DE4234446C1 - Tool changer for transfer of tools to two spindle heads at right angles - has gripper head mounted on additional pivoted bracket whose motion is derived from movement of swivelling radial arm through simple linkage - Google Patents
Tool changer for transfer of tools to two spindle heads at right angles - has gripper head mounted on additional pivoted bracket whose motion is derived from movement of swivelling radial arm through simple linkageInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Werkzeugwechsler zum Wechseln von Werkzeugen an mindestens einer (ersten) Werkzeugaufnahme, insbesondere einer Arbeitsspindel, einer Werkzeugmaschine, mit einer relativ zur ersten Werkzeugaufnahme in Achsrich tung derselben beweglichen Tragvorrichtung, mit einem an der Tragvorrichtung um eine parallel zur ersten Werkzeugaufnah meachse angeordneten Tragachse schwenkbaren Tragarm, mit einem am freien Ende des Tragarmes beweglich gelagerten Wechselkopf, der beim Wechselvorgang um eine Drehachse dreh bar ist, mit zwei am Wechselkopf im wesentlichen radial zur Drehachse angeordneten Greiferarmen, die je einen -reifer tragen, und mit einem im Arbeitsbereich des Tragarmes vorge sehenen Werkzeugmagazin.The invention relates to a tool changer for changing of tools on at least one (first) tool holder, especially a work spindle, a machine tool, with a relative to the first tool holder in axis device of the same movable carrying device, with one on the Carrying device around a parallel to the first tool holder Axially arranged support axis swiveling support arm, with one movably mounted at the free end of the support arm Exchangeable head that rotates around an axis of rotation when changing bar, with two on the interchangeable head essentially radial to Rotary axis arranged gripper arms, each one -reifer wear, and featured with a in the working area of the support arm seen tool magazine.
Bei einem derartigen bekannten Werkzeugwechsler (Firmenpro spekt der Firma OTT Maschinentechnik GmbH, D-8960 Kempten, "Werkzeugwechsler - Werkzeugmagazine", Seiten 5, 6) weist der Wechselkopf zwei um 90° zueinander versetzte Grei ferarme auf. Der Wechselkopf ist unmittelbar am freien Ende des Tragarmes um eine vertikale Achse schwenkbar. Innerhalb des Tragarmes ist eine Antriebsvorrichtung für den Wechsel kopf vorgesehen, die dem Wechselkopf während der Schwenkbe wegung des Tragarmes eine davon abgeleitete, in bezug auf die Drehrichtung des Tragarmes gegensinnige Schwenkbewegung erteilt. Mit diesem bekannten Werkzeugwechsler können jedoch nur Werkzeuge an einer vertikalen Werkzeugaufnahme ausge wechselt werden. Ein im Aufbau sehr ähnlicher Werkzeugwechs ler ist aus der DE 37 31 280 C2 bekannt, der sich von dem vorher beschriebenen nur dadurch unterscheidet, daß er an stelle von zwei Greiferarmen einen einzigen aufweist. In such a known tool changer (company pro Spect of the company OTT Maschinentechnik GmbH, D-8960 Kempten, "Tool changer - tool magazines", pages 5, 6) the interchangeable head has two greies offset by 90 ° to each other arms on. The interchangeable head is directly at the free end the support arm can be pivoted about a vertical axis. Within the support arm is a drive device for the change head provided that the interchangeable head during the Schwenkbe movement of the support arm one derived therefrom, with respect to the direction of rotation of the support arm counter-pivoting movement granted. With this known tool changer, however only tools on a vertical tool holder be changed. A tool change that is very similar in construction ler is known from DE 37 31 280 C2, which differs from that previously described differs only in that it is has two single gripper arms.
Bekannt ist außerdem ein Werkzeugwechsler (vgl. DE 41 11 307 C1), der einen Wechselkopf mit zwei Greifarmen und daran vorgesehenen Greifern aufweist. Die Drehachse des Wechsel kopfes ist in einem Wechselkopfträger gelagert, der seiner seits um eine Schwenkachse schwenkbar ist, die senkrecht zu einer Ebene angeordnet ist, welche durch die Achsen zweier zueinander senkrechter Arbeitsspindeln einer Werkzeugmaschi ne verläuft. Der Wechselkopfträger soll in einem Lagerarm schwenkbar sein, der seinerseits in Richtung der beiden Achsen der Arbeitsspindeln beweglich ist. Wie diese Beweg lichkeit des Lagerarmes erreicht wird, ist jedoch in der ge nannten Druckschrift nicht angegeben. Mit diesem bekannten Werkzeugwechsler ist ein auswechseln von Werkzeugen an zwei Werkzeugaufnahmen möglich, deren Achsen senkrecht zueinander verlaufen.A tool changer is also known (cf. DE 41 11 307 C1), the one interchangeable head with two gripper arms and attached to it provided grippers. The axis of rotation of the change head is mounted in an interchangeable head carrier, that of his hand is pivotable about a pivot axis that is perpendicular to a plane is arranged, which by the axes of two perpendicular work spindles of a machine tool ne runs. The interchangeable head carrier is said to be in a bearing arm be pivotable, which in turn towards the two Axes of the work spindles is movable. How this move Lichity of the bearing arm is achieved, however, in the ge mentioned publication not specified. With this well-known Tool changer is a tool change on two Tool holders possible, their axes perpendicular to each other run.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeug wechsler der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der ein auswechseln von Werkzeugen an zwei Werkzeugaufnahmen ermög licht, deren Achsen senkrecht zueinander verlaufen, der ein fach im Aufbau ist und ein schnelles Wechseln von Werkzeugen ermöglicht.The invention has for its object a tool to create changers of the type mentioned at the beginning exchange of tools on two tool holders possible light, the axes of which are perpendicular to one another, the one is easy to set up and a quick change of tools enables.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß zum wahl weisen Wechsel von Werkzeugen an einer zweiten Werkzeugauf nahme, deren Achse senkrecht zur Achse der ersten Werkzeug aufnahme verläuft, am freien Ende des Tragarmes ein Schwenk arm um eine zur Tragachse parallele Achse drehbar gelagert ist, daß an dem Schwenkarm ein Wechselkopfträger um eine senkrecht zur parallelen Achse verlaufende Schwenkachse schwenkbar ist und daß in dem Wechselkopfträger die Drehach se des Wechselkopfes angeordnet ist, wobei am Tragarm eine Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, welche dem Schwenkarm während der Schwenkbewegung des Tragarmes eine gegenüber dieser gleichsinnige Schwenkbewegung erteilt.This is achieved according to the invention in that the choice have changing tools on a second tool took whose axis is perpendicular to the axis of the first tool Recording runs, a swivel at the free end of the support arm arm pivoted about an axis parallel to the support axis is that on the swivel arm an interchangeable head carrier by Swivel axis perpendicular to the parallel axis is pivotable and that in the interchangeable head carrier, the rotary axis se of the interchangeable head is arranged, one on the support arm Drive device is provided which the swivel arm one opposite during the pivoting movement of the support arm this same-direction swivel movement issued.
Da bei dem neuen Werkzeugwechsler der Wechselkopfträger in dem Schwenkarm um eine zur parallelen Achse senkrechte Schwenkachse schwenkbar ist, kann er und damit auch der Wechselkopf wahlweise in zwei verschiedene Wechselstellun gen gebracht werden, so daß in einer dieser Stellungen ein Wechseln von Werkzeugen an einer vertikalen Werkzeugaufnahme und in einer zweiten Wechselstellung ein Wechseln von Werk zeugen an einer Werkzeugaufnahme mit horizontaler Achse mög lich ist. Durch die Verwendung eines am freien Ende des Tragarmes drehbar gelagerten Schwenkarmes kann der Wechsel kopf aus der Wechselstellung in eine Übergabestellung ge bracht werden, in welcher die Werkzeuge dem Werkzeugmagazin übergeben bzw. aus diesem entnommen werden. Die Bewegung des Wechselkopfes aus der Wechselstellung in die Übergabestel lung und umgekehrt erfolgt dabei während der Schwenkbewegung des Tragarmes vom Bereich der Werkzeugaufnahmen zum Werkzeug magazin und umgekehrt. Da hierbei der Schwenkarm eine gegen über der Schwenkbewegung desselben gleichsinnige Schwenkbe wegung ausführt und die Drehachse des Wechselkopfträgers gegenüber der parallelen Achse, um die der Schwenkarm schwenkt, zu dessen freien Ende hin versetzt ist, kann der Wechselkopfträger und damit auch der Wechselkopf während der Schwenkbewegung des Tragarmes und des Schwenkarmes um die Drehachse verschwenkt werden. Hierdurch wird ein Werkzeug, welches mit senkrechter Werkzeugachse aus dem Magazin ent nommen wurde, während der Schwenkbewegung des Tragarmes in eine horizontale Lage gebracht, so daß seine Achse mit der horizontalen Achse der zweiten Werkzeugaufnahme fluchtet, wenn der Wechselkopf seine Wechselstellung erreicht hat. Um gekehrt kann ein aus der zweiten Werkzeugaufnahme mit hori zontaler Werkzeugachse entnommenes Werkzeug während der Schwenkbewegung des Tragarmes zum Werkzeugmagazin in die Übergabestellung bewegt werden, so daß die Werkzeugachse vertikal ist, wenn dieses Werkzeug in die Nähe des Werkzeug magazins gelangt. Hierdurch wird die zum Werkzeugwechsel erforderliche Zeit verkürzt. Durch die gleichsinnige Schwenk bewegung von Tragarm und Schwenkarm wird außerdem verhin dert, daß Werkzeuge während des Verschwenkens des Tragarmes mit diesem kollidieren. Da der neue Werkzeugwechsler weitge hend mit schwenkbaren Teilen aus gerüstet ist, zeichnet er sich außerdem durch einen besonders einfachen Aufbau und ge ringen Verschleiß aus.Because the new head changer in the swivel arm about a perpendicular to the parallel axis Swivel axis is pivotable, he can and thus the Interchangeable head optionally in two different interchangeable positions gen brought so that in one of these positions Changing tools on a vertical tool holder and in a second change position a change of work test on a tool holder with a horizontal axis possible is. By using one at the free end of the The swivel arm can be changed head from the change position to a transfer position in which the tools are brought into the tool magazine transferred or removed from this. The movement of the Exchangeable head from the changing position to the transfer point and vice versa takes place during the swivel movement of the support arm from the area of the tool holders to the tool magazine and vice versa. Since here the swivel arm against above the pivoting movement of the same direction and the axis of rotation of the interchangeable head carrier opposite the parallel axis around which the swivel arm swings, to the free end of which is offset, the Interchangeable head carrier and thus also the interchangeable head during the Swiveling movement of the support arm and the swivel arm around the Pivot axis can be pivoted. This is a tool which comes from the magazine with a vertical tool axis was taken in during the pivoting movement of the support arm brought a horizontal position so that its axis with the horizontal axis of the second tool holder is aligned, when the interchangeable head has reached its interchangeable position. Um one can sweep from the second tool holder with hori tool removed from the central tool axis during the Swiveling movement of the support arm to the tool magazine in the Transfer position are moved so that the tool axis is vertical when this tool is close to the tool magazine arrives. This turns it into a tool change shortens required time. Through the same-directional swivel movement of the support arm and swivel arm is also prevented changes that tools during the pivoting of the support arm collide with this. Since the new tool changer equipped with swiveling parts, he draws is also characterized by a particularly simple structure and ge wrestle out wear.
Aus der DE 30 17 813 A1 ist eine Werkzeugwechselvorrichtung zum wahlweisen Wechseln von Werkzeugen an einer zweiten, zur ersten senkrechten Werkzeugaufnahme bekannt. Bei dieser Wechselvorrichtung ist ein Wechselkopfträger an einem Arm (Greiferarm) angeordnet, der an einem Träger quer zu der Achse der ersten Werkzeugaufnahme und parallel zur Achse der zweiten Werkzeugaufnahme verschiebbar und um seine eigene Achse drehbar ist. Die Achse des Armes bildet somit eine Schwenkachse für den Wechselkopfträger. An diesem ist ein Wechselkopf mit zwei Greiferarmen um eine Drehachse schwenkbar angeordnet, die senkrecht zu der Schwenkachse des Wechselkopfträgers verläuft. Der Träger ist seinerseits mittels zweier Führungssäulen, die in einem Schlitten ver schiebbar sind, parallel zur Achse der ersten Werkzeugauf nahme verschiebbar. Um die Werkzeuge von den Werkzeugauf nahmen zum Magazin und umgekehrt zu bringen, ist der Schlit ten seinerseits an Führungsstangen verschiebbar, die senk recht zu den Achsen der beiden Werkzeugaufnahmen verlaufen. Infolge der drei Verschiebeführungen ist diese Wechselvor richtung teuer in der Herstellung und erfordert einen er höhten Wartungsaufwand. Durch die drei Verschiebeführungen ergeben sich auch ganz andere kinematische Verhältnisse, so daß einzelne Merkmale dieser bekannten Wechselvorrichtung nicht ohne weiteres auf Werkzeugwechsler der gattungsgemäßen Art übertragbar sind.DE 30 17 813 A1 describes a tool changing device for changing tools on a second, known for the first vertical tool holder. At this Exchange device is an interchangeable head carrier on one arm (Gripper arm) arranged on a support transverse to the Axis of the first tool holder and parallel to the axis the second tool holder slidable and around its own axis is rotatable. The axis of the arm thus forms a swivel axis for the interchangeable head carrier. On this is an interchangeable head with two gripper arms around an axis of rotation pivotally arranged perpendicular to the pivot axis of the interchangeable head carrier. The carrier is itself by means of two guide columns that ver in a carriage are slidable, parallel to the axis of the first tool slidable. To the tools from the tool to take to the magazine and vice versa is the Schlit ten in turn slidable on guide rods that lower run right to the axes of the two tool holders. This change is due to the three shifting guides Direction expensive to manufacture and requires one increased maintenance. Through the three sliding guides completely different kinematic relationships result, too that individual features of this known changing device not readily on tool changers of the generic type Are transferable.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un teransprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the Un marked claims.
Die Erfindung ist in folgendem, anhand eines in der Zeich nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.The invention is in the following, using one in the drawing voltage illustrated embodiment explained in more detail.
Es zeigen:Show it:
Fig. 1 eine Draufsicht auf den Werkzeugwechsler, sowohl in Wechselstellung (rechts oben) als auch in Übergabe stellung (links unten), Fig. 1 is a plan view of the tool changer, in both exchange position (top right) and in the transfer position (bottom left),
Fig. 2 Einzelheiten in einem größeren Maßstab, Fig. 2 shows details in a larger scale,
Fig. 3 eine Seitenansicht in Richtung III der Fig. 1. Fig. 3 is a side view in the direction III in FIG. 1.
Eine nicht näher dargestellte Werkzeugmaschine weist in einem ersten Spindelgehäuse 1 eine nicht dargestellte erste Werkzeugaufnahme auf, deren Achse A vertikal angeordnet ist. In einem zweiten Spindelgehäuse 2 ist eine Werkzeugaufnahme 3 vorgesehen, deren Achse B horizontal, d. h. senkrecht zur Achse A der ersten Werkzeugaufnahme, verläuft. In die beiden Werkzeugaufnahmen sollen je nach Bearbeitungsaufgabe nach einander verschiedene Werkzeuge eingesetzt werden. Zu diesem Zweck ist der erfindungsgemäße Werkzeugwechsler vorgesehen. A machine tool, not shown, has in a first spindle housing 1 a first tool holder, not shown, whose axis A is arranged vertically. A tool holder 3 is provided in a second spindle housing 2 , the axis B of which runs horizontally, ie perpendicular to the axis A of the first tool holder. Depending on the machining task, different tools should be inserted one after the other in the two tool holders. The tool changer according to the invention is provided for this purpose.
Dieser weist eine Tragvorrichtung in Form einer vertikal heb- und senkbaren Tragsäule 4, auf. Die Tragsäule 4 ist um die vertikale Tragachse T drehbar und mit dein Tragarm 5 ver bunden. Am freien Ende 5a des Tragarmes ist ein Schwenkarm 6 um eine zur Tragachse T parallele Achse P drehbar gelagert. An dem Schwenkarm 6 ist der Wechselkopfträger 7 um eine zur parallelen Achse P senkrechte, horizontale Achse S schwenk bar. An dem Wechselkopfträger 7 ist seinerseits ein Wechsel kopf 8 um eine Drehachse D drehbar. Dieser Wechselkopf 8 weist zwei um 90° zueinander versetzte Greifarme 10, 11 auf, die je einen Greifer 12, 13 tragen. Jeder der Greiferarme 10, 11 ist gegenüber der Drehachse D so abgewinkelt, wie es in der DE 41 11 307 C1 näher beschrieben ist, nämlich, daß sich die beiden Werkzeugachsen der von den Greifern 10, 11 erfaß ten Werkzeuge und die Drehachse D in einem einzigen Punkt schneiden, wobei jede der beiden Werkzeugachsen mit der Dreh achse D einen spitzen Winkel α von etwa 10-30° ein schließt. Deshalb ist auch die Drehachse D im Wechselkopf träger 7 so angeordnet, daß der einzige Punkt beim Wechseln vor der jeweiligen Werkzeugaufnahme auf der Achse A oder B der Werkzeugaufnahme liegt und die Drehachse D mit dieser Achse einen Winkel α einschließt, der dem spitzen Winkel α entspricht, den die Werkzeugachsen mit der Drehachse ein schließen. In Fig. 1 ist der Winkel α, den die Drehachse D beim Einwechseln von Werkzeugen in die horizontale Werk zeugaufnahme mit horizontaler Achse B einnimmt, dargestellt. Die Drehachse D des Wechselkopfes ist ferner vorteilhaft in einer Ebene angeordnet, welche in Wechselstellung des Wech selkopfträgers jeweils durch die Achse A oder B derjenigen Werkzeugaufnahme verläuft, an welcher ein Werkzeugwechsel stattfindet. Dies bedeutet, daß sich die Drehachse D beim Auswechseln eines Werkzeuges an der Werkzeugaufnahme mit der Achse A in einer Ebene befindet, die gemäß Fig. 3 senkrecht zur Zeichenebene durch die Achse A verläuft. Beim Auswech seln eines Werkzeuges an der Werkzeugaufnahme mit der Achse B hingegen ist die Achse D gemäß Fig. 3 in einer senkrecht zur Zeichenebene durch die Achse B verlaufenden Ebene ange ordnet.This has a carrying device in the form of a vertically lifting and lowering supporting column 4 . The support column 4 is rotatable about the vertical support axis T and with your support arm 5 a related party. At the free end 5 a of the support arm, a swivel arm 6 is rotatably mounted about an axis P parallel to the support axis T. On the pivot arm 6 of the interchangeable head support 7 is perpendicular to an axis P parallel to the horizontal axis S pivoting bar. On the interchangeable head carrier 7 , in turn, an interchangeable head 8 is rotatable about an axis of rotation D. This interchangeable head 8 has two gripping arms 10 , 11 offset from one another by 90 °, each of which carries a gripper 12 , 13 . Each of the gripper arms 10 , 11 is angled with respect to the axis of rotation D, as described in DE 41 11 307 C1, namely that the two tool axes of the grippers 10 , 11 detected tools and the axis of rotation D in one cut a single point, each of the two tool axes with the axis of rotation D including an acute angle α of approximately 10-30 °. Therefore, the axis of rotation D in the interchangeable head 7 is arranged so that the only point when changing in front of the respective tool holder on the axis A or B of the tool holder and the axis of rotation D includes an angle α with this axis, which corresponds to the acute angle α The tool axes close with the axis of rotation. In Fig. 1, the angle α, the axis of rotation D when taking tools in the horizontal tool tool holder with the horizontal axis B is shown. The axis of rotation D of the interchangeable head is also advantageously arranged in a plane which, in the interchangeable position of the interchangeable head carrier, runs through axis A or B of the tool holder on which a tool change takes place. This means that when a tool is replaced on the tool holder with the axis A, the axis of rotation D is in a plane which, according to FIG. 3, runs through the axis A perpendicular to the plane of the drawing. When replacing a tool on the tool holder with the axis B, however, the axis D is arranged according to FIG. 3 in a plane perpendicular to the plane of the drawing through the axis B.
Weiterhin ist die Anordnung so getroffen, daß die Schwenk achse S des Wechselkopfträgers 7, wie es aus Fig. 1 zu ent nehmen ist, im Schwenkarm 6 so angeordnet ist, daß sie in Wechselstellung senkrecht zu einer Ebene angeordnet ist, welche durch die Achsen A und B der beiden Werkzeugaufnahmen verläuft, d. h. gemäß Fig. 1 in einer Ebene, die senkrecht zur Zeichenebene angeordnet ist und durch die Achse B hin durchgeht.Furthermore, the arrangement is such that the pivot axis S of the interchangeable head carrier 7 , as can be seen in FIG. 1 ent, is arranged in the swivel arm 6 so that it is arranged in the changing position perpendicular to a plane which is defined by the axes A. and B of the two tool holders runs, ie according to FIG. 1 in a plane which is arranged perpendicular to the plane of the drawing and passes through the axis B.
Anstelle der vorzugsweise verwendeten schrägen Anordnung der Drehachse D gegenüber den Achsen A, B der Werkzeug aufnahmen, an denen jeweils ein Werkzeugwechsel stattfindet, konnte die Achse D auch parallel zu diesen beiden Achsen A, B angeordnet sein. In diesem Fall wären dann die Greiferarme nicht abgewinkelt sondern sie würden in rechten Winkel von der Achse D abstehen. Diese Ausgestaltung des Wechselkopfes würde jedoch beim Schwenken des Wechselkopfes mehr Platz er fordern.Instead of the preferably used oblique arrangement the axis of rotation D compared to the axes A, B of the tool recordings where a tool change takes place, axis D could also be parallel to these two axes A, B can be arranged. In this case the gripper arms would be not angled but at right angles from protrude from axis D. This design of the interchangeable head however, he would have more space when swiveling the replaceable head demand.
Seitlich der Tragsäule 4 ist im Arbeitsbereich des Tragarmes 5 ein Werkzeugmagazin 14 vorgesehen, welches eine Vielzahl von Aufnahmen 14a für die Werkzeuge aufweist. Das Werkzeug magazin 14 ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel als soge nanntes Tellermagazin ausgebildet, welches um eine zur Trag achse T parallele Achse T rotiert. Demzufolge werden die Werkzeuge im Werkzeugmagazin 14 so aufgenommen, daß die Werkzeugachsen jeweils parallel zur Tragachse T, d. h. ver tikal verlaufen. Anstelle eines Tellermagazins könnte je doch auch ein anderes Werkzeugmagazin, beispielsweise ein Kettenmagazin vorgesehen sein.To the side of the support column 4 , a tool magazine 14 is provided in the working area of the support arm 5 , which has a plurality of receptacles 14 a for the tools. The tool magazine 14 is formed in the embodiment shown as a so-called plate magazine, which rotates about an axis T parallel to the support axis T. Accordingly, the tools are received in the tool magazine 14 so that the tool axes each run parallel to the support axis T, ie ver tical. Instead of a plate magazine, another tool magazine, for example a chain magazine, could also be provided.
Zum Drehantrieb der Tragsäule 4 kann jeder beliebige Antrieb vorgesehen sein, beispielsweise ein auf der Tragsäule 4 an geordnetes Ritzel, welches mit einer Zahnstange kämmt auch die gleichsinnige Schwenkbewegung des Schwenkarmes 8 gegen über dem Tragarm 5 kann durch eine übliche Antriebsvorrich tung bewirkt werden. Um jedoch eine besonders einfache kon struktive Ausgestaltung des Werkzeugwechslers zu erreichen, wird vorteilhaft die gleichsinnige Schwenkbewegung des Schwenkarmes 8 von der Schwenkbewegung des Tragarmes 5 abge leitet. Zu diesem Zweck ist in dem Tragarm 5 ein Zahnriemen- oder Kettentrieb mit einem endlosen Zahnriemen oder einer endlosen Kette 15 angeordnet. Der endlose Zahnriemen ist über ein erstes Umlenkrad 16 geführt, welches im Tragarm 5 drehbar gelagert ist. Ein zweites, kleineres Umlenkrad 17 ist mit einem Drehzapfen 18 verbunden, der die parallele Achse P beinhaltet und mit dem Schwenkarm 8 fest verbunden ist. Der Durchmesser des größeren Umlenkrades 16 ist dabei etwa doppelt so groß wie der Durchmesser des kleineren Um lenkrades 17. Ferner ist eine Kurbelstange 15 vorgesehen, deren erstes Ende 19a an dem größeren Umlenkrad 16 angelenkt ist. Das zweite Ende 19b weist einen Kurbelzapfen 20 auf, der gleichzeitig in eine Kurvenführung 21 in einem stationä ren Teil 22 und in eine Radialführung 23 im Tragarm 5 ein greift. Wird der Tragarm 5 beispielsweise gemäß Fig. 2 durch Drehung der Tragsäule 4 im Uhrzeigersinn verschwenkt, dann vergrößert sich der radiale Abstand der Kurvenführung 21 von der Tragachse T zunehmend. Hierdurch wird der Kurbel zapfen 20 in der Radialführung 23 radial nach außen bewegt, wodurch das Umlenkrad 18 ebenfalls eine Bewegung im Uhrzei gersinn erfährt. Diese Bewegung wird durch den Zahnriemen 15 im Verhältnis 1 : 2 auf das zweite Umlenkrad 17 übertragen, wodurch der Schwenkarm 8 ebenfalls im Uhrzeigersinn, d. h. im gleichen Drehsinn wie der Schwenkarm 5, jedoch mit doppelter Drehgeschwindigkeit, gedreht wird. Wenn also der Tragarm 5 gemäß Fig. 1 aus seiner rechts unten dargestellten Überga bestellung um etwa 90° im Uhrzeigersinn U in die Wechsel stellung, wie sie links oben dargestellt ist, geschwenkt wird, dann schwenkt gleichzeitig der Schwenkarm 8 gegenüber dem Tragarm 5 um etwa 180° gleichsinnig in Richtung U1. Bei entgegengesetzter Schwenkbewegung des Tragarmes 5 wird auch der Schwenkarm 8 entgegen dem Pfeil U1 verschwenkt.For the rotary drive of the support column 4 , any drive can be provided, for example, on the support column 4 to ordered pinion, which meshes with a rack and the same-directional pivoting movement of the pivot arm 8 against the support arm 5 can be effected by a conventional Antriebsvorrich device. However, in order to achieve a particularly simple structural design of the tool changer, the same-direction pivoting movement of the pivot arm 8 is advantageously derived from the pivoting movement of the support arm 5 . For this purpose, a toothed belt or chain drive with an endless toothed belt or chain 15 is arranged in the support arm 5 . The endless toothed belt is guided over a first deflection wheel 16 which is rotatably mounted in the support arm 5 . A second, smaller deflection wheel 17 is connected to a pivot pin 18 , which contains the parallel axis P and is fixedly connected to the swivel arm 8 . The diameter of the larger deflection wheel 16 is about twice as large as the diameter of the smaller order steering wheel 17th Furthermore, a crank rod 15 is provided, the first end 19 a of which is articulated on the larger deflection wheel 16 . The second end 19 b has a crank pin 20 which simultaneously engages in a curve guide 21 in a stationary part 22 and in a radial guide 23 in the support arm 5 . If the support arm 5 is pivoted clockwise, for example according to FIG. 2, by rotating the support column 4 , then the radial distance of the cam guide 21 from the support axis T increases. As a result, the crank pin 20 is moved radially outward in the radial guide 23 , whereby the deflection wheel 18 also experiences a clockwise movement. This movement is transmitted by the toothed belt 15 in a ratio of 1: 2 to the second deflection wheel 17 , whereby the swivel arm 8 is also rotated clockwise, ie in the same direction as the swivel arm 5 , but at twice the speed of rotation. So if the support arm 5 according to FIG. 1 from its transition order shown at the bottom right is rotated by about 90 ° clockwise U into the change position, as shown at the top left, then the pivot arm 8 pivots relative to the support arm 5 by approximately 180 ° in the same direction towards U1. In the opposite pivoting movement of the support arm 5 , the pivot arm 8 is pivoted against the arrow U1.
Wie man aus Fig. 2 erkennen kann, weist die Kurvenführung 21 in ihren Endbereichen besonders ausgestaltete Krümmungen aufs Hierdurch ist es möglich, die Bewegung des Schwenkarmes 6 und damit auch des Wechselkopfes 8 im Bereich der Wechsel stellung und auch im Bereich der Übergabestellung so zu steuern, wie es für den Wechselvorgang bzw. die Übergabe am geeignetsten ist. Man kann dadurch die Bewegung des Wechsel kopfes 5 so steuern, daß sie bei Annäherung an die Achse A genau geradlinig und nicht bogenförmig und bei Annäherung an das Werkzeugmagazin genau radial zu dessen Drehachse erfolgt.As can be seen from Fig. 2, the curve guide 21 in its end regions specially designed curvatures on this, it is possible to control the movement of the swivel arm 6 and thus also the interchangeable head 8 in the area of the exchange position and also in the area of the transfer position how it is most suitable for the change process or the transfer. You can thereby control the movement of the interchangeable head 5 so that it is exactly straight and not arcuate when approaching the axis A and exactly radial to the axis of rotation when approaching the tool magazine.
Die Arbeitsweise des Werkzeugwechslers ist folgende:
Zum Einwechseln eines neuen Werkzeuges befindet sich der
Tragarm 5 mit dem daran angeordneten Wechselkopf 8 in der in
Fig. 1 rechts unten dargestellten Übergabestellung. Mittels
des Greifers 12 wird das neue Werkzeug erfaßt. Durch Drehung
der Tragsäule 4 schwenkt dann der Tragarm 5 im Uhrzeigersinn
U. Hierbei wird auch der Schwenkarm 8 gegenüber dem Tragarm
5 gleichsinnig in Drehrichtung U1 mittels der Antriebsvor
richtung 15-23 verschwenkt. Die Werkzeugachse des aus dem
Werkzeugmagazin 14 entnommenen neuen Werkzeuges ist zunächst
vertikal, d. h. senkrecht zur Zeichenebene gemäß Fig. 1 an
geordnet. Wenn dieses Werkzeug in die Werkzeugaufnahme 7 mit
horizontaler Achse B eingewechselt werden soll, dann muß die
Werkzeugachse aus der vertikalen Position in eine horizonta
le Position gebracht werden. Dies erfolgt dadurch, daß wäh
rend der Schwenkbewegung des Tragarmes 5 und des Schwenkar
mes 8 der Wechselkopfträger 7 um die Achse S um 90° nach
oben geschwenkt wird. Bei diesem Hochschwenken des Wechsel
kopfträgers 7 können dieser selbst und auch das einzuwech
selnde Werkzeug nicht mit dem Tragarm 5 kollidieren, da die
Schwenkbewegung des Schwenkarmes 6 außen herum um das freie
Ende 5a des Tragarmes im gleichen Drehsinn erfolgt, in dem
sich auch der Tragarm 5 dreht. Hierdurch wird das einzuwech
selnde Werkzeug in die in Fig. 1, links oben, dargestellte
gestrichelte Lage gebracht, in welcher seine Achse horizon
tal, d. h. gemäß Fig. 1 parallel zur Zeichenebene, verläuft
und mit der horizontalen Achse B der zweiten Werkzeugaufnah
me 3 fluchtet. Wenn sich in dieser Werkzeugaufnahme noch
kein Werkzeug befindet, dann kann das einzuwechselnde Werk
zeug unmittelbar in die Aufnahme eingesetzt werden. Hierzu
wird die Werkzeugaufnahme 3 durch horizontale Verschiebung
des Spindelstockes 2 in Richtung H nach links über den
Steilkegelschaft des Werkzeuges geschoben. Sobald das Werk
zeug in der Aufnahme 3 eingespannt ist, kann der Greifer 12
geöffnet und durch Verschwenken des Tragarmes 5 entgegen der
Pfeilrichtung U vom Werkzeug gelöst werden.The tool changer works as follows:
To replace a new tool, the support arm 5 with the interchangeable head 8 arranged thereon is in the transfer position shown at the bottom right in FIG. 1. The new tool is gripped by means of the gripper 12 . By rotation of the support column 4 and then the bracket 5 in the clockwise direction U. In this case also pivots the swing arm 8 with respect to the support arm 5 is the same direction in the rotation direction U1 by means of the direction Antriebsvor 15 -23 pivoted. The tool axis of the new tool removed from the tool magazine 14 is initially arranged vertically, ie perpendicular to the drawing plane according to FIG. 1. If this tool is to be replaced in the tool holder 7 with the horizontal axis B, then the tool axis must be brought from the vertical position into a horizontal position. This is done in that the pivoting movement of the support arm 5 and the Schwenkar meter 8 of the interchangeable head carrier 7 is pivoted upwards about the axis S by 90 °. During this swiveling up of the interchangeable head support 7 , this itself and also the tool to be inserted cannot collide with the support arm 5 , since the swiveling movement of the swivel arm 6 around the free end 5 a of the support arm takes place in the same direction of rotation, in which the support arm is located 5 turns. As a result, the tool to be inserted is brought into the dashed position shown in FIG. 1, top left, in which its axis runs horizontally, ie parallel to the plane of the drawing according to FIG. 1, and is aligned with the horizontal axis B of the second tool holder 3 . If there is no tool in this tool holder, the tool to be replaced can be inserted directly into the holder. For this purpose, the tool holder 3 is pushed to the left over the steep taper shank of the tool by moving the headstock 2 horizontally. As soon as the tool is clamped in the receptacle 3 , the gripper 12 can be opened and released from the tool by pivoting the support arm 5 against the direction of the arrow U.
Befindet sich jedoch in der zweiten Werkzeugaufnahme 3 be reits ein auszuwechselndes Werkzeug, dann wird während der Schwenkbewegung des Tragarmes 5, des Schwenkarmes 6 und des Wechselkopfträgers 7 auch der Wechselkopf 8 um 90° um die Achse D gedreht, so daß sich dann der leere Greifer 13 vor der Werkzeugaufnahme 3 befindet, wenn die genannten Teile des Werkzeugwechslers die in Fig. 1, links oben, dargestellte Wechselstellung erreicht haben. Mittels des leeren Greifers 13 wird dann zunächst das auszuwechselnde Werkzeug aus der Werkzeugaufnahme 3 entnommen, was dadurch geschieht, daß der Spindelstock 2 aus seiner nicht dargestellten linken Stellung in seine strichpunktiert dargestellte Stellung nach rechts verschoben wird. Sobald das auszuwechselnde Werkzeug vollstän dig aus der Werkzeugaufnahme 3 herausgezogen ist, wird der Wechselkopf 8 um 90° um die Drehachse D gedreht, wodurch dann der Greifer 12 mit dem einzuwechselnden Werkzeug in die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Position vor der Werkzeug aufnahme 3 gelangt und das Einwechseln dieses Werkzeuges in der vorher beschriebenen Weise vorgenommen werden kann.However, there is already a tool to be replaced in the second tool holder 3 , then during the pivoting movement of the support arm 5 , the pivot arm 6 and the interchangeable head carrier 7 , the interchangeable head 8 is also rotated through 90 ° about the axis D, so that the empty gripper then 13 is located in front of the tool holder 3 when the parts of the tool changer mentioned have reached the change position shown at the top left in FIG. 1. By means of the empty gripper 13 , the tool to be exchanged is first removed from the tool holder 3 , which is done by moving the headstock 2 from its left position, not shown, to its position shown in broken lines to the right. As soon as the tool to be replaced is completely pulled out of the tool holder 3 , the interchangeable head 8 is rotated through 90 ° about the axis of rotation D, as a result of which the gripper 12 with the tool to be inserted arrives in the position shown in broken lines in FIG. 1 in front of the tool holder 3 and the replacement of this tool can be done in the manner previously described.
Wenn nach Abschluß dieses Wechselvorganges dann das ausgewech selte Werkzeug in das Werkzeugmagazin 14 gebracht werden soll, dann werden der Tragarm 5 und gleichzeitig auch der Schwenkarm 6 entgegen der Pfeile U, U1 in die Übergabestel lung verschwenkt. Hierbei wird gleichzeitig auch der Wechsel kopfträger um die Schwenkachse S wieder nach unten in seine Übergabestellung geschwenkt und außerdem wird auch der Wech selkopf 8 um die Drehachse D gedreht, so daß der Greifer 13, der das ausgewechselte Werkzeug enthält, in die Übergabestel lung gelangt, in welcher die Werkzeugachse vertikal, d. h. senkrecht zur Zeichenebene gemäß Fig. 1 verläuft. Der Wech selkopf 8 nimmt dann nicht die in Fig. 1, rechts unten, dar gestellte Stellung ein, sondern der Greifer 13 befindet sich an der Stelle des gezeichneten Greifers 12. In dieser Stel lung wird dann das ausgewechselte Werkzeug wieder in eine der Aufnahmen 14a des Werkzeugmagazins 14 übergeben.If after the end of this change process the selected tool should be brought into the tool magazine 14 , then the support arm 5 and at the same time the pivot arm 6 are pivoted against the arrows U, U1 in the transfer position. At the same time, the interchangeable head carrier is pivoted back down about its swivel axis S into its transfer position, and also the interchangeable head 8 is also rotated about the axis of rotation D, so that the gripper 13 , which contains the replaced tool, enters the transfer position, in which the tool axis runs vertically, ie perpendicular to the drawing plane according to FIG. 1. The interchangeable head 8 then does not assume the position shown in FIG. 1, bottom right, but the gripper 13 is in the place of the gripper 12 shown . In this position, the replaced tool is then passed back into one of the receptacles 14 a of the tool magazine 14 .
Wenn ein Werkzeug in die erste Werkzeugaufnahme mit der ver tikalen Achse A eingewechselt oder aus dieser Werkzeugaufnah me ausgewechselt werden soll, dann entfällt die Schwenkbewe gung des Wechselkopfträgers 7 um die Achse S. Der Wechsel kopfträger 7 nimmt dann auch in Wechselstellung, wie es in Fig. 1, ganz links oben, dargestellt ist, gegenüber dem Schwenkarm 8 die gleiche Stellung ein, die er in Übergabestel lung hat.When a tool is to be replaced is replaced in the first tool holder with the ver tical axis A or me from this Werkzeugaufnah, then eliminates the Schwenkbewe supply of the alternating head support 7 about the axis S. The change of head support 7 will then also in changing position as shown in Figure . 1, top left, shown, opposite the swivel arm 8 is the same position which it has in lung handover Stel.
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