DE2154408A1

DE2154408A1 - Werkzeugmaschine mit automatischem Werkzeugwechsel

Info

Publication number: DE2154408A1
Application number: DE19712154408
Authority: DE
Inventors: Eho Ollearo Giorgio Ivrea Pagella (Italien)
Original assignee: Olivetti SpA
Current assignee: Olivetti SpA
Priority date: 1970-10-31
Filing date: 1971-10-28
Publication date: 1972-05-10
Also published as: US3789473A; GB1362379A; SU442589A3; FR2111981A1; FR2111981B1

Description

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__ _βΛβ Berlin, den 28. Oktober 1971

Ing· G. OLIVETTI dc G. S.p.Α., Ivrea (Italien)

Werkzeugmaschine mit automatischem Werkzeugwechsel

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf sogenannte Bearbeitung azentren, d.h. große Werkzeugmaschinen, die im allgemeinen mit Hilfe eines Rechners gesteuert werden, um aa einem Werkstück eine B-eihe xjn Bearbeitungsvorgängen auszuführen, indem verschiedene Werkzeuge der Reihe nach benutzt werden, Die Werkzeuge sind in einem einen Teil der Maschine "bildenden Magazin untergebracht und werden mit Hilfe automatischer Einrichtungen aus iha einzeln entnommen und in eine Spindel eingeführt, wobei 3ie nach ihrer Benutzung zum Ma£a~ zin zurückgeführt und durch das benötigte nächste Werkzeug ersetzt werden·

Es sind bereits verschiedene Werkzeugmaschinentypen mit automatischem Werkzeugwechsel bekannt. Bei einem bekannten Typ eind die Werkzeuge in einem Aufbewahrungsmagazin in vorbostimmter Stellung angeordnet. Ein neues Werkzeug wird erst dann ausgewählt und aus dem Magazin entnommen, wenn daa vorher benutzte Werkzeug in das Magazin zurückgeführt worden iat, so daß der Werkzeugwechsel verhältnismäßig langsam ist«.

Bei einem anderen Typ dieser Maschine sind die Werkzeuge in dem Magazin wahllos angeordnet und mit Erkennungszeichen

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versehen» Die Auswahl eine3 neuen Werkzeuges erfolgt während des Arbeitens des vorangehenden Werkzeuges unter Steuerung durch eine Vorrichtung zum Abtasten der Werkzeuge oder ihrer Halter· Das benutzte Werkzeug wird dann gegen daa ausgewählte ausgetauscht, dessen Lage es dann in dem Magazin einnimmt» Auf diese Weise erfolgen die Rückführung des benutzten Werkzeuges in das Magazin und die Sinführung des neuen Werkzeuges in aie Spindel zugleich· Iiie-je Maschinen sind ziemlich aufwendig, da erst einmal die Erkennungszeichen an allen Werkzeugen oaer ihren Haltern hergestellt werden müssen, deren Anzahl viel größer sein kann als die in dem Magazin vorhandene Anzahl von Stellen für Werkzeuge·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer Werkzeugmaschine mit automatischem Werkzeugwechsel, die eins Spindel, eine Reihe von Werkzeugen, ein Magazin für die Werkzeuge, Einrichtungen zum Bewegen der Werkzeuge auf einer eine Werkzeugwecfaselstation umfassenden Bewegungsbahn und eine Werkzeugwechseleinrichtung zum Oberführen eines Werkzeuges aus der Werkzeugwechselstation in die Spindel besitzt, die. vorerwähnten Mängel der bekannten Maschinen zu beheben und es insbesondere unnötig zu machen,, die Werkzeuge entweder in einer festgelegten Reihenfolge in dem Magazin festzuhalten oder ein Erkennung a syst βα vorzusehen, mittels dessen jedes Werkzeug durch eine Abtastvorrichtung oder dergleichen unmittelbar identifiziert wird·

Dazu wird erfindungsgemäß eine Werkzeugmaschine mit automatischem Werkzeugwechsel vorgeschlagen mit einem die Bewegungsbahn der Werkzeuge simulierenden Simulatorgleis und einer Reihe von an dem Simulatorgleis entlang bewegbaren und Erkennungszeichen tragenden Simulatorelementen, von welchen ,jedea einem Werkzeug entspricht, mit einer an dem Simulatorgleis an einer Abtaststatifcn angeordneten Abtastvorrichtung zum Abtasten der Erkennungszeichen der Simulator·· elemente bei ifcrem Vorbeigang an der Abtaststation und mit einer Einrichtung, die das Arretieren der Werkzeuge und der

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Simulatorelemente bewirkt, wenn die Abtastvorrichtung ein dem an einer vorbestimmten Stelle der Bewegungsbahn der "Werkzeuge angeordneten benötigten Werkzeug entsprechendes Simulatorelement abtastet.

Bei einer bevorzugten Ausführungsiorm der Erfindung sind die Simulatoreleraentf entlang einem endlosen Simul&torglei3 verschiebbar, das eine Hangierstation enthält, an welcher das dem derzeitig mit der Spindel verbundenen Werkzeug entsprechende Sinnilator element vorübergehend ausrangiert werden kann, während das benötigte nächste Werkzeug identifiziert und für die erste Werkzeugwechselstufe in Stelliing gebracht wird· Die Rangierstation nirunt einen Schieber auf, der in einer die Hangierstation bestimmenden Lücke in dem Simulatorgleis quer verstellbar ist· Der Schieber hat zwei Abteile, die je einer zum Aufnehmen eines Sinulatorelementa ausreichenden Strecke des Simulatorgleiaea entsprechen, wobei der Schieber zwischen einer ersten Stellung, in welcher ein erstes Abteil die Lücke in dem Simulatorgleia einnimmt» während das zweite Abteil von dem Simulatorgleia getrennt ist, und einer zweiten Stellung bewegbar ist, in welcher die Lage der Abteile umgekehrt ist.

Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind anhand einea in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im folgenden näher beschrieben» Sb zeigern

Fig· 1 eine perspektivische Ansicht eines Bearbeitungszentruma von oben unter Fortlassung bestimmter Einzelteile,

Pig. 2 eine die Werkzeugwechselatation veranschaulichende Draufsicht auf einen ^eil der Maschine nach Fig. 1,

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Pig· 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2,

Fig» 4 einen Schnitt nach der Linie IY-IV in Fig. 2 unter Fortlassung bestimmter Einzelteile,

Fig. 5 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf den hinteren Teil der Maschine nach Fig. 1 bia 4»

Fig. 6 einen Schnitt nach der Linie VI-Vl in Fig. 5,

Fig. 7 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf die Simulatoreinheit der Maschine nach Fig. 1 bis 6,

Fig. 8 eine teilweise in Schnitt dargestellte Draufsicht auf einen anderen Teil der Simulatoreinheit,

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX-IX in Fig. 7 in vergrößerter Maßstabe,

Fig. 10 einen Schnitt nach der Linie X-X in Fig. 7 in vergrößertem Maßstäbe,

Fig. 11 einen Schnitt nach der Linie XI-XI in Fig. 7 in vergrößertem Maßstabe,

Fig. 12 einen Schnitt nach der Linie XII-XII in Fig· 8 in vergrößertem Maßstäbe,

Fig. 13 einen Schnitt nach der Linie XIII-XIII in Fig. 8 in vergrößertem Maßstate,

Fig. 14 einen Schnitt nach der Linie XIV-XlY in Pig. 8 in vergrößertem Maßotabe,

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Pig· 15 ein die wechselseitige !»age bestimmter Bestandteile der Maschine naoh Fig. 1 bis 14 veranschaulichendes Blockdiagramm,

Pig. 16 eine Pig. 7 entsprechende Draufsicht auf eine abgeänderte Abtastvorrichtung, jedoch in vergrößertem Maßstabe,

Pig. 17 einen Schnitt nach der Linie XVII-XVII in Fig. 16 in vergrößertem Maßstabe,

Pig· 18 einen Schnitt nach der Linie XVHI-XVlII in Pig, in vergrößertem Maßstäbe,

Pig· 19 eine Draufsicht auf ein in Verbindung mit der Abtastvorrichtung nach Pig. 16 bi3 18 benutztes 'Simulator element in vergrößertem Maßstäbe und

Pig. 20 ein die wechselseitige Lage bestimmter Bestandteile einer Maschine mit der Abtastvorrichtung naofa iig. 16 bis 19 veranschaulichendes Blockdiagramm·

Pig. 1 zeigt ein Bearbeitungssentrum mit einem Tisch 10 zum Halten eines Werkstücks, einer Säule 12 mit einem rechteckigen Aufsatz 14- und einer Spindel 16, die auf einem Supportschlitten 18 angebracht ist, der auf einer Gewindespindel 20 zwischen einer unteren Arbeitsstellung und einer oberen Werkzeugwechselsteilung in senkrechter Richtung verstellbar ist· Die Spindel 16 wird mit Hilfe nicht dargestellter üblicher Einrichtungen angetrieben»

Der Aufsatz H hat mehrei'e an seinen Seiten befestigte, nach außen her-auar»gende Tragetützen 22 und an seiner vorderen Stirnseite über der Spindel 16 eine weitere Tragstütze 24. An seiner hinteren. Stirnseite befindet sich eine weitere

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Tragstütze 26, die in Pig» 1 nur teilweise sichtbar ist· Eine in horizontaler Ebene liegende endlose Pührunga- oder Pahrschiene 28 wird von den Tragstützen 22, 24 und 2 6 gehalten und verläuft um den Aufsatz 14 herum. In der Praxis trägt die Führungsschiene 28 eine Reihe von in Pig» 1 nicht dargestellten Schlitten und bildet mit den Schlitten ein Aufbewahrungsmagazin für die Werkzeuge. Die Führungaschiene setzt sich aus zu den Seiten- und Stirnflächen des Aufsatzes parallel verlaufenden geradlinigen Teilen 30 und aus die geradlinigen Teile miteinander verbindenden gekrümmten Teilen 32 zusammen.

Ein Teil 34 der Führungsschiene ist in eine Werkzeugaustauschvorrichtung 36 eingebaut, die 3ich zwischen zwei der Tragstützen 22 befindet, wobei der yührung33chienenteil em oberen Ende einer Stange 38 befestigt ist* die sich in einen Ständer 40 teleakopartig senkrecht hineinschieben ISßt· Zwei feststehende Stangen 42 führen den Führung*- achienenteil 34· Daa untere Hubende de· Führungsschienenteilea 34 ißt durch eine Basisplatte 44 begrenzt· Die Werkzeugaustauachvorricbtung 36 läßt zu, daß ein in dee führung sachienenabschnitt 34 gehaltener Schlitten zum anfänglichen Bestücken de» Schlittens mit einest Werkzeug oder zu.« Austauschen des Werkzeuges bis zur Basiaplatte 44 abgesenkt wird· Biese Torgänge werden durch einen auf einer Plattform 47 stehenden Bedienenden ausgeführt» wobei aich die Basleplatte 44 in zu» Ereöglichen der Handhabung de· Werkzeuges passender Höhe befindet» Die Steuer- und Betätigung α einrichtung en für die Werkzeug aus tauchvorrichtung sind nicht dargestellt, da sie nicht zur Erfindung gehören· Die Werkseugauetauechvorrichtung ist in der deutschen Patentanmeldung P 21 <3 3€%0 tob 26. August 1971 vollständig er beschrieben und beansprucht·

Ia Jig· 1 ist ein Werkzeugweohselglied in Pore eine· Hauptarmes 46 in seiner abgelenkten Stellung unterhalb der Trag-

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atütze 24 dargestellt· Ein Tragglied in Form eines Sekundärarmes 48 ist ebenfalls in seiner abgesenkten Stellung dargestellt, in welcher ein von ihm getragener Führungsachienen-Eilfsabschnitt 50 die Magazinschiene 28 ergänzt, der eine Werkzeugwechselstation 49 einnimmt, die aus einer Lücke in der Führungsschiene 28 an der Tragstütze 24 besteht· Die Arme 46 und 48 sind un die Achse einer in der Tragstütze 24 drehbar gelagerten Welle 52 schwenkbar angebracht·

Einzelheiten des Haupt— und des Sekundärarmes sind aus den Figuren 2,3 und 4 ersichtlich. Der Hauptarm 46 weist eine aus einem Schienenteil 54 gebildete freie Stirnfläche auf, die, wenn der Arm 46 in eine erste Stellung hochgeführt ist, die Schiene 28 an der Werkzeugwechselstation 49 ergänzt· Der Arm 46 ht-t zwei Schenkel 56 (Fig. 2), die von .dem Schienenteil 54 bus nach rückwärts ragen und je eine Buch»e 58 tragen, die durch einen Keil 60 mit der Welle 52 drehfest verbunden ist· Die Schenkel 56 und die Buchsen 58 tragen gemeinsam eine längliche Euchse 62, die mittels nicht dargestellter, ?.n ihren Enden angeordneter Lager auf der Welle 52 drehbar ist· Die Buchse 62 ist mit Hilfe von Schenkeln 64 an den Führungsscbienen-Eiifsabschnitt 50 des Sekundärarmes 48 angeschlossen. Auf diese Weise ist der Sekundärarm 48 auf der Welle 52 frei νerschwenkbar· Die Bichse 62 wird durch die Buchsen 58 3ea Hauptarmes 46 an einer axialen Verschiebung gehindert, die selbst mit Hilfe passender Di3tanzstücke zwiscnen z^ei Schenkeln bt, 68 der Tragstütze 24 in axialer Richtung gesichert sind»

Die Welle 52 erstreckt sich durch den Schenkel 66 der Tragstütze 24 hindurch und weist ein verstärktes Ende 70 auf, an welchem ein Ritzel 72 starr angebracht ist· Dieses Ritzel wird duroh eine sich in senkrechter Richtung erstreckende Sahnstange 74 (Fig. 4) in Drehbewegung versetzt, die die Kolbenstange eines doppeltwirkenden hydraulischer. Zylinders

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76 von bekannter Bauart ist. Der Innenaufbau und der Speisekreis des Zylinders 76 sind nicht dargestellt. Der Zylinder 76 besitzt bekannte Einrichtungen zum Dämpfen der bewegung seines Kolbens bei seiner Annäherung sowohl an sein oberes als auch an sein unteres Hubende»

Die Zahnstange 74 wird gegen seitliche Kräfte durch eine frei drehbare Rolle 78 abgestützt, die an einem. Halter bO angebrecht ist, der am Schenkel 6b der Tragstütze 24 befestigt ist·

Der Hauptarm 46 ist mit der Welle 52 unter Einwirkung des Zylinders 76 zwischen einer ersten Stellung, in welcher sein Führungsachienenabscnnitt 54 nach der Führungsschiene 28 an der Werkseugwechselstation 49 fluchtend ausgerichtet ist und sie ergänzt, und einer in Fig. 1 bis 4 dargestellten zweiten Stellung bewegbar, in welcher er zur ersten Stellung um QO⁰ verschwenkt ist· Die Grenzen seines Hubes werden durch Anschläge genau bestimmt· Im einzelnen berührt in der zweiten Stellung ein an einem der Schenkel 56 des Armes 46 befestigter Anschlag 82 (Fii> 4) einen an dem Schenkel £6 der Trag3tutze 24 befestigten Anschlag 84. In der er3ten Stellung berührt ein ebenfalls an dem Schenkel 56 befestigter Anschlag 86 einen an dem Schenkel 66 befestigten Anschlag 88.

Der Arm 48 wird zwischen eeiner ersten und 3einer zweiten Stellung durch den Arm 46 bewegt, der über einen an jedem seiner Schenkel 56 vorhandenen Ans-tz 90 einwirkt, α er 3ich gegen einen an jedem Schenkel 64 de3 Armes 48 vorgesehenen elastischen Anschlag 92 anlegt· Während sich der Hauptarm 46 zwischen seiner ersten und seiner zweiten Stellung über 90° verstellt, verstellt dich der Sekundärarm 48 nur über·etwa 75°· In Fig. 1 bis 4 ist er in seiner zweiten oder abgesenkten Stellung dichtbar, in weicner sein Schienenabachnitt 50 an der v/srkzeugwecfcselstation die iHihrungs-

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schiene 28 ergänzt· Seine erste oder hochgeführte Stellung X3t in Pig. 3 in gestrichelten Linien veranachaulicht und mit 48^l "bezeichnet· In seiner zweiten Stellung wird er durch einen an der Tragstütze 24 befestigten und mit einem einen Teil der Buchse 62 bildenden Ansatz 96 in Berührung kommenden Anschlag 94 positiv arretiert. Die Anordnung ist so, daß beim Absenken der beiden Arme 46 und 48 der Ansatz 96 zum Beenden der Bewegung des Sekundärarmea 4B an einer Stelle auf den' Anschlag 94 trifft, wenn der Hauptarm 46 noch etwa 15° von seiner zweiten Stellung entfernt ist· Somit trennt sich zu diesem Zeitpunkt der Anschlag 90 von dem Anschlag 92·. Bei einer Aufwärtabewegung des Hauptarmes 46 bewegt sich der Hauptarm umgekehrt über etwa 15 , bevor der Anschlag 90 auf den Anschlag 92 trifft, um den Sekundärarm 48 hochzuführen·

Ein Endabschnitt der Aufwärtsbewegung des Sekundärarmea 48 wird durch einen Puffer oder Stoßdämpfer 98 gedämpt, der an einer Platte 100 befestigt ist, die an der Tragstütze 24 angebracht und zwischen, den Schenkeln 66 und 66 angeordnet ist# Der Stoßdämpfer 98 hat einen Kolben 102, der an seinem freien Ende eine frei drehbare Holle 104 (3?ig· 3) trägt, die sich gegen den Schienenabschnitt 50 des Armes · 48 bei seiner Annäherung an sein oberes Hubende anlegt» Per Kolben 102 ist duroh eine Jeder 106 nach außen beaufschlagt·

Die vorstehend beschriebene Anordnung, bei welcher die beiden Arme 46 und 48 aneinander nicht starr festgemacht sind, hat den Torteil, daß hinter der hoohgeführten lage 48· des Sekundärarmea 48 Saum freigehalten werden kann· Dieser Raum kann bei bestimmte» Ausführungsformen, bei welchen eine über die Höhe dee Auf»atze» 14 herauaragende Gewindespindel 20 (?ig· 1) notwendig ist, zweckdienlich sein. Jedoch könnten die Arme 46· und 48 auch miteinander etarr verbunden sein·

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Wie aus Pig. 2 und 3 ersichtlich, iet die Führungsschiene 28 voll mit Schlitten 110 bestückt, die einander mittels Warzen 112 berühren, die die Antriebskraft übertragen» Jeder Schlitten 110 trägt lösbar einen Werkzeughalter 114, in welchem ein Werkzeug 116 angebracht ist· Damit er stabil und bei minimaler Keibung entlang der Führungsschiene 28 gleitet, besitzt jeder Schlitten 110 zv/ei obere Rollen 118, eine Stirnrolle 120 und zwei untere Hollen 122 (Fig. 3)· Eine den Werkzeughalter 114 in seiner richtigen lage festhaltende Verriegelungsvorrichtung enthält einen federbeaufschlagten Stift 124, der in der zweiten Stellung des Hauptarmes 46 mit einem profilierten Körper 126 an der Spindel 16 in Berührung kommt, um den y/erkz eughalt er von'dem Schlitten zu lösen und sein Einführen in die Spindel 16 zu ermög~ lichen. Darauf wird die Spindel 16 in ihre Arbeitsstellung abgesenkt»

Der allgemeine Aufbau der Schlitten 110 mit Werkzeughalter 114 und der Einrichtungen, die gewährleisten, daß ein Werkzeughalter in die Spindel 16 einwandfrei eingeführt und aus ihr entfernt wird, ist 30, wie er in der vorerwähnten Patentanmeldung P 21 43 303.O beschrieben ist·

Der Führungsschienenabsciinitt 54 des Eauptarmes 46 weist zwei federbeaufschlagte Stifte 128 auf, die sich gegen zu den an den Schlitten 110 vorhandenen Rollen 118 koaxiale Hollen 130 anlegen, um jeweils einen Schlitten 110 in diesem Führungsschienenabschnitt zu zentrieren und ihn. leicht in seiner richtigen Lage zu halten· Wenn die Schlitten 110 UJB die Führungsschiene 28 herum angetrieben werden, treten die Stifte 128 beim Torbeigang jedes Schlittens 110 an der Werkzeugwechselstation heraus und wieder zurück· In dem Schienenabechnitt 50 des Sekundärarmee 48 sind entsprechende Stifte* 129 vorhanden·

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Angrenzend an die Vferkzeugweenselatation 49 befindet sich neben dem Schenkel 6S der Tragstütze 24 (Fig. ?) eine Ärretierrorrichtung 13C» die einen Riedel 1^2 enthält, der so ■beaufschlagt ist, daß er in die Führungsschiene ?.8 hineinragt und einen mit einer Rolls 118 des Scnlittena 110 ii» Berührung kommenden Anschlag bildet und verhindert» daß sieb, der Schlitten bei Betrachtung von Jig· 2 im Uhrzeigersinn "bewegt· Der Riegel 132 wird, wenn notwendig, durch nicht dargestellte hydraulische Einrichtungen zurückgezogen· Andererseits befindet sich neben dem anderen Schenkel 66 der Tragstütze 24 ein Paar Stifte 134» die in ihrer Funktion den Stiften 128 und 129 in den Schienene.bsohnitten 54 bzw· 50 der beiden Arme entsprechen·

Die Schüttet 110 werden, um die Puhrungspchiene ?.Q nerura durch einen Zahnkranz 14-0 angetrieben, der in Fig. 5 unter einer sich zwischen zwei Schenkeln. 144- und 146 der Tragstütze 26 erstreckenden Platte 14.2 teilweine gestrichelt dargestellt ist. Die Zähne des Zahnkranzes 140 greifen zwischen öen Rollen 130 der Schiixten in in J?ig· 5 veranschaulichter Weise ein, α.·η· mit einem Zahn zwischen, der. beiden Rollen 130 eines Soh?.ittens und nit dsm fcenschbarten Sahn wischen zwei Sollen. 130 von zwei benachbarten Schütten: 'MO. Die Antriebseinrichtung für des. Zahnkranz 140 wird später noch näher beschrieben·

Sicht dargestellt sind ein Rechner, der so programs!srt ist, daß er bewirkt^ dafl die Maschf-ne afi eine» Wer!v3tuck eine ?olge von Arbeite£ö.ugen ausführt, und verschiedene elektrische und hjdraulxeche Kreiee sum Steuern uad "Cocreinier»n der verachiedeneia. Funktionen der Maschine· I5ioae Beetandtoil β der !faschine 3ind von dem faohas.nn allgemein bekannt ßr Bauart und brau oh en somit rieht rii.ker erörtert zu. werden·

Die Arbeitsstufen der Maschine beim Wechseln eines Werkzeuges werden nunmehr kurz erläutert»

Dazu sei angenommen, daß die Bearbeitung einea auf dem Tisch 10 (Fig. 1) gehaltenen Werkstücks begonnen hat und ein Werkzeug 116 in seinem Werkzeughalter 114 in der Spindel 16 der Maschine eingespannt ist, die sich in ihrer unteren oder Arbeitsstellung befindet. Dabei nimmt der Hauptarm 46 seine in Fig· 1 bis 4 dargestellte zv/eite oder abgelenkte Lage ein, während sich der Sekundärarm 48 ebenfalls in seiner zweiten oder abgesenkten Stellung befindet und die Führungsschiene 28 ergänzt·

Während dss Werkzeug das Werkstück bearbeitet, werden die Schlitten 110 bei zurückgezogenem Riegel 132 der Arretiervorrichtung 130 durch den Zahnkranz 140 (bei Betrachtung von Fig. 2) im Uhrzeigergegensinn an der Führung^schiene 26 entlang angetrieben, bis der das benötigte nächste Y/erkzeug tragende Schlitten 110 sich unmittelbar angrenzend an die 'Verkzeugwechselstation 49 am Schenkel 66 der Tra^stütze befindet· Dann wird der Riegel 132 der Arretiervorrichtung 130 so ausgefahren, daß er zwischen den Rollen 118 des 3ich am Schenkel 68 der Tragatütze 24 befindenden Schlittens herauaragt» Darauf werden die Schlitten 110 über eine kurze Strecke im Uhrzeigersinn angetrieben, bis eine der Rollen 118 des sich am Schenkel 68 der Tragstütze 24 befindenden Schlittens 110 ge-j.en den Riegel 132 in Anschlag komrt und arretiert wird· Somit gewährleistet die Richtun^surakehrung ein genaues Inatellungbringen des dns benötigte nächste Werkzeug tragenden Schlittens 110 unmittelbar angrenzend an die Werkzeugwechaels-tation 49, wo er durch die Stifte 134 in seiner richtigen Lage gehalten wird. Ein weiterer Schlitten 110 wird an der ',Yerkzeugwechselstation durch aie Stifte in dem Schienenabachnitt 50 d-ea oskundärarmes 48 in seiner richtigen Lage gehalten·

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Zu diesem Zeitpunkt wird die Spindel 16 hochgeführt, um den von ihr getragenen Werkzeughalter 114 wieder in den von dem Schienenabschnitt 54 des Hauptarmes 46 getragenen leeren Schlitten 110 einzuführen· Dann wird der hydraulische Zylinder 76 (Pig. 4) betätigt um zu bewirken, daß die Zahnstange 74 das Ritzel 72 mit der tfelle 52 im Uhrzeigergegensinn dreht· Dadurch wird der Hauptarm 56 in Richtung auf seine erste Stellung hochgeführt· Nachdem sich der Hauptarm über annähernd 15° bewegt hat, erreicht er eine Stellung, in welcher der Anschlag 90 mit dem an dem Sekundärarm 48 Vorhandenen Anschlag 92 in Berührung kommt und den Sekundärarm hochführt·

Beim Erreiohen seiner ersten Stellung wird der Hauptarm 46 durch die wechselseitige Berührung der Anschläge 86 und 88 arretiert, und der Sekundärarm 48 wirkt auf den Puffer 98 (Fig· 3) ein, um den letzten Teil der Bewegung der beiden Arme 46 und 46 zu dämpfen· Der Arm 48 bringt den in dem Schienenabschnitt 50 angeordneten Schlitten 110 in seine hochgeführte oder teilweise hochgeführte Stellung, während der Arm 46 den Schlitten 110 des benutzten Werkzeuges in die Führungs- oder Fahrschiene 28 des Magazins bringt·.

Indem der Schienenabschnitt 54 des Hauptarmes 46 auf diese Weise die Schiene 28 an der Werkzeugwechselstation 49 erginzt, wird die Arretiervorrichtung 130 (Pig. 2) so betätigt, daß sie den Riegel 132 zurückzieht, worauf die Schlitten über eine etwa die Länge eines Schlittens 110 betragende Strecke im Uhrzeigergegensinn vorwärts angetrieben werden· Dann wird der Riegel 132 wieder ausgefahren und werden die Schlitten 110 über eine kurze Strecke rückwärts angetrieben, ua zu gewährleisten, daß der das benötigte nächste Werkzeug tragende Schlitten 110 in dem Schienenabschnitt 54 des Hauptarmes 46 genau zentriert ist, was durch das Anliegen des Riegels 132 gegen die Rolle 118 des angrenzenden Sohlittens 110 sichergestellt ist·

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Dana wird der Zylinder 76 (Pig. 4) ao betätigt, daß er das Abeenken de· Hauptarmes 46 in seine zweite Stellung bewirkt, wobei sich der Sekundärarm 48 über die ersten 75° des Hubes des Hauptarmee 46 gleichzeitig absenkt· Wenn der Hauptarm 46 in seine zweite Stellung gelangt, wird der Werkzeughalter 114 durch die Spindel 16 erfaßt und aus seinem Schütte» 110 gelöst* Dann wird die Spindel 16 in ihre Arbeita-Btellung abgesenkt, worauf die nächste Bearbeitungsphase beginnt·

Da die Flihrungs- oder Fahrschiene 28 durch das Absenken des Sekundärarmee 48 ergänzt worden ist» können die Schlitten wieder wie vorstehend beschrieben um sie herum angetrieben werden, um das benötigte nächste Werkzeug angrenzend an die Werkzeugwechselstation 49 in Stellung zu bringen, wo es durch die Stifte 134 gehalten wird und zu «einem Einführen in den Hauptarm 46 bereit ist, wenn dieser als nächstes boehgeführt wird·

ab eei bemerkt» daß diese Art von Werkzeugwechsel eine Veränderung der Reihenfolge der Werkzeuge in dea Magazin zur folge hat· Xrfindungsgeaäfi besitzt die Maschine eine Simulatoreinheit, die gewährleistet, dal die Werkzeuge in die Spindel 16 in der richtigen Seihenfolge eingeführt werden· Diese Simulator einheit wird nunmehr zuestusen mit anderen, den Antrieb des Zahnkranzes 140 (Pig· 5) betreffenden Zubehörteilen beschrieben·

Wie aus Pig· 6 am besten ersichtlich, befindet aich unter der Platte 142 der Tragstütze 26 ein Gehäuse 150, welches aus verschiedenen Formteilen besteht, die miteinander verschraubt und mit der Säule 12 starr so verbunden sind, daß sie einen kastenartigen Halter bilden, in welchem weitere Zubehörteile angeordnet sind· Der Zahnkranz 140 ist mit Hilfe von Stiften 152 und Schrauben 154 koaxial an einem Zahnrad 156 befestigt, das mit einer.in Lagern 158 und 160 einer einen Teil des Gehäuses 150 bildenden Nabe 161 dreh-

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baren Welle 157 drehfest verbunden ist· Auf dem unteren Ende der Welle 157 ist ein Ritzel 162 befestigt, das in einem übersetzungsverhältnis 1 ι 2 ait einem mit einer Welle 166 drehfeeten weiteren Ritzel 164 im Eingriff steht· Die Welle 166 ist in Lagern 168 und 170 einer weiteren Nabe 172 dee Gehäuses 150 drehbar· Mit dem unteren Ende der Welle 166 ist ein Zahnkranz 174 drehfest verbunden, dessen Aufgabe darin besteht» eine Anzahl von Simulatorelementen 176 um ein nachstehend noch näher zu beschreibendes endloses Simulatorgleis 178 herum anzutreiben· Ea gibt soviel Simulatorelemente 17b, wie Schlitten 110 an der Magszinfütirungsschiene 28 vorhanden sind·

An dem Gehäuse 150 ist ein hydraulischer Motor 180 befestigt, der mit dem unteren Ende einer in Lagern 184 und 186 einer einen Teil des Gehäuses 150 bildenden Nabe 188 drehbaren Welle 182 gekuppelt ist· Am oberen Ende der Welle 182 ist ein Trieb 190 befestigt, der mit dem Zahnrad 156 im Eingriff steht· Der Speisekreis und der Aufbau des Motors 180 sind nicht dargestellt, da sie von dem Fachmann bekannter Bauart sind.

Die Lage einiger dieser Bestandteile ist in Fig· 5 in Draufsicht gestrichelt dargestellt, die außerdem die Lage einer Rangierstation 219 (£ig· 7) zeigen, die aus einer Lücke in dem Sinmlatorgleis besteht, die von einea Schieber 192 eingenommen wird, der zwei Simulatorelemente 176 aufnehmen kann, von welchen einea aus dem Gleis 178 ausrangiert und somit vorübergehend von ihn getrennt ist· Ein hydraulischer Zylinder 194 betätigt den Schieber 192· Wie aus Pig. 5 ersichtlich, befindet sich an einer an den Schieber 192 angrenzenden Abtaststation 191 eine Abtastvorrichtung mit zwei Fühlern 196, 260 (Fig. 11), von welchen in Fig» 5 nur der obere 196 sientbar ist·

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Wie aus Fig. 11 am beaten ersichtlich, besteht das Simulatorgleis 178 aus zwei voneinander getrennt angeordneten Schienen 178· und 178« mit rechteckigem Querschnitt, die in Abständen von oben her durch am Gehäuse 150 angebrachte Halter 198 gehalten werden· Jedes Simulatorelement 176 besteht aus einer zwischen den Schienen dea Geleises 178 angeordneten Buchse 200, die zwei Rollen 202, 204 trägt, die gegen die senkrechten Seitenflächen der Schienen anliegen. Ein oberer und ein unterer Sperring 206, 208 verhindern eine senkrechte Verstellung der Elemente 176 an dem Gleis 178. In die Buchse 200 ragen ein oberer Stift 210, an welchem eine obere kreisrunde Nockenscheibe 212 frei drehbar angebracht ist, und ein entsprechender unterer Stift 216 hinein, an welchem eine kreisrunde untere Nockenscheibe 218 frei drehbar angebracht ist. Die Durchmesser der Nockenscheiben 212 und 218 sind unterschiedlich, ao daß jedes Element 176 von den. anderen durch seine ifockenscheibendurchmesserkombination unterschieden, wird· Der ait den auf dem Gleie 178 vorhandenen Simulatorelementen 176 im Eingriff stehende Zahnkranz 174 ist ao angeordnet (Fig. 6), daß er jeweils an der Suche« 200 der Elemente 176 angreift. Um ihm dies zu ermöglichen, ist aus einer der Schienen des Simulatorgleisea 178 ein Teil ausgeschnitten*

Der Schieber 192 ist aat besten in yig. 7 und 10 siohtbar* Er hat einen im wesentlichen rechteckigen Körper, der in seiner Längsrichtung in einer Lücke des Simulatorgleisee quer verschiebbar ist· Der Schieber 192 umfaßt zwei Abteile 220 und 222_t die als zwei zueinander parallel gehaltene Abschnitte des Gleises 178 anzusehen sind, die je eine solche Länge haben, daß sie ein Simulator element 176 aufnehmen können· Der Schieber 192 ist auf an dem Gehäuse 150 befestigten Führungen 224 zwischen einer in Pig. 7 und 10 dargestellten sogenannten zweiten Stellung, in welcher das Abteil 220 aus dem Simul-atorgleis 178 ausrangiert und das Abteil 222 nach dem Gleis fluchtend ausgerichtet ist, und einer (nicht ver-

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angehaulichten) ersten Stellung bewegbar, in welcher das Abteil 220 nach dem Simulatorgleis fluchtend ausgerichtet und das Abteil 222 aus dem Gleis ausrangiert ist. Die zweite Stellung entspricht dem Zustand, in welchem sich der Hauptarm 46 und der Sekunäärarm 48 der Maschine in ihrer zweiten Stellung befinden und die !"ührungsschiene 28 des Magazins, wie in Pig. 3 gezeigt,durch den Schienenabschnitt 50 des Sekundärarmes 48 ergänzt ist. Die erste Stellung des Schiebers 192 entspricht dem umgekehrten Zustand, in welchem sich die beiden Arme 46 und 48 in ihrer ersten Stellung befinden, während die Führungsschiene 28 des Magazins durch den Schienenabschnitt 54 des Hauptarms 48 ergänzt ist· Somit ist klar, daß bei der Simulatoreinheit das Abteil 220 des Schiebers 192 dem Schienenabschnitt 54 des Hauptarms 46 und das Abteil 222 dem Schienenabschnitt 50 des Sekundärarms 48 entspricht·

Der Schieber 192 weist, wie aus Pig· 7 ersichtlich, an einer Stirnseite einen senkrechten Ansatz 226 (Pig· 10) mit schrägen Stirnflächen auf· An dem-Ansatz 226 ist eine Begrenzungsschraube 230 angebracht, die mit einem feststehenden Anschlag 232 (Fig. 10) In Anschlag kommen kann, um die Grenze des RUcklaufhubes des Kolbens in dem Zylinder 194 zu bestimmen und somit den Schieber 192 in seiner zweiten Stellung genau anzuordnen· Die Grenze des Vorläufhubes des Kolbens des Zylinders 194 wird durch sich im Inneren des Zylinders befindende und in der Zeichnung nicht sichtbare Anschlagseinrichtungen bestimmt. Der die Bewegung des Schiebers 192 steuernde hydraulische Zylinder 194 ist an den die Bewegung des Hauptarmes 4β und des Sekundärarmes 48 steuernden Zylinder 76 (Pig. 4) parallel angeschlossen, _a0 daß die Bewegungen des Schiebers 192 mit der Bewegung der Arme 46 und 48 zugleich erfolgen.

An dem Gehäuse 150 aind beiderseits des Ansatzes 226 des

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Schiebers 192 zwei Mikxoschalt er 234 und 236 (Fig. 7} befestigt· Der Schalter 234 wird durch den Ansatz 226 betätigt, wenn sich der Schieber in aeine zweite Stellung hineinbewegt, und ausgeschaltet, wenn er diese Stellung verläßt» Umgekehrt v/ird der Schalter 236 durch den Ansatz 226 betätigt, wenn der Schieber sich in aeine erste Stellung bewegt, und ausgeschaltet, wenn er diese Stellung verläßt· Die Schalter 234 und 236 sind Teil eines Systems elektrischer Prüfungen, die gewährleisten, daß jeder eine Bewegung eines Maschinenteiles mit sich bringende Vorgang einwandfrei ausgeführt wird, bevor der nächste Vorgang stattfindet·

Die in Pig· 7 und 11 an der Abtaststation 191 sichtbare Abtastvorrichtung besitzt einen oberen Fühler 196, der an einem Stab 240 festgemacht ist, der quer 'zum Simulatorgleis 178 in einer Führungsbuchse 242 verschiebbar und durch eine Feder 246 nach außen beaufschlagt ist» Die Funrungsbuchse 242 ist ihrerseits an einem kastenähnlichen Gehäuse 248 befestigt, das an dem Gehäuse 150 festgemacht ist· Der Stab 240 weist ein Langloch 249 auf, das einen Stift 250 aufnimmt, der in der Buchse 242 befestigt ist und den Stab mit seinem Fühler 196 gegen Drehung sichert* Bin Teil dee Stabes 240 zwischen dem Fühler 196 und der Feder 246 ist zu einer Zahnstange 252 ausgebildet* die mit eine« Ritzel 254 der Welle 256 (Fig. 11) im Eingriff steht, die in Lagern des Gehäuses 248 gelagert ist· Auf der Welle 256 ist außerdem ein Zahnrad 257 befestigt·

Der Fühler 196 ist in senkrechter Richtung gesehen auf einer solchen Höhe angeordnet, daß er mit der oberen. Hocken— scheibe 212 jedes Simulatorelements 176 bei seinen Vorbeigang auf dem Simulatorgleis in Berührung kommt· Somit werden der Fühler 196 und demzufolge der Stab 240 in Querrichtung um"eine durch den Durchmesser der Nockenscheibe 212

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bestimmte Strecke verstellt· Liese Strecke bestimmt das Ausmaß der Drehung des Ritzela 254· *

Ein entsprechender Aufbau ist auf der Höhe der unteren Nockenscheibe 218 des Simulatorelements 176 vorhanden· Es sind ein Fühler 260, ein Stab 262, eine Führungsbucbse 264, eine Zahnstange 266, eine Feder 268, ein Ritzel 270, eine Welle 272 und ein Zahnrad 274 vorgesehen·

Wie aus Pig· 9 ersichtlich, steht das Zahnrad 274 mit einem weiteren Zahnrad 276 von kleinerem Durchmesser im Eingriff, das auf einer Welle 278 befestigt ist, die sich durch Buchsen 280, 282 und ein Lager 284 hindurch so erstreckt, daß sie unter dem Gehäuse 248 herausragt· Ihr herausragendes Ende ist mittels einer Schraube 286 an einer Hülse 268 befestigt, an welcher, mittels einer Schraube 290 außerdem eine Welle 292 einer Reaolvereinheit 294 befestigt ist, die mit dem Gehäuse 248 verachraubt ist· Durch diese Anordnung wird die Bewegung von dem Fühler 260 aus auf die Welle 292 der Resolvereinheit 294 übertragen. Diese Einheit ist von bekannter Bauart und ihr Innenaufbau ist nicht veranschaulicht· Die Aufgabe der Einheit besteht darin, ein elektrisches Signal auszusenden, das der Winkelstellung eines seiner Bestandteile, beispielsweise seines Läufers, entspricht, der mit Hilfe der Welle 292 in Drehbewegung versetzt wird.

Mit Hilfe einer Bauweise, die der in Pig· 9 dargestellten ähnlich ist, überträgt der obere Fühler 196 die Drehbewegung einer Welle einer zweiten und oberen Resolvereinheit 296 (Pig· 11), die entsprechend der unteren Resolvereinheit 294 arbeitet·

Pig· 15 zeigt ein Blockdiagramm der Steuereinheit der Maschine gemäß der vorerwähnten Patentanmeldung P 21 43 383·0, die einen Rechner 291 enthält, der den Betrieb der Maschine nach einerjihm in Form einea Loch streif ena zugeführten Pro-

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graJam steuert· Wenn das Programm fordert, daß das benötigte nächste Werkzeug 116 zur Werkzeugwechselstation gebracht wird, führt der Rechner 291 einem Digital-Analog-Umsetzer 295 von bekannter Bauart ein Signal au. Das Signal ist für das benötigte Y/erkzeug 116 kennzeichnend und entspricht dem diesea Werkzeug 116 tragenden Schlitten 110, da die Werkzeuge anfänglich in das Magazin der Maschine in vorbestimmter Reihenfolge so eingeführt werden, daß jedes durch den es tragenden Schlitten 110 identifiziert werden kann·

Wenn der Rechner auf den Befehl des Programms anspricht, um der Werkzeugvvechselstation das benötigte nächste Werkzeug 116 zuzuführen, befinden sich der Haupt- und der Sekundärarm 46 bzw· 48 in ihrer abgesenkten zv/eiten Stellung (Pig· 3)» während sich der Schieber 192 ebenfalls in seiner zv/eiten Stellung (Fig. 7) befindet. Die Schlitten beginnen sich entlang der Führungsschiene 28 zu bewegen, während es eine entsprechende Bewegung der Simulatorelemente 176 entlang des Simulctorgleises 178 bei Betrachtung von Pig. 7 im Uhrzeigersinn gibt·

Das durch den Rechner 291 ausgesandte, das benötigte nächste Werkzeug 116 identifizierende Signal v/ird durch den Umsetzer 293 in zwei Analogsignale mit einem dem benötigten Werkzeug 116 und seinem Schlitten 110 entsprechenden >7ert unigewandelt* Diese Signale werden einem Differentialverstärker zugeführt» dem außerdem die durch die Resolvereinheiten 294 und 296 ausgesandten Signale zugeführt werden. Das durch den Verstärker 450 au3gesandte Fehler3ignal lenkt einen Servomechanismus 295, der den den Zahnkrane 140 antreibenden Motor 180 steuert. Da3 Fehlersignal ist in seinem Wert veränderlich, da die Stellung der Läufer der Resolvereinheiten 294 und 296 sich mit dem Vorb&igang der Simulatorelement e 176 an den Fühlern 196 und 260 der Abtaststation verändert·'Der Servomechanismus 295 ist so ein£erichtet_f daß er den Motor 180 anhält, ./enn das Fehlersignal liull be-

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trägt» Das Null-Fehlersignal entspricht der Ankunft dee benötigten Simulatorelements 176 an der Abtaststation und 30-mit der Ankunft des benötigten nächsten Werkzeuges 116 in seinem Schlitten 110 an der Stelle der Führungsschiene angrenzend an die Werkzeugwechselstation und an dem Schenkel 66 der Tragstütze 24·

•Ό¹·

Die Fühler 196 und 260 sind ständig in Eewegung, während, die Simulatorelemente 176 sich an dem Simalatorgleis 178 entlang zur Abt^ststation und an ihr vorbeibewegen. Es besteht also die Möglichkeit, daß ein l^ull-i'ehleraignal durch die Resolver 294 und 296 zu einem Zeitpunkt ausgesandt werden könnte, zu dem sich das benötigte Simulatorelement 176 nicht tatsächlich an der Abtaststation befindet» Um diese Möglichkeit zu verhindern, ±at ein nachstehend noch im einzelnen zu beschreibender Schalter 3^5 (Fig. 8 und 12) vorgesehen» Der Schalter 305 wird nur für die kur» zen Zeiträume geschlossen, in welchen sich ein Simulatorelement 176 an der Abtaststation befindet, und nicht in irgendeiner Zwisclienstellung· Der Servomechanismus 295 ist so eingerichtet, daß er den Motor 180 während diesem intermittierenden Schließen und öffnen des Schalters 305 ständig antreibt, bis durch die Resolver 294 und 296 ein Null-Signal ausgesandt wird·

Die Einrichtungen zum Betätigen des Schalters 305 sind am besten in Fig» 8 und 12 sichtbar. Der die Simulatorelemente 176 um das Simulatorgleis 178 herum antreibende Zahnkranz 174 weist an seiner Oberseite eine Reihe von nach oben herausstehenden Stiften 300 auf, die in ihrer Anzahl gleich der Anzahl der Schlitten 110 und auf einem zum Zahnkranz 174 konzentrischen Kreis voneinander getrennt angeordnet sind·

An einem ^eil des (iehäuaes 150 i:rfc über den Stiften 300 ein Halter 302 (Pig. 12) angeordnet, von dem aus nach unten ein

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Betätigungsknopf 304- des ochalters 305 berausragt. Der Betätigung sknopf 304 ist so angeordnet, daß er beim Drehen des Zahnkranzes 174 der Reihe nach durch jeden der Stifte 300 bei ihrem Torbeigang unter ihm berührt wird. Einstellbare Schrauben 306 ermöglichen es, den Halter 302 und somit den Schalter 305 an dem Gehäuse 150 genau einzustellen· Die Stifte 300 sind so verteilt angeordnet, daß aie den Betätigungsknopf 304 zum Schließen des Schalters 305 genau zu dem Zeitpunkt berühren, da sich ein Simulatorelement 176 an der Abtastsxation befindet und die lio ο ken scheiben 212, 218 dieses Simulatorelement3 176 die Fühler 196 und 260 in ihre endgültigen Stellungen bewegt haben. Deshalb wird zu diesem Zeitpunkt das diesem Element 176 entsprechende Pehlersignal wie vorstehend erläutert durch die. Be-3olver 294 und 296 auf den Servomechanismus 2S5 übertragen»

Sofern das Fehlersignal einen anderen Wert als fcuil hat, unterbricht der Servomechanismus 295 die Drehbewegung des Motors 180 nicht» Wenn das Fehlersignal 'jedoch Null ist, was anzeigt, dai3 das benötigte nächste Werkzeug 116 in seiner Stellung angrenzend an die Werkzeugweehselstation in der Führungsschiene 28 angekommen ist, bewirkt der Servomechanismus 295 das Anhalten des Motors 180»

Wie vorstehend erwähnt, wird der Motor 180, nachdem er angehalten hat (durch nicht dargestellte Schalteinrichtungen) umgesteuert, wobei seine umgekehrte Bewegung dazu dient, die Schlitten 110 an der und angrenzend an die Werkzeugweohselstation in der !führungsschiene 28 genau in ihrer richtigen Lage anzuordnen»

Die Umsteuerung hört unter Einwirkung einer nachstehend noch näher zu beschreibenden und in den Figuren 8, 13 und 14 veranschaulichten Vorrichtung auf· Diese Vorrichtung enthält einen ereten Schwenkhebel 308, der um einen an einem

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T-eil des G-ehäuses 150 befestigten Schwenkznpfen 310 schwenkbar ist· Außerdem ist ein zweiter, L-förmiger Schwenkhebel 316 so angeordnet, daß er um den durch das freie Ende einer seiner Arme verlaufenden Schwenkzapfen 310 schwenkbar ist·

Zwischen einem an dem Schwenkhebel 308 vorhandenen Stift 3H und einem am freien Ende des zweiten Schwenkhebels 316 angebrachten Stift 320 iet eine Feder 318 angeschlossen· Eine zweite Feder 322 ist zwischen dem an dem zweiten Schwenkhebel 316 vorhandenen Stift 320 und einea an dem Gehäuse 350 befestigten Stift 324 angeschlossen· BLe Federn 318 und 322 sind zueinander im rechten Winkel angeordnet» Ein weiterer Stift 326 ist an dem Gehäuse 150 befestigt und wirkt für die Bewegung des Schwenkhebels 316 unter Einwir- . kung der Feder 322 als Anschlag. Ein weiterer Stift 327 ist in der Bewegungsbahn des Armes dea Schwenkhebels 308 an dem Schwenkhebel 316 befestigt.

Gegenüber der Peder 322 ist in einem Abstand von dem Schwenkhebel 316 ein Stab 328 in einem an dem Gehäuse 150 befestigten Jiihrungablock 330 angeordnet und durch eine Feder 332 in Richtung auf den Schwenkhebel 316 beaufschlagt· Der Stab 328 wird normalerweise durch einen Flansch 333 gegen eine in dem Führungsblock: 330 befestigte Buchse 334 arretiert· Der St.ib 328 hat ein nach rückwärts herausragendes Ende 336, das mit einer Rolle 337 eines Betätigungsarmes 340 eines Mikroschaltera 338 zusammenwirkt·

Die vorstehend beschriebene Torrichtung ist so eingerichtet, daß unter dem normalen Beaufschlagungseinfluß der Federn und 322 ein Finger 312 des Schwenkhebels 308 in die Bewegungsbahn der an dem Zahnkranz 174 vorhandenen Stifte 300 hineinragt· Beim Yorbeigang jedes Stiftes 300 an dem Finger 312 dee Schwenkhebels 308 verschwenkt er den Schwenkhebel uia den Schwenkzapfen 310 herum ini Uhrzeigergegensinn aus seiner in Fig» 8 veranschaulichten Stellung· Dieser Bewegung

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stellt sich die Feder 318 entgegen, die den Schwenkhebel 308 in seine Ausgangslaee zurückführt, sobald der Stift sich vorbeibewegt h&t. Der Schwenkhebel 316 wird nicht bewegt, da die Einwirkung der Feder 322 der der Feder 316 überlegen ist und der Stift 326 ihn daran hindert, sieh aus seiner Stellung nach Fig. 6 ins ührzeigergegenainn zu verschwenken»

Wenn der Motor jedoch umgesteuert wird und der Zahnkranz 174 sich im Uhrzeigergegensinn dreht, legt sich der dem Schwenkhebel 308 am nächsten gelegene Stift 300 gegen seinen Finger 312, um diesen Schwenkhebel im Uhrzeigersinn um den Schwenkzapfen 310 herum zu verschwenken» I>urch sein Anliegen gegen den Stift 327 überträgt der Schwenkhebel 308 die Bewegung auf den Schwenkhebel 316, wobei er ihn entgegen der Einwirkung der Beaufschlagungsfed^r 322 im Uhrzeigersinn um den Schwenkzapfen 310 serum bewegt. Diese Bewegung bewirkt, daß der Schwenkhebel 316 den Stab 328 berührt und ihn entgegen der Einwirkung seiner Feder 332 nach rückwärts bewegt» Das herausragende Ende 336 dos Stabes 328 legt sich demzufolge gegen die Rolle 327 des Armes 340 des Mikroschalters 338 an und betätigt diesen Schalter»

Über eine nicht dargestellte elektrische Schaltung bewirbt die Betätigung de3 Schalters 338 das Anhalten des Motors bei sich für den nächsten Schritt im nerkzeugwechselvorgang in ihrer richtigen Lage befindenden Schlitten 110 und Simulatorelementen 176· laa Signal des Schalters 338 ist außerdem mit dem Signal aus einem (nicht dargestellten) v/eiteren Schalter koordiniert, der in einem Prüfkreis durch den Hauptarm 46 betätigt wird, um zu gewährleisten, daß alle mechanischen Bestandteile für den Werkzeugwechselvorgang richtig angeordnet sind·

Die Arbeitsweise der Simulatoreinheit ist wie folgt: Wenn die Arme 46 und 48 sich in ihrer in Fig» 3 dargestellten lage

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BAD

"befinden und die Spindel 16 ein Werkstück bearbeitet, befindet sich der Schieber 192 (Pig. 7) in seiner zweiten Stellung, in v/elcher sein Abteil 222 wie geneigt n-^ch dem Simulatorgleis 178 fluchtend auegerichtet ist· Wie bereits erwähnt, identifiziert die Kombination der Durchmesser der Nockenscheiben 212 und 218 (Pig· 11) der Simulatorelemente 176 die Werkzeuge 116 (Fig. 2) und somit die werkzeugtragenden Schlitten 110. Die Simulatorelemente 176 sind deshalb an dem Simulatorgleia 178 in der Reihenfolge der an der Führungsschiene 28 vorhandenen entsprechenden Schlitten angeordnet. Das in dem Abteil 220 (Pig. 7) angeordnete Element 176 entspricht seinerseits dem in dem Arm 46 (Pig· 3) angeordneten Schlitten 110 und somit dem in die Spindel 16 eingespannten Werkzeug 116·

Im Verlaufe des durch dieses 'Werkzeug ausgeführten Arbeits— ganges bewegt der Zahnkranz 140 (Pig. 6) die Schlitten 110 vor, um das benötigte neue Werkzeug voreinzustellen, während der Zahnkranz 174 die Simulatorelemente 176 vorbewegt. Wenn die Fühler 196 und 260 (Pig· 11) das dem benötigten nächsten Werkzeug entsprechende Simulatorelement abtasten, bewirken sie,wie vorstehend beschrieben, das Anhalten aea Motors (?ig. 6), so daß das neue Werkzeug an der an die Werkzeugwechselstation angrenzenden Stelle angeordnet ist, während das abgetastete Simulatorelenent 176 sich in der an dem Schieber 192 angrenzenden Abtaststation befindet·

Nach Rückführung des benutzten ,Verkzeuges in den Schlitten 110 des Armes 46 (Pig. 3) werden die beiden Arme 46 und 48 im Uhrzeigergegensinn verschwenkt· Gleichzeitig wird der Schieber 192 (Pig. 7) in seine erste Stellung bewegt, in welcher sein Abteil 220 nach dem Simulatorgleia 178 fluchtend ausgerichtet ist·

Dann findet ein Vorlauf der Simulatorelemente 176 um eine Stelle statt, die dem Vorlauf des benötigten nächsten tferk-

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zeugea aua der Stellung angrenzend an die fferkzeugwechsel-3tation in sie hinein entspricht» Auf diese Weise wird bei diesem Schritt das dem benötigten nächsten Werkzeug entsprechende Simulatorelement 176 aus der Abtaststation in das Abteil 220 hineinbewegt, wobei das sich vorher in dem Abteil 220 befindende Simulatorelement 176 vorgeschoben und in das Simulatorgleis 178 zurückgeführt wird· Das 3ich in dem Abteil 222 des Schiebers 192 befindende Element 176 bleibt aua dem Gleis 178 ausrangiert entsprechend dem Schlitten 110, der zu diesem Zeitpunkt in dem Schienenabschnitt 54 des in seine erste Stellung hochgeführten Sekundärarmes 48 gehalten wird·

',7enn sich darauf die Arme 46 und 48 in ihre zweite Stellung bewegen, kehrt zugleich der Schieber 192 in seine zweite Stellung zurück, und das Abteil 220 wird wieder aus dem Simulatorgleis 178 ausrangiert und somit das dem ausgewählten Werkzeug entsprechende Element abgesondert·

Die vorstehend beschriebene mechanische Abtastvorrichtung kann durch eine in ?ig· 16 bis 20 dargestellte elektrische Yariante ersetzt werden. Die bei dieser Variante Terwendeten Simulatorelemente 400 unterscheiden sich von den Simulatorelementen 176· Jedes Element 400 enthält eine obere Scheibe 402, dis auf der Oberseite des Gleises 178 gleitet, wobei aus ihr nach unten ein Stab 406 herauaragt. Eine untere Scheibe gleitet an der Unterseite des Gleises 178 und trägt einen nach oben herausragenden Stab 408. Die Stäbe 406 und 408 sind in einer Hülse 410 befestigt, an der gegen die senkrechten Seitenflächen des Gleises 178 anliegende Lagerringe 412, 413 drehbar angebracht sind· An der Unterseite der Scheibe 402 befinden sich zwei voneinander getrennt angeordnete Stifte 414, auf denen jeweils ein Lagerring 416 angeordnet ist, wobei die beiden Hinge 416 jedee Eleeants 400 in der Weise angebracht sind, daß sie gegen ein«.der Schienen des Gleises 178 anliegen und ein Drehen de« Elemente 400 um seine eigene Achse verhindern.

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Die Oberseite der Scheibe 402 trägt eine Anzahl Codezapfen 420 mit im wesentlichen prismatischen Köpfen 421, die also eine geringere Breite haben als der Durchmesser der Zapfen in der Weise, daß die beiden Codezapfenreihen sich in Bewegungsrichtung der Elemente 400 nicht überlappen· Die Zapfen 420 sind in zwei zueinander parallelen, sich quer zum Gleis 178 erstreckenden Reihen angeordnet» wobei die Zapfen einer Reihe zu den Zapfen der anderen Reihe vernetzt angeordnet sind» Die Anzahl und die Lage der Zapfen 420 ist für jedes Element 400 anders, ao daß jedes Element durch die Kombination* der von ihn: getragenen Zapfen 420 identifiziert wird. Die Zapfen 420 einer Reihe stellen in Binärcode die Einer der die Werkzeuge identifizierenden Dezimalzahlen dar, während die Zapfen 420 der anderen Reihe in Codeform die Zehner darstellen. Ein Element mit der Hoch3tzahl für cie Maschine ist in Fig. 19 dargestellt· Es hat zwei vollständige Reihen von je fünf Zapfen. Elemente mit abgewandelten Anordnungen sind in Pig» 16 dargestellt· Jedes Element 400 trägt außerdem einen sogenannten stroboakopischen Stift mit einem zylindrischen. Kopf und einem viel kleineren Durchmesser ils dem der Stifte 420. Der Stift 422 ist am Ende einer der Reihen an einer festgelegten Stelle angeordnet, und zwar auf der Mittellinie der Stifte 420 dieser Iteine» Der Stift 422 hat äen Zweck, nut Genauigkeit den Zeitpunkt festzustellen, zu dem die Stifte 420 abgetastet werden müssen»

An der Abts-.ststation is: ein ft{--stehender Abtastkopf 424 ^n^ebracht. ir besitzt ^ inen mit.els Schrauben 42S an den Simulütor>leis 178 befe.-tigten falter 4-20. ".n meinem einen Snde ist ein U-fcrmiger Halter 4 50 befestigt, -er zwischen seinen Schenkeln fünf den Stiften 420 zu<^r. ordnete rechteckige Klötzchen 432 enthält, die durch Dietanzstücke 434 voneinander getrennt und durch einen Querbolzen 436 an dem Halter 430 befestigt sind. Jedes Klotzchen 432 trägt einen Näherung 2schalt er 438, der, wenn ein Element 400 unter dem

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Abtastkopf 424 unmittelbar vorbeigeht» mit einem Stift dieses Elements zusammenwirken und ein elektrisches Signal erzeugen kann· Die Annäherung des Kopfes 421 eines Stiftes 420 und des Kopfes eines Stiftes 422 an einen Schalter 4-38 muß weniger als einen bestimmten ifert in der Größenordnung von wenigen Millimetern betragen, damit der Schalter arbeitet, jedoch ist eine wirkliche Berührung nicht notwendig, wie es für diese Schalterart wohlbekannt ist»

Ein genaues Einstellen der Klötzchen 432 wird mit Hilfe von Einstellschrauben 440, die sich durch den Halter 426 hindurch in öewindelöcher des Körpers der KlötzQhen 432 hinein erstreiken, und. mit Hilfe von Pestlegeschrauben 442 erzielt, die sich.durch Gewindelöcher in dem Halter 426 hindurch erstrecken und gegen die Oberfläche der Klötzchen 432 anliegen·

Am anderen Ende des Haltera 426 ist ein weiterer U-förmiger Halter 444 befestigt, der sechs Klötzchen 432 aufnimmt, die ebenfalls Näherungsschalter 438 tragen und mit Hilfe eines Querbolzens 446 sowie durch Einstell- und Festlegeschrauben 440 und 442 in ihrer richtigen Lage gehalten werden» Fünf der Klötzchen 432 in dem Halter 444 entsprechen, den an den Elementen 400 vorhandenen Stiften 420, während das sechste Klötzchen 432A dem stroboakopischen Stift 422 entspricht·

Die bei der Variante nach Fig. 16 bis 19 verwendete elektrische Schaltung ist im einzelnen nicht dargestellt, jedoch gehen die Arbeitsgrundlagen aus Fig· 20 klar hervor· Die Maschine besitzt einen Rechner 291, der das benötigte Werkzeug in einem binären numerischen Dezimalwert identifiziert· 3ei Betätigung des stroboskopischen Schalters 432A zum Auslöeen des Abtastvorgangβ erzeugen die Abtastköpfe 424 unmittelbar bestimmte elektrische Signale, die in Binärziffern die Identität des Elements anzeigen, welches

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sich zu diesem Zeitpunkt unmittelbar unter dem Abtastkopf befindet. Diese Signale werden in einem Komparator 451 mit den durch den Rechner 291 ausgesandten Signalen verglichen, um, sofern keine Gleichheit vorliegt, ein fehler signal und beim Vorliegen von Gleichheit ein Ilull-Fehlersignal zu erzeugen» Das Null-Fehlersignal betätigt den Servomechanismus 295 des Motors 180, so daß der den Umlauf der Schlitten an der Führungsschiene 28 des Magazins bewirkende Zahnkranz 140 angehalten wird. Der übrige Setrieb findet analog dem Betrieb der Ausführungsform nach Pig· 1 bis 15 statt·

Abtastkopf 424 macht auf dieee V/eise die Resolver 294, 296, den Umsetzer 293 und den Schalter 305 der anderen Ausführungsform überflüssig·

Es ist beabsichtigt, die verschiedenartigsten Abänderungen und Verbesserungen an der beschriebenen Maschine vorzunehmen, ohne dadurch den Bereich der Erfindung zu verlassen· Im einzelnen könnte der Werkzeugwechsel in einer beliebigen anderen als der beschriebenen Weise, beiepieisweise mit Hilfe einea Schwenk— oder Dreharmes erfolgen, der in der Lage ist, gleichzeitig das Werkzeug in die Spindel und das ausgewählte Werkzeug in das Magazin einrasten zu lassen und ersteres an die 3telle des letzteren zu bringen und umgekehrt·

Es ist klar, daß die Erfindung das bei den bisher bekannten Bearbeitungszentren bestehende Problem der Werkzeugidentifizierung und -Wiederauffindung erheblich vereinfacht· Außer- ' dem ist das unmittelbare Abtasten der Werkzeuge oder ihrer Halter unnötig· Sobald ein Werkzeug in einen einwandfrei identifizierten Schlitten eingeführt worden ist, gewährleistet die Simulatoreinheit automatisch, daß die Werkzeuge ohne Rücksicht auf die Reihenfolge der Schlitten an der Führungsschiene dee Magazins in die Spindel der Maschine eingeführt werden·

·—·—·—·—·—·—«—»—»— e

MB/Hf - 22 808 209820/0659 -30-

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Claims

Patentansprüche ι

1» erkzeugmaschine mit automatischem Werkzeugwechsel, die — eine Spindel, eine Keine von Werkzeugen, ein Magazin für die Werkzeuge, Einrichtungen zum Bewegen der Werkzeuge auf einer eine Werkzeugwechselstation umfassenden Bewegungsbahn und eine Werkzeugwechseleinrichtung zum Überführen eines Werkzeuges aus der Werkzeugwechselstation in die Spindel besitzt, gekennzeichnet durch ein die Bewegungsbahn der Werkzeuge (116) simulierendes Simulator—

\ gleia (178) und eine Reihe von an dea Simulatorgleis

entlang bewegbaren und Erkennungszeichen {212, 218; 420) tragenden Simulator element en (176, 400), von welchen jedes eine« Werkzeug entspricht, durch eine an dem Simulatorgleis an einer Abtastsfetion (191) angeordnete Abtastvorrichtung (196, 260j 424) zum Abtasten der Erkennungszeichen der Simulatorelemente bei ihrem Vorbeigang &ü der Ab tastet ation und durch eine Einrichtung (291, 293, 450, 295| 291, 451, 295), die das Arretieren der Werkzeuge und der Siaulatoreleaente bewirkt, wenn die Abtastvorrichtung ein dem an einer vorbestimmten Stelle der Bewegungsrbahn der Werkzeuge angeordneten benötigten Werkzeug entsprechendes Siaulatoreleaent abtastet·

2· Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, bei welcher die Werkzeugwechseleinrichtung ein benutztes Werkzeug aus der Spindel so in das Magazin zurückführen kann, daß es die Stelle des aus dem Magazin zur Spindel überführten Werkzeuges einnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß das Simulatorgleis (178) eine Rangieretation (219) und eine 3η der Rangierstation angeordnete Einrichtung (192) enthält, um ein ausgewähltes Simulatorelement (176) vorübergehend aue dem Simulatorgleie auszurangieren»

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Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Rangieren des ausgewählten Simulatorelements aus einem Schieber (192) besteht, der in einer I&cke des Simulatorgleises (178) an der Rangierstation quer verstellbar ist und zwei Abteile (220, 222) umfaßt, die je einer zum Aufnehmen eines Simuletorelements ausreichenden Strecke des Simtilatorgleises (178) entsprechen, wobei der Scnieber (192) zwischen einer
Stellung, in welcher ein erstes Abteil (220) die lücke in dem ftLsulatorgleis einnimmt, während das zweite Abteil (222) von dem Siarulatorgleis getrennt ist, und
einer zweiten Stellung bewegbar iat, in welcher die Lage der Abteile (220, 222) umgekehrt ist.

Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (194) zum Bewegen des Schiebers (192) zwischen seiner ersten und seiner zweiten Stellung gleich· zeitig «It der Betätigung der Werkzeugwechseleinrichtung

5» Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungszeichen an den. Simulator elementen (176) locken sch eitern (212, 218) von unterschiedlichen Abmessungen sind, wobei die Abtast- . vorrichtung einen fühler (196, 260) enthält, der sich gegen eine nockenscheibe jedes Elemente anlegen und um eine der Abmessung der Nockenscheibe entsprechende Strekke verstellt werden kann·

6· Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Simulatorelement mehrere Nockenscneiben (212, 218) und für jede Nockenscheibe ein Pühler (196, 260) vorhanden sind·

7· Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bie 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Erkennungszeichen an den

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Simulator eiern ent en (400) Glieder (420) von ftäherungsschaltern sind, wobei die Abtastvorrichtung einen feststehenden, weitere Glieder (458) solcher Näherungsschalter tragenden Kopf (424) besitzt, der mit den an den Simulatorelementen vorhandenen Gliedern (420) zusammenwirken kann, und die Kombination der an den SimuLatorelementen vorhandenen Näherungsschalterglieder (420) für jedes Simulatorelement verschieden, ist·

8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bx3 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Abtastvorrichtung ein. Glied (196, 260)_f das durch die Simulatorelemente (176) mechanisch bewegt werden kann, wobei diese .Bewegung eine Drehbewegung einer Resolvereinheit (294, 296) bewirkt» die ein ihrer Winkelstellung entsprechendes elektrisches Signal aussenden kann» und; Einrichtungen (291, 295, 450} enthält, um die Bewegung der Simulatorelemente und der Werkzeuge in Auswirkung des Wertes des durch die Eesolvereinheit ausgesandten Signals zu steuern»

9· Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis Θ, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin eine endlose Magazinführungsschiene (28) enthält, an welcher eine Reihe von Schlitten (110) verschiebbar ist, die miteinander nicht verbunden sind, wobei die Einrichtung zum Bewegen, der Werkzeuge einen Zahnkranz (140) enthält, der an den Schlitten (110) eo angreift, daß er sie an der Magazinführungsschiene entlang schiebt, und in einem feststehenden übersetzungsverhältnis an einen v/eiteren Zahnkranz (174) angeschlossen ist, der die SiiauJ atorelemente (176) an dem Simulatorgleis (178) entlongbewegt·.

10. Werkzeugmaschine nach Anspruch S-, bei welcher die Werkzeugwechseleinrichtung ein Glied, das zwischen einer ersten Stellung, in welcher es ein Werkzeug an der Y/erk-

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zeugwechse1station hält, und einer zweiten Stellung beweg"bar igt, in welcher es das Werkzeug an der Spindel hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugwechselstation (49) aus einer lücke in der Magazinführungsschiene (28) besteht und das tferkzeugwechselglied einen Abschnitt (54) der Führungsschiene enthält, der die Führungsschiene bei sich in seiner ersten Stellung befindenden Werkzeugwechselglied ergänzen kann·

11. Werkzeugmaschine nach Ansprucn 10, dadurch gekennzeich-■■ net, daß die Werkzeugwechseleinrichtung (46) außerdem ein Tragglied (48) enthält, das einen Pührungaschienenhilfsabachnitt (50) trägt und zwischen einer ersten Stellung, in welcher der Führungsschienenhilfsabschnitt (50) von der Magazinführungaschiene (28) getrennt ist, und einer zweiten Stellung bewegbar ist, in welcher der führungsschienenhilfsabschnitt sich an der Werkzeugwechselstation (49) befindet und die Magazinführungaschiene ergänzt·

12· Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragglied (48) so eingerichtet ist, daß es gleichzeitig mit dem Werkzeugwechselglied (46) »wischen ihren ersten und ihren zweiten Stellungen bewegbar ist.

13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, bei welcher das Werkzeugwechselglied ein zu seiner Schwenkbewegung zwischen seiner ersten und seiner zweiten Stellung eingerichteter Hauptarm ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragglied (48) ein Sekunaärarm ist, der um die gleiche Achse (52) wie der Hauptarm schwenkbar angebracht ist·

14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Sekundärarm (43) unabhängig von dem Haupt-

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arm (46) um ihre gemeinsame Schwenkachse (52) verschwenkbar ist.

15· Werkzeugmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der öekundärarm (48) so eingerichtet ist, daß er sich zwischen seiner ersten und seiner zweiten Stellung über einen kleineren 7/inIcel verstellt als den Winkel, über den sich der Hauptarm (46) zwischen seiner ersten und seiner zweiten Stellung verstellt.

16. Werkzeugmaschine nach Anspruch 14 oder 15, gakennzeichnet durch Einrichtungen (72, 74, 76} _t um einen (46) der Arme zwischen seiner ersten und seiner zweiten Stellung zu bewegen, und durch an den Armen vorhandenen Gestaltungen (90, 92)* die miteinander in Berührung kommen können, ao daß die Bewegung des einen Armes (46) über diese Gestaltungen auf den anderen Arm (48) übertragen wird·.

17· Werkzeugmaschine nacheinem der Ansprüche 9 bis 19» dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der Schlitten (110) entlang der !fagazinführungs3Chiene (28) nach Ankunft des benötigten Werkzeuges an der vorbestimmten . Stelle der Magazinführungaschiene umgesteuert wird und daß ein sich mit der Bewegung der Simulatorelexaente entlang des Simulatorgleises (178) drehendes umlaufendes Teil (174) eine Reihe von Stiften (500) trägt und mit einer Schwenkvorrichtung (308, 316) zusammenwirkt, die einen an einem Schwenkhebel (308) vorhandenen Pinger (312) enthält, der in der Bewegungabahn der die Bewegung des umlaufenden Teiles (174) umkehrenden Stifte (300) angeordnet ist, was bewirkt, daß der Pinger (312) durch einen Stift (300) erfaßt und ein Schwenkhebel (316) verschwenkt wird, der zu einer solchen Schwenkbewegung eingerichtet ist, um einen das Arretieren der Schlitten

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(110) bewirkenden elektrischen Schalter (338) zu betätigen»

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