ist. Ein Anschlag 81 am hinteren Zylinderkopf 63
verhindert, daß die zweite Stoßstange 76 nach vorn über eine vorbestimmte Lage hinaus von einer Feder 82
bewegt werden kann, die zwischen der Wand 72 und den Armen 78 eingespannt ist; der Zweck dieser Feder 82 ist,
die Arme 78 und die Druckfläche 77 in Berührung miteinander zu halten.
F i g. 2 zeigt einen Schnitt durch den senkrechten Schlitten 113, welcher Schienen 146 zur Aufnahme eines
Magazins 147 hat. Die Rückseite, d.h. die in Fig.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 (Endanschlag und Verriegelungsmechanismus sind nicht
dargestellt). Gegenüber einer jeden der zehn öffnungen 114 befindet sich ein damit ausgerichtetes Loch 148 im
Magazin 147, welches ein Lager 149 aufnimmt. Das Lager 149 hat einen Flansch 150, mit dem es am Rücken
des Magazins 147 anliegt, mit dem es verstiftet ist (in F i g. 2 nicht dargestellt), um eine Bewegung gegenüber
dem vertikalen Schlitten 113 zu verhindern.
Eine Werkzeugaufnahme 151 sitzt mit einer Schulter 152 passend in dem Lager 149. Zwischen der Schulter
152 und einem Ansatz 153 des Lagers 149 ist eine Feder 154 vorgesehen, welche die Werkzeugaufnahme 151 fest
gegen einen Stift 155 hält. Die Werkzeugaufnahme 151 ist mit einem dünnwandigen Ansatz 156 versehen, in den
das Arbeitsende des Werkzeuges Tgestoßen wird. Die Bohrung des dünnwandigen Ansatzes ist so, daß sie
einen Festsitz mit dem Durchmesser des Werkzeuges ergibt, etwa 0,1 mm kleinen Da das Werkzeug Γ zwei
Schneidnuten 157 hat, wird in jeder zur Werkzeuglängsachse senkrechten Ebene nur eine Zweipunktberührung
zwischen dem Werkzeug T und dem Ansatz 156 entstehen. Infolge der dünnen Wand kann der Ansatz
sich in geeigneter Weise verformen und so das Werkzeug Γ fest greifen. Der Werkzeughalter 151 ist
aus einem geeigneten Kunststoff hergestellt.
Eine Abdeckung 158 in einem Rahmen 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 automatisch durch einen Keil (nicht dargestellt), welcher die Abdeckung
anhebt, wenn der vertikale Schlitten 113 in eine Lage
abgesenkt wird, in der die Längsachsen der Schneidwerkzeuge und die Pinolen 109 und 2 miteinander
ausgerichtet sind. Wenn die Maschine arbeitet, wird der Arbeitstisch 104 mit zwei Werkstücken 115 und 116
sowie dem Magazin 147 mit einer geeigneten Anzahl von Schneidwerkzeugen zwecks Ausführung der verschiedenen
Bearbeitungsgänge an den Werkstücken von Hand in die Maschine eingeführt und auf dem
vertikalen Schlitten 113 angeordnet Da die Maschine mit zwei Pinolen 109 und 2 zur gleichzeitigen
Bearbeitung der Werkstücke 115 und 116 versehen ist, wird also jeder Arbeitsgang doppelt ausgeführt. Bei der
folgenden Beschreibung wird nur eine Pinole 2 und ein Werkstück 116 behandelt werden, da die andere Pinole
109 natürlich alle Bewegungen und Arbeitsgänge in gleicher Weise ausführt. Wenn die Platte 104 und das
Magazin 147 sich in ihrer Lage befinden, ist die Maschine bereit, ihre automatische Arbeit zu beginnen.
Dann 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 soll,
nämlich über seine Lage in dem Magazin 147 und die Nominallage seines Arbeitsendes. Die tatsächliche
Länge differiert gegenüber der Nominallänge um den Betrag, den das Werkzeug bei früheren Arbeitsgängen
abgenutzt wurde oder um einen Betrag, der auf normalen Herstellungstoleranzen beruht. In den Zeichnungen
nicht dargestellte Servokräfte bekannter Ausbildung bewegen dann den vertikalen Schlitten 113
abwärts, bis sich die Achsen des Werkzeuges Tund der Pinole 2 in der gleichen horizontalen Ebene befinden;
dann bewegen die Servokräfte den Vorschubschlitten 106 seitlich, bis die beiden genannten Achsen sich in der
gleichen vertikalen Ebene befinden.
Wenn Spindelstock und Magazin sich in dieser Stellung befinden, so ist es wesentlich, daß die Spindel 3
steht bzw. aufgehört hat, sich zu drehen. Eine Bremse bekannter Art (nicht dargestellt) bewirkt ein Anhalten
der Spindel 3; diese wird durch einen Mikroschalter betätigt, wenn der vertikale Schlitten 113 abgesenkt
wurde, so daß die Achsen des Werkzeuges Γ und der Pinole 2 sich in der gleichen horizontalen Ebene
befinden. Wenn der vertikale Schlittentisch 113 abgesenkt wird, wird die Abdeckklappe 158 mittels des
nicht dargestellten Keils angehoben.
Während der Spindelstock sich bewegt, sorgen die auf dem Band befindlichen Informationen dafür, daß das
Spannfutter sich öffnet. Der Dreiwegehahn (nicht dargestellt) verbindet den Schlauch 70 mit dem Tank.
Der Druckunterschied zwischen Vorderseite und Rückseite des Zylinders 55 bewirkt, daß dieser sich
vorwärtsbewegt, bis das vordere Ende des vorderen Zylinderkopfes 60 gegen das rückwärtige Ende der
Mutter 26 anliegt. Während dieser letzten Bewegung ist die Kraft, die von der Feder 73 auf die Kolbenstange 56
ausgeübt wird, ausreichend, um den Kolben 54 festzuhalten und dadurch zu bewirken, daß der Zylinder
55 sich bewegt Sobald der Zylinder 55 zum Stillstand kommt, beginnt der Kolben 54 sich zurückzubewegen.
Wenn der Kolben 54 sich bewegt, so bewegen sich die Stifte 57 und 58 mit ihm, bis sie am Lagerring 61
anliegen, welcher sich dann rückwärts bewegt Die gesamte Rückwärtsbewegung des Lagerringes 61, der
Zugstange 52 und des Kolbens 49, welcher sich mit ihm bewegt, ist in der Größenordnung von 0,5 mm. Diese
Bewegung ist ausreichend, um die Tellerfedern 51 weiter zusammenzudrücken und auf diese Weise die
vorwärts wirkende Kraft zu beseitigen, die vom Kolben 49 auf das Druckrohr 35 ausgeübt wird. Sobald diese
vorwärts wirkende Kraft beseitigt ist, ist auch ihre radiale Komponente beseitigt, die durch die konischen
Enden 37 und 38 des Spannfutters 36 auf die geschlitzte Muffe 39 wirkt. Die Muffe 39 kann sich daher ausdehnen
auf ihren nicht zusammengedrückten Durchmesser und die Einspannvorrichtung ist geöffnet.
Wenn die Einspannvorrichtung geöffnet ist und die Spindel 3 und der Werkzeugschaft miteinander
ausgerichtet sind innerhalb einer Toleranz von etwa 0,075 mm, so bewegt sich der Spindelstock vorwärts,
d. h. gegen das Magazin 147, in eine vorbestimmte Lage. Die vorbestimmte Lage ist unterschiedlich entsprechend
der tatsächlichen Länge des ausgewählten Werkzeuges und wird durch die auf dem Band
befindlichen Informationen gesteuert. Wenn der Spindelstock sich vorwärts bewegt, so wird der Schaft des
Werkzeuges in die Muffe 39 eingeführt. Die Spindel 3 wird langsam gedreht durch öffnen des Steuerventiles
der hydraulischen Flüssigkeitsdüse (beide nicht dargestellt), weiche auf das Schaufelrad 24 wirkt Sobald die
Klaue 43 in die entsprechende Ausnehmung im Stempel 44 eingreift, wird die Spindel 3 angehalten. Der
Dreiwegehahn läßt dann Druck in den Schlauch 70 eintreten und so in den Teil des Zylinders 55 hinter dem
Kolben 54. Infolge des größeren Querschnittes des Raumes hinter dem Kolben 54 bewegt letzterer sich
vorwärts, bis sein vorderes Ende an der vorderen Endplatte 65 anliegt. Die Vorwärtsbewegung des
Kolbens 54 und der Kolbenstange 56 bewirken, daß auch die Zugstange 52 und der Kolben 49 sich vorwärts
bewegen. Wenn der Kolben 54 und der Zylinder 55 anhalten, etwa weil sich der Sprengring 75 an die
Konsole 72 anlegt, so wirken die Tellerfedern 51 wieder vorwärts und drücken gegen den Kolben 49. Dieser
Druck wird direkt auf das Druckrohr 35 übertragen.
Infolge des hinteren konischen Endes 38 des Spannfutters 36 und des entsprechenden Teiles der
Bohrung im Druckrohr 35 wird dieser Druck in eine Oberflächenkraft senkrecht zu den beiden Oberflächen
umgewandelt. Diese Querkraft hat dann zwei Komponenten, eine radial einwärts über den Umfang des
hinteren konischen Endes 38 des Spannfutters 36 gerichtete und eine vorwärts über den zylindrischen Teil
des Spannfutters 36 gerichtete. Die vorwärtsgerichtete Kraft wird durch das vordere konische Ende 37 und den
entsprechenden Teil der Bohrung des Stirnrohres 34 ähnlich in zwei Komponenten unterteilt, und zwar in
eine radial einwärts gerichtete Kraft, die um den Umfang des vorderen konischen Endes 37 wirkt und in
eine vorwärts gerichtete axiale Kraft; diese letztere vorwärts gerichtete axiale Kraft bewirkt, daß das
vordere konische Ende 37 in die konische Fläche 33 des Stirnrohres 34 gepreßt wird und daß der Haltering 31
zwischen das Stirnrohr 34 und den entsprechenden Teil 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 ist Die Radialkräfte können
die Muffe 39 nicht axial bewegen, während eine axiale Bewegung, die infolge der Reibung zwischen Spannfutter
36 und der Muffe 39 entstehen könnte, durch das Anliegen der Muffe 39 an der Schulter 32 des
Stirnrbhres 34 verhindert wird. Die Muffe 39 verbleibt so ortsfest in bezug auf die Spindel 3, während sie das
Werkzeug Tergreift
Nachdem das Werkzeug T ergriffen ist, bewegt sich
der Spindelstock 102 von dem Magazin weg und zieht dabei das Werkzeug Taus der Werkzeugaufnahme 151.
Der senkrechte Schlitten 113 hebt sich an und der Schlitten 105 läuft quer, bis das Zentrum der
Bezugsfläche 118 etwa ausgerichtet ist mit der Längsachse des Werkzeuges T; dann hören beide
Bewegungen auf. Der Spindelstock wird nun auf dem Schlitten 105 vorwärtsbewegt, bis er einen vorbestimmten
Abstand von der Bezugsfläche 118 hat und hält dann an. Dieser Abstand hängt von der Nominallänge des
Arbeitsteiles des Werkzeuges T ab. Während der
ίο Spindelstock sich gegen die Bezugsfläche 118 bewegt,
öffnet sich die Einspannvorrichtung in noch zu beschreibender Weise, so daß das Werkzeug T sich
entlang seiner Längsachse relativ zur Spindel 3 bewegen kann. Der vorbestimmte Abstand hängt ab
von den auf dem Band befindlichen Informationen und ist unterschiedlich je nach der Nominallänge des
Werkzeuges. Er ist jedoch immer geringer als die Nominallänge, so daß, wenn der Spindelstock sich seiner
vorbestimmten Endlage nähert, das vordere Ende des Werkzeuges an der Bezugsfläche anliegt. Weitere
Vorwärtsbewegung des Spindelstockes bewirkt, daß das Werkzeug sich rückwärts in bezug auf die Spindel 3
bewegt und daß der Stempel 44 sich gegen die Wirkung von Feder 48 und Stoßstange 45 rückwärts bewegt. Da
die Einspannvorrichtung geöffnet ist, befindet sich der Zylinder 55"in seiner vorderen Lage und verringert so
die Lücke zwischen der Stoßstange 45 und der zweiten Stoßstange 76. Eine Rückwärtsbewegung der Stoßstange
45 wird daher auf die zweite Stoßstange 76 übertragen, welche wiederum die Arme 78 entgegen
dem Uhrzeigersinn um deren Zapfen 79 schwenkt. Der vorbestimmte Abstand und die Nominallänge des
Werkzeuges sind so ausgewählt und aufeinander abgestimmt, daß die Bewegung der Arme 78 entgegen
dem Uhrzeigersinn nur an einem der Mikroschalter 80 einen Kontakt bewirkt Wenn das falsche Werkzeug
ausgewählt ist, so ergeben entweder beide Mikroschalter einen Kontakt oder keiner von beiden, ersteres,
wenn die Nominallänge des Werkzeuges zu groß ist, und letzteres, wenn die Nominallänge zu klein ist Nur wenn
der richtige Mikroschalter betätigt wird, wird die Werkzeugmaschine weitere auf dem Band befindliche
Informationen annehmen und ausführen. Auf diese Weise ist die Möglichkeit einer Beschädigung ausgeschlossen,
falls ein Werkzeug falscher Länge ergriffen wird.
Nach Beendigung des Bearbeitungsganges werden der Spindelstock und die leere Werkzeugaufnahme des
Magazins wieder miteinander ausgerichtet Der Spindelstock bewegt sich vorwärts, die Einspannvorrichtung
öffnet sich und das Werkzeug wird in die Werkzeugaufnahme eingeführt, wo es ergriffen wird. Der Spindelstock
bewegt sich rückwärts, das Werkzeug wird zurückgelassen und der Stempel 44 bewegt sich unter
der Wirkung der Feder 48 vorwärts. Der Spindelstock ist jetzt bereit, das nächste Werkzeug für den folgenden
Bearbeitungsgang aufzunehmen.
Obgleich eine Werkzeugmaschine beschrieben wurde wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, kann die Erfindung in
gleicher Weise für andere Werkzeugmaschinenarten angewendet werden. Beispielsweise kann der vertikale
Arbeitstisch drehbar sein, während der Spindelstock ebenfalls um 90° auf einem Kreisbogen bewegt werden
könnte. In diesem Falle könnte natürlich nur eine Pinole und nur ein Werkstück vorhanden sein.
Hierzu 3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine, bei der ein Werkzeug selbsttätig aus einem Werkzeugmagazin
entnehmbar und in einem Werkzeughalter festspannbar ist, dadurch gekennzeichnet,
daß eine Bezugsfläche (117; 118) vorgesehen ist, mit der das freie Ende des im Werkzeughalter (109; 2)
lose gehaltenen Werkzeugs (107;T) selbsttätig in Anlage bringbar ist, um das Werkzeug in der durch
die Bezugsfläche definierten Lage festzuspannen.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsfläche (117; 118) an
einem Träger (113) für das Werkstück (115; 116) befestigt ist.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine in Abhängigkeit
von einer Axialverschiebung des Werkzeuges (107:7} relativ zum Werkzeughalter (109; 2)
betätigbare Steuereinrichtung (77 bis 81) vorgesehen ist, die ein Signal abgibt, wenn die Länge des
Werkzeuges außerhalb eines vorgegebenen Bereichs liegt.
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