DE1602810A1 - Drehmaschine - Google Patents

Description

Drehmaschine

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehmaschine, die wahlweise verschiedene Werkzeuge in einer Arbeitsstation aufnehmen kann, wobei die Werkzeuge einem Werkzeugmagazin entnommen werden.

Bei einer bekannten Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugmagazin ist zwischen letzterem und der Arbeitsstation eine Werkzeugwechselvorrichtung vorgesehen, die den Austausch der Werkzeuge vornimmt, wobei ein dem Werkzeugmagazin entnommenes Werkzeug in die Arbeitsstation gebracht wird, während gleichzeitig ein vorher in der Arbeitsstation befindliches Werkzeug in das Werkzeugmagazin zurückgeführt wird. Das Werkzeugmagazin besteht aus einer runden Trommel, in der die gespeicherten Werkzeuge auf einer Kreisbahn bewegt werden, um in eine Werkzeugwechsel-Station gebracht zu werden, in der dann der Werkzeugwechsel mittels der Werkzeugwechselvorrichtung vorgenommen wird. Die Werkzeugwechselvorrichtung ist zwischen dem Werkzeugmagazin und der Arbeitsstation derart seitlich wegklappbar angeordnete daß sie im Ruhezustand die Bearbeitung nicht stört. Sie besteht aus einem U-förmigen Bügel, an dessen Schenkeln jeweils eine Klaue angebracht ist, von denen zum Zwecke des Werkzeugwechsels ein Werkzeug

finftß¹)¹? int ^ 4

in der Werkzeugwechsel-Station und das andere Werkzeug in der Arbeitsstation ergriffen werden. Danach wird der U-förmige Bügel um seine Längsachse um l8O gedreht, so daß nach dem Passen der beiden Werkzeuge mittels der Klauen und ihrer Lösung in der jeweiligen Station diese auf einer Halbkreisbahn bewegt werden, wobei das vorher in der Arbeitsstation befindliche Werkzeug in die Werkzeugwechsel-Station überführt wird, während das vorher in der Werkzeugwechsel-Sta-'tion befindliche Werkzeug in die Arbeitsstation gelangt. Die Herausnahme der beiden Werkzeuge aus ihren Halterungen vor dem Werkzeugwechsel geht dabei so vor sich, daß der U-förmige Bügel in Richtung seiner Längsachse eine Hubbewegung ausführt, wobei die beiden Werkzeuge aus ihren Halterungen in der jeweiligen Station herausgezogen werden. Diese Hubbewegung erfolgt dann nach der Drehung des U-förmigen Bügels um l80 in umgekehrter Richtung, wobei die beiden Werkzeuge in die betreffenden Halterungen eingesetzt werden.

Bei dieser Methode des Werkzeugwechsels ist also zu berücksichtigen, daß zum Werkzeugwechsel jedes Werkzeug ei- /~\ nen Halbkreis zu durchlaufen hat und die Werkzeugwechselvorrichtung nach vorgenommenem Werkzeugwechsel seitlich wegzuklappen ist, um nicht störend im Wege zu stehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zurgrunde, bei einer Drehmaschine den Werkzeugwechsel unter Zuhilfenahme eines Werkzeugmagazines auf einem besonders kurzen Weg durchzuführen und dabei das Werkzeugmagazin hinsichtlich seiner Gestaltung und Lage diesen Erfordernissen anzupassen. Kurze Wege beim Werkzeugwechsel bedeuten nämlich relativ kurze Rüstzeiten und damit ein besonders Ökonom isches Arbeiten der betreffenden Maschine.

Erfindungsgemäß wird das Problem dadurch gelöst« daß das Werkzeugmagazin als gerader Schlitten mit entlang seiner Längsrichtung nebeneinander aufnehmbaren Werkzeugen ausgebildet ist, dessen Schlittenbahn parallel zu dem Bett der Drehmaschine liegt und an der Werkzeugwechseletation vorbeiführt, und die Werkzeugwechselvorrichtung zwischen Werkzeugmagazin und Bett angeordnet ist, wobei zum Werkzeugwechsel in der Wechselstation der das jeweilige Werkzeug tragende Querschlitten aus der Arbeitsstation in Richtung auf das Werkzeugmagazin herausgefahren ist und diesem zum Werkzeugwechsel auf kurzem Wege gegenübersteht.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei die Fig. l eine erfindungsgemäß ausgestattete Drehmaschine in Seitensicht und

Fig, 2 dieselbe Drehmaschine in Blickrichtung auf deren Drehachse zeigt (die schräg liegenden Teile der Fig. 2 erscheinen in der Fig. herausg kippt).

herausgebrochen und um 30 nach vorn ge-

In den Fig. 3 bis 7 i*t die Werkzeugwechselvorrichtung dargestellt, wobei die

Fig. 3 die Werkzeugwechselvorrichtung in Draufsicht in Zusammenarbeit mit dem Werkzeugwechselmagazin und die

Fig. k die Werkzeugwechselvorrichtung im Schnitt zeigen.

Die Fig. 5 bis 7 zeigen Einzelteile der Werkzeugwechselvorrichtung.

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Die in Pig. 1 dargestellte Drehmaschine weist ein Bett l für die Lagerung und Verschiebung des Längeschlittens 2 und des Reitstockes 3 auf. Auf dem Längeschlitten ist der Querschnitten 4 angebracht, der entlang der Quers chlit ten führung 5 verschiebbar ist. Der Querschlitten k _,,, ist mit Haltemitteln zur Halterung der Werkzeuge in der Arbeitsetation versehen, die bei dem dargestellten Aueführungebeispiel aus einem in eine entsprechende Ausnehmung am Werkzeug passenden T-Stück 6 bestehen, daß zwecks Festspannung des Werkzeuges rückziehbar ist. Auf die Funktion dieses T-Stückes wird in der Beschreibung zu Fig. 3 näh^r eingegangen. Ua die Werkzeuge in der Arbeitestation in einer definierten Lage einzuspannen, besitzen diese Führuagelager, das mit einem Gegenlager am Querschlitten 4 zusammenpaßt. Dieses Gegenlager besteht bei der dargestellten Drehmaschine aus zwei vorspringenden Prismen 7» die in entsprechenden Nuten in Jedem Werkzeug passen und bei der Zurückziehung des T-Stückes 6 ein eingespanntes Werkzeug in eine definierte Lage bringen. Diese Art der Einspannung wird in der Beschreibung zu Fig. 3 näher erläutert. In der Fig. 1 ist unter anderem noch das Spannfutter 8 zur Aufnahme des zu bearbeitenden Werkstückes, hier also eines Drehteiles, dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist jedoch ein Drehteil nicht eingezeichnet.

Oberhalb des Bettes 1 der Drehmaschine ist das Werkzeugmagazin 9 angebracht, das von einer parallel zu dem Bett der Drehmaschine liegenden Schlittenbahn 10 getragen wird. Auf dieser Schlittenbahn ist das Werkzeugmagazin als gerader Schlitten verschiebbar. Bei dieser Verschiebung gleitet also das Werkzeugmagazin 9 an dem Längeschlitten 2 mit dem Querschlitten k vorbei. Das Werkzeugmagazin 9 trägt eine Reihe von Werkzeugen 11 und 20, z.B. Drehstähle, Spiralbohrer und

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dgl. Unter Werkzeug wird in diesem Zusammenhang eine Einheit verstanden, bestehend aus dem eigentlichen Schneidwerkzeug und einem Werkzeughalter mit den Ausnehmungen für dessen jeweiligen Sitz am Werkzeugmagazin 9 oder am Querschlitten 4. Bei der Verschiebung des Werkzeugmagazins 9 werden also diese Werkzeuge 11, 20 an dem Längsschlitten 2 und Querschlitten 4 vorbeigeführt. Die Schlitten-bahn 10 des Werkzeugmagazins 9 ruht auf zwei nach oben gerichteten Holmen 12 und 13» die am Bett 1 der Drehmaschine auf deren nicht dargestellter Rückseite befestigt sind. Auf diese Weise besteht eine starre Verbindung zwischen Schlittenbahn und Bett I₁ so daß bei der Verschiebung des Magazins 9 die von ihm gespeicherten Werkzeuge 11 stets in definierter Lage an dem Längsschlitten 2 und Querschlitten 4 vorübergeführt werden.

An dem Längsschlitten 2 ist die Werkzeugwechselvorrichtung l4 angebracht, die im wesentlichen aus zwei Armen 15 und l6 besteht, an deren Enden jeweils eine Klaue 17. bzw. l8 angebracht ist, mit der die Werkzeuge gefaßt und von Station zu Station geführt werden. Die Klaue 17 bzw. l8 paßt in ein entsprechend geformtes Griffstück an Jedes ^ Werkzeug, auf das in der Beschreibung zu Fig. 3 näher eingegangen wird. Die beiden Arme 15 und l6 der Werkzeugwechselvorrichtung l4 sind drehbar auf der Schwenksäule 19 gelagert, um die Überführung der Werkzeuge von Station zu Station vornehmen zu können, worauf iai einzelnen in der Beschreibung zu Fig. 3 eingegangen wird.

Ein Werkzeugwechsel spielt sich folgendermaßen ab:

Zunächst wird das Werkzeugmagazin 9 derart verschoben_β daß da« gewünschte, von ihmgetragene Werkzeuge isa Ausführung»-

beispiel das Werkzeug 20, in eine Position gelangt, in welcher es von der Klaue 17 am Arm 15 der Werkzeugwechselvorrichtung lk ergriffen werden kann. Diese Position wird durch die Jeweilige Stellung des Längeschiittens bestimmt, an dem, wie oben erwähnt, die Werkzeugwechselvorrichtung 1% angebracht ist· Um nun die Überführung eines Werkzeugs von dem Werkzeugmagazin 9 zum Querschlitten 4 vornehmen zu können, wird der Querschlitten nach ; oben in Richtung auf das Werkzeugmagazin 9 verschoben. Es ist dies die Werkzeugwechselstation, in der das betreffende Werkzeug auf dem Werkzeugmagazin 9 dem Querschlitten 4 gegenübersteht. Sodann wird das Werkzeug 20 von dem Werkzeugmagazin 9 in einer Weis© gelöst, auf die in der Beschreibung zu Fig. 3 naher eingegangen wird. Abgesehen von dieser Lösung dee Werkzeug® 20 und seiner spä teren Einspannung amQuerechlitten h spielt eich die Werk zeugüberführung so al», daß das von der Klaue 17 gehaltene Werkzeug 20 infolge einer Vierteldrehung ues Armes 15 um die Schwenksäule 19 heruogeechirenkt wird, bis es eine Poßition eimiiiaffitj in der ®m auf dem Querschlitten 4 fest- _■ gespannt werden kenn. Die oben erwähnte Verschiebung des ^-^ Quer'schlittens 4 in Richtung auf das Werkzeugmagazin 9 erfolgt daher bis zu einer entsprechend definierten Lage. Zur Ablag© de® betreffenden Werkzeugs auf dem Querschlitten k wir<S Ö&nss die Klaue 17 gelöst, woraufhin der Querschlitt@B 4 mit ü®m auf ihm festgespannten Werkzeug in . di@ Arbeitg!©t®t|.©n gefahren werden kann, in der es die Be arbeitung ©isiss; ip dem Futter 8 eingespannten Werkstückes

nun bereite ein Werkzeug auf dem Querschlitten ;_{ wa® abgesehen von dem Beginn eines Arbeits-

d®r Regel der Fall ist, so wird dieses Werkzeug gleichzeitig «ait der vorstehend beschriebenen Überführung von

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Werkzeugmagazin 9 >ui Querschlitten 4 in umgekehrter Richtung transportiert. Diesen Transport eines Werkzeuges ,hier des Werkzeuges 98, übernimmt der Ära 16 mit der an ihm befestigten Klaue 18. Dieser Arm l6 führt die gleiche Vierteldrehung aus, wie vorstehend beschrieben der Arm 15, jedoch mit umgekehrter Drehrichtung« so daß mit der vorstehend beschriebenen Verschiebung des Querschlittens k in die Werkzeugwechselstation ein auf ihm festgespanntes Werkzeug von dem Arm 16 mit seiner Klaue l8 gefaßt werden kann. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel faßt also die Klaue 18 das Werkzeug 98, das dann nach Lösung seiner Festspannung auf dem Querschlitten 4 mittels des Armes 16 zu dem Werkzeugmagazin 9 transportiert wird, wobei wie gesagt, der Arm 16 eine Vierteldrehung wie der Arm 15 ausführt, allerdings mit entgegengesetztem Drehsinn. Das Fassen der Klaue 18 und die Bewegung des Armes 16 erfolgen immer gleichzeitig mit dem fassen der Klaue 17 und der Bewegung des Armes 15. Sollte sich beispielsweise zu Beginn eines Arbeitsprozesses kein Werkzeug auf dem Querschlitten k befinden, so führt der Arm 16 dennoch seine Bewegung aus, die in diesem Falle allerdings leer verläuft. Damit sich nun die beiden Arme 15 und 16 bei ihrer gegenläufigen, gleichzeitig stattfindenden Drehung nicht stören, findet diese Drehung in verschiedenen Ebenen statt, worauf insbesondere in der Beschreibung zu den Fig· 3 und k näher eingegangen wird.

Bei dieser Anordnung des Werkzeugmagazins 9 und der Werkzeugwechselvorrichtung ik auf dem Längsschlitten 2 wird jeweils nach Beendigung eines Bearbeitungsvorgange· das Werkzeugmagazin 9 mit den für den nächsten Arbeitsvorgang vorgesehenen Werkzeug in die Werkzeugwechselstation verschoben, die von der betreffenden Stellung des Längsschlittens 2 gegeben ist. Während der Verschiebung des Werkzeug-

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magazine 9 wird gleichzeitig der Querschlitten k in der oben beschriebenen Weise in Richtung auf das Werkzeugmagazin gefahren, so daß für die Bewegung des Querschlittens k keine in die Gesamtarbeitszeit eingehende Rüstzeit anfällt. Haben das Werkzeugmagazin 9 und der Querschlitten k die Werkzeugwechseletation erreicht, so wird auf kurzem Wege, nämlich mittels der gleichzeitig ausgeführten Vierteldrehungen der Arme 15 und l6, der Werkzeugwechsei vollzogen. Nach dem Werkzeugwechsel wird dann der Querschlitten 4 wieder in die Arbeitsstation für die 'nächste Bearbeitung gefahren. Zweckmäßig kann man während der sich anschließenden Bearbeitungezeit das Werkzeugmagazin 9 in eine Grundstellung verschieben, beispielsweise nach links in seine Endlage, aus der es wieder herauszufahren ist, wenn das nächste Werkzeug vom Programm aufgerufen wird. Die für den Werkzeugwechsel erforderliche Rüstzeit setzt sich dann insgesamt aus folgenden Zeiten zusammen:

Verschieben des Werkzeugmagazins 9 aus der Grundstellung in die Werkzeugwechselstation, Werkzeugwechsel durch jeweilige Vierteldrehung der Arme 15 und l6, Rückschieben des Quer-Schlittens k aus der Werkzeugwechselstation in die Arbeitsstation. Eine durch das Hochschieben des Querschlittens k entstehende Zeit fällt also hierbei als Rüstzeit nicht an. Wesentlich ist dabei, daß für den eigentlichen Werkzeugwechsel in der Werkzeugwechseletation, d.h. das Verschwenken der Arme 15 und l6, nur ein relativ kleiner Bewegungespielraum benötigt wird, da somit die betreffenden Bewegungen infolge der sich dabei abspielenden nicht ganz einfachen Vorgänge zeitlich besonders ins Gewicht fallen würden. Ermöglicht wird die günstige Bewegung der Arme 15 und l6 dadurch, daß die Werkzeuge 11 und 20 von dem Werkzeugmagazin 9 in einer Lage aufgenommen werden, in der sie rechtwinklig zu ihrer ' Lage auf dem Querschlitten in der Werkzeugwechselstation

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stehen. Durch die Vorbeiführung des Werkzeugmagazins an dem Längsschlitten 2 in der Werkzeugwechselstation entlang der geraden Schlittenbahn 10 ergibt sich in bezug auf die grundsätzliche Konstruktion der zugrundeliegenden Drehmaschine eine raumsparende Anordnung, die mit ihren zusammenwirkenden Bewegungsabläufen zu einer besonders zeitsparenden und einfachen Methode des Werkzeugwechsels führt. Besonders zu beachten ist dabei noch, daß die Werkzeugwechselvorrichtung selbst in keiner Weise dem Bearbeitungsvorgang hinderlich im Wege steht.

Aus der Fig. 2, welche die in der Fig. ι dargestellte Drehmaschine in Blickrichtung auf die Drehachse zeigt, ist ersichtlich, wie die Vierteldrehung der beiden Arme 15 und der Werkzeugwechselvorridtung l4 in zwei voneinander abgesetzten Ebenen erfolgt. Der Längsschlitten 2 steht mit der an ihm befestigten Werkzeugwechselvorrichtung lk und mit dem nach oben gefahrenen Querschlitten k in der Werkzeugwechselstation, wobei der Arm 15 dem vom Werkzeugmagazin 9 getragenen Werkzeug 20 und der Arm l6 dem vom Querschlitten k getragenen Werkzeug 98 gegenüberstehen/Durch Senken des Armes 15 in Richtung auf das Magazin 9 kann dann die Klaue 17 an dem Arm 15 das Griffstück an dem Werkzeug 20 ergreifen und letzteres durch Abheben des Armes 15 in Richtung "von dem Magazin 9 weg das Werkzeug 20 von letzterem lösen. Durch eine entsprechende Bewegung des Armes l6 wird das Herausnehmen des auf dem Querschlitten k festgespannten Werkzeugs durchgeführt. In der in der Fig. 2 gezeichneten Lage können nun die Arme l6 und 17 gegeneinander um eine Vierteldrehung verdreht werden, wobei sie sich wegen der Drehung in den verschiedenen Ebenen gegenseitig nicht stören. Danach erfolgt dann die Absenkung der Arme 15 und 1.6 in Richtung auf den Querschlitten Λ bzw. auf das Werkzeugmagazin 9» wobei dann das jeweilige Werkzeug dem Werkzeugmagazin 9 bzw. der Spannsteile auf den Querschnitten 4 zugeführt wird.

In der Fig. 2 ist noch eine besondere"Vorrichtung dargestellt, die zur Automatisierung des Verschiebevorganges des Werkzeugmagazins 9 dient. Es ist dies ein Lesekopf 21, der über einen Tragarm 22 an dem Längsschlitten 2 befestigt ist. Der Lesekopf 21 dient zur Identifizierung von an den Werkzeugen angebrachten individuellen Kodezeichen. Diese Kodezeichen können in bekannter Weise aus einer bestimmten individuellen Nockenkombination pro Werkzeug oder einer entsprechenden magnetischen Markierung am Werkzeug bestehen. Diese Kodezeichen werden von dem Lesekopf 21 gelesen, beispielsweise indem von den Nocken Kontakte betätigt werden, die an dem Lesekopf 21 angebracht sind, oder dadurch, daß der Lesekopf direkt die magnetische Markierung aufnimmt. Dieses vom Lesekopf gelesene individuelle Kodezeichen wird dann von einer nicht dargestellten elektrischen Auswertereinrichtung erkannt, wovon ein Signal abgeleitet wird, das das Magazin 9 in der erreichten Lage festhält. Wenn also die Werkzeuge 11 bzw. 20 mit ihrem individuellen Kodezeichen an dem Lesekopf durch Verschieben des Werkzeugmagazins 9 vorüberfahren, so überträgt der Lesekopf s~\ 21 die jeweils ermittelten Kodezeichen zu der elektrischen Auswertereinrichtung, die dann bei Feststellung eines zu einem gewünschten Werkzeug gehörenden Kodezeichens ein Signal abgibt, mit dem das Werkzeugmagazin 9 stillgesetzt wird. Diese letzteren Vorgänge sind bekannt. Das Zusammenwirken von Antrieb des Werkzeugmagazins und elektrischer Auswertereinrichtung läßt sich in besonders vorteilhafter Weise so ausgestalten, daß das Werkzeugmagazin mit seinen in ihm gespeicherten Werkzeugen zunächst im Eilgang an dem Lesekopf 21 vorbeigeführt wird, bis es bei Identifizierung eines gewünschten Werkzeugs auf einen Schleichgang umschaltet, mit dem dann das Werkzeugmagazin definiert in die Werkzeugwechselstation gebracht wird. Diese Einführung in die definierte Lage der Werkzeugwechselstation läßt sich beispielsweise

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dadurch herbeiführen, daß das Werkzeugmagazin 9 und der Leaekopf 21 mit einer Kontaktbetätigungeeinrichtung (siehe Fig. k) versehen sind, die dann, wenn das Magazin 9 definiert die Werkzeugwechselstation erreicht hat, schaltet und damit das Werkzeugmagazin 9 stillsetzt. Es ist aber auch möglich, die Herbeiführung der definierten Lage des Werkzeugmagazins durch irgendeine Rasterung in mechanischer Weise herbeizuführen.

Anhand der Fig. 3 sei nunmehr beschrieben, wie die Werkzeuge vom Werkzeugmagazin,. von den Armen der Werkzeugwechselvorrichtung und dem Querschlitten gehalten werden.

In der Fig. 3 ist das Werkzeugmagazin 9 in einer Position dargestellt, in der sich das Werkzeug 23 in der Werkzeugwechselstation befindet. Der Arm 15 der Werkzeugwechselvorrichtung· hat sich auf das Werkzeug 23 eingestellt, wobei in das Griffstück des Werkzeuges 23, dessen Formgebung das entsprechende Griffstück 24 des benachbarten Werkzeuges 25 deutlich zeigt, dx· an dem Arm 15 befestigte Klaue eingefahren ist. Letztere ist schwalbenschwanzförmig ausgebildet und besteht aus den beiden Backen 17a und ffb, die durch einen besonderen Mechanismus gespreizt werden können, womit das Werkzeug sicher erfaßt wird.

Dieser Mechanismus enthält einen z.B. pneumatisch betätigten Kolben 26, der gegen eine Feder 27 anläuft, die den Kolben in seine untere Lage drückt. Die Preßluft für den Kolben 26 wird über den Kanal 28 von einer pneumatischen Steuerung zugeleitet. Letztere ist nicht dargestellt, da sie auf bekannte Weise ausgeführt werden kann und mit der Erfindung nichts zu tun hat. Im Ruhezustand dieses Mechanismus wird der Kolben 26 durch die Feder 27 nach unten gedrückt, wobei dieser über die beiden an ihren Enden in Achsen gelagerten

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Spreizstücke 29 und JO die Backen 17a und 17b zusammenzieht. In dieser Lage lassen sie sich in das Griffstück 24 ohne weiteres einführen. Zwecke Festspannung an dem Arm 15 wird dann die Preßluft über den Kanal 28 zugeleitet und preßt den Kolben 26 nach oben, wobei dieser über die beiden Spreizstücke 29 und 30 in die beiden Backen 17a und 17b nach außen drückt, die sich damit in dem Griffstück 24 des Werkzeugs 23 verkeilen. Mittels des Armes 15 kann dann das Werkzeug 23 von dem Werkzeugmagazin 9 abgehoben werden.

Die auf dem Werkzeugmagazin 9 abgelagerten Werkzeuge sind auf diesem lösbar festgespannt. Die Werkzeuge besitzen zu diesem Zweck eine Ausnehmung 3Ii in die Haltemittel passen, wie sie auch in der Arbeitestation vorgesehen sind« Diese Haltemittel bestehen aus einem in die Ausnehmung 31 passenden T-Stück 32, das in einem Kolben 33 endet, der durch eine Feder 34 in Richtung auf das Werkzeug gedrückt wird.Kann der Kolben 33 der Feder 34 nachgeben, so nimmt das T-Stück 32 eine Lage ein, in welcher das betreffende Werkzeug lose auf dem Werkzeugmagazin 9 ruht. Wird jedoch durch die bereits erwähnte, nicht dargestellte pneumatische Einrichtung der Kolben ^-^ 33 entgegengesetzt zur Spannung der Feder 34 gedrückt, so zieht das T-Stück 32 das betreffende Werkzeug in Richtung auf die Aufnahmestücke 35 und 36, die sich dabei in Keilnuten 37 und 38 an dem Werkzeug drücken und damit dem Werkzeug eine definierte Lage im auf dem Magazin 9 festgespannten Zustand geben.

Die Festspannung eines Werkzeugs in der Arbeitsstation auf dem Querschlitten 4 erfolgt in ähnlicher Weise. An dem Querschlitten 4 ist ein Spannmechanismus vorgesehen, der ein dem T-Stück 32 entsprechendes T-Stück 6 enthält, das zwecke Lockerung des Werkzeugs 39 in Richtung auf dieses verschoben wird, dagegen zwecks Verspannung des Werkzeugs von diesem weggezogen wird. Es werden also für die Halterung der Werkzeu-

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ge sowohl am Werkzeugmagazin als auch in der Arbeitsstation gleichartige Haltemittel verwendet. Der Mechanismus zum Festspannen eines Werkzeugs in der Arbeitsstation enthält weiterhin einen Kolben 40, der ebenfalls von der nicht dargestellten pneumatischen Einrichtung hin- und hergeschoben wird, wozu über die Kanäle 4l und 42 die Preßluft zu- bzw. abgeleitet wird. Zur Festspannung des Werkzeugs 39 wird der Kolben 40 in Richtung auf den Arm.l6 gedrückt, wobei er über die beweglich an ihm befestigte Lasche 43 die beiden Spannstücke 44 und 45 ausrichtet. Das Spannstück 44 ist mit seiner einen Seite drehbar auf der festen Achse 46 gelagert, so daß sich die Ausrichtung der beiden Spannstücke 45 und 44 in einem Hochschieben des Hebels 47 äußert. Der Hebel 47 ist auf seiner dem Spannstück 45 abgewandten Seite drehbar auf der Achse 48 gelagert, so daß mit der Ausrichtung der beiden Spannstücke 44 und 45 und der dadurch verursachten Drehung des Hebels 47 umd die Achse 48 das Verbindungsstück 49 hochgezogen wird. An letzterem hängt jeweils über Achslagerungen das T-Stück 6, so daß bei einer Bewegung des Kolbens 40 in Richtung auf den Arm l6 das T-Stück 6 das Werkzeug 39 anzieht. Dieses legt sich dabei mit seine η Keilnuten 50 und 51 gegen die Prismen 7t womit das Werkzeug 39 eine definierte Lage im festgespannten Zustand auf dem Querschldtten 4 erhält.

Um nun das Werkzeug 39 von dem Querschütten 4 abheben zu können, ist der Arm l6 mit dem gleichen Spannmechahismus versehen wie der Arm 15, so daß auf die diesbezügliche Beschreibung verwiesen werden kann. Mit den Backen l8a und l8b wird das Werkzeug 39 gefaßt, woraufhin es sich nach Lösung des T-Stückes 6 von dem Querschlitten abheben läßt. Für diese Abhebevorgänge sowohl von dem Werkzeugmagazin 9 als auch von dem Querschlitten 4 sind Bewegungen der Arme 15 und l6 erforderlich, die sich in Richtung der Achse 19 aus der Zeichenebene heraus erstrecken. Auf diese Bewegungsvorgänge und

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die Vierteldrehung der Arme 15 und l6 wird nachstehend anhand der Fig. 4 und 7 näher eingegangen.

Die die beiden Arme l6 und 17 tragende Schwenksäule 19 ist in ihrer in der Fig. 4 dargestellten Ruhelage in ihrer achsialen Richtung so weit ausgefahren, daß sich sowohl der Querschlitten 4 (in der Fig. 4 nicht dargestellt) als auch das Werkzeugmagazin 9 ungehindert hinter den Armen 15 und l6 bewegen können. Befinden sich Längsschlitten (in Fig. 4 nicht dargestellt) mit dem Quer schütten und Werkzeugmagazin 9 in der Wechselstation, so wird.die Schwenksäule 19 axial in Richtung auf das Werkzeugmagazin 9 bzw. den Querschlitten zubewegt, so daß die Klauen der Arme 15 und l6, also die in der Fig. 3 dargestellten Backen 17a und 17b bzw. l8a und l8b in die Griffstücke der sich im Werkzeugmagazin und auf dem Querschlitten befindlichen Werkzeuge einfahren können. Nach Entspannung der Werkzeuge, die sich in der anhand der Fig. 3 beschriebenen Weise abspielt, und ihrer Ergreifung durch die Klauen wird die Schwenksäule 19 ϊλ entgegengesetzter Richtung ausgefahren, wonach dann die Arme und l6 jeweils in entgegengesetztem Drehsinn eine Vierteldrehung ausführen. Um diese Axialbewegung der Schwenksäule 19 durchzuführen, ist der Kolben 52 vorgesehen. Über die Kanäle 53 und 5^ wirkt auf ihn von der pneumatischen Steuereinrichtung herkommend Preßluft ein, die ihn in an sich bekannter Weise entweder in der einen oder der anderen axialen Richtung treibt. In der Fig. 4 ist diejenige Lage des Kolbens dargestellt, in der die Verdrehung der Arme 15 und l6 stattfindet. In der strichpunktiert gezeichneten Lage des Kolbens 52 sind die Klauen der Arme 15 und i6 in die sich am Werkzeugmagazin 9 bzw. auf dem Querschlitten befindlichen Werkzeuge eingefahren.

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Die gegenläufige Drehbewegung der beiden Arme 15 und l6 wird dadurch ermöglicht, daß der Arm l6 von der Schwenksäule 19 selbst gedreht wird, während der Arm 15 auf der Hohlwelle 55 befestigt ist, die jedoch die axiale Bewegung der Schwenksäule 19 mitmacht, da sie auf Wälzlagern 56 und 57 ruht, die fest auf der Schwenksäule 19 sitzen.

, Die beiden Arme 15 und 16 müssen die gleichen Tiefst- '~\ lagen erreichen können, nämlich dann, wenn sie in die am Werkzeugmagazin 9 bzw. am Querschlitten festgespannten Werkzeuge einfahren, wobei je nach Ausgangsposition der Arme 15 und l6 jeder von ihnen ein Werkzeug sowohl am Werkzeugmagazin als auch am Querschlitten erfassen kann. Hieraus folgt zwangsläufig, daß die beiden Arme 15 und l6 bei ihrer gegenläufigen Drehbewegung gegeneinander axial verschoben werden müssen, damit ' sie bei dieser Drehbewegung nicht aneinanderstoßen. Zu der Axialbewegung der Schwenksäule 19 ist also eine zusätzliche Axialbewegung erforderlich, die von dem Arn 16 ausgeführt werden kann. Der Arm 16 sitzt auf einem gegenüber der Schwenksäule 19 axial verschiebbaren Zylinder 58t der an seinen Enden durch jeweils einen Flansch 59 und 6O abgeschlossen ist, so daß innerhalb des Zylinders 58 ein abgeschlossener Raum vorhanden ist. Dieser Raum wird durch einen kolbenartig wirkenden Blind 6l der Schwenksäule 19 unterteilt. Beiderseits dieses Bundes 6l enden Kanäle 62 und 63 für Preßluft. Strömt _N beispielsweise Preßluft aus* dem Kanal 63t ^so entsteht in dem rechts neben dem Bund 61 befindlichen Raum innerhalb des Zylinders 58 ein Überdruck, der eine Relativbewegung zwischen dem kolbenartig wirkenden Bund 61 und dem Zylinder 58 hervorruft, die sich in diesem Falle in einer axialen Verschiebung des Zylinders 58 nach rechts auswirkt. Eine Verschiebung des Armes 16 in umgekehrter Richtung erfolgt dann, wenn

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Preßluft aus dem Kanal 62 ausströmt. In der Fig. k ist eine Stellung des Armes l6 gezeigt, in welcher die beiden Arme und 17 gegeneinander verschwenkt werden können. Um dann das an dem Arm l6 befindliche Werkzeug abzusetzen bzw. in ein solches einzufahren, ist der Arm l6 in der beschriebenen Weise axial nach rechts zu verschieben, wozu also Preßluft aus dem Kanal 63 gelassen wird. Die Preßluftzuführung erfolgt über einen am Ende der Schwenksäule 19 befindlichen Kopf 64, wo entsprechende Anschlüsse vorzusehen sind. Hierauf braucht in diesem Zusammenhang nicht näher eingegangen zu werden, da dies in bekannter Weise ausgeführt werden kann und auch mit der Erfindung nichts zu tun hat.

Die Mitnahme des Armes l6 von der Schwenksäule 19 erfolgt über den Mitnehmer 65, der auf der Schwenksäule 19 sitzt und gegen Verdrehung durch die Paßfeder 66 gesichert ist. Eine weitere Paßfeder 67» die in eine entsprechende Nut in dem Mitnehmer 65 eingreift, sorgt dafür, daß auch bei axialer Verschiebung des Zylinders 58,dessen Mitnahme durch den Mitnehmer 65 gesichert ist.

Für die gegenläufige Drehbewegung der Arme 15 und l6 ist. ein Getriebe vorgesehen, zu dessen Erläuterung nunmehr auch auf die Fig. 5 bis 7 zurückgegriffen sei.

Fig. 7 zeigt den die Drehbewegung verursachenden Antriebsmotor 68, der über die beiden Stirnräder 69 und 70 eine Schnecke 71 antreibt. In diese Schnecke 71 greift das Schneckenrad 72 (Fig. k) ein, von dem der Antrieb eines unvollständigen Malteserkreuzes abgeleitet wird. Letzteres ist in der Fig. 6 dargestellt. Mit dem Schneckenrad 72 ist der Treiber des Malteserkreuzes fest verbunden, der durch entsprechende Steuerung des Motors 68 die beiden in der Fig. 6 dargestellten

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Endlagen einnehmen kann, zwischen denen er sich unter Eingriff in die Nut 74 des unvollständigen Malteserkreuzes 75 bewegt'. Das unvollständige Malteserkreuz 75 nimmt dabei die in der Fig. 6 ebenfalls dargestellten Endlagen ein, zwischen denen es durch Eingriff des halbkreisförmigen Segmentes /6 in die entsprechenden Ausnehmungen 77 und 78 festgehalten wird. Wie aus der Fig. 6 ohne weiteres hervorgeht, führt dabei das unvollständige Malteserkreuz 75 jeweils.eine Drehung

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um 90 aus, die für die Vierteldrehung der beiden Arme 15.

und 16 ausgenützt wird. -

Das unvollständige Malteserkreuz 75 sitzt zusammen mit dem Stirnrand 79 fest auf der Achse 8O, so daß also die Vierteldrehungen des Malteserkreuzes 75 von dem Stirnrad 79 mitgemacht werden. Das Stirnrad 79 treibt ein Stirnrad 8l an,das auf einer Achse mit den beiden Stirnrädern 83 und 84 sitzt. Von hier ab erfolgt nun die Verzweigung der Drehrichtung.Dies geschieht dadurch, daß das Stirnrad 83 direkt in eine entspre chende Verzahnung 85 der Hohlwelle 55 eingreift, während in den von dem Stirnrad 84 ausgehenden Antrieb der Schwenksäule 19 das Zwischenrad 86 eingeschaltet ist. Dieses Zwischenrad 86 greift sowohl in das Stirnrad 84 als auch in das auf der Schwenksäule 19 festgekeilte Stirnrad 87 ein, so daß also durch den Antriebsumweg über das Zwischenrad 86 eine Drehrichtungsumkehr gegenüber der Hohlwelle 55 erfolgt. In der Fig. 4 ist aus Gründen der Übersichtlichkeit das Getriebe aaseinandergezogen dargestellt, wobei die beiden Stirnräder 83 und 85 als nicht miteinander kämmend gezeichnet sind, was jedoch nicht der Wirklichkeit entspricht. Die tatsächliche Lage der Stirnräder geht aus der Fig. 5 hervor. Aus dieser Figur ist ersichtlich, daß ausgehend von dem Stirnrad 79 auf der Achse 80 das Stirnrad 8l auf der Achse 82 angetrieben wird, von wo nunmehr die auf der gleichen Achse sitzenden Stirnräder 83 und 84 die Verzahnung 85 auf der Hohlwelle 55 direkt

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und das Stirnrad 87 auf dem Umweg über das Zwischenrad 86 angetrieben werden.

Damit nun bei der Bewegung der Schwenksäule 19 in axialer Richtung die einzelnen Getriebeteile diese Bewegung mitmachen können, sind die Stirnräder 86 und 83/8Ί verschiebbar, aber gegen Verdrehung gesichert, auf ihren Achsen gelagert. Die axiale Mitnahme dieser Stirnräder erfolgt durch eine in der Fig. k im Schnitt gezeichnete Gabel mit den Zinken 88, 89 und 90, die in entsprechenden Nuten der betreffenden Stirnräder eingreifen, so daß bei einer axialen Verschiebung des Stirnrades 87 mit der Schwenksäule 19 diese Bewegung über die Gabelzinken 88, 89 und 90 auf die Stirnräder 86 und 83/8Ί übertragen wird.Auf diese Weise bleiben die Stirnräder auch bei einer axialen Verschiebung der Schwenksäule 19 ständig im Eingriff.

Bei einer Vierteldrehung des unvollständigen Malteserkreuzes 75 ergibt sich somit ebenfalls eine Viertedrehung sowohl des Stirnrades 87 und damit der Schwenksäule als auch der Verzahnung 85 und damit der Hohlwelle 55i wobei \__) , jedoch die Hohlwelle 55 und die Schwenksäule 19 aufgrund der Wirkung des Zwischenrades 86 gegenläufige Drehbewegungen ausführen. Auf diese Weise ist es möglich, nach dem Herausfahren der Schwenksäule 19 in die in der Fig. k dargestellte Lage und der zusätzlichen axialen Verschiebung des Armes l6 die von den beiden Armen 15 und 16 gehaltenen Werkzeuge so zu verschwenken, daß das vorher vom Werkzeugmagazin 9 gehaltene Werkzeug nunmehr vor dem Querschlitten steht bzw. umgekehrt. Nach dieser gegenläufigen Verschwenkung der beiden Arme l6 und 15 mit den von ihnen gehaltenen Werkzeugen findet dann die gegenläufige axiale Bewegung der Schwenksäule 19 statt, bei der die Werkzeuge im Werkzeugmagazin bzw. auf dem Querschlitten abgelagert werden.

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Da die Steuerung der pneumatischen Einrichtung vorzugsweise elektrisch erfolgt, sind noch Endschalter vorgesehen, die das Erreichen der jeweiligen Endlage signalisieren. So dient der Endschalter 91 in Verbindung mit dem Schaltnocken 92 am Zylinder 58 dazu, anzuzeigen, daß der Zylinder 58 und mit ihm der Arm l6 die äußerste Lage erreicht hat, in der die gegenläufige Verdrehung der Arme 15 und l6 stattfinden kann, ohne daß sich die beiden Arme gegenseitig stören. Der Endschalter 93 dient in Verbindung mit dem Schaltnocken 9^ an der Hohlwelle 55 dazu, zu signalisieren, daß die Schwenksäule 19 die ausgefahrene Endlage erreicht hat. Mittels des Endschalters 9.5 wird angezeigt, daß ein Werkzeug auf dem Querschlitten abgelegt ist und schließlich ist in der Fig. k noch die Kontaktanordnung 96 in Verbindung mit dem Malteserkreuzantrieb dargestellt, die bei Erreichen der jeweiligen Endlage des Malteeerkreuzantriebs den Antriebsmotor 68 entsprechend schaltet. In Verbindung mit dem Werkzeugmagazin 9 sind zwei weitere Endkontakte 97 und 99 in Fig. 1 gezeichnet,mit denen die Endlagen des Werkzeugmagazins 9 signalisiert werden können.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Drehmaschinet die wahlweise verschiedene Werkzeuge zur Werkstückbearbeitung in einer Arbeitsstation aufnehmen kann und die mit einem beweglichen Werkzeugmagazin versehen ist, das durch seine Bewegung das jeweils gewünschte Werkzeug in eine Wechselstation bringt, aus der dieses mittels einer Werkzeugwechselvorrichtung in die Arbeitsstation überführt wird, wobei gegebenenfalls mittels der Werkzeugwechselvorrichtung ein vorher in der Arbeitsstation befindliches Werkzeug in das Werkzeugmagazin zurückgeführt wild, dadurch gekennzei c h net, daß das Werkzeugmagazin (9) als gerader Schlitten mit entlang seiner Längsrichtung nebeneinander aufnehmbaren Werkzeugen (ll, 20) ausgebildet ist, dessen Schlittenbahn (10) parallel zu dem Bett (l) der Drehmaschine liegt und an der Werkzeugwechselstation vorbeiführt, und die Werkzeugwechselvorrichtung (l4) zwischen Werkzeugmagazin und Bett angeordnet ist, wobei zum Werkzeugwechsel in der Wechselstation der das jeweilige Werkzeug tragende Querschlitten (4) aus der Arbeitsstation in Richtung auf das Werkzeugmagazin herausgefahren ist und diesem zum Werkzeugwechsel auf kurzem Wege gegenübersteht.

   2. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die Werkzeugwechselvorrichtung (l4) an dem Längsschlitten (2) angebracht ist.

   3· Drehmaschine nach Anspruch 1 oder 2 mit nach oben gerichteter Querschlittenführung, dadurch gekennzei ch net, daß die Schlittenbahn (10) des Werkzeugmagazine ,(9) oberhalb des Längs- und Querschlittens (2,4) angeordnet ist.

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   4. Drehmaschine nach Anspruch 3t dadurch gekennzeichnet, daß die Schlittenbahn (lO) des Werkzeugmagazins (9) auf nach oben gerichteten Holmen (12, 13) ruht, die am Bett (l) der Maschine befestigt sind.

   5* Drehmaschine nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet , daß für die Halterung der Werkzeuge (ll, 20, 98) sowohl im Werkzeugmagazin (9) als auch in der Arbeitsstation gleichartige Haltemittel vorgesehen sind.

   6. Drehmaschine nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet , daß die Haltemittel aus einem in eine entsprechende Ausnehmung (3l) am Werkzeug (23, 39) passenden T-Stück (32, 6) bestehen, das zwecks Festspannung des Werkzeuges rückziehbar ist (Fig. 3)·

   7· Drehmaschine nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die Werkzeuge (23, 39) mit einem Führungslager (37, 38, 50, 5l) versehen sind, das mit einem in der Arbeitsstation angebrachten Gegenlager (35, 36, 7) zusammenpaßt und bei der Einspannung der Werkzeuge in der Arbeitsstation diesen eine definierte Lage gibt (Fig. 3).

   8. Drehmaschine nach Anspruch 7, dadurch g e k e ηη -. zeichnet , daß die Werkzeuge (25,39) mit einem Griffstück (24) versehen sind, in das eine ensprechende Klaue (l7a, 17b, l8a, l8b), insbesondere einen Schwalbenschwanz, an der Werkzeugwechselvorrichtung paßt (Fig. 3).

   9* Drehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Werkzeuge (ll, 20)

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   von dem Werkzeugmagazin (9) in einer Lage aufgenommen sind, in der sie rechtwinkelig zu ihrer Lage auf dem Querschlitten (4) in der Werkzeugwechselstation stehen.

   10. Drehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9j dadurch gekennzeichnet , daß sie mit einem Lesekopf (2l) zur Identifizierung von an den Werkzeugen (ll, 20) angebrachten individuellen Kodezeichen versehen ist.

   11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Lesekopf (21) an dem Längsschlitten (2) benachbart zur Schlittenbahn (-10) des Werkzeugmagazins (9) derart befestigt ist, daß an ihm vorbeibewegte Werkzeuge (ll, 20) ihr Kodezeichen auf den Lesekopf übertragen.

   12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet , daß das Werkzeugmagazin mit einem Antrieb versehen ist, der das Werkzeugmagazin mit seinen in ihm gespeicherten Werkzeugen (ll, 20) im Eilgang an dem Lesekopf (2l) vorbeiführt und bei Identifizierung eines gewünschten Werkzeugs durch den Lesekopf auf einen Schleichgang umschaltet, mit dem das Werkzeugmagazin definiert in die Werkzeugwechselstation gebracht wird.

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