DE1602719C - Werkzeugwechselvorrichtung für eine Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugwechselvorrichtung für eine Werkzeugmaschine mit einem

Werkzeugmagazin, einer Arbeitsspindel und einem so die Greifer Führungen aufweist, deren Achsen mit zwischen einer Magazinstellung und einer Spindel- der Verschieberichtung des Schlittens Winkel bilden stellung verschiebbaren Schlitten, auf dem ein Trag- und längs denen die Greifer unabhängig voneinander körper in, einer zur Verschieberichtung des Schlittens verschiebbar geführt sind.

senkrechten· Heberichtung verschiebbar gelagert ist, Dadurch, daß die Greifer im Tragkörper längs

der zum Erfassen von zu wechselnden, sich parallel 55 Führungen unabhängig voneinander verschiebbar gezur Heberichtung erstreckenden Werkzeugen zwei führt sind, wird erreicht, daß jeder Greifer unabhän-Greifer aufweist, die in· einer zur Heberichtung senk- gig vom anderen auf dem kürzesten Weg von dem rechten Ebene bewegbar sind. Tragkörper an das zu erfassende Werkzeug im Maga-

Bei einer durch die USA.-Patentschrift 3 242 568 zin ode'r in der Spindel oder mit einem Werkzeug an bekannten Werkzeugwechselvorrichtung der obenge- 60 die entsprechende Aufnahmestelle des Werkzeuges nannten Art ist der Tragkörper als zweiarmiger He- im Magazin oder in der Spindel herangeführt werden bei ausgebildet, der um einen Bolzen drehbar gela- kann, ohne daß dabei der andere Greifer eine Leergert ist, der gleichzeitig die sich in der Heberichtung bewegung ausführt. Dadurch, daß die Achsen der des Tragkörpers erstreckende Verschiebeführung bil- Greiferführungen mit der Verschieberichtung des det. An den Enden dieses zweiarmigen Hebels sind 65 Schlittens Winkel bilden, ist es nicht notwendig, den die Greifer angeordnet, so daß beim Drehen dieses Tragkörper für die Greifer in der Magazinstellung zweiarmigen Hebels um 180° der eine oder der aride- und in der Spindelstellung zu drehen, da es allein gere Greifer in eine Stellung gebracht werden kann, in nügt, den· Schlitten in die entsprechende Stellung ein-

zustellen, damit mindestens einer der Greifer genau be 4 jederzeit programmiert in eine bestimmte ge-

auf das Werkzeug ausgerichtet ist. wünschte Stellung gedreht werden kann, in der ihre

Darüber hinaus ermöglicht es die Erfindung, den Sitez sich in einer gewünschten Lage befinden.
Werkzeugwechsel am Magazin sehr einfach zu gestal- Zum Entnehmen von Werkzeugen aus der Magaten, da es bei der Werkzeugwechselvorrichtung ge- 5 zinscheibe 4 und zum Einsetzen derselben in die Armäß der Erfindung nicht notwendig ist, bei jedem beitsspindel 2 und umgekehrt zum Herausnehmen Wechsel der Greifer den Schlitten in eine vom Maga- eines in der Arbeitsspindel 2 sitzenden Werkzeuges 7 zin entfernte Stellung und dann wieder zurückzube- und zum Einsetzen dieses Werkzeuges in einen auswegen. Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist gewählten Sitz 5 der Magazinscheibe 4 ist eine Werkvorgesehen, daß beide Greiferführungen einander io Zeugwechselvorrichtung vorgesehen, die zum Erfasparallel sind und daß für den Schlitten zwei Maga- sen der Werkzeuge zwei Greifer 8 und 9 aufweist, die zin- und zwei Spindelstellungen vorgesehen sind, in unabhängig voneinander in zwei Führungen 11 bzw. denen je eine Führung eines Greifers auf ein Werk- 12 eines Führungskörpers 13 geradlinig und unabzeug im Magazin bzw. in der Arbeitsspindel ausge- hängig voneinander verschiebbar gelagert sind. Der richtet ist. Hierbei ist es lediglich erforderlich, daß, 15 Führungskörper 13 ist senkrecht zu der durch die wenn der eine Greifer ein Werkzeug erfaßt und aus beiden Achsen der Führungen 11 und 12 gebildeten dem Bereich des Magazins herausgezoegn hat, der Ebene verschiebbar mit einem Schlitten 14 verbun-Schlitten so verschoben wird, daß der zweite Greifer den. Zu diesem Zweck trägt der Schlitten 14 eine nunmehr ein neues Werkzeug erfassen kann. Beim Platte 15, mit der ein Zapfen 16 fest verbunden ist, Aus- und Einfahren des zweiten Greifers bleibt der 20 der mit Längsnuten 17 versehen ist und auf dem der Schlitten dann in der zweiten Stellung stehen. Führungskörper 13 mit in die Längsnuten 17 eingrei-

Besonders einfache Verhältnisse ergeben sich fenden Federn axial verschiebbar, aber nicht drehbar

dann, wenn gemäß einer weiteren vorteilhaften Aus- sitzt.

führungsform der Erfindung beide Greiferführungen Der Schlitten 14 ist als U-förmiges Profil ausgebilauf einen gemeinsamen Angriffspunkt ausgerichtet 25 det und auf vier Rollen 18 (F i g. 3 und 4) axial versind und in der Magazin- und Spindelstellung des schiebbar gelagert, die ihrerseits an einem Arm 19 Schlittens dieser Angriffspunkt mit dem Platz eines drehbar gelagert sind. Um den Schlitten 14 längs der Werkzeuges im Werkzeugmagazin bzw. in der Ar- durch die Schenkel 14' seines Profils und die Rollen beitsspindel zusammenfällt. In einem solchen Fall 18 gebildeten Führung zu bewegen, ist innerhalb des braucht beim Werkzeugwechsel sowohl in der Maga- 30 Profilhohlraumes eine sich längs der Längsachse des zustellung als auch in der Spindelstellung der Schiit- Schlittens 14 erstreckende Zahnstange 21 vorgeseten überhaupt nicht mehr verschoben zu werden, da hen, in die ein Ritzel 22 eingreift, das in dem als Gejeder Greifer unabhängig vom anderen seine Arbeit häuse ausgebildeten Arm 19 gelagert und von einem vollführt. in diesem Arm angeordneten Motor 30 antreibbar ist

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung 35 (F i g. 2 und 4).

von in den schematisch stark vereinfachten Zeich- Der Arm 19 sitzt auf einer Welle 23 und ist mittels

nungen dargestellten Ausführungsbeispielen im ein- dieser zwischen den Gabelarmen einer gabelförmigen

zelnen erläutert. Es zeigen Konsole 24 um die Achse der Welle 23 schwenkbar

F i g. 1 und 2 eine Vorder- bzw. eine Draufsicht gelagert. Innerhalb des einen Gabelarmes 25 der

einer Werkzeugmaschine mit einem Ausführungsbei- 40 Konsole 24 ist ein hydraulischer Kolbentrieb 26 an-

spiel einer Werkzeugwechselvorrichtung gemäß der geordnet, dessen Kolbenstange als Zahnstange 27

Erfindung, ausgebildet ist, die mit einem Ritzel 28 im Eingriff

F i g. 3 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt steht, das auf der Welle 23 befestigt ist. Durch die

aus F i g. 2, der die Entnahme eines Werkzeuges aus Hin- und Herbewegung des Kolbens des Kolbentrie-

dem Magazin zeigt, 45 bes 26 werden das Ritzel 28 und damit die Welle 23

F i g. 4 und 5 Schnitte nach der Linie IV-IV in um ihre Achse um 90° gedreht, so daß bei dieser

F i g. 1 in der in F i g. 1 bzw. F i g. 3 dargestellten Drehung der Arm 19 ebenfalls um 90° aus der in

Stellung des Werkzeugträgers, F i g. 4 dargestellten Stellung in die in F i g. 5 darge-

F ig. 6 und 7 Schnitte nach der Linie VII-VII in stellte Stellung und umgekehrt geschwenkt wird.

F i g. 1 in· verschiedenen Stellungen der Greifer und 50 In der in F i g. 4 dargestellten Stellung des Armes

des Führungskörpers des Greiferträgers, 19, die ausgezogen in F i g. 1 dargestellt ist, ist der

Fig. 8 eine Draufsicht eines Führungskörpers Schlitten 14 aus der in Fig. 1 und 2 ausgezogen dar-

einer zweiten Ausführungsform einer Werkzeugwech- gestellten Stellung in die in F i g. 1 gestrichelt darge-

selvorrichtung gemäß der Erfindung. stellte Stellung verschiebbar, in der sich der Füh-

In einem Doppelständer 1 einer Werkzeugmaschi- 55 rungskörper 13 und damit die Greifer 8 und 9 in ih-

ne ist ein. Gehäuse 10 mit einer Arbeitsspindel 2 in rer Spindelstellung unmittelbar unter der Arbeits-

der Höhe verstellbar angeordnet. Vor dem Gehäuse spindel 2 befinden. Wird der Schlitten 14 aus der in

10 befindet sich ein Konsoltisch 20, der in der F i g. 1 ausgezogen dargestellten Stellung in die in

waagerechten Ebene in bekannter Weise verschieb- F i g. 5 dargestellte Stellung geschwenkt, dann befin-

bar ist. Neben dem Gehäuse 10 ist um eine vertikale 60 den sich der Führungskörper 13 und damit die Grei-

Achse 3 drehbar eine ein Werkzeugmagazin bildende fer 8 und 9 in ihrer Magazinstellung unmittelbar ne-

Magazinscheibe 4 gelagert, die an ihrem Umfang Sit- ben der Magazinscheibe 4, wobei sowohl in der Spin-

ze 5 für mit ihrer Achse parallel zur Achse 3 einge- delstellung als auch in der Magazinstellung die durch

setzte Werkzeuge 6 aufweist. die Führungen 11 und 12 definierte Ebene immer

, Die Magazinscheibe 4 ist in bekannter Weise mit 65 senkrecht zu den Achsen der in der Arbeitsspindel 2

einem in der Zeichnung nicht dargestellten Antrieb bzw. der Magazinscheibe 4 sitzenden Werkzeuge

verbunden, der von einer ebenfalls nicht dargestellten liegt.

Steuerung gesteuert wird, so daß die Magazinschei- Um in diesen beiden Stellungen des Führungskör-

dem Eingriff mit der Magazinscheibe herausgehoben wird. Dann wird der Greifer 9 in seine Anfangsstellung zuriickbewegt. Anschließend wird der Schlitten 14 aus der in F i g. 5 dargestellten Stellung mittels 5 des Kolbentriebes 26 in die in F i g. 4 dargestellte Stellung geschwenkt und längs seiner Führung in die in den F i g. 6 und 7 dargestellte Spindelstellung bewegt. In dieser Stellung wird nun zunächst der Greifer 8 mittels des Kolbentriebes 41 in seine Eingriffs

schließend wird dann der Greifer 8 in seine Anfangsstellung zuriickbewegt und der Greifer 9 in seine Eingriffsstellung zusammen mit dem Werkzeug 6 bewegt. Dann wird der Führungskörper 13 aus der in F i g. 7

pers 13 diesen längs seinem Führungszapfen 16 parallel zur Achse der Werkzeuge in der Arbeitsspindel 2 bzw. in der Magazinscheibe 4 bewegen zu können, ist an der Platte 15 ein Arm 29 vorgesehen, der
an seinem dem Führungskörper 13 abgekehrten
Ende als. Gabelgreifer 31 ausgebildet ist, dessen äußerer Schenkel 32 von der Außenseite des Armes 29
über eine schräge Fläche 33 vorsteht.

Wie insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich ist, befindet sich unter der Arbeitsspindel 2 ein mit seiner io stellung vorbewegt, in der er das in der Arbeitsspin-Achse parallel zur Arbeitsspindel ausgerichteter KoI- del 2 sitzende Werkzeug 7 erfaßt. Dann wird der bentrieb 34, dessen Kolbenstange 35 an ihrem Ende Führungskörper 13 mittels des Kolbentriebes 34 aus einen in die Aussparung des Gabelgreifers 31 passen- der in F i g. 6 dargestellten Stellung in die in F i g. 7 den Kopf 36 trägt. Dieser Kopf ist in der einen Stel- dargestellte Stellung bewegt, wobei das Werkzeug 7 lung des Kolbens des Kolbentriebes 34 so angeord- 15 aus der Arbeitsspindel 2 herausgezogen wird. Annet, daß beim Einschieben des Schlittens 14 in die
Arbeitsspindelstellung der Kopf 36 in die Aussparung des Gabelgreifers 31 eingreift. Durch Betätigung des Kolbentriebes 34 kann nun der Führungskörper 13 aus der in F i g. 6 dargestellten Stellung in 20 dargestellten Stellung in die in F i g. 6 dargestellte die in Fig. 7 dargestellte Stellung und umgekehrt Stellung zurückgeschoben, so daß dadurch das im längs des Zapfens 16 verschoben und dadurch das Greifer 9 sitzende Werkzeug in die Arbeitsspindel 2 Werkzeug 7 aus der Arbeitsspindel 2 herausgezogen eingesetzt wird. Dann wird der Greifer 9 in seine An- bzw. in diese eingesteckt werden. fangsstellung zurückgeführt, der Schlitten in die in

Wie das aus Fig. 5 ersichtlich ist, ist in der gabel- 25 Fig. 1 ausgezogen dargestellte Stellung verschoben förmigen Konsole 24 in der Nachbarschaft der Ma- und aus dieser Stellung in die in Fig. 5 dargestellte gazinscheibe 4 ein Kolbentrieb 37 angeordnet, dessen Magazinstellung geschwenkt, in der dann der Füh-Kolbenstange 38 einen Winkel 39 trägt, dessen verti- rungskörper 13 längs des Zapfens 16 zunächst hochkaler Schenkel an seinem Ende entsprechend der geschoben, der Greifer 8 vorgeschoben und durch schrägen Fläche 33 des Armes 29 so abgebogen ist, 30 Absenken des Führungskörpers 13 das Werkzeug in daß der Schlitten 14 durch den Schenkel des Winkels seinen Sitz eingesetzt wird. Selbstverständlich wird 39 ungestört in die Magazinstellung eingeschwenkt hierbei gemäß dem Stand der Technik die Magazinwerden kann, daß aber dann bei einer vertikalen scheibe entsprechend so gedreht, daß jeweils das Auf- und Abbewegung der Kolbenstange 38 der richtige Werkzeug oder der richtige Werkzeugsitz in Winkel 39 den Arm 29 in beiden Richtungen mit- 35 den Angriffspunkt der Greifer 8 und 9 bewegt wernimmt. Dadurch kann durch Betätigung des Kolben- den.

triebes 37 der Führungskörper 13 in der gleichen In Fig. 8 ist ein abgewandeltes Ausführungsbei-

Weise wie in der Spindelstellung längs des Zapfens spiel dargestellt, bei dem die Greifer 108 und 109 in 16 zur Entnahme und zur Eingabe von Werkzeugen einander parallelen Führungen eines Führungskörin die Sitze 5 der Magazinscheibe 4 verschoben wer- 40 pers 113 geführt sind. Im übrigen ist die Werkzeugden. wechselvorrichtung gemäß diesem Ausführungsbei-

Die beiden Führungen 11 und 12 des Führungs- spiel genauso ausgebildet wie das Ausführungsbeikörpers 13 sind auf einen gemeinsamen Angriffs- spiel nach den Fig. 1 bis 7, lediglich mit dem Unterpunkt der Greifer 8 und 9 ausgerichtet. Die Anord- schied, daß für den· den Führungskörper 13 tragennung ist hierbei so getroffen, daß in der Magazin- 45 den Schlitten 14 zwei Magazinstellungen und zwei und Spindelstellung des Führungskörpers dieser An- Spindelstellungen vorgesehen sind, in denen jeweils griffspunkt mit dem Platz eines Werkzeuges 6 bzw. 7 einer der Greifer 108 oder 109 auf den in dem bein der Magazinscheibe 4 bzw. in der Arbeitsspindel 2 treffenden Fall maßgeblichen Sitz 5 der Magazinzusammenfällt. Zum Bewegen der Greifer 8 und 9 scheibe 4 oder die Arbeitsspindel 2 ausgerichtet sind, längs der Führungen 11 bzw. 12 sind im Führungs- 50 Bei der Steuerung des Schlittens für den Führungskörper 13 (Fig. 3) Kolbentriebe 41 bzw. 42 vorgese- körper 113 müssen also beim Werkzeugwechsel noch hen. Die Greifer 8 und 9 selbst sowie die Lagerung zwei weitere Bewegungen zum Bewegen des Schlitder Werkzeuge 6 und 7 in der Magazinscheibe 4 bzw. tens aus der einen in die andere Magazin- und Spinin der Arbeitsspindel 2 sind in bekannter Weise aus- delstellung vorgesehen sein. Dafür sind aber die Eingebildet, so daß sich hier eine nähere Beschreibung 55 griffsbewegungen der Greifer einander parallel, so erübrigt. daß diese genau senkrecht gegen eine Reihe von

Die Wirkungsweise der oben beschriebenen Werk- Werkzeugen in der Magazinscheibe 4 geführt werden zeugwechselvorrichtung ergibt sich ohne weiteres aus können.

dem beschriebenen Aufbau. Soll beispielsweise ein in Wie" aus der obigen Beschreibung hervorgeht, kön-

der Arbeitsspindel 2 sitzendes Werkzeug 7 gegen ein 60 nen durch die Erfindung auch bei einer waagerecht neues in der Magazinscheibe 4 sitzendes Werkzeug 6 angeordneten Arbeitsspindel 2 die Werkzeuge in der ausgewechselt werden, dann wird der Schlitten 14 Magazinscheibe mit vertikal gerichteten Achsen anzuerst in die Magazinstellung bewegt. Dann wird der geordnet werden. Dies hat den Vorteil, daß dadurch Greifer 9 mittels des Kolbentriebes 42 herausbewegt, die Werkzeuge in den nach oben freien Raum ragen so daß er das Werkzeug 6 erfaßt. Dann wird der 65 und dadurch von den im Magazin steckenden Werk-Führungskörper 13 mittels des Kolbentriebes 37 aus zeugen kein brauchbarer Raum eingenommen wird, der in Fig. 5 dargestellten Stellung längs des Zap- was besonders bei verschieden langen Werkzeugen fens 16 hochgehoben, so daß das Werkzeug 6 aus wichtig ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Werkzeugwechselvorrichtung für eine Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugmagazin, einer Arbeitsspindel und einem zwischen einer Magazinstellung und einer Spindelstellung verschiebbaren Schlitten, auf dem ein Tragkörper in einer zur Verschieberichtung des Schlittens senkrechten Heberichtung verschiebbar gelagert ist, der zum

der er ein Werkzeug erfassen kann. Die beiden die Greifer tragenden Arme des zweiarmigen Hebels erstrecken sich hierbei in der Verschieberichtung des Schlittens.

Um ein der Spindel entnommenes Werkzeug in das Magazin einzusetzen und ein neues Werkzeug aus dem Magazin entnehmen zu können, muß der Schlitten dieser bekannten Werkzeugwechselvorrichtung zunächst kurz vor dem Magazin angehalten und der

Erfassen von zu wechselnden, sich parallel zur io zweiarmige Hebel in der Heberichtung angehoben Heberichtung erstreckenden Werkzeugen zwei werden. Dann muß der Schlitten näher an das Maga-Greifer aufweist, die in einer zur Heberichtung zin herangeschoben und der zweiarmige Hebel entgesenkrechten· Ebene bewegbar sind, dadurch gen der Heberichtung gesenkt werden, so daß das gekennzeichnet, daß der Tragkörper (13, Werkzeug in seinen Sitz im Magazin eingesetzt wird. 113) für die Greifer (8, 9; 108, 109) Führungen 15 Von dieser Stellung muß jezzt der Schlitten wieder (11, 12) aufweist, deren Achsen mit der Ver- verschoben werden, damit das Magazin so lange gedreht werden kann, bis sich ein neues Werkzeug in der Griffstellung befindet. Um dieses Werkzeug zu erfassen, muß nun wieder der Schlitten an das Maga-20 zin herangeschoben und der zweiarmige Hebel in der Heberichtung verschoben werden, um das Werkzeug

Schieberichtung des Schlittens (14) Winkel bilden und längs denen die Greifer (8, 9; 108, 109) unabhängig voneinander verschiebbar geführt sind.

2. Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Greiferführungen einander parallel sind und daß für den Schlitten (14) zwei Magazin- und zwei Spindelstellungen vorgesehen sind, in denen je eine Führung eines Greifers (108, 109) auf ein Werkzeug (6 oder 7) im Magazin bzw. in der Arbeitsspindel ausgerichtet ist.

3. Werkzeugwechselvorrichtung nach An-

aus seinem Sitz herauszuheben. Der Wechselvorgang am Magazin mit der bekannten Werkzeugwechselvorrichtung ist also äußerst umständlich.

Ein weiterer Nachteil der bekannten Werkzeugwechselvorrichtung besteht darin, daß der zweiarmige Hebel beim Werkzeugwechsel um 180° ge

schwenkt werden muß. Bei Werkzeugmaschinen ist man bestrebt, die Nachbarschaft der Werkzeugspinspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide 30 del möglichst freizuhalten, damit das Heranführen Greiferführungen (11, 12) auf einen gemeinsa- eines sperrigen Werkstückes nicht behindert wird, men Angriffspunkt ausgerichtet sind und daß in Aus diesem Grund ist es an sich zweckmäßig, die die der Magazin- und Spindelstellung des Schlittens Greifer tragenden Arme möglichst lang auszuführen, (14) dieser Angriffspunkt mit dem Platz eines damit man· mit dem Schlitten nicht zu nahe an die Werkzeuges (6 oder 7) im Werkzeugmagazin (4) 35 Spindel herankommen muß. Das hat aber zur Folge, bzw. in der Arbeitsspindel (2) zusammenfällt daß beim Schwenken des zweiarmigen Hebels, insbe-

4. Werkzeugwechselvorrichtung nach einem sondere wenn mindestens ein Greifer mit einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, Werkzeug besetzt ist, der ganze Schwenkbereich des daß die Achsen der Werkzeuge (7) in der Ar- Greifers und des Werkzeuges freigehalten werden beitsspindel (2) und im Magazin (4) senkrecht 40 muß.

aufeinanderstellen und daß der Tragkörper (13) Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe

zugrunde, eine Werkzeugwechselvorrichtung zu schaffen, bei der der Werkzeugwechsel am Magazin genauso einfach durchführbar ist wie an der Arbeitsspindel und bei der die Greifer beim Werkzeugwechsel möglichst wenig Raum beanspruchen.

Diese Aufgabe ist bei einer Werkzeugwechselvorrichtung der eingangs genannten Gattung gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der Tragkörper für

um eine zu der die Führungen (11,12) enthaltenden Ebene und zur Verschiebebahn des Schlittens (14) parallele Achse (23) schwenkbar ist