DE1602890A1 - Werkzeugwechselvorrichtung - Google Patents
WerkzeugwechselvorrichtungInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
- B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
- B23Q3/157—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
- B23Q3/15713—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle
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Description
- Werkzeugwechselvorrichtung. Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Werkzeug-Maschinen und insbesondere auf eine Werkzeugwechselvor. richtung zum Auswechseln eines Werkzeuges an einer Bearbeitungsstation einer Maschine. Bei einem maschinellen Bearbeitungsvorgang, bei wel.4 chem eine große Anzahl von Löchern genau gebohrt werden muß, wird eine Schablonenbohrmaschine verwendete um diese Löcher mit einem hohen Genauigkeitsgrad sowohl hinsichtlich der Anordnung als auch hinsichtlich das Lochdurchmessert zu bohren. Die Anwendung dieser Bohrmaschinen erfordert zeitraubende und umständliche Vorbereitung durch Arbeiter mit sehr großer Fachkenntnis, so daß daher viel Arbeit und Zeit erfahrener Mechaniker erforderlich sind. Heutige Rechnertechniken und Programmiertechniken haben dazu beigetragen, viele der Probleme bei mit großer Präzision auszuführenden maschinellen Bearbeitungsvorgängen zu lösen, jedoch kann bei automatischen maschinellen Bearbeitungsvorgängen, bei denen ein minimales Ausmaß an Überwachung angewendet wird, ein Versagen zufolge Verklemmens von Teilen, das sich zufolge eines Fehlers von seiten der die Maschine bedienenden Person beim Einstellen der Maschine ergeben kann, eine teure und. katastrophale Wirkung haben. Gemäß der Erfindung ist eine Werkzeugwechselvorrich. tung geschaffen, die für automatisches oder programmiertes Arbeiten bequem anpaßbar ist und bei der das Problem des Einsetzens von Werkzeugen von Hand vermieden ist, während schnelles Herausnehmen und Einsetzen von Werkzeugen an der Bearbeitungsstation einer Werkzeugmaschine , beispielsweise einer Bohrmaschine, einer Gewindeherstellungs-Maschine, einer Fräse oder dgl. ermöglicht ist. Demgemäß besteht ein allgemeiner Zweck der Erfindung darin, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die mit einem verbesserten Werkzeughaltermechanismus versehen ist.
- Ein anderer Zweck@der Erfindung besteht darin, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die mit einer verbesserten Werkzeugwechselvorrichtung ausgerüstet ist, die von einfacher und wirtschaftlicher Ausführung ist. Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Werkzeugmaschine zu echaffen,@die eine Drehspindel und eine verbesserte automatisch betätigte mechanische Einrichtung aufweist, die wirksam et# um des Schneidwerkzeug in der Spindel auszutauschen. -_ Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, einen verbesserten Werkzeugadapter zum Tragen eines Werkzeuges zu schaffen, der bequem in eine Drehspindel einer Werkzeugmaschine ohne Verklemmen'eing(3setzt und aus ihr herausgew nommen werden kann. . Ein anderer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die mit einer Mehrzahl von Schneidwerkzeugen ausgerüstet ist, die zum Durchführen einer Vielzahl von maschinellen-Bearbeitungsvorgängen in eine Drehspindel bequem-eingesetzt und aus ihr zurückgezogen werden können. Ein anderer zweck der Erfindung besteht darin, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die mit einer Mehrzahl von Suhneidwarkzeugen ausgerüstet -ist" die in einem minimalen Raum gelagert sind und für automatisches Einsetzen oder Herausnehmen 'an einer Bearbeitungsstation oder aus einer Bearbeitungsstation bequem angepaßt werden können. Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ist die Werkzeugmaschine mit einer Drehspindel und einer Mehrzahl vo-Schneidwerkzeugen ausgerüstet, die von der Spindel für Drehung mit ihr zum Durchführen eines maschinellen Bearbeitungsvorganges einzeln aufgenommen werden können. Die )chneidwerkzeuge sind in Werkzeugadaptern angeordnet, die ihrerseits in einem Drehtisch gelagert sind, so daß sie in einer kreisförmigen-Bahn bewegt werden können, um das gewünschte Werkzeug an einer Werkzeugwechselstation anzuordnen. An der Werkzeugwechselstation kann ein mechanisches Werkzeugwechselorgan betätigt werden, um das gewünschte Schneidwerkzeug mit seinem Adapter aus dem Drehtisch herauszunehmen und-zum Durchführen eines maschinellen Bearbeitungsvorganges in die Spindel einzusetzen. lLährend des maschinellen Bearbeitungsvorganges wird das Werkzeugwechselorgän von dem Schneidwerkzeug und der Spindel -an der Bearbeitungsstation frei gehalten-. jenn für ein neues l:,'Erk -zeug Bedarf vorhanden ist, entfernt das Werkzeugwechselorgan das Werkzeug aus der Spindel und ordnet es wirder an dem Drehtisch an. Der Drehtisch wird dann fortgeschaltet, um das nächste durch den Bedarf ausgewählte Werkzeug in die Werkz-eugwechselstation zu bringen, in welcher der Werkzeugwechselvorgang wiederholt wird.
- Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindunci ist jedes Werkzeug in einem Werkzeugadapter angeordnet. Der lJerkzeugad'apter ist verjüngt konisch ausgebildet und entlang der konischen Fläche genutet, um gegenüberliegende schräge ebene Dberfl;chen zu schaffen. Die Spindel ist mit einem Futter versehen, welches zur Aufnahme desf.'ärk zeugadapters mit einer passenden Verjüngung versehen ist. Das- Futter ist mit einer Mehrzahl von Riegeln versehen, die gegenüberliegende Paßfl';chen haben, welche mit den gegenüberliegenden Schr;icaT flächen an dem Werkzeugadapter in Eingriff' treteng wenn dieser in das Futter eingesetzt wird, um das Werkzeug und seinen Adapter an Ort und: Stelle zu verriegeln-und anzutreiben.
- Ein anderes Merkmal der Erfindung liegt in dem Werk. zeugwechselorgan zum Transportieren des Werkzeuges mit seinem Adapter von dem Drehtisch .zu der Werkzeugmaschinenspindel und umgekehrt. Das Werkzeugwechselörgän wird durch einen Arbeitsmittelmotor angetrieben und Weist Zangenarmemit Greifenden auf, welche in `eine der Nuten des Werkzeugadapters zum Transportieren des Werkzeuges zu der Ge-arbei. t,ingsstation passen.- 'Die Zangenarme werden in-einer senkrechten Ebene im Bogen geschwungen und es ist, eine Einrichtung vorgesehen, um die:: Zangenarme in verschiedenen zu der senkrechten Ebene rechtwinkligen Ebenen zu öffnen und zu schlieriE?n: -tjei.tere Zwecke und: Vorteile der Erfindung gehen -aus der nachfolgenden Beschreibung hervor, in welcher die Erfinclüng an Hand der Zeichnung beispielsweise erläutert ist, FigQ 1 ist eine schaubildliche Ansicht der zusammengesetzten Vorrichtung mit dein Drehtisch= dein Werkzeugwechselorgan und einem Teil der Werkzeugmaschine.
- 2 ist eine Teildraufsicht des Drehtisches und des Werkzeugwechsolorganes. Fig3 ist eine Seitenansicht (]er in Fig.. 2 wiedergegebenen Teile. Fig, 4 ist eine teilweise in Draufsicht und teilweise im Schnitt gehaltene Ansicht der U-erkzeugüberführungseinrichtung. Fig.. 5 und 6 sind teilweise-in Seitenansicht und teilweise im Querschnitt gehaltene Ansichten der Spindel und. - des Futters nach Linie 5-5 der Fig. 3. In Fig. 1 ist eine Werkzeugmaschine teilweise. dargestellt, an welcher Merkmale der Erfindung verkörpert sind, die bequem zur Inwendung mit einer Vielzahl im Handel verfügbaren Bohrmaschinen angepaßt werden können, beispielsweise für die Verwendung mit der Edlund Modell 2N Edlundlilatic-Bohr- und Gewindeherstellungsmaschine. Eine solche --Maschine weist allgemein eine Bearbeitungsstation 10 auF, an welcher ein Spihdelkopf öder Werkzeugtropf 11 angeordnet ist, der an einem senkrechten Ständer 12 getragen ist, welcher von dem maschineng-estell 13 abgestützt und so angeordnet ist., daß der Spindelkopf 11 in einer senkrechten Bt.-wegungsbahn beweglich abgestützt ist. Der Spindelkopf 11 stützt drehbar eine Spindel 14 ab, die ein Werkzeug 15 so tragen kann, daß es._sich mit der Spindel 14 zur Duschführung eines .maschinellen 82arbtitungsvorganges dreht. Die Spindel 14 wird auf bekannte leise durch einen nicht dargestellten Motor gedre=ht und das Werkzeug 15 Wird durch senkrechte Bewegung in Abwärtsrichtung veranlaf3t, den maschinellen Bearbeitungsvorgang durchzuführen, Wenn es mit dem Werkstück in Berührung kommt.
- Gemäß der Erfindung ist die in Fig..1 teilweise wiedergegebene Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugspeichereinrichtung 16 versehen, die-in den Fig p 2 und. 3 klarer dargestellt ist und einen waagerecht angeordneten Drehtisch 17-aufweist, welcher eine (Mehrzahl von Werkzeugen 15 trägt, die in einer Matrix angeordnet sind, um dadurch eine Anzahl vonerkzeugspeicherstellungen zu schaffen. Bei der be:-sond'eren dargestellten: Ausführungsform der Erfindung sind neun Speicherstellungen oder -stationen vorgesehen; es ist jedoch bequem ersichtlich, daß irgendeine Anzahl von Speicherstellungen vorgesehen werden :kann, solange genügend. Spielraum zwischen den einzelnen Speicherstellungen aufs rechterhalten ist, um das Herausnehmen und den Austausch der Werkzeuqe 15-in -nachstehend zu - beschreibender Weise zu ermöglichen, Die Werkzeug,speichereinrichtung-16 dient dazu, die Uie'lzahl von-L'erkzeugen 15 vorrätig zu halten und-ausgewählte Werkzeuge Einzeln zu einer Werkzeugwechselstellung oder iierkzeugbere-itschaftsstation. zu überführen., an- welcher sie einer ?'lerkzeugwechselvorrichtung zugängig gemacht werden können. Für diesen Zweck sind mit dem Drehtisch -17 auf irgendeine -geeignete Weise eine Mehrzahl von sich schräg erstre.cken=ien Schenkeln 18 verbunden, an deren Enden Fassungen oder Behälter 19 befestigt sind., in denen die Werkzeugs 15 angeordnet sind. Die verschiedenen Werkzeuge 15 sind in Werkzeugadaptetf1 .20 sicher angebracht, deren Außenfläche bei 46 sich verjungen bzw. konisch-ausgebildet ist. Zum Schaffen einer Greif fläche für den Werkzeugwechselmechanismus 30 ist der Werk.. -zeugadapter 20 entlang der konischen Fläche bei 31 genutet, um den Erfassen durch die Greifflächen von Armen 37, 38 von Zangenarmen 39 des Werkzeugwechselmechanismus 30 zu er.. leichtern. Eine zweite Nut 34 mit einer Mehrzahl von allgemein gegenüberliegenden schrägen ebenen Flächen 35 ist vorgesehen, um wirksames Verriegeln und Antreiben des Werkzeugedspters 20 und de: Werkzeuge 15 an der Bearbeitungsstation zu erleichtern. Die bluten 31 und 34 verlaufen auf dem Umfang und erstrecken sich rund um den Umfang der konischen Fläche 46 und sie liegen vorzugsweise einem Ende des Werkzeugadapters 20 näher. Die gegenüberliegenden schrägen ebenen Flächen 35 dienen, wenn die Werkzeuggdapter 20 in der Spindel 14 verriegelt sind, dazu, Drehung der Werkzeugadapter 20 zu verhindern, Wenn die Spindel 14 in Drehung versetzt wirdp so daß-ermöglicht ist' daß das Werkzeug 15 arbeitsmäßig angetrieben wird und seine Arbeitsfunktion erfüllt. Wie in den Fig.'5 und 6 klar dargestellt, können zusammenpassen-.da Paare oder drei zusammenpassende schräge ebene Flächen 35 vorgesehen sein, von denen beispielsweise acht in Form von vier Paaren oder neun in Form Von drei mal drei Flächen
- an der Halteplatte 22-angeo-rdnet und sein Arm 23 ist mit der Zahnstange 24E des ZanetangenÄRad-Antriebs 21 verbunden. .Betätigung des Zylinders- 60 dient zur Betätigung des Zahn-: stangen- Rad`-Antriebs 21, um die Zangenarme' 39 zu bewegen, die in- einer senkrechten Ebene im Bogen geschwungen,werden und in verschiedenen zu der senkrechten Ebene rechtwinkliger. Ebenen durch die Wirkung eines doppeltwirkenden Luftzylinders 61 öffnen und schließen.
- Die Zangenarme 39 sind an einer wasger®cht.angeordneten drehbaren Welle fit getragen, die zwischen Lagern bzur. Lagerermplatten 63 getragen ist.' die von der Halteplatte 22 nach unten stehen. Die Drehwelle 62 dreht sich zwischen den: Lagerplatten 63 durch die Wiri-:ung eines Zahnrades 64, das an ihr angeordnet und von einem Zahnradsegment 65 und einen Kurbelarm 67 arbeitsmäßig angetrieben wird, der mittels eines Bolzens 66 mit dem Zahnradsegment 65, und über einen Bolzen 69 mit dem Antriebsrad 25 verbunden ist. Gemäß den Fig. 2 und 3 sind die Zangenarme 39 in ihrer geschlossenen Stellung zum Eingriff mit den IJerkzeugadaptarn 20 und unter der Spindel 14 der Bearbeitungsstation 10 angeordnet. Bei Erregung des hydraulischen Zylinders 60 wird der Arm 23der mit der Zahnstange 24 des Zahnstanden-Bad-Antriebs 21 arbeitsmäßig verbunden ist, zurüdkraezogen. Durch Zurückziehen des Armes 23 nach rechts wird die Zahnstange 24 waagerecht bewegt, wodurch das Zahnrad 2_5 in Uhrzeigerrichtung gedreht wird. Drehung des Antriebsrades 25 in Uhrzeigerrichtung ruft eine Bewegung des Kurbelar:ries Ü7 in einer Richtung hervor, daß das Zahnradsegment 65 sich zuerst gemäß Fig. 3 um die Welle 68 in UhrzeigerrichtLing verschwenkt. Das Zahnradsegment 65 ist mit einem solchen Verhältnis ausgebildet, d.aß bei einer verhältnismäßig kleinen Bewegung des Kurbelarmes 67 zum unteren Totpünktzentrum die Zangenarme 39 und die Welle 62 in Gegenuhrzeigerrichtung um etwa 181J0 gedreht werden. denn die Verbindung 69 des Kurbelarmes 67 an dem Antriebsrad 25 sich ihrer untersten Stellung bzw. unteren Totpunktstellung nähert, wird die Bewegung des Kurbelarmes 67 beträchtlich verring.ort,. 5o daß bewirkt wird, daß die
- 39 angeordnet ist, und zwar zufolge der Witkung der Nockenfl' = che 26 und der Schubstange 28. Die Zangenarme 39 werden nunmehr weit geöffnet, um ihren Griff an dem Werkzeugadapter 20 zu lössen und zu ermöglichen, daß der Drehtisch 17 für das nächste ausgewC'-Ih:lte Werkzeug 15 fortgeschaltet wird. Öffnen dnd Schließen der Zangenarme 39 wird durch den Luftzylinder 61 hervorgerufen. Wie klarer in Fig. 4 darge -stellt, weisen die Zangenarme 39, die zum Erfassen der Werkzeugadapter 20 in der Umfangsnut 31 manipuliert werden, zwei Arme 41,-42 auf, die an einem Bolzen 43 angelenkt sind. Das innere Ende des Armes -41 ist weiterhin an einem Bolzen 44, der an der Welle 62 befestigt ist, angelenkt bzw. schwenkbar angeordnet, während das innere Ende des Armes 42 an dem Kolben 45 des .Luftzylinders 61 befestigt ist. Luft wird dem Zylinder 61 von einer nicht dargestellten, geeigneuen Quelle unter der Steuerung eines vorgewählten ProgrammE zugeführt und auf bekannte Wise aus einer Seite des Zylinders 61 ausgelassen. Durch Drücken des Kolbens 45 in Richtung gegen den Bolzen 44 werden die Arme 41 und 42 geschlossen und erfassen einen ausgewählten Werkzr"ur)adapter 20. Wenn der Kolben 45 in die oberste Stellung in dem .Zylinder 61 bewegt ward, werden die Arme 41 und 42 in ihre äußersten End. Stellungen auseinandergezogen, um Spielraum für den maschihellen bearbeitungsvorgang zu schaffen. Wie beim Fort:;ahtilten des Drehtisches 17 -werden die Drehrichtung, das Wirksnriimachen ünd Unwirksammachen des hydraulischen' Zylinders 60. und des Luftzylinders 61 durch Stromkreise .gesteuert, die bei Ansprechen auf das Programm wirksam gemacht werden:-.
- Um das äusgem@hlte Werkzeug 15 in der Spindel 1.4 anzuordnen, wird die Drehwelle 62 in einer mittleren Stellung zwischen der für das Aufnehmen des Werkzeuges fortgeschsltgten Werkzeugspeicherstation und der Spindel 14 der Werkzeugmaschihe angeordnet, so daß,. wenn das Werkzeug 15 und- sein entsprechender Adapter 20 in der Spindel 14 angeordnet und von den Zangenarmen 39 erfaßt sind, die Achse des Werkzeuges 15-mit de.r Achse der Fassung 19 übereinstimmt., In Figa. 2 sind der Drehtisch. 17 und die Fasssun ;en 19.in der Werkzeug= überführungsatellung dargestellt. Dieser Stellung geht einet Überführung des Werkzeuges 15 und des Adapters 20 von der Werkzeugma-schin.e voran und ihr folgt eine Überführung des Werkzeuges 15 und des Werkzeugadapters 20 zu der Werkzeugmaschine. Die Werkzeughalte- oder Werkzeugeüberfübrungsstation des Drehtisches 17 ist eine mittlere zeitweilige Ruhestellung zwischen den in Fig. 2 mit A und 8 bezeichneten S,tationenp Wenn neun Stationen vorhanden sind, ist die iJ.erkzeugüberfü.hrungsstation in einem Winkel von 2Q0 von der Bearbeitungsstellung des Drehtisches 17 entfernte Jedoch kann .eine Verschiebung des Drehtisches 17 um mehr oder weniger als 20° in jeder der'beiden Richtungen vorgenommen Werden' wenn lediglich Vorkehrung getroffen ist) daß die Verschiebung genügend groß ist; um Spielraum zu schaffen, wenn die Zangenarme 39 das Werkzeug 15 und den Adapter 20 = von der Spindel 14 zu der Werkzeughalte- bzwo Werkzeug-Wechselstation hin- und herbewegen, um es in der Fassung 19 anzuordnen. Zum Verriegeln des Werkzeugadapters 20 und des laerkzeuges 15 in der Werkzeugmaschine bei Vorbereiten eines maschinellen Bearbeitungsvorganges, ist die Spindel 14, wie aus den Figö 5 und 6 ersichtlich, mit einer Futter= fässung 80 vergehen, die an einem axialen Ende eine offene Fläche aufweist, die maschinell bearbeitet ist, um eine Steilabschrägung 81 zu schaffen, welche zu der Schrägflüche 46 des Werkzeugadapters 20 ergäntzend ist-.
- In Fig.. 5 ist eine senkrechte Querschnittsansicht durch die Achse der Werkzeugmaschinenspindel 14 wieder-, gegeben, wobei die Spindel 14 in einer Spindelhülse angeordnet ist: In der Spindel 14 ist das Futter 80 anjeordnet, welches den Werkzeugadapter 20 aufnehmen kann. An dem unteren Ende des Futters 80 i,--;t eine Verriegelungseinrichtung vorgesehen, nämlich eine Mehrzahl - die als ein Paar dargestellt ist - von Riegeln 82, 83, die sich erstrecken de Flansche 84 bzw: 85 aufweisen, welche mit der Nut 34 des Werkzeugadapters 20 in Eingriff treten, wenn der Adapter 20 in das Futter 80 eingesetzt wird, Die Riegel 82 und " 83 sind Verriegel-ungshebel und sie sind an einer Zwischenstelle an Zentren 86 bzwo 8?-angelenkt, welche es ihnen ermöglicheng pendelartig aufgehängt zu sein und in die Nut 34 einzutreten. Ein Verrlegelungsteil 88 bewegt,sich allgemein parallel zu der Futterachse und ist als ein rohrförmiger Bund 88 mit einem Flansch 89 dargestellt: Der Bund 88 umgibt das Futter bzw. angettiebenen-Spindelteil 80 und ist für Bewegung an ihm entlang der Achse des Futter 80 angeordnet. Das-innere untere Ende des Bundes 88 ist bei 90 abgeschrägt, und zwar in einem kleinen Winkel.. um eine selbsthaltende bzwa selbsthemmende Verjüngung zu schaffen wenn der Bund 88 sich in einer ersten axialen Richtung be.; wagt und die äußeren Ver:riegelungsflächen 91,:92 des ersten oder freien Endes der Riegel 829.83 in Eingriff bringt und die urzusammenpassenden Teils der gegenüberlie@geed.en Riegel 82, 83 in die Nut 34 des Werkzeugadapters 20 drückt, so daß bewirkt wird, daß die freien Enden der Riegel 82, und 8.3 sich gegen die_schrägen-ebenen Flächen 35 legen und dadurch den Werkzeugadapter 20 und: das Werkzeug 1'S gegen Drehung in dem Spindelfetter.80 verriegeln bzw. festlegen. Der Verriegeiungsbund 88 wird'.durch eine Feder 93 als Teil einer Antriebseinrichtung oder Vorspanneinrichtung in die untere oder verriegelte Stellung gedrückt.: Die-Riegel 82,-$3 sind mit einer Verriegelungsfläch.e versehen, die eine radial und axial einwärts gewandte Komponente aeftteist. Diese Komponente kann in: einem Winkel von etwa 45° relativ zu der Futterachse liegen. In d.er verriegelten Stellung tritt diese Verriegelunge.flächo jedes Riegels 82, 83.-mit einer einzelnen schrägen ebenen Fläche 35 in Eingriff. Jede ebene Fläche-35 ist flach bzwe glatt und ist ein Teil der Oberflächeneinrichtung, welche eine Aus.-nehmung in dem konischen :Umfang 46 des Adapters 20 begrenzt. Die Verriegelungsfläche des betreffenden Riegels 82, 83 kann mit irgendeiner der ebenen Flächen 35 in Eingriff treten, so daß ein Eingriff mit lediglich einer Fläche 35 erfolgt. Diasex Eingriff führt dazu, daß .eine Verriegelungsfläche den Adapter 20 sowohl gegen Drehung als auch axial in dem Futter 80 verriegelt, Die ebenen Flächen 35 sind ein Teil der die Nut 34 bildenden Fläche un! sie haben eine Flächenkom.ponente, die axial und radial auswärts gerichtet ist.
- Für Bewegung des Bundes 88 in einer zweiten axialen oder Entriegelungsrichtung, urri Herausnehme des Werkzeugadapters 20 aus vier Spindel 14 zu ermöglichen,-sind in der Antriebs.:. oder Vorspanneinrichtung mehrere Arbeits# mittelzylnder 94 vorgesehen, von denen lediglich einer dargestellt ist, der gegen einen Ring 79 wirkt. Der Ring 79 wirkt gegen den Flansch 89 des Bundes 889 um die nach unten gerichtete Haltekraft der Feder 93 zu überwinden. Wenn der Bund 88 nach Oben geschoben Wird, legt sich die Fläche 105 gegen die sich erstreckenden Absätze 106, 107 an den zweiten Enden der -Riegel 82"und 83, so daß die freien Enden der Riegel aus der Nut 34 gedrückt Werden. Gleichzeitig legen sich die unteren Flächen 108, 109 der Riegel 82 und 83 gegen die Fläche 35 des Nut 349 um den Werkzeugadapter 20' um eine kleine Strecke nach unten zu bewegen, um' zu gewährleisteng -daß -die Abschrägungen 46 -:und 81 getrennt werden-e so daß das He:rau.snehmen des Werkzeugadap.# ters 20 aus -der- Spindel 14 =erleichtert ist.
- . Heim H-eräusnehmen eines Werkzeuges 15 und seines Adapters 2Q.:aus d.er SPndel,14 und der Überführung zu der Fassung 19 werden die -Greifflächen: oder Greifteile-37,t 38< der Zangenarme 39 einwärts bewegte und zwar durch die Wirkung des Luftzylinders: 61 gemäß vorstehender 8es,chrei, .bung,. und sie e.rf.assern- den: -Werkz'eugada7pter 20, an...d:er Nut 31, Unmittelb.är danach wir.d,ih Übereinstimmung .mit einer-vorgewählten Programmsteuerung über eine Öffnung 96, die unter dem Kopf des Zylih.ders 94 -angeordnet ist,: Druckluft einge#»_ lassen, Der Zylinder 94 und andere nicht dargestellte Zylinder bewirken-, wenn sie betätigt bzwo erregt werden däß- ihre Kolben sieh heben und -die Kraf=t einer.-Feder 100 überwinden. Fortgesetzte Bewegung des Kolbens 98.bewirkt einen Eingriff mit dem Flansch 89, so daß der-Bund 88 gehoben wird,, bis. die abgeschrägte Fläche 90 von den Außenflächen 91i 92 der Riegel 82,.83 freikommtg so d813 bewirkt wird', daß diese gemäß vorstehender Beschreibong nach außen gedrückt we-rdeno Somit. ist der- lierk:zeugadapter 20 für Herausnahme aus dem Futter 80 frei-, -wie es in Figa.6 dargestellt ist.
- Der aus dem Futter 8W' freigegebene Werkzeugadapter 20 kann nunmehr in seine Speicherstellung in der Fassung 19 zurückgeführt werden. Um dies durchzuführen, wird-der hy» draulische Zylinder 60 erregt, um den Zahnstangen-Rad-Antrieb 21 gemäß vorstehender Beschreibung wirksam zu machen.
- ' Es ist ersichtlich, daß der oben beschriebene Werkzeugwechselmechanismus für Verwendung mit einer Vielzahl von Werkzeugmaschinen bequem angepaßt werden kann, um ein vorrätig gehaltenes Werkzeug aus seiner Speicherstellung in eine Bearbeitungsstellung in der Werkzeugmaschinen-Spindel schnell anzuordnen, wobei die Gesamtfolge an Schritten zur Überführung des Werkzeuges etwa fünf Sekunden in Anspruch nimmt, Das nachfolgende Beispiel erläutert die Arbeitsweise des Werkzeugwechselmechanismus und die bei der Werkzeugüberführung auftretende Folge. Es sei angenommen, daß ein Werkzeug 15 sich in der Spindel 14 befindet und einen maschinellen Bearbeitungsvorgang ausführt, und daß die Notwendigkeit für einen Wechsel zufolge eines vorgewählten Programms oder durch eine zweckentsprechende Schaltanordnung an der Station der die Maschine bedienenden Person. nötig geworden ist. Unmittelbar Vor Auftreten dieser Notwendigkeit und während der maschinellen Bearbeitungsvorgänge sind die Zangenarme 39 weit offen und befinden sich in einer Ruhestellung, wie es in Fig. 4 durch die unterbrochenen Linien angedeutet ist. Die leere Werkzeugfassung 19 des Drehtisches 1? befindet sich in einer Werkzeugbereitschaftsstellung in der als Station A bezeichneten Stellung. In dieser Stellung der Matrix können die Werkzeuge 15 und ihre Adapter 20 in einem Bogen in einer senkrechten ebene oder Bezugsebene zwischen den Stationen A und B der Matrix und in eine Stellung über diesen geschwungen werden, um von dem Werkzeugüberführungs-Mechanismus bequem überführt zu werden. Nachdem das aus der Spindel 14 herausgenommene Werkzeug 15 in die Stellung über den Stationen A und B geschwungen ist, beweg' die Nockenfläche 26 die Fassung 19 an der Station A in die Bezugsebene unter dem Werkzeug 151 um dieses bei darauffolgenden Senken der Zangenarme 39 aufzunehmen. Aus vorstehender Beschreibung ist ersichtlich, daQ_ein Werkzeugwechselmecha.nismus für schnelles und automatisches Auswechseln von Werkzeugen in einer Werkzeugmaschine ge-. schaffen ist, wobei der Warkzeugwechselmechaniemus von wirtschaftlicher Ausführung ist und einfache Arbeitsweise hat und dennoch die gewünschte Zuverlässigkeit insofern schafft, als durch ihn die Probleme dos Verklemmens bei Trennung des Werkzeuges aus seinem Halter verringert sind. Hierfür ist eine Werkzeugspeichereinrichtung vorgeseheh' in welcher die Werkzeuge in Warkzeugadaptern angaordnet umd in einer Matrix an einem Drehtisch gespeichert sind, Der = Drehtisch wird wahlweise fortgeschaltet# um die Werkzeuge und Adapter in eine Stellung zu bringen, um wahlweise von einer Werkzeugauswahlsinrichtung gehalten und aus der Werkzeugspeichereinrichtung bewegt zu werden. Das Werkzeug und der Adapter werden auf einem bogenförmigen Weg geschwun.. ejen, um in einem 111erkzeugspindelfutter angeordnet und für einen maschinellen Bearbeitungsvorgang befestigt zu merdeng Durch Umkehren dieser Arbeitsmeise können das Werkzeug und der ädapter schnell in ihre Speicherstellung zurückgeführt Werden.
Claims (1)
- Patentansprüche lp@'Werkzeugwechselmechanismus zum Auswechseln eines . Werkzeuges an der Bearbeitungsstation einer Maschine,.gekennzeichnet durch eine-Werkzeugüberführungsstation zur Aufnahme von Werkzeugen (15'), die zu der Bearbeitungsstation (10) der Maschine gebracht werden sollen, eine WerkzeugüberfOhrürigseinrichtung 30 an der Uberführungsstation, die von der-Maschine getragen ist und, Zangenarme (39) mit@zwei Armen (41, 42) aufweist, die an einer Zwischenstellung'an de-n Armen antreibbar und in zwei rechtwinkligen Ebenen bewegbar sind, eine Luftbetätigungseinrichtung (61), die. mit den Zangenarmen (39) zu ihrem Öffnen und Schließen in einer der Ebenen verbunden ist, eineAntriebseinrichtung (21) mit einer Zahnstange e24) und einem Antriebsrad (25), die mit den Zangenarmen (39) zu deren Drehung in der anderen der Ebeneh verbunden ist, wodurch die Zangenarme so getragen sind, da( sie das Werkzeug, wenn sie geschlossen sind, erfassen und es auf einer bogenförmigen Bahn bei Erregung der 4ntriebeeinrict-ttung (21) von der Werkzeugüberführungsstation zu der Bearbeitungsstation überführen, eine Nocken*, fläche (26), die sich mit dem Antriebsrad (25) dreht, eine Einrichtung zum Eingriff mit der Nockenfläche, um die Besamte Überführungsstation um eine Stle&ke von weniger als etwa , 25o zu verschieben, und durch eine Einrichtung (80) an der - Bearbeitungsstation zur Aufnahme des Werkzeuges. 2. Mechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der Nockenfläche (26) in Eingriff tretende Einrichtung eine Schubstange (28) und einen von dem Werkzeug wechselmechanismus abgestützten Hebel (59) aufweist, wobei die Wirkung der Schubstange auf den Hebel bewirkt, daß die Werkzeugüberführungsstation um weniger als etwa 250 gedreht wird. 3. Werkzeugwechselmechanismus zum Bewegen eines Werkzeuges zwischen einer Werkzeugspeichereinrichtung und einer Bearbeitungsstellung, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugspeichereinrichtung (16) eine filehrzahl von Werkzeugfassungen (19) aufweist, die auf einer Bahn bewegbar sind, welche Werkzeugspeicherstellungen und eine Werkzeugwechselstation enthält, und die einen vorbestimmten Abstand zwischen sich aufweisen, der Werkzeugwechselmechanismus einen Grundteil, eine Einrichtung (39) an dem Grundteil zum Erfassen-eines Werkzeuges (15), eine Antriebseinrichtung (21) zum Bewegen der Greifeinrichtung (39) wenigstens .teilweise in einer Bezugsebene relativ zu dem Grundteil, um das Werkroh, zeug(15) zwischen der Bearbeitungsstellung und einer Werk zeugwechselstellung der Werkzeugspeichereinrichtung zu bewegen, eine Einrichtung (61) zum Schließen und Öffnen der-Greifeinrichtung (39) in einer Ebene allgemein rechtwinklig zu der Bezugsebene, um ein Werkzeug zu erfassen und freizugeben, eine erste Einrichtung (52) zum Fortschalten der Werkzeugspeichereinrichtung um eine Strecke, welche dem Abstand zwischen benachbarten Werkzeugfassungen (19) entspricht, eine zweite Einrichtung, um die Werkzeugspeichereinrichtung und die Greifeinrichtung um eine Strecke entsprechend der Hälfte des-Abstandes zwischen benachbarten Werkzeugfassungen relativ for-tzuschalten, wobei die Werk» zeugspeichereinrichtung eine Werkzeugbereitschaftsstellung der Werkzeugfassungen entlang der Bewegungsbahn und an einer Stelle aufweist, die von der Bezugsebene um etwa die Hälfte des Abstandes zwischen benachbarten Werkzeugfassungen angeordnet ist, ferner eine Einrichtung zum Betätigen der an einem Werkzeug geschlossenen Greifeinrichtung in-die Bearbeitungsstellung und zur,Betätigung der Antriebseinrichtungg um das Werkzeug in der Bezugsebene zwischen einer ersten und einer zweiten Werkzeugfassung in der_Werkzeugspeicherm einrichtung zu bewegen, wenn die erste Werkzeugfassung sich in der Werkzeugbereitschaftsstellung befindet, und eine Einrichtung aufweist, um die zweite Fortschalteeinrichtung zu betätigen, um die Greifeinrichtung und die erste Werkel zeugfassung von der Werkzeugbereitschaftsatellung zu der Werkzeugwechselste.llung relativ zu bewegen. 4, Mechanismus nach Anspruch 39 gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Umkehren der Richtung der Bewegung der Greifeinrichtung (39) a um das in ihr befindliche Werkzeug (15) in der Werkzeugfassung; (19) in der Verkzeugwechselstation abzulegen. `i. Mechanismus nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich# net,.daß die Einrichtung zum. Umkehren der Bewegung der Greifeinrichtung einen Kurbelarm (67)# der mit einem dreh. baren Teil schwenkbar verbunden ist= und-eine Einrichtung aufweist, um den drehbaren Teil an dem Totpunktze.ntrum vorbeizubewegen, um die Bewegung des Kurbelarmes umzukehren. 6: Mechanismus nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet,,daß die Greifeinrichtung zwei Zangen arme (39) aufweist, die in scherenartiger Wirkung zum Er» . fassen und Freigeben eines Werkzeuges geöffnet'und ge# schlossen werden können. 7. Mechanismus nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Fortschalteinrichtung eine Nockent* und Nockennachlaufeinrichtung aufwe,is$, die bei Ansprechen auf Bewegung der Antriebseinrichtung (21) betätigt wird. 8Mechanismus nach einem der Ansprüche 3 bis 3, dadurch gekennzeichnet, das die zweite Fortschalteinrichtung
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2325563A1 (de) * | 1972-05-22 | 1973-12-06 | Kearney & Trecker Corp | Reversierantrieb fuer einen werkzeugwechsler |
DE2526764A1 (de) * | 1975-06-14 | 1976-12-23 | Trumpf Maschinen Ag | Werkzeugmaschine mit wenigstens einem werkzeug-magazin |
EP0086379A1 (de) * | 1982-02-11 | 1983-08-24 | TBT Tiefbohrtechnik GmbH und Co. KG. | Werkzeugwechsler |
EP0139857A1 (de) * | 1983-07-11 | 1985-05-08 | Asea Ab | Roboteranlagen |
DE29621430U1 (de) * | 1996-12-10 | 1997-01-30 | Deckel Maho GmbH, 87459 Pfronten | Tellermagazin |
CN102677412A (zh) * | 2012-05-16 | 2012-09-19 | 广东大洋地毯机械设备厂有限公司 | 具有簇绒枪抓取机构的簇绒枪刺设备 |
-
1967
- 1967-04-25 DE DE19671602890 patent/DE1602890A1/de active Pending
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CN102677412B (zh) * | 2012-05-16 | 2014-03-26 | 广东大洋地毯机械设备厂有限公司 | 具有簇绒枪抓取机构的簇绒枪刺设备 |
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