DE1477578C3 - Numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine - Google Patents

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 festzuspannen. 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

Fi g. 1 eine perspektivische Darstellung einer numerisch gesteuerten Werkzeugmaschine,

Fig. 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 F i g. 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 ι ο 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 (^nebelschmierung 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 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 8t 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.

Fig.2 zeigt einen Schnitt durch den senkrechten Schlitten 113, welcher Schienen 146 zur Aufnahme eines Magazins 147 hat. Die Rückseite, d. h. die in F i g. 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 T gestoßen wird. Die Bohrung des dünnwandigen Ansatzes ist so, daß sie einen Festsitz mit dem Durchmesser des Werkzeuges ergibt, etwa 0,1 mm kleiner. Da das Werkzeug T 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 T 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

ίο 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 T und 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), welche 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 Stirnrohres 34 verhindert wird. Die Muffe 39 verbleibt so ortsfest in bezug auf die Spindel 3, während sie das Werkzeug Tergreift

Nachdem das Werkzeug Γ 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

AfW SO ς 10

Claims (3)

Patentansprüche:

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;Τ; 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.