DE2013403B2 - Werkzeugmaschine mit automatischem werkzeugwechsel - Google Patents
Werkzeugmaschine mit automatischem werkzeugwechselInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung an numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen, insbesondere
Drehmaschinen, mit einem Werkzeugvorratsmagazin für kodierte Werkzeuge, einem auf der
Werkzeugmaschine angebrachten Schlittenmagazin und einem Werkzeughalter für mindestens ein das
eingespannte Werkstück nach einem bestimmten Programm bearbeitendes Werkzeug. Ferner ist die
Werkzeugmaschine mit je einer Werkzeugwechselvorrichtung zwischen Werkzeugvorratsmagazin und
Schliltenmagazin einerseits sowie zwischen Schlittenmagazin und Werkzeughalter andererseits ausgerüstet.
Wenn das Werkzeugvorratsmagazin, wie das üblich ist, eine große Anzahl von Werkzeugen enthält,
z.B. mehr als 100Stück, dauert es verhältnismäßig lange, bis alle für das folgende Arbeitsprogramm benötigten Werkzeuge im Vorratsmagazin gefunden
und gegen die des Schlittenmagazins ausgewechselt worden sind. Die Stillstandzeit der Werkzeugmaschine kann deshalb im Vergleich zur Dauer eines
Arbeitsprogramms beträchtlich sein.
Bei der Erfindung handelt es sich aufgabengemäß darum, die für das Auswechseln der Werkzeuge benötigte Zeit zwischen zwei Arbeitsprogrammen einer
Werkzeugmaschine zu verkürzen.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung darin, daß mindestens ebenso viele nebeneinanderliegende Speicherplätze des Vorratsmagazins
mit Platzkodierung versehen sind wie das Schlittenmagazin Werkzeugaufnahmen aufweist und daß die
für das folgende Programm benötigten Werkzeuge im Vorratsmagazin während der Bearbeitung des eingespannten
Werkstuckes auswählbar und an den platzkodierten
Speicherplätzen bereitstellbar sind. Platzkodierungen an sich sind bekannt (schweizerische
Patentschrift 462 590).
Auf diese Weise wird die Möglichkeit eröffnet, den Werkzeugwechsel bei laufender Werkzeugmaschine
vorzubereiten. Nach der Vorbereitung brauchen vor Beginn eines neuen Arbeitsprogramms nur noch nebeneinander
und in einer bestimmten Reihenfolge gespeicherte Werkzeuge ausgetauscht zu werden. Für
die Stillstandzeit der Maschine bedeutet dies eine Zeitersparnis von etwa 80 0Zo bei beispielsweise zwölt
auszutauschenden Werkzeugen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung hat außerdem den Vorzug, daß im wesentlichen nur Mittel angewendet
werden, die ohnehin vorhanden sind. Insbesondere ist kein weiteres Magazin für die Aufnahme
der \orsortierten Werkzeuge erforderlich. Auch bezüglich der Werkzeugwechseleinrichtung zwischen
Vorratsmagazin und Schliltenmagazin braucht kein Nachteil hingenommen zu werden, weil sich die
Wechseleinrichtung nicht nur für den Umtausch der Werkzeuge zwischen den Magazinen sondern auch
für die Vorsortierung, also den Transport innerhalb des Vorratsmagazins eignet. Es ist lediglich notwendig,
eine entsprechende Schalteinrichtung vorzusehen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung verkürzt sich die für das Auffinden der Werkzeuge
benötigte Zeit im übrigen dann, wenn das Vorratsmagazin aus mehreren, mit Ableseeinrichtungen
versehenen Ketten besteht, an denen die kodierten Werkzeuge gleichzeitig vorbeilaufen. Dabei empfiehlt
es sieh, drei Ketten in Dreieckformation anzuordnen,
weil dann ein gemeinsamer Antrieb innerhalb des Dreiecks raumsparend untergebracht werden kann.
In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele des Gegenstandes der Erfindung schematisch dargestellt,
und zwar zeigt
Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teiles einer Werkzeugmaschine
mit Kettenmagazin,
F i g. 2 eine Vorderansicht des Kettenmagazins und
F i g. 3 eine Draufsicht eines Kettenmagazins in abgewandelter Form.
Auf dem Bettschlitten 1 einer teilweise dargestellten Drehmaschine 2 ist ein Schlitlenmagazin 3 mit
Antrieb 4 und ein Werkzeughalter 5 für ein Werkzeug 6 vorgesehen. Weitere Werkzeuge 6 befinden
«ich im Schlittenmagazin 3. Gemäß einem Bearbeilungsprogramm, das in einem Informationsträger,
I. B. Lochstreifen, einer numerischen Steuerungsanlage festgelegt ist, werden die Werkzeuge 6 des Schlittenmagazins 3 nacheinander im Werkzeughalter 5 einge-
jetzt. Der Umtausch zwischen Werkzeughalter 5 und Schlittenmagazin 3 übernimmt ein ebenfalls auf dem
Bettschlitten 1 angeordneter Werkzeugwechsler 7. Seine Wechselarme 8,9 befinden sich in der gezeichneten Darstellung in Ruhestellung, also nach vorn
bzw. hinten geschwenkt.
Neben der Drehmaschine 2 steht ein Vorratsmagazin 10, dessen Kette 11 von senkrecht übereinander
angeordneten Rädern 12,13 geführt wird. Die Räder 12, 13 sowie ihr Antrieb sind in einem Ständer 14
gelagert.
An der Kette 11 sind Speicherplätze 15 für die Werkzeuge 6 eingerichtet. Zur Vereinfachung der
Darstellung ist die Anzahl der Speicherplätze auf 25 beschränkt.
Alle Werkzeuge 6 sind mit Kodezeichen versehen. Die Kodezeichen erkennt ein Lesegerät 16, das am
Ständer 14 neben der Kette 11 angeordnet ist. Das Lesegerät 16 ist mit der numerischen Steuerungsanlage
verbunden. Seine Signale werden mit einem weileren Informationsträger verglichen, in dem festgelegt
ist, welche Werkzeuge 6 für das folgende Bearbeitungsprogramm benötigt werden.
Am Ständer 14 ist ferner eine Positioniereinrichtung
17 vorgesehen, die die Kette 11 jeweils in der Lage genau festhält, in der ein Werkzeug 6 ausgewechselt
weiden soll.
Entsprechend dem Fassungsvermögen des Schlittenmagazins
3 sind eine Anzahl nebeneinanderliegendcr Speicherplätze 18 des Vorratsmagazins mil Kodezeichen
verschen. An diesen platzkodicrten Speicherplätzen 18 werden die Werkzeuge 6 bereitgestellt,
die für das folgende Arbeitsprogramm benötigt werden und im Schlittenmagazin 3 bereitgestellt werden
sollen. Die Bereitstellung erfolgt während des laufenden Bearbeitunusprogramms.
Damit alle benötigten Werkzeuge im Vorratsmagazin 10 gefunden werden, sind sie doppelt vorhanden.
Auf diese Weise ist gewährleistet, daß auch die im Schlittenmagazin 3 oder im Werkzeughalter 5 sich
befindenden Werkzeuge, von denen möglicherweise beim nächsten Bearbeitungsprogramm wieder welche
benötigt weiden, bereitgestellt werden können. Die doppelte Anzahl der Werkzeuge 6 erleichtert ferner
die Überprüfung hinsichtlich Verschleiß und Bruch der Werkzeuge und die Behebung eventuell festgestellter
Mangel, ohne daß das laufende Bearbeitungsprogramm erheblich gestört wird.
Wenn jedoch jedes Werkzeug 6 nur einmal zur Verfugung steht, sind auch die im Schlittenmagazin 3
befindlichen Werkzeuge 6 elektronisch zu speichern, um festzustellen, ob sie für das folgende Bearbeitungsprogramm
im Schlittenmagazin 3 bleiben können.
Für die Vorsortierung der Werkzeuge und den Umtausch zwischen Vorratsmagazin 10 und Schlittenmagazin
3 ist ein Werkzeugwechsler 19 vorgesehen, der zwischen Werkzeugmaschine 2 und Vorratsmagazin 10 auf einem Ständer 20 gelagert ist. Er besteht
aus einem zweiarmigen, um eine senkrechte Achse schwenkbaren Greifer. Die Arme 22, 23 sind
wie üblich in Richtung ihrer Längsachse hydraulisch ein- und ausziehbar. Mit Hilfe einer Schalteinrichtung ist der Werkzeugwechsler 19 entweder auf den
Umtausch der Werkzeuge innerhalb des Vorratsmagazins 10 oder auf den Werkzeugwechsel zwischen
Vorrats- und Schlittenmagazin einstellbar.
Die Arbeitsweise ist wie folgt: Für die Durchführung eines bestimmten Programms zur Bearbeitung
eines Werkstückes wird eine bestimmte Anzahl von Werkzeugen nacheinander benötigt. Die Werkzeuge,
z. B. zwölf Stück, befinden sich in den Werkzeugaufnahmen des Schlittenmagazins 3. Der Werkzeugwechsler? entnimmt ein Werkzeug gemäß vorgegebenem Bearbeitungsprogramm dem Schlittenmagazin 3, übergibt es dem Werkzeughalter 5 und bringt
gleichzeitig das nicht mehr benötigte Werkzeug in das Schlittenmagazin 3 zurück. Der Vorgang wiederholt sich, sobald der erste Arbeitsgang beendet ist.
Während das Bearbeitungsprogramm abläuft, werden die Werkzeuge 6 für das folgende Programm
vorsortiert. Dabei wird zunächst der erste platzkodierte Speicherplatz 18 angefahren und untersucht,
ob sich das erste benötigte Werkzeug bereits dort befindet. 1st das zufällig der Fall, k;mn schon der
zweite platzkodierte Speicherplatz 18 angefahren werden. Ist dagegen der erste Speicherplatz 18 falsch
besci/l, nimmt der Werkzeugwechsler 19 das Werkzeug
heraus. Anschließend fragt das Lesegerät 16 das Vorratsmagazin 10 ab, bis es das gesuchte Werkzeug
gefunden hat. Der Werkzeugwechsler 19 tauscht dieses Werkzeug gegen das falsche aus. Darauf wird der
erste platzkodierte Speicherplatz 18 vor den Werkzeugwechsler 19 gefahren und das erste richtige
Werkzeug abgelegt. Dieser Vorgang wiederholt sich nun bei den übrigen Speicherplätzen 18.
Mit Ausnahme der zufällig richtigen Besetzung eines Speicherplatzes 18 hält die Kette 11 bei diesem
Verfahren dreimal an, und zwar bei der Entnahme des falschen Werkzeuges, dem Umtausch des richtigen
gegen das falsche Werkzeug und der Abgabe des richtigen Werkzeuges. Das Verfahren läßt sich abkürzen,
wenn nicht zunächst der erste platzkodierte Speicherplatz untersucht wird, sondern die gesamte
Kette 11 zuerst nach dem richtigen Werkzeug abgesucht
wird, um dann das richtige Werkzeug zu entnehmen und an den eisten Speicherplatz 18 zu bringen, nachdem der Werkzeugwechsler 19 zuvor dort
das falsche Werkzeug entnommen hat. Bei der Suche nach dem zweiten richtigen Werkzeug befindet sich
nun ein Werkzeug auch im Werkzeugwechsler 19. Deswegen werden auch die sich im Werkzeugwechsler
19 aufhaltenden Werkzeuge abgelesen.
Die Vorsortierung erledigt sich unter diesen Umständen in zwei Gängen, denn bei jedem sich anschließenden
Werkzeugwechsel wird sowohl ein Werkzeug entnommen als auch abgelegt.
Nach Beendigung des Bearbeitungsprogiamms erfolgt der Umtausch der vorsortierten Werkzeuge
«ccen die des Schlittenmagazins Zug um Zug. Da
alle platzkodierten Speicherplätze 18 direkt nebeneinander liegen, braucht die Kette 11 zwischen zwei
Werkzeugwechseln nur um einen Speicherplatz weiterzufahren. Die zwölf Werkzeuge können dadurch
in etwa 2,5 Minuten ausgewechselt werden. Anschließend kann das neue Bearbeitungsprogramm
beginnen.
Ein Vorratsmagazin 24 vergrößerter Kapazität ist in der F i g. 3 dargestellt. Es besteht aus drei, in Dreieckformation
angeordneten Ketten 25, deren übereinander angeordnete Kettenräder 26 an einem ge-
meinsamen, in der Mitte des Dreiecks angeordneten Antrieb 27 über Kupplungen 28 angeschlossen sind.
Jede Kette 25 weist wie die einzelne Kette 11 je ein Lesegerät 29 sowie eine Positioniereinrichtung 30
auf. Die platzkodierten Speicherplätze sind nur an einer Kette 25 vorgesehen. Zur Vereinfachung der
Darstellung sind die drei Ständer, die die Ketten 25 wie die Kette U tragen, nicht gezeichnet. Die Ständer
sind auf einer gemeinsamen, um eine senkrechte Achse drehbaren Plattform 31 angeordnet, so daß
jede Kette 25 zur Werkzeugwechseleinrichtung hin schwenkbar ist. Zweckmäßig ist die Plattform 31 von
der Grundstellung aus, in der die Kette 25 mit den platzkodierten Speicherplätzen dem Werkzeugwechsler
19 gegenübersteht, in beiden Richtungen urr 120° schwenkbar.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Einrichtung an numerisch gesteuerten Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehmaschinen,
mit einem Werkzeugvorratsmagazin für Kodezeichen aufweisende Werkzeuge, einem Schlittenmagazin auf der Werkzeugmaschine, einem Werkzeughalter für mindestens ein das eingespannte
Werkstück nach einem bestimmten Programm bearbeitendes Werkzeug und je einer Werkzeugwechselvorrichtung zwischen Werkzeugvorratsmagazin und Schlittenmagazin einerseits sowie
Schlittenmagazin und Werkzeughalter andererseits, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ebenso viele nebeneinanderliegende
Speicherplätze (18) des Vorratsmagazins (10, 24) mit Platzkodierung versehen sind wie das Schlittenmagazin
(3) Werkzeugaufnahmen aufweist und daß die für das folgende Programm benötigten Werkzeuge (6) im Vorratsmagazin während
der Bearbeitung des eingespannten Werkstückes auswählbar und an den platzkodierten Speicherplätzen
bereitstellbar sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Werkzeugwechselvorrichtung (19), die die Werkzeuge (6) dem Vorratsmagazin
(10, 24) entnimmt und dem Schlittenmagazin (3) zuführt bzw. umgekehrt verfährt, mit
Hilfe einer Schaltvorrichtung auf dem Transport der Werkzeuge von einem Speicherplatz des Vorratsmagazins
zu einem anderen desselben Magazins umschaltbar ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß für die Bearbcitung
des Werkstückes und die gleichzeitige Bereitstellung der Werkzeuge auf den platzkodierten
Speicherplätzen je eine Steuerungseinrichtung mit je einem Informationsträger vorgesehen ist.
4. Einrichtung, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß
das Vorratsmagazin (24) aus mehreren, mit Ablesevorrichtungen versehenen Bändern besteht, an
denen die kodierten Werkzeuge gleichzeitig vorbeilaufen.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch ein aus drei Bändern (25) bestehendes
Vorratsmagazin (24), die mit ihren Breitseiten ein gleichseitiges Dreieck bilden.
5°
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 | ||
EF | Willingness to grant licences | ||
EHJ | Ceased/non-payment of the annual fee |