DE2023275C3 - Werkzeugwechselvorrichtung - Google Patents
WerkzeugwechselvorrichtungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich aul eine Werkzeugwechselvorrichtung
für den Austausch von Werkzeugen zwischen einem Werkzeugspeichermagazin und der Arbeitsstation einer Werkzeugmaschine, mit einem von
einem Gestell getragenen Werkzeugwechselarm, welcher in einem Werkzeugaustausch/yklus bewegbar ist.
der in zwei verschiedenen axialen Stellungen des Werkzeugwechselarmes Drehbewegungen verschiedenen
Ausmaßes und in verschiedenen Richtungen erfordert, wobei die Drehbewegungen durch eine
Kolben-Zahnstangen-Antriebsvorrichtung hervorgerufen werden, die mil einer auf der den Werkzeugwechselarm
tragenden WeIU- angeordneten Verzahnung im Eingriff steht.
Bei bekannten Mechanismen dieser Art (DE-AS 1261 373. DE-PS 1300803. USPS 3281935. CH-PS
4 44 620) ist zum Hervorrufen der verschiedenen Drehbewegungen des Werkzeugwechselarmes eine
einzige Kolben-Zahnstangen-Antriebsvorrichtung vorhanden Bei einer solchen Ausführung ist aber eine
genaue Steuerung der Drehbewegungen des Werkzeugwechselarmes nur vergleichsweise schwierig und mit
komplizierten Mitteln zu erhalten unter Berücksichtigung der Tatsache, daß diese Drehbewegungen nicht
nur in verschiedenen Richtungen, sondern auch in verschiedenen Ausmaßen erforderlich sind, Außerdem
besteht die Gefahr, daß die Einstellungen für dre verschiedenen Drehhübe sich im Gebrauch unbeabsichtigt
von allein verstellen.
Gemäß der Erfindung werden die Nachteile der bekannten Mechanismen dadurch vermieden, daß
entsprechend jeder der beiden axialen Stellungen des Werkzeugwechselarmes je eine Kolben-Zahnstangen-Antriebsvorrichtung
vorgesehen ist, die mit der in an sich bekannter Weise als Zahnrad ausgebildeten
Verzahnung der den Werkzeugwechselarm tragenden Wellein Eingriff bringbar sind.
Bei einer Ausführung gemäß der Erfindung können die beiden Kolben-Zahnstangen-Antriebsvorrichtungen
von einfachster Ausführung sein, weil nur einfache Hübe ausgeführt zu werden brauchen, die beispielsweise
durch mechanische Anschläge einfach und m veränder-Hch bequem eingestellt werden können, wobei auch
keine Gefahr besteht, daß diese Einstellungen sich bei wiederholtem Gebrauch unbeabsichtigt ändern.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zahnstangen-Antriebsvorrichtungen
in einem Gehäuse angeordnet sind, auf dessen Außenseite die Bewegung der
Zahnstange begrenzende einstellbare Anschläge an geordnet sind.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nächste-M
hend an Hand der Zeichnung erläutert
F i g. I ist eine schaubildliche Ansicht einer Werkzeugmaschine,
an welcher die Merkmale der Erfindung verkörpert sind.
F i g. 2 ist eine Draufsicht auf die Werkzeugmaschine
•25 gemäß Fig..1
F i g. 3 ist eine in größerem Maßstab gehaltene
Seitenansicht der Werkzeugwechselvorrichtung, wobei eine Endplatte abgenommen ist. um die Lagebeziehung
zwischen dem Werkzeugwechseiarm, der Welle, dem
ίο Zahnrad und den Zahnstangen erkennbar zu machen.
F i g 3A ist eine senkrechte Teilschnittansicht nach der Linie 3/4-34 der F i g. 3.
F i g. 4. 4A bis 4C geben eine Reihe von schematischen schaubildlichen Ansichten der Vorderseite der
J5 Spindel und des Magazins der Werkzeugmaschine gemäß F ι g. 1 wieder und zeigen die verschiedenen
Stellungen des Werkzeugwechselarmes während eines Werk/eugaustaiisth/yklus.
F i g. 5 ist eine schematische Darstellung des hydraulisehen
Stromkreises.
F i g. 6 ist eine logische Tabelle, welche die Folge der
Stufen zur Durchführung eines Werkzeugaustauschzyklus veranschaulicht
Die in F ι g. I und 2 dargestellte Werkzeugmaschine, 4' an welcher die Merkmale der Erfindung verkörpert sind,
weist ein Bett 10 auf, das einen verschiebbaren Tisch 11
abstutzt. Zu diesem Zweck ist das Bett 10 mit waagerechten Führungen 12 versehen, die mit an der
Unterseite des Tisches U ausgebildeten komplementä V) ren Führungen (nicht dargestellt) zusammenwirken, um
den Tisch so abzustützen, daß er eine Verschiebungsbewegung längs der Länge des Bettes 10 ausführen kann.
Ein Motor 13 treibt den Tisch 11 über einen (nicht dargestellten) Gewindespindel-Mutter-Mechanismus in
bekannter Weise an.
Ein Ständer 14 ist an seiner Unterseite mit (nicht dargestellten) waagerechten Führungen versehen, die
mit sich von dem Bett 10 seitlich erstreckenden komplementären Führungen !5 (Fig. 2) zusammenwirken,
auf denen der Ständer 14 waagerecht quer zur Bewegungsrichtung des Tisches 11 verschiebbar ist. Die
waagerechte Verschiebung des Ständers erfolgt durch einen Motor über einen Gewindespindel-Mutter-Mechanismus
(nicht dargestellt) in bekannter Weise.
M Der Ständer 14 ist mit senkrechten Führungen 16 versehen, die mit an einem Spindelkopf 18 ausgebildeten komplementären Führungen (nicht dargestellt) zusammenwirken, um den Spindelkopf 18 senkrecht
M Der Ständer 14 ist mit senkrechten Führungen 16 versehen, die mit an einem Spindelkopf 18 ausgebildeten komplementären Führungen (nicht dargestellt) zusammenwirken, um den Spindelkopf 18 senkrecht
verschiebbar abzustützen Die senkrechte Bewegung des Spindelkopfes 18 in der einen oder der anderen
Richtung erfolgt über einen Gewindespindel-Mutter-Mechanismus (nicht dargestellt), der von einem Motor
19 angetrieben wird, in bekannter Weise. Es ist danach r,
ersichtlich, daß der Tisch 11, der Ständer 14 und der Spindelkopf 18 zur Ausführung von Bewegungen längs
dreier, wechselseitig quer verlaufender Wege abgestützt sind.
In dem Spindelkopf 18 ist eine waagerecht angeordnete Spindel 20 drehbar gelagert, an der ein Werkzeug
angeordnet werden kann, so daß sich dieses zur Durchführung eines Arbeitsvorganges mit der Spindel
20 dreht Die Spindel 20 wird von einem Motor 22 unter der Steuerung eines (nicht dargestellten) Servomecha- r>
nismus gedreht, der von aufgezeichneten Daten automatisch oder durch Betätigung eines elektrischen
Steuersystems von Hand gesteuert wird. Der Motor 22
treibt die Spindel 20 über eine (nicht dargestellte) Transmission in bekannter Weise an. _>u
An der Seite des Bettes 10 ist ruhe seinem (gemäß F i g. 1 und 2) rechten Ende eine automatisch arbeitende
Werkzeugspeichereinrichtung 24 angeordnet, die ein freistehender Aufbau ist, der nicht von der Werkzeugmaschine
getragen ist. Die Speichereinrichtung 24 ist .'5 mit einer elektrischen Steuereinrichtung 25 für die
Maschine durch elektrische Leitungen 26 verbunden. Die Steuereinrichtung 25 für die Werkzeugmaschine
enthält einen Abtastkopf, der die in einem Lochstreifen aufgezeichneten Daten in bekannter Weise abliest und jo
die zum Steuern des Werkzeugwechselmechanismus erforderliche Folgelogik liefert.
Der Werkzeugwechselmechanismus ist derart betä ligbar, daß er einen Austausch von Werkzeugen
zwischen der Spindel 20 der Werkzeugmaschine und Ji einem Werkzeugspeichermagazin 28 bewirkt. In dem
Magazin 28 ist eine Mehrzahl von Werkzeugen 46 gespeichert. Das Magazin 28 weist eine Kette 27 auf, die
in einer waagerechten Führungsbahn bewegbar angeordnet ist. In jedem Glied der Kette 27 ist eine
schwenkbare Fassung 29 angeordnet, die einen Werkzeughalter 31 enthält. Wenn die Kette 27 bei ihrer
Fortschaltbewegung die Werkzeughalter SI zur Werkzeugauswahl befördert, verläuft die Achse jeder
Fassung und des in ihr befindlichen Werkzeughalters 31 senkrecht.
Um einen Werkzeugaustausch /wischen dem Magazin 28 und der Spindel 20 zu bewirken, wird das Magazin
28 fortgeschaltet, um ein vorausgewähltes Werkzeug an eine Werkzeugaustauschstation 30(Fi g. 2) zu bewegen.
Außerdem müssen der Spindelkopf 18 in der jv-Richtung Und der Ständer 14 in der /Richtung in die richtige
Stellung gebracht werden, bevor ein Werkzcugaustauschvorgang gestartet wird. Eine Fassung 294. die
den Werkzeughalter 314 mit dem für einen Austausch Busgewählten Werkzeug enthält, wird an der Station 30
um 90° abwärts in eine waagerechte Lage geschwenkt, um sie für einen Werkzeugwechselarm 32 zugänglich zu
machen. Die Achse der Fassung 294 verläuft dann parallel zur Achse der Maschinenspindel 20 (F i g. 2). fto
In Fig,2 ist der Spindelkopf 18 als in seine Werkzeugwechselstellung bewegt dargestellt, und der
Werkzeugwechselarm 32 steht einerseits mit dem in der Fassung 294 befindlichen Werkzeughalter 314 und
andererseits mit einem in der Spindel 20 befindlichen anderen Werkieujhalter 31S im Eingriff. Der Werk
zeugwechselarm 32 bewirkt die Auswechslung des Werkzeugs in der Spindel 20 und dem Werkzeug in der
40
45
50
55 Fassung 29-4.
Wie aus F i g. 3 ersichtlich ist, ist der Werkzeugwechselarm
32 an einer waagerechten Welle 34 befestigt, liie
von Lagern 35 und 36 verschiebbar und drehbar abgestützt ist. Die Lager 35 und 36 sind in einem Gestell
angeordnet, das allgemein mit 38 bezeichnet ist. F ι g. i
zeigt den Werkzeugwechselarm 32 in seiner senkrechten Ausgangsstellung, in der er außerhalb der
Bewegungsbahn des Spindelkopfes 18 liegt. Wenn ein Werkzeugaustausch durchgeführt werden soll, wird der
Arm 32 mittels seiner Welle 34 in einer senkrechten Ebene in Uhrzeigerrichtung (gemäß Fig. 1) verschwenkt,
um ihn aus seiner Ausgangsstellung in eine Arbeitsstellung zu bringen, in der er in F i g. 2 und 4B
dargestellt ist.
An den Enden des Werkzeugwechselarmes 32 sind Werkzeuggreifi'r 40 und 41 vorgesehen (Fig.4), von
denen jeder mit einer im wesentlichen nalbkreisförmigen
Fläche 42 zur Aufnahme eines an jedem Werkzeughalter befestigten Bundes 43 versehen ist. Die
Werkzeuggreifer 40 und 41 v.Lisen jeweils eine
abgefederte Rolle 45 auf. die dazu dient, den ergriffenen
Werkzeughalter an der betreffenden halbkreisförmigen Fläche 42 zu halten. Da die Werkzeuggreifer 40 und 41
als solche keinen Teil der Erfindung bilden, wird die
genau- Arbeitsweise der Greifer und der ihnen zugeordneten Rollen in. einem Werkzeugaustauschzv
klus nicht im einzelnen beschrieben.
Die F i g. 4. 4A bis IG veranschaulichen in schemau
scher Weise den Arbeitszyklus des Werkzeugwechselarmes 32 zum Austauschen eines in der Spindel 20
befindlichen Werkzeuges. F i g. 4 zeigt den Arm 32 in seiner Ausgangsstellung, wobei das Speichermagazin 28
(Fig. 1) stillgesetzt ist und ein ausgewähltes Werkzeug
464 in der Fassung 294 sich in senkrechter Stellung an der Austauschstation 30 befindet. Im Ansprechen auf ein
entsprechendes Signal wird die das ausgewählte Werkzeug 464 enthaltende Fassung 294 des Magazins
herabgeschwenkt, um das Werkzeug 464 r.:r den Werkzeugwernselarm 32 zugänglich zu machen, wie
dies in F i g. 4A wiedergegeben ist.
Mittels eines entsprecnenden Signals wird eine
Zahnstangen-Zahnrad-Transmission, die in F i g. 3 allgemein mit 47 bezeichnet und in dem Gestell 38
angeordnet ist. betätigt, um den Arm 32 aus seiner Ausgangsstellung in Uhrzeigerrichtung in seine Arbeitsstellung
zu schwenken (Fig.4B), in welcher sein einer
Greifer 40 mit dem aus dem Migazin herausgeschwenkten,
das Werkzeug 464 enthaltenden Werkzeughalter 314 in Eingriff tritt und sein anderer Greifer 41 mit dem
in der Spindel 20 befindlichen Werkzeughalter 31B in
Eingriff tritt, der ein Werkzeug 46ß enthält. Es ist
ersichtlich, daß das '.on dom Magazin dargebotene
Wcik^eug 464 ein Fräser ist. wahrend das in der
Spindel 20 befindliche Werkzeug 46ßein Bohrer ist. und der veranschaulichte Zyklus besteht darin. c"aß der Arm
32 den Bohrer 46ß in der Spindel 20 gegen den Fräser 464 an dem Magazin austauscht.
Wenn sich der Werkzeugwechselarm 32 in der Stellung gemäß F ι g. 4B befindet, haben die Greifer 40
und 41 die beiden Werkzeuge 464 und 460 erfaßt, um
sie nachfolgend aus der Spindel 20 bzw. aus dci Fassung
294 des Magazins herausziehen zu können. Der Werkzeugwechselarm 32 wird dann von einer hydraulisehen
Einrichtung 48 nach außen bewegt, so daß die beiden sich mit dem Arm bewegenden Werkzeuge 464
und 46fl aus der Spindel 20 bzw. der Fassung 294 des Magazins herausgezogen und in die in Fig. 4C
wiedergegebene Stellung gebracht werden.
Nachdem die beiden Werkzeuge 46/4 und 46ßaus der
Spindel 20 bzw. der Fassung 29/4 herausgezogen worden sind, wird der Werkzeugwechselarm 32 in
Uhrzeigerrichtung, wie dies in F i g. 4C durch Pfeile angedeutet ist, von der Zahnrad-Zahnstangen-Transmission
47 um 180" in die Stellung gemäß Fig. 4D gedreht. Durch diese Drehung des Armes 32 ist der
Bohrer 46ß, der vorher in Ausrichtung mit der Spindel 20 lag (Fig.4C), in Ausrichtung mit der Fassung des
Magazins gebracht worden, während der Fräser 46/4, der vorher in Ausrichtung mit der Fassung c'es
Maga/ins lag. in Ausrichtung mit der Spindel 20 gebracht worden ist.
Nachdem somit der Bohrer 46ß und der Fräser 464 durch eine halbe Umdrehung des Armes 32 in ihrer l.agc
vertauscht worden sind, wird der Arm 32 mittels der hydraulischen Finrichtiing 48 (Fig. 3) nach innen
zurückbewegt, wodurch auch die beiden Werk/enge das allgemein mit 60 bezeichnet ist. In die Führungsplatte
55 ist ein Schlitz 56 eingeschnitten (F i g. 3Λ), der mit einer Führungsstange 57 in Gleiteingriff steht, welche in
waagerechter Lage an dem Gestell 38 befcsiigl ist. Fin
äußerer Laufring 604 des Lagers 60 ist in eine Nut 61
eingesetzt, die in einer Innenfläche der Führungsplatte 55 ausgebildet ist. Ein innerer Laufring 60ß des Lagers
60 steht im Eingriff mit dem im Durchmesser verminderten Teil 58 der Welle 34. der von der
Führungsplatte 55 durch das Lager getrennt ist. Auf diese Weise kann sich die Welle 34 drehen, während die
Führungsplatte 55 feststehen bleibt.
Auf einem im Durchmesser verminderten Feil 63 der Welle 34 ist ein Zahnrad 62 angeordnet, das sich auf
Grund eines Keils 64 mit der Welle 34 drehen kann. Das Zahnrad 62 liegt an einer radialen Schulter 65 der Welle
34 an und wird an einer Verschiebung relativ zu der Welle 34 durch eine Haltescheibe 67 gehindert, die an
dem inneren Laufring 60fl des Lagers 60 anliegt, der
20 und den Bohrer 46ß in die Fassung des Maga/ins einzuführen, wie dies in F i g. 4E wiedergegeben ist.
Der Werkzcugwcchselarm 32 wird dann aus der Stellung gemäU Fig. 4F. in Gegenuhrzcigerrichtunj;
(wie in Fig. 4E durch Pfeile angedeutet) um 90 in die
Stellung gemäß Fig. 4F gedreht. In dieser Stellung ist
der Arm 32 gegenüber seiner Stellung zu Beginn des Werk/eugausiauschzyklus um 180" gedreht, und seine
Greifer 40 und 41 haben ihre Lage vertauscht. Die Greifer 40 und 41 sind daher außer Fingriff mit den
betreffenden Werkzeugen bewegt, und der Werkzeugaustausch ist vollendet, d. h. der ursprünglich in der
Spindel 20 befindliche Bohrer 464 ist durch den ausgewählten Fräscr46ßerset/t worden.
Die nunmehr den Bohrer 464 enthaltende Fassung des Magazins wird aufwärts in senkrechte Stellung
geschwenkt (Fig.4G). und das Workzeugspeichermagazin
kann dann betätigt werden, um das nachfolgende Werkzeug auszuwählen, das von dem Werkzcugwechselarm
32 in der Spindel 20 angeordnet werden soll.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist. ist das Magazin 28 in
bezug auf die Werkzeugmaschine freistehend angeordnet. Die Ausbildung und die Arbeitsweise des Magazins
bilden an sich keinen I eil der Lrlindung. und sie werden
daher nicht im einzelnen beschrieben.
Die aufeinanderfolgenden Bewegungen des Werkzcugwechselarmes 32 zur Durchführung eines Werkzeugaustauschvorganges,
wie er vorstehend in Verbindung mit Fig.4 bis 4G beschrieben wurde, werden
mittels des verbesserten Betätigungsmechanismus erzeugt, der in Fig. 3 dargestellt ist. Die Vor- und
Rückbewegung des Werkzeugwechselarmes 32 wird von der Kolben-Zylinder-Einrichtung bewirkt, die an
der (gemäß Fig. 3) ι echten Seite des Gestells 38 angeordnet ist.
Durch eine Leitung 49 zugeführtes Druckmittel bewegt eine Kolbenstange 52 der Kolben-Zylinder-Einrichtung
48 nach links (gemäß F i g. 3). um den Arm 32 in seine vorgeschobene oder äußere Stellung gemäß
F i g. 4C zu bewegen. Durch eine Leitung 50 zugeführtes Druckmittel bewegt die Kolbenstange 52 nach rechts
(gemäß F i g. 3), um den Arm 32 in seine zurückgezogene oder innere Stellung gemäß F i g. 4B zu bewegen.
Die Kolbenstange 52 der Kolben-Zylinder-Einrichtung 48 ist mittels einer Schraube 53 mit einer
Führungsplatte 55 verbunden, die auf einem im Durchmesser verminderten Tes! 58 der den Arm 32
tragenden Welle 34 mittels eines Lagers angeordnet ist.
ganze Aufbau wird von einem Sprengring 70 in seiner Arbeitsstellung gehalten.
Wenn die Welle 34 des Werkzeugwcchselarmes 32 sich in der /urückge/ogenen Stellung befindet, die in
Fig. 3 wiedergegeben ist. kämmt das Zahnrad 62 mit
einer senkrecht bewegbaren Zahnstange 72. die einen Bewegungshiib hat. der einer Drehung der Welle 34 und
damit des Armes 32 um 90 entspricht. Die Zahnstange 72 ist · :>n einer Kolbcn-Zylinder-F.inrichtung 73
bewegbar, die an einer Bodenplatte 74 des Gestells 38
angebracht ist. Über eine Leitung 75 zugeführtes Druckmittel dient dazu, den Kolben der Kolben-Zylinder-Einrichtung
73 zu betätigen. i\m die zugeordnete Zahnstange 72 aufwärts /u bewegen, bis sie an einem
oberen Einslellbolzen 77 anstößt und zur Ruhe kommt. Durch die Bewegung der Zahnstange 72 wird das mit ihr
kämmende Zahnrad 62 gedreht, um der Welle 34 und damit dem von ihr getragenen Werkzeugwechselarm 32
eine 90' -Drehung zu erteilen (Fig. 4B). Die Zahnstange
72 wird daher im Nachstehenden auch mit W -Zahnstange bezeichnet.
Wenn der Werkzeugwechselarm 32 in die vorgeschobene Stellung bewegt wird (F i g. 4C). wird das Zahnrad
b2 von der VK)' -/Zahnstange 72 herunter- und aul eine
zweite senkrecht bewegbare Zahnstange 78 geschoben, die einen Bewegungshub hat, der einer Drehung des
Armes 32 um 180" entspricht. Die zweite Zahnstange 78 wird daher im nachstehenden auch mit 180°-Zahnstange
bezeichnet. Die Zähne der Zahnstangen 72 und 78 sind derart angeordnet, daß sie miteinander in Ausrichtung
liegen, wenn die Zahnstangen sich in ihren Grenzstellungen befinden, die von den mit ihnen zusammer /irkenden
Anschlägen, nämlich dem oberen Einstellbolzcn
77 und einem unteren Einstellbolzen 82 bestimmt sind.
Die zweite Zahnstange 78 wird von einer Kolben-Zylinder-Einrichtung 80 bewegt, die ebenfalls an der Bodenplatte 74 des Gestells 38 angeordnet ist. Ober eine Leitung 81 zugeführtes Druckmittel bewegt den Kolben der Kolben-Zylinder-Einrichtung 80 aufwärts (gemäß F i g. 3), um die mit ihm verbundene Zahnstange
Die zweite Zahnstange 78 wird von einer Kolben-Zylinder-Einrichtung 80 bewegt, die ebenfalls an der Bodenplatte 74 des Gestells 38 angeordnet ist. Ober eine Leitung 81 zugeführtes Druckmittel bewegt den Kolben der Kolben-Zylinder-Einrichtung 80 aufwärts (gemäß F i g. 3), um die mit ihm verbundene Zahnstange
78 bis zum Anschlag an dem Einstellbolzen 77 zu bewegen. Die Zahnstange 78 dreht das jetzt mit ihr
kämmende Zahnrad 62. um der Welle 34 und damit dem von ihr getragenen Werkzeugwechselarm 32 eine
Drehung um 180° zu erteilen, wodurch der Arm 32 aus der Stellung gemäß Fig.4C in die Stellung gemäß
Fig.4D gedreht wird Der untere Einstellbolzen 82
bestimmt die untere Grenze der Bewegung der
Zahnstangen 72 und 78. Durch Verstellen der Einstellbol/en
77 und 82 kann das Ausmaß der Drehung des Werkzeugwechselarmes 32 genau eingesielll werden,
um irgendweli'he kleine Ausrichtungsfehler. die auftreten
können, zu korrigieren.
Die Kolben-Zylinder-Einrichtungen 48, 73 und 80 sind
sämtlich hydraulische Standet ι dbiiiitcilc. Wie aus Fig. 3
cr«v;htlich ist, ist die Zahnsiangen-Zahnrad-Transmission
t7 von einfacher Ausbildung und nimmt zusammen
mit den ihr zugeordneten Kolben-Zylinder-Einrichtungen
48, 73 und 80 einen minimalen Raum ein.
Der hydraulische Stromkreis für den Antrieb der verschiedenen Einrichtungen ist in F i g. 5 schematisch
wiedergegeben. Er enthält cmc Pumpe 90, die hydraulische Flüssigkeit aus einem Vorratsbehälter 91
entnimmt. Die Pumpe 90 fördert in eine Druckleitung 92. und die aus den verschiedenen Einrichtungen
ausgelassene Flüssigkeit wird über eine Rücklaufleitung 9} in den Vorratsbehälter 91 zurückgeführt.
Hydraulischer Druck wird aus der Leitung 92 in die
Kolben-Zvlindcr-Einrichtung 48 gerichtet, um den
Werkzeugwechsclarm 32 in seiner in F i g. 5 durch ausgezogene Linien angedeuteten zurückgezogenen
oder inneren Stellung zu halten. Durch Erregen eines Solenoids 84 wird ein Ventil 95 betätigt, welches die
Druckleitung 92 mit der Kopfseite eines Kolbens lOi
der Einrichtung 48 verbindet, wodurch der Wcrk/cugweehsclarm
32 in seine in F ι g. 5 durch strichpunktierte Linien angedeutete vorgeschobene oder äußere Stellung
bewegt wird. Wenn das Solenoid 84 stromlos gemacht wird, wird das Ventil 95 durch Federkraft in
seine in Fi g. 5 wiedergegebene Stellung zurückgeführt,
in welcher es die Druckleitung 92 mit der Stangenseite des Kolbens 101 verbindet, wodurch der Werkzeugwechselarm
32 in seine zurückgezogene oder innere Stellung bewegt wird.
Hydraulischer Druck wird weiterhin aus der Leitung 92 in die Kolben-Zylinder-Einrichtung 80 gerichtet, um
die 180°-Zahnstange 7R in der unteren Stellung gemäß
F i g. 3 zu halten. Durcl· Erregen eines Solenoids 85 wird
ein Ventil % betätigt, welches die Druckleitung 92 mit der Kopfweite eines Kolbens 102 der Einrichtung 80
IJIlUU VI«.
stange 78 bewirkt wird. Wenn das Solenoid 85 stromlos
gemacht wird, wird das Ventil % durch Federkraft in seine in F i g. 5 wiedergegebene Stellung zurückgeführt,
in welcher es die Druckleitung 92 mit der Stangenseite des Kolbens 102 verbindet, wodurch der Abwärtshub
der i'ahnstange 78 bewirkt wird.
Hydraulischer Druck wird ferner aus der Leitung 92
in die Kolben-Zylinder-Einrichtung 73 gerichtet, um die 90°-Zahnstange 72 in ihrer unteren Stellung gemäß
Fig 3 zu halten. Durch Erregen eines Solenoids 86 wird
ein Ventil 97 betätigt, welches die Druckleitung 92 mit der Kopfseite eines Kolbens 103 der Einrichtung 73
verbindet, wodurch der Aufwärtshub der Zahnstange 72
bewrkt wird. Wenn das Solenoid 86 stromlos gemacht wird, wird das Ventil 97 durch Federkraft in die in F i g. 5
wieciergegebene Stellung zurückgeführt, in welcher es die Druckleitung 92 mit der Stangenseite des Kolbens
103 verbindet, wodurch der Abwärtshub der Zahnstange Tl bewirkt wird
Hydraulischer Druck wird ferner aus der Leitung 92 in eine Kolben-Zylinder-Einrichtung 107 gerichtet, um
die das betreffende Werkzeug haltende Fassung an der Werkzeugaustauschstation 30 in senkrechter Lage zu
halten, wie dies in Fig.4 wiedergegeben ist Durch
Erregen eines Solenoids 87 wird ein Ventil 98 betätigt.
welches die Druckleitung 92 mit der Kopfseite eines Kolbens 104 der Einrichtung 107 verbindet, wodurch die
Fassung in ihre waagerechte Lage gemäß Fig.4A
geschwenkt wird. Wenn das Solenoid 87 stromlos gemacht wird, wird das Ventil 98 durch Federkraft in die
in F i g. 5 wiedergegebene Stellung zurückgeführt, in welcher es die Druckleitung 92 mit der Stangenseite des
Kolbens 104 verbindet, wodurch die Fassung in ihre senkrechte Lage geschwenkt wird.
Hydraulischer Druck wird schließlich auch aus der Leitung 92 in eine Kolben-Zylinder-Einrichtung 108
gerichtet, welche die Klemmzange der Spindel schließt, um ein Werkzeug in der Spindel zu halten. Durch
Erregen eines Solenoids 88 wird ein Ventil 99 betätigt,
welches die Druckleitung 92 mit der Kopfseite eines Kolbens 105 verbindet, wodurch bewirkt wird, daß die
Klemmzange zur Freigabe des Werkzeugs geöffnet wird. Wenn das Solenoid 88 stromlos gemacht wird,
wird das Ventil 99 durch Federkraft in die in F i g. 5 wiedergegebene Stellung zurückgeführt, in weicher es
die Druckleitung 92 mit der Stangenseite des Kolbens 105 verbindet, wodurch die Kleminzange um das in der
Spindel gehaltene Werkzeug geschlossen wird.
Nachstehend wird ein Werkzeugaustausehzyklus in Verbindung mit F-" i g. 6 beschrieben, die eine die
logischen Folgestufen wiedergebende Tabelle ist. an welcher die verschiedenen Zustände der Solenoide und
von Grenzschaltern erläutert werden, welche die aufeinanderfolgenden Stufen des Werkzeugaustauschzyklus
steuern.
Es sei angenommen, daß die verschiedenen Einrichtungen sich in dem in F i g. 4 wiedergegebenen Zustand
befinden, welcher der Folgestufe Nr. 0 in der Tabelle
gemäß F i g. 6 entspricht. In dieser Stufe befinden sich der Werkzeugwechselarm 32 in der inneren oder
zurückgezogenen Ausgangsstellung, die ein vorausgewähltes Werkzeug 46/t enthaltende Fassung 29,4 in
ihrer senkrechten Stellung an der Werkzeugaustauschstation 30 und der Spindelkopf 18 in der richtigen
senkrechten und waagerechten Stellung für einen Werkzeugaustausch. Unter diesen Bedingungen sind die
in F i g. 5 dargestellten Solenoide 84, 85, 86, 87 und 88 cii-/^rnjr\c_ ijnA \tr\ty ίη Ρίσ S phpnfalU HartrpQtplltPn
Grenzschaltern 110 bis 117 sind die Schalter 111, 113,
114, 116 und 117 unbetätigt, was in der Tabelle gemäß
F i g. 6 jeweils durch eine »0« in dem zugehörigen Quadrat in der Stufe Nr. 0 angedeutet ist.
Der Grenzschalter 110 ist von der an der Werkzeugaustauschstation
30 befindlichen, das ausgewählte Werkzeug enthaltenden Fassung 29/4 betätigt, wenn
diese ihre senkrechte Stellung einnimmt, der Grenzschalter 112 ist betätigt, wenn die 90°-Zahnstange 72 an
dem unteren Anschlagbolzen 82 anliegt (F i g. 3), und der
Grenzschalter 115 ist betätigt, wenn der Werkzeugwechselarm 32 sich in seiner zurückgezogenen oder
inneren Stellung befindet. Der betätigte Zustand dieser Grenzschalter 110,112 und 115 ist in der Tabelle gemäß
Fig.6 durch eine »1« in dem betreffenden Quadrat angedeutet.
Wenn nunmehr ein von dem Aufzeichnungsstreifen erhaltenes Signal das Solenoid 87 erregt, wird die das
vorausgewählte Werkzeug 46/4 enthaltende Fassung 29/4 an der Station 30 um 90° nach unten in eine
waagerechte Stellung geschwenkt wird, wie dies F i g. 4A zeigt und was der Stufe Nr. 1 in der Tabelle
gemäß Fig.6 entspricht Durch die Abwärtsschwenkung der Fassung 29>4 wird der Grenzschalter 111
betätigt.
Wenn der Schalter 111 betätigt wird, wird das Solenoid 86 erregt, wodurch die Aufwärtsbewegung der
90°-Zahnstange 72 bewirkt wird, um den Werkzeugwechselarm 32 aus seiner Ausgangsstellung um 90° in
Uhrzeigerrichtung in die Stellung gemäß Fig.4B zu drehen, was der Stufe Nr. 2 in der Tabelle gemäß F i g. 6
entspricht. Durch die Aufwärtsbewegung der 90°-Zahnstange 72 wird der Grcnzschalter 113 betätigt.
Wenn der Schalter 113 betätigt wird, wird die Erregung des Solenoids 88 bewirkt, wodurch die an der
Spindel 20 vorgesehene Klemmvorrichiung in bekannter
Weise geöffnet wird, um das von ihr gehaltene Werkzeug 46Ö freizugeben. Die Freigabe dieses
Werkzeuges entspricht der Stufe Nr. 3 in der Tabelle gemäß F i g. 6. Durch das öffnen der Klemmvorrichtung
wird der Grenzschalter 117 betätigt.
Wenn der Grenzschalter 117 betätigt wird, wird die
Erregung des Solenoids 84 bewirkt, wodurch der Werkzeugwechselarm 32 in seine äußere Stellung
gemäß Γ i g. 4C vorgeschoben wird, was der Folgestufe
Nr. 4 in der Tabelle gemäß F i g. 6 entspricht. Durch die Vorschubbewegung des Armes 32 in seine äußere
Stellung wird der Grenzschalter 116 betätigt.
Wenn der Grenzschalter 116 betätigt wird, wird die
Erregung des Solenoids 85 bewirkt, wodurch die 180°-Zahnstange 78 aufwärts bewegt und der Arm 32
um 180° in Uhrzeigerrichtung, wie dies in F i g. 4C durch
Pfeile angedeutet ist, in die Stellung gemäß Fig. 4D gedreht wird, was der Folgestufe Nr. 5 in der Tabelle
gemäß F i g. 6 entspricht. Durch die Aufwärtsbewegung der 180°-Zahnstange 78 wird der Grenzschalter 114
betätigt.
Wenn der Grenzschalter 114 betätigt wird, wird das
Solenoid 84 stromlos gemacht, wodurch der Werkzeugwechselarm 32 in seine innere Stellung gemäß Fig.4E
zurückgeschoben wird, was der Folgestufe Nr. 6 der Tabelle gemäß F i g. ti entspricht. Durch die Verschiebungsbewegung
des Armes 32 in seine innere Stellung wird der Grenzschalter 115 betätigt.
Wenn der Grenzschalter 115 betätigt wird, wird das Solenoid 88 stromlos gemacht und dadurch die
Klemmvorrichtung an der Spindel 20 geschlossen, um das Werkzeug in ihr in bekannter Weise zu befestigen.
Die Befestigung des Werkzeuges in der Klemmvorriehlung an der Spindel entspricht der Folgestufe Nr. 7 in
der Tabelle gemäß Fig. 6. Durch dns Schließen der
Klemmvorrichtung wird der Grenzschalter 117 in unbctätigten Zustand gebracht.
Wenn der Grenzschalter 117 unwirksam gemacht wird, wird das Solenoid 86 stromlos gemacht und
dadurch die Abwärtsbewegung der 90°-Zahnstange 72 bewirkt, wodurch der Arm 32 um 90° in Gegenuhrzeigerrichtung
in (Fig. 4F. durch Pfeile angedeutet) in die Stellung gemäß Fig. 4F gedreht wird, was der
PV*lrr<*ctuf«* Mr Λ in Anr ~Γ\ιΗηΠ*>
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Zu diesem Zeitpunkt wird auch das Solenoid 85 stromlos gemacht, so daß die 180"-Zahnstange 78 für
den nächsten Werk/eugaustauschzyklus zurückgestellt wird.
Durch die Abwärtsbewegung der 90°-Zahnstange 72 wird das Solenoid 87 stromlos gemacht, wodurch die
Fassung 29/4 in ihre senkrechte Stellung gemäß F i g. 4G geschwenkt wird, was der Folgestufe Nr. 9 in der
Tabelle gemäß Fig. 6 entspricht. Das Werkzeugspeichermagazin 28 kann nunmehr mittels der Steuereinrichtung
25 betätigt werden, um das nachfolgende Werkzeug auszuwählen, welches von dem Werkzeugwechselarm
32 in der Spindel 20 angeordnet werden soll.
Hierzu 7 Blatt Zeichnungen
Claims (2)
1. Werkzeugwechselvorrichtung für den Austausch von Werkzeugen zwischen einem Werkzeugspeichermagazin
und der Arbeitsstation einer Werkzeugmaschine, mit einem von einem Gestell
getragenen Werkzeugwechselarm, welcher in einem Werkzeugaustauschzyklus bewegbar ist, der in zwei
verschiedenen axialen Stellungen des Werkzeugwechselarmes Drehbewegungen verschiedenen
Ausmaßes und in verschiedenen Richtungen erfordert, wobei die Drehbewegungen durch eine
Kolben-Zahnstangen-Antriebsvorrichtung hervorgerufen werden, die mit einer auf der den
Werkzeugwechselarm tragenden Welle angeordneten Verzahnung im Eingriff steht, dadurch
gekennzeichnet, daß entsprechend jeder der beiden axialen Stellungen des Werkzeugwechselarmes
(32) je eine Kolben-Zahnstangen-Antriebsvorrichtung (72, 73 bzw. 78, 80) vorgesehen ist, die mit
der in an sich bekannter Weise als Zahnrad (62) ausgebildeten Verzahnung der den Werkzeugwechselarm
tragenden Welle (34) in Eingriff bringbar sind.
2. Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben-Zahnstangen-Antriebsvorrichtungen
(72, 73 bzw. 78, 80) in einem Gehäuse angeordnet sind, auf dessen Außenseite die bewegung der Zahnstange begrenzende
einstellbare Anschläge (77; 82) angeordnet sind.
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