DE3017613A1

DE3017613A1 - Tool changer for head with spindles at right angles - has arm with dual swivel gripper and head movable so gripper can serve both spindles

Info

Publication number: DE3017613A1
Application number: DE19803017613
Authority: DE
Inventors: Hellmut Dr.-Ing. Goebel; Hans Ing.(grad.) 7410 Reutlingen Kuhn
Original assignee: Burkhardt and Weber GmbH and Co KG
Current assignee: Burkhardt and Weber GmbH and Co KG
Priority date: 1980-05-08
Filing date: 1980-05-08
Publication date: 1981-11-12
Also published as: DE3017613C2

Abstract

The tool change mechanism (17) is particularly intended for a machine tool having a spindle head (11,12) with two spindles (13,14) at right angles to one another. It comprises a double (57,58) tool transfer gripper (32), swivelable relative to a carrier arm (38) about an axis parallel to a spindle axis. The arm (38) is horizontally slidable by a cylinder (46) in a carrier (33), which is itself vertically movable. The arm (38) is also rotatable by another cylinder (41) about its axis. The gripper can serve both spindles.

Description

Werkzeugwechselvorrichtung für eineTool changing device for a

Werkzeugmaschine Die Erfindung betrifft eine Werkzeugwechselvorrichtung für eine Werkzeugmaschine, die zum Bearbeiten von Werkstücken mittels rotierender Werkzeuge vorgesehen ist, die in der Werkzeugaufnahme einer antreibbaren Spindel aufnehmbar sind, mit einem Doppelgreifer, der um eine zur Spindelachse parallele Achse schwenkbar an einem Greiferarm gelagert ist, der für eine quer zur Spindelachse verlaufende Verschiebebewegung und eine parallel zur Spindelachse verlaufende Verschiebebewegung längs einer ersten bzw. einer zweiten Verschiebeführung bewegbar geführt ist.Machine tool The invention relates to a tool changing device for a machine tool that is used to machine workpieces by means of rotating Tools are provided in the tool holder of a drivable spindle can be picked up, with a double gripper, which is around a spindle axis parallel Axis is pivotably mounted on a gripper arm, which is transverse to the spindle axis running displacement movement and a displacement movement running parallel to the spindle axis is movably guided along a first or a second sliding guide.

Vorrichtungen dieser Art sind bereits bekannt, vgl. DE-AS 1 477 501. Solche Vorrichtungen dienen bei modernen Werkzeugmaschinen dazu, die Werkzeuge in der Werkzeugaufnahme der Spindel der Bearbeitungseinheit entsprechend einem vorbestimmten Bearbeitungsprogramm auszutauschen. Durch die Anwendung eines Doppelgreifers mit zwei zum Halten je eines Werkzeugs vorgesehenen Greiferarmen ergeben sich dabei kurze Werkzeugwechselzeiten und dementsprechend ein geringer Anfall von Nebenzeiten beim Bearbeitungsprogramm, weil der eine Greiferarm das nächstfolgend anzuwendende Werkzeug bereits aus dem Werkzeugmagazin entnehmen und längs der betreffenden Verschiebeführung in den Bereich der Werkzeugwechselstellung bewegen kann, während das Werkzeug, das ersetzt werden soll, noch seinen Bearbeitungsvorgang ausführt. Wenn dieser abgeschlossen ist, kann das zuletzt benutzte Werkzeug mit dem anderen Greiferarm ergriffen und aus der Werkzeugaufnahme der Spindel herausgezogen werden. Unmittelbar an dieses Herausziehen wird durch Schwenken des Doppelgreifers relativ zum Greiferarm das nächstfolgende#Werkzeug in die Stellung gebracht, in der es in die Werkzeugaufnahme der Spindel eingeschoben werden kann. Der nächstfolgende Bearbeitungsvorgang mit dem neuen Werkzeug kann nun bereits ablaufen, während das ausgewechselte Werkzeug aus dem-Bereich der Bearbeitungseinheit zum Werkzeugmagazin transportiert wird.Devices of this type are already known, see DE-AS 1 477 501. Such devices are used in modern machine tools to the tools in the tool holder of the spindle of the machining unit according to a predetermined one Exchange machining program. By using a double gripper with two gripper arms provided for holding a tool each result short tool change times and accordingly a minor attack of non-productive times in the machining program, because one gripper arm follows the next The tool to be used can already be removed from the tool magazine and along the relevant Can move sliding guide in the area of the tool change position while the tool to be replaced is still machining. When this is complete, the last used tool can be used with the other Gripper arm gripped and pulled out of the tool holder of the spindle. Immediately after this pulling out, pivoting of the double gripper becomes relative the next # tool to the gripper arm is brought into the position in which it is in the tool holder of the spindle can be pushed in. The next processing operation with the new tool can now run while the replaced tool is transported from the area of the machining unit to the tool magazine.

Im Interesse vielseitiger Anwendungsmöglichkeiten ist es bei Bearbeitungsmaschinen günstig, wenn die Spindel an der Bearbeitungseinheit an einem Winkelkopf angeordnet ist, der um eine Achse drehbar gelagert ist. Werkzeugwechselvorrichtungen üblicher Art sind auch bei Verwendung eines derartigen drehbaren Winkelkopfs anwendbar, wenn der Winkelkopf für den Werkzeugwechsel aus der Bearbeitungsstellung erforderlichenfalls in die Werkzeugwechselstellung gedreht wird. Der Einsatz üblicher Werkzeugwechselvorrichtungen ist jedoch dann nicht möglich, wenn es sich um einen solchermaßen drehbaren Winkelkopf mit zwei im rechten Winkel aufeinanderstehenden Spindeln handelt. Die Verwendung derartiger drehbarer Winkelköpfe mit zwei senkrecht zueinander verlaufenden Spindeln ist äußerst vorteilhaft, weil sie die Bearbeitung von fünf aufeinander senkrechten Seiten eines Werkstückes, ohne daß dieses umgespannt werden müßte, ermöglichen.In the interest of versatile application possibilities, it is in processing machines favorable if the spindle is arranged on the machining unit on an angle head is, which is rotatably mounted about an axis. Tool changing devices more common Art are also applicable when using such a rotatable angle head, if the angle head for the tool change from the machining position if necessary is rotated to the tool change position. The use of common tool changing devices however, this is not possible if the angle head can be rotated in this way acts with two spindles standing on top of each other at right angles. The usage such rotatable angle heads with two perpendicular spindles is extremely advantageous because it allows the machining of five perpendicular Sides of a workpiece without this having to be reclamped, enable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugwechselvorrichtung der in Rede stehenden Art zu schaffen, die den automatischen Werkzeugwechsel an einem um eine Achse drehbaren Winkelkopf ermöglicht, der im rechten Winkel aufeinanderstehende Spindeln besitzt.The invention is based on the object of a tool changing device of the type in question to create the automatic tool change allows an angle head rotatable about an axis, the one on top of the other at right angles Owns spindles.

Bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Greiferarm um eine zur Bahn seiner quer zur Spindelachse verlaufenden ersten Verschiebeführung parallele Drehachse drehbar gelagert ist. Dadurch, daß der Greiferarm um eine zusätzliche Drehachse drehbar ist, wird erreicht, daß die Schwenkbewegung, die der Doppelgreifer relativ zum Greiferarm durchführt, um den einen Greiferarm oder den anderen Greiferarm auf die Werkzeugaufnahme der Spindel auszurichten, in zwei aufeinander senkrecht stehenden Schwenkebenen verlaufen kann, so daß ein und derselbe Doppelgreifer zwei aufeinander senkrecht stehende Spindeln zu bedienen vermag. Die beiden Spindeln können beispielsweise an einem um eine Achse drehbaren Winkelkopf vorgesehen sein, bei den die eine Spindel senkrecht und die andere parallel oder koaxial zu dieser Achse angeordnet ist. Sie können aber auch an auswechselbaren Köpfen vorgesehen sein, von denen der eine Kopf eine parallel oder koaxial zur Drehachse des Kopfes angeordnete Spindel und der andere Kopf eine ser.krecht zur Drehachse des Kopfs angeordnete Spindel besitzt.In a device of the type mentioned at the outset, this is the task according to the invention achieved in that the gripper arm to one to the path of its transverse Rotatable axis of rotation parallel to the spindle axis running first sliding guide is stored. In that the gripper arm can be rotated about an additional axis of rotation is, it is achieved that the pivoting movement that the double gripper relative to the gripper arm performs to one gripper arm or the other gripper arm on the tool holder align the spindle in two mutually perpendicular swivel planes can run so that one and the same double gripper two perpendicular to each other able to operate stationary spindles. The two spindles can, for example be provided on an angle head rotatable about an axis, in which one spindle perpendicular and the other is arranged parallel or coaxially to this axis. she but can also be provided on interchangeable heads, one of which is a head a spindle arranged parallel or coaxially to the axis of rotation of the head and the the other head has a spindle arranged perpendicular to the axis of rotation of the head.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels im einzelnen nen erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing Embodiment explained in detail NEN.

Es zeigen: Fig. 1 bis 4 schematisch vereinfacht und abgebrochen gezeichnete Vorderansichten einer numerisch gesteuerten-Bearbeitungseinheit mit einem Winkelkopf und mit einer zugeordneten Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei der Winkelkopf und die Werkzeugwechselvorrichtung in verschiedenen Arbeitsstellungen dargestellt sind; Fig. 5 eine im größeren Maßstab gezeichnete Ansicht der Werkzeugwechselvorrichtung in der in Fig. 1 gezeigten Arbeitsstellung; Fig. 6 eine Draufsicht der Werkzeugwechselvorrichtung nach Fig. 5; Fig. 7 einen den Träger für den#Greiferarm der Werkzeugwechselvorrichtung zeigenden Ausschnitt aus Fig. 1 in vergrößerter Darstellung; Fig. 8 eine Draufsicht des Trägers nach Fig. 7 und Fig. 9 einen abgebrochen gezeichneten Schnitt längs der Linie IX-IX von Fig. 7.1 to 4 show schematically simplified and broken lines Front views of a numerically controlled machining unit with an angle head and with an associated tool changing device according to an embodiment of the invention, the angle head and the tool changing device in different Working positions are shown; Fig. 5 is a drawn on a larger scale View of the tool changing device in the working position shown in FIG. 1; FIG. 6 shows a plan view of the tool changing device according to FIG. 5; Fig. 7 a the support for the # gripper arm of the tool changing device showing section from Fig. 1 in an enlarged view; 8 is a plan view of the carrier according to FIG 7 and 9 are a broken away section along the line IX-IX of Fig. 7.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen einen Teil einer numerisch gesteuerten Bearbeitungsmaschine, zu der eine Bearbeitungseinheit 11 gehört, die an einem nicht dargestellten Ständer, der beispielsweise als Portalständer ausgeführt sein kann, in der Weise verfahrbar angeordnet ist, daß sie in jeden beliebigen Koordinatenpunkt eines rechtwinkligen Koordinatensystems eingestellt werden kann. An ihrem den zu bearbeitenden Werkstücken (die nicht dargestellt sind) zugekehrten Ende trägt die Bearbeitungseinheit 11 einen Winkelkopf 12 mit einer horizontalen Spindel 13 und einer im rechten Winkel hierzu angeordneten,vertikalen Spindel 14, die beide für eine Drehbewegung antreibbar sind. Der Winkelkopf 12 ist an der Bearbeitungseinheit 11 um seine Vertikalachse 15 schwenkbar gelagerttdie als Schaltachse zum Einstellen gewünschter Drehstellungen des Kopfs 12 dient. Die Spindeln 13 und 14 weisen an ihren vorderen Ende je eine Werkzeugaufnie 16 (siehe Fig. 4) auf, in die Nierkzeuge mit ihrem Schaft in axialer Einfahrbewegung einsteckbar sind.FIGS. 1 to 4 show part of a numerically controlled processing machine, to which a processing unit 11 belongs, which is attached to a stand, not shown, which can be designed as a portal stand, for example, can be moved in this way is arranged to be in any coordinate point of a right-angled Coordinate system can be set. On your the workpieces to be processed (which are not shown) facing end, the processing unit 11 carries a Angle head 12 with a horizontal spindle 13 and one at right angles to it arranged, vertical spindle 14, both of which can be driven for a rotary movement. The angle head 12 can be pivoted on the machining unit 11 about its vertical axis 15 mounted as a switching axis for setting the desired rotational positions of the head 12 serves. The spindles 13 and 14 each have a tool holder at their front end 16 (see Fig. 4), into the kidney tools with their shaft in an axial retraction movement are pluggable.

Neben der Bearbeitungseinheit 11 ist eine Werkzeugwechselvorrichtung 17 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung angeordnet. Die Werkzeugwechselvorrichtung 17 ist von einem Träger 18 gehalten, der, wie am besten aus Fig. 5 zu ersehen ist, als aus zwei verschweißten U-Profilschienen gebildetes Kastenprofil gestaltet und am Ständer der Bearbeitungseinheit fest angebracht ist, was nicht dargestellt ist. Uber mehrere als Auflager dienende Bolzen 19 und 20, siehe Fig. 5, sind an zwei Eckbereichen des Trägers 18 rohrförmige Führungsstangen 21 bzw. 22 mit dem Träger 18 verschraubt, die sich parallel zur Längsachse des Trägers 18 erstrecken. Die Führungsstangen 21 und 22 bilden die Führungsbahn einer Verschiebeführung für einen Schlitten 24, die sich zwischen einem nicht dargestellten Werkzeugmagazin, das einen Vorrat an Werkzeugen enthält, und einem Bereich erstreckt, in dem der Schlitten 24 eine für den Werkzeugwechsel am Winkelkopf 12 geeignete Lage einnimmt, wie es in Fig. 1 bis 4 gezeigt ist. Die Führungsstangen 21 und 22 verlaufen parallel zur Achse der Spindel 13, wenn diese in die in Fig. 4 gezeigte Arbeits-und Werkzeugwechselstellung gedreht ist, d.h., sie bilden eine parallel zur Spindelachse verlaufende Verschiebeführung für den Schlitten 24. Dieser ist auf den Führungsstangen 21 und 22 mittels Kugelbüchsen 25 und 26 verschiebbar gelagert.In addition to the machining unit 11 is a tool changing device 17 arranged according to an embodiment of the invention. The tool changing device 17 is held by a carrier 18 which, as can best be seen from FIG. 5, designed as a box profile formed from two welded U-profile rails and is firmly attached to the stand of the processing unit, which is not shown. About a plurality of bolts 19 and 20 serving as supports, see FIG. 5, are on two Corner areas of the carrier 18 tubular guide rods 21 and 22 with the carrier 18, which extend parallel to the longitudinal axis of the carrier 18. the Guide rods 21 and 22 form the guideway of a sliding guide for one Carriage 24, which is located between a tool magazine, not shown, the one Contains supply of tools, and extends an area in which the carriage 24 assumes a suitable position for the tool change on the angle head 12, as it does is shown in Figs. The guide rods 21 and 22 run parallel to the Axis of the spindle 13 when it is in the work and tool change position shown in FIG rotated, i.e. they form a sliding guide running parallel to the spindle axis for the slide 24. This is on the guide rods 21 and 22 by means of spherical bushings 25 and 26 slidably mounted.

Für das Verfahren des Schlittens 24 längs seiner Verschiebeführung weist dieser einen ölmotor 27 auf, durch den, siehe Fig. 5, ein Kettenritzel 28 antreibbar ist, das mit einer am Träger 18 fest angebrachten Verzahnung kämmt. Bei der Verzahnung handelt es sich um eine Rollenkette 29 (Fig. 5), die unterhalb der Führungsstange 21, zu dieser parallel verlaufend, am Träger 18 befestigt ist.For moving the slide 24 along its sliding guide if this has an oil motor 27 through which, see FIG. 5, a chain pinion 28 can be driven, which meshes with a toothing fixedly attached to the carrier 18. at the toothing is a roller chain 29 (Fig. 5), which is below the Guide rod 21, running parallel to this, is attached to the carrier 18.

Am Schlitten 24 ist ein Träger 33 für einen zum Werkzeugwechsel vorgesehenen Doppelgreifer 32 bewegbar angeordnet. Einzelheiten des Trägers 33 sind am besten aus den Fig. 5 und 7 bis 9 ersichtlich. Die Fig. 5 bis 8 verdeutlichen, daß der Träger 33 mittels rohrförmiger Führungssäulen 34 und 35, die sich parallel zueinander in vertikaler Richtung vom Träger 33 erstrecken, am Schlitten 24 undrehbar und in vertikaler Richtung längsverschiebbar geführt ist. Zum Erzeugen einer solchen Verschiebebewegung ist am Schlitten 24, siehe Fig. 6, zwischen den Führungssäulen 34 und 35 ein druckmittelbetätigter Zylinder 36 vorgesehen, dessen parallel zu den Führungssäulen 34 und 35 verlaufende Kolbenstange 37, siehe Fig. 8, am Träger 33 befestigt ist.A carrier 33 for a tool change is provided on the slide 24 Double gripper 32 arranged to be movable. Details of the carrier 33 are best from FIGS. 5 and 7 to 9 can be seen. 5 to 8 show that the Support 33 by means of tubular guide columns 34 and 35, which are parallel to each other extend in the vertical direction from the carrier 33, non-rotatable on the carriage 24 and in is guided longitudinally displaceably in the vertical direction. To generate such a shifting movement is on the slide 24, see Fig. 6, between the guide columns 34 and 35, a pressure medium-operated Cylinder 36 is provided, its parallel to the guide columns 34 and 35 Piston rod 37, see FIG. 8, is attached to the carrier 33.

An dem Träger 33 ist ein Greiferarm 38 bewegbar gelagert, der an seinem einen Ende den Doppelgreifer 32 trägt. Wie insbesondere Fig. 9 deutlich zeigt, hat der Greiferarm 38 einen unrunden, polygonartigen Querschnitt.On the carrier 33, a gripper arm 38 is movably mounted, which on his one end carries the double gripper 32. As especially FIG. 9 clearly shows, has the gripper arm 38 has a non-circular, polygonal cross-section.

Aufgrund dieser Querschnittsform ist der Greiferarm 38 relativ zu Führungskörpern 39 und 40 undrehbar, die im Träger 33 angeordnet sind und eine Verschiebeführung bilden, in der der Greiferarm 38 in Längsrichtung verschiebbar ist. Die Führungskörper 39 und 40 ihrerseits sind im Träger 33 drehbar und axial unverschiebbar gelagert. Bei dieser Anordnung hat eine Drehbewegung der Führungskörper 39 und 40 eine Drehbewegung des Greiferarms 38 zur Folge. Zum Erzeugen einer solchen Drehbewegung ist neben dem Führungskörper 39 ein druckmittelhetätigter Zylinder 41 vorgesehen, dessen Längsachse sich parallel zur Achse der Führungssäulen 34 und 35 erstreckt und dessen Kolbenstange 42 eine Zahnstange 43 trägt, die mit einer Stirnverzahnung 44 (siehe Fig. 7 bis 9) am Umfang des Führungskörpers 39 kämmt.Because of this cross-sectional shape, the gripper arm 38 is relative to Guide bodies 39 and 40 non-rotatable, which are arranged in the carrier 33 and a sliding guide form, in which the gripper arm 38 is displaceable in the longitudinal direction. The guide body 39 and 40 for their part are rotatably and axially immovably mounted in the carrier 33. With this arrangement, a rotational movement of the guide bodies 39 and 40 has a rotational movement of the gripper arm 38 result. To generate such a rotary motion is next to the guide body 39 is provided a cylinder 41 actuated by pressure medium, the longitudinal axis of which extends parallel to the axis of the guide columns 34 and 35 and its piston rod 42 carries a rack 43 which is provided with a spur toothing 44 (see FIGS. 7 to 9) meshes with the circumference of the guide body 39.

Zum Erzeugen einer axialen Verschiebebewegung des Greiferarms 38 ist am Träger 33 ein weiterer druckmittelbetätigter Zylinder 45 vorgesehen, der sich parallel zur Längsrichtung der durch die Führungskörper 39 und 40 gebildeten Verschiebeführung des Greiferarms 38 erstreckt und dessen Kolbenstange 46 über eine Lasche 47 am hinteren Ende des Greiferarms 38 angreift. Dabei ist die Lasche 47 am Greiferarm 38 in der Weise angelenkt, daß eine Drehbewegung des Greiferarms 38 um seine Längsachse, d.h. um die Drehachse der Führungskörper 39 und 40, möglich ist, daß die Lasche 47 jedoch relativ zum Greiferarm 38 axial unverschiebbar ist. Am vorderen Ende des Greiferarms 38 ist der Doppelgreifer 32 an einem Greiferkopf 48 in der Weise angelenkt, daß der Doppelgreifer relativ zum Greiferarm 38 axial unverschiebbar und relativ zu dessen Drehachse undrehbar ist, daß der Doppelgreifer 32 jedoch um eine senkrecht zur Achse des Greiferarms verlaufende Schwenkachse 49 schwenkbar ist. Zum Erzeugen einer solchen Schwenkbewegung ist im Greiferkopf 48 ein druckmittelbetätigter Zylinder 50 angeordnet, der an beiden Enden je einen Druckraum 51 und 52 (Fig. 7) bildet,zwischen denen sich ein Kolben 53 befindet, der an einer Seite eine als Zahnstange wirkendezlängsverlaufende Verzahnung 54 aufweist, die mit einem Zahnritzel 55 kämmt, das auf einem die Schwenkachse 49 bildenden Schwenkzapfen 56 befestigt ist, an dem der Doppelgreifer 32 starr befestigt ist. Der Doppelgreifer 32 weist zwei in einer gemeinsamen Ebene liegende, zueinander um einen Winkel von etwa 1050 versetzte Greifer 57 und 58 auf.To generate an axial displacement movement of the gripper arm 38 is on the carrier 33 a further pressure medium-actuated cylinder 45 is provided, which parallel to the longitudinal direction of the sliding guide formed by the guide bodies 39 and 40 of the gripper arm 38 extends and its piston rod 46 via a tab 47 on the rear The end of the gripper arm 38 engages. The tab 47 on the gripper arm 38 is in the Articulated in such a way that a rotary movement of the gripper arm 38 about its longitudinal axis, i. about the axis of rotation of the guide bodies 39 and 40, it is possible that the tab 47, however is axially immovable relative to the gripper arm 38. At the front end of the gripper arm 38, the double gripper 32 is articulated to a gripper head 48 in such a way that the double gripper relative to the gripper arm 38 axially immovable and relative to whose axis of rotation is non-rotatable, but that the double gripper 32 is perpendicular to one another to the axis of the gripper arm extending pivot axis 49 is pivotable. To generate Such a pivoting movement is a pressure medium-actuated cylinder in the gripper head 48 50 arranged, which forms a pressure chamber 51 and 52 (Fig. 7) at both ends, between which a piston 53 is located on one side as a Rack having a longitudinal toothing 54, which is connected to a pinion 55 meshes which is attached to a pivot pin 56 forming the pivot axis 49 is, on which the double gripper 32 is rigidly attached. The double gripper 32 has two lying in a common plane, at an angle of about 1050 to each other offset grippers 57 and 58.

Um einen Werkzeugwechsel bei einer der Spindeln 13 oder 14 durchzuführen, wird der Schlitten 24 zunächst auf der durch die Führungsstangen 21 und 22 gebildeten Verschiebeführung zum Werkzeugmagazin verfahren. Mittels des einen oder anderen der Greifer 57 und 58 wird dem Werkzeugmagazin das benötige Werkzeug entnommen. Sodann wird der Schlitten 24 in seine für die betreffende Spindel 13 oder 14 vorgesehene Werkzeugwechselstellung zurückverfahren, also in eine der Stellungen, wie sie in Fig. 1 bis 4 gezeigt sind.To change tools on one of the spindles 13 or 14, the carriage 24 is first formed by the guide rods 21 and 22 Move the sliding guide to the tool magazine. By means of one or the other the grippers 57 and 58, the required tool is removed from the tool magazine. Then the carriage 24 is in its provided for the spindle 13 or 14 in question Move back the tool change position, i.e. into one of the positions as shown in Figures 1 through 4 are shown.

Dieses Verfahren des Schlittens 24 geschieht, wie bereits erwähnt, durch Betätigen des ölmotors 27, dessen Ritzel 28 auf der Rollenkette 29 läuft. Soll das Werkzeug der vertikalen Spindel 14 gewechselt werden, so wird, nachdem der Schlitten 24 relativ zur Spindel 14 die Werkzeugwechselstellung, die in Fig. 1 bis 3 gezeigt ist, einnimmt, der Schlitten 24 gegen eine weitere Verschiebebewegung längs seiner Verschiebeführung blockiert. Dies geschieht dadurch, daß ein nur in Fig. 5 und 6 eingezeichneter Anschlagarm 59, der starr am Schlitten 24 befestigt ist und sich über dessen vordere Stirnfläche nach vorn auskragend erstreckt, an einer Blockiereinrichtung 60 festgeklemmt wird, die über einen Arm 61 starr mit der Bearbeitungseinheit 11 verbunden ist. Das Festklemmen des Anschlagarms 59 erfolgt selbsttätig, sobald Schaltnocken 62, siehe Fig. 5 und 6, an der vorderen Stirnfläche des Schlittens 24 mit zugeordneten Schaltfühlern 63 und 64 fluchten, die zur Steuerung der Vorrichtung gehören. Da- bei dienen die Schaltfühler 63 zum Einstellen der Werkzeugwechselstellung für die vertikale Spindel 14 und die Schaltfühler 64 zum Festlegen der demgegenüber versetzten Werkzeugwechselstellung für die horizontale Spindel 13.This procedure of the carriage 24 happens, as already mentioned, by operating the oil motor 27, the pinion 28 of which runs on the roller chain 29. If the tool of the vertical spindle 14 is to be changed, then after the slide 24 relative to the spindle 14 the tool change position, which is shown in Fig. 1 to 3 is shown, assumes the carriage 24 against further sliding movement blocked along its sliding guide. This is done by having an only in 5 and 6 shown stop arm 59 which is rigidly attached to the slide 24 is and extends over its front face cantilevered to the front a blocking device 60 is clamped, which via an arm 61 rigidly with the processing unit 11 is connected. The stop arm 59 is clamped automatically as soon as switching cams 62, see FIGS. 5 and 6, on the front face of the carriage 24 are aligned with associated switch sensors 63 and 64, which are used for the control belong to the device. There- when the switch sensors 63 are used for Setting the tool change position for the vertical spindle 14 and the switch sensors 64 to define the offset tool change position for the horizontal Spindle 13.

Wenn beim Werkzeugwechsel an der vertikalen Spindel 14 der Greiferarm 38 die in Fig. 1 dargestellte zurückgezogene Transportstellung einnimmt, bei der sich der Doppelgreifer 32 in solcher Lage befindet, daß die Greifer 57 und 58 in einer vertikalen Ebene verlaufen, wird nun zunächst der Greiferarm 38 durch Drehen der Führungskörper 39 und 40 in die in Fig. 2 gezeigte Stellung verdreht.If, when changing tools on the vertical spindle 14, the gripper arm 38 assumes the retracted transport position shown in FIG. 1, in which the double gripper 32 is in such a position that the grippers 57 and 58 in run in a vertical plane, the gripper arm 38 is now first turned by rotating the guide body 39 and 40 rotated into the position shown in FIG.

Dies geschieht dadurch, daß mittels des Zylinders 41 die Zahnstange 43 verschoben wird, welche über die Verzahnung 0 44 des Führungskörpers 33 diesen um 90 verdreht. Aus der in Fig. 2 gezeigten Stellung wird der leere Greifer 58 des Doppelgreifers 32 nunmehr durch Vorschieben des Greiferarms 38 mittels der Betätigung des Zylinders 45 in die in Fig. 3 gezeigte Stellung bewegt, in der der Greifer 58 den Schaft des aus der Spindel 14 zu entnehmenden Werkzeugs in der üblichen Weise erfaßt. Nun wird der Zylinder 36 betätigt, um die Kolbenstange 37 und damit den Träger 33 mit seinen Führungssäulen 34 und 35 vertikal nach abwärts zu verschieben. Dementsprechend ergibt sich eine in Richtung eines Pfeils 65 von Fig. 3 verlaufende Bewegung des Doppelgreifers 32,durch die das Werkzeug aus der Spindel 14 nach unten herausgezogen wird. Sobald dies der Fall ist, wird durch Betätigen des Zylinders 50 der Doppelgreifer 32 um seine Schwenkachse 49 am Greiferkopf 48 so verschwenkt, daß der das nachfolgend anzuwendende Werkzeug tragende Greifer 57 auf die Achse 15 der Spindel 14 ausgerichtet wird. Anschließend wird durch Betätigen des Zylinders 36 die Kolbenstange 37 wieder so weit in den Schlitten 24 eingezogen, daß der Greifer 57 in die Lage kommt, die der Greifer 58 bei der Darstellung von Fig. 3 einnimmt. D.h., daß nunmehr das nächstfolgende Werkzeug in die Werkzeugaufnahme 16 der Spindel 14 eingesteckt ist.This is done by means of the cylinder 41, the rack 43 is shifted, which over the toothing 0 44 of the guide body 33 this twisted by 90. From the position shown in Fig. 2, the empty gripper 58 of the Double gripper 32 now by advancing the gripper arm 38 by means of the actuation of the cylinder 45 is moved into the position shown in FIG. 3, in which the gripper 58 the shank of the tool to be removed from the spindle 14 in the usual way recorded. Now the cylinder 36 is actuated to the piston rod 37 and thus the To move carrier 33 with its guide columns 34 and 35 vertically downwards. Accordingly, there is one running in the direction of an arrow 65 in FIG. 3 Movement of the double gripper 32, through which the tool from the spindle 14 downwards is pulled out. As soon as this is the case, actuation of the cylinder 50 of the double gripper 32 is pivoted about its pivot axis 49 on the gripper head 48 so that that the gripper 57 carrying the tool to be used subsequently is on the axis 15 of the spindle 14 is aligned. Then by actuating the cylinder 36 the piston rod 37 retracted so far into the carriage 24 that the gripper 57 comes into the position that the gripper 58 assumes in the illustration of FIG. 3. That means that now the next following tool in the tool holder 16 of the spindle 14 is inserted.

Nunmehr kann durch Betätigen des Zylinders 45 der Greiferarm 38 mit dem Doppelgreifer 32 wieder in die zurückgezogene Stellung gebracht werden. Nach Drehen des Greiferarms 38 und Schwenken des Doppelgreifers 32 ergibt sich wieder die gleiche Arbeitsstellung der Teile, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist. Es wird nun durch Lösen der Blockiereinrichtung 60 der Anschlagarm 59 wieder freigegeben, so daß durch Verfahren des Schlittens 24 längs dessen Verschiebeführung das im Greifer 58 befindliche, ausgewechselte Werkzeug zum Werkzeugmagazin zurückgebracht werden kann. Ein neues Werkzeug wird für einen nächstfolgend durchzuführenden Werkzeugwechsel aus dem Werkzeugmagazin nunmehr entnommen.Now, by actuating the cylinder 45, the gripper arm 38 can with it the double gripper 32 can be brought back into the retracted position. To Rotation of the gripper arm 38 and pivoting of the double gripper 32 results again the same working position of the parts as shown in FIG. It will now by releasing the blocking device 60, the stop arm 59 is released again, see above that by moving the carriage 24 along its displacement guide in the gripper 58 located, exchanged tool can be returned to the tool magazine can. A new tool is required for the next tool change to be carried out now removed from the tool magazine.

Soll der Werkzeugwechsel an der horizontalen Spindel 13 ausgeführt werden, so wird der Schlitten 24, nachdem der Greifer 57 aus dem Werkzeugmagazin das betreffende Werkzeug entnommen hat, in eine Werkzeugwechselstellung verfahren, die gegenüber der in Fig. 1 bis 3 gezeigten Werkzeugwechselstellung für die vertikale Spindel 14 geringfügig verschoben ist. Die Werkzeugwechselstellung für die horizontale Spindel 13, die für den Wechselvorgang in die in Fig. 4 gezeigte Lage eingestellt wird, indem der Winkelkopf 12 erforderlichenfalls um die Achse 15 verdreht wird, ist in Fig. 4 dargestellt. Dabei sind die Schaltnocken 62 nicht auf die Schaltfühler 63 ausgerichtet, wie dies die Fig. 6 zeigt, sondern auf die Schaltfühler 64 ausgerichtet. Fig. 4 zeigt, daß der Greiferarm 38 mit dem Doppelgreifer 32 aus der voll zurückgezogenen Transportstellung etwas nach vorn in Richtung auf die Spindel 13 vorgeschoben ist. Durch weiteres Vorschieben kommt der leere Greifer 58 mit dem aus der Werkzeugaufnahme 16 herauszuziehenden Werkzeug in Eingriff. Damit die Ausziehbewegung stattfinden kann, d.h., damit der Schlitten 20 eine Bewegung längs seiner durch die Führungsstangen 21 und 22 gebildeten#Verschiebeführung durchführen kann, darf beim Werkzeugwechsel an der horizontalen Spindel 13 der Anschlagarm 59 nicht an der Blockier- einrichtung 60 festgespannt sein. Um eine Ausziehbewegung des Schlittens 24 längs seiner Verschiebeführung zu ermöglichen, wird daher anstelle des Anschlagarms 59 ein zweiter Anschlagarm 66 mittels der Blockiereinrichtung 60 festgeklemmt, der nicht am Schlitten 24 starr angebracht, sondern mit einem Befestigungskörper 67 verbunden ist.If the tool change is to be carried out on the horizontal spindle 13 are, the carriage 24 after the gripper 57 from the tool magazine has removed the tool in question, move to a tool change position, the opposite of the tool change position shown in Fig. 1 to 3 for the vertical Spindle 14 is slightly displaced. The tool change position for the horizontal Spindle 13, which is set in the position shown in FIG. 4 for the changing process by turning the angle head 12 around the axis 15 if necessary, is shown in FIG. The switch cams 62 are not on the switch sensor 63 aligned, as shown in FIG. 6, but aligned with the switch sensor 64. Fig. 4 shows that the gripper arm 38 with the double gripper 32 from the fully retracted Transport position is advanced slightly forward in the direction of the spindle 13. By further advancing the empty gripper 58 comes out of the tool holder 16 tool to be withdrawn in engagement. So that the pull-out movement takes place that is, to allow the carriage 20 to move along it through the guide rods 21 and 22 can perform the shifting guide formed when changing tools on the horizontal spindle 13 of the stop arm 59 not on the blocking Facility 60 be tightened. To an extension movement of the carriage 24 along its sliding guide to enable a second stop arm instead of the stop arm 59 66 clamped by means of the blocking device 60, which is not rigid on the carriage 24 attached, but is connected to a fastening body 67.

Der Befestigungskörper 67 ist mit einer Kolbenstange 68 fest verbunden, die zu einem druckmittelbetätigten Zylinder 69 gehört, der am Schlitten 24 angebracht ist und sich parallel zur Richtung von dessen Verschiebeführung erstreckt. Die Kolbenstange 68 gehört zu einem Kolben, der den Zylinder 69 in zwei Druckräume unterteilt. wenn die Kolbenstange 68 relativ zum Zylinder 69 die in Fig. 6 gezeigte Relativstellung einnimmt und durch Festklemmen des Anschlagarms 66 mittels der Blockiereinrichtung 60, d.h. durch Lagefixierung des Befestigungskörpers 67, die Kolbenstange 68 in ihrer Lage relativ zur Bearbeitungseinheit 11 festgelegt wird, dann resultiert beim Betätigen des Zylinders 69 durch Verschieben der Kolbenstange 68 relativ zum Zylinder 69 eine Verschiebebewegung des Schlittens 24 und damit eine Ausziehbewegung des Greifers 58 relativ zur Spindel 13. Nach dem so bewirkten Herausziehen des Werkzeuges aus der Werkzeugaufnahme 16 mittels des Greifers 58 wird der Doppelgreifer 32 um seine Schwenkachse 49 relativ zum Greiferkopf 48 verschwenkt, so daß -der Greifer 57 mit dem neuen Werkzeug auf die Achse der Spindel 13 ausgerichtet ist. Nunmehr wird der Zylinder 69, während der Anschlagarm 66 immer noch festgeklemmt bleibt, wieder im entgegengesetzten#Sinn betätigt, so daß sich der Zylinder 69 relativ zur Kolbenstange wieder verschiebt, und zwar, bezogen auf die Blickrichtung von Fig. 6, in der Zeichnung von unten nach oben. Dadurch wird das neue Werkzeug in die Werkzeugaufnahme 16 eingefahren.The fastening body 67 is firmly connected to a piston rod 68, which belongs to a cylinder 69 which is actuated by pressure medium and which is attached to the slide 24 and extends parallel to the direction of its sliding guide. The piston rod 68 belongs to a piston which divides the cylinder 69 into two pressure chambers. if the piston rod 68 has the relative position shown in FIG. 6 relative to the cylinder 69 occupies and by clamping the stop arm 66 by means of the blocking device 60, i.e. by fixing the position of the fastening body 67, the piston rod 68 in its position is set relative to the processing unit 11, then results in Actuate the cylinder 69 by moving the piston rod 68 relative to the cylinder 69 a displacement movement of the carriage 24 and thus an extraction movement of the Gripper 58 relative to the spindle 13. After the tool has been pulled out in this way the double gripper 32 is converted from the tool holder 16 by means of the gripper 58 its pivot axis 49 is pivoted relative to the gripper head 48, so that the gripper 57 is aligned with the new tool on the axis of the spindle 13. Now the cylinder 69, while the stop arm 66 still remains clamped, operated again in the opposite # sense, so that the cylinder 69 is relative to the Piston rod moves again, based on the direction of view of Fig. 6, from bottom to top in the drawing. This will place the new tool in the tool holder 16 retracted.

Nunmehr kann der Greiferarm 38 und damit der Doppelgreifer 32 aus der vorgeschobenen Stellung in die zurückgezogene Transportstellung innerhalb des Trägers 33 durch Betätigen des Zylinders 45 verfahren werden. Die Blockier- einrichtung 60 wird gelöst, um den Anschlagarm 66 freizugeben. Der Schlitten 24 kann nunmehr längs seiner Verschiebeführung aus der Werkzeugwechselstellung wieder zum WerkzeugmagazindurchBetätigen des Ölmotors 27 verfahren werden.The gripper arm 38 and thus the double gripper 32 can now move out the advanced position into the retracted transport position within the Carrier 33 can be moved by actuating the cylinder 45. The blocking Facility 60 is released to release the stop arm 66. The carriage 24 can now along its sliding guide from the tool change position back to the tool magazine by pressing of the oil motor 27 are moved.

Es ist zu ersehen, daß beim Werkzeugwechsel an der horizontalen Spindel 13 der Träger 33 durch vollständiges Einziehen der Kolbenstange 37 in den Zylinder 36 stärker an den Schlitten 24 angenähert ist (siehe Fig. 4),als dies bei den Stellungen des Trägers 33 der Fall ist, die in Fig. 1 bis 3 gezeigt sind, wo der Werkzeugwechsel an der vertikalen Spindel 14 stattfindet.It can be seen that when changing tools on the horizontal spindle 13 of the carrier 33 by fully retracting the piston rod 37 into the cylinder 36 is more closely approximated to the carriage 24 (see FIG. 4) than is the case with the positions of the carrier 33 is the case, which are shown in Figs. 1 to 3, where the tool change takes place on the vertical spindle 14.

Es versteht sich, daß beim Werkzeugwechsel an der horizontalen Spindel 13 der ölmotor 27 drucklos, d.h. leerlaufend ist, solange die Ausziehbewegung und Einfahrbewegung des Doppelgreifers 32 relativ zur Werkzeugaufnahme 16 durch Betätigen des Zylinders 69 durchgeführt wird.It goes without saying that when changing tools on the horizontal spindle 13 the oil motor 27 is depressurized, i.e. idling, as long as the pull-out movement and Retraction movement of the double gripper 32 relative to the tool holder 16 by actuation of the cylinder 69 is performed.

- 13/Patentansprüche - 13 / claims

Claims

Claims @ tool changing device for a machine tool, which is intended for processing workpieces using rotating tools, which can be received in the tool holder of a drivable spindle, with a Double gripper that can be pivoted about an axis parallel to the spindle axis on a Gripper arm is mounted, which is for a transverse displacement to the spindle axis and a displacement movement running parallel to the spindle axis along a first one or a second sliding guide is movably guided, characterized in that that the gripper arm (38) extends around a to the path of its transverse to the spindle axis first sliding guide (39, 40) parallel axis of rotation is rotatably mounted.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the axis of rotation extends parallel to the longitudinal axis of one gripper (57 or 58).

3. Apparatus according to claim 2, characterized in that the axis of rotation is formed by the longitudinal axis of the first sliding guide (39, 40).

4. Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that that the gripper arm (38) has a non-circular, preferably polygonal cross-section possesses and is guided non-rotatably in the first sliding guide (39, 40), the by a drive (41 to 44) around their with the longitudinal axis of the gripper arm (38) coincident longitudinal axis is rotatable.

5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the drive (41 to 44) can be actuated by a pressure medium.

6. Device according to one of claims 1 to 5, characterized in that that the rotatably mounted, first displacement guide (39, 40) in one Carrier (33) is arranged, which is connected to a carriage (24), the longitudinal the second sliding guide (21, 22) is movable between a tool change point on the machining unit (11) and a tool change point on a tool magazine runs.

7. Apparatus according to claim 6; characterized in that at one Processing unit (11) with one around one to the paths of the first and second Sliding guides (39, 40 or 21, 22) vertical switching axis (15) rotatable angle head (12) with the first spindle (13) perpendicular to the switching axis (15) one to the two Different vertical second spindle (14) is present, and that the carrier (33) on the slide (24) for a parallel to the switching axis (15) of the angle head (12) extending displacement movement is arranged movably.