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Automatische Vilerkzeugwechselvorrichtutig Die :Lirfindung betrifft
eine automatische Werkzeugwechselvorrichtung, welche bei einer Werkzeugmaschine
Anwendung findet, um automatisch eine Anzahl von Werkzengen reihenweise aus einem
Speicher einer Spindel- oder Arbeitsstation zuzuführen und um diese Werkzeiare wieder
in den Speicher zurückzufördern. Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist insbesondere
für eine Verwendung bei automatischen Werkzeugwechselsystemen r;ee_isrnE:t, insbesondere
vrenn datenstesteuerte Werkzeugmaschinen vorrrc":,erteri sind.
Die bekannten Werkzeugwechsler, bei denen sich ein Spannglied um
den Umfang eines Werkzeughalters schliesst, begrenzen die Vielseitigkeit und die
Veränderlichkeit der Betriebsweise eines automatischen Werkzeugweehselsystems. Es
ist leicht ersichtlich, dass, wenn ein Greiflied sich radial gegen den Schaft eines
Werkzeughalters bewegen muss und ein Paar offener Arme oder Backen haben muss, die
den Halter umfassen können, der Greifer nicht durch eine Werkzeuglage hindurchgehen
kann, wenn diese Zage oder wenn diese Stellung von einem Werkzeug besetzt ist.
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Eine weitere Einschränkung oder Begrenzung, die durch die bekannten
Werkzeughalter und Greifer hervorgerufen werden, besteht darin, dass die offenen
Arme oder Backen des 'Greifers sich dem Werkzeughalter aus einer vorgegebenen Richtung
nähern müssen, damit die Greifarme od. dgl. einen Teil des Halters umfassen können.
Mit anderen Worten, die relative Bewegung zwischen einem Greifer und einem Werkzeughalter
muss derart sein, dass die Achse des Halters zwischen die Backen des Greifers od.
dgl. gebracht wird.
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Ein weiterer Nachteil der bekaaynten Vorrichtungen liegt in der Übergabe
eines Werkzeuges von einer Greifvorrichtung zu einer anderen. Wenn eine erste Greifvorrichtung
den Umfang eines Werkzeughalters umfasst und wenn der Halter eineroveiten Greifvorrichtung
übergeben werden soll, so . mu::a die letzte Greifvorrichtung das Werkzeug an einer
Stelle
umfassen, die axial getrennt von der Stelle liegt, an der
die erste Greifvorrichtung den Halter umfasst. Wenn es also gewünscht ist, ein Werkzeug
von einer Greifvorrichtung auf eine identische Greifvorrichtung zu übertrage., welche
die gleiche axiale Zage gegenüber dem Werkzeug haben soll, wie die erste Greifvorrichtung,
so ist es erforderlich, ein zwischengeschaltetes Greifglied vorzusehen, welche das
Werkzeug aus dem ersten Greifer in den zweiten übergibt.
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Es ist ein Ziel der Erfindung, einen Werkzeughalter zu schaffen, welcher
einen neuartigen Greif- oder Spannteil aufweist und neuartige Greif- oder Spannglieder
zu schaffen, :die mit den Greif- oder Spannteilen zusammen arbeiten und durch welche
die im Vorstehenden aufgeführten Nachteile behoben werden und welche eine grössere
Vielseitigkeit und eine grössere Veränderlichkeit automatischer Werkzeugwechslerbewegungen
ermöglichen.
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Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Werkzeughalter und mit
diesen zusammenwirkende Greif- oder Spannmittel zu schaffen, durch welche es möglich
ist, dass eine Werkzeugweohselvorrichtung, die diese Teile aufwKet, durch
eine Werkzeugetellung oder Werkzeuglage auch dann hindurch gehen kann, wenn diese
Stellung oder Zage durch ein Werkzeug
besetzt ist.
Ein weiteres
Ziel der Erfindung,.iat in der Schaffung von Halter und Greif erteilen zu sehen,-mit
denen es möglich ist, sich einem Werkzeug im wesentlichen aus jeder Richtung zu
nähern und dieses Werkzeug im wesentlichen in jeder "Richtung zu ergreifen.
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Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung von Werkzeughalter-
und Greiferteilen, welcheles möglich machen, dass zwei gleiche Greifer am gleichen
Halter zur gleichen Zeit angreifen, wobei die Greifer gegenüber dem Halter axial
zueinander in Flucht liegen.
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Es ist weiterhin Ziel der Erfindung' einen Werkzeughalter zu schaffen,
welcher Spann- oder Greifzonen aufweist, die sich im allgemeinen radial zur Achse
des Halters erstrecken und Greif- oder Spannmittel zu schaffen, die auf diese Greif-
oder Spannzone einen Spanndruck in einer Richtung im allgemeinen parallel zur Achse
des Halters ausüben.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist ein Werkzeughalter
vorgesehen, der Planschteile aufweist, die sich vom Schaft des Halters in einer
im allgemeinen radialen Richtung nach aussen erstrecken und die einander gegenüberliegende
Greif- oder Spannoberflächen haben. Die Flansehteile können beispielsweise aus zwei
Plansehen bestehen, die in Umfangerichtung um 180 o von einander entfernt
angeordnet
sind und die in der gleichen Transversalebene liegen. Es kann aber auch ein kontinuierlich
durchlaufender Flansch vorgesehen sein, der@sich um den Umfang des Halters herum
erstreckt. In Verbindung mit einem derartigen Halter können Greif- oder Spannglieder
vorgesehen sein, die ein Paar Backen haben, die die gegenüberliegenden Flächenteile
des Flansches ergreifen. Diese Backen sind derart eingerichtet, dass sie beim Einspannen
oder beim Ergreifen in einer Richtung im allgemeinen parallel zur Achse des Werkzeughalters
sich bewegen.
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Der Greifer oder das Spannglied kann in der Ebene des Flansches derart
bewegt werden, dass dieser sich dem Flansch von ,jeder Richtung her nähern kann.
Der Greifer kann durch eine Werkzeugstellung oder Werkzeuglage hindurchgehen, wenn
diese Stellung oder Zage von einem Werkzeug besetzt ist. Dies ist dadurch möglich,
dass der Flansch am Halter frei zwischen den Spannbacken des Greifers hindurchgehen
kann, so lange sich die Spannbacken in ihrer geöffneten Stellung befinden. Zwei
identische Greifer können gleichzeitig an in Umfangsrichtung voneinander getrennten
Teilen des Flansches eingreifen. Dadurch ist die Zwischenschaltung einer Zwischenstation
überflüssig, wenn ein Werkzeug oder ein Werkzeughalter von einem Greifer einem anderen
übergeben werden soll.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist die Schaffung
eines Verfahrens zur Übertragung eines Werkzeuges oder eines Werkzeughalters von
einem Greif- oder Spannglied auf ein anderes Greif- oder Spannglied.
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In den Figuren der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung
schematisch dargestellt. Es zeigen:
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht einer Betriebsphas e bei der
ein Werkzeug in dem in 1'ig. 2 gezeigten Werkzeughalter angeordnet ist und in welcher
zwei im wesentlichen gleiche Greifer an entsprechenden Flanschteilen angreifen,
die sich im allgemeinen radial vom Schaft des Halters nach aussen erstrecken, Fig.
6 eine perspektivische Ansicht des in Fig. 5 gezeigten Werkzeugs und Werkzeughalters
um 90o um seine eigene Achse gedreht, wobei ein Greifer an einem Flanschteil in
Eingriff steht und wobei eine Anzahl von Pfeilen einige der verschiedenen Richtungen
andeuten, aus denen sich der Greifer dem Halter nähern kann, Fig. 7 eine Seitenansicht
einer weiteren Ausführungsform eines Verkzeughalters, bei welchem sich ein Flansch
kontinuierlich um den Umfang des Werkzeughalters erstreckt Fig. 8 eine Seitenansicht
einer weiteren Ausführungsform eines werkzeughaltere, bei welchem ein Paar am Umfang
voneinander getrennt angeordnete Flanschteile mit Zähnen
auf einer ihrer
Fläohen versehen sind und wobei ein Greifglied an einem der Backen mit komplementären
Zähnen versehen ist,
Es soll zuerst eine allgemeine Beschreibung eines Werkzeug.. wechselsystems
gegeben werden. Fig. 1 ist eine Seitenansicht eines Werkzeugwechseleystems im wesentlichen
in schematischer Form. Mit 30 ist ein Teil einer Matrix oder eines Werkzeugspeichergliedes
bezeichnet. Der Werkzeugspeicher 30 kann beispielsweise eine grosse kreisförmige
Seheibe sein, die eine Anzahl um den Umfang herum voneinander getrennt angeordnete
Sockel 32 aufweist. Der Speicher 30 kann um eine horizontale Achse 33 drehbar sein,
um jeden der Sockel 32 in eine vorbestimmte Zage zur Aufnahme oder Entnahme eines
Werkzeugs zu bringen,
ist mit einem Greifer 37 versehen, der Backen 45 und 46 aufweist.
Die Backen 45 und 46 sind in gegenüberliegende Flächen
des oberen Planschteiles
41 eingreifend dargestellt.
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Das Schützglie d 44 isst in seiner äussersten Zage auf der rechten
Seite strichpunktiert dargestellt und in seiner äussersten Zage auf der linken Seite
mit ausgezogenen Linien. Das Schützglied 44 ist aus einer dieser Lagen in die andere
längs einer Schiene oder längs anderer Führungsmittel beweglich. Das Schützglied
kann von einem Kettenantrieb oder durch andere geeignete nicht dargestellte Antriebsmittel
angetrieben werden. Ein in zwei Richtungen wirkender Zylinder 58 ist vorgesehen,
um das Greifglied 37 des Schützgliedes anzuheben oder abzusenken, wenn sich das
Schlitzglied in seiner Endstellung auf der linken Seite befindet. Ein Ansatz 60
des Greifgliedes 37,wird von einem Haken 61 ergriffen, der am unteren Ende eines
Kolbens angeordnet ist. Der Kolben kann sich im Zylinder 58 hin und her bewegen.
Das Greifglied 37 wird innerhalb des Schützgliedee in einer nicht dargestellten
Führung.auf und ab bewegt: Ein Übertragungsarm 50 ist in seiner rechtsseitigen Lage
mit ausgezogenen Linien dargestellt und in seiner linksseitigen Tage strichpunktiert.
Der Arm 50 ist axia'. durch einen kurzen Hub beweglich und ist ebenfalls um seine
horizontale Achse drehbar. Der Übertragungsarm 50 ist an jeden seiner Baden mit
einem Greiferglied ausgerüstet. Ein
derartiges Greiferglied weist
Backen 51 und 52 und das andere Greiferglied Backen 53 und 54 auf. Ein Betätigungsglied
63 und eine Druckfeder 64 sind dargestellt, welche die Backen in die geschlossene
Stellung drücken. Zugfedern 65 und 651 sind vorgesehen, um die Backen zu öffnen,
wenn eine mit dem Betätigungsglied 63 verbundene Zugstange 66 axial nach hinten
mittels einer Hydraulik oder mittels anderer nicht dargestellter Bewegungsmittel
gezogen wird. Eine Spindel einer Werkzeugmaschine ist allgemein mit 55 bezeichnet.
56 ist eine Spannanordnung zur Halterung eines Werkzeuges in der Spindel. Die Spannanordnung
56 weist eine Anzahl von Spannfingern 67 auf, die am Knopf 35 eingreifen, wenn die
Finger durch nicht dargestellte Spannfutterbetätigungsmittel axial nach hinten gezogen
werden. Ein Auswerfer 57 ist innerhalb der Finger 67 axial beweglich angeordnet.
Wenn die Finger 67 zur Freigabe eines Werkzeughalters 34 nach vorn verschoben werden,
stösst der Auswerfer 57 gegen die hintere Fläche des Knopfes 35 und unterstützt
das Abzielen des Halters aus der Spindel.
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Als Beispiel sei eine Betriebsfolge des in Pig. 1 dargestellten Werkzeugwechselsysteme
beschrieben. Es sei angenommen, dass sich ein Werkzeug 34 in der Spindel 55 befindet
und dass es gewünscht ist, dieses Werkzeug in den Speicher 30 zurückzuführen und
ein anderes Werkzeug aus dem Speicher 30 für
eine weitere Bearbeitung
in die Spindel zu bringen. Es sei ferner angenommen, dass sich das Schützglied 44
in seiner Endlage auf der rechten Seite befindet, wobei die Backen 45 und 46 offen
sind. Der Speicher 30 wird nun gedreht, bis sich ein ausgewähltes Werkzeug in der
Lage befindet, in welcher dessen Flanschteil 41 zwischen den offenen Backen 45 und
46 liegt. Wenn diese Zage erreicht ist, wird der Speicher angehalten. Diese Betriebsphase
kann durch automatischer Steuermittel, die nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung
sind, gesteuert werden.
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Wenn sich das ausgewählte Werkzeug in einer Zage befindet, in welcher
-dessen Planschteil 41 zwischen den Backen 45 und 46 angeordnet ist, werden die
Backe 45 und 46 geschlossen und das Werkzeug wird im Speicher durch Betätigung des
Magneten 40 frei gegeben. Danach wird das Schlitzglied 44 in seine andere Endlage
auf der linken Seite gebracht. Während dieser Betriebsphase befindet sich der Übertragungsarm
50 normalerweise@in einer neutralen Stellung. D. h. dieser Arm befindet sich in
seiner auf der rechten Seite dargestellten Lage und ist gegenüber der in Fig. 1
gezeigten Stellung um 90o gedreht, sodass dieser Arm im wesentlichen horizontal
liegt. Falle gewünscht, kann die neutrale Lage eine andere als die horizontale sein.
In der neutralen Lage muss lediglich dieser Arm ausreichend aus der in fig. 1 dargestellten
Lage heraus gedreht sein, damit kein Zusammeneto:,a mit einem Werkzeug stattfinden
kann, welches vom
Sehützglied herangeführt wird.@Es ist zu erkennen,
dass ein aus dem Speicher 30 ausgewähltes Werkzeug in eine Zwischenstellung gebracht
worden ist, aus welcher dieses Werkzeug in die Spindel überführt werden kann.
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Die bisher beschriebene Betriebsphase kann durchgeführt werden, während
sich in der Spindel noch ein Werkzeug befindet, mit welchem eine Bearbeitung durchgeführt
wird. In diesem Fall kann das neue oder ausgewählte Werkzeug in einfacher Weise
in einer Zwischenstellung durch die Backen 45 und 46 gehalten werden, bis die Spindel
55 angehalten wird. Falls ein Werkzeug oder ein Werkzeughalter statt mit einem kontinuierlichen
Flansch, wie in fig. 7 dargestellt, mit einem Paar voneinander getrennter Planschgreifzonen,
wie beispielsweise 41 und 42, versehen ist, ist es erforderlich, Registermittel
vorzusehen, um die Spindel in der Weise anzuhalten, dass die Flanschteile am Werkzeughalter
in senkrechter Zage angeordnet sind. Derartige Registermittelsind jedoch nicht Gegenstand
der vorliegenden Erfindung. Wenn sich das Schützglied 44 in der Endlage auf der
linken Seite befindet und ein neu ausgewähltes Werkzeug in seinen Spannbacken hält
und wenn die Spindel 55 abgestoppt ist, werden die Spannbaoken 51, 52, 53 und 54
des Übertragungsarmes 50 geöffnet und der Übertragungsarm 50 wird aus seiner neutralen
Zage in eine vertikale Zage gedreht. In dieser Zage umfassen die Spannbacken 51
und 52 den unteren Flanschteil 42 des neu ausgewählten Werkzeugen.
Die
Spannbacken 53 und 54 umfassen den oberen Flanschteil am Werkzeug, welches in der
Spindel 55 angeordnet ist. Nach Erreichen dieser Lage werden die Spannbacken des
Übertragungsarmes 50 geschlossen. Die Spannbacken 45 und 46 des Schützgliedes 44
werden dann geöffnet und der Greifer 37 wird vom Zylinder 58 angehoben.
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Es sei bemerkt, dass de r. Zweck des Anhebens des Greifers 37 durch
den Zylinder 58 der ist, diesen Greifer vom oberen Flanschteil des Werkzeughalters
abzuheben, der von den Spannbacken 51 und 52 des Übertragungsarmes ergriffen ist.
Dadurch kann der Übertragungsarm 50 axial nach links bewegt werden, ohne dass ein
Zusammenstossen mit den Spannbacken 45 und 46 des Sahützgliedes stattfindet. Es
ist klar, dass andere Bewegungen des Greifers des Schützgliedes vorgesehen sein
können, um dem vorgenannten Zweck zu dienen. Beispielsweise kann der Greifer 37
am Schutzglied 44 aasgelenkt sein. In diesem Falle kann der Greifer 37-aus der in
Fig. - 1 dar-. gestellten Lage herausgeschwenkt werden, um eine axiale Bewegung
des Übertragungsarmes 50 nach der Aufnahme eines Werkzeuges aus diesem Greifer zu
ermöglichen..
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Wenn der Greifer 37 angehoben ist, wird die Spannvorrichtung 56 betätigt,
.um das Werkzeug in der Spindel frei zu geben. Der Übertragungsarm 50 wird axial
nach links bewegt und zwar um eine Strecke, die ausreicht, um des bisher verwendete
Werkzeug aus der Spindel abzuziehen. Der Ausstossar 57
unterstützt
das Abziehen des bisher verwendeten Werkzeuges und wird zu diesem Zweck nach links
bewegt und stösst gegen den Knopf 35 am Werkzeug bezw. am Werkzeughalter. Der Übertragungsarm
50 wird dann um 180o gedreht und in seine rechtsseitige Stellung zuriickgebracht.
Dadurch wird das neu ausgewählte Werkzeug in die Spindel eingesetzt. Danach wird
die Spannvorrichtung 56 geschlossen. Der Greifer 37 des Schätzgliedes 44 wird abgesenkt.
Die Spannbacken 45 und 46 des Greifers 37 werden um den oberen Flanschteil des Werkzeuges
geschlossen,, welches von der Spindel abgezogen worden ist.
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Nachdem auf diese Weise ein neues Werkzeug in die Spindel 55 eingesetzt
wurde und nachdem das bisher verwendete Werkzeug aus der Spindel abgezogen wurde,
werden die Spannbacken 51, 52, 53 und54 des Übertragungsarmes geöffnet. Der Übertragungsarm
50 wird dann aus seiner senkrechten Stellung in eine neutrale Zage gedreht. Das
Schätzglied 44 wird dann in seine rechtsseitige Endlage zurückbewegt und dadurch
wird das bisher verwendete Werkzeug in einen freien Sockel 32 im Speicher 30 gebracht.
Dieses Werkzeug wird automatisch in diesem freien Sockel durch die Klinke 36 festgehalten.
Die Spannbacken 45 und 46 des Bohützgliedes werden dann geöffnet. Danach kann der
Speicher in der Weise betätigt werden, dass das nächste Werkzeugs
welches in die Spindel gebracht werden soll# ausgesucht wird.
Fig.
2 zeigt einen Werkzeughalter 34, der zwei Flatischteile 41 und 42 aufweist. Der
Werkzeughalter 34 hat einen Körperteil, der ein konisch verlaufendes Ende 70 aufweist.
Dieses konisch verlaufende Ende 70 wird von der Spindel einer Werkzeugmaschine aufgenommen.
Der Werkzeughalter 34 weist ferner einen Schaft 72 auf, der mit einer Bohrung 73
zur Aufnahme eines Werkzeuges versehen ist. Weiterhin hat der Werkzeughalter 34
einen mittleren Teil, von welchem sich die flanschteile 41 und 42 fort erstrecken.
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Der Planschteil 42 weist eine kreisförmig gebogene Umfangswandung
74, eine hintere Fläche 75 und eine vordere Fläche 76 auf. Der sich radial einwärts
erstreckende Teil der vorderen Fläche 76 ist gegen die hintere Fläche 75 geneigt.
Dadurch wird ein stärker radialer äusserer Planschteil gebildet, welcher eine bessere
Spannwirkung zwischen einem Paar Spannbacken und dem Flansch ergibt. Die hintere
Fläche 75 verläuft im allgemeinen senkrecht zur Längsachse des Werkzeughalters Es
sei bemerkt, dass die vordere Fläche 76 an einem flachen Schulterteil 78 endet.
Die hintere Fläche 75 endet an einer Schulter 80. Der auf der gegenüberliegenden
Seite angeordnete Flanschteil 41 ist im wesentlichen gleich ausgebildet, wie der
Planschteil 42 und weist eine äussere kreisförmig gebogene Umfangswandung 829 eine
hintere Fläche 839 die senkrecht zur Achse des Halters verläuft, eine geneigte vordere
hläehe 84 und Schulterteile 85 und 86 auf. Be sei bemerkt, dese
die
Neigung der vorderen Flanschflächen 76 und 84 lediglich eine Ausführungsform der
Erfindung darstellen. Falls gewünscht, können die vorderen 2lanschflächen parallel
zu den hinteren Flanschflächen 75 und 83 verlaufen.
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Ein Paar U-förmiger Aussparungen ist im Halter zur Aufnahme entsprechender
Vorsprünge bestimmt, die an der Werkzeugmaschinenspindel angebracht sind, um eine
zwangsläufige Antriebsverbindung zwischen dem Werkzeughalter und einer Spindel zu
schaffen, in der der Halter angeordnet ist. Eine derartige Aussparung ist bei 90
dargestellt und eine gleiche Aussparung ist in Umfangsrichtung um 180o versetzt
angeordnet.
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Das hintere Ende des konisch verlaufenden Teiles 70 ist mit einer
Bohrung zur Aufnahme eines Knopfes 35 versehen. Der Knopf 35 hat einen mit einem
Gewinde versehenen Schaft 91, der von dieser Bohrung aufgenommen wird. Der Knopf
dient zur Halterung des Werkzeughalters im Speicher und in der Werkzeugmaschinenapindel.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen die Art und Weise,.in welcher ein Greifglied
einen der Plansehteile 41 und 42 erfassen kann. Es ist ein Greifer 42 dargestellt,
der ein Paar Arme 93 und 94 aufweist. Das Ende des Armes 93 weist eine Backe 95
auf und das Ende des Armee 94 eine Backe 96. Die Backe 96
hat eine
innere Fläche 98, die gegenüber dem Arm 94 geneigt ist und die der geneigten Flanschfläche
76 entspricht. Die Backe 95 weist eine innere Fläche 100 auf, welche im a11-genleinen
parallel zum Arm 93 verläuft, sodass sie der Flansch! fläche 75 entspricht.
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Die Arme 93 und 94 sind mittels eines Bandes 102 miteinander verbunden.
Das Band 102 ist am Arm 94 mittels eines Zapfens 103 angelenkt. Am anderen Arm 93
ist das Band 102 mittels einer Schraube 104 befestigt. Die Enden des Bandes 102
liegen in entsprechenden Schlitzen in den Seiten der Arme 93 und 94. Das untere
Ende des Bandes 102 wird von einem Schlitz 105 aufgenommen, der lediglich etwas
breiter ist als das Band. Das obere Ende des Bandes liegt in einem Schlitz 106,
der derart bemessen ist, dass ein ausreichendes Spielgeschaffen wird, welches eine
begrenzte Schwenkbewegung zwischen dem Band und dem Arm 94 ermöglicht. Ein dem Band
102 entsprechendes Band ist vorgesehen, um die gegenüberliegenden Seiten der Arme
93 und 94 miteinander zu verbinden. Aus dem Vorstehenden ist zu entnehmen, dass
der Arm 94 um den Gelenkzapfen 103 geschwenkt werden kann, sodass die Backen 95
und 96 geöffnet und geschlossen werden können.
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Die Backen sind in Fig.3 iä der geöffneten Lege und in Fig. 4 in der
geschlossenen Lage gezeigt. Bei einer bevorzugten Ausführungsform werden die Backen
in die geschlossene Zage durch eine Druckfeder oder durch Druckfedermittel gedruckt.
Als
schematische Darstellung derartiger Druckfedermittel ist eine Druckfeder 107 gezeigt,
die zwischen. den. Armen 93 und 94 einwärts vom Arm 102 angeordnet ist. Um die Backen
in eine geöffnete Stellung zu bringen, können nicht dargestellte hydraulische Betätigungsmittel
oder andere geeignete Kraftantriebsmittel vorgesehen sein. Es sei bemerkt, dass
die Druckfeder 107 lediglich als ein Ausführungsbeispiel gezeigt ist. Andere .Anordnungen
zum Schliessen einer Anzahl von Greifbacken sind beispielsweise in Fig. 1 dargestellt.
Bei der dort ausgestellten Ausführungsform ist eine Druckfeder 64 vorgesehen.
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Die Fig. 5 und 6 zeigen als Beispiel verschiedene Arten der Zusammenarbeit
zwischen den Greifgliedern und dem mit einem Flansch versehenen Werkzeughalter 34.
Fig. 5 zeigt den mit einem Flansch versehenen Werkzeughalter 34, bei welchem ein
Werkzeug A in der Bohrung 73 angeordnet ist. Weiterhin ist gezeigt, dass
zwei im wesentlichen identische Greifglieder die gegenüberliegenden Planschteile
41 und 42 erfassen. Die' beiden Greifer sind allgemein mit 9.2 und 92' bezeichnet.
Jeder dieser Greifer weist eine abgeänderte Form von Bandgliedern auf, die mit 109
und lO9t bezeichnet sind. Fig. 5 zeigt weiterhin ein Verfahren zur Übertragung eines
Werkzeuges gemäss der Erfindung, wobei das Werkzeug in einem ersten Greifglied 92
durch Schliessen der Backen 95 und 96 gehalten wird, die die gegenüberliegenden
Flächen des Planschteils 41 erfassen. Die Backen sind gegeneinander
in
einer Richtung beweglich, die im allgemeinen parallel zur Achse des Werkzeughalters
34 verläuft, um einen Greif-oder Spanndruck auf den Flansch auszuüben. Ein zweites
Greifglied 921 wird dann im wesentlichen in axialer Flucht zum ersten Greifer angeordnet,
wobei dessen Backen 95' und 96' den gegenüberliegenden Plansch 42 umfassen. Diese
Backen werden gegeneinander in einer Richtung bewegt, die im allgemeinen parallel
zur Achse des Werkzeughalters verläuft, um einen Spann- oder Greifdruck auf diesen
flanschteil auszuüben. Auf diese Weise können beide Greifer gleichzeitig am Werkzeughalter
34 zum Eingriff gebracht werden. Die beiden Greifer ergreifen in Umfangsrichtung
voneinander getrennte Teile eines.Flansches am Halter 34. Die Backen des ersten
Greifers 92 können dann geöffnet werden, um die Übergabe des Werkzeuges*von einem
Greiser auf den anderen abzuschliessen. Es ist zu erkennen, dass das Werkzeug zwischen
zwei im wesentlichen identischen Greifern übergeben werden kann, ohne dass die relative
axiale Zage zwischen dem Werkzeug und dem Greifer verändert wird und ohne dass es
erforderlich ist, eine Zwischenstation einzuschalten.
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Fig. 6 zeigt den Werkzeughalter 34 und ein Werkzeug A.
Beide
Teile werden durch einen Einzelgreifer 9 2 gehalten. Es ist eine Anzahl von Pfeilen
eingezeichnet, die Beispiele einiger der verschiedenen Greiferbewegungen anzeigen,
die durch die Erfindung ermöglicht sind. Der Greifer 92 kannt wenn die Hacken 95
und 96 geöffnet sind, den Planschteil 41
von oben von jeder Seite
oder längs eines geneigten Weges erfassen. Dies ist möglicht so lange der Greifer
im wesentlichen in der Ebene des Flansches angeordnet ist. Gleiche Bewegungsmöglichkeiten
sind selbstverständlich auch für den Greifer mögliche der sich dem gegenüberliegenden
Flanschteil 42 nähert.
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Gemäss der Erfindung kann ein Werkzeughalter oder ein Werkzeug oder
ein Werkstück mit einem vorspringenden Teil versehen sein, welches Greif- oder Spannzonen
aufweist und welches gegenüber der Längsachse des Halters geneigt ist. Diese Ausführung
unterscheidet sich grundsätzlich von der . bekannten Art des Erfassens eines Werkzeuges.
um dessen Umfang herum. Bei der dargestellten bevorzugten Ausführungsform weist
der Vorsprung einen Flansch auf, welcher im wesentlichen senkrecht zur Achse des
Halters verläuft und welcher durch die Bewegung eines Paares von Backen ergriffen
wird, die sich in einer Richtung im allgemeinen parallel zur Achse des Halters gegeneinander
bewegen. Es können auch andere Ausführungsformen vorgesehen sein und einige Beispiele
anderer Ausführungsformen der Erfindung sollen nun beschrieben werden.
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Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform eines Werkzeughalters, der
einen Schaft 112, einen konisch verlaufenden Teil 1139 einen Knopf 114 und einen
kontinuierlichen Flansch
115 aufweist, welcher den Schaft vollständig
umgibt. Der Flansch 115 weist eine hintere ringförmige Fläche 117 auf, die im allgemeinen
senkrecht zum Schaft verläuft. Weiterhin weist der Flansch 115 eine vordere ringförmige
Fläche 118 auf, welche geneigt ist, um am radial äuaeeren Teil des. Flansches einen
dickeren Abschnitt zu bilden. Die ringförmige Fläche 118 bildet auf diese Weise
den Mantel eines Kegelstumpfes. Vorzugsweise sollte ein Greifglied zur Verwendung
mit dem in Fig. 7 gezeigten Verkzeughalter eine Backe aufweisen, die eine Greiffläche
hat, welche der Konfiguration der Flanschfläche 118 entspricht: Fig. 8 zeig- eine
weitere Ausführungsform eines Werkzeughalters.und eines entsprechenden Greifers,
wobei der Werkzeughalter ein Paar Flanschteile 120 und 122 aufweist. Die Flanschteile
120 und 122 haben hintere Flächen 123 und 134. und geneigte vordere Flächen,125
und 126. Entsprechende Greiferbaeken sind mit 127 und 128 bezeichnet. Diese Greiferbacken
weisen innere Flächen 129 und 130 auf. Die Fläche 130 ist entsprechend der Neigung
der Flanschflächen 125 und 126 geneigt. Die geneigten Planschflächen 125 und 126
und die entsprechende Greiferbackenfläche 130 sind mit Rifflungen oder mit Verzahnungen
versehen, welche sich im wesentlichen in Sehnenrichtung über die Flächen erstrecken.
Dadurch wird eine wirkungsvollere Kupplung geschaffen, @,gnn die Backen. die Plansohfläahen
ergreifen,
Fig. 9 zeigt eine weitere abgeänderte Ausführungsform
der Erfindung: Der Werkzeughalter weist ein Paar Flanschteile 132 und 133 auf. Diese
Planschteile haben hintere Flächen 134 und 135 und vordere Flächen 136 und 137.
Die hinteren und vorderen Flächen verlaufen parallel und im wesentlichen senkrecht
zur Längsachse des Halters. Entsprechende Greiferbacken sind mit 138 und 140 bezeichnet
und diese Greiferbacken weisen innere Flächen 141 und 142 auf. Bei dieser Ausführungsform
hat die Greiferfläche 142 einen. transversalen Vorsprung oder eine transversale
Rippe 144, die aus dieser Fläche vorsteht. Diese Rippe kann in einer von zwei entsprechenden
Aussparungen 145 aufgenommen werden. Diese Auesparungen oder Schlitze 145 sind in
den vorderen Planschflächen 136 und 137 ausgebildet.
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Bei der in Fig. 9 dargestellten Ausführungsform weist das Glied 144
eine transversale Rippe auf. Es ist klar, dass dieses Glied ein vorspringender Zapfen
mit kreisförmigem Querschnitt oder ein Zapfen mit einem konischen Endteil sein kann
oder dass dieses Glied verschiedene andere gewünschte Formen annehmen kann. Der
Zweck dieser Anordnung ist, Mittel zu schaffen, die eine zwangsläufige Halterunge-Wirkung
hervorrufen, wenn die Greiferbacken gegen die Flanschflächen anliegen. In jedem
Fall kann die Aussparung 145 derart ausgebildet sein, dass diese der ausgewählten
Form den vorspringenden Gliedes entspricht.
Bei der in Fig. 10
dargestellten Ausführungsform kann der Flansch oder - falls gewünscht - der Schaft
eines Werkzeughalters mit einer Aussparung versehen sein, um innere Flächenteile
zu schaffen, gegen welche Elemente des Greifergliedes gedrückt werden können. Der
dargestellte Werkzeughalter weist einen kontinuierlichen flansch 147 auf, der mit
zwei parallelen Schlitzen 148 und 149 versehen ist. Der Schlitz 148 hat einen flachen
Bodenteil 150 und parallele Seitenwandungen 151 und 152 und der gegenüberliegend
angeordnete Schlitz 149 weist einen flachen Bodenteil 154 und ein Paar paralleler
Seitenwandungen 155 und 156 auf. Es ist klar, dass bei ausgesparten oder inneren
Planschflächen - wie beispiels-weise 151 und 152 - es erforderlich ist, Greifmittel
zu verwenden, die derart ausgebildet sind, dass sie nach dem Eintritt in den Raum
zwischen den Flanschflächen abgespreizt werden können. Ein derartiger Greifer ist
bei 160 gezeigt und weist ein Paar von Keilgliedern 162 und 163 auf. Wenn diese
Keilglieder in Längsrichtung relativ zueinander bewegt werden, werden die äusseren
Keilflächen seitwärts voneinander wegbewegt. Diese Glieder können in den Schlitz
148 eingefilhrt und dann gespreizt oder ausgedehnt werden, um einen Greif- oder
Spanndruck gegen die Flächen 151 und 152 auszuüben.
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Fig. 11 zeigt ein weiteres abgeändertes Ausführungsbeispiel einer
Greiferbacke 165, die eine innere Fläche 166 aufweist.
Die innere
Fläche 166 ist mit einem teilweise ausgesparten Pendelkissen 168 ausgerüstet. Das
Pendelkissen ist beispiels-weise als sphärisches Segment ausgebildet, welches
in einer Aussparung 169 in der Backenfläche 166 sitzt. Eine äussere Backenfläche
170 ist mit einer Bohrung 172 versehen, welche in einer Schulter 173 endet. Eine
Bohrung mit vermindertem Durchmesser 175 ist weiterhin vorgesehen, die sich vom
Schulterteil erstreckt und die in Verbindung mit der Aussparung 169 steht, Eine
Kronenschraube 177 ist in das Kissen 168 eingeschraubt und erstreckt sich durch
die Bohrungen 175 und 172 nach aussen. Eine federnde Beilagscheibe 178 ist ander
Schraube beim Schraubenkopf angeordnet und drückt gegen die Schulter 173. Dadurch
wird das Kissen 168 im Sitz 169 federnd gehalten. Es ist ein ausreichendes Spiel
zwischen der,Beilagaeheibe 178 und der Wandung der Bohrung 172 vorgesehen, damit
das Kissen-168 sich im Sitz verlagern kann und dadurch in den richtigen Eingriff
mit den Flanschflächen kommen kann, gegen welche das Kissen einen Greifdruck ausüben
soll.
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Die vorstehenden Ausführungen lassen erkennen, da-es die der Eifindung
zu Grunde liegenden Aufgaben gelöst werden. Bei des in Fig. 1 dargestellten
Werkzeugwechselsystem ist es - , möglich, dass, wenn sich das SoMtzglied 44 in seiner
rechten Endlage befindet und wenn dessen Backen 45 und 46 offen sind, sich die Matrix
oder der Speicher 30 drehen
kann. Die Flansche der verschiedenen
Werkzeughalter, die in der Matrix oder im Speicher angeordnet sind, können zwischen
den geöffneten Backen hindurchgehen. Dadurch ist es nicht erforderlich, Mittel vorzusehen,
die das Schü.tzglied 44 anheben und absenken, wenn sich dieses in der rechtsseitigen
Endlage befindet. Andererseits können Vorrichtungen wie der Zylinder 58 in der Nähe
der rechtsseitigen Endlage des Schützgliedes.vorgesehen sein, falls dieses erwünscht
ist.
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Es sei ferner bemerkt, dass es nicht erforderlich ist, dass der Übertragungsarm
50 in vertikaler Richtung bewegt wird, damit dieser den untersten Flanschteil eines
vom Schützglied gehaltenen Werkzeuges erfassen kann, oder, damit dieser den oberen
hlanschteil eines in der Spindel 55 gehaltenen Werkzeuges erfassen kann. $s ist
lediglich erforderlich, den Übertragungsarm aus einer neutralen Zage in eine vertikale
Zage zu verschwenken. Dann werden dessen Klemmbacken geschlossen und diese ergreifen
gleichzeitig ein Werkzeug im Schlitzglied 44 und ein Werkzeug in-der Spindel 55.
Falle gewünscht, kann eine Anzahl von Schützgliedern vorgesehen sein und diese können
in entsprechenden linksseitigen Lagen gleichzeitig angeordnet sein. Solange als
die Klemmbacken des Übertragungsarmee geöffnet sind, kann sich der Arm durch eine
Anzahl von Verkzeuglagen hindurch bewegen und kann beim ausgewählten Werkzeug gestoppt
werden.
Es ist zu erkennen, dass die Enden der Greifbacken nicht
gegen die Schulterteile, wie beispielsweise die Schulterteile 75 und. 78, (Fig.
3 und 4)" stossen, wenn die Backen sich dem mit einem flansch versehenen Halter
in einer kreisförmigen Bahn nähern, was der Fall ist bei der Bewegung des Übertragungsarmes
50 oder wenn der Halter selbst in einer kreisförmigen Bahn bewegt wird, was der
Fall ist, wenn der Halter sich in der Matrix 30 befindet. Wenn jedoch geradlinige
Werkzeugwechselbewegungen erforderlich sind-., können die Greiferbacken gegen diese
Schulterteile stossen (s. Fig. 5 und 6). Dadurch wird eine Ausrichtung zwischen,:
einem Greiferglied und einem von diesem ergriffenen Werkzeug, bewirkt. Die vorderen
Planschflächen 76 und 84 und die entsprechenden Greiferbacken können in ausreichender
Weise
geneigt .sein, damit die Greifglieder beim Bingreifen gegen die Flächen
den Werkzeughalter in die Greifbacken hineinzid3.en, bis diese gegen die Schulterteile
stossen.
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Weiterhin. kann eine Ausrichtung zwischen der Spindel 55 und einem
in diese einzusetzenden Werkzeug bewirkt Werden. Wenn das Werkzeug in die
Spindel hinein bewegt wird, kann diese auf das Werkzeug einwirken,
um eine geringfügige relative Bewegung zwischen dem Werkzeug und den Greifbacken
des $bertragungaarmee, in welchem das Werkzeug gehalten ist, zu bewirken. Dies ist
möglich, wenn keine zwangsläufigen Befentigungeglieder zwischen diesen beiden Teilen
vorgeaeheri
sind. Auf diese Weise kann ein Fehler in der
Ausrichtung zwischen dem Werkzeug und der Spindel während des Einsetztens des Werkzeugs
in die Spindel ausgeglichen werden. Der von den Spannbacken des Übertragungsarms
ausgeübte Greif- oder .Opanndruck auf dem mit einem Flansch versehenen Werkzeughalter
muss natürlich ausreichend sein, um eine genaue Übertragung des Werkzeuges sicherzustellen,
auch wenn schwere Werkzeuge in der Grössenordnung von etwa 81 kg (180 pounds) tranportiert
werden sollen.
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Es wurden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt und
beschrieben und es sei darauf hingewiesen, dass Veränderungen und Abänderungen durchgeführt
werden können, die im Rahmen der Erfindung liegen. Die Erfindung ist nicht auf die
dargestellten Ausführungsformen beschränkt.