DE3524311A1 - Werkzeugwechseleinrichtung fuer werkzeugmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugwechseleinrichtung für Werkzeugmaschinen, insbesondere Schleifstiftwechseleinrich­ tung für eine Rundschleifmaschine, mit einem die Werkzeuge zwischen einem der Maschine zugeordneten Werkzeugmagazin und einem Werkzeugaufnahmekopf der Maschine austauschenden, einen Doppelgreifer aufweisenden Werkzeugwechsler, der mit einem die Werkzeuge jeweils einsetzenden bzw. entnehmenden Hubantriebsmittel und einem die Werkzeuge überführenden Drehantriebsmittel versehen ist.

Automatisch arbeitende Werkzeugwechseleinrichtungen der obigen Gattung dienen, da programmierbar und steuerbar durch computerunterstützte numerische Steuerungen, allge­ mein der Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit innerhalb eines automatisierten Fertigungsablaufes.

Den bei einem Wechselvorgang ablaufenden, separat aufeinan­ derfolgenden Einzelschritten und zurückzulegenden Wegstrecken sind im Hinblick auf die vordringlich anzustrebenden Zeit­ einsparungen bei den bekannten Systemen, wie beispielsweise gemäß der DE-OS 31 36 372, physikalisch und konstruktiv be­ dingte Grenzen gesetzt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu tref­ fen, mit deren Hilfe die Zeit für den Wechselvorgang weiter verkürzt bzw. die Wechselgeschwindigkeit insgesamt erhöht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Antriebsmittel als die Einsetz- bzw. Entnahme- sowie Über­ führungsbewegungen überlagerndes, kombiniertes Hub-/Dreh­ antriebsmittel ausgebildet sind.

Die Hub- und Drehbewegungen könnten im erfindungsgemäßen Sinne beispielsweise durch separat und in exakter zeitli­ cher Abstimmung ansteuerbare Antriebsmittel ausgelöst wer­ den. Eine bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltung garan­ tiert hingegen einen besonders sicheren, problemlosen Wechselvorgang und besteht darin, daß das Hub-/Drehantriebs­ mittel eine Kolben-/Zylindereinheit aufweist, deren Kolben­ stange vermittels einer daran gelagerten Steuerrolle mit einer die Kolbenstange konzentrisch umschließenden Trommel­ kurve in Wirkverbindung steht. Mit einer derartigen Trommel­ kurve ist es möglich, die sich überlagernden Hub- und Drehbewegungen in der jeweils gewünschten Weise dauerhaft optimal aufeinander abzustimmen.

Die Erfindung ist anwendbar auf eine beliebige Zordnung von Magazinachse bzw. Magazinplatzachse und Werkzeugspindelachse der Maschine, so zum Beispiel beim Parallelverlauf der genannten Achsen, wobei der Werkzeugwechsler eine lineare Übertragungsbewegung zwischen dem Werkzeugmagazin und der Werkzeugspindel und umgekehrt ausführt. Die erfindungsge­ mäßen Antriebsmittel bringen ihre spezifischen Vorteile besonders bei einem Werkzeugwechsler zur Geltung, der gemäß einer Weiterbildung als die Werkzeuge zwischen dem mit ihren Achsen bzw. Werkzeugaufnahmeachsen im Winkel von 90° zuein­ ander angeordneten Werkzeugmagazin und Werkzeugaufnahmekopf bzw. Werkzeugspindel der Maschine transportierender, um eine Querachse schwenkbarer Wechselarm ausgebildet ist.

Eine behinderungs- bzw. kollisionsfreie Zusammenwirkung des Werkzeugwechslers mit dem Magazin einerseits und mit dem Werkzeugaufnahmekopf der Maschine andererseits ist durch eine vorteilhafte Ausgestaltung dadurch gewährleistet, daß der Wechselarm mittels eines aus zwei hintereinandergefügten Einzelzylindern gebildeten Doppelzylinders in zwei in einem Winkel von 90° zueinander liegende Wechselstellungen und in zwei Zwischenstellungen im Bereich des Werkzeugmaga­ zins bzw. des Werkzeugaufnahmekopfes verschwenkbar ist.

Eine die Funktionssicherheit des Werkzeugwechslers zusätz­ lich erhöhende Weiterbildung besteht darin, daß die Kolben­ stange bzw. die Trommelkurve von einer durch ein Drehan­ triebsmittel um 180° drehbaren Führungsbuchse umschlossen ist, die mit einer Längsnut versehen ist, in welche eine gleichachsig zur Steuerrolle gelagerte Führungsrolle der Kolbenstange eingreift. Mit Hilfe dieser Ausbildung ist es beispielsweise möglich, einen undefinierten Zustand des Werkzeugwechslers zu überwinden, welcher in der horizontalen Wechselstellung beim Notausschalten des Wechselarms durch große Massenunterschiede der im Doppelgreifer gehaltenen Werkzeuge eintreten könnte, indem dieser zusätzliche Dreh­ antrieb beim Wiedereinschalten der Steuerung in jedem Fall den Totpunkt des Doppelgreifers überwinden hilft. Obwohl normalerweise die Rotationsenergie des Doppelgreifers aus­ reicht, um mit Schwung den Tot- bzw. Umkehrpunkt der Trom­ melkurve zu überwinden, wird insgesamt die Funktionssicher­ heit durch den zusätzlichen Drehantrieb erhöht.

Der Antrieb der Führungsbuchse besteht gemäß einer Weiter­ bildung aus einem druckbeaufschlagten Schaufelsystem. Das Werkzeugmagazin ist darüber hinaus als die Werkzeuge mit ihrer Längsachse vertikal aufnehmender, um eine verti­ kale Achse antreibbarer Drehteller ausgebildet.

Der Hubantrieb sowie der zusätzliche Drehantrieb können beispielsweise pneumatisch, elektrisch oder magnetisch be­ tätigt werden. Eine bevorzugte Ausgestaltung besteht hin­ gegen darin, daß die Antriebsmittel eine hydraulische An­ triebsverbindung aufweisen.

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht in einem op­ timalen Arbeitsablauf der Wechselbewegungen des Doppelgrei­ fers, indem durch die Überlagerung der Hub- und Drehbewegun­ gen eine spezifische Gestaltung und Aneinanderreihung von Einzelschritten möglich ist, wodurch gegenüber herkömmlichen Wechselsystemen eine erhebliche Reduzierung der Anzahl der Zeitabschnitte und damit insgesamt eine kürzestmögliche Wechselzeit bzw. eine höchstmögliche Wechselgeschwindig­ keit gewährleistet sind.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Hierbei zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Gesamtansicht einer Rund­ schleifmaschine mit integrierter Werkzeugwech­ seleinrichtung gemäß Erfindung,

Fig. 2 einen Längsschnitt durch einen erfindungsgemäßen Wechselarm der Werkzeugwechseleinrichtung,

Fig. 3 unterschiedliche Wechselstellungen des Werkzeug­ wechslers mit im Schnitt dargestellten Einzel­ heiten des Werkzeugmagazins,

Fig. 4 ein Wegdiagramm einer auf einen Doppelhub abge­ stimmten Steuerkurve zum Erzeugen der Drehbewegung und

Fig. 5 ein Geschwindigkeitsdiagramm für die Hub- und Drehbewegung.

Die in Fig. 1 dargestellte Rundschleifmaschine unterteilt sich in zwei Hauptsektionen, bestehend aus einem Maschinen­ untergestell 1 und einem eigensteif ausgebildeten Maschi­ nenbett 2, welches einen Funktionsteilträger bildet und mehrere Funktionsaggregate in Form eines Werkstückspindel­ stocks 3, eines Reitstocks 4 und eines mit einem Schleif­ spindelstock 6 besetzten Kreuzschlittens 7 trägt. Das Ma­ schinenbett 2 ist auf einem aus Hohlprofilträgern 8 gebil­ deten Rahmen 9 in geneigter Anordnung befestigt und unter Zwischenlage schwingungsisolierender Elemente in Form von vier gummielastischen Dämpfungsgliedern 11 mit dem Maschi­ nenuntergestell 1 verbunden. Das Maschinenuntergestell 1 ist mit einem nicht weiter dargestellten Wasserkasten ver­ sehen, in den das Kühlwasser über ein umlaufendes Bandfil­ ter 12 zurückgeführt wird. Das Maschinenbett 2 weist Füh­ rungen 13 für den relativ zum feststehenden Werkstückspin­ delstock 3 verschiebbaren Reitstock 4 auf. Mit 14 ist ein zwischen einem Mitnehmer 16 des Werkstückspindelstocks 3 und einer Zentrierspitze 17 des Reitstocks 4 eingespanntes Werkstück bezeichnet.

Der Kreuzschlitten 7 ist mittels eines Motors 18 in Richtung der X-Achse und mittels eines Motors 19 sowie einer festste­ henden, vorgespannten Gewindespindel 21 in Richtung der Z-Achse verschiebbar. Mit 22 ist eine Kabelschleppeinrich­ tung bezeichnet. Der Schleifspindelstock 6 ist mit einem Schleifstift 23 zum Innenrundschleifen und einer durch ei­ nen Motor 24 antreibbaren Schleifscheibe 26 zum Außenrund­ schleifen besetzt, welche durch Verschwenken des Schleif­ spindelstocks 6 um eine Schwenkachse 27 in ihre Arbeitspo­ sition verbracht werden können. Zum Schwenken dient ein Mo­ tor 28, welcher mitschwenkend auf dem Schleifspindelstock 6 installiert ist. Der Gewindespindel 21 ist zum Ausgleich gegen einseitige Verspannung auf der Gegenseite ein Zuganker 29 zugeordnet. Das mit der Gewindespindel 21 zusammenwirkende Getriebe liegt unterhalb einer Abschützung 31.

Um den in einem Werkzeugaufnahmekopf in Form einer Innen­ schleifspindel 32 eingespannten Innenschleifstift 23 für andere Bearbeitungsgänge gegen andere Schleifstifte oder Werkzeuge, beispielsweise in Form von Meßdornen, auswech­ seln zu können, ist der Rundschleifmaschine eine Werkzeug­ wechseleinrichtung 33 zugeordnet. Die Werkzeugwechselein­ richtung 33 besteht aus zwei Hauptbaugruppen in Form eines als Drehteller 34 ausgebildeten Werkzeugmagazins und eines als Wechselarm 36 ausgebildeten Werkzeugwechslers, die an einem gemeinsamen Träger 37 der Maschine angeordnet sind. Der um eine vertikale Achse 38 drehbare Drehteller 34 trägt an zahlreichen über den Umfang verteilten Magazinplätzen 39 mit vertikal ausgerichteter Längsachse Schleifstifte 23 un­ terschiedlicher Form und Größe. Weitere Einzelheiten des Werkzeugmagazins 34 werden später anhand der Fig. 3 näher erläutert.

Der Wechselarm 36 ist mit einem aus zwei Greifern 41 und 42 bestehenden Doppelgreifer versehen und um eine horizontal verlaufende Achse 43 insgesamt um 90° zwischen dem Werkzeug­ magazin 34 in vertikaler Position und dem Werkzeugaufnahme­ kopf 32 in horizontaler Position hin- und herschwenkbar. Für einen Wechselvorgang wird der Schleifspindelstock 6 um 180° geschwenkt, so daß die Schleifspindel 32 mit ihrer horizontal verlaufenden Achse 44 in die aus Fig. 3 ersicht­ liche Wechselposition gelangt, in der die Schleifspindel­ achse 44 somit im Winkel von 90° zu den Aufnahmeachsen 46 der einzelnen Magazinplätze 39 des Drehtellers 34 verläuft. Zum Verschwenken des Wechselarms 36 dient ein in Fig. 3 dargestellter Schwenkzylinder 47, der aus zwei hinterein­ andergesetzten Einzelzylindern besteht und mit seinem unte­ ren Ende mittels einer Gelenkverbindung 48 am Träger 37 und mit seinem oberen Ende mittels einer Gelenkverbindung 49 am Gehäuse des Wechselarms 36 befestigt ist. Die Schwenk­ achsenlagerung in Form einer Schwenkwelle 51 des Wechsel­ arms 36 ist aus Fig. 2 zu ersehen, gemäß der die Schwenk­ welle 51 außerhalb des Lagergehäuses 52 eine Konsole 53 trägt, an welcher der Wechselarm 36 befestigt ist. Der Wechselarm 36 ist zusätzlich zu den im Winkel von 90° zu­ einander verlaufenden äußeren Schwenkstellungen 54 und 56 gemäß Fig. 3 in zwei Zwischenstellungen 57 und 58 in der Nähe bzw. im Bereich des Drehtellers 34 bzw. im Bereich der Schleifspindel 32 verschwenkbar, deren Bedeutung später noch näher erläutert wird. Mit 59 ist ein Näherungsinitiator bezeichnet, welcher die Schwenkbewegungen des Wechselarms 36 überwacht. Weitere Einzelheiten des Wechselarms 36 werden später anhand der Fig. 2 näher erläutert.

Bei dem in Fig. 3 im Schnitt dargestellten Werkzeugmagazin weist der Drehteller 34 einen Tragegriff 61 auf. Der Dreh­ teller 34 ist mit gleichmäßig über seinen Umfang, beispiels­ weise mit einer 24-Teilung, verteilten Aufnahmeköpfen 62 versehen, die zwecks Aufnahme der kegelförmigen Werkzeug­ spannschäfte mit entsprechend geformten Kegelausnehmungen versehen sind. Gehalten werden die Schleifstifte 23 an ei­ nem an ihrem äußeren Ende befindlichen Bund 63 durch eine in einem Gewindestift untergebrachte gefederte Kugelraste 64, von denen drei in gleichmäßiger Winkelteilung angeordnete Kugelrasten den Bund 63 abstützen. Jeder Schleifstift 23 ist außerdem mit einem Bund 66 für den Angriff der Greifer 41 bzw. 42 des Wechselarms 36 versehen.

In einem feststehenden Gehäuse 67 sind sämtliche Antriebs-, Rast- und Überwachungsmittel des Drehtellers 34 unterge­ bracht. Der Drehteller 34 ist mit einer an einer horizon­ talen Gehäuseplatte 68 abgestützten Drehlagerung 69 und antriebsseitig mit einem eine Außenverzahnung aufweisenden Drehkranz 71 versehen, der zur genauen Einstellung der Lage des Drehtellers 34 über Indexbolzen 72 mit dem Dreh­ teller verbunden ist. In der Gehäuseplatte 68 ist eine An­ triebswelle 73 gelagert, deren oberseitiges Ritzel 74 in den Drehkranz 71 eingreift und deren unterseitige Zahn­ scheibe 76 über einen Zahnriemen 77 von einer Zahnscheibe 78 eines Motors 79 angetrieben wird. Die jeweilige Betriebs­ stellung des Drehtellers 34 bzw. jede Schleifstiftstellung im Bereich der Schwenkstellung 54 des Schwenkarms 36 wird durch einen in entsprechende, jedem Magazinplatz 39 zuge­ ordnete Rastbohrungen 81 des Drehkranzes 71 eingreifenden Indexbolzen 82 gerastet. Der Indexbolzen 82 wird von einem an die Gehäuseplatte 68 angeflanschten Zylindergehäuse 83 aufgenommen und mittels einer Druckfeder 84 aufwärts in die Raststellung und mittels eines über einen Hydraulikanschluß 86 beaufschlagten Kolbens 87 in die Entriegelungsstellung bewegt. Mit 88 ist eine Initiatorüberwachung für den Index­ bolzen 82 und mit 89 ein Drehmelder für die antriebsseitige Überwachung der Drehstellungen des Drehtellers 34 bezeich­ net.

Der Wechselarm 36 weist gemäß Fig. 2 zum Entnehmen und Einsetzen der zu wechselnden Schleifstifte 23 in einen entsprechenden Magazinplatz 39 des Drehtellers 34 bzw. in die Schleifspindel 32 der Maschine ein Hubantriebsmittel 91 und zum Überführen bzw. Austauschen der Schleifstifte 23 mittels des Doppelgreifers 41, 42 ein Drehantriebsmittel 92 auf. Beide Antriebsmittel bilden ein kombiniertes Hub-/Dreh­ antriebsmittel, deren lineare- und Drehbewegungen sich über­ lagern. Zu diesem Zweck weist der Wechselarm 36 einen mit einer Kolbenstange 93 verbundenen Kolben 94 auf, der in einem mit zwei Hydraulikanschlüssen 96 und 97 bestückten Zylinder 98 geführt ist. Mit 99 und 101 ist jeweils eine einstellbare Endlagendämpfung für den Kolben 94 bezeichnet.

An ihrem vom Doppelgreifer 41, 42 abgewandten, aus dem druckmittelbeaufschlagten Teil des Zylinders 98 herausge­ führten Ende trägt die Kolbenstange 93 einen festverklemmten Lagerkörper 102, dessen Lagerzapfen 103 eine innere Steuer­ rolle 104 und eine äußere Führungsrolle 106 aufnimmt. Die Steuerrolle 104 wirkt zusammen mit einer in einen die Kol­ benstange 93 konzentrisch umschließenden Zylinderkörper 107 eingebrachten, als Kulissennut ausgebildeten Trommelkurve 108, deren Charakteristik und Wirkungsweise später in Zu­ sammenhang mit der Fig. 4 im Rahmen der Funktionsbeschrei­ bung näher erläutert wird.

Der Zylinderkörper 107 ist von einer um 180° hin- und herdrehbaren Führungsbuchse 109 umschlossen, die sich axial und radial über Wälzkörper 111 bzw. 112 abstützt. Die Führungsbuchse 109 ist mit einer Längsnut 113 versehen, welche die Führungsrolle 106 aufnimmt. Die Führungsbuchse 109 ist mit einem eigenen Drehantrieb versehen, bestehend aus einem Schaufelsystem in Form von einerseits an der Führungsbuchse 109 und andererseits an einem Gehäusekör­ per 114 des Wechselarms 36 befestigten Schaufeln 116 bzw. 117, welche über einen eignen Hydraulikanschluß 118 mit Druck beaufschlagbar sind. Mit 119 bis 122 sind Initiatoren zur Überwachung der linearen und Rotationsbewegungen der den Doppelgreifer 41, 42 tragenden Kolbenstange 93 des Wechselarms 36 beziffert, wie z. B. die Endlagenmeldung der Axialhübe oder die Aktivierung des zusätzlichen Dreh­ antriebes der Führungsbuchse 109.

An ihrem vom Doppelgreifer 41, 42 abgewandten, außerhalb des Gehäusekörpers 114 befindlichen Ende trägt die Kolben­ stange 93 einen mittels einer Führungsstange 123 drehge­ sichert geführten Verteilerblock 124, welcher auf nicht näher dargestellte Weise alle nur durch die Anschlüsse 126 angedeuteten Hydraulikbohrungen zur Betätigung des Doppel­ greifers 41, 42 enthält, die sich zu diesem Zweck längsaxial durch die Kolbenstange 93 hindurch fortsetzen.

Nachfolgend wird die Wirkungsweise der Wechseleinrichtung anhand eines Wechselvorganges unter Zuhilfenahme der in den Fig. 4 und 5 dargestellten Diagramme näher erläutert.

Vorweg sei erwähnt, daß sich die Hubbewegung und Drehbewe­ gung des Doppelgreifers 41, 42 in der vertikalen Schwenk­ stellung 54 des Wechselarms 36 zwar auch überlagern, daß aber die dadurch gewonnene Zeiteinsparung beim Werkzeug­ austausch zwischen dem Werkzeugmagazin 34 und dem Wechsel­ arm 36 uninteressant ist bzw. keine Vorteile bringt, da dieser Teilablauf des Werkzeugwechsels ohnehin in eine längere zur Verfürung stehende Nebenzeit fällt, in der auf der Maschine geschliffen wird. Das Erzeugen bzw. der Ablauf der kombinierten Dreh-/Hubbewegung wird deshalb nur im Be­ reich der Schwenkstellung 56 beim eigentlichen Wechselvor­ gang zwischen dem Doppelgreifer 41, 42 und der Schleifspin­ del 32 beschrieben.

Es sei angenommen, daß sich in der Schleifspindel 32 ein Schleifstift 23 befindet, mit dem gearbeitet wird. Während dieser Phase steht der Wechselarm 36 in der mit 57 bezeich­ neten Zwischenstellung in Warteposition mit ausgefahrenem Doppelgreifer 41, 42. Der Drehteller 34 positioniert den leeren von dem in der Schleifspindel 32 befindlichen Schleif­ stift befreiten Magazinplatz in der Wechselstellung gegen­ über dem Wechselarm 36, wobei der Verriegelungsbolzen 82 diese Magazinstellung fixiert. Durch Einschalten der Wech­ selsteuerung merkt sich diese die augenblickliche Magazin­ stellung des Drehtellers 34, entriegelt den Drehteller durch Zurückziehen des Indexbolzens 82 durch Druckbeauf­ schlagung des Kolbens 87 und dreht durch Aktivieren des Mo­ tors 79 den Drehteller 34 um den jeweils gesuchten Magazin­ platz 39 in die Wechselstellung. Der Schwenkarm 36 schwenkt durch Ausfahren des Schwenkzylinders 47 mit geöffnetem Greifer 42 in die in Fig. 3 in Vollinien dargestellte 90°- Schwenkstellung 54. Der Greifer 42 schließt sich, faßt dabei den neuen Schleifstift am Bund 66 und zieht anschlie­ ßend den Schleifstift unter Überwindung der Federkraft der Kugelraste 64 durch Einziehung bzw. Abwärtsbewegungen der Kolbenstange 93 aus dem Aufnahmekopf 62 des Drehtellers 34 heraus. Danach schwenkt der Wechselarm 36 in die Ruhestel­ lung bzw. Warteposition in die mit 58 bezeichnete Zwischen­ stellung. Hier wird der Greifer 41 geöffnet und die Kolben­ stange 93 wieder ausgefahren. Der Wechselarm 36 verharrt in dieser Stellung solange in Bereitschaft, bis auch der Schleifspindelstock 6 die Schleifspindel 32 in die in Fig. 3 dargestellte Wechselstellung verbracht hat und die Schleifspindel steht. Sowie die Wechslersteuerung ein Sig­ nal zum Wechseln erhalten hat, schwenkt der Wechselarm 36 mit geöffnetem Greifer 41 in die 0°-Schwenkstellung 56 über den Bund 66 des in der Schleifspindel 32 gehaltenen Schleif­ stifts 23. Der Greifer 41 schließt sich und zieht durch Einwärtsbewegen der Kolbenstange 93 den Schleifstift 23 aus der Schleifspindel 32 heraus, deren den Bund 63 des Schleif­ stiftes hintergreifende Kopfbolzen-Spannung gleichzeitig zur Freigabe des Schleifstiftes gelöst wird. Noch während der linearen Entnahmebewegung dreht sich die Kolbenstange 93 mit den Doppelgreifern 41, 42 und tauscht somit den alten gegen den neuen Schleifstift 23 in die Wechselposition aus, wobei sich die Drehbewegung der Kolbenstange 93 in der sich anschließenden linearen Einsetzbewegung der wieder ausfahrenden Kolbenstange zu einer kompletten 180°-Drehung fortsetzt.

Diese die Wechselzeit erheblich reduzierende Überlagerung der Dreh- und Hubbewegungen des Doppelgreifers 41, 42 wird mit Hilfe der in Fig. 2 gezeigten konstruktiven Mittel erzeugt und zeigt die in den Fig. 4 und 5 dargestellte Charakteristik des Bewegungs- und Geschwindigkeitsverlaufes.

Bei dem in den Diagrammen mit Punkt A markierten Beginn der Entnahme- bzw. Rückzugsbewegung der Kolbenstange 93 wird der Kolben 94 über den Hydraulikanschluß 97 mit Druck beauf­ schlagt. Die diese Linearbewegung zwangsläufig mitausfüh­ rende Steuerrolle 104 rollt dabei auf der Trommelkurve 108 ab, die gemäß Fig. 4 zwischen den Punkten A und B noch ei­ nen geraden Verlauf aufweist, so daß die Kolbenstange 93 auf der Strecke A-B ausschließlich linear abwärts beschleu­ nigt wird, womit der Schleifstift 23 behinderungsfrei aus der Aufnahme der Schleifspindel 32 herausgezogen wird. Im Punkt B des Wegdiagramms gemäß Fig. 4 beginnt ein erster sich bis zum Umkehr- oder Totpunkt C, d. h. bis zum Ende der linearen Einwärtsbewegung der Kolbenstange 93 sich erstreckender Krümmungsabschnitt B-C der Trommelkurve 108, welcher überlagert zur Hubbewegung der Kolbenstange durch zwangsläufige entsprechende Ablenkung der Steuerrolle 104 eine Drehbewegung der Kolbenstange initiiert. Aus dem Ge­ schwindigkeitsdiagramm gemäß Fig. 5 ist zu ersehen, daß dabei bis zum Punkt C die lineare Hubbewegung verzögert und gleichzeitig die Drehbewegung beschleunigt wird. Aus Sicherheitsgründen wird gleichzeitig zur Überwindung des Umkehr- bzw. Totpunktes C, beispielsweise im Falle einer Notabschaltung, die Kolbenstange 93 einer zwangsweisen zu­ sätzlichen Drehwirkung ausgesetzt. Hierzu wird das Schau­ felsystem 116, 117 der Führungsbuchse 109 über den Hydrau­ likanschluß 118 mit Druck beaufschlagt, so daß auf die von der Längsnut 113 der Führungsbuchse 109 erfaßte Führungs­ rolle 106 eine in Drehrichtung der Kolbenstange wirkende Kraft ausgeübt wird. Im Punkt C ist somit die Einwärtsbe­ wegung der Kolbenstange beendet und ihre Drehgeschwindig­ keit am höchsten. Anschließend wird die Kolbenstange durch entgegengesetzte Beaufschlagung des Kolbens 94 über den Hydraulikanschluß 96 wieder ausgefahren.

Die zwischen den Punkten C und D wieder ausfahrende Kolben­ stange 93 wird gemäß Fig. 5 wieder beschleunigt, während die auf dem Kurvenabschnitt C-D der Trommelkurve 108 ab­ rollende Steuerrolle 104 die Drehbewegung der Kolbenstange 93 nunmehr verzögert, welche in Punkt C nach erfolgter 180°-Drehung beendet ist. Die Trommelkurve 108 hat in dem Abschnitt D-E einen geraden Verlauf, und die Beaufschlagung des Schaufelsystems 116, 117 wird in Punkt D ebenfalls be­ endet, so daß die zusätzliche Drehwirkung der Führungsbuchse 109 auf die Führungsrolle 106 wegfällt. Zwischen den Punkten D und E wird die reine Linearbewegung der Kolbenstange 93 gemäß Fig. 5 bis zum Stillstand verzögert, mit dem der Ein­ setzvorgang des neuen Schleifstiftes 23 durch den Greifer 42 in die Schleifspindel 32 beendet ist.

Diese Überlagerung der Dreh- und Linearbewegungen ergibt einen idealen Funktions- und Bewegungsablauf mit einer vek­ toriell sehr hohen gleichförmigen Geschwindigkeit, wobei durch die spezifische Art der Einzelschritte diese nur noch vier Zeitabschnitte ohne separaten Zeitanteil für die Dreh­ bewegung umfassen.

Nachdem die Kopfbolzen-Spannung der Schleifspindel 32 den neu eingesetzten Schleifstift 23 erfaßt hat, öffnet der Greifer 42 und gibt damit den Schleifstift frei. Der Wech­ selarm 36 schwenkt mit der ausgefahrenen Kolbenstange 93 zunächst in die Zwischenstellung 58 zurück. Während des vor­ stehend geschilderten Wechselvorganges hat sich der Dreh­ teller 34 des Schleifstiftmagazins so gedreht, daß der alte leere Magazinplatz wieder in die Wechselstellung gelangt. Nach einem neuen Startsignal der Wechslersteuerung wird die Kolbenstange 93 mit dem Doppelgreifer 41, 42 auf zuvor beschriebene Weise eingefahren, wobei sich selbstverständ­ lich und zwangsläufig die Dreh- und Hubbewegungen wieder überlagern. Der Wechselarm 36 schwenkt in die vertikale Schwenkstellung 54, in welcher die wieder ausfahrende Kolbenstange 93 den im Greifer 41 gehaltenen alten Schleif­ stift unter den Aufnahmekopf 62 des in Bereitschaft ste­ henden leeren alten Magazinplatzes schwenkt und von unten in den Aufnahmekopf 62 einschiebt und nach dem Greifen der Kugelrasten 64 freigibt. Anschließend schwenkt der Wechselarm 36 in die Ruhe- bzw. Zwischenstellung 57 zurück.

Claims (8)

1. Werkzeugwechseleinrichtung für Werkzeugmaschinen, ins­ besondere Schleifstiftwechseleinrichtung für eine Rund­ schleifmaschine, mit einem die Werkzeuge zwischen einem der Maschine zugeordneten Werkzeugmagazin und einem Werkzeug­ aufnahmekopf der Maschine austauschenden, einen Doppelgrei­ fer aufweisenden Werkzeugwechsler, der mit einem die Werk­ zeuge jeweils einsetzenden bzw. entnehmenden Hubantriebs­ mittel und einem die Werkzeuge überführenden Drehantriebs­ mittel versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die An­ triebsmittel als die Einsetz- bzw. Entnahme- sowie Überfüh­ rungsbewegungen überlagerndes, kombiniertes Hub-/Drehan­ triebsmittel (91, 92) ausgebildet sind.

2. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Hub-/Drehantriebsmittel eine Kolben-/ Zylindereinheit (94, 98) aufweist, deren Kolbenstange (93) vermittels einer daran gelagerten Steuerrolle (104) mit einer die Kolbenstange konzentrisch umschließenden Trom­ melkurve (108) in Wirkverbindung steht.

3. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugwechsler als die Werkzeuge (23) zwischen dem mit ihren Achsen bzw. Werkzeug­ aufnahmeachsen (38, 46, 44) im Winkel von 90° zueinander angeordneten Werkzeugmagazin (34) und Werkzeugaufnahme­ kopf (32) transportierender, um eine Querachse (43) schwenk­ barer Wechselarm (36) ausgebildet ist.

4. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wechselarm (36) mittels eines aus zwei hintereinanderge­ fügten Einzelzylindern gebildeten Doppelzylinders (47) in zwei in einem Winkel von 90° zueinander liegende Wechsel­ stellungen (54, 56) und in zwei Zwischenstellungen (57, 58) im Bereich des Werkzeugmagazins (34) bzw. des Werkzeug­ aufnahmekopfes (32) schwenkbar ist.

5. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolben­ stange (93) bzw. die Trommelkurve (108) von einer durch ein Drehantriebsmittel (116, 117) um 180° drehbaren Füh­ rungsbuchse (109) umschlossen ist, die mit einer Längsnut (113) versehen ist, in welche eine gleichachsig zur Steuer­ rolle (104) gelagerte Führungsrolle (106) der Kolbenstange eingreift.

6. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungs­ buchse (109) mittels eines druckbeaufschlagten Schaufel­ systems (116, 117) antreibbar ist.

7. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug­ magazin (34) als die Werkzeuge (23) mit ihrer Längsachse vertikal aufnehmender, um eine vertikale Achse (38) an­ treibbarer Drehteller ausgebildet ist.

8. Werkzeugwechseleinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebs­ mittel (91, 92) eine hydraulische Antriebsverbindung (96, 97, 118) aufweisen.