DE3913137A1 - Machine tool having a tool-change device - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere Drehmaschine mit einer Werkzeugwechselvorrichtung, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 gekennzeichnet ist.The invention relates to a machine tool, in particular Lathe with a tool changing device, like her is characterized in the preamble of claim 1.
Drehmaschinen mit automatisch arbeitenden Werkzeugwechsel vorrichtungen sind bekannt, wobei deren Werkzeugmagazin entweder stationär am, über oder neben dem Bett der Dreh maschine angeordnet ist (z.B. DE-OS 29 25 341) oder sich auf einem zweiten längs verschiebbaren Bettschlitten befindet (z.B. DE-OS 26 55 913).Lathes with automatic tool changes Devices are known, the tool magazine either stationary on, above or next to the bed of the shoot machine is arranged (e.g. DE-OS 29 25 341) or on a second longitudinally movable bed carriage (e.g. DE-OS 26 55 913).
Alle bekannten Lösungen benötigen meist sehr viel Platz, so daß sich die Gesamtabmessungen der Werkzeugmaschine ver größern. Zusätzliche Verschiebeschlitten benötigen oft zu sätzliche Führungen und/oder zusätzliche Verschiebeantrie be. Auch können die Werkzeugwechselzeiten nicht so kurz wie möglich gehalten werden, da zusätzliche Verschiebebewegun gen der Werkzeugträgerschlitten oder der Magazinschlitten erforderlich sind.All known solutions usually require a lot of space, so that the overall dimensions of the machine tool ver enlarge. Additional sliding carriages often need to additional guides and / or additional shift drive be. The tool change times cannot be as short as can be kept possible because of additional movement against the tool carrier slide or the magazine slide required are.
Bei Werkzeugmaschinen für Fräs- und/oder Bohrbearbeitungen ist es zwar bekannt, das Werkzeugmagazin direkt auf den verschiebbaren Werkzeugträger bzw. dessen Schlitten anzu ordnen, wobei dann das Fassungsvermögen nur für eine ge ringe Anzahl Bohr- und/oder Fräswerkzeuge geeignet ist. For machine tools for milling and / or drilling operations it is known that the tool magazine directly on the movable tool carrier or its slide arrange, then the capacity only for a ge rings number of drilling and / or milling tools is suitable.
Für eine Werkzeugmaschine, welche für Dreh-, Fräs- und Bohrarbeiten ausgebildet ist, sind für die vielen unter schiedlichen Bearbeitungsoperationen auch eine entsprechend hohe Anzahl von Werkzeugen erforderlich.For a machine tool, which for turning, milling and Drilling is trained for the many below different machining operations also one accordingly high number of tools required.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Werkzeugmaschine der vorgängig genannten Art mit einer kurze Werkzeugwechselzeiten aufweisenden Werkzeugwechsel einrichtung, welche ein Werkzeugmagazin mit für die unter schiedlichen Bearbeitungsoperationen genügend großer Kapa zität aufweist, wobei bei einer einfachen Bauweise die Ab messungen der Werkzeugmaschine durch das Werkzeugmagazin nicht oder nur unwesentlich vergrößert werden sollen.The object of the present invention is to create a Machine tool of the aforementioned type with a short tool changing times device, which a tool magazine with for the under different machining operations of sufficiently large Kapa zity, with the Ab measurements of the machine tool by the tool magazine should not be enlarged or only insignificantly.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeich nenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.According to the invention, this object is characterized by nenden features of claim 1 solved.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the dependent claims marked.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung eines Werkzeugmaga zins am zweiten Schlitten ist dieses in Z- und Y-Richtung mit dem Werkzeugträger verschiebbar. Durch die Ausbildung des Werkzeugmagazins als umlaufende Fördereinrichtung mit einer vorzugsweise viereckigen Förderbahn, welche rahmen förmig um den dritten, in X-Richtung verfahrbaren Schlitten und den Werkzeugträger angeordnet ist, kann das Werkzeug magazin mit einer hohen Anzahl Werkzeugspeicherplätzen ohne großen zusätzlichen Platzbedarf ausgerüstet werden. Durch diese mittige Anordnung des Werkzeugmagazins wird auch eine gleichmäßige Gewichtsverteilung auf die Führungen des zweiten Schlittens erreicht. Due to the arrangement of a tool magazine according to the invention Interest on the second carriage is in the Z and Y directions slidable with the tool carrier. Through training of the tool magazine as a rotating conveyor a preferably square conveyor track, which frame shaped around the third carriage that can be moved in the X direction and the tool carrier is arranged, the tool magazine with a large number of tool storage spaces without large additional space requirements. By this central arrangement of the tool magazine also becomes one even weight distribution on the guides of the second slide reached.
Durch die Anordnung einer ersten Wechselvorrichtung am Werkzeugmagazin kann jeweils ein Werkzeug während der Be arbeitungszeit in eine Bereitstellung zur Übergabe an eine am Werkzeugträger angeordnete zweite Wechseleinrichtung ge bracht werden. Für den weiteren Werkzeugwechsel ist ledig lich eine Verschiebung des dritten Schlittens in X-Richtung und die Übergabe von der Bereitstellung mittels eines um 180° schwenkbaren Greifhebels der zweiten Wechseleinrich tung erforderlich, was kurze Werkzeugwechselzeiten gewähr leistet.By arranging a first changing device on Tool magazine can have one tool at a time during loading working time in a deployment for handover to a arranged on the tool carrier second changing device ge be brought. For the further tool change is single Lich a displacement of the third carriage in the X direction and the delivery of the delivery by means of an order 180 ° swiveling gripping lever of the second changer required, which guarantees short tool change times accomplishes.
Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen bei spielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:The invention is in the accompanying drawings shown for example and described below. It demonstrate:
Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht der Werkzeugmaschine und Fig. 1 is a perspective view of the machine tool and
Fig. 2 einen Teilschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1 in vergrößerter Darstellung. Fig. 2 is a partial section along the line II-II of Fig. 1 in an enlarged view.
Die in Fig. 1 gezeigte Werkzeugmaschine ist vorzugsweise als Drehbearbeitungszentrum für Dreh-, Bohr- und Fräsar beiten ausgebildet.The machine tool shown in Fig. 1 is preferably designed as a lathe machining center for turning, drilling and milling.
Ein mit zwei getrennten Führungsbahnen 2, 3 versehener Maschinenständer 1 weist an einem Ende einen ortsfesten Spindelstock 4 und einen koaxial zur Drehachse 6 auf der vorderen Führungsbahn 2 verschiebbaren Spindelstock 5 auf. Auf der schräg nach hinten geneigten Führungsbahn 3 ist ein in Längs- bzw. Z-Richtung parallel zur Drehachse 6 ver schiebbarer erster Schlitten 7 angeordnet, welcher eine Führungsbahn 8 für einen zweiten Schlitten 9 aufweist. Dieser Schlitten 9 ist quer zur Z-Richtung des ersten Schlittens 7 in einer zur Drehachse 6 parallelen Ebene in Y-Richtung verschiebbar, wobei die Führungsbahn 8 in einer zur Führungsbahn 3 senkrechten Richtung verläuft.A machine stand 1 provided with two separate guideways 2 , 3 has at one end a stationary headstock 4 and a headstock 5 which can be moved coaxially to the axis of rotation 6 on the front guideway 2 . On the obliquely backward inclined guideway 3 is arranged in the longitudinal or Z direction parallel to the axis of rotation 6 ver sliding first carriage 7 which has a guideway 8 for a second carriage 9 . This slide 9 can be displaced transversely to the Z direction of the first slide 7 in a plane parallel to the axis of rotation 6 in the Y direction, the guide track 8 running in a direction perpendicular to the guide track 3 .
Der zweite Schlitten 9 weist eine wiederum senkrecht zur Führungsbahn 8 verlaufende Führungsbahn 10 auf, auf welcher ein dritter Schlitten 11 in einer quer zur Drehachse 6 ver laufenden X-Richtung verschiebbar angeordnet ist. Auf diesem Schlitten ist ein Werkzeugträger 12 schwenkbar um eine in Y-Richtung verlaufende Achse 13 angeordnet. Der Werkzeugträger 12 weist eine Werkzeugaufnahme 14 auf, welche zur wahlweisen Aufnahme von feststehenden Werkzeugen 15, wie z.B. Drehwerkzeug oder Bohrstangen und von rotie renden Werkzeugen 15, wie z.B. Fräser oder Bohrer ausgebil det ist und in einer drehbar gelagerten, antreibbaren Spin del 16 angeordnet ist. Die Achse 17 der Spindel 16 bzw. der Werkzeugaufnahme 14 verläuft in einem senkrechten Winkel zur Achse 13, um welche der Werkzeugträger 12 vorzugsweise in drei jeweils um 90° versetzte Arbeitsstellungen schwenk bar ist.The second carriage 9 has, in turn, a perpendicular to the guideway 8 guideway 10 on which a third carriage 11 is slidably arranged in a transverse to the axis of rotation 6 ver X direction. A tool carrier 12 is arranged on this slide so as to be pivotable about an axis 13 extending in the Y direction. The tool carrier 12 has a tool holder 14 , which is for the optional reception of fixed tools 15 , such as turning tool or boring bars and of rotating tools 15 , such as milling cutters or drills, and is arranged in a rotatably mounted, drivable spin del 16 . The axis 17 of the spindle 16 or the tool holder 14 extends at a perpendicular angle to the axis 13 , about which the tool carrier 12 is preferably pivotable in three working positions offset by 90 °.
Für den automatischen Wechsel der für die unterschiedlichen Bearbeitungsoperationen erforderlichen Werkzeuge 15 weist die Werkzeugmaschine eine Werkzeugwechseleinrichtung 20 auf, die sich aus einem Werkzeugmagazin 21 und einer Über gabeeinrichtung 22 zusammensetzt. Das Werkzeugmagazin 20 ist als umlaufende Fördereinrichtung 23 ausgebildet, welche als viereckiger Rahmen den dritten Schlitten 11 mit dem Werkzeugträger 12 umschließt und am zweiten Schlitten 9 mit diesem bewegbar befestigt ist.For the automatic change of the tools 15 required for the different machining operations, the machine tool has a tool changing device 20 , which is composed of a tool magazine 21 and a transfer device 22 . The tool magazine 20 is designed as a circulating conveyor device 23 , which surrounds the third slide 11 with the tool carrier 12 as a square frame and is movably fastened to the second slide 9 with the latter.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Fördereinrichtung 23 eine in Führungsschienen 24 geführte Förderkette 25 auf, welche taktweise antreibbar ist und betätigbare Greifer 26 zur Halterung einer größeren Anzahl Werkzeuge 15 auf weist. As can be seen from FIG. 2, the conveyor device 23 has a conveyor chain 25 which is guided in guide rails 24 and can be driven in cycles and has actuable grippers 26 for holding a larger number of tools 15 .
Die Übergabeeinrichtung 22 besteht aus einer fest mit dem Werkzeugmagazin 21 verbundenen ersten Wechselvorrichtung 27 und aus einer am Werkzeugträger 12 angeordneten zweiten Wechselvorrichtung 28. Die erste Wechselvorrichtung 27 weist eine an einem Schwenkarm 29 angeordnete Greifvor richtung 30 für jeweils ein Werkzeug 15 auf. Der Schwenkarm 29 ist an einer Führungsstange 31 befestigt, welche heb-, senk- und schwenkbar in einem Führungsteil 32 gelagert ist. Das Führungsteil 32 ist auf einer über dem Werkzeugträger angeordneten Trägerplatte 37 befestigt, welche fest mit der oberen Führungsschiene 24 des Werkzeugmagazins 21 verbunden ist.The transfer device 22 consists of a first changing device 27 fixedly connected to the tool magazine 21 and of a second changing device 28 arranged on the tool carrier 12 . The first changing device 27 has a arranged on a swivel arm 29 Greifvor device 30 for one tool 15 each. The swivel arm 29 is fastened to a guide rod 31 which is mounted in a guide part 32 such that it can be raised, lowered and pivoted. The guide part 32 is fastened on a carrier plate 37 which is arranged above the tool carrier and is fixedly connected to the upper guide rail 24 of the tool magazine 21 .
Die zweite Wechselvorrichtung 28 weist einen am Gehäuse 18 des Werkzeugträgers 12 um 180° schwenkbaren und in Längs richtung der Schwenkachse 34 verschiebbaren Greifhebel 33 auf, an dessen beiden Enden je eine Greifvorrichtung 35 für je ein Werkzeug 15 angeordnet ist.The second changing device 28 has a on the housing 18 of the tool holder 12 pivotable by 180 ° and in the longitudinal direction of the pivot axis 34 movable gripping lever 33 , on the two ends of which a gripping device 35 is arranged for each tool 15 .
Die Schwenkachse 34 verläuft parallel zur Achse 17 der Werkzeugaufnahme 14 und ist oberhalb dieser angeordnet, wobei die Schwenkachse 36 der ersten Wechselvorrichtung 27 vertikal zu dieser verläuft.The pivot axis 34 runs parallel to the axis 17 of the tool holder 14 and is arranged above it, the pivot axis 36 of the first changing device 27 running vertically to the latter.
Die Werkzeuge 15 weisen einen genormten Steilkegel 40 mit einem Bundzapfen 41 zur Festspannung in der Werkzeugauf nahme 14 und einer an einem Flansch 43 angeordneten ge normten Aufnahmenute 42 für den Werkzeugwechsel auf. Dieser erfolgt wie nachfolgend beschrieben.The tools 15 have a standardized steep taper 40 with a collar pin 41 for clamping in the tool holder 14 and a arranged on a flange 43 ge standardized receiving groove 42 for the tool change. This is done as described below.
Das in der Werkzeugaufnahme 14 befindliche Werkzeug 15 und ein vorgängig aus dem Werkzeugmagazin 21 mittels der ersten Wechselvorrichtung 27 in Bereitstellung gebrachte weitere Werkzeug 15 werden durch die beiden Greifvorrichtungen 35 in den Aufnahmenuten 42 erfaßt und durch axiales Verschie ben, Schwenken um 180° und Zurückschieben des Greifhebels 33 gegenseitig ausgetauscht, so daß ein neues Werkzeug in der Werkzeugaufnahme 14 eingespannt wird. Das ausgewechsel te Werkzeug wird dann von der Greifvorrichtung 30 der ersten Wechselvorrichtung 27 vorzugsweise am Bundzapfen 41 und am Flansch 42 erfaßt, angehoben, um 180° geschwenkt und durch Absenken in einer freien Magazinstelle abgelegt, wo es wiederum durch Greifer 26 in der Aufnahmenute 42 ge halten wird.The tool 15 located in the tool holder 14 and a previously brought in from the tool magazine 21 by means of the first changing device 27 further tool 15 are detected by the two gripping devices 35 in the receiving grooves 42 and ben by axial displacement, pivoting through 180 ° and pushing back the Gripping lever 33 exchanged for each other, so that a new tool is clamped in the tool holder 14 . The interchanged tool is then gripped by the gripping device 30 of the first changing device 27, preferably on the collar pin 41 and on the flange 42 , raised, pivoted by 180 ° and placed by lowering in a free magazine location, where it is again ge by gripper 26 in the receiving groove 42 will hold.
Das Bereitstellen eines neuen Werkzeuges durch Transport der Fördereinrichtung 23, Erfassen, Anheben, Schwenken und Absenken mittels der ersten Wechselvorrichtung 27 erfolgt vorzugsweise während der Bearbeitung eines Werkstückes.The provision of a new tool by transporting the conveyor 23 , gripping, lifting, swiveling and lowering by means of the first changing device 27 is preferably carried out during the machining of a workpiece.
Die übrige Werkzeugwechselzeit setzt sich aus der Ver schiebbewegung des Werkzeugträgers 12 mit dem dritten Schlitten 11 in X-Richtung von der letzten Bearbeitungs stelle zu einer Stellung, wo die Greifvorrichtung 35 der zweiten Wechselvorrichtung 28 mit der Greifvorrichtung 30 der ersten Wechselvorrichtung 27 in einer korrespondieren den Uebergabelage befindet, sowie aus den Greif-, Schwenk und Verschiebezeiten der zweiten Wechselvorrichtung 28 zusammen.The rest of the tool change time is made up of the sliding movement of the tool carrier 12 with the third slide 11 in the X direction from the last machining point to a position where the gripping device 35 of the second changing device 28 corresponds to the gripping device 30 of the first changing device 27 in a Transfer location is located, as well as the gripping, swiveling and shifting times of the second changing device 28 together.
Diese kurze Wechselzeit kann allerdings auch noch in der Verschiebezeit des ersten (Z-Richtung) bzw. des zweiten (Y-Richtung) Schlittens 7 bzw. 9 liegen, welche zum An fahren einer neuen Bearbeitungsposition erforderlich sind. Somit entstehen keine oder nur kurze zusätzliche Zeiten für den Werkzeugwechsel, so daß die gesamte Bearbeitungszeit für ein Werkstück nicht oder nur unwesentlich verlängert wird. However, this short changeover time can also lie in the shifting time of the first (Z direction) or the second (Y direction) slide 7 or 9 , which are required to move to a new machining position. Thus, there are no or only short additional times for the tool change, so that the total machining time for a workpiece is not, or only slightly, extended.
Der Werkzeugträger 12 kann, wie bereits beschrieben, mit der Achsrichtung der Werkzeugaufnahme 14 in drei Bearbei tungsstellungen stehen, wobei eine mit der Lage der Achse 17 quer zur Drehachse 6 in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Durch Schwenken des Werkzeugträgers 12 um die Achse 13 jeweils nach beiden Seiten um 90° kommt die Achse 17 der Werkzeugaufnahme 14 in eine parallele Lage zur Drehachse 6, wobei einmal das eingesetzte Werkzeug 15 dem ortsfesten Spindelstock 4 oder dem verschiebbaren Spindelstock 5 zu gewandt ist. Da die erste Wechselvorrichtung 27 ausgehend von der zum Werkzeugmagazin 21 gerichteten Aufnahmestellung wahlweise jeweils nach links oder rechts um 90° oder um 180° schwenkbar ausgebildet ist, ist somit eine Werkzeug übergabe in allen drei Schwenkstellungen des Werkzeugträ gers 12 gewährleistet.The tool carrier 12 may, as already described, with the axial direction of the tool holder are tung positions in three machining 14, one being shown with the position of the axis 17 transverse to the axis of rotation 6 in Figs. 1 and 2. By pivoting the tool carrier 12 about the axis 13 to both sides by 90 °, the axis 17 of the tool holder 14 comes into a parallel position to the axis of rotation 6 , the tool 15 used facing the stationary headstock 4 or the displaceable headstock 5 . Since the first changing device is selectively formed 27 from the side facing the tool magazine 21 receiving position respectively to the left or right by 90 ° or by 180 ° pivoting, thus the Werkzeugträ is a tool transfer gers ensured 12 in all three pivoting positions.
Das beschriebene Werkzeugmagazin ermöglicht eine Speiche rung von mindestens vierzig Werkzeugen.The tool magazine described enables a spoke of at least forty tools.
Claims (9)
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