DE3533048A1 - Machine tool for cutting - Google Patents
Machine tool for cuttingInfo
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Abstract
Description
Für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken werden häufig verschiedene Werkzeuge benötigt. Damit die Bearbeitung der Werk stücke in einer Einspannung durchgeführt werden kann, werden in zunehmenden Maße die Werkzeugmaschinen mit selbsttätig arbeitenden Werkzeugwechselvorrichtungen ausgestattet. Darunter gibt es solche Werkzeugmaschinen, bei denen mehrere Werkzeug wechselvorrichtungen um das Spindelgehäuse mit der Hauptspindel der Werkzeugmaschine herum angeordnet sind, die mit je einem Werkzeughalter ausgerüstet sind, an denen ein bestimmtes Werkzeug für einen bestimmten Bearbeitungsvorgang angebracht ist. Bei einigen Werkzeugmaschinen bleibt die Werkzeugwechselvorrichtung mit dem Werkzeughalter auch dann verbunden, wenn dieser in die Hauptspindel der Werkzeugmaschine eingesetzt ist. Auf diese Weise kann sofort im Anschluß an die Beendigung eines Bearbeitungs vorganges das in der Hauptspindel sitzende Werkzeug mittels seiner Werkzeugwechselvorrichtung von der Hauptspindel entfernt werden und ein zuvor schon bereitgestelltes Werkzeug mittels dessen Werkzeugwechselvorrichtung in die Hauptspindel eingesetzt werden.For the machining of workpieces are common different tools needed. So that editing the plant Pieces can be carried out in one clamping increasing dimensions the machine tools with automatic working tool changing devices. Underneath there are such machine tools where several tools Change devices around the spindle housing with the main spindle the machine tool are arranged around, each with one Tool holders are equipped on which a specific tool is appropriate for a specific machining operation. At The tool changing device remains in some machine tools connected to the tool holder even when it is in the Main spindle of the machine tool is used. In this way can immediately after finishing editing the tool located in the main spindle its tool changer from the main spindle and a previously provided tool using its tool changing device inserted into the main spindle will.
Bei einer bekannten Werkzeugmaschine dieser Art (DE-GM 85 02 937.8) sind am Maschinengestell mittels einer Längs führung sowohl der Werkzeugtisch wie auch das Spindelgehäuse in der Höhe verfahrbar. Am Spindelgehäuse ist die Hauptspindel in ihrer Längsachse unverschieblich aber drehbar gelagert. Um die Hauptspindel herum sind mehrere Werkzeugwechselvorrichtungen angeordnet. In a known machine tool of this type (DE-GM 85 02 937.8) are on the machine frame by means of a longitudinal both the tool table and the spindle housing in movable in height. The main spindle on the spindle housing is in its longitudinal axis is non-displaceable but rotatable. To the Main spindle around are several tool changing devices arranged.
Am Spindelgehäuse sind Längsführungen angeordnet, in denen je eine Führungsstange längsverschiebbar geführt ist. Die Führungs stangen sind in der Länge zweigeteilt. Der vom Werkstücktisch abgekehrte Stangenteil ist in den Längsführungen längsverschieb bar, aber nicht drehbar geführt. Der andere Stangenteil ist mittels Führungselementen an dem einen Stangenteil um seine Längsachse drehbar geführt und zugleich um eine gewisse Strecke längsverschiebbar geführt. An diesem zweiten Stangenteil ist an dem dem Werkzeugtisch zugekehrten Ende ein Haltearm angeordnet. Daran sind in einem bestimmten Abstand von der Längsachse der Führungsstange Halteelemente für einen Werkzeughalter angeordnet. Der Abstand dieser Halteelemente von der Längsachse der Führungsstange ist zumindest annähernd gleich dem Abstand der Längsachse der Führungsstange und der Längsachse der Haupt spindel. Dadurch kann der Werkzeughalter in zumindest zwei Schwenkstellungen gebracht werden, wobei er in der einen Schwenk stellung außerhalb der Hauptspindel steht und wobei in der anderen Schwenkstellung seine Längsachse mit der Längsachse der Hauptspindel fluchtet, so daß er durch eine axiale Verstell bewegung der Hauptspindel in deren Werkzeugaufnahme aufgenommen werden kann.Longitudinal guides are arranged on the spindle housing, in each of which a guide rod is guided in a longitudinally displaceable manner. The leadership poles are divided in two in length. The one from the workpiece table turned rod part is longitudinally displaced in the longitudinal guides bar, but not rotatable. The other part of the bar is by means of guide elements on one part of the rod around its Longitudinal axis rotatably guided and at the same time by a certain distance guided longitudinally. This second part of the pole is on a holding arm is arranged at the end facing the tool table. There are at a certain distance from the longitudinal axis Guide rod holding elements arranged for a tool holder. The distance of these holding elements from the longitudinal axis of the Guide rod is at least approximately equal to the distance of the Longitudinal axis of the guide rod and the longitudinal axis of the main spindle. This allows the tool holder to be in at least two Swivel positions are brought, being in one swivel position outside the main spindle and in the other pivot position its longitudinal axis with the longitudinal axis of the Main spindle is aligned so that it can be adjusted axially movement of the main spindle in its tool holder can be.
Für jede Führungsstange ist eine Schwenkvorrichtung vorhanden, mittels der der Haltearm an dem einen Stangenteil in die zwei verschiedenen Schwenkstellungen verschwenkt wird. Die Schwenk vorrichtung weist eine Axialrichtung und in Umfangsrichtung verlaufende Steuerkurve und ein damit zusammenwirkendes Nachführ glied auf. Die Steuerkurve ist mit dem einen Stangenteil und das Nachführglied mit dem anderen Stangenteil verbunden. In der Bewegungsbahn des Stangenteils mit dem Haltearm ist am Spindel gehäuse ein Anschlag an derjenigen Stelle angeordnet, die der axialen Endstellung dieses Stangenteils gegenüber dem Spindel gehäuse entspricht. Zwischen den beiden Stangenteilen wirkt ein Federelement, das auf die beiden Stangenteile eine sie ausein ander bewegende Kraft ausübt, wobei die Ausfahrbewegung der beiden Stangenteile durch einen zweiten Anschlag begrenzt wird. There is a swivel device for each guide rod, by means of which the holding arm on the one rod part into the two different pivot positions is pivoted. The pan device has an axial direction and in the circumferential direction running control curve and a cooperating tracking link up. The control curve is with one part of the rod and that Tracking link connected to the other rod part. In the The path of movement of the rod part with the holding arm is on the spindle Housing a stop arranged at the point that the axial end position of this rod part relative to the spindle housing corresponds. A acts between the two rod parts Spring element that separates them from the two rod parts exerts other moving force, the extension movement of the two rod parts is limited by a second stop.
Die Lage des zweiten Anschlages ist auf die Steuerkurve so abge stimmt, daß bei der axialen Relativbewegung der beiden Stangen teile der Haltearm die gewünschte äußere Schwenkstellung erreicht hat, wenn der zweite Anschlag wirksam wird.The position of the second stop is so abge on the control curve true that the axial relative movement of the two rods parts of the arm reached the desired outer pivot position when the second stop takes effect.
Jede Führungsstange ist mit einem eigenen Kraftantrieb in Form eines doppeltwirkenden pneumatischen Kolbenantriebes gekoppelt. Damit kann jede Führungsstange in eine vom Werkstücktisch zurück gezogene oder angehobene Stellung und in eine ausgefahrene oder abgesenkte Stellung auf und ab bewegt werden. Jeder Kolbenantrieb ist über ein Umsteuerventil an eine gemeinsame Versorgungsleitung für Druckluft in der Weise angeschlossen, daß in der Ruhestellung des Steuerventiles die in Bezug auf das Spindelgehäuse unten gelegene Kolbenseite mit der gemeinsamen Versorgungsleitung verbunden ist, wodurch die zugehörige Führungsstange in die zurückgezogene Stellung angehoben wird und dort festgehalten wird. Über das Steuerventil ist gleichzeitig die oben gelegene Kolbenseite in die Umgebung entlüftet. In der Arbeitsstellung des Steuerventils ist die unten gelegene Kolbenseite entlüftet und die oben gelegene Kolbenseite mit der gemeinsamen Versorgungs leitung verbunden, wodurch die Kolbenstange in ihre ausgefahrene Stellung abgesenkt wird. Bei dieser Absenkbewegung der Führungs stange trifft der Stangenteil mit dem Haltearm dann auf den ersten Anschlag, wenn der Haltearm diejenige tiefste Relativ stellung gegenüber dem Spindelgehäuse erreicht, in der sein Werk zeughalter von der ausgeschwenkten Stellung in die Fluchtlinie der Längsachse der Hauptspindel verschwenkt werden kann. Da der Kolbenantrieb und damit der mit ihm verbundene obere Stangenteil die Absenkung fortsetzt, werden die beiden Stangenteile um eine gewisse Strecke zusammengeschoben. Dabei wird das Nachführ glied an der Steuerkurve entlangbewegt und der eine Stangenteil gegenüber dem anderen Stangenteil verschwenkt, wodurch der Halte arm die Schwenkbewegung von außen nach innen ausführt.Each guide rod is in shape with its own power drive a double-acting pneumatic piston drive. This allows each guide rod to go back into one of the workpiece table pulled or raised position and in an extended or lowered position can be moved up and down. Every piston drive is via a reversing valve to a common supply line connected for compressed air in such a way that in the rest position of the control valve in relation to the spindle housing below located piston side with the common supply line is connected, whereby the associated guide rod in the withdrawn position is raised and held there becomes. The control valve is the one at the top Vented piston side to the environment. In the working position of the Control valve is vented and the piston side located below the piston side at the top with the common supply line connected, causing the piston rod into its extended Position is lowered. With this lowering movement of the guide The rod part with the holding arm then meets the first stop when the holding arm is the deepest relative Position reached in relation to the spindle housing in which his work witness holder from the swung-out position into the escape line the longitudinal axis of the main spindle can be pivoted. Since the Piston drive and thus the upper rod part connected to it the lowering continues, the two rod parts are turned over pushed a certain distance together. Thereby the tracking link moved along the control curve and the one rod part pivoted relative to the other rod part, whereby the stop arm pivots from outside to inside.
In Industrie- und Handwerksbetrieben sind die Druckluftnetze zur Versorgung druckluftbetätigter Geräte oder mit Druckluft ange triebener Maschinen in der Regel auf einen Überdruck gegenüber dem Atmosphärendruck von 6 bar eingestellt. Je nach der Kolben fläche der hier verwendeten pneumatischen Kolbenantriebe ruft dieser Überdruck eine bestimmte Kolbenkraft hervor, die bei den zu bewegenden Teilen je nach der Masse eine bestimmte Beschleunigung dieser Teile bewirkt. Da die Kolbenantriebe aus einer vorgegebenen Typenreihe nach bestimmten konstruktiven Gesichtspunkten ausgewählt werden, hat das meistens zur Folge, daß durch den normalen Netzdruck eine so große Kolbenkraft erzeugt wird, daß der untere Stangenteil mit dem Haltearm und dem daran angebrachten Werkzeughalter einschließlich des Werkzeuges nach seinem Auftreffen am ersten Anschlag eine so große Dreh beschleunigung erfährt, die so groß ist, daß der Haltearm mit einer sehr hohen Endgeschwindigkeit die eingeschwenkte Stellung in der Fluchtlinie der Längsachse der Hauptspindel erreicht. Diese Schwenkgeschwindigkeit muß dann schlagartig auf Null abge bremst werden. Die dabei auftretenden Beschleunigungskräfte verursachen starke Beanspruchungen der miteinander zusammen wirkenden Teile und, infolge der stets vorhandenen Elastizität der Teile, unerwünschte Schwingungen und Ausschlagbewegungen des Werkzeughalters, so daß es vorkommen kann, daß er bei dem Ein fahren in die Hauptspindel nicht genau in den Aufnahmekegel trifft, sondern an dessen Wandung anschlägt. Im ungünstigsten Falle kann es sogar vorkommen, daß irgendeine Stirnfläche des Werkzeughalters an einer Stirnfläche an der Hauptspindel auf trifft und dann ein Einsetzen des Werkzeughalters zumindest vorübergehend gar nicht möglich ist. Ein Teil dieser Erscheinungen tritt auch dann auf, wenn der Werkzeughalter nach der Beendigung des von ihm ausgeführten Arbeitsganges von der Fluchtlinie der Hauptspindel weg nach außen verschwenkt wird. Hierbei sind die aufzufangenden Beschleunigungskräfte sogar noch größer, weil zur Kolbenkraft des pneumatischen Kolbenantriebes noch die Rückstell kraft des Federelementes hinzukommt, das die beiden Stangenteile der Führungsstange auseinanderschiebt.The compressed air networks are used in industrial and craft businesses Supply of compressed air operated devices or with compressed air driven machines usually overpressure the atmospheric pressure of 6 bar. Depending on the piston area of the pneumatic piston drives used here calls this overpressure gives rise to a certain piston force, which at the parts to be moved depending on the mass Acceleration of these parts causes. Because the piston drives out a given type series after certain constructive Most of the time, the result is that that by the normal network pressure such a large piston force is generated that the lower rod part with the holding arm and the attached tool holder including the tool such a big spin after hitting the first stop experiences acceleration that is so large that the holding arm with the swiveled position at a very high top speed reached in the line of alignment of the longitudinal axis of the main spindle. This swivel speed must then abge abruptly to zero be slowed down. The acceleration forces that occur cause heavy stresses on each other acting parts and, due to the always existing elasticity of the parts, unwanted vibrations and deflection movements of the Tool holder, so that it can happen that he at the one do not drive into the main spindle exactly into the taper hits, but strikes the wall. In the worst Case it may even happen that some end face of the Tool holder on an end face on the main spindle hits and then inserting the tool holder at least is temporarily not possible. Part of these appearances also occurs when the tool holder after completion of the operation carried out by him from the escape line of the Main spindle is pivoted away to the outside. Here are the accelerating forces to be absorbed even greater because of Piston force of the pneumatic piston drive still the reset due to the force of the spring element, which is the two rod parts pushes the guide rod apart.
Der im Anspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die bekannte Werkzeugmaschine so zu gestalten, daß vor allem bei den Schwenkbewegungen der Haltearme mit den Werkzeughaltern, aber auch bei den Längsbewegungen der Führungs stangen, die bewegten Teile geringere Beschleunigungswerte erreichen als bei der bisherigen Ausführung.The invention specified in claim 1 is the object based on designing the known machine tool so that especially with the swiveling movements of the holding arms with the Tool holders, but also with the longitudinal movements of the guide rods, the moving parts lower acceleration values achieve than with the previous version.
Wenn für einen der Kolbenantriebe das Steuerventil in seine Arbeitsstellung umgeschaltet wird, wird die mit diesem gekoppelte Führungsstange wie sonst auch abgesenkt, bis der Stangenteil mit dem Haltearm auf den ersten Anschlag auftrifft und er von da an diese Höhenstellung beibehält. Bei der weiteren Abwärtsbewegung des zweiten Stangenteils wird nicht nur infolge der Relativ bewegung zwischen dem Nachfüllglied und der Steuerkurve der erste Stangenteil mit dem Haltearm einwärts verschwenkt, sondern auch das Federelement zwischen den beiden Stangenteilen zusammenge drückt. Dadurch, daß der Druckwert der Druckluft in der Ver sorgungsleitung unter Berücksichtigung der konstruktiven und physikalischen Gegebenheiten der Kolbenantriebe und der Führungs stangen vor allem auf die anwachsende Gegenkraft dieses Feder elementes abgestimmt ist, wird die Antriebskraft des Kolben antriebes zunehmend von dem Federelement aufgefangen und dadurch sowohl die Relativbewegung der beiden Stangenteile wie auch die Schwenkbewegung des Haltearmes zunehmend verzögert. Dadurch erreicht der Schwenkarm mit verhältnismäßig geringer End geschwindigkeit seine Endstellung in der Fluchtlinie der Haupt spindel, wobei die verbliebenen Beschleunigungskräfte von der Schwenkvorrichtung ohne weiteres aufgenommen werden können. Der Druckwert in der Versorgungsleitung wird dabei zweckmäßigerweise so eingestellt, daß in der Endstellung des Schwenkarmes noch ein kleiner Schwenkkraftüberschuß vorhanden ist, so daß auch bei unterschiedlichen Reibungswerten in den verschiedenen Führungen die Endstellung des Schwenkarmes mit Sicherheit erreicht wird.If the control valve in one of the piston drives Working position is switched, the coupled with this Guide rod lowered as usual until the rod part with the holding arm hits the first stop and from then on maintains this height position. With the further downward movement the second part of the rod is not only due to the relative movement between the refill and the cam the first Rod part pivoted inwards with the holding arm, but also the spring element together between the two rod parts presses. The fact that the pressure value of the compressed air in the Ver care management taking into account the constructive and physical conditions of the piston drives and the guide especially on the increasing counterforce of this spring element is matched, the driving force of the piston drive increasingly caught by the spring element and thereby both the relative movement of the two rod parts as well as the Pivoting movement of the holding arm is increasingly delayed. Thereby reaches the swivel arm with a relatively low end speed its final position in the line of flight of the main spindle, the remaining acceleration forces from the Swivel device can be easily added. The Pressure value in the supply line is expedient set so that in the end position of the swivel arm small excess swivel force is available, so that even different friction values in the different guides the end position of the swivel arm is reached with certainty.
Wenn bei einem Werkzeugwechsel der zuletzt in der Hauptspindel sitzende Werkzeughalter aus dieser in axialer Richtung herausge fahren worden ist und aus deren Fluchlinie herausgeschwenkt werden soll und anschließend zusammen mit der Führungsstange in die Ruhestellung angehoben werden soll, dann wird eine kurze Zeitspanne vor dem Umschalten des Steuerventils des betreffenden Kolbenantriebes durch das in die gemeinsame Versorgungsleitung aller Kolbenantriebe eingeschaltete Entlüftungsventil die gemein same Versorgungsleitung vorübergehend entlüftet. Dadurch sinkt der Überdruck sowohl in der gemeinsamen Versorgungsleitung wie auch in den Zylindern der daran angeschlossenen Kolbenantriebe ab. Wenn dann das Steuerventil des Kolbenantriebes mit der abge senkten Führungsstange aus der Arbeitsstellung in die Ruhe stellung umschaltet, wird bei diesem Kolbenantrieb die oben gelegene Kolbenseite ins Freie entlüftet und die unten gelegene Kolbenseite an die Versorgungsleitung angeschlossen. Da darin der Überdruck stetig weiter absinkt, wird der Kolben dieses Kolben antriebes zwar angehoben, aber mit einer verringerten Druckkraft, die während des Anhebens sogar noch abnimmt. Infolge der gleich zeitig stattfindenden Relativbewegung zwischen dem Nachführglied und der Steuerkurve wird der Haltearm aus der Fluchtlinie der Hauptspindel herausgeschwenkt. Diese Schwenkbewegung erfolgt mit abnehmender Beschleunigung, so daß die Schwenkvorrichtung nur eine verhältnismäßig geringe Endgeschwindigkeit auffangen muß. Wenn nach Ablauf der am Zeitschaltglied eingestellten Zeitspanne das Entlüftungsventil in der gemeinsamen Versorgungsleitung wieder geschlossen wird und diese Versorgungsleitung wieder mit der Druckquelle verbunden wird, muß zunächst der gesamte Raum inhalt der Versorgungsleitung einschließlich der Zylinder sämt licher Kolbenantriebe erst einmal aufgefüllt werden, ehe der Druck in diesen Räumen wieder seinen Ausgangswert erreichen kann. Da mit Ausnahme eines zweiten Kraftantriebes, der in der Zwischenzeit von der Programmsteuerung der Werkzeugmaschine in die abgesenkte Stellung gesteuert wurde, die übrigen Kolben antriebe in ihrer angehobenen Ruhestellung stehen, ist das Auffüllvolumen verhältnismäßig groß. Die Versorgungsleitung und die Zylinder der in der Ruhestellung befindlichen Kolbenantriebe wirken somit als Puffervolumen für die einströmende Druckluft. Auch dadurch wird der noch anzuhebende Kolbenantrieb nicht sofort voll beschleunigt. Auch wenn das Entlüftungsventil schon umge schaltet ist und es die Entlüftung der Versorgungsleitung beendet hat und diese bereits wieder mit der Druckquelle verbunden ist, noch ehe der Haltearm seine außenliegende Schwenkstellung ganz erreicht hat, wird die durch die Pufferwirkung nur allmählich einsetzende Druckkraft an seinem Kolbenantrieb die End geschwindigkeit des Haltearmes nur wenig erhöhen. Dadurch bleiben die aufzufangenden Kräfte auch in diesem Falle noch verhältnis mäßig gering. Dadurch werden sowohl beim Einschwenken wie auch beim Ausschwenken der Haltearme mit den Werkzeughaltern nur solche Beschleunigungskräfte hervorgerufen, die von der Schwenk vorrichtung ohne Überlastung ihrer Teile aufgenommen werden können.If the last time in the main spindle during a tool change seated tool holder from this in the axial direction has been driven and swung out of their curse line and then together with the guide rod in the rest position should be raised, then a short Time before switching the control valve of the concerned Piston drive through the in the common supply line of all piston actuators activated vent valve the common same supply line temporarily vented. This will decrease the overpressure both in the common supply line as also in the cylinders of the piston drives connected to it from. Then if the control valve of the piston drive with the abge lowered the guide rod from the working position to the rest position switches, the top of this piston drive the piston side is vented to the outside and the one below Piston side connected to the supply line. Since the If the pressure drops steadily, the piston of this piston will drive raised, but with a reduced pressure force, which even decreases during lifting. As a result of the same relative movement taking place between the tracking member and the control curve is the holding arm from the line of alignment of the Main spindle swung out. This swiveling movement takes place with decreasing acceleration so that the swivel device only a comparatively low top speed. If after the time set on the timer has expired the vent valve in the common supply line is closed again and this supply line again the pressure source, the entire room must first content of the supply line including all cylinders Piston drives are filled up before the Pressure in these rooms can return to its initial value. Since with the exception of a second power drive, which in the Meanwhile from the program control of the machine tool in the lowered position was controlled, the remaining pistons drives are in their raised rest position, that is Filling volume relatively large. The supply line and the cylinders of the piston drives in the rest position thus act as a buffer volume for the incoming compressed air. This also does not immediately make the piston drive to be lifted fully accelerated. Even if the vent valve is already vice versa is switched on and it ends the ventilation of the supply line has already been connected to the pressure source again, before the holding arm completely swings outwards achieved, is only gradually due to the buffer effect compressive force on its piston drive the end only slightly increase the speed of the holding arm. Stay through this the forces to be absorbed are still proportional in this case moderately low. This means that when swiveling in as well when swinging out the holding arms with the tool holders only such acceleration forces caused by the swivel device without overloading its parts can.
Bei einer Ausgestaltung der Werkzeugmaschine nach Anspruch 2 läßt sich der Druckwert in der gemeinsamen Versorgungsleitung aller Kolbenantriebe entsprechend deren Gegebenheiten optimal ein stellen. Außerdem werden dadurch die Kolbenantriebe der Wechsel vorrichtungen von Schwankungen des Überdruckes im Druckluft-Ver sorgungsnetz unabhängig. Bei einer Ausgestaltung der Werkzeug maschine nach Anspruch 3 läßt sich die Werkzeugmaschine auch in bezug auf die Ausschwenkbewegung der Haltearme optimal einstellen und somit an Änderungen etwa der Masse der Werkzeughalter oder der daran angebrachten Werkzeuge anpassen.In one embodiment of the machine tool according to claim 2 the pressure value in the common supply line of all Piston drives optimally in accordance with their circumstances put. It also makes the piston drives the change devices of fluctuations in overpressure in compressed air ver care network independent. In one configuration, the tool machine according to claim 3, the machine tool can also in optimally adjust with respect to the pivoting movement of the holding arms and thus changes in the mass of the tool holder or adjust the tools attached to it.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigenAn exemplary embodiment of the invention is described below the drawing explained in more detail. Show it
Fig. 1 und 2 je eine ausschnittweise dargestellte Ansicht der Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung mit verschiedenen Betriebsstellungen ihrer Teile; Figures 1 and 2 each show a fragmentary view of the machine tool according to the invention with different operating positions of its parts;
Fig. 3 ein ausschnittweise dargestelltes Blockschaltbild eines Teils der Werkzeugmaschine. Fig. 3 is a block diagram of a portion of the machine tool shown in sections.
Die nur ausschnittweise dargestellte Werkzeugmaschine weist ein nicht dargestelltes Maschinengestell auf, an dem ein ebenfalls nicht dargestellter Werkzeugtisch herkömmlicher Bauart angeordnet ist. Außerdem ist am Maschinengestell eine primäre Längsführung für den Maschinenkopf vorhanden, an der dieser von Hand in der Höhe verstellt und daran festgeklemmt werden kann. Davon sind in Fig. 1 und 2 lediglich zwei Tragelemente 11 und 12 angedeutet, die ihrerseits eine sekundäre Längsführung 13 in Form einer Säulenführung tragen. Daran wiederum ist der eigentliche Arbeits kopf 14 in der Höhe verfahrbar geführt. Die Antriebsteile dazu sind nicht dargestellt.The machine tool, which is only shown in detail, has a machine frame, not shown, on which a tool table of a conventional type, also not shown, is arranged. In addition, there is a primary longitudinal guide for the machine head on the machine frame, on which the height can be adjusted by hand and clamped to it. Of these, only two support elements 11 and 12 are indicated in FIGS. 1 and 2, which in turn carry a secondary longitudinal guide 13 in the form of a column guide. In turn, the actual working head 14 is guided in height. The drive parts for this are not shown.
Der Arbeitskopf 14 weist eine Aufnahme 15 für ein Spindel gehäuse 16 auf, in dem eine Hauptspindel 17 drehbar gelagert ist. In Richtung ihrer Längsachse 18 ist die Hauptspindel 17 gegenüber dem Spindelgehäuse 16 unverschieblich. Ihre Zustell- und Vor schubbewegungen werden ausschließlich mittels des Arbeits kopfes 14 und der sekundären Längsführung 13 ausgeführt. Die Hauptspindel 17 weist an ihrem dem Werkzeugtisch zugekehrten Ende, das in Fig. 1 und 2 unten gelegen ist, einen Aufnahmekegel auf, in den einzelne Werkzeughalter 21 eingesetzt werden können. Die Hauptspindel 17 weist außerdem in ihrem Inneren eine Spann vorrichtung auf, mittels der ein in die Hauptspindel eingesetzter Werkzeughalter 21 festgespannt werden kann. Diese Spannvor richtung ist mit einem Tellerfedersatz als Kraftquelle, mit einem hydraulischen Kolbenantrieb 24 zum Lösen und mit einer Zug stange 25 ausgerüstet, die den Tellerfedersatz führt und seine Federkraft auf die Spannvorrichtung überträgt. Zum Lösen der Spannvorrichtung drückt der Kolbenantrieb 24 die Zugstange 25 entgegen der Kraft des Tellerfedersatzes in Richtung auf den Auf nahmekegel hin, wodurch an ihrem vorderen Ende angeordnete Spann backen den Einspannkopf 27 des Werkzeughalters 21 freigeben.The working head 14 has a receptacle 15 for a spindle housing 16 , in which a main spindle 17 is rotatably mounted. In the direction of its longitudinal axis 18 , the main spindle 17 is immovable relative to the spindle housing 16 . Your feed and before thrust movements are performed exclusively by means of the working head 14 and the secondary longitudinal guide 13 . The main spindle 17 has at its end facing the tool table, which is located at the bottom in FIGS. 1 and 2, a receiving cone into which individual tool holders 21 can be inserted. The main spindle 17 also has a clamping device in its interior, by means of which a tool holder 21 inserted into the main spindle can be clamped. This Spannvor direction is equipped with a Belleville spring set as a power source, with a hydraulic piston drive 24 for releasing and with a train rod 25 which guides the Belleville spring set and transfers its spring force to the tensioning device. To release the clamping device, the piston drive 24 pushes the pull rod 25 against the force of the plate spring set in the direction of the receiving cone, whereby baking arranged at its front end release the clamping head 27 of the tool holder 21 .
Die Hauptspindel 17 wird mittels eines Riementriebes 28 mit einem Zahnriemen 29 angetrieben, dessen nicht dargestellter Motor antrieb am Arbeitskopf 14 angeordnet ist.The main spindle 17 is driven by a belt drive 28 with a toothed belt 29, the motor, not shown, is arranged on the drive head 14 drive.
Die Werkzeugmaschine ist mit einer Anzahl Werkzeugwechselvor richtungen 31 ausgerüstet, die im folgenden kurz als Wechselvor richtungen bezeichnet werden. Davon sind in Fig. 1 und 2 die beiden Wechselvorrichtungen 31.1 und 31.2 zu sehen. Die übrigen Wechselvorrichtungen, die in Bezug auf Fig. 1 teils vor und teils hinter der Zeichenebene angeordnet zu denken sind, wurden der besseren Klarheit der Zeichnung wegen nicht dargestellt. The machine tool is equipped with a number of tool changing devices 31 , which are briefly referred to below as changing devices. Including 1 and 2 are shown in Fig. To see the two changing devices 31.1 and 31.2. The other interchangeable devices, which are to be thought of in relation to FIG. 1 partly in front of and partly behind the plane of the drawing, have not been shown for the sake of clarity of the drawing.
Jede Wechselvorrichtung 31 weist eine am Arbeitskopf 14 ange ordnete Längsführung 32 auf, deren Führungsbahn parallel zur Längsachse 18 der Hauptspindel 17 ausgerichtet ist. Dazu gehören je eine Führungsbuchse 33 und 34 und eine Führungsstange 35. Die Führungsstange 35 ist in der Länge zweigeteilt und aus den beiden Teilen 36 und 37 zusammengesetzt. Die Führungsbuchse 33 ist am Arbeitskopf 14 unmittelbar angebracht. Die Führungsbuchse 34 ist an einer Führungsplatte 38 angebracht, die ihrerseits mittels einer Längsführung 39 am Arbeitskopf 14 geführt ist.Each changing device 31 has a longitudinal guide 32 arranged on the working head 14 , the guide path of which is aligned parallel to the longitudinal axis 18 of the main spindle 17 . This includes a guide bushing 33 and 34 and a guide rod 35 . The guide rod 35 is divided in two in length and composed of the two parts 36 and 37 . The guide bush 33 is attached directly to the working head 14 . The guide bushing 34 is attached to a guide plate 38 , which in turn is guided on the working head 14 by means of a longitudinal guide 39 .
Jede Führungsstange 35 weist an ihrem dem Werkstücktisch zuge kehrten, in Fig. 1 unten gelegenen Ende einen Haltearm 41 auf, der mit dem unteren Teil 36 der Führungsstange 37 starr verbunden ist. An dem von der Führungsstange 35 abgekehrten Ende weist jeder Haltearm 41 Halteelemente 42 auf, die in Fig. 1 und 2 im einzelnen nicht erkennbar sind. Mittels dieser Halteelemente 42 wird je einer der Werkzeughalter 21 drehbar gehalten. Die Dreh barkeit kann dadurch gegeben sein, daß das Halteelement als Lager ausgebildet ist, oder dadurch, daß die Halteelemente etwa in Form von Gleitsteinen oder dergleichen ausgeführt sind, die ein gewisses Spiel zu den Gegenflächen an den Werkzeughaltern 21 haben. In jedem Falle sind die Halteelemente 42 so ausgebildet, und am Tragarm 41 so angeordnet, daß die durch sie vorgegebene Drehachse 43 eines von ihnen gehaltenen Werkzeughalters 21 von der Längsachse 44 der Führungsstange 35 einen Abstand hat, der zumindest annähernd gleich dem Abstand zwischen der Längsachse 44, der Führungsstange 35 und der Längsachse 18 der Hauptspindel 17 ist.Each guide rod 35 has at its end facing the workpiece table, in Fig. 1 below the end of a holding arm 41 which is rigidly connected to the lower part 36 of the guide rod 37 . At the end facing away from the guide rod 35 , each holding arm 41 has holding elements 42 , which cannot be seen in detail in FIGS. 1 and 2. One of the tool holders 21 is rotatably held by means of these holding elements 42 . The rotational availability can be given in that the holding element is designed as a bearing, or in that the holding elements are designed approximately in the form of sliding blocks or the like, which have a certain play to the counter surfaces on the tool holders 21 . In any case, the holding elements 42 are designed and arranged on the support arm 41 such that the axis of rotation 43 of a tool holder 21 which they hold has a distance from the longitudinal axis 44 of the guide rod 35 which is at least approximately equal to the distance between the longitudinal axis 44 , the guide rod 35 and the longitudinal axis 18 of the main spindle 17 .
Jede Führungsstange 35 ist mit einem eigenen Kraftantrieb in Form eines Kolbenantriebes 45 gekoppelt, mittels dessen sie zwischen einer zurückgezogenen Stellung (Fig. 1 rechts) und einer ausge fahrenen Stellung (Fig. 1 links) relativ zum Arbeitskopf 14 und zur Arbeitsspindel 17 auf und ab bewegt werden kann. Von diesen Kolbenantrieben 45 sind die Arbeitszylinder 46 gemeinsam mit der Führungsplatte 38 verbunden. Jede Kolbenstange 47 ist mit einem Tragarm 48 der zugeordneten Führungsstange 35 verbunden. Die Arbeitszylinder 46 sind an ihrem von der Führungsplatte 38 abge kehrten Ende gemeinsam außerdem mit einer ringförmigen zweiten Führungsplatte 49 verbunden.Each guide rod 35 is coupled to its own power drive in the form of a piston drive 45 , by means of which it moves up and down between a retracted position ( FIG. 1 right) and an extended position ( FIG. 1 left) relative to the working head 14 and the working spindle 17 can be moved. Of these piston drives 45 , the working cylinders 46 are connected together with the guide plate 38 . Each piston rod 47 is connected to a support arm 48 of the associated guide rod 35 . The working cylinder 46 are at their end facing away from the guide plate 38 together also connected to an annular second guide plate 49 .
Jede Führungsstange 35 ist mit einer Schwenkvorrichtung 51 ausge rüstet, mittels der ihr Haltearm 41 um ihre Längsachse 44 geschwenkt werden kann. Diese Schwenkvorrichtung 51 ist an der Übergangsstelle vom unteren Teil 36 zum oberen Teil 37 der Führungsstange 35 angeordnet. Dazu ist das dem unteren Teil 36 zugekehrte Ende des oberen Teils 37 der Führungsstange 35 als Führungshülse 52 ausgebildet. Darin sind nicht dargestellte Gleitbuchsen angeordnet, zwecks besserer Führung des in die Führungshülse 52 sich hineinerstreckenden Endabschnittes des oberen Teils 36 der Führungsstange 35. Der Hohlraum 53 der Führungshülse 52 hat eine axiale Länge, die größer als die größte Eintauchtiefe des Teils 36 ist. In dem verbleibenden Teil des Hohlraums 53 ist eine Schraubendruckfeder 54 untergebracht, die die beiden Teile 36 und 37 der Führungsstange 35 in Längsrichtung auseinanderdrückt. Zur Schwenkvorrichtung 51 gehören eine sowohl in axialer Richtung wie auch in Umfangsrichtung verlaufende Steuerkurve und ein Nachführglied. Sie sind in Längsrichtung in demjenigen Längenabschnitt der Führungsstange 35 untergebracht, in dem die beiden Teile 36 und 37 einander überdecken. Die Steuerkurve ist im Bereich der Führungshülse 52 als radial durch gehender Steuerschlitz 55 ausgebildet. Das Nachführglied ist als Nachführstift 56 ausgebildet, der in einem diametral angeordneten Durchgangsloch des Stangenteils 36 sitzt und daraus um etwa die Wandstärke der Führungshülse 52 daraus hervorragt und in den Steuerschlitz 55 hineinragt. Die Abmessungen des Nachführ stiftes 56 sind auf die Abmessungen des Steuerschlitzes 55 so abgestimmt, daß beide Teile möglichst ohne großes Spiel Relativ bewegungen zueinander ausführen können. Das dem Stangenteil 36 zugekehrte Ende des Steuerschlitzes 55 dient zusammen mit dem Nachführstift 56 zugleich als Längsanschlag für die beiden unter der Wirkung der Feder 54 stehenden beiden Teile 36 und 37 der Führungsstange 35. Each guide rod 35 is equipped with a pivoting device 51 , by means of which its holding arm 41 can be pivoted about its longitudinal axis 44 . This pivoting device 51 is arranged at the transition point from the lower part 36 to the upper part 37 of the guide rod 35 . For this purpose, the end of the upper part 37 of the guide rod 35 facing the lower part 36 is designed as a guide sleeve 52 . Sliding bushes, not shown, are arranged therein for the purpose of better guidance of the end section of the upper part 36 of the guide rod 35 which extends into the guide sleeve 52 . The cavity 53 of the guide sleeve 52 has an axial length that is greater than the greatest immersion depth of the part 36 . In the remaining part of the cavity 53 , a helical compression spring 54 is accommodated, which presses the two parts 36 and 37 of the guide rod 35 apart in the longitudinal direction. The pivoting device 51 includes a control cam which extends both in the axial direction and in the circumferential direction and a tracking member. They are accommodated in the longitudinal direction in that length section of the guide rod 35 in which the two parts 36 and 37 overlap one another. The control curve is formed in the region of the guide sleeve 52 as a radial control slot 55 . The tracking member is designed as a tracking pin 56 , which sits in a diametrically arranged through hole of the rod part 36 and protrudes therefrom by approximately the wall thickness of the guide sleeve 52 and projects into the control slot 55 . The dimensions of the tracking pin 56 are matched to the dimensions of the control slot 55 so that the two parts can perform relative movements to each other as possible without much play. The rod member 36 facing the end of the control slot 55 is used together with the Nachführstift 56 at the same time as a longitudinal stop for the two under the action of the spring 54 standing two parts 36 and 37 of the guide rod 35th
Zur Schwenkvorrichtung 51 gehört noch ein anderer Anschlag. Dieser wird einerseits durch die zweite Führungsplatte 49 und andererseits durch einen Anschlagring 57 gebildet, der mittels eines Befestigungsstiftes am unteren Teil 36 der Führungs stange 35 angeordnet ist. Der Anschlagring 57 kann mit einem Lager ausgerüstet sein, das sich an der Führungsplatte 49 anlegt. Der Anschlagring 57 kann stattdessen auch selbst als Lager ausge bildet sein. Der Anschlagring 57 ist dabei so angeordnet, daß er bei einer Ausfahrbewegung der Führungsstange 35 gerade dann an der zweiten Führungsplatte 49 anschlägt, wenn der Stangenteil 36 mit dem Tragarm 41 seine Endstellung zunächst gegenüber der zweiten Führungsplatte 49 erreicht hat. Daraus ergibt sich dann zusammen mit einer bestimmten Endstellung der beiden Führungs platten 38 und 49 gegenüber dem Arbeitskopf 14 die gewünschte Endstellung des Tragarms 41 gegenüber dem Spindelgehäuse 16 (Fig. 2).Another stop belongs to the swivel device 51 . This is on the one hand formed by the second guide plate 49 and on the other hand by a stop ring 57, which is by means of a fastening pin at the lower part of the guide rod 36 disposed 35th The stop ring 57 can be equipped with a bearing which bears against the guide plate 49 . The stop ring 57 may instead be formed out as a bearing itself. The stop ring 57 is arranged such that it just then abuts during an extension of the guide rod 35 on the second guide plate 49 when the rod portion 36 has first reached to the supporting arm 41 its final position relative to the second guide plate 49th This then results, together with a certain end position of the two guide plates 38 and 49 relative to the working head 14, the desired end position of the support arm 41 relative to the spindle housing 16 ( FIG. 2).
Wie aus Fig. 1 und noch mehr aus Fig. 2 zu entnehmen ist, bilden die beiden Führungsplatten 38 und 49 und die Arbeitszylinder 46 zusammen einen gemeinsamen Träger 61, für sämtliche Wechselvor richtungen 31. Dieser gemeinsame Träger 61 wird hauptsächlich von der Längsführung 39 geführt, die zwei Führungssäulen 62 aufweist. Diese sind an ihrem unteren Ende mit einer Trägerplatte 63 fest verbunden, die an Seitenwangen 64 des Arbeitskopfes 14 befestigt ist. Diese Trägerplatte 63 dient zugleich als Halterung für den Kolbenantrieb 24, mittels dessen die Spannvorrichtung in der Hauptspindel 17 gelöst werden kann. Die beiden Führungssäulen 62 sind außerdem an ihrem oberen Ende mit einer gemeinsamen Anschlagplatte 65 verbunden. Jede der beiden Führungssäulen 62 ist von einer Schraubendruckfeder 66 umgeben, die sich einerseits an der unteren Trägerplatte 63 und andererseits an der ersten Führungsplatte 38 abstützen. Die beiden Schraubendruckfedern 66 sind so ausgelegt, daß sie den gemeinsamen Träger 61 mit allen daran angebrachten Teilen, insbesondere mit allen Wechsel vorrichtungen 31, in der angehobenen Stellung (Fig. 1) halten, in der der gemeinsame Träger 61 mit seiner Führungsplatte 38 an der Anschlagplatte 65 anliegt. As can be seen from Fig. 1 and even more from Fig. 2, the two guide plates 38 and 49 and the working cylinder 46 together form a common carrier 61 , for all Wechselvor directions 31st This common carrier 61 is mainly guided by the longitudinal guide 39 , which has two guide columns 62 . These are fixedly connected at their lower end to a carrier plate 63 which is fastened to side cheeks 64 of the working head 14 . This carrier plate 63 also serves as a holder for the piston drive 24 , by means of which the clamping device in the main spindle 17 can be released. The two guide columns 62 are also connected at their upper end to a common stop plate 65 . Each of the two guide columns 62 is surrounded by a helical compression spring 66 which is supported on the one hand on the lower carrier plate 63 and on the other hand on the first guide plate 38 . The two helical compression springs 66 are designed so that they hold the common carrier 61 with all the parts attached to it, in particular with all changing devices 31 , in the raised position ( FIG. 1) in which the common carrier 61 with its guide plate 38 on the Stop plate 65 is present.
In der Mitte der Anschlagplatte 65 ist ein Durchgangsloch vor handen. In der Fluchtlinie dieses Durchgangsloches ist ein Anschlagstift 68 angeordnet, der an einem Tragarm 69 befestigt ist, der als Verlängerung des Tragelementes 12 ausgebildet ist, welches mit dem nicht dargestellten Arbeitskopf der Werkzeug maschine verbunden ist. Die lichte Weite des Durchgangsloches ist größer als der Außendurchmesser des Anschlagstiftes 68, so daß dieser frei durch das Durchgangsloch hindurchtreten kann, wenn der Arbeitskopf 14 an der Säulenführung 13 in die Höhe gefahren wird. In einer bestimmten Höhenstellung des Arbeitskopfes 14 trifft der Anschlagstift 68 auf die obere Führungsplatte 38 und hindert den gemeinsamen Träger 61 an einer weiteren Auswärts bewegung gemeinsam mit dem Arbeitskopf 14. Der Träger 61 führt daher eine Relativbewegung gegenüber dem Arbeitskopf 14 aus, wie das aus einem Vergleich der beiden Fig. 1 und 2 ersichtlich ist. Die dabei miteinander zusammenwirkenden Teile sind hinsichtlich ihrer Ausbildung und Anordnung so aufeinander abgestimmt, daß die relative Bewegungsstrecke des Trägers 61 gegenüber dem Arbeits kopf 14 mindestens gleich dem Be- und Entladehub der Werkzeug halter 21 an der Hauptspindel 17 ist, der aus einem Vergleich der Relativstellung der Wechselvorrichtung 31.1 gegenüber der Haupt spindel 17 in Fig. 1 und 2 ersichtlich ist. Im einzelnen ergibt sich diese Bewegungsstrecke aus dem Maß, um das der Anschlag stift 68 nach unten in die Bewegungsbahn der Führungsplatte 38 hineinragt, und zwar bezogen auf die höchste Höhenstellung des Arbeitskopfes 14, in die er durch seinen Vorschubantrieb verfahren wird.In the middle of the stop plate 65 is a through hole before. In the line of this through hole, a stop pin 68 is arranged, which is fastened to a support arm 69 , which is designed as an extension of the support element 12 , which is connected to the working head of the machine tool, not shown. The clear width of the through hole is larger than the outer diameter of the stop pin 68 , so that it can freely pass through the through hole when the working head 14 on the column guide 13 is raised. At a certain height position of the working head 14 , the stop pin 68 hits the upper guide plate 38 and prevents the common carrier 61 from moving further outward together with the working head 14 . The carrier 61 therefore executes a relative movement with respect to the working head 14 , as can be seen from a comparison of the two FIGS. 1 and 2. The interacting parts are coordinated in terms of their design and arrangement so that the relative movement distance of the carrier 61 relative to the working head 14 is at least equal to the loading and unloading stroke of the tool holder 21 on the main spindle 17 , which results from a comparison of the relative position the changing device 31.1 relative to the main spindle 17 in FIGS . 1 and 2 can be seen. In particular, this movement distance results from the amount by which the stop pin 68 protrudes downwards into the movement path of the guide plate 38 , in relation to the highest height position of the working head 14 , into which it is moved by its feed drive.
Der dem Träger 61 zugekehrte Endabschnitt des Anschlagstiftes 68 ist kegelstumpfförmig ausgebildet. Die Mantelfläche des Kegel stumpfes bildet eine Anlaufschräge und damit eine Steuerfläche 71 für ein Tastglied 72 eines hydraulischen Schalters 73. Dieser Schalter 73 schaltet die Betriebsmittelzufuhr zu dem Kolben antrieb 24 ein und aus. Der Schalter 73 ist in Bezug auf die Steuerfläche 72 so angeordnet, daß der Kolbenantrieb 24 dann betätigt wird, wenn der Arbeitskopf 14 über diejenige Betriebs stellung hinaus aufwärts fährt, bis zu der die Spannvorrichtung in der Hauptspindel 17 geschlossen bleiben soll. Bei einer weiteren Aufwärtsbewegung des Arbeitskopfes 14 bis hin in die Werkzeugwechselstellung (Fig. 2) wird der Kolbenantrieb 24 über den Schalter 73 betätigt und die Spannvorrichtung gelöst, so daß von da an der in der Hauptspindel 17 sitzende Werkzeughalter 21 von der zugehörigen Wechselvorrichtung 31 im Zuge der dann ein setzenden Relativbewegung zwischen dem gemeinsamen Träger 61 und dem Arbeitskopf 14 aus der Hauptspindel 17 herausgefahren werden kann. Bei dem umgekehrten Bewegungsablauf wird die Spann vorrichtung erst dann wieder geschlossen, wenn durch die umge kehrte Relativbewegung zwischen dem gemeinsamen Träger 61 und dem Arbeitskopf 14 der dann bereitgestellte Werkzeughalter 21 in die Hauptspindel 17 vollständig eingesetzt ist.The end portion of the stop pin 68 facing the carrier 61 is frustoconical. The outer surface of the truncated cone forms a run-up slope and thus a control surface 71 for a pushbutton 72 of a hydraulic switch 73 . This switch 73 switches the supply of operating fluid to the piston drive 24 on and off. The switch 73 is arranged with respect to the control surface 72 so that the piston drive 24 is actuated when the working head 14 goes up beyond that operating position up to which the clamping device in the main spindle 17 is to remain closed. With a further upward movement of the working head 14 up to the tool change position ( FIG. 2), the piston drive 24 is actuated via the switch 73 and the clamping device is released, so that from there on the tool holder 21 seated in the main spindle 17 from the associated change device 31 in In the course of which a setting relative movement between the common carrier 61 and the working head 14 can then be moved out of the main spindle 17 . In the reverse sequence of movements, the clamping device is only closed again when the tool holder 21 then provided is completely inserted into the main spindle 17 by the reverse relative movement between the common carrier 61 and the working head 14 .
Die Arbeitsweise der Werkzeugmaschine und ihrer Werkzeugwechsel vorrichtungen ist folgende:How the machine tool works and how it changes tools devices is the following:
In der aus Fig. 1 ersichtlichen Betriebsstellung des Arbeits kopfes 14 sitzt der von der Wechselvorrichtung 31.1 gehaltene Werkzeughalter 21 mit seinem Werkzeug in der Hauptspindel 17. Alle übrigen Wechselvorrichtungen und ihre Werkzeughalter sind währenddessen durch ihren Kolbenantrieb 45 in ihre Ruhe- oder Magazinstellung zurückgezogen, wie die Wechselvorrichtung 31.2 in Fig. 1. Dabei sind die beiden Teile 36 und 37 der Führungs stange 35 um das größtmögliche Maß in axialer Richtung ausein andergeschoben, wodurch mittels der Schwenkvorrichtung 51 der Tragarm 41 eine von dem Spindelgehäuse 16 und seiner Aufnahme 15 ausreichend weit entfernte Schwenkstellung einnimmt. Diese ist in Fig. 1 lediglich der Deutlichkeit halber in radialer Ausrichtung in Bezug auf die Längsachse 18 der Hauptspindel 17 dargestellt. In Wirklichkeit beträgt der Schwenkwinkel zwischen der Betriebs stellung und der Ruhestellung weniger als 180°. In der Betriebs stellung des Arbeitskopfes 14 und eines der Werkzeuge, z. B. des Werkzeuges an der Wechselvorrichtung 31.1, nimmt der gemeinsame Träger 61 eine Höhenstellung ein, die einen so großen Abstand vom Anschlagstift 68 hat, daß sowohl der Träger 61 an der Anschlag platte 65 anliegt, wie auch das Tastglied 72 des Schalters 73 von der Steuerfläche 71 des Anschlagstiftes 68 frei ist. Der hydrau lische Schalter 73 ist dabei geschlossen und der Kolbenantrieb 24 befindet sich in seiner inaktiven Stellung, in der sein Kolben von der Zugstange 25 zurückgezogen ist und die Spannvorrichtung in der Hauptspindel daher geschlossen ist.In the operating position of the working head 14 shown in FIG. 1, the tool holder 21 held by the changing device 31.1 sits with its tool in the main spindle 17th All other changing devices and their tool holder are withdrawn by their piston drive 45 in their rest or magazine position, as the changing device 31.2 in Fig. 1. The two parts 36 and 37 of the guide rod 35 are pushed apart by the greatest possible extent in the axial direction , whereby by means of the swivel device 51 the support arm 41 assumes a swivel position sufficiently distant from the spindle housing 16 and its receptacle 15 . For the sake of clarity, this is shown in FIG. 1 in a radial orientation with respect to the longitudinal axis 18 of the main spindle 17 . In reality, the swivel angle between the operating position and the rest position is less than 180 °. In the operating position of the working head 14 and one of the tools, for. B. the tool on the changing device 31.1 , the common carrier 61 assumes a height position which is so far apart from the stop pin 68 that both the carrier 61 rests on the stop plate 65 , and also the pushbutton 72 of the switch 73 from the Control surface 71 of the stop pin 68 is free. The hy metallic switch 73 is closed and the piston drive 24 is in its inactive position, in which its piston is retracted from the pull rod 25 and the tensioning device in the main spindle is therefore closed.
Die Zustellbewegung für das Werkzeug und die Vorschubbewegung für die spanabhebende Bearbeitung werden von dem nicht dargestellten Verstellantrieb des Arbeitskopfes 14 bewirkt. Nach der Beendigung des Bearbeitungsvorganges mit diesem Werkzeug wird der Arbeits kopf 14 durch seinen Verstellantrieb vom Werkzeugtisch weg hoch gefahren, und zwar bis über die höchste Betriebsstellung hinaus. Sobald dabei durch die Steuerfläche 71 des Anschlagstiftes 68 der Schalter 73 betätigt wird, wird durch den Arbeitskolben 24 die Spannvorrichtung in der Hauptspindel gelöst. Kurz danach erreicht der gemeinsame Träger 61 den Anschlagstift 68 und wird von diesem an einer weiteren Aufwärtsbewegung gehindert, während dessen der Arbeitskopf 14 weiter aufwärtsfährt. Dadurch wird die Wechselvorrichtung 31.1 aus der aus Fig. 1 ersichtlichen Relativ stellung gegenüber der Arbeitsspindel in ihre aus Fig. 2 ersicht liche Zwischenstellung verschoben. Danach wird der zugehörige Kolbenantrieb 45 betätigt, der die Führungsstange 35 nach oben zieht. Dabei wird zunächst nur der obere Stangenteil 37 mit dem Steuerschlitz 55 angehoben, währenddessen die Feder 54 den unteren Stangenteil 36 mit dem Anschlagring 57 weiterhin in der Anlage an der unteren Führungsplatte 49 angedrückt hält. Infolge der dadurch entstehenden axialen Relativbewegung der beiden Teile der Führungsstange 35 wird der Nachführstift 56 in dem Steuer schlitz 55 entlangbewegt, wodurch der untere Teil 36 der Führungsstange 35 sich um seine Längsachse 44 dreht und dabei den Tragarm 41 aus derjenigen Schwenkstellung, in der der von ihm gehaltene Werkzeughalter 21 in der Fluchtlinie der Längsachse 18 der Hauptspindel 17 steht, heraus in eine solche Schwenkstellung bewegt, wie sie in Fig. 2 rechts bei der Wechselvorrichtung 31.2 dargestellt ist, in der sich der vom Tragarm 41 gehaltene Werk zeughalter 21 außerhalb der relativen Bewegungsbahn des Spindel gehäuses 16 und der Aufnahme 15 befindet. The feed movement for the tool and the feed movement for the machining are effected by the adjustment drive of the working head 14 , not shown. After the completion of the machining process with this tool, the working head 14 is raised by its adjustment drive away from the tool table, up to the highest operating position. As soon as the switch 73 is actuated by the control surface 71 of the stop pin 68 , the tensioning device in the main spindle is released by the working piston 24 . Shortly thereafter, the common carrier 61 reaches the stop pin 68 and is prevented from further upward movement during this, during which the working head 14 continues to move upward. Characterized the changing device is 31.1 from the position shown in Fig. 1 relative position with respect to the work spindle in its FIG. 2 ersicht Liche intermediate position shifted. Then the associated piston drive 45 is actuated, which pulls the guide rod 35 upwards. First, only the upper rod part 37 is raised with the control slot 55 , during which the spring 54 continues to hold the lower rod part 36 with the stop ring 57 in contact with the lower guide plate 49 . As a result of the resulting axial relative movement of the two parts of the guide rod 35 , the tracking pin 56 is moved along the control slot 55 , as a result of which the lower part 36 of the guide rod 35 rotates about its longitudinal axis 44 and thereby the support arm 41 from the pivot position in which the it held tool holder 21 in the line of alignment of the longitudinal axis 18 of the main spindle 17 , moved out into such a pivoting position, as shown in Fig. 2 on the right with the changing device 31.2 , in which the tool holder 21 held by the support arm 41 works outside the relative Path of movement of the spindle housing 16 and the receptacle 15 is located.
Während diese Bewegungsvorgänge ablaufen, wird das in der Bear beitungsfolge nächstfolgende Werkzeug in die Bereitschafts stellung für die Übernahme in die Hauptspindel gebracht. Dazu wird der Kolbenantrieb 45 beispielsweise der Wechselvorrich tung 31.2 betätigt, wodurch ihre Führungsstange 35 von der aus Fig. 1 ersichtlichen angehobenen Stellung gegenüber dem gemein samen Träger 61 abgesenkt wird. Dabei sind infolge der Wirkung der Feder 54 die beiden Stangenteile 36 und 37 relativ zueinander auseinandergeschoben. Bei dieser Abwärtsbewegung trifft zuerst der Anschlagring 57 auf die untere Führungsplatte 49 und verhin dert damit eine weitere Absenkbewegung des unteren Stangen teils 36. Dieser Zustand ist in Fig. 2 rechts dargestellt. Bei einer weiteren Abwärtsbewegung des oberen Stangenteils 37 bewegt sich der Nachführstift 56 entlang dem Steuerschlitz 55 und dreht dabei den unteren Stangenteil 36 um seine Längsachse. Dabei wird der in der tiefsten Höhenstellung stehende Haltearm 41.2 aus der ausgeschwenkten Stellung gemäß Fig. 2 rechts, in diejenige Schwenkstellung bewegt, in der der von ihm gehaltene Werkzeug halter 21 in der Fluchtlinie der Längsachse 18 der Haupt spindel 17 steht, wie das in Fig. 2 für den Werkzeughalter am Tragarm 41.1 gezeigt ist. Der Werkzeughalter 21 am Tragarm 41.2 steht dann in seiner Bereitschaftsstellung gegenüber der Haupt spindel 17.While these movements are taking place, the next tool in the machining sequence is brought into the ready position for transfer to the main spindle. For this purpose, the piston drive 45 is actuated, for example, the device 31.2 Wechselvorrich , whereby its guide rod 35 is lowered from the raised position shown in FIG. 1 relative to the common carrier 61 . As a result of the action of the spring 54, the two rod parts 36 and 37 are pushed apart relative to one another. During this downward movement, the stop ring 57 first hits the lower guide plate 49 and thus prevents a further lowering movement of the lower rod part 36 . This state is shown on the right in FIG. 2. With a further downward movement of the upper rod part 37 , the tracking pin 56 moves along the control slot 55 and thereby rotates the lower rod part 36 about its longitudinal axis. The right hand in the lowest height position holding arm 41.2 is moved from the swiveled- out position according to FIG. 2 to the pivot position in which the tool holder 21 held by it is in the line of alignment of the longitudinal axis 18 of the main spindle 17 , as in FIG is shown. 2 for the tool holder on the support arm 41.1. The tool holder 21 on the support arm 41.2 is then in its standby position relative to the main spindle 17th
Der Arbeitskopf 14 wird mittels seines Antriebes abgesenkt. Dabei führt der gemeinsame Träger 61 eine Relativbewegung gegenüber dem Arbeitskopf 14 aus, bis die obere Führungsplatte 38 wieder an der Anschlagplatte 65 anliegt. Dadurch wird der in der Bereitschafts stellung stehende Werkzeughalter 21 am Tragarm 41.2 in die Haupt spindel 17 hineingeschoben, bis er an deren Aufnahmekegel fest anliegt. Bei einer geringfügig weiteren Absenkbewegung des Arbeitskopfes 14 wird der Schalter 73 wieder umgeschaltet und dadurch der Arbeitskolben 24 in seine Ruhestellung zurückgezogen. Dadurch wird die Spannvorrichtung in der Hauptspindel 17 durch ihren Tellerfedersatz wieder gespannt. Der neu eingesetzte Werk zeughalter 21 ist dann an der Arbeitspindel 17 fest ange koppelt. The working head 14 is lowered by means of its drive. The common carrier 61 executes a relative movement with respect to the working head 14 until the upper guide plate 38 again bears against the stop plate 65 . As a result, the tool holder 21 in the standby position on the support arm 41.2 is pushed into the main spindle 17 until it bears firmly against its receiving cone. In the event of a slightly further lowering movement of the working head 14 , the switch 73 is switched over again and the working piston 24 is thereby retracted into its rest position. As a result, the tensioning device in the main spindle 17 is tensioned again by its plate spring set. The newly used tool holder 21 is then firmly coupled to the work spindle 17 .
Die Auswahl der einzelnen Werkzeuge und die zuvor geschilderten Bewegungsvorgänge für das Auswechseln der Werkzeuge werden durch eine Programmsteuerung der Werkzeugmaschine gesteuert. Ein Teil dieser Steuerung ist aus Fig. 3 ersichtlich, wobei die vier dargestellten Wechselvorrichtungen 31 zur besseren Unterscheidung mit 31.1 . . . 31.4 bezeichnet sind, was sinngemäß auch für ihre Teile gilt.The selection of the individual tools and the previously described movement processes for changing the tools are controlled by a program control of the machine tool. A part of this control can be seen from FIG. 3, the four change devices 31 shown for better differentiation with 31.1. . . 31.4 are designated, which also applies analogously to their parts.
Bei jeder Wechselvorrichtung 31 wird die Zufuhr der Druckluft zur einen Kolbenseite und die Entlüftung der anderen Kolbenseite des Kolbenantriebes 45 von einem Magnetventil 120 gesteuert, das als 4/2-Wegeventil herkömmlicher Bauart ausgebildet ist und als Umsteuerventil wirkt. Es hat die Anschlüsse A und B für die Zylinderzuleitungen, den Anschluß P für die Druckluft-Zuleitung und den Anschluß R für die Entlüftung ins Freie. In Fig. 3 ist für den Kolbenantrieb 45.1 der Wechselvorrichtung 31.1 dessen Umsteuerventil in seinen beiden Schaltstellungen dargestellt, von denen die Null- oder Ruhestellung mit 120.0 und die Arbeits stellung mit 120.1 bezeichnet ist. Bei jedem Kolbenantrieb 45 ist der Bodenanschluß 121 mit dem Anschluß A und der Deckel anschluß 122 mit dem Anschluß B des Umsteuerventils 120 verbunden. Der Anschluß P der Umsteuerventile 120 sämtlicher Wechselvorrichtungen 31 ist an eine gemeinsame Druckluft-Ver sorgungsleitung 123 angeschlossen.For each changing device 31 , the supply of compressed air to one piston side and the venting of the other piston side of the piston drive 45 are controlled by a solenoid valve 120 , which is designed as a 4/2-way valve of a conventional type and acts as a reversing valve. It has connections A and B for the cylinder supply lines, connection P for the compressed air supply line and connection R for ventilation to the outside. In Fig. 3 for the piston drive 45.1 of the changing device 31.1 whose reversing valve is shown in its two switching positions, of which the zero or rest position is designated 120.0 and the working position is designated 120.1 . In each piston drive 45 , the bottom connection 121 is connected to the connection A and the cover connection 122 to the connection B of the reversing valve 120 . The port P of the reversing valves 120 of all changing devices 31 is connected to a common compressed air supply line 123 .
Da die Ruhestellung der Wechselvorrichtungen 31 diejenige ist, in der ihre Führungsstange 35 angehoben ist, und da diese mit der Kolbenstange 47 des zugehörigen Kolbenantriebes 45 verbunden ist, verbindet das Umsteuerventil 120 in seiner Ruhestellung 120.0 die gemeinsame Versorgungsleitung 123 mit dem Bodenanschluß 121 des Kolbenantriebes 45. Der Deckelanschluß 122 ist über das Umsteuer ventil 120 ins Freie entlüftet. Wenn das Umsteuerventil 120 von der Programmsteuerung der Werkzeugmaschine in seine Arbeits stellung 120.1 umgeschaltet wird, verbindet es den Deckel anschluß 122 mit der Versorgungsleitung 123 und entlüftet den Bodenanschluß 122. Dadurch wird die Kolbenstange 47 in den Arbeitszylinder 46 eingezogen und die Führungsstange 35 abgesenkt. Dabei folgen die in Fig. 1 und Fig. 2 in drei Stufen dargestellten Bewegungsvorgänge zügig aufeinander, d. h. die betreffende Führungsstange 35 wird von ihrer in Fig. 1 rechts dargestellten angehobenen Stellung in einem Zuge bis zu ihrer in Fig. 1 oder Fig. 2 links dargestellten tiefsten Stellung abge senkt. Zwischendurch trifft ihr Anschlagring 57 auf die Führungs platte 49 auf, wodurch der untere Stangenteil 36 seine damit erreichte Höhenstellung beibehält. Der obere Stangenteil 27 wird indessen noch eine gewisse Strecke weiter abgesenkt, bis sein unterer Rand auf den Anschlagring 57 auftrifft und die Absenk bewegung der Führungsstange 35 und ihres Kolbenantriebes 45 beendet. Die Kolbenstange 35 erreicht die in Fig. 2 rechts darge stellte Höhenstellung mit einer gewissen Geschwindigkeit. Bei der nun beginnenden Drehbewegung des unteren Stangenteils 36 gegen über dem oberen Stangenteil 37, die durch die Schwenk vorrichtung 51 bewirkt wird, kann der Anfangsruck der Dreh bewegung des Stangenteils 36 und der Schwenkbewegung des Halte armes 41.2 dadurch gemildert werden, daß der Verlauf der Steuer kurve 55 zumindest annähernd parallel zur Längsachse der Führungsstange 35 beginnt und erst allmählich, und zwar stetig zunehmend, in die Umfangsrichtung übergeht. Da für die Steuer kurve 55 aber nur ein begrenzter Höhenabschnitt zur Verfügung steht und ein beträchtlicher Schwenkwinkel zurückzulegen ist, läßt sich die Drehbewegung des Stangenteils 36 und die Schwenk bewegung des Haltearms 41 am Ende nicht in gleicher Weise sanft abfangen. Um Überlastungen der miteinander zusammenwirkenden Teil dennoch zu vermeiden, ist in die gemeinsame Versorgungs leitung 123 ein einstellbares Druckminderventil 124 einge schaltet. Dieses wird für die Kolbenantriebe 45 auf denjenigen Druckwert eingestellt, bei dem ihre Kolbenkraft auf der Deckel seite nur um einen gewissen Wert über die Gegenkraft der Schraubendruckfeder 54 zwischen den beiden Stangenteilen 36 und 37 hinausgeht, die diese beim Zusammenschieben der beiden Stangenteile erreicht hat, wenn der Stangenteil 37 auf dem Anschlagring 57 aufsetzt. Durch diese Maßnahme wird die Dreh bewegung des Stangenteils 36 durch die anwachsende Gegenkraft der Feder 59 zunehmend verzögert. Der Drehkraftüberschuß soll dabei aber noch so groß sein, daß unabhängig von etwaigen Schwankungen der Reibungskräfte in den verschiedenen Gleit- und Lagerstellen die Drehendstellung der Halteelemente 42 des Haltearmes 41 in der Fluchtlinie der Längsachse 18 der Hauptspindel 17 sicher erreicht wird. Wenn der normale Arbeitsdruck im Druckluftnetz 125 mit der Druckquelle 126 üblicherweise 6 bar beträgt, wird der verminderte Druck in der gemeinsamen Versorgungsleitung 123 der Kolben antriebe 45 auf beispielsweise 3,5 bar eingestellt, wobei dieser Wert u. a. von der Größe der Kolbenfläche der Kolbenantriebe, von den zu bewegenden Massen und von den Kennwerten der Schrauben druckfeder 59 abhängt.Since the rest position of the changing devices 31 is that in which their guide rod 35 is raised, and since this is connected to the piston rod 47 of the associated piston drive 45 , the reversing valve 120 connects the common supply line 123 to the bottom connection 121 of the piston drive 45 in its rest position 120.0 . The cover port 122 is vented to the outside via the reversing valve 120 . When the reversing valve 120 is switched from the program control of the machine tool into its working position 120.1 , it connects the cover connection 122 to the supply line 123 and vents the bottom connection 122 . As a result, the piston rod 47 is drawn into the working cylinder 46 and the guide rod 35 is lowered. The motions illustrated in FIGS. 1 and Fig. 2 in three stages follow each other swiftly, that the guide rod 35 in question is from its in Fig. 1 to the right illustrated raised position, in a course to their in Fig. 1 or Fig. 2 on the left shown lowest position abge lowers. In between her stop ring 57 meets the guide plate 49 , whereby the lower rod part 36 maintains its height position thus achieved. The upper rod part 27 is still lowered a certain distance until its lower edge strikes the stop ring 57 and the lowering movement of the guide rod 35 and its piston drive 45 ends. The piston rod 35 reaches the height position shown in FIG. 2 on the right at a certain speed. At the now beginning rotary movement of the lower rod part 36 against the upper rod part 37 , which is caused by the pivoting device 51 , the initial jerk of the rotary movement of the rod part 36 and the pivoting movement of the holding arm 41.2 can be alleviated by the fact that the course of the tax curve 55 begins at least approximately parallel to the longitudinal axis of the guide rod 35 and only gradually, and steadily increasing, passes into the circumferential direction. Since for the control curve 55 but only a limited height section is available and a considerable swivel angle has to be covered, the rotary movement of the rod part 36 and the swivel movement of the holding arm 41 cannot be gently intercepted at the end in the same way. In order to avoid overloading the interacting part nevertheless, an adjustable pressure reducing valve 124 is switched into the common supply line 123 . This is set for the piston drives 45 to the pressure value at which their piston force on the cover side goes only by a certain value beyond the counterforce of the helical compression spring 54 between the two rod parts 36 and 37 , which this reached when the two rod parts were pushed together if the rod part 37 touches the stop ring 57 . By this measure, the rotational movement of the rod part 36 is increasingly delayed by the increasing counterforce of the spring 59 . The excess torque should still be so great that regardless of any fluctuations in the frictional forces in the various sliding and bearing points, the rotational end position of the holding elements 42 of the holding arm 41 in the line of alignment of the longitudinal axis 18 of the main spindle 17 is reliably reached. If the normal working pressure in the compressed air network 125 with the pressure source 126 is usually 6 bar, the reduced pressure in the common supply line 123 of the piston drives 45 is set to, for example, 3.5 bar, this value including the size of the piston area of the piston drives the masses to be moved and the characteristic values of the compression spring 59 depend.
Bei der Aufwärtsbewegung der Führungsstange 35 aus der in Fig. 2 links dargestellten untersten Höhenstellung in die in Fig. 1 rechts dargestellte oberste Höhenstellung erfolgt das Aus schwenken des Haltearmes 41.1 und das Anheben der Führung stange 35 ebenfalls in einem Zuge. Im ersten Abschnitt der Auf wärtsbewegung des Stangenteils 37 von der Anlage am Anschlag ring 57 (Fig. 2 links) bis zum Abheben des Anschlagringes 57 von der Führungsplatte 49 addieren sich die Kolbenkraft der Boden seite des Kolbenantriebes 45 und die Federkraft der Schrauben druckfeder 54 zwischen den beiden Stangenteilen 36 und 37. Da der Auslauf der Steuerkurve 55 wegen der begrenzten Höhe auf diese zusätzliche Beschleunigung nicht abgestimmt werden kann, wird für den Rückweg der Führungsstange 35 eine andere Maßnahme zur Verringerung der Massenkräfte eingeführt.During the upward movement of the guide rod 35 from the lowest height position shown on the left in FIG. 2 to the top height position shown on the right in FIG. 1, the holding arm 41.1 is pivoted out and the guide rod 35 is also lifted in one go. In the first section of the On downward movement of the rod portion 37 of the plant on the stop ring 57 (Fig. 2 left) to the lifting of the stop ring 57 of the guide plate 49, the piston force of the soil add side of the piston drive 45 and the spring force of the helical compression spring 54 between the two rod parts 36 and 37 . Since the runout of the control cam 55 cannot be matched to this additional acceleration due to the limited height, another measure for reducing the inertial forces is introduced for the return path of the guide rod 35 .
In die gemeinsame Versorgungsleitung 123 ist hinter dem Druck minderventil 124 ein Entlüftungsventil 127 eingeschaltet. Es ist ein Magnetventil herkömmlicher Bauart und als 3/2-Wegeventil aus gebildet. Es hat einen Anschluß P für die vom Druckminder ventil 127 herkommende Druckluftzuleitung 123′ als Teil der gemeinsamen Versorgungsleitung 123, einen Anschluß A für die Zylinderzuleitung, nämlich die gemeinsame Versorgungsleitung 123, und einen Anschluß R für die Entlüftung ins Freie. In der Ruhe stellung (Fig. 3) ist die gemeinsame Versorgungsleitung 123 über das Druckminderventil 124 und das Druckluftnetzes 125 mit der Druckquelle 126 verbunden. In der Arbeitsstellung des Ent lüftungsventils 127 wird die Druckluftzuleitung 123′ abgesperrt und die gemeinsame Versorgungsleitung 123 aller Kolbenantriebe 45 ins Freie entlüftet.In the common supply line 123 , a vent valve 127 is switched on behind the pressure reducing valve 124 . It is a solenoid valve of conventional design and formed as a 3/2-way valve. It has a connection P for the pressure supply valve 127 coming from compressed air supply line 123 ' as part of the common supply line 123 , a connection A for the cylinder supply line, namely the common supply line 123 , and a connection R for venting to the outside. In the rest position ( Fig. 3), the common supply line 123 is connected to the pressure source 126 via the pressure reducing valve 124 and the compressed air network 125 . In the working position of the vent valve 127 , the compressed air supply line 123 'is shut off and the common supply line 123 of all piston drives 45 is vented to the outside.
Eine kurze Zeitspanne vor dem Zeitpunkt, in dem die Programm steuerung der Werkzeugmaschine das Unterventil 120 des abge senkten und anzuhebenden Kolbenantriebes 45.1 von der Arbeits stellung 120.1 in die Ruhestellung 120.0 umschaltet, schaltet sie das Entlüftungsventil 127 von der Ruhestellung in die Arbeits stellung um. Dadurch werden sowohl die gemeinsame Versorgungs leitung 123 wie auch sämtliche Kolbenantriebe 45 auf der Boden seite vorübergehend entlüftet. Der Druck in diesem zusammen hängenden Drucksystem sinkt ab. Nach Ablauf dieser Zeitspanne schaltet die Programmsteuerung der Werkzeugmaschine das Umsteuer ventil 120 des Kolbenantriebes 45.1 programmgemäß von der Arbeitsstellung in die Ruhestellung um, wodurch die Bodenseite dieses Kolbenantriebes 45.1 ebenfalls mit der gemeinsamen Ver sorgungsleitung 123 verbunden wird, wie das bei den übrigen Kolbenantrieben 45.2 . . . 45.4 der Fall ist. Da der Überdruck in diesem Drucksystem zwar abgesenkt aber nicht Null ist, beginnt der Kolben des Kolbenantriebes 45.1 seine Aufwärtsbewegung mit verminderter Beschleunigung. Soweit zu diesem Zeitpunkt das Ent lüftungsventil 127 noch in der Arbeitsstellung steht, also die gemeinsame Versorgungsleitung 123 noch entlüftet wird, bewegt sich der Kolben des Kolbenantriebes 45.1 soagar mit abnehmender Beschleunigung aufwärts. Aber selbst wenn das Zeitschaltglied in der Programmsteuerung das Entlüftungsventil 127 zu diesem Zeit punkt schon in die Ruhestellung umgeschaltet hat und die gemein same Versorgungsleitung 123 wieder mit der Druckquelle 126 ver bunden ist, steigt der Druck in diesem Drucksystem nicht schlag artig sondern nur allmählich an, weil nämlich mit den Kolben antrieben 45.2 . . . 45.4 ein verhältnismäßig großes Gesamtvolumen zum Teil entlüftet wurde, das erst wieder aufgefüllt werden muß, ehe der Druck darin den Druckwert der Druckluftzuleitung 123′ hinter dem Druckminderventil 124 erreicht. Die Zylinderräume auf der Bodenseite der Kolbenantriebe 45.2 . . . 45.4 und die gemein same Versorgungsleitung 123 wirken als Puffervolumen für den Kolbenantrieb 45.1, so daß auch dadurch der Kraftanstieg im Kolbenantrieb 45.1 am Anfang verringert ist. Dadurch erreicht die Drehbeschleunigung des Haltearmes 41 an der Führungsstange 35.1 in jedem Fall nur solche Werte, daß die Schwenkvorrichtung 51 die Schwenkbewegung am Ende des Schwenkarmes ohne Überlastung der Teile und ohne übermäßigen Schwingungen auffangen kann.A short time before the time at which the program control of the machine tool, the sub-valve 120 of the abge lowered and to be lifted piston drive 45.1 position of the working switches to the rest position, 120.0 120.1, it switches the air bleed valve 127 from the rest position into the working position in order. As a result, both the common supply line 123 and all piston drives 45 are temporarily vented on the bottom side. The pressure in this connected printing system drops. After this period, the program control of the machine tool switches the reversing valve 120 of the piston drive 45.1 according to the program from the working position to the rest position, whereby the bottom side of this piston drive 45.1 is also connected to the common supply line 123 , as is the case with the other piston drives 45.2. . . 45.4 is the case. Since the overpressure in this pressure system is reduced but not zero, the piston of the piston drive 45.1 begins its upward movement with reduced acceleration. Insofar as the vent valve 127 is still in the working position at this time, that is to say the common supply line 123 is still vented, the piston of the piston drive 45.1 moves upward with decreasing acceleration. But even if the timer in the program control has already switched the vent valve 127 to the idle position at this time and the common supply line 123 is connected to the pressure source 126 again, the pressure in this pressure system does not rise suddenly but only gradually, because with the pistons 45.2 . . . 45.4 a relatively large total volume was partially vented, which has to be replenished before the pressure in it reaches the pressure value of the compressed air supply line 123 ' behind the pressure reducing valve 124 . The cylinder spaces on the bottom side of the piston drives 45.2. . . 45.4 and the common supply line 123 act as a buffer volume for the piston drive 45.1 , so that this also reduces the increase in force in the piston drive 45.1 at the beginning. As a result, the rotational acceleration of the holding arm 41 on the guide rod 35.1 in any case only reaches values such that the pivoting device 51 can absorb the pivoting movement at the end of the pivoting arm without overloading the parts and without excessive vibrations.
Claims (4)
- - an einem Maschinengestell mit Werkstücktisch ist mittels einer Längsführung ein Spindelgehäuse in der Höhe ver fahrbar angeordnet,
- - am Spindelgehäuse ist eine Hauptspindel in Richtung ihrer Längsachse unverschieblich aber drehbar gelagert, die an dem dem Werkzeugtisch zugekehrten Ende einen Aufnahmekegel für Werkzeughalter und in ihrem Inneren eine Spann vorrichtung für einen in die Hauptspindel eingesetzten Werkzeughalter aufweist,
- - um das Spindelgehäuse herum sind mehrere Werkzeugwechsel vorrichtungen angeordnet, die am Spindelgehäuse oder an einem mit ihm verbundenen Teil Längsführungen aufweisen,
- - an den Längsführungen ist je eine Führungsstange längs verschiebbar geführt,
- - an dem dem Werkstücktisch zugekehrten Ende einer jeden Führungsstange ist ein Haltearm angeordnet, der Halte elemente für einen Werkzeughalter in einem Abstand von der Längsachse der Führungsstange aufweist, der zumindest annähernd gleich dem Abstand der Längsachse der Führungs stange von der Längsachse der Hauptspindel ist,
- - für jede Führungsstange ist eine Schwenkvorrichtung vor handen, mittels der der Haltearm gegenüber der Führungs stange oder diese zusammen mit dem Haltearm verschwenkbar ist,
- - die Schwenkvorrichtung weist eine in axialer Richtung und in Umfangsrichtung verlaufende Steuerkurve und ein damit zusammenwirkendes Nachführglied auf,
- - zwischen demjenigen Teil der Schwenkvorrichtung mit dem Nachführglied und demjenigen Teil mit der Steuerkurve ist ein Federelement vorhanden, das auf die beiden Teile eine sie auseinanderbewegende Kraft ausübt,
- - jede Führungsstange ist mit einem eigenen Kraftantrieb in Form eines doppeltwirkenden pneumatischen Kolbenantriebes gekoppelt, mittels dessen sie zwischen einer zurück gezogenen und einer ausgefahrenen Stellung auf und ab bewegbar ist,
- - jeder pneumatische Kolbenantrieb ist über ein Umsteuer ventil an eine gemeinsame Versorgungsleitung für Druckluft in der Weise angeschlossen, daß in der einen Schaltstellung (Ruhestellung) des Steuerventils die unten gelegene Kolben seite mit der gemeinsamen Versorgungsleitung verbunden ist, durch die die zugehörige Führungsstange in die zurückge zogene Stellung anhebbar ist, und die oben gelegene Kolben seite in die Umgebung entlüftet ist, und daß in der anderen Schaltstellung (Arbeitsstellung) des Steuerventils die unten gelegene Kolbenseite entlüftet ist und die oben gelegene Kolbenseite mit der gemeinsamen Versorgungsleitung verbunden ist,
- - es ist eine Verstellvorrichtung vorhanden, mittels der jede Führungsstange zusammen mit ihrem Kolbenantrieb einzeln oder alle Führungsstangen zusammen mit ihrem Kolbenantrieb gemeinsam gegenüber dem Spindelgehäuse in axialer Richtung verstellbar ist bzw. sind,
- - On a machine frame with a workpiece table, a spindle housing is vertically arranged by means of a longitudinal guide,
- - On the spindle housing, a main spindle is non-displaceably but rotatably mounted in the direction of its longitudinal axis, which has a receiving cone for tool holders at the end facing the tool table and, inside, a clamping device for a tool holder inserted into the main spindle,
- - Several tool changing devices are arranged around the spindle housing, which have longitudinal guides on the spindle housing or on a part connected to it,
- - A guide rod is guided in a longitudinally displaceable manner on the longitudinal guides,
- at the end of each guide rod facing the workpiece table there is a holding arm which has holding elements for a tool holder at a distance from the longitudinal axis of the guide rod which is at least approximately equal to the distance of the longitudinal axis of the guide rod from the longitudinal axis of the main spindle,
- - For each guide rod there is a swivel device before, by means of which the holding arm can be pivoted relative to the guide rod or can be pivoted together with the holding arm,
- the swivel device has a control cam extending in the axial direction and in the circumferential direction and a tracking member cooperating therewith,
- a spring element is present between that part of the swivel device with the tracking member and that part with the control cam, which exerts a force that moves them apart,
- each guide rod is coupled to its own power drive in the form of a double-acting pneumatic piston drive, by means of which it can be moved up and down between a retracted and an extended position,
- - Each pneumatic piston drive is connected via a reversing valve to a common supply line for compressed air in such a way that in one switch position (rest position) of the control valve the piston located below is connected to the common supply line through which the associated guide rod in the back Pulled position can be raised, and the upper piston side is vented to the environment, and that in the other switching position (working position) of the control valve, the lower piston side is vented and the upper piston side is connected to the common supply line,
- there is an adjusting device by means of which each guide rod together with its piston drive can be adjusted individually or all guide rods together with its piston drive in relation to the spindle housing in the axial direction,
- - die pneumatischen Kolbenantriebe (45) der Führungs stangen (35) sind an eine gemeinsame Versorgungs leitung (123) angeschlossen, deren Überdruck auf einen bestimmten Druckwert eingestellt oder einstellbar ist, der so bemessen ist, daß in dem Kolbenantrieb (45.1), der über das zugehörige Umsteuerventil (120) auf Ausfahren seiner Führungsstange (35.1) geschaltet ist, die von diesem Druck wert hervorgerufene Druckkraft des Kolbenantriebes (45.1) nur um einen bestimmten Wert größer ist als die größte Gegenkraft des Federelementes (54), das zwischen den Teilen (36; 37) mit den Teilen (54; 55) der Schwenk vorrichtung (51) wirkt, wenn der Teil (36) der Führungs stange (35) mit dem Haltearm (41) seine tiefste axiale Stellung erreicht hat,
- - in die gemeinsame Versorgungsleitung (123) ist ein Ent lüftungsventil (124) eingeschaltet, das in der einen Schaltstellung (Ruhestellung) die gemeinsame Versorgungs leitung (123) mit der Druckluftquelle (126) verbindet, und das in der anderen Schaltstellung (Arbeitsstellung) die gemeinsame Versorgungsleitung (123) in die Umgebung ent lüftet,
- - die Programmsteuerung für den Arbeitsablauf der Werkzeug maschine ist mit einem Zeitschaltglied versehen, das eine gewisse Zeitspanne vor dem Zeitpunkt (t o ), in dem das Umsteuerventil (120) des Kolbenantriebes (45.1) mit der in der ausgefahrenen Stellung befindlichen Führungs stange (35.1) von der Arbeitsstellung (120.1) in die Ruhe stellung (120.0) umgeschaltet wird, das Entlüftungs ventil (127) von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung umschaltet, und das zumindest annähernd in diesem Zeit punkt (t o) das Entlüftungsventil (127) wieder von der Arbeitsstellung in die Ruhestellung umschaltet.
- - The pneumatic piston drives ( 45 ) of the guide rods ( 35 ) are connected to a common supply line ( 123 ), the positive pressure of which is set or adjustable to a certain pressure value, which is such that in the piston drive ( 45.1 ), the the associated reversing valve ( 120 ) is switched to extend its guide rod ( 35.1 ), the pressure force of the piston drive ( 45.1 ) caused by this pressure is only greater by a certain value than the greatest counterforce of the spring element ( 54 ) which is between the parts ( 36; 37 ) with the parts ( 54; 55 ) of the swivel device ( 51 ) acts when the part ( 36 ) of the guide rod ( 35 ) with the holding arm ( 41 ) has reached its lowest axial position,
- - In the common supply line ( 123 ), a vent valve ( 124 ) is switched on, which connects the common supply line ( 123 ) with the compressed air source ( 126 ) in one switching position (rest position), and which in the other switching position (working position) vented common supply line ( 123 ) into the environment,
- - The program control for the workflow of the machine tool is provided with a timer that a certain time before the time (t o ) in which the reversing valve ( 120 ) of the piston drive ( 45.1 ) with the guide rod in the extended position ( 35.1 position) from the operative position (120.1) into the inoperative (120.0) is switched over valve (127) switches the vent from the rest position into the working position, and that at least approximately at this time point (t o) the vent valve (127) again of switches from the working position to the rest position.
- - in die Verbindungsleitung (125; 123′) zwischen der Druck luftquelle (126) und dem Entlüftungsventil (127) ist ein Druckminderventil (124) eingeschaltet, das bevorzugt einstellbar ausgebildet ist.
- - In the connecting line ( 125; 123 ' ) between the compressed air source ( 126 ) and the vent valve ( 127 ), a pressure reducing valve ( 124 ) is turned on, which is preferably adjustable.
- - das Zeitschaltglied in der Programmsteuerung ist einstellbar ausgebildet.
- - The timer in the program control is adjustable.
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DE19853533048 Withdrawn DE3533048A1 (en) | 1985-02-04 | 1985-09-17 | Machine tool for cutting |
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DE (1) | DE3533048A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE4207114A1 (en) * | 1992-03-06 | 1993-09-09 | Binzel Alexander Gmbh Co Kg | Tool changing mechanism - with linear drive input transformed into translation and rotation of the output element |
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1985
- 1985-09-17 DE DE19853533048 patent/DE3533048A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8141 | Disposal/no request for examination |