DE4015460A1 - Werkzeugmagazin - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Werkzeugmagazin, bestehend aus mehreren mit Werkzeugen bestückbaren Trägereinheiten, die be­ züglich einer steuerbaren Transportvorrichtung für die Werk­ zeuge positionier- und fixierbar sind, wobei die Transport­ vorrichtung zumindest eine zwischen Werkzeughalterungen und wenigstens einer Werkzeugübergabeposition verfahrbare Greif­ anordnung umfaßt und die Trägereinheiten scheibenförmig aus­ gebildet und turmartig mit gegenseitigem Abstand koaxial auf einer gemeinsamen senkrechten Drehachse angebracht sind.

Ein derartiges Werkzeugmagazin ist beispielsweise aus der DE-OS 37 42 096 bekannt. Bei diesem bekannten Werkzeugmaga­ zin sind die Trägereinheiten kreisförmig ausgebildet, so daß das gesamte Werkzeugmagazin eine zylindrische Form aufweist. Die Werkzeuge sind dabei in über den Umfang verteilten Auf­ nahmen gehaltert, so daß die Greifanordnung stets in Radial­ richtung der jeweiligen Trägereinheit auf eine Aufnahme zu­ fährt und das Werkzeug entnimmt bzw. wieder einsetzt. Um ein anderes Werkzeug auf der gleichen Trägereinheit zu greifen, muß diese Trägereinheit so weit verdreht werden, daß das an­ dere Werkzeug in der radialen Bewegungslinie der Greiferan­ ordnung liegt.

Häufig werden bei Werkzeugmaschinen für einen Bearbeitungs­ vorgang mehrere Werkzeuge in zeitlich kurzer Aufeinanderfol­ ge und auch abwechselnd benötigt, so daß bei einem derarti­ gen Bearbeitungsvorgang die Trägereinheit, in der diese Werk­ zeuge aufgenommen sind, zwischen den einzelnen Absetz- und Greifvorgängen um die Hochachse schwenken muß. Da dieses Schwenken bzw. Drehen der schweren Trägereinheit naturgemäß Zeit erfordert, ermöglichen derartige Magazine nicht die heute angestrebten kurzen Werkzeugwechselzeiten.

Aus der DE-OS 37 42 096 sind auch Regalmagazine bekannt, bei denen die Trägereinheiten entlang einer verfahrbaren Trans­ portvorrichtung angeordnet sind. Durch derartige Regalmagazi­ ne wird zwar erreicht, daß ein ständiges Drehen von Träger­ einheiten und der dadurch bedingte Zeitverlust vermieden wird, aber für manche Fälle reicht das bei derartigen Regal­ magazinen zur Verfügung stehende Speichervolumen für Werkzeu­ ge nicht aus, da aufgrund beschränkter Raumverhältnisse eine entsprechende Vergrößerung bzw. Verlängerung solcher Regal­ magazine nicht immer möglich ist. Außerdem werden bei zuneh­ mender Größe solcher Regalmagazine auch die Verfahrwege der Transportvorrichtung in unerwünschter Weise größer.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeugmagazin der eingangs genannten Gattung derart weiter­ zubilden, daß unter Beibehaltung der Kompaktheit des Werk­ zeugmagazins bei hoher Beladungsdichte ein schnellerer Werk­ zeugwechsel erfolgen kann.

Dieses wird beim Werkzeugmagazin der Erfindung dadurch ge­ löst, daß die scheibenförmigen Trägereinheiten einen viel­ eckigen Außenumfang aufweisen und daß in jedem eine gerade Außenkante besitzenden Scheibensektor mehrere Aufnahmen für Werkzeuge vorgesehen sind.

Durch den vieleckigen Außenumfang einer jeweiligen Trägerein­ heit wird erreicht, daß der Greifanordnung ständig ein Sek­ tor mit einer geraden Kante gegenüberliegt, in dem mehrere Aufnahmen für Werkzeuge vorgesehen sind. Auf diese Weise können in einem Sektor mehrere Werkzeuge angeordnet werden, so daß es zwischen dem Ablegen eines Werkzeugs und dem Auf­ nehmen eines benachbarten Werkzeugs keiner Drehung der Trä­ gereinheit bedarf. Durch die vieleckige Turmstruktur wird ein Magazin geschaffen, bei dem gegenüber der Greiferanord­ nung praktisch eine Teilregalanordnung gebildet ist, in der eine Vielzahl von Werkzeugen in einer Vertikalebene neben- und übereinander gelegen ist. Durch Verdrehen der Trägerein­ heiten können sehr schnell neue Teilregalanordnungen bzw. Teilregalstrukturen gegenüber der Greiferanordnung geschaf­ fen werden, so daß die jeweils benötigten Werkzeugzusammen­ stellungen für bestimmte Bearbeitungsvorgänge sehr schnell und in einem kompakten kleinen Bereich bereitgestellt werden können. Somit vereint eine derartige Teilregalanordnung den Vorteil der hohen Beladungsdichte eines drehbaren Turms mit dem Vorteil des schnellen Zugriffs auf nebeneinander angeordne­ te Werkzeuge eines Regals.

Besonders vorteilhaft ist die Ausbildung nach Anspruch 2, da das dort vorgesehene Anordnen zusammengehöriger Werkzeuge von Werkzeugsätzen eine erhebliche Zeitersparnis beim Werk­ zeugwechsel ermöglicht und somit zu einer beschleunigten Be­ arbeitungszeit eines Werkstücks beiträgt.

Ein gemeinsames Verdrehen der Trägereinheiten nach Anspruch 3 erlaubt den schnellen Zugriff und unterschiedliche Werk­ zeugsätze, die jeweils in übereinander gelegenen Sektoren angeordnet sind.

Durch die Ausbildung nach Anspruch 4 wird ebenfalls eine verringerte Werkzeugwechselzeit geschaffen, da in einer anderen Trägereinheit aufgenommene Werkzeuge schon während der Bearbeitung des Werkstücks in eine Bereitschaftsposition gebracht werden können, so daß die Greiferanordnung nach dem Ablegen eines Werkzeuges nur eine Vertikalbewegung vollfüh­ ren muß, um zum nächsten Teil-Werkzeugsatz zu gelangen. So wird ein hochflexibles Teilregal geschaffen, bei dem die Werkzeugwechselzeit von einem Werkzeugsatz zu einem anderen in einer anderen Trägereinheit aufgenommenen Werkzeugsatz erheblich verkürzt wird.

Die Ausbildung nach Anspruch 5 ist deswegen besonders vor­ teilhaft, weil sie gestattet, einzelne Werkzeugsätze schnell auszutauschen, was beispielsweise beim Ersatz eines abgenutz­ ten Werkzeugsatzes notwendig ist.

Besonders vorteilhaft ist auch die Ausbildung nach Anspruch 6, da bei diesem Werkzeugmagazin auf der Rückseite des Werk­ zeugmagazins die Trägereinheiten frei zugänglich sind und so ein Auswechseln der auf dieser Seite zugänglichen Werkzeuge bzw. Werkzeugsätze leicht möglich ist. Ist die Trägereinheit dann nach Anspruch 5 modular aufgebaut, so ergibt sich in Verbindung mit Anspruch 6 eine einfache und noch schnellere Auswechselmöglichkeit der Werkzeugsätze.

Nach Anspruch 7 besteht eine vorteilhafte Ausbildung des Werkzeugmagazins darin, daß die Trägereinheiten Achteck- Struktur besitzen, so daß das turmartige Werkzeugmagazin einen achteckigen Umfang aufweist.

Die Anordnung mehrerer turmartiger Werkzeugmagazine hinter­ einander nach Anspruch 8 schafft dabei eine noch größere Flexibilität, da noch mehr Werkzeuge in einer derartigen Werkzeugmagazin-Anordnung auf engstem Raum untergebracht werden können. Hierdurch wird eine mehrere Teilregale um­ fassende flexible Regaleinheit geschaffen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Beispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert; in dieser zeigt:

Fig. 1 eine schematische Zeichnung einer Anordnung aus Werkzeugmagazin und Transportvorrichtung und

Fig. 2 eine Trägereinheit eines Werkzeugmagazins.

In Fig. 1 ist ein Werkzeugmagazin 1 dargestellt, das um eine Vertikalachse 12 in Richtung des Doppelpfeiles D drehbar ist.

Das Werkzeugmagazin 1 besitzt übereinander mit Abstand von­ einander angeordnete Trägereinheiten 10, die jeweils aus einer ebenen, achteckigen Scheibe bestehen. Die Trägereinhei­ ten 10 können auch jeweils einzeln um die Achse 12 im Sinne des Doppelpfeiles D gegeneinander verdreht werden, wobei im Falle einer achteckigen Trägereinheit acht fixierbare Halte­ positionen vorgesehen sind. In jeder Halteposition liegen die Außenkanten 14 der übereinander gelegenen Sektoren 16 einer jeden Trägereinheit 10 in einer gemeinsamen Vertikal­ ebene.

Ein Sektor 16 mit einer zwischen zwei Ecken 13, 13′ verlau­ fenden Außenkante 14 einer Trägereinheit 10 ist mit Aufnah­ men 4, 4′, 4′′ für Werkzeuge 3, 3′, 3′′ versehen (Fig. 2). Im beschriebenen Beispiel sind die Werkzeugaufnahmen 4, 4′, 4′′ durch U-förmige Aussparungen der Trägereinheit 10 im Bereich der zugehörigen Kante 14 gebildet, wie dies besonders gut an der Kante 14′ zu erkennen ist. Die Werkzeugaufnahmen 4, 4′, 4′′ können jedoch auch auf andere Weise ausgebildet sein. Die anderen Sektoren der Trägereinheiten sind auf gleiche Weise ebenfalls mit nicht gezeigten Aufnahmen versehen.

Die Vertikalabstände der einzelnen Trägereinheiten 10 können variierbar gestaltet sein, so daß eine Anpassung an die Län­ ge der in der Trägereinheit 10 hängenden Werkzeuge möglich ist und so eine möglichst dichte Beladung eines Werkzeugma­ gazins realisiert werden kann.

Dem Sektor 16 der in Fig. 1 untersten Trägereinheit 10 ist in der Darstellung eine Halteposition der entlang des Doppel­ pfeiles Q verfahrbaren Transportvorrichtung 2 gegenübergele­ gen.

Die Transportvorrichtung 2 besitzt eine Vertikalführung 21, die als vertikales Vierkantrohr dargestellt ist. An der Ver­ tikalführung ist eine Greifanordnung 20 vorgesehen, die in Richtung des Doppelpfeiles V vertikal verfahrbar ist. Die Greifanordnung 20 weist einen in Richtung des rechtwinklig zur Verschieberichtung V und zur Verschieberichtung Q im Sinne des Doppelpfeiles H verfahrbaren Greifer 22 auf.

Der Greifer 22 ist in bekannter Weise ausgebildet, um ein in einer Aufnahme 4, 4′, 4′′ der Trägereinheit 10 aufgenommenes Werkzeug 3, 3′, 3′′ zu ergreifen. Er fährt dazu aus seiner in Fig. 1 und 2 gezeigten Transportposition in eine linear aus­ gefahrene Greifposition und ergreift dort eines der Werk­ zeuge 3, 3′ oder 3′′.

Vorzugsweise sind in den Aufnahmen 4, 4′, 4′′ eines Sektors 16 Werkzeuge 3, 3′, 3′′ eines gemeinsamen Werkzeugsatzes 30 aufgenommen. Dieser Werkzeugsatz besteht beispielsweise aus Werkzeugen, die während eines Bearbeitungsvorgangs nacheinan­ der oder wechselweise benötigt werden. Umfangreiche Werk­ zeugsätze können auch über jeweils vertikal ausgerichtete Sektoren mehrerer Trägereinheiten 10 verteilt sein.

Somit müssen vor einem Bearbeitungsvorgang lediglich die Trägereinheiten um die Achse 12 in die entsprechende Posi­ tion gebracht werden, in der der gewünschte Werkzeugsatz 30 der Transportvorrichtung 2 gegenübersteht. Der Greifer 22 kann dann das erste Werkzeug 3 ergreifen, wonach es von der Transportvorrichtung 2 und dem Greifer 22 zur Werkzeugüber­ gabeposition gebracht wird. Nach erfolgtem ersten Bearbei­ tungsschritt wird das Werkzeug 3 vom Greifer 22 und von der Transportvorrichtung 2 wieder zur Position gegenüber dem zu­ gehörigen Sektor 16 gebracht. Der Greifer legt nun das erste Werkzeug in der zugehörigen Aufnahme 4 ab und fährt in Rich­ tung des Doppelpfeiles H zurück. Um nun das nächste Werkzeug 3′ zu ergreifen, wird die Transportvorrichtung 2 in Richtung des Doppelpfeiles Q bewegt und so der Greifer 22 der Aufnah­ me 4′ des Werkzeugs 3′ gegenüber positioniert.

Die Aufnahmen 4, 4′, 4′′ können auch an einem Aufnahmemodul 11 vorgesehen sein, das als schnell auswechselbare Werkzeug­ trägerkassette gestaltet ist. Das Aufnahmemodul 11 besitzt im Grundriß beispielsweise trapezförmige Gestalt, so daß in jedem Sektor 16 einer Trägereinheit 10 ein Aufnahmemodul 11 anbringbar, z. B. von außen radial einschiebbar ist. Diese Ausführung gestattet das schnelle Auswechseln von Werkzeug­ sätzen auch während des Betriebs des Werkzeugmagazins. Insbe­ sondere wenn die von der Transportvorrichtung 2 abgewandte Rückseite 15 des Werkzeugmagazins 1 frei zugänglich ist kann ein schnelles Auswechseln einer Vielzahl von Werkzeugsätzen während des Betriebs der Werkzeugmaschine und des zugehöri­ gen Werkzeugmagazins erfolgen und so das Werkzeugmagazin be­ reits auf eine nachfolgende Bearbeitungsprozedur der Werk­ zeugmaschine umgestellt werden.

Es ist auch möglich, eine Vielzahl von Werkzeugmagazinen 1 hintereinander entlang der Verschieberichtung Q der Trans­ portvorrichtung 2 regalartig anzuordnen, um so auf gering­ stem Raum eine Vielzahl von Werkzeugen unterbringen zu kön­ nen, wobei aufgrund der Ausbildung der einzelnen Werkzeug­ magazine 1 eine hohe Zugriffsflexibilität bei kürzester Zu­ griffszeit erzielbar ist.

Bezugszeichenliste

 1 Werkzeugmagazin
 2 Transporteinrichtung
 3, 3′, 3′′ Werkzeug
 4, 4′, 4′′ Aufnahme
10 Trägereinheit
11 Aufnahmemodul
12 Drehachse
13, 13′ Ecken
14, 14′ Kanten
15 Rückseitiger Bereich
16 Scheibensektor
20 Greiferanordnung
21 Vertikalführung
22 Greifer
23 Vertikalachse der Transportvorrichtung
24 Vertikalachse der Greiferrichtung
30 Werkzeugsatz

Claims (8)

1. Werkzeugmagazin, bestehend aus mehreren mit Werkzeugen bestückbaren Trägereinheiten, die bezüglich einer steu­ erbaren Transportvorrichtung für die Werkzeuge positio­ nier- und fixierbar sind, wobei die Transportvorrich­ tung zumindest eine zwischen Werkzeughalterungen und wenigstens einer Werkzeugübergabeposition verfahrbare Greifanordnung umfaßt und die Trägereinheiten schei­ benförmig ausgebildet und turmartig mit gegenseitigem Abstand koaxial auf einer gemeinsamen senkrechten Drehachse angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die scheibenförmigen Trägereinheiten (10) einen vieleckigen Außenumfang aufweisen und daß in jedem eine gerade Außenkante (14) besitzenden Scheibensektor (16) mehrere Aufnahmen (4, 4′, 4′′) für Werkzeuge (3, 3′, 3′′) vorgesehen sind.

2. Werkzeugmagazin nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für einen Bearbeitungsvorgang zusammengestellte Werkzeugsätze (30) in gegenseitig vertikal ausrichtba­ ren Scheibensektoren angeordnet sind.

3. Werkzeugmagazin nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinheiten (10) relativ zueinander dreh­ fest sind.

4. Werkzeugmagazin nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine jeweilige Trägereinheit (10) unabhängig von den anderen Trägereinheiten um die Drehachse (12) dreh­ bar ist.

5. Werkzeugmagazin nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine jeweilige Trägereinheit (10) auswechselbare Aufnahmemodule (11) aufweist, die mit den Aufnahmen (4) für Werkzeuge (3) versehen sind und die jeweils in ei­ nem Sektor (16) der Trägereinheit (10) angeordnet sind.

6. Werkzeugmagazin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinheiten (10) in einem von der Werkzeug­ entnahmeposition abgewandten, rückseitigen Bereich (15) zum Werkzeug-Austausch frei zugänglich sind.

7. Werkzeugmagazin nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Trägereinheiten (10) Achteck-Struktur besitzen.

8. Werkzeugmagazin-Anordnung dadurch gekennzeichnet, daß mehrere turmartige Werkzeugmagazine (1) entlang des Verfahrweges der Transportvorrichtung hintereinander an­ geordnet sind, so daß die Transportvorrichtung (2) mit der Greiferanordnung (20) zu jedem turmartigen Werkzeug­ magazin (1) verfahrbar ist.