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Verfahren und Vorrichtung zur
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Drehausrichtung einer Werkzeugmaschinen-Arbeitsspindel Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur Drehausrichtung einer Werkzeugmaschinen-Arbeitsspindel
beim automatischen Werkzeugwechsel, bei welchem mit einer Greifbewegung zum Erfassen
des aus der Arbeitsspindel zu entnehmenden Werkzeuges gleichzeitig das Werkzeug
mit der Arbeitsspindel aus einer von den möglichen, jeweils in einem zugehörigen,
von der maximalen mit der Greifbewegung ausführbaren Drehwinkelverstellung bestimmten
Drehwinkel-Toleranzfeld liegenden, Grobpositionierungen in eine vorbestimmte zugehörige
genaue Drehlage hinsichtlich der Spindelachse bewegt und ggf. dann das Werkzeug
entnommen wird.
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Bei einem bekannten Verfahren dieser Art ( DE-OS 1 477 347) dient
die Drehausrichtung der Arbeitsspindel beim Erfassen des an dieser angeordneten
Werkzeuges lediglich dazu, dieses Werkzeug in eine von vier möglichen Drehlagen
auszurichten, in welchen es nur von dem die Greifbewegung ausführenden
Greifer
erfaßt werden kann. Für die zugehörige Werkzeugwechsel-Vorrichtung sind nämlich
Werkzeuge erforderlich, die jeweils eine quadratische Flanschplatte mit Ausnehmungen
in den vier Eckbereichen aufweisen, wobei der Greifer ein Greifmaul mit zwei parallelen,
an das Kantenmaß dieser Flanschplatten angepassten seitlichen Greifwangen aufweist.
Stehen nach dem Stillstand der Arbeitsspindel zwei Kanten der Flanschplatte des
an der Arbeitsspindel angeordneten Werkzeuges nicht parallel zu diesen Greifwangen,
so wird durch Anschlag einer Greifwange an einer Kantenfläche der Flanschplatte
diese mit der Arbeitsspindel und dem Werkzeug soweit verdreht, bis sie parallel
zu den Greifwangen liegt und daher die Flanschplatte bei der weiteren Greifbewegung
des Greifers ungehindert in das Greifmaul einfahren kann.
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Bei diesem Verfahren kann jedoch nicht beeinflußt werden, welche der
vier möglichen, um 900 zueinander versetzen Drehlagen das Werkzeug bzw. die Arbeitsspindel
einnimmt, wenn der Greifer die Drehausrichtung vorgenommen und das Werkzeug erfaßt
hat, da die Arbeitsspindel aufgrund der vielfältigen wirksamen Einflüsse lediglich
nach einer Zufallsauswahl jeweils in einem der vier möglichen Drehwinkel-Toleranzfelder
zum Stillstand kommmt.
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Von der Drehlage, in welcher das Werkzeug beim Werkzeugwechsel aus
der Arbeitsspindel entnommen wird hängt aber auch die Drehlage ab, in welcher dieses
Werkzeug für einen erneuten Einsatz wieder in der Arbeitsspindel eingesetzt wird.
Daher ist es bei dem bekannten Verfahren nicht möglich, das Werkzeug beliebig häufig
wiederholbar in einer vorbestimmten Drehlage in die Arbeitsspindel einzusetzen,
wie das für bestimmte Arbeitsgänge, beispielweise für das Schneiden von Gewinden
mit genau definierter Lage des Gewindeanfanges, aber auch für andere Dreh- oder
dergl.
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Arbeiten, erforderlich sein kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren der genannten
Art zu schaffen, mit welchem auf einfache Weise beliebig wiederholbar eine genaue
Drehausrichtung der Werkzeugmaschinen
-Arbeitsspindel und damit
des an deren Werkzeugaufnahme gespannten Werkzeuges in eine einzige vorbestimmte
Drehlage möglich ist.
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Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art
gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß zur wiederholbaren überführung der Arbeitsspindel
in diese einzige vorbestimmte Drehlage, die Arbeitsspindel unter Abtastung und gleichzeitiger
Beaufschlagung mit einer von der Greifbewegung gesondert angreifenden Drehkraft
zunächst in das dieser Drehlage zugehörige Toleranzfeld von weniger als 1800 Drehwinkel
gedreht und dadurch vorpositioniert wird und daß dann erst mit der Greifbewegung
die Drehausrichtung in die genau vorbestimmte Drehlage vorgenommen wird. Dadurch
ist es möglich, jedes im Werkzeugwechsel verwendete Werkzeug in einer einzigen genau
vorbestimmten Drehlage aus der Arbeitsspindel zu entnehmen, in einer dieser Drehlage
zugehörigen einzigen Drehlage während der Zeiten des Nichtgebrauches zu speichern
und dann in genau der Drehlage wieder in die Arbeitsspindel einzusetzten, in welcher
es entnommen worden ist.
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Dies macht es möglich, einen automatischen Werkzeugwechsel auch an
Maschinen vorzusehen, die zuvor noch keine automatische Spindelpositionierung hatten
oder an welchen der Anbau herkömnil icher Positioniereinrichtungen problematisch
oder gar unmöglich ist.
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Zur Erhöhung der Justiergeschwiendigkeit bei der Drehausrichtung ist
es zueckmäßig, die Arbeitsspindel am Ende der Vorpositionierung im Toleranzfeld
durch Bremsen zu verzögern, vorzugsweise zunächst still zusetzen und dann, insbesondere
unter aufgehobener Bremskraft, die Drehausrichtung mit der Greifbewegung vorzunehmen.
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Eine sehr einfache Verfahrensweise ergibt sich, wenn die Drehwinkel-Abtastung
berührungsfrei, insbesondere induktiv, magnetisch optisch oder in ähnlicher Weise,
vorzugsweise an einer Markierung am Umfang der Arbeitsspindel, vorgenommen wird.
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Diese Markierung sowie die zugehörige Abtasteinrichtung können in
einfacher Weise auch nachträglich an bereits bestehenden Werkzeugmaschinen angebracht
werden. In der Regel sind Werkzeugmaschinen ohnehin mit einer Bremseinrichtung für
die Arbeitsspindel versehen, die dann in einfacher Weise über nachträglich anzubringende
elektrische Verbindungen in Abhängigkeit von der Abtast-Einrichtung während der
Vorpositionierung in der beschriebenen Weise gestetert werden kann.
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Bei stillgesetztem Antrieb und mit automatisch schaltbarem Getriebe
ist es bei heutigen Werkzeugmaschinen in aller Regel so, daß dann die Arbeitsspindel
leichtgängig frei gedreht werden kann, so daß sie der mechanischen Drehausrichtung
durch die Greifbewegung keinen nennenswerten Widerstand entgegensetzt.
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Eine besonders vorteilhafte Weitergestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens besteht darin, daß die Drehung der Arbeitsspindel unter der Greifbewegung
durch unmittelbare Drehmoment-Beaufschlagung der Arbeitsspindel, insbesondere von
einem der an der Arbeitsspindel für den drehschlüssigen Eingriff in Nuten des jeweiligen
Werkzeugflansches vorgesehenen Nutensteinen, vorgenommen wird. Dadurch ist es möglich,
die Arbeitsspindel auch dann in ihrer Drehlage genau auszurichten, wenn sich kein
Werkzeug in der Arbeitsspindel befindet. Dies ist immer dann der Fall, wenn ein
neues Werkstück (Los) bearbeitet werden soll.
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Die Drehausrichtung der Arbeitsspindel in die genau vorbestimmte Drehlage
kann mit extrem kleinen Toleranzen vorgenommen werden, wenn die Drehung der Arbeitsspindel
unter der Greifbewegung durch Drehmoment-Beaufschlagung einer von zwei beiderseits
einer Axialebene der Spindelachse und zur Greifbewegung quer angeordneten Flächen
vorgenommen wird, welche Flächen nach Erreichen der genau vorbestimmten. Drehlage
beide durch Beaufschlagung gegen Bewegungen in beiden möglichen Drehrichtungen gesperrt
werden, so daß dann die der Arbeitsspindel zugehörigen Flächen spielfrei an den
der Drehmoment-Beaufschlagung dienenden Flächen des Greifers anliegen.
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Vorzugsweise wird die Greifbewegung radial zum Werkzeug und/oder rechtwinklig
zu diesen Flächen - bezogen auf deren Lage am Ende der genauen Drehausrichtung -
vorgenommen.
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Es ist zwar denkbar, den Werkzeugwechsel so vorzunehmen, daß weder
die Arbeitsspindel noch das Werkzeug nach dem Ende der Drehpositionierung und vor
dem Einsetzen des nächsten Werkzeuges noch verdreht werden. Um dies jedoch mit Sicherheit
zu erreichen, ist es zweckmäßig, spätestens während des Entnehmens des Werkzeuges
die Arbeitssindel durch Bremsung und/oder das Werkzeug durch Dreharretierung gegenüber
dem Greiforgan in der ausgerichteten Drehlage festzusetzen.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Drehausrichtung
einer Werkzeugmaschinen-Arbeitsspindel mit einem einer Werkzeugwechsel-Einrichtung
zugehörigen Greifer zum Entnehmen und Einsetzen des jeweiligen Werkzeuges, der beiderseits
einer Axialebene der Spindelachse liegende Drehmoment-übertragungsflächen in Form
von Anschlagflächen für die Anlage an mit der Arbeitsspindel drehschlüssig verbundenen
Gegenflächen aufweist.
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Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
dieser Art zu schaffen, mit welcher auf einfache Weise die Arbeitsspindel wiederholbar
in einer einzigen vorbestimmten Drehlage ausgerichtet werden kann. Insbesondere
soll die Vorrichtung eine einfache Durchführung des beschriebenen Verfahrens ermöglichen
Zur Lösung dieser Aufgabe ist die genannte Vorrichtung gemäß der Erfindung gekennzeichnet
durch eine zur Erkennung der Drehlage der Arbeitsspindel vorgesehene Tasteinrichtung,
welche in sperrender und freigebender Steuerverbindung mit dem Greifer derart steht,
daß die den Greifer zur Durchführung einer Werkzeugwechsel -Operation nur freigibt,
wenn die Arbeitsspindel bzw. ggf.
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das an dieser angeordnete Werkzeug zuvor in das der gewünschten Drehlage
zugehörige Drehwinkel-Toleranzfeld überführt worden ist, aus welchem der Greifer
die Arbeitsspindel vollends in die gewünschte genaue Drehlage bewegen kann.
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Sind die Gegenflächen an Teilende Arbeitsspindel vorgesehen, so ist
es für deren Drehausrichtung nicht erforderlich, daß ein Werkzeug überhaupt oder
ein Werkzeug mit einem an den Greifer angepassten Flansch eingesetzt ist.
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Bei einer einfachen Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes weist
die Tasteinrichtung einen am Spindelkopf der Werkzeugmaschine zu befestigenden induktiven,
magnentischen, optischen oder ähnlichen Tastkopf auf, dem ein am Umfang beispielsweise
des aus dem Spindelkopf vorstehenden Endabschnittes der Arbeitsspindel anzubringender
Tastnocken zugeordnet ist, so daß bereits bestehende Maschinen jederzeit nachträglich
ohne besonderen Aufwand mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet und daher
zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens befähigt werden können. Der Tastkopf
und/oder der Tastnocken kann z. B. in einfacher Weise lediglich durch Kleben oder
dergleichen nachträglich an einem sich drehenden Teil der Arbeitsspindel angebracht
werden.
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Werkzeugmaschinen, deren Arbeitsspindel für die Werkzeugaufnahme einen
Innenkonus in Form eines Steilkegels aufweisen, haben in der Regel am Spindelende
zwei Nutensteine für den Eingriff in Umfangsnuten eines an jedem Werkzeug vorgesehenen
Werkzeugflansches, um dadurch eine sichere Drehmomentübertragung von der Arbeitsspindel
auf das Werkzeug zu gewährleisten. Insbesondere für solche Maschinen, die von vornherein
mit derartigen Nutensteinen ausgestattet sind, ist es zweckmäßig, wenn der Greifer
als Drehmoment-Dbertragungsflächen zwei gegenüber den Endflächen eines Greifmaules
zum Umschließen des Werkzeugflansches zurückversetzte Anschlagflächen aufweist,
denen als Gegenflächen insbesondere die Seitenflächen der zwei an der Arbeitsspindel
für
den Eingriff in die Umfangsnuten des Werkzeugflansches diametral einander gegenüberliegend
angeordneten Nutensteine zugeordnet sind, so daß die Arbeitsspindel nicht mit gesondeten
Gegenflächen versehen werden muß und ihre Drehausrichtung ohne besondere Maßnahmen
jedes Mal so erfolgt, daß beim erneuten Einsetzen eines Werkzeuges dessen Umfangsnuten
stets genau so gegeitiber den Nutensteinen ausgerichtet sind, daß diese in die Umfangsnuten
eingeführt werden. Die Anschlagflächen liegen zweckmäßig annähernd in der Ebene
von hinteren Riegelflächen von beweglichen Sperrklinken für den Eingriff des Greifmaules
in die Umfangnuten des Werkzeugflansches, welche die Drehlage des Werkzeuges gegenüber
dem Greifmaul nach dem Entnehmen aus der Arbeitsspindel sichern.
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Die Drehmoment-übertragungsflächen können in einfacher Weise lagefest
gegeiiber dem Greifmaul angeordnet und vorzugsweise durch die Endflächen eines U-Profiles
für das stirnseitige Umgreifen des vorzugsweise kreisscheibenförmigen Werkzeugflansches
gebildet sein, so daß eine sehr einfache Ausbildung des Greifers möglich ist. Die
Drehmoment-übertragungsflächen liegen somit bei jeder Greiferstellung in einer gemeinsamen
Ebene, wodurch sich eine weitere Verbesserung der Arbeitsgenauigkeit ergibt.
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Die Erfindung wird im folgenden mit weiteren Einzelheiten anhand der
in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.
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Es sind dargestellt in: Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in
Axialansicht des Werkzeuges, Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Figur 1 in Seitenansicht,
Fig.
3 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Greifers in Ansicht entsprechend Fig. 1,
Fig. 4 der Greifer gemäß Fig. 3 im Schnitt, Fig. 5 eine schematische Darstellung
einer weiteren Ausführungsform eines Greifmaules.
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Wie die Figuren 1 und 2 zeigen, ist in einem Spindelstock 1 einer
nicht näher dargestellten Werkzeugmaschine eine beispielsweise vertikal stehende
Arbeitsspindel 2 drehbar gelagert und über eine Antriebsverbindung 4 mit einem als
Hauptantrieb vorgesehenen, elektrisch betriebenen Antriebsmotor 3 verbunden. An
dem aus dem Spindelstock 1 vorstehenden unteren Ende weist die Arbeitsspindel 2
eine Werkzeugaufnahme 5 in Form eines in ihrer Mittelachse liegenden Innenkonus
auf. Die Werkzeugaufnahme 5 dient zur Halterung unterschiedlichster flotationwerkzeuge
6, die alle mit einem im wesentlichen gleichen, an die Werkzeugaufnahme 5 angepassten
Steilkegelschaft 7 versehen sind, dessen vom Arbeitsende des Werkzeuges 6 abgekehrtes
verjüngtes Ende in einen Spanndorn 8 für den Eingriff in eine nicht näher dargestellte
Pinole der Arbeitsspindel 2 übergeht, wobei der Spanndorn 8 zum axialen Festziehen
des Steilkegelschaftes 7 in der Werkzeugaufnahme 5 dient. Benachbart zum weiteren
Ende des Steilkegelschaftes 7 weist jeder Werkzeugschaft einen kreisscheibenförmigen
Werkzeugflansch 9 auf, dessen Außendurchmesser größer als der des weiteren Endes
des Steilkegelschaftes 7 ist und der beispielsweise entsprechend der zugehörigen
DIN-Norm bei gespanntem Werkzeug mit vorbestimmtem Abstand benachbart zur zugehörigen
Stirnfläche der Arbeitsspindel 2 liegt. Auf der vom Steilkegelschaft 7 abgekehrten
Seite des Werkzeuqflansches 9 liegt der eigentliche, bei der Bearbeitung in Eingriff
mit dem Werkstück stehende Werkzeugkörper 10, im dargestellten Ausführungsbeispiel
ein Stirn- bzw. Walzenfräser.
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Der Werkzeugflansch 9 weist am Umfang zwei einander diametral gegenüberliegende
und symmetrisch zu einer gemeinsamen Axialebene des Werkzeuges vorgesehile rechteckige
Umfangsnuten 11 auf, die in der Breite, ihrer Tiefe sowie in ihrer Anordnung zur
Werkzeugachse an zwei strichpunktiert angedeutete Nutensteine 12 angepasst sind,
welche
über das Arbeitsende der Arbeitsspindel 2 vorstehen und mit dieser lagefest verbunden
sind. Bei eingespanntem Werkzeug greifen die Nutensteine 12 nahezu spielfrei in
die Umfangsnuten 11 des Werkzeugflansches 9 ein, so daß zwischen dem Werkzeug 6
und der Arbeitsspindel 2 eine formschlüssige Drehverbindung hergestelltist tVgl.
die Normen, z.B. DIN 2079, DIN 2080, DIN 69871 u.a.).
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Der Werkzeugmaschine ist eine bei 13 nur zum Teil dargestellte Werkzeugwechsel-Einrichtung
13 zugeordnet, die baulich mit dem Maschinenbett vereint oder als gesondertes Aggregat
mit einer eigenen Konsole vorgesehen sein kann. Die Einrichtung 13 weist einen Greifer
14 zum Entnehmen des jeweiligen Werkzeuges aus der Arbeitsspindel 2 und zum Einsetzten
eines weiteren Werkzeuges in die Arbeitsspindel 2 auf, der beispielsweise die entnommen
Werkzeuge einem Werkzeugmagazin zuführt und die einzusetzenden Werkzeuge demselben
Magazin entnimmt. Der Greifer 14 ist zu diesem Zweck an einem Schlitten 15 angeordnet,
welcher rechtwinklig zur Spindelachse 16 zwischen zwei Endstellungen bewegbar gelagert
ist, wobei die eine Endstellung derjenigen Greifposition des Greifers 14 entspricht,
bei welcher dieser das in der Werkzeugaufnahme 5 angeordnete Werkzeug 6 am Werkzeugflansch
9 derart erfaßt, daß er mit dem Werkzeug 6 sowohl in Richtung von dessen Achse als
auch in der Bewegungsrichtung des Greifers 14 rechtwinklig zu dieser Achse form-
und/oder kraftschlüssig verbunden ist.
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Der Greifer 14 weist zu diesem Zweck an seinem Greifende ein Greifmaul
17 auf, das im wesentlichen durch ein teilkreisförmig gekrümmtes U-Profil gebildet
ist, dessen teilkreisförmig um eine zur Spindelachse 16 parallele Achse gekrümmte
Bodenfläche 18 an den Außenaumfang des Werkzeugflansches 9 angepasst ist.
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Entsprechend ist der Abstand zwischen den inneren Seitenflächen 19
des Greifmaules 17 an die Dicke des Werkzeugflansches 9 angepasst. Beiderseits der
durch eine Axialebene 20 der Spindelachse 16 gebildeten Mittelebene des Greifmaules
17 liegen dessen
Endflächen, die als Anschlagflächen 21 für an
der Arbeitsspidel 2 angeordnete Gegenflächen 22 vorgesehen sind, die ihrerseits
durch die zur Axialebene 20 rechtwinkligen und zu einer weiteren Axialebene der
Arbeitsspi#'del 2 parallelen Seitenflächen der Nutensteine 12 gebildet sind. Sobald
beide Anschlagflächen 21 beiderseits der Axialebene 20 an beiden Gegenflächen 22
anliegen, hat die Außenumfangsfläche des Werkzeugflansches 9 nur noch einen geringen
Spiel abstand von der Bodenfläche 18 des Greifmaules 17.
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Der Greifer 14 weist im Bereich jeder Anschlagfläche 21 eine über
diese vorstehende Sperrklinke 23 auf, welche etwa wie die Nutensteine 12 an die
Umfangsnuten 11 des Werkzeugflansches 9 angepasst sind und etwa in Richtung der
Spindel- bzw. Werkzeugachse federnd gegenüber dem Greifmaul 17 bewegt werden können.
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Die zu ihren Enden ähnlich wie die Nutensteine 11 geringfügig verjüngten
Sperrklinken 23 ragen - bezogen auf die Werkzeug-bzw. Spindelachse 16 - in entgegengesetzten
Richtungen aus, derart daß sie von gegenüberliegenden Stirnseiten des Werkzeugflansches
9 her in Eingriff mit den Umfangsnuten 11 gebracht werden. Die hinteren, der tiefsten
Stelle der Bodenfläche 18 zugekehrten Riegelflächen 24 der Sperrklinke 23 liegen
annähernd in der Ebene der Anschlagflächen 21. Wird der Greifer 14 aus der in den
Fig. 1 und 2 dargestellten zurückgezogenen Wartestellung auf die Arbeitsspindel
2 zubewegt und ist die Arbeitsspindel 2 innerhalb eines vorbestimmten Drehwinkel-Toleranzfeldes
25 vorpositioniert, so schlägt in der Regel zunächst eine der Anschlagflächen 21
an der zugekehrten Seitenfläche 22 des näher beim Greifer 14 liegenden Nutensteines
12 an, so daß bei der weiteren Vorschubbewegung des Greifers 14 die Arbeitsspindel
2 drehend mitgenommen wird, bis die dem Greifer 14 zugekehrte Gegenfläche 22 auch
des anderen Nutensteines 12 an der zugehörigen Gegenfläche 21 anschlägt und dadurch
die Arbeitsspindel 2 hinsichtlich ihrer Drehlage völlig spielfrei bzw. in der erforderlichen
Genauigkeit justiert ist. Der Greifer 14 ist dabei so gesteuert, daß er mit seinen
Anschlagflächen 21 an den Gegenflächen 22 nur mit einer vorbestimmten, relativ geringen
Druckkraft
anliegen kann, so daß Beschädigungen der Spindel lagerung
oder anderer Maschinenteile ausgeschlossen sind. Die Anordnung ist ferner so getroffen,
daß die Anschlagflächen 21 nur benachbart zu einer Stirnfläche des Werkzeugflansches
9, nämlich benachbart zu der der Arbeitsspindel 2 bzw. dem Steilkegelschaft 7 zugekehrten
Stirnfläche an den Gegenflächen 22 und somit nicht in dem Bereich anliegen, in welchem
die Nutensteine 12 für den Eingriff in die Umfangsnuten 11 bestimmt sind.
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Befindet sich während des beschriebenen Vorganges in der Arbeitsspindel
2 ein Werkzeug 6, so erreichen bei der Zustellbewegung des Greifers 14 auf das Werkzeug
6 zuerst die Sperrklinken 23 den Werkzeugflansch 9, wodurch die Sperrklinken 23
federnd weggedrückt werden, bis sie an der zugehörigen Stirnfläche des Werkzeugflansches
9 gleiten. Am Ende der Zustellbewegung erreichen die Sperrklinken 23 die dann hinsichtlich
ihrer Drehlage ausgerichteten Umfangsnuten 11 und springen unter der auf sie einwirkenden
Federkraft dann teilweise in die Umfangsnuten 11, nämlich bis ihre Kopfflächen an
den innerhalb der Umfangsnuten 11 liegenden Kopfflächen der Nutensteine 12 anschlagen.
Wird nunmehr der Greifer 14 parallel zur Spindelachse 16 nach lösen der Pinole von
der Abeitsspindel 2 wegbewegt, so zieht er das Werkzeug 6 und damit den Steilkegelschaft
7 aus der Werkzeugaufnahme 5.
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Hierbei gleiten die Nutensteine 12 aus den Umfangsnuten 11, so daß
die Sperrklinken 23 unter der auf sie einwirkenden Federkraft vollends in ihre Endlage
in die Umfangsnuten 11 nachrücken können und dann mit ihren hinteren Riegelflächen
24 an den zugehörigen Seitenflächen der Umfangsnuten 11 anliegen, so daß das Werkzeug
6 drehgesichert im Greifer 14 gehaltert ist. Der Greifer 14 wird dann von der Spindelachse
16 zurücksezogen in eine Position, die der Übergabe des Werkzeuges an ein Magazin
und der Entnahme eines weiteren Werkeuges aus diesem Magazin dient. Das Einsetzen
dieses zuletzt genannten Werkzeuges in die Arbeitsspindel erfolgt dann in entsprecErrlumgekehrter
Bewegungsfolge, wr)bei hi p.rb#. i dann ru in ,Qut.ensteine 1? beim Eintrelen (1
1 e die angsnuten 11 (1 1 e. rjI)err -klinken 23 soweit zurückdrücken, daß diese
infolae ihrer schrägen Abweisflächen beim darauffolgenden Zurückziehen des Greifers
14
rechtwinklich zur Spindelachse 16 von selbst vollens aus den
Umfangsnuten 11 heraus und dann an der zugehörigen Stirnfläche des Werkzeugflansches
9 gleiten. Zwischen der Entnahme des Werkzeuges 6 aus der Werkzeugaufnahme 5 und
dem Wiedereinsetzten eines Werkzeuges in die Arbeitsspindel 2 ist letztere zweckmäßig
durch Bremsung bzw. Arretierung in ihrer Dreh-und/oder Axiallage festgesetzt, was
beispielsweise durch eine mit dem Motor 3 integrierte Bremseinrichtung erfolgen
kann, so daß die Nutensteine 12 zuverlässig in der vorbestimmten Wechsel- und Justierpisition
stehen bleiben.
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Damit die Arbeitsspindel 2 vor der Arbeitsoperation des Greifers 14
auf das Drehwinkel-Toleranzfeld eingestellt und damit vorpositioniert werden kann,
ist zur Erkennung der Drehlage der Arbeitsspindel 2 eine Tasteinrichtung 26 vorgesehen,
die beispielsweise durch einen sogenannten Endtaster gebildet und unmittelbar benachbart
zum Umfang des aus dem Spindelstock 1 vorstehenden Endes der Arbeitsspindel 2 am
Spindelstock 1 befestigt ist. Dem Fühler 27 der Tasteinrichtung 26 ist ein am Umfang
der Arbeitsspindel 2 befestigter Tatstnocken 28 zugeordnet, der je Umdrehung der
Arbeitsspindel 2 einmal berührungsfrei, jedoch mit sehr geringem Abstand am Fühler
27 vorbeiläuft. Es ist auch denkbar statt der Tasteinrichtung 26 lediglich einen
Reibbelag vorzusehen, an welchem der Nocken 28 so reibend vorbeiläuft, daß die Arbeitsspindel
2 beim Drehen nur unter ihrer Schwungkraft durch diese Bremswirkung innerhalb des
vorbestimmten Drehwinkel-Toleranzfeldes zum Stillstand kommt. Die Tasteinrichtung
26 ist mit dem Spindelantrieb derart steuernd verbunden, daß die Arbeitsspindel
2 bei Drehstellung innerhalb des Toleranzfeldes 25 durch Bremsung aus der zuvor
eingestellten Drehung mit vorzugsweise minimaler Spindeldrehzahl festgesetzt und
dann antriebslos derart freigegen wird, daß sie durch die beschriebene Einwirkung
des Greifers 14 in ihre genaue Drehlage überführt werden kann. Ferner ist die Tasteinrichtung
26 mit der Werkzeugwechsel-Einrichtung 13 derart steuernd verbunden, daß sie die
Zustellbeweung des Greifers 14 nur freigibt, wenn sich
die Arbeitsspindel
2 innerhalb des Drehwinkel-Toleranzfeldes 25 befindet.
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In den Figuren 3 bis 5 sind für einander entsprechende Teile die
gleichen Bezugszahlen wie in den Figuren 1 und 2, jodoch in den Figuren 3 und 4
mit dem Index "a" und in Figur 5 mit dem Index "b" verwendet.
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Die Figuren 3 und 4 zeigen einen einarmigen Greifer. Dieser Greifer
weist an seinem vom Greifmaul abgekehrten Ende eine Nabe 31 zur Befestigung an dem
Schlitten 15 auf, derart.daß der Greifer 14a nach Art eines einarmigen Kragarmes
von der Nabe 31 frei wegragt.- Es ist denkbar, an der Nabe 31 einen oder mehrere
weitere Greifer vorzusehen, beispielsweise derart, daß an der Nabe 31 zwei entgegengesetzt
ausragende Greifer 14a vorgesehen sind, die symmetrisch zu einer durch die Mittelachse
der Nabe 31 gehenden Axialebene liegen und ausgebildet sind.
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An der Nabe 31 ist eine Platte 32 befestigt, die am von der Nabe 31
abgekehrten Ende das Greifmaul 17a trägt, das als gesonderter Bauteil gegen die
Unterseite der Platte 32 gespannnt ist. Zwischen dem Greifmaul 17a und der Nabe
31 ist ein plattenförmiger Tragarm 33 der Sperrklinken 23a federnd an der Unterseite
der Platte 32 befestigt. Zu diesem Zweck ist das innere Ende des Tragarmes 33 zwischen
federnden Quetschhülsen 34 eingespannt. An ihren Kopfseiten weisen die Sperrklinken
23a nach beiden Seiten abfallende Abweisflächen 35,36 auf, die im Kopf der jeweiligen
Sperrklinke 23a stumpfwinklig schneidenartig ineinander übergehen. Durch diese Abweisflächen
können die Sperrklinken 23a selbsttätig in einfacher Weise so zurückgedrückt werden,
daß sie störungsfrei in den beschriebenen Eingriff mit dem Werkzeugflansch 9 gelangen
können. Entsprechende Abweisflächen 37 weisen die Sperrklinken 23a auch an ihren
einander zugekehr ten inneren Seitenflächen auf. Zur genauen Ausrichtung des Greifmaules
17a gegenüber dem Werkzeugflansch 9 während der Zustellbewegung sind Führungsarme
38 mit entsprechenden schrägen Abweisflächen
vorgesehen, wobei
die Enden dieser gemäß Fig.3 X&4 Ke ~ # förmigen Führungsarme 38 vor den Endflächen
der Sperrklinken 23a liegen, so daß diese gegen Beschädigungen durch Auflaufen auf
den Umfang des Werkzeugflansches 9 geschützt sind. Die Anschlagflächen 21a sind
durch die Endflächen des Greifmaules 17a gebildet.
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In Figur 5 ist ein Greifer 14b mit einem Greifmaul 17b dargestellt,
dessen Innenfläche an der tiefsten Stelle eine Zentrieröffnung 21b für einen Nutenstein
12 aufweist. Beiderseits der Zentrieröffnung 21b sind die Innenflächen des Greifmaules
17b bei 39 trichterförmig zur Zentrieröffnung 21b hin konvergierend als Gleitflächen
für den Nutenstein ausgebildet. Wird der Greifer 14b in der beschriebenen Weise
zur Spindelachse zugestellt, so läuft der auf das Drehwinkel-Toleranzfeld eingestellte
Nutenstein auf die zugehörige, zur Zustellbewegung schräge Innenfläche 39 auf, so
daß er bei der weiteren Zustellbewegung mit der Arbeitsspindel um die Spindelachse
gedreht wird, bis er nahezu spielfrei in die Zentrierüffnung 21b eingreift, wodurch
dann die Arbeitsspindel auf die vorbestimmte genaue Drehlage eingestellt ist.
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Es ist auch denkbar, die Drehausrichtung der Arbeitsspindel 2 in die
genau vorbestimmte Drehlage durch eine Greif- bzw.
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Greiferbewegung vorzunehmen, die von der zur Spindelachse 16 rechtwinkligen
Bewegungsrichtung abweicht, insbesondere parallel zur Spindelachse 16 gerichtet
ist. In diesem Fall würde der Greifer beispielsweise nach etwa achsgleicher Ausrichtung
des Greifmaules zur Arbeitsspindel parallel zur Spindelachse nach oben fahren und
mit Abweisflächen, die beispielsweise den Abweisflächen 35, 36 gemäß Fig. 4 entsprechen,
in die Umfangsnuten 11 -einfahren, wodurch die Arbeitsspindel mit dem Werkzeug in
ihre geanue Drehlage ausgerichtet würde.
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Es ist aber auch möglich, am Greifer Ausrichtnuten vorzusehen, die
an die Nutensteine 12 angepaßt und vorzugsweise zu der Seite, von welcher die Nutensteine
12 in sie einfahren, trichterartig erweitert sind, derart, daß Schrägflächen gebildet
sind, entlang welcher die Nutensteine 12 unter Drehung der Arbeitsspindel bis zur
genau vorbestimmten Drehlage entlanggleiten können.
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