DE202008010060U1

DE202008010060U1 - Werkzeugwechselvorrichtung

Info

Publication number: DE202008010060U1
Application number: DE202008010060U
Authority: DE
Original assignee: MARTINMECHANIC FRIEDRICH MARTI; Martinmechanic Friedrich Martin & Co KG GmbH
Current assignee: MARTINMECHANIC FRIEDRICH MARTI; Martinmechanic Friedrich Martin & Co KG GmbH
Priority date: 2008-07-25
Filing date: 2008-07-25
Publication date: 2008-10-09
Anticipated expiration: 2018-07-26

Abstract

Werkzeugwechselvorrichtung zur Erweiterung einer Bearbeitungsmaschine (1) mit bestehendem Werkzeugmagazin (4), wobei die Bearbeitungsmaschine (1) zumindest ein bewegte Teile sowie den Arbeitsraum umgebendes Maschinengehäuse (2) aufweist, gekennzeichnet durch einen Tragrahmen (7) zum Umbau an das Maschinengehäuse (2) und Tragen von Einrichtungen für den Werkzeugwechsel (9, 10, 12) oberhalb des Maschinengehäuses (2), wobei die Einrichtungen zum Werkzeugwechseln zumindest mindestens einen Werkzeughalter (9) mit Aufnahmen (16) für von Werkzeuge (5) sowie einen Werkzeuggreifer (10) zum Entnehmen und Einsetzen von Werkzeugen (5) aus dem bzw. in den Werkzeughalter (9) aufweisen, und einen zumindest in dem Innenraum (3) des Maschinengehäuses (2) eingreifenden zweiten Hilfsgreifer (11) zur Übergabe von Werkzeugen (5) zwischen dem bestehenden Werkzeugmagazin (4) und dem Werkzeuggreifer (10).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugwechselvorrichtung zur Erweiterung einer Bearbeitungsmaschine mit bestehendem Werkzeugmagazin, wobei die Bearbeitungsmaschine zumindest ein die bewegten Teile sowie den Arbeitsraum umgebendes Maschinengehäuse aufweist.
Für die Materialbearbeitung sind eine Vielzahl von Bearbeitungsmaschinen, wie Fräsmaschinen, Drehmaschinen, Hobelmaschinen usw. bekannt, die üblicherweise ein gekapseltes Maschinengehäuse aufweisen, in dem sämtliche Teile der Maschine, wie Maschinenkörper, Steuerung, Antriebseinrichtungen, Werkzeuge und zu bearbeitendes Material befinden. Insbesondere der Bearbeitungsraum mit den sich bewegenden Werkzeugen ist von außen einsehbar und zugänglich von dem gesamten Maschinengehäuse umgeben. Üblicherweise haben diese Maschinen ein Werkzeugmagazin, aus dem automatisch für verschiedene Bearbeitungsschritte Werkzeuge entnommen werden können. Auch dieses befindet sich innerhalb des Maschinengehäuses.
Da der Raum innerhalb des Maschinengehäuses begrenzt ist, ist die Anzahl der Werkzeuge mitunter für die Herstellung bestimmter Gegenstände nicht ausreichend, so dass der Einsatz einer Standardmaschine nicht möglich ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit vorzuschlagen, mit der derartige Standardmaschinen nachgerüstet werden können, um eine wesentlich größere Anzahl von Werkzeugen zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird mit einer Werkzeugwechseleinrichtung gemäß dem Hauptanspruch gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Danach weist die erfindungsgemäße Werkzeugwechselvorrichtung einen Tragrahmen zum Umbau an das Maschinengehäuse und zum Tragen von Einrichtungen für den Werkzeugwechsel oberhalb des Maschinengehäuses auf. Der Tragrahmen ist eigenständig und wird vorzugsweise lediglich an den Füßen des bestehenden Maschinenkörpers befestigt. Die Einrichtungen zum Werkzeugwechsel weisen zumindest einen Werkzeughalter zur Aufnahme von Werkzeugen sowie einen rotatorischen oder translatorischen Werkzeuggreifer zum Entnehmen und Einsetzen von Werkzeugen aus dem bzw. in den mindestens einen Werkzeughalter auf. Dieser Aufbau ermöglicht mehrere konzentrisch oder in Reihen angeordnete Werkzeughalter, so dass auf einfache Weise die Anzahl der Werkzeuge erheblich vergrößert werden kann. Durch konzentrische Anordnung kann ein rotatorischer Werkzeuggreifer (Roboter) kleiner Bauart verwendet werden, der die Werkzeuge aus Werkzeughalteringen entnimmt bzw. in diese einfügt.
Die erfindungsgemäße Werkzeugwechselvorrichtung weist außerdem einen zumindest in dem Innenraum des Maschinengehäuses eingreifenden Hilfsgreifer zur Übergabe von Werkzeugen zwischen dem bestehenden Werkzeugmagazin und dem Werkzeuggreifer. Durch die Kombination des Werkzeuggreifers und des Hilfsgreifers, der in den Innenraum eingreift, kann kostengünstig und nachträglich einfach die zusätzliche Erweiterung eines bestehenden Werkzeugmagazins erreicht werden. Der Hilfsgreifer kann dabei als Einfach- oder Doppelhilfsgreifer ausgebildet sein. Bei einem Doppelgreifer, der zeitgleich zwei Werkzeuge aufnehmen kann, muss noch in bekannter Art und Weise eine Drehung um 180 Grad zur Übergabe an den rotatorischen Greifer vorgesehen sein. Der Hilfsgreifer kann an dem Maschinengehäuse oder dem Tragrahmen befestigt sein. Die zu wechselnden Werkzeuge werden durch Einfachhilfsgreifer aus dem bestehenden Werkzeugmagazin von dem Hilfsgreifer entnommen, aus der Störkontur des vorhandenen Werkzeugmagazins befreit und dem Werkzeuggreifer übergeben, der das Werkzeug in einen Werkzeughalter einsteckt und ein neues Werkzeug aus diesem Werkzeughalter entnimmt und an den Hilfsgreifer zum Einstecken in das bestehende Werkzeugmagazin zurückgibt. Je nach Ausführung kann entweder der Werkzeuggreifer oder Hilfsgreifer durch eine Öffnung durchgreifen. Beim Doppelhilfsgreifer findet der Werkzeugwechsel in bekannter Art und Weise statt. Grundsätzlich ist es auch möglich, als Hilfsgreifer ebenfalls einen rotatorischen zu verwenden jedoch ist dieser von den Anforderungen nicht erforderlich und verteuert die Vorrichtung.
Gemäß einer bevorzugten Ausbildung sind die Einrichtungen für den Werkzeugwechsel beabstandet von dem Dach des Maschinengehäuses angeordnet, um eine mechanische Entkopplung zwischen dem Werkzeuggreifer und der Bearbeitungsmaschine zu erreichen. Dadurch wird eine Beeinflussung der Materialbearbeitung durch Erschütterungen vermieden. Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist auf dem Tragrahmen eine Tragplatte mit einer Durchgriffsöffnung angeordnet auf der der Werkzeuggreifer und der mindestens eine Werkzeughaltering angeordnet sind. Diese Ausgestaltung erlaubt auf einfache und kostengünstige Art und Weise die Anordnung der Werkzeughalter und des Werkzeuggreifers in optimaler Position. Vorteilhafterweise ist zusätzlich auf der Tragplatte auch die Steuerung für Werkzeuggreifer und Hilfsgreifer angeordnet. Vorzugsweise ist eine Reinigungsvorrichtung für die Werkzeuge vorgesehen, mit der durch abblasen oder bürsten die Werkzeuge gereinigt werden. Die Reinigungsreste fallen in den Innenraum.
Die erfindungsgemäß ausgestaltete Werkzeugwechselvorrichtung weist gemäß einer weiteren Ausbildung in einer dafür vorgesehenen Aufnahme in ein Werkzeughalter eine Prüfstation auf. Hier kann beispielsweise vor der endgültigen Ablage ein Werkzeug auf Bruch oder Vollständigkeit geprüft werden.
Mittels einer derartigen Werkzeugwechselvorrichtung ist es somit leicht möglich, eine Standardbearbeitungsmaschine mit bestehendem Werkzeugmagazin zu erweitern, in dem die Werkzeugwechselvorrichtung einfach an das Maschinengehäuse der Bearbeitungsmaschine gestellt wird, so dass ein oder mehrere Werkzeughalter mit Werkzeuggreifer oberhalb des Daches des Maschinengehäuses angeordnet sind. Durch die Öffnung im Dach des Maschinengehäuses gelangen die Werkzeuge zu dem Hilfsgreifer, der in Verbindung mit dem bestehendem Werkzeugmagazin steht. Die eigene Steuerung der Werkzeugwechselvorrichtung muss lediglich mit der maschineneigenen Steuerung verbunden werden. Eine derartige Werkzeugwechselvorrichtung ist platzsparend und kostengünstig durch gängige Elemente realisierbar. Durch die Verwendung eines Hilfsgreifers in dem Maschinengehäuse, d. h. in der Bearbeitungsumgebung, werden keine großen Anforderungen an den Werkzeugwechsler gestellt. Der Hilfsgreifer übernimmt die entstehenden Kräfte bei Werkzeugtausch aus dem bestehenden Werkzeugmagazin. Daher ist nur dieser entsprechend robust auszulegen. Durch die Verwendung von passiven Werkzeughaltern wird der Aufwand für die Lagerung und Entnahme der Werkzeuge ebenfalls gering gehalten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Es stellen dar:
1 eine perspektivische Seitenansicht auf einer Bearbeitungsmaschine mit der Werkzeugwechselvorrichtung;
2 eine Draufsicht auf die Bearbeitungsmaschine mit der Werkzeugwechselvorrichtung; und
3 eine Ausschnittsvergrößerung von 2.
Das Ausführungsbeispiel zeigt in 1 einen Fräsmaschine 1 mit einem Maschinengehäuse 2 in dessen Innenraum 3 ein Werkzeugmagazin 4 mit Werkzeugen 5 angeordnet ist. Die Werkzeuge 5 sind in Werkzeughaltern beispielsweise mit Federklemmvorrichtungen gehalten. An dem Maschinengehäuse 2 ist eine Werkzeugwechselvorrichtung 6 mit einem Tragrahmen 7, der beabstandet von dem Maschinengehäuse 2 eine Tragplatte 8 oberhalb des Maschinengehäuses 2 hält, angebracht. Auf der Tragplatte 8 befinden sich in dem Ausführungsbeispiel drei Werkzeughalteringe 9 mit Aufnahmen 16 für die Werkzeuge 5, ein Roboter 10 als rotatorischer/translatorischer Werkzeuggreifer und die elektrische Steuerung 12.
Aus der Draufsicht gemäß 2 sind die drei konzentrisch angeordneten Werkzeughalteringe 9 mit Aufnahmen 16 und Werkzeugen 5 ersichtlich, die die Anzahl der zur Verfügung stehenden Werkzeuge erheblich vergrößern. Eine Aufnahme 16' ist als Prüfstation ausgebildet. Im Zentrum der Werkzeughalteringe 9 befindet sich der Roboter 10, der durch eine Öffnung 13 in der Tragplatte 8 die Werkzeuge 5 an einen Hilfsgreifer 11, der beispielsweise pneumatisch angetrieben als Schieber ausgebildet sein kann, die Werkzeuge aus dem Werkzeugmagazin 4 entnimmt und den Roboter 10 zur Abnahme bereitstellt bzw. umgekehrt die Werkzeuge nach der Übergabe durch den Roboter 10 in das Werkzeugmagazin 4 einsteckt. In dem Ausführungsbeispiel holt sich der Roboter 10 durch die Öffnung 13 hindurch das Werkzeug 5 aus dem Hilfsgreifer 11 bzw. übergibt es an den Hilfsgreifer 11. Die vergrößerte Ausschnittsdarstellung in 3 zeigt dies in einer schematischen Darstellung.
In dem Ausführungsbeispiel befindet sich verdeckt unterhalb der Tragplatte 8 eine Reinigungsstation 15, in der die Werkzeuge 5 beispielsweise durch Abblasen, Bürsten usw. gereinigt werden. Dabei ist die Reinigungsstation 15 so angeordnet, das Reinigungsreste im Innenraum 3 des Maschinengehäuses verbleiben.
In dem Ausführungsbeispiel ist der Tragrahmen 7 ausschließlich an den Maschinenkörper 14 mit der Fräsmaschine 1 verbunden. Im Übrigen ist der Tragrahmen freistehend und hält die Einrichtungen für den Werkzeugwechsel. In dem Ausführungsbeispiel ist der Hilfsgreifer 11 im Innenraum 3 befindlich an dem Maschinengehäuse 2 befestigt.

Claims

Werkzeugwechselvorrichtung zur Erweiterung einer Bearbeitungsmaschine (1) mit bestehendem Werkzeugmagazin (4), wobei die Bearbeitungsmaschine (1) zumindest ein bewegte Teile sowie den Arbeitsraum umgebendes Maschinengehäuse (2) aufweist, gekennzeichnet durch einen Tragrahmen (7) zum Umbau an das Maschinengehäuse (2) und Tragen von Einrichtungen für den Werkzeugwechsel (9, 10, 12) oberhalb des Maschinengehäuses (2), wobei die Einrichtungen zum Werkzeugwechseln zumindest mindestens einen Werkzeughalter (9) mit Aufnahmen (16) für von Werkzeuge (5) sowie einen Werkzeuggreifer (10) zum Entnehmen und Einsetzen von Werkzeugen (5) aus dem bzw. in den Werkzeughalter (9) aufweisen, und einen zumindest in dem Innenraum (3) des Maschinengehäuses (2) eingreifenden zweiten Hilfsgreifer (11) zur Übergabe von Werkzeugen (5) zwischen dem bestehenden Werkzeugmagazin (4) und dem Werkzeuggreifer (10).
Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen für den Werkzeugwechsel (9, 10, 12) beabstandet von dem Dach des Maschinengehäuses (2) angeordnet sind.
Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Tragrahmen (7) eine Tragplatte (8) mit einer Durchgriffsöffnung (13) angeordnet ist, auf der der Werkzeuggreifer (10) und der mindestens eine Werkzeughaltering (9) angeordnet sind.
Werkzeugwechselvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Tragplatte (8) die Steuerung (12) für Werkzeuggreifer (10) und Hilfsgreifer (11) angeordnet ist.
Werkzeugwechselvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Hilfsgreifer (11) eine translatorische Bewegung ausführt.
Werkzeugwechselvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Reinigungsstation (15) innerhalb des Arbeitsbereichs des Werkzeuggreifers (10) derart angeordnet ist, das die Reinigungsreste im Innenraum (3) des Maschinengehäuse (2) verbleiben.
Werkzeugwechselvorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Aufnahme (16') in dem Werkzeughalter (9) als Prüfstation für die Werkzeuge (5) ausgebildet ist.