DE2602930B2 - Werkzeugwechseleinrichtung an einer Drehmaschine - Google Patents

Description

F i g. 2 eine Ansicht der Werkzeugwechseleinrichtung in Richtung der Werkstiickdrehachse,

Fig.3 ein Schnitt der Werkzeugwechseleinrichtung entlang der Linie 1II-1II von Fig.2 mit dem Planschlitten in Ansicht,

F i g. 4 ein Teilschnitt in radialer Richtung durch die Werkzeugwechselvorrichtung und den Planschlitten an der Arbeitsstelle und

Fig.5 ein Teilschnitt entlang der Linie V-V von Fig.4.

Die in F i g. 1 dargestellte Drehmaschine 1 weist einen Spindelstock 2 mit einem Spannfutter 3 zur Aufnahme des Werkstückes 4 auf. An einem Ständer 5 sind zwei Seitenteile 6, 7 angeordnet, in welchen die beiden Säulenführungen 8, 9 abgestützt sind und in dem gezeigten Beispiel als Rundführungen ausgeführt sind. Auf diesen beiden Säulenführunger. 8, 9 ist parallel zur Werkstückdrehachse 10 der Längsschlitten 11 verschiebbar angeordnet. Zugleich tragen die beiden Säulenführungen 8, 9 den Reitstock 12. Au der dem Spindelstock 2 zugewandten Stirnseite des Längsschlittens 11 sind Führungen 13 angebracht in weichen der Planschlitten 14 in Richtung der Werkstückclrehachse 10 verschiebbar angeordnet ist. Der Planschlitten 14 ist mit einer in seiner Bewegungsrichtung länglich verlaufenden Ausnehmung 15 versehen und so auf dem Längsschlitten 11 angeordnet, daß er die obere Säulenführung 8 umschließt.

Auf der ebenfalls dem Spindelstock 2 zugewandten Seite des Planschlittens 13 ist die Werkzeugwechseleinrichtung 16 sowie die Arbeisstelle 17 mit d^r Spanneinrichtung 19 für die Werkzeuge 18 angeordnet. (Siehe auch Fig.4). Die Werkzeugwechseleinrichtung 16 besteht im wesentlichen aus einem Werkzeugmagazin 20 und mit diesem auf einer Bahnkurve 60 bewegbaren Werkzeughaltern 21, wobei die Arbeitsstelle 17 auf der Bahnkurve der Werkzeughalter liegt. Im dargestellten Beispiel ist die Bahnkurve eine Kreisbahn und das Werkzeugmagazin als kreisringförmiges Scheibenmagazin 20 ausgebildet, dessen Drehachse durch das Zentrum der Ausnehmung 15 gehend parallel zur Werkstückdrehachse 10 verläuft. Das Scheibenmagazin 20 umschließt somit ebenfalls die obere Säulenführung 8 des Längschlittens 11, wodurch es im Außendurchmesser so groß ausgeführt werden kann, daß die für eine numerisch gesteuerte: Drehmaschine geforderte Anzahl von Werkzeugen — im gezeigten Ausführungsbeispiel fünfzehn Stück — am Umfang des Scheibenmagazins 20 mit einem für Kollosionsfreiheit genügend großen Abstand gespeichert werden können. Trotz der Größe des Scheibenmagazins ist die Distanz zwischen der Werkzeug-Arbeitsstelle 17 und den Säulenführungen 8, 9 klein, wodurch ein günstiger kurzer Kraftfluß in der Maschine gegeben ist.

Wie aus F i g. 2 und 3 ersichtlich, ist das Scheibenmagazin 20 mittels eines Drehkranzes 22 auf einem zylindrischen Ansatz 23 des Planschlittens 14 zentriert. Der Drehkranzaußenring 24 ist mit einer Verzahnung 25 versehen in welche das Ritzel 26 eines nicht weiter dargestellten Antriebsmotors eingreift. An dem zylindrischen Ansatz 23 sind umfangsseitig Bolzen 27 in radialer Richtung so angeordnet, daß sie in entsprechende gewindeförmige Nuten 28 eingreifen. Ein am Drehkranzinnenring 29 tangential angreifender, weiter nicht dargestellter Hydraulikzylinder bewirkt bei Beaufschlagung eine Verdrehung des Drehkiranzinnenrinees 29 um einen bestimmten Winkel, wobei durch die Schraubwirkung zwischen Bolzen 27 und Nut 28 gleichzeitig eine axiale Hubbewegung des Scheibenmagazins 20 entsteht (siehe auch F i g. 4).

Die am Drehkranzaußenring 24 befestigte und mit einem ringförmigen Rand 31 ausgebildete Scheibe 30, ist am Umfang mit in radialer Richtung verlaufenden rechteckigen Aussparungen 32 zur Aufnahme der Werkzeughalter 21 versehen, wobei die Ränder der Scheibe 30 an den Aussparungen 32 in an drei Seiten

ίο umlaufenden Nuten 33 der Werkzeughalter 21 eingreifen, diese mit Spie! in axialer Richtung halten und gleichzeitig eine Labyrinthdichtung 61 zur Abdichtung des Magazininnenraumes 59 bilden (siehe auch F i g. 5). In radialer Richtung wird jeder der Werkzeughalter 21durch einen in eine kegelförmige Ansenkung 34 am Werkzeughalter 21 eingreifenden Bolzen 35 gehalten, wobei der Bolzen 35 mittels der Schraube 36 über den Bolzen 37 gegen den Werkzeughalter 21 angestellt wird. Die Werkzeughalter liegen dabei mit den Spitzenhöhen-Einstellschrauben 38 auf dem Anschlagplatten 39 auf, welche zwischen den Aussparungen 32 mit der Scheibe 30 durch Schrauben und die Indexierbolzen 40 fest verbunden sind (siehe auch F i g. 5).

Die Indexbolzen 40 dienen gleichzeitig zur Positionierung des Scheibenmagazins, wobei nur jeweils der an der Arbeitsstelle befindliche Indexierbolzen 40 in eine Büchse 47 am Planschlitten eingreift.

Zum Auswechseln der Werkzeughalter 21 wird die von außen leicht zugängliche Schraube 36 gelöst, bis der

jo durch die Feder 41 zurückgeschobene Bolzen 35 die Ansenkung 34 frei gibt und der Werkzeughalter 21 aus dem Scheibenmagazin herausgezogen werden kann.

Der nicht mit Aussparungen 32 versehene Teil des Randes 31, greift über den Planschlitten 14 und bildet mit einem am Planschlitten angebrachten Ring 42 eine Dichtung zwischen Scheibenmagazin 20 und Planschlitten 14. Das an den Werkzeughaltern 21 angebrachte Kühlwasseranschlußstück 43 ist zur umfangsseitigen Abdichtung zwischen Werkzeughalter und Scheibenmagazin mit einer Gummiplatte 44 versehen.

An der Scheibe 30 ist innerhalb der Aussparungen 32 ein Ring 55 angeordnet, welcher zusammen mit einer am Planschlitten 14 befestigten und mit einem Rand 57 versehenen Abdeckscheibe 56 die Abdichtung des Magazin-Innenraumes 59 gegenüber Außen gewährleistet. Die Abdeckung der Ausnemung 15 am Planschlitten erfolgt durch die Schutzbleche 58.

Die Werkzeughalter 21 sind auf der dem Planschlitten 14 zugewandten Seite mit einer Spann-Nute 45 und zwei Positionier-Nuten 46 versehen (siehe F i g. 4).

Die Werkzeuge 18 werden außerhalb der Maschine mit einem optischen Voreinstellgerät im Werkzeughalter 21 in Bezug auf die Positionier-Nuten 46 justiert, wobei die Einstellung der Spitzenhöhe mittels der Einstellschrauben 38 vorgenommen wird.

Fig.4 und 5 zeigen die Arbeitsstelle 17 am Planschlitten 14 mit dem Positionierbolzen 48 und der Spanneinrichtung 19 bestehend aus dem Spannzylinder 49, dem Keilstück 50 und dem Spannstück 51. Der an der Arbeitsstelle 17 befindliche Werkzeughalter 21 wird mittels des in die Spann-Nut 45 eingreifenden Spannstückes 51 durch die Kraftwirkung des Spannzylinders 49 in einer durch die Positionier-Nuten 46 und die Positionier-Bolzen 48 bestimmten Lage festgespannt. Die auftretenden Schnittkräfte werden dadurch direkt vom Werkzeughalter auf den Planschlitten übertragen.
Bei der Festspannung des Werkzeughalters auf dem

Planschlitten wird gleichzeitig die am Planschlitten 14 an der Arbeitsstelle 17 angeordnete Kühlwasserzufuhr 52 mit dem Kühlwasseranschlußstück 43 verbunden, wobei die Abdichtung der Zuführleitung 53 durch das Gummistück 54 erfolgt.

Im folgenden ist der Bewegungsablauf beim Werkzeugwechsel beschrieben.

Zuerst wird durch Beaufschlagung des Spannzylinders 49 auf der Kolbenstangenseite das Spannstück 51 von der Kraftwirkung des Keilstückes 50 entlastet. Anschließend wird der am Drehkranzinnenring 29 tangential angreifende Hydraulikzylinder betätigt, wodurch, wie bereits beschrieben, das Scheibenmagazin 20 sich in axialer Richtung vom Planschlitten 14 so weit wegbewegt, daß der an der Arbeitsstelle 17 befindliche Werkzeughalter 21 durch die in die Nuten 33 eingreifende Scheibe 30 aus den Positionierbolzen 48 gehoben wird, wobei das Spannstück 51 ebenfalls diese Bewegung ausführt. Gleichzeitig wird die Indexierung des Scheibenmagazins 20 zwischen dem Indexierbolzen 40 und der Büchse 47 gelöst. Ist die Abhebebewegung beendet, wird das Scheibenmagazin 20 durch einen das Ritzel 26 antreibenden Motor so weit gedreht, bis das nächste für die Bearbeitung erforderliche Werkzeug mit dem entsprechenden Werkzeughalter 51 über der Arbeitsstelle 17 liegt, wobei gleichzeitig das Spannstück 51 in die Spann-Nut 45 eingeführt wird. Zur Erreichung kurzer Werkzeugwechselzeiten wird jeweils der kürzeste Weg zwischen dem benötigten Werkzeug und der Arbeitsstelle gewählt, was durch Wahl der entsprechenden Drehrichtung des Scheibenmagazins sichergestellt wird. Die Abschaltung des Antriebsmotors bei der erreichten Position erfolgt durch eine weiter nicht dargestellte Nockensteuerung mit einem Umdrehungszählwerk. Anschließend wird das Scheibenmagazin durch eine axiale Bewegung in Richtung des Planschlittens 14 — erzeugt durch die Retour-Drehung des Drehkranzinnenringes 29 mittels eines Hydraulikzylinders — bei gleichzeitigem Einfahren des an der Arbeitsstelle befindlichen Indexierbolzens 40 in die Büchse 47 in eine positionierte Lage gebracht.

Der an der Arbeitsstelle 17 befindliche Werkzeughalter 21 kommt dabei gleichzeitig auf dem Scheibenmagazin 20 verbleibend in eine durch die Nuten 46 und Bolzen 48 positionierte Lage am Planschlitten 14 und

ίο wird durch Betätigung der Spanneinrichtung 19 mit diesem fest verbunden. Der Werkzeughalter 21 ist somit durch Kraft- und Formschluß direkt mit dem Planschlitten verbunden, wodurch ein kurzer Kraftfluß gegeben ist.

Für den Werkzeugwechsel sind nur Bewegungen in zwei Ebenen erforderlich — die axiale Hubbewegung und die Drehbewegung des Scheibenmagazins — dadurch ist ein unkomplizierter Bewegungsablauf mit einem geringen baulichen Aufwand gegeben. Durch die kreisringförmige Ausbildung des Scheibenmagazins bei gleichzeitiger Umschließung der oberen Säulenführung ist es möglich, eine hohe Anzahl von Werkzeughaltern im Magazin unterzubringen. Gleichzeitig ist dabei durch die einfache Ausbildung der Abdichtungen der Planschlitten einschließlich der Aufspannflächen des Werkzeughalters von Spänen und Schmutz während des gesamten Arbeitsablaufes — somit auch während dem Werkzeugwechsel — geschützt, was eine betriebssichere Arbeitsweise ermöglicht.

jo Selbstverständlich sind auch andere Formen und Anordnungen des Werkzeugmagazins möglich, zum Beispiel längliche Kettenmagazine, sofern die Arbeitsstelle des Werkzeuges am Planschlitten auf der Bahnkurve der mit dem Werkzeugmagazin bewegten Werkzeughalter liegt.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Werkzeugwechseleinrichtung an einer Drehmaschine mit in Werkzeughaltern befestigten Werkzeugen, welche in einem, auf dem Planschlitten angeordneten Werkzeugmagazin auswechselbar gespeichert und mit diesem auf einer Bahnkurve bewegbar sind sowie mit einer am Planschlitten fest angeordneten Werkzeug-Arbeitsstelle, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin (20) auf dem Planschlitten (14) so angeordnet ist, daß die Arbeitsstelle (17) auf der Bahnkurve (50) der Werkzeughalter (21) liegt und daß der jeweils vom Werkzeugmagazin (20) unmittelbar an die Arbeitsstelle (17) gebrachte Werkzeughalter (21) auf dem Werkzeugmagazin (20) verbleibend direkt mit dem Planschlitten (14) in positionierter! age mittels einer Spanneinrichtung (19) wirkverbunden ist.

2. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bahnkurve (60) der Werkzeughalter (21) eine geschlossene Kreisbahn ist.

3. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin als Kreisringförmiges Scheibenmagazin (20) ausgebildet ist, an anderen Umfang in rechteckförmigen Aussparungen (32) die Werkzeughalter (21) in radialer Richtung einschiebbar angeordnet und dessen Drehachse parallel zur Werkstückdrehachse (10) verläuft.

4. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1 und 3 an einer Drehmaschine mit an beiden Enden abgestützten Säulenführungen für einen Längsschlitten, dadurch gekennzeichnet, daß das Scheibenmagazin (20) eine der Säulenführungen (8) umschließt.

5. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1 und 3 gekennzeichnet durch zwischen den Werkzeughaltern (21) und dem Scheibenmagazin (20) einerseits, sowie dem Scheibenamagazin (20) und dem Planschlitten (14) mit der Arbeitsstelle (17) des Werkzeughalters (21) andererseits, angeordnete, dauernde Abdichtungen (61,31/42,55/57).

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugwechseleinrichtung an einer Drehmaschine mit in Werkzeughaltern befestigten Werkzeugen, welche in einem, auf dem Planschlitten angeordneten Werkzeugmagazin auswechselbar gespeichert und mit diesem auf einer Bahnkurve bewegbar sind sowie mit einer am Planschlitten fest angeordneten Werkzeug-Arbeitsstelle.

Bekannt ist eine Werkzeugwechelseinrichtung an einer Drehmaschine - CH-PS 5 45 168 —, bei der der Werkzeugwechsel zwischen Magazin und Arbeitsstelle am Planschlitten mittels einer am Planschlitten angeordneten Übergabeeinrichtung in Form eines Schwenkhebels erfolgt, wobei das Magazin, welches nach Art eines endlosen um zwei Umlenkungen geführten Bandes ausgebildet ist, ebenfalls mit dem Planschlitten verbunden ist. Dadurch entfallen die bei stationären Magazinen erforderlichen Fahrwege des Plan- und Längsschlittens beim Werkzeugwechsel, wodurch die Nebenzeiten wesentlich verringert werden.

Nachteilig hierbei ist, daß durch die in drei verschiedenen Ebenen zu bewegenden Werkzeughalter

während dem Werkzeugwechsel ein großer baulicher Aufwand mit großem Platzbedarf für die Übergabeeinrichtung und das Magazin mit deren Antrieben erforderlich ist, wodurch zusammen mit dem Planschlitten große Massen bewegt werden müssen. Zudem ist es schwer möglich, eine derartige Werkzeugwechseleinrichtung während des gesamten Arbeitsablaufes vor Spänen und Schmutz zu schützen, wodurch Betriebsstörungen und ungenaue Drehergebnisse auftreten können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Werkzeugwechseleinrichtung der eingangs genannten Art, welche durch einen möglichst einfachen und betriebssicheren Bewegungsablauf beim Werkzeugwechsel wenig bewegte Teile erfordert und gleichzeitig auch der bauliche Aufwand, der Platzbedarf und die zu bewegende Masse verringert wird. Die Anzahl von gespeicherten Werkzeugen im Magazin muß dabei den Erfordernissen für eine Außen- und Innenbearbeitung von Drehteilen auf numerisch gesteuerten Drehmaschinen entsprechen.

Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß das Werkzeugmagazin auf dem Planschlitten so angeordnet ist, daß die Arbeitsstelle auf der Bahnkurve der Werkzeughalter liegt und daß der jeweils vom Werkzeugmagazin unmittelbar an die Arbeitsstelle gebrachte Werkzeughalter auf dem Werkzeugmagazin verbleibend direkt mit dem Planschlitten in positionierter Lage mittels einer Spanneinrichtung wirkverbunden ist.

Es ist zwar im Werkzeugmaschinenbau an sich bekannt (DE-PS 8 54 737 und CH-PS 3 72 897) Werkzeugwechseleinrichtungen so auszubilden, daß das Werkzeugmagazin so angeordnet ist, daß die Arbeitsstelle auf der Bahnkurve der Werkzeughalter liegt und daß der jeweils vom Werkzeugmagazin unmittelbar an die Arbeitsstelle gebrachte Werkzeughalter auf dem Werkzeugmagazin verbleibend direkt mit seinem Voi schub und Drehantrieb verbunden wird. Hierbei handelt es sich jedoch um Bohr- odf r Fräsmaschinen, deren antreibbare Werkzeuge im Magazin wie bei Werkzeugrevolvern sich bereits in einer genau festgelegten Lage befinden.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es also, bei Beibehaltung der Vorteile der bekannten Art, bei der das Werkzeugmagazin auf dem Planschlitten angeordnet ist und bei dem das Werkzeug mit dem Werkzeughalter mittels einer Spanneinrichtung in positionierter Lage direkt mit dem Planschlitten wirkverbunden wird, durch den direkten Transport der Werkzeughalter mittels des Werkzeugmagazins an die Arbeitsstelle am Planschlitten, die Übergabeeinrichtung mit ihren Antrieben und Greifeinrichtungen einzusparen.

Im Gegensatz hierzu stehen die bekannten Mehrfach-Werkzeugrevolver, welche jedoch nicht zu der eingangs genannten Art gehören. Die Werkzeughalter sind durch Spanneinrichtungen fest mit dem Revolver, durch den der Transport an die Arbeitsstelle erfolgt, verbunden, was die Aufnahme der Schnittkräfte durch den Revolver bedingt. Durch die dafür erforderliche stabile Bauweise sind Mehrfach-Werkzeugrevolver nur für eine wesentlich geringere Anzahl von Werkzeugen geeignet, was den Anwendungsbereich beschränkt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 eine perspektivische Darstellung einer Drehmaschine mit der erfindungsgemäßen Werkzeugwechseleinrichtung,