DE2106440A1 - Werkzeugspeicher für Bearbeitungszentren mit einer Werkzeugsuchvorrichtung - Google Patents

Werkzeugspeicher für Bearbeitungszentren mit einer Werkzeugsuchvorrichtung

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DE2106440A1 DE19712106440 DE2106440A DE2106440A1 DE 2106440 A1 DE2106440 A1 DE 2106440A1 DE 19712106440 DE19712106440 DE 19712106440 DE 2106440 A DE2106440 A DE 2106440A DE 2106440 A1 DE2106440 A1 DE 2106440A1
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Description

HEIDELBEnQEn DRUCKMASCHINEN AKTIENGESELLSCHAFT 21. Januar I971
Werkzeugspeicher für Bearbeitungszentren mit einer Werkzeugsuchvorrichtung
Die Erfindung betrifft einen Werkzeugspeicher für Bearbei- * tungszentren mit einer Werkzeugsuchvorrichtung zum Auswählen des für die Bearbeitung vorgesehenen Werkzeuges und einer Wechselvorrichtung, die das ausgewählte Werkzeug dem Werkzeugspeicher entnimmt und das benutzte Werkzeug in den im Werkzeugspeicher frei gewordenen Platz wieder einführt.
Bei einem in der deutschen Offenlegungsschrlft 1 8l4 458 beschriebenen Werkzeugspeicher werden die Werkzeugnummern entsprechend der Reihenfolge der Magazinbestückung über Lochkarten in eine Recheneinheit eingegeben. Damit ist der Platz jedes gespeicherten Werkzeugs festgelegt. Wird ein Werkzeug dem Magazin entnommen, so muß es nach Durchführung der Bearbeitung an seinen in der Recheneinheit abgespeicherten Ort { wieder zurückkehren. Diese bekannten Werkzeugspeicher erfordern hohe Suchzeiten, weil die Auswahl des nächsten Werkzeugs erst nach der Rückkehr des zuvor benutzten Werkzeugs in das Magazin erfolgen kann.
In der deutschen Auslegeschrift 1 2βθ 924 ist ein weiterer Werkzeugspeicher beschrieben, bei dem die gespeicherten Werkzeuge mit codifizierten Informationsträgern versehen sind. Während des Suchvorgangs werden die Werkzeuge an einer die Codierung abtastenden Werkzeugsuchvorrichtung vorbeigeführt. Dadurch ist das Werkzeug nicht an seinen Platz im Magazin ge-
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I]EIDELBERQEn DnUGICr.iASCIlINEfJ AKTIENGESELLSCHAFT
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bunden, sondern kann nach Benutzung in eine andere nächststehende, leere Tasche des Werkzeugspeichers eingeführt werden.
Unter bestimmten Gegebenheiten weist eine derartig arbeitende Werkzeugauswahl aber auch Nachteile auf. Es hat sich herausgestellt, daß bei Maschinen mit automatischem Werkzeugwechsel die Anbringung von Werkzeugmagazinen mit großem Inhalt zweckmäßig ist. Es sind Ausführungsformen von Magazinen mit mehr als 100 Werkzeugen bekannt. Mit der V/erkzeuganzahl steigen bei den bisher bekannten Abfrageverfahren die Suchlaufzeiten.
Besonders bei kurzzeitigen Bearbeitungsvorgängen kann es daher zu derart großen Wartezeiten bis zur Bereitstellung des nächsten Werkzeugs kommen, daß die Wirtschaftlichkeit der Maschine in Frage gestellt wird.
Die Suchgeschwindigkeit läßt sich andererseits im allgemeinen nicht in wünschenswerter Weise steigern, weil die Massenkraft der voll oder auch teilweise bestückten Magazine einerseits und die Forderung nach exakter Führung der Werkzeuge zur einwandfreien Identifizierung andererseits zu sehr aufwendigen und teuren Magazinkonstruktionen führen würde. Bedingt durch Verschleiß und Verschmutzung an Werkzeug, Werkzeugtasche und Identifizierungseinrichtung treten Schwierigkeiten in der Werkzeugerkennung insbesondere nach längerer Betriebsdauer der Einrichtungen auf.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugsuchvorrichtung für einen Werkzeugspeicher zu schaffen, die eine
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HEIDELBERGER DRUCKMASCHINEN
ständige Veränderung der Reihenfolge der Werkzeuge im Magazin erlaubt. Außerdem soll die Werkzeugsuchvorrichtung nach der Erfindung von der Führung von Werkzeugen und Taschen im Magazin sowie von der Transportgeschwindigkeit des Magazins oder der Entnahmeeinrichtung unabhängig sein.
Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß ein Informationsspeicher vorgesehen ist, der die Information enthält, welche die Reihenfolge der im Werkzeugspeicher enthaltenen Werkzeuge anzeigt; daß die Werkzeugsuchvorrichtung die Information des Informationsspeichers abfragt und daß Mittel vorgesehen sind, welche die das jeweils ausgewählte Werkzeug kennzeichnende Information gegen diejenige des zuvor benutzten Werkzeugs austauschen. Damit ist eine äußerst kurze Suchzeit sowie selbst nach längerer Betriebsdauer eine große Sicherheit bei der Abfragung der Information gewährleistet. Die Lagerung von Werkzeugen und Taschen im Werkzeugspeicher sowie die Verschmutzung der Werkzeuge im Magazin bleiben ohne Einfluß auf die Zuverlässigkeit der Werkzeugauswahl.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung läuft der Informationsspeicher synchron mit demWerkzeugspeicher um und weist eine der Anzahl der Taschen des Werkzeugspeichers entsprechende Anzahl Aufnahmen für als profilierte Körper ausgebildete Informationsträger auf, wobei die den Werkzeugspeicher steuernde Werkzeugsuchvorrichtung das Profil der in den Aufnahmen des Informationsspeichers vorhandenen Informationsträger abtastet und wobei eine Austauschvorrichtung vorgesehen ist, die den Informationsträger, der dem ausgewählten Werkzeug' zugeordnet ist, der Aufnahme entnimmt und den dem zuvor benutzten Werkzeug zugeordneten Informationsträger in die frei gewordene Aufnahme einführt.
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Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Informationsspeicher und die den Werkzeugspeicher steuernde Werkzeugsuchvorrichtung zu einem elektronischen oder elektromechanischen Datenspeicher zusammengefaßt sind.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist auf einer Achse eines Kettenmagazins eine Trommel angebracht, die sich pro Umlauf des Kettenmagazins einmal dreht und die an ihrem Umfang eine Anzahl symmetrisch verteilter Aufnahmen für zylindrische Informationsträger aufweist, die der Anzahl der im Kettenmagazin vorhandenen Taschen fUr die aufzunehmenden Werkzeuge entspricht, wobei im Bereich des Umfangs der Trommel die Werkzeugsuchvorrichtung angeordnet ist, die während der Rotation der Trommel die darin gespeicherten Informationsträger abtastet, und wobei in der unmittelbaren Nähe der Werkzeugsuchvorrichtung ein Doppelgreifer zum Austausch der Informationsträger schwenkbar gelagert ist.
Die Sicherheit der Auswahl des richtigen Werkzeuges läßt sich noch dadurch steigern, daß gemäß einer Weiterbildung der Erfindung im' Kettenmagazin ein Zwischengreifer angeordnet ist, der ein ausgewähltes Werkzeug der Tasche entnimmt und einer Zwischentasehe zuführt oder ein benutztes Werkzeug von der Zwischentasche in die leere Tasche des Kettenmagazins befördert, wobei an der Zwischentasehe eine Kontrpllvorrichtung vorgesehen ist, welche die Codierung des vom Kettenmagazin kommenden Werkzeugs abtastet und die erhaltene Information mit der von der Werkzeugsuchvorrichtung abgegebenen vergleicht.
Die Abtastung der Codierung des von der Suchvorrichtung ausgesonderten Werkzeugs in einer Zwischentasche erfolgt in absoluter Ruhelage der Informationsträger. Die Transportgeschwindigkeit der Magazinkette«kann sich deshalb nicht nachteilig auf die Abtastung der Codierung auswirken. Die an den Werkzeugen angebrachten Informationsträger werden lediglich benutzt, um nach dem Auswählen festzustellen, ob das richtige Werkzeug bereitgestellt wurde. In diesem Fall müssen die beiden Informationen übereinstimmen..
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DHlJCKHASCUlNEiJ AKTIENGESELLSCHAFT
Die Anbringung von Informationsträgern am Werkzeug ist auch vorteilhaft bei Verwendung eines Datenspeichers als Werkzeugsuchvorrichtung. Eine weitere Ausführungsform der Erfindung besteht nämlich darin, daß ein den Antriebsmotor des Kettenmagazins steuernder Datenspeicher vorgesehen ist, der seine zu speichernde Information von einer Einlesestation erhält, die beim Laden des Kettenmagazins die Codierung an den Werkzeugen abtastet.
Die Erfindung wird im folgenden durch zwei Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnung erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 Einen Werkzeugspeicher mit einer Werkzeugwechselvorrichtung und einer Werkzeugsuchvorrichtung, die Informationsträger abtastet und
Fig. 2 einen Werkzeugspeicher mit einem Datenspeicher als Werkzeugsuchvorrichtung.
Ein Kettenmagazin 1 nimmt die Werkzeuge in Taschen 2 auf. Soll ein Werkzeug ausgewählt werden, so wird die Kette j5 durch einen Antriebsmotor solange gedreht, bis die das gewünschte Werkzeug tragende Tasche 2 dem Zwischengreifer 5, der am Magazin befestigt ist, gegenübersteht. Der Zwischengreifer 5 fährt vor und setzt das ausgewählte Werkzeug in eine feste Zwischentasche 6 ein, aus der es mit Hilfe eines Wechslers 1J gegen das in einer nicht gezeichneten Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine befindliche Werkzeug ausgetauscht wird. Das ausgetauschte Werkzeug wird dann durch den Zwischengreifer 5 aus der Zwischentasche 6 in die leere Tasche 2 des Kettenmagazins 1 zurückgebracht. Ist der Zwischengreifer 5 wieder auf seine Grundstellung zurückgekehrt, so kann der nächste Auswahlvorgang in der Kette 3 eingeleitet werden.
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DELBEDGEB DRUCKMASCHINEN
Die Erkennung der Werkzeuge in der Kette 3 erfolgt durch Informationsträger 8, beispielsweise Bolzen mit Codlerringen, die in einer vom Kettenmagazin 1 angetriebenen Trommel 9 aufgenommen werden. Die Trommel 9 dreht sich bei jeder Kettenumdrehung einmal. Dabei streichen die Codierungen der gespeicherten Werkzeuge an der Werkzeugsuchvorrichtung 12 vorbei. Stimmt die abgetastete Information mit der vom Programm abgegebenen überein, so setzt die Werkzeugsuchvorrichtung den Antriebsmotor 4 still. Die Reihenfolge der Informationsträger 8 in der Trommel 9 entspricht der der Werkzeuge in der Kette J. Jedes Werkzeug hat einen ihm zugeordneten Informationsträger 8.
Da durch den Werkzeugwechsel die Werkzeuge in der Kette 3 ihren Platz verändern, muß dies auch für die Informationsträger 8 in der Trommel 9 erfolgen. Hierzu wird bei jedem Werkzeugwechsel der Informationsträger 8 des ausgewählten Werkzeugs durch einen Doppelgreifer 10 aus der Trommel 9 entnommen und gegen den beim vorangegangenen Wechsel entnommenen Informationsträger 8 ausgetauscht. Der Informationsträger 8, der dem jeweils in der Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine befindlichen Werkzeug entspricht, steckt somit stets in der der Trommel 9 abgewandten Seite des Doppelgreifers 10. Wird das Kettenmagazin 1 mit Werkzeugen be- oder entladen, so muß stets mit dem Werkzeug auch der zugehörige Informationsträger 8 1η die Trommel 9 eingeführt oder ihr entnommen werden.
Um Bedienfehler, z. B. hinsichtlich der Zuordnung, rechtzeitig zu erkennen, kann die Einrichtung noch um die Prüfung eines zweiten, direkt am Werkzeug befindlichen Informationsträgers 20 in Form einer Codierung (Fig. 2) erweitert werden. Diese Prüfung findet zweckmäßigerweise durch eine Kontrolleinrichtung 11 in der Zwischentasche 6 statt. Dabei muß die Codierung des in der Trommel 9 abgetasteten In-
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OELBEtIQER DRUCKMASCHINEN ARTIEHQESELLGCÜAFT 9 1 Π R A A Π
formationsträger 8 mit der am Werkzeug in der Zwischentasche 6 vorhandenen Codierung 20 übereinstimmen.
Erst wenn dies cer Fall ist, wird das ausgewählte Werkzeug durch den Wechsler 7 in die Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine eingesetzt.
Die überprüfung der Codierung des Werkzeugs in der Zwischentasche 6 erfolgt statisch, d. h. Werkzeug und Kontrolleinrichtung 11 stehen still. Aus diesem Grund sind die eingangs erwähnten Schwierigkeiten der direkten Werkzeugerkennung bei dieser Lösung nicht vorhanden. f
Das Werkzeugmagazin und die die Informationsträger beinhaltende Trommel müssen nicht, wie vorstehend beschrieben, starr miteinander verbunden sein. Haben beide getrennte Antriebe, so kann zunächst, bedingt durch die sehr kleinen Massenkräfte der Trommel, lediglich in der Trommel ein Suchlauf für den Informationsträger durchgeführt werden. Ist dieser gefunden, so kann durch eine Richtungslogik bestimmt werden, daß das Werkzeugmagazin auf dem kürzesten Weg das gewünschte Werkzeug in die übergabestellung für den Werkzeugwechsel befördert .
Durch diese Maßnahme wird eine ganz erhebliche Reduzierung der Suchlaufzeit erreicht. Ferner kann das Werkzeugmagazin und die für die Halterung der Werkzeuge vorgesehenen Werkzeugtaschen sehr einfach und in billiger Weise ausgeführt werden.
Die ΕΓίΙηάμι^ beschränkt sich nicht nur auf die vorstehend beschriebene AusfUhrungsart. Vielmehr ist anhand def Fig. eine weitere Ausführungsform beschrieben, bei welcher der in den Informationsträgern 8 enthaltene Informationsinhalt in
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einem elektronischen oder elektromechanischen Datenspeicher 23 abgebildet ist. Dieser Datenspeicher 23 steuert den Suchvorgang im Kettenmagazin 1.
In diesem Fall wird entsprechend Fig. 2 an einer außerhalb des Kettenmagazins 1 angebrachten Einlesestation 21 beim Laden des Kettenmagazins 1 der am Werkzeug 22 angebrachte Informationsträger 20 abgelesen und im Datenspeicher 23 festgehalten. Nach dem Ladevorgang des Kettenmagazins 1 sind alle Werkzeugnummern in der Reihenfolge der Anordnung der Werkzeuge im Kettenmagazin 1 im Datenspeicher 23 abgespeichert. Beim Auswählvorgang erhält der Datenspeicher 23 von einem am Kettenmagazin 1 angebrachten Schalter 24 einen Impuls, der von der vorbeigeführten Tasche 2 ausgelöst wird und der das Umschalten von einer Werkzeugnummer zur nächstfolgenden bewirkt. Der Datenspeicher 23 sendet ein Haltsignal an den Antriebsmotor des Kettenmagazins 1 aus, sobald die angeforderte Werkzeugnummer mit der jeweils aktuellen Werkzeugnummer übereinstimmt. Das so aufgefundene Werkzeug wird über die Zwischentasche 6, in der eine nochmalige Überprüfung stattfinden kann, in die Arbeitsspindel der Werkzeugmaschina gebracht. Im Datenspeicher 23 wird die Werkzeugnummer des in das Kettenmagazin 1 zurückkehrenden V/erkzeugs gegen die Nummer des vorher ausgesuchten Werkzeugs getauscht. Somit bleibt die Reihenfolge der Werkzeuge im Kettenmagazin mit der Reihenfolge der Werkzeugnummern im Datenspeicher 23 erhalten, und der nächste Suchvorgang kann eingeleitet werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten Aus führung s formen beschränkt. Beispielsweise sind auch regal- und trommelförmlge Werkzeugspeicher anstelle des Kettenmagazins verwendbar. Statt profilierter Informationsträger können in Vorrichtungen nach der Erfindung auch z. B. solche Verwendung finden, die optisch, pneumatisch oder elektromagnetisch abtastbar sind.
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Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE
    1. Werkzeugspeicher für Bearbeitungszentren mit einer Werkzeugsuchvorrichtung zum Auswählen des für die Bearbeitung vorgesehenen Werkzeugs und einer Wechselvorrichtung, die das ausgewählte Werkzeug dem Werkzeugspoicher entnimmt und das benutzte Werkzeug in den im Werkzeugspeicher frei gewordenen Platz wieder einführt, dadurch gekennzeichnet, daß ein Informationsspeicher vorgesehen ist, der die In- * formation enthält, welche die Reihenfolge der im Werkzeugspeicher enthaltenen Werkzeuge anzeigt, daß die Werkzeugsuchvorrichtung die Information des Informationsspeichers abfragt und daß Kittel vorgesehen sind, welche die das jeweils ausgewählte Werkzeug kennzeichnende Information gegen diejenige des zuvor benutzten Werkzeuges austauschen.
    2. Werkzeugspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsspeicher mit dem Werkzeugspeicher synchron umläuft und eine der Anzahl der Plätze des Werkzeugspeichers entsprechende Anzahl Aufnahmen für als profilierte Körper ausgebildete Informationsträger aufweist, daß die
    den Werkzeugspeicher steuernde Werkzeugsuchvorrichtung das { Profil der in den Aufnahmen des Informationsspeichers vorhandenen Informationsträger abtastet und daß eine Austauschvorrichtung vorgesehen ist, die den Informationsträger, der dem ausgewählten Werkzeug zugeordnet ist, der Aufnahme entnimmt und den dem zuvor benutzten Werkzeug zugeordneten Informationsträger in die frei gewordene Aufnahme einführt.
    jj. Werkzeugspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsspeicher und die den Werkzeugspeicher
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    AKTIENGESELLSCHAFT ~ΐΛη/>, ι Λ
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    steuernde Werkzeugsuchvorrichtung zu einem elektronischen oder elektroraechanischen Datenspeicher zusammengefaßt sind,
    4. Werkzeugspeicher nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Achse eines Kettenmagazins eine Trommel angebracht ist, die sich pro Umlauf des Kettenmagazins einmal dreht und die an ihrem Umfang eine Anzahl symmetrisch verteilter Aufnahmen für zylindrische Informationsträger aufweist, die der Anzahl dor im Kettenmagazin vorhandenen Taschen für die aufzunehmenden Werkzeuge entspricht, daß im Bereich des Umfangs der Trommel die Werkzeugsuchvorrichtung angeordnet ist, die während der Rotation der Trommel die darin gespeicherten Informationsträger abtastet, und daß in der unmittelbaren Nähe der Werkzeugsuchvorrichtung ein Doppelgreifer zum Austausch der Informationsträger schwenkbar gelagert ist.
    5. Werkzeugspeicher nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß im Kettenmagazin ein Zwischengreifer angeordnet ist, der ein ausgewähltes Werkzeug der Tasche entnimmt und einer Zwischentasche zuführt oder ein benutztes Werkzeug von der Zwischentasche in die leere Tasche des Kettenmagazins befördert, daß an der Zwischentasche eine Kontrollvorrichtung vorgesehen ist, welche die Codierung des vom Kettenmagazin kommenden Werkzeuges abtastet und die erhaltene Information mit der von der Werkzeugsuchvorrichtung abgegebenen vergleicht.
    6. Werkzeugspeicher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5j dadurch gekennzeichnet, daß ein den Antriebsmotor des Kettenmagazins steuernder Datenspeicher vorgesehen ist, der seine zu speichernde Information von einer Einlesestation erhält, die beim !Laden des Kettenmagazins die Codierung an den Werkzeugen abtastet.
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    ELBERGEEI
    AKTIENGESELLSCHAFT 2 1 O 6 Λ Λ Ο
    Werkzeugspeicher nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Informationsspeicher getrennt vom Kettenmagazin angetrieben ist, daß der Informationsspeicher während des Stillstands des Kettenmagazins einen Suchlauf vollführt und dabei die gewünschte Information ermittelt, und daß eine Richtungslogik vorgesehen ist, die gemäß der ermittelten Information den Antrieb des Kettenmagazins steuert.
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