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Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugwechseleinrichtung
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Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere Mehrstufenpresse,
mit einer Werkzeugwechseleinrichtung, die ein Magazin zur Aufnahme von Austauschwerkzeugen
aufweist, das im Bereich eines Greiferarms mit zumindest einem endseitig angeordneten
Greiferfinger zum Umfassen der Werkzeuge versehen ist, wobei die Greiferfinger schwenkbar
gelagert und mit Betätigungshebeln ausgestattet sind, die mit einer Betätigungseinrichtung
verbunden sind, die aus einer in der Greiferlängsachse verschiebbaren Betätigungsstange
besteht, die zwischen den beiden Betätigungshebeln verfahrbar und mit diesen über
im wesentlichen quer zu jenen verlaufende Lenker verbunden ist (nach Patentanmeldung
P 27 59 886.3 In der Patentanmeldung P 27 59 886.3 ist eine Mehrstufenpresse mit
einer Werkzeugwechseleinrichtung beschrieben, die aus einem Magazin zur Aufnahme
von Austauschwerkzeugen sowie einem Greiferarm besteht, der an beiden Enden Greiferfinger
zum Umfassen der Werkzeuge aufweist. Der Greiferarm ist hierbei so bewegbar, daß
er Werkzeuge aus den Werkzeugaufnahmen
in Stempel und Matrize der
Mehrstufenpresse herausziehen und zu dem Magazin transportieren bzw. umgekehrt Austauschwerkzeuge
aus dem Magazin herausnehmen und in die Werkzeugaufnahmen von Stempel und Matrize
einsetzen kann. Auf diese Weise kann der Werkzeugwechsel automatisiert vor sich
gehen.
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Für die öffnungs- und Schließbewegung der Greiferfinger ist eine Betätigungseinrichtung
vorgesehen, die eine in der Greiferlängsachse bewegbare Betätigungsstange aufweist,
die gelenkig mit an den Greiferfinger angeformten Betätigungshebeln verbunden ist.
Auf diese Weise ist ein synchrones öffnen und Schließen der Greiferfinger möglich.
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Das Verfahren der Betätigungsstange geschieht mittels eines hydraulisch
oder pneumatisch beaufschlagbaren Betätigungskolbens. Dieser kann die Greiferfinger
in eine volle Offnùngsstellung oder in eine Greifstellung bringen, wobei in der
letzten Stellung das betreffende Werkzeug fest umschlossen ist.
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Es hat sich gezeigt, daß es insbesondere beim Einsetzen der Werkzeuge
und auch bei deren Herausziehen zu Verkantungen kommen kann, so daß von Hand nachgeholfen
werden muß. Dies ist naturgemäß unerwünscht und kann auch zu Beschädigungen führen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Betätigungseinrichtung
für den Greiferarm so zu gestalten, daß ein Verkanten nach Möglichkeit vermieden
wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Betätigungsstange
stufenweise aus der geschlossenen
Stellung in eine Zwischenstellung
bringbar ist, bei der das Werkzeug locker, also mit Spiel geführt ist. Wenn das
betreffende Werkzeug in eine Werkzeugaufnahme eingeschoben werden soll, erfolgt
dies zunächst in der Schließstellung, so daß es fest umschlossen und sicher in die
Aufnahme eingeführt wird. Hat das Werkzeug etwa 10 % des Einschiebeweges zurückgelegt,
kann die Zwischenstellung eingestellt werden, bei der das Werkzeug dann trotz sicheren
Halts eine gewisse Beweglichkeit hat und sich so beim weiteren Einschieben in die
Werkzeugaufnahme selbst zentrieren kann.
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Umgekehrt kann beim Herausziehen des Werkzeuges zunächst die Zwischenstellung
vorgesehen werden, wodurch das Ziehen des Werkzeuges erleichtert wird. Kurz vor
dem vollständigen Herausziehen des Werkzeuges können dann die Greifer in Schließstellung
gebracht werden.
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Es hat sich gezeigt, daß sowohl das Einschieben als auch das Herausziehen
der Werkzeuge durch Einstellen der Zwischenstellung problemlos von statten geht.
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In Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Betätigungsstange
mit einem hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbaren Betätigungskolben verbunden
ist, auf den in Öffnungsrichtung der Greiferfinger ein ebenfalls hydraulisch oder
pneumatisch beaufschlagbarer Zusatzkolben wirkt, dessen Hub auf Erreichen der Zwischenstellung
begrenzt ist. Diese Ausführungsform ist zweckmäßig, wenn die gesamte Steuerung des
Greiferarms hydraulisch oder pneumatisch gesteuert ist. Dabei ergibt sich eine vorteilhafte
Anordnung, wenn Betätigungskolben und Zusatzkolben hintereinander liegen.
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Die Verbindung zwischen Zusatzkolben und Betätigungskolben kann über
einen am Zusatzkolben befestigten Stößel erfolgen. Der Stößel kann dabei von einem
Ringkolben umgeben sein, der zur Bewegung des Betätigungskolbens in öffnungsrichtung
der Greiferfinger hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagbar ist.
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In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher veranschaulicht. Sie zeigt in einem Längsschnitt die eine Hälfte eines doppelarmigen
Greiferarms 1, an dessen Ende ein Greifer 2 angeordnet ist.
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Der Greiferarm 1 weist ein Greiferarmgehäuse 3 auf, in dem der Greifer
2 in Längsrichtung verschiebbar geführt ist. Der Greifer 2 besteht dabei aus zwei
Greiferplatten 4, von denen die in dieser Ansicht vordere weggenommen ist,um den
Innenraum des Greifers 2 zu zeigen. An den Greiferplatten 4 sind die Greiferfinger
5,6 auf einer gemeinsamen Greiferachse 7 gelagert. Die Greiferfinger 5,6 weisen
Anlagestücke 8 auf, mit denen die Greiferfinger 5,6 das jeweilige Werkzeug erfassen
können.
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Jeweils auf der selben Seite sind an den Greiferfingern 5,6 Betätigungshebel
9,10 angeformt, die sich über querverlaufende, als einfache Bolzen ausgebildete
Lenker 11,12 an einer Betätigungsstange 13 abstützen.
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Die Lenker 11,12 fassen dabei einfach in zwei Ausnehmungen 14,15 in
der Betätigungsstange 13 und in entsprechende Ausnehmungen 16,17 in Einstellschrauben
18,19 der Betätigungshebel 9,10 ein Mit diesen Einstellschrauben 18,19 kann die
Stellung der Greiferfinger 5,6 in der Schließstellung genau auf den
Durchmesser
des Werkzeuges eingestellt werden.
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Damit zwischen den Betätigungshebeln 9,10, den Lenkern 11,12 und der
Betätigungsstange 13 ein Kraftschluß vorhanden ist, sind Andrückfedern 20,21 in
Form von Blattfedern vorgesehen, die an den Enden der Betätigungshebel 9,10 in öffnungsrichtung
wirkend anliegen.
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Die Betätigungsstange 13 ist in einem Führungsgehäuse 22 gelagert
und weist an ihrem in dieser Ansicht rechten Ende einen Betätigungskolben 23 auf.
Er befindet sich gerade in Schließstellung, d.h. die Lenker 11,12 verlaufen genau
quer zur Betätigungsstange 13, so daß der größte Abstand zwischen ihr und den Betätigungshebeln
9,10 gegeben ist. Diese Stellung wird durch die Druckbeaufschlagung des greiferarmseitigen
Druckraumes 24 über die Zuführleitung 25 aufrechterhalten.
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Auf der bezüglich der Greiferfinger 5,6 abgewandten Seite liegt ein
Ringkolben 26 an, dessen Druckraum 27 über eine Zuführleitung 28 und Bohrungen 29
hydraulisch beaufschlagbar ist. Bei Druckbeaufschlagung drückt der Ringkolben 26
den Betätigungskolben 23 in Richtung auf die Greiferfinger 5,6 und bewirkt so deren
öffnungsbewegung wegen der Schrägstellung der Lenker 11,12, dargestellt am Lenker
12.
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Der Ringkolben 26 umgibt einen in ihm geführten Stößel 30, der an
seinem greiferseitigen Ende in der gezeigten Stellung am Betätigungskolben 13 anliegt
und dessen anderes Ende einen Zusatzkolben 31 trägt. Dieser Zusatzkolben 31 läuft
in einem Zylinder 32, wobei der dem Zusatzkolben 31 zur Verfügung stehende Hub wesentlich
kleiner ist als der des Betätigungskolbens 23.
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Der an der freien Seite des Zusatzkolbens 31 befindliche Druckraum
33 ist an eine Zuführleitung 34 für die hydraulische Druckbeaufschlagung angeschlossen.
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In der gezeigten Stellung befinden sich die Greiferfinger 5,6 in der
Schließstellung, in der sie ein Werkzeug fest umfassen. Hierzu ist der Druckraum
24 des Betätigungskolbens 23 beaufschlagt. In dieser Stellung wird das Werkzeug
in die Werkzeugaufnahme eingeschoben,wobei es präzise geführt wird.
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Nach etwa 10 % des Einschiebeweges des Werkzeuges in die Werkzeugaufnahme
hat es sich als günstig erwiesen, den Griff zu lockern, damit sich das Werkzeug
in der Werkzeugaufnahme selbst zentrieren kann. Um dies zu erreichen,werden der
Druckraum 33 des Zusatzkolbens 31 und der Druckraum 24 des Betätigungskolbens 21
hydraulisch beaufschlagt. Der Zusatzkolben 31 drückt dann wegen der größeren Kolbenfläche
über den Stößel 30 den Betätigungskolben 23 und damit die Betätigungsstange 13 in
Richtung auf den Greifer 2, so daß sich die Lenker 11, 12, wie durch den Lenker
12 gezeigt, schrägstellen, die Betätigungshebel 9, 10 nach innen und demgemäß die
Greiferfinger 5,6 nach außen schwenken. Die doppelte Druckbeaufschlagung verriegelt
diese Position der Betätigungsstange 13 und damit der Greiferfinger 5,6.
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Da der Hub des Zusatzkolbens 31 beschränkt ist, werden die Greiferfinger
5,6 dabei nur soweit geöffnet, daß sie das Werkzeug nicht verlieren können, es jedoch
noch locker geführt wird, so daß es sich beim weiteren Einführen in die Werkzeugaufnahme
selbst zentrieren kann.
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Sollten die Greiferfinger 5,6 ganz geöffnet werden, so wird der Druckraum
27 des Ringkolbens 26 beaufschlagt, der den Betätigungskolben 23 ganz in Richtung
auf den Greifer 2 schiebt, wobei der Kontakt zwischen dem Betätgungskolben 23
und
dem Stößel 30 verloren geht.
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Beim Herausziehen wird das Werkzeug zunächst nur locker, d.h. also
bei Druckbeaufschlagung der Druckräume 24 und 33 umfaßt, bis es zu 90 % herausgezogen
ist. Er dann wird es wieder durch alleinige Druckbeaufschlagung des Druckraums 24
fest umschlossen.
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