DE4330853C1 - Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugwechseleinrichtung - Google Patents
Werkzeugmaschine mit einer WerkzeugwechseleinrichtungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einer Werkzeug
wechseleinrichtung zum Überführen von Werkzeugen zwischen einer vertikal
achsigen Spindel und einer Lade-/Entladeposition eines Werkzeug
magazins, wobei die Lade-/Entladeposition sich in einer Vorderan
sicht der Werkzeugmaschine oberhalb der Spindel und seitlich
zu dieser versetzt befindet, und ferner die Werkzeugwechseleinrichtung
zwei Wechslerarme umfaßt, die im Gegentaktbetrieb jeweils zu
einem Überführen eines ersten Werkzeuges von der Spindel zur
Lade-/Entladeposition und eines zweiten Werkzeuges von der Lade-
/Entladeposition zur Spindel beitragen.
Eine Werkzeugmaschine der vorstehend genannten Art ist aus der
DE-PS 38 31 869 bekannt.
Bei der bekannten Werkzeugmaschine soll eine Doppelspindel
anordnung dadurch realisiert werden, daß in einem gemeinsamen
Spindelstock zwei vertikalachsige Spindeln nebeneinander
angeordnet werden. Der Werkzeugwechsler jeder einzelnen Spindel
dieser bekannten Werkzeugmaschine umfaßt zwei Wechslerarme,
die im Gegentaktbetrieb Werkzeuge zwischen einer unteren
Spindelposition und einer oberen Übergabeposition an einem
Werkzeugmagazin überführen. Die Übergabeposition liegt dabei
seitlich von der Spindelachse beabstandet und zwar bei jeder
Spindel auf der von der jeweils anderen Spindel abgewandten
Seite.
Bei dieser bekannten Anordnung ist daher ein relativ kompli
zierter Bewegungsablauf der beiden Wechslerarme erforderlich,
der unsymmetrisch sein muß, weil die Wechslerarme symmetrisch
zur Spindelachse angeordnet sind, aber beide zwischen einer
außerhalb der Spindelachse angeordneten Übergabesposition und
der Spindelposition in der Spindelachse arbeiten. Da beide
Wechslerarme überdies zwischen denselben Positionen arbeiten,
muß zusätzlich Sorge dafür getragen werden, daß im Gegentakt
betrieb der Wechslerarme keine Kollision zwischen den Armen
und den Werkzeugen auftritt, die von Greifern an den freien
Enden der Wechslerarme gehalten werden.
Aus diesem Grunde ist es bei der bekannten Werkzeugmaschine
erforderlich, die Wechslerarme um mehrere Achsen zu schwenken,
damit der erforderliche Bewegungsablauf sichergestellt ist.
Obwohl die vorstehend beschriebene Anordnung bei Doppelspindel-
Werkzeugmaschinen erfolgreich einsetzbar ist, gibt es auch
Anwendungsfälle, bei denen im Rahmen einer Einspindelmaschine
ein solcher mechanischer Aufwand nicht erforderlich ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeug
maschine der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden,
daß ein Werkzeugwechsel mit verringertem mechanischem Aufwand,
insbesondere im Bereich der Kinematik der Wechslerarme, erreicht
wird.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die
Wechslerarme jeweils nur um eine Achse drehbar sind, daß jeder
der Wechslerarme mit einer separaten Übergabeposition zusammenar
beitet, wobei sich die beiden Übergabepositionen in unterschied
lichem Abstand vor der Lade-/Entladeposition befinden, und daß
die Werkzeugwechseleinrichtung ferner eine Transfereinrichtung zum
Überführen der Werkzeuge zwischen der Lade-/Entladeposition
sowie wahlweise einer der Übergabepositionen umfaßt.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise
vollkommen gelöst.
Die Tatsache, daß die Wechslerarme jeweils nur um eine Achse
drehbar sind, bringt eine ganz erhebliche Vereinfachung des
mechanischen Aufbaus mit sich, da sich die Zahl der bewegten
Elemente und die Bewegungsrichtung der Elemente gegenüber der
eingangs genannten Anordnung drastisch reduziert. Ferner ist
es bei solch einfachen Bewegungsabläufen auch leichter möglich,
diese so auszulegen, daß nur stetige Bewegungen ohne ruckartige
Änderungen des Bewegungsablaufes auftreten. Dies ist sowohl
für die Belastung und damit den Verschleiß der Werkzeugwechseleinrichtung
wie auch für die Geräuschentwicklung und die Geschwindigkeit
des Werkzeugwechsels entscheidend.
Es ist zwar richtig, daß die Vereinfachung der Werkzeugwechseleinrichtung
im Bereich der Wechslerarme dadurch erkauft werden muß, daß
eine zusätzliche Transfereinrichtung zum Überführen der Werkzeuge
zwischen den beiden Übergabepositionen und der Lade-/Entladepo
sition erforderlich ist. Die zusätzliche Transfereinrichtung
kann jedoch mit sehr einfachen Mitteln realisiert werden, so
daß dieser an anderer Stelle erforderliche Zusatzaufwand weit
geringer ist als die Einsparung an Komplexität in der Gestaltung
der Wechslerarme.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die
Übergabepositionen und die Spindel in einer Horizontalebene
auf den Eckpunkten eines gleichschenkligen Dreiecks angeordnet,
dessen Scheitel durch die Spindel gebildet wird.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß infolge der gleichen
Entfernung zwischen der Spindel einerseits und den Übergabe
positionen andererseits der Bewegungsablauf des Werkzeugwechslers
bzw. der Wechslerarme weiter vereinfacht wird.
Dies gilt insbesondere dann, wenn der Scheitelwinkel des Dreiecks
etwa 48° beträgt.
Diese Dimensionierung hat sich aus konstruktiven Gründen als
besonders vorteilhaft erwiesen.
Ferner ist bevorzugt, wenn Greifer der Wechslerarme beim
Werkzeugwechsel nur in Vertikalebenen bewegt werden, die die
gleichen Schenkel des Dreiecks enthalten.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß insbesondere bei Verwendung
von als Parallelogrammgestängen ausgebildeten Wechslerarmen
die Werkzeuge in gleichbleibender Orientierung zwischen Spindel
und Übergabeposition verfahren werden.
Bei Verwendung einer Winkeldimensionierung der weiter oben
genannten Art ist dann besonders vorteilhaft, wenn die Drehachsen
der Wechslerarme miteinander einen Winkel von etwa 48° ein
schließen.
Bei einer besonders bevorzugten Gruppe von Ausführungsbeispielen
werden die Wechslerarme mittels Ritzeln angetrieben, die mit
zueinander versetzten Zahnungen einer Zahnstange kämmen, wobei
die Zahnstange in vertikaler Richtung verfahrbar ist und die
Zahnungen über den Umfang der Zahnstange versetzt angeordnet
sind.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß zur Erzeugung der Gegentakt
bewegung der Wechslerarme ein extrem einfacher Antriebsmecha
nismus verwendet wird, so daß das Ziel, den Aufbau des Werkzeug
wechslers besonders einfach zu gestalten, auf diese Weise
besonders gut erreicht wird.
Bei dieser Variante der Erfindung ist ferner bevorzugt, wenn
die Zahnstange mittels eines Sinusgetriebes verfahrbar ist.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß die Zahnstange bei ihrer
Vertikalbewegung im oberen und im unteren Totpunkt jeweils stetig
eine Richtungsumkehr vollzieht, so daß stoß- oder ruckartige
Belastungen auf den Werkzeugwechsler unterbleiben.
Bei einer weiteren Gruppe von Ausführungsbeispielen umfaßt die
Transfereinrichtung einen Transfergreifer.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß mit an sich bekannten
Maßnahmen die Überführung der Werkzeuge zwischen den Übergabe
positionen und der Lade-/Entladeposition vorgenommen werden
kann.
Hierzu ist besonders bevorzugt, wenn der Transfergreifer in
vertikaler und in horizontaler Richtung verfahrbar ist.
Diese Maßnahme hat nämlich den Vorteil, die genannten Positionen
auf unterschiedlichen Höhen anordnen zu können, so daß man die
Transfereinrichtung und die Wechslerarme andererseits einfacher
so ausbilden kann, daß Kollisionen zwischen diesen bewegten
Elementen vermieden werden.
Hierbei ist besonders bevorzugt, wenn die Werkzeuge während
des Transfers in der Transfereinrichtung in Köchern gehalten
werden.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß zwei unterschiedliche
Angriffspunkte entstehen, nämlich einmal am genormten Werkzeug
bzw. Werkzeughalter einerseits und an dem Köcher andererseits.
Auf diese Weise kann die Übergabe von Magazin zum Transfergreifer
einerseits sowie vom Transfergreifer zu den Greifern der
Wechslerarme andererseits auf besonders einfache Weise vollzogen
werden.
Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich
dadurch aus, daß die Werkzeuge in einem Werkzeugmagazin ge
speichert sind, wobei das Werkzeugmagazin eine auf einer
Endlosbahn laufende Kette zum Transportieren der Werkzeuge im
Werkzeugmagazin umfaßt, wobei ferner die Werkzeuge in den Köchern
derart in der Kette gehalten sind, daß sie mit ihren Achsen
in einer Längsmittelebene der Kette verfahren werden.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß der Transport der Werkzeuge
im Werkzeugmagazin vereinfacht wird. Bei herkömmlichen Werkzeug
magazinen laufen nämlich die Werkzeuge in seitlich gerichteten
Greifern, so daß die Werkzeuge in Außenkurven der Endlosbahn
erheblichen Fliehkräften ausgesetzt sind, während in Innenkurven
miteinander zu kollidieren drohen. Es ist daher bei herkömmlichen
Werkzeugmaschinen erforderlich, einerseits Maßnahmen vorzusehen,
damit die Werkzeuge in Außenkurven nicht aus den Greifer der
Kette herausfliegen, während andererseits die Abstände der
Greifer an der Kette so groß gehalten werden müssen, daß
Kollisionen in Innenkurven vermieden werden. Hier schafft nun
das genannte Ausführungsbeispiel Abhilfe, indem die Werkzeuge
genau in der Längsmittelebene der Kette laufen und damit ein
konstanter Abstand zwischen den Werkzeugen eingehalten werden
kann.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung
dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Seiten-Gesamtansicht eines Ausführungsbeispieles
einer Werkzeugmaschine, teilweise geschnitten, entlang
der Linie I-I von Fig. 2;
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Werkzeugmaschine gemäß Fig.
1;
Fig. 3 in stark vergrößertem Maßstab, ebenfalls in Draufsicht
eine Ansicht eines Werkzeugwechslers an einer Spindel
der Werkzeugmaschine gemäß den Fig. 1 und 2, in
einer ersten Arbeitsstellung;
Fig. 4 den Werkzeugwechsler gemäß Fig. 3, jedoch in einer
anderen Arbeitsstellung;
Fig. 5 in gegenüber Fig. 1 und Fig. 2 vergrößertem Maßstab
eine Draufsicht auf ein Werkzeugmagazin der
Werkzeugmaschine gemäß Fig. 1 und 2;
Fig. 6 in gegenüber Fig. 5 weiter vergrößertem Maßstab eine
Seitenansicht, geschnitten entlang der Linie VI-VI
von Fig. 7 einer Förderkette des Werkzeugmagazins
gemäß Fig. 5;
Fig. 7 eine Draufsicht auf die Förderkette gemäß Fig. 6;
Fig. 8 eine schematisierte Darstellung eines in einer Lade-
/Entladeposition des Werkzeugmagazins gemäß Fig. 5
befindlichen Werkzeughalters mit zugehörigem Transfer-
Greifer, zur Darstellung von Einzelheiten des in der
Lade-/Entladeposition gehaltenen Werkzeughalters;
Fig. 9 in gegenüber Fig. 8 leicht verkleinertem Maßstab eine
schematische Darstellung des in Lade-/Entladeposition
befindlichen Werkzeughalters in einer ersten Arbeits
stellung;
Fig. 10 die Anordnung gemäß Fig. 9, jedoch in einer zweiten
Arbeitsposition;
Fig. 11 die Anordnung gemäß Fig. 9, jedoch in einer dritten
Arbeitsposition; und
Fig. 12 die Anordnung gemäß Fig. 9, jedoch in einer vierten
Arbeitsposition.
In den Fig. 1 und 2 ist mit 10 insgesamt eine Werkzeugmaschine
bezeichnet, und zwar ein numerisch gesteuertes Bearbeitungs
zentrum, wie es zum vollautomatischen Bearbeiten von Werkstücken
eingesetzt wird. Bearbeitungszentren der hier interessierenden
Art dienen im wesentlichen zur Ausführung von Bohr- und Fräs
arbeiten.
Die Werkzeugmaschine 10 steht auf einem Fundament 11 einer
Maschinenhalle oder dergleichen. Auf ihrer Rückseite ist die
Werkzeugmaschine 10 mit einer Wand 12 von ihrer Umgebung
abgetrennt. Weitere Wände können ebenfalls vorgesehen sein,
um die Werkzeugmaschine 10 auch zur Seite, nach vorne oder gar
nach oben hin zu kapseln. Derartige Wände sind bekannt und der
Übersichtlichkeit halber in der Zeichnung nicht dargestellt.
An der Wand 12 befindet sich ein üblicher Installationskasten
13, über den die Werkzeugmaschine mit Signalen und Energie,
d. h. im wesentlichen Strom, Hydraulikflüssigkeit, Druckluft,
Wasser und dergleichen versorgt werden kann.
Die Werkzeugmaschine 10 ruht auf einem Maschinenbett 15, das
auf der Vorderseite der Maschine 10 einen langgestreckten
Werkstücktisch 16 aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Werkzeugmaschine 10 eine Langbett-Maschine mit fest
stehendem Werkstücktisch 16. Es versteht sich jedoch, daß der
Werkstücktisch 16 ebenfalls in sich beweglich ausgebildet sein
kann.
Auf der Rückseite des Werkstücktischs 16 ist das Maschinenbett
15 mit Schienen 17 versehen, die parallel zum Werkstücktisch
16 verlaufen. Die Schienen 17 bilden die sogenannte X-Achse
der Werkzeugmaschine 10.
Auf den X-Schienen 17 läuft ein Schlitten 18, der bspw. mittels
einer Spindel, eines Zahnriemens oder dergleichen angetrieben
wird.
Auf der Oberseite des X-Schlittens 18 verlaufen ebenfalls
Schienen 19, die im rechten Winkel zu den X-Schienen 17 ange
ordnet sind. Die Schienen 19 definieren damit die sogenannte
Y-Achse der Werkzeugmaschine 10. Auf den Y-Schienen 19 läuft
ein weiterer Schlitten 20, der üblicherweise als Fahrständer
bezeichnet wird. Die Werkzeugmaschine 10 bezeichnet man daher
auch als Fahrständermaschine.
Auf der Vorderseite des Fahrständers 20 befinden sich vertikal
verlaufende Schienen 21, die zu den Schienen 17 und 19 im rechten
Winkel verlaufen und die sogenannte Z-Achse der Werkzeugmaschine
10 definieren.
Auf den Z-Schienen 21 des Fahrständers 20 läuft ein Schlitten
22, der üblicherweise als Spindelstock bezeichnet wird.
Der Spindelstock 22 ist mit einer vertikalachsigen Spindel 23
versehen. In Fig. 1 ist zu erkennen, daß in die Spindel 23 ein
Werkzeug 24 eingespannt ist.
Insoweit handelt es sich bei der Werkzeugmaschine 10 im Rahmen
der bisherigen Beschreibung um ein Bearbeitungszentrum her
kömmlicher Bauart.
Das Besondere an der Werkzeugmaschine 10 gemäß Fig. 1 und 2
besteht nun darin, daß der Spindelstock 22 mit Halterarmen 25
versehen ist, von denen der Übersichtlichkeit halber in der
Zeichnung nur einer in Fig. 2 am rechten Rand des Spindelstocks
22 dargestellt ist. Diese Halterarme 25 tragen ein Werkzeug
magazin 26, das in der Draufsicht der Fig. 2 von L-förmiger
Gestalt ist. Das Werkzeugmagazin 26 enthält in an sich bekannter
Weise eine Endlosbahn 27 von ebenfalls L-förmiger Gestalt für
Werkzeuge 24a, 24b. Der in X-Richtung verlaufende Schenkel 28
des Werkzeugmagazins 26 umschlingt den Fahrständer 20, ohne
mit diesem verbunden zu sein. Der in Y-Richtung verlaufende
Schenkel 29 des Werkzeugmagazins 26 verläuft, wie Fig. 2 deutlich
zeigt, an der dort rechten Seite des Fahrständers 20, ohne diesen
jedoch auch auf dieser Seite zu berühren. Das Werkzeugmagazin
26 ist daher insgesamt nur mit dem Spindelstock 20 verbunden
und wird mit diesem in Z-Richtung verfahren. Auf diese Weise
erreicht man, wie an sich bekannt, eine sogenannte "variable
Werkzeugwechselebene".
Wie bereits erwähnt wurde, ist es erforderlich, Signale und
Energie vom schematisch angedeuteten Installationskasten 13
auf die bewegten Elemente der Werkzeugmaschine 10 zu übertragen,
insbesondere auf den Fahrständer 20 sowie den Spindelstock 22.
Zu diesem Zweck ist die Werkzeugmaschine 10 mit einer in X-Y-
Richtung wirkenden ersten Energieführungskette 30 versehen.
Diese X-Energieführungskette 30 ist, wie Fig. 1 zeigt, am oberen
Ende der Werkzeugmaschine 10 angeordnet und verläuft dort
zunächst raumfest vom Installationskasten 13 zu einem raumfesten
Anlenkungspunkt 31, der sich etwa in X-Richtung auf der halben
Länge des Werkstücktischs 16 an der Wand 12 befindet. Vom
raumfesten Anlenkungspunkt 31 an geht die bis dahin stationäre
X-Energieführungskette 30 in einen in einer horizontalen Ebene
flexiblen Abschnitt über, der über eine Schleife 33 frei durch
den Raum verläuft und an einem beweglichen Anlenkungspunkt 32
an der freien Seite 34 des Fahrständers 20 ausläuft. Zu diesem
Zweck ist die X-Energieführungskette 30 in bekannter Weise so
ausgebildet, daß sie zwar in der Horizontalebene in weiten
Bereichen gekrümmt werden kann, jedoch in Vertikalrichtung starr
ist. Zwischen den Anlenkungspunkten 31 und 32 kragt die
X-Energieführungskette 30 daher frei aus, ohne am freien Ende
der so gebildeten Schleife 33 nach unten durchzuhängen.
Die X-Energieführungskette 30 führt sämtliche erforderlichen
Signale, Energien und Medien, die dem verfahrbaren Fahrständer
20 zugeführt werden müssen, wenn dieser in X-Richtung sowie
in Y-Richtung verfahren wird.
Um in entsprechender Weise Energien vom Fahrständer 20 auf den
darauf in Z-Richtung verfahrbaren Spindelstock 22 zu übertragen,
ist eine zweite Energieführungskette 35 vorgesehen, die in
Z-Richtung wirkt.
Die Z-Energieführungskette 35 führt von einem ersten, hinteren
Anlenkungspunkt 36 am Fahrständer 20, der sich in konstanter
Höhe befindet, zu einem zweiten, vorderen Anlenkungspunkt 37
am Spindelstock 22. Der zweite Anlenkungspunkt 37 an der
Rückseite des Spindelstocks 22 ist daher zusammen mit dem
Spindelstock 22 in Z-Richtung, d. h. in Vertikalrichtung,
verfahrbar.
Dies ist in Fig. 1 dadurch angedeutet, daß der Spindelstock
22 einmal durchgezogen in einer ersten Vertikalposition und
einmal als 22′ strichpunktiert in einer heruntergefahrenen
Stellung eingezeichnet ist. Man erkennt, daß dann die Z-Energie
führungskette 35 ihre Position von 35 nach 35′ verändert, wobei
der erste Anlenkungspunkt 36 (bei insoweit stillstehendem
Fahrständer 20) raumfest verbleibt, während der zweite Anlen
kungspunkt 37 in Vertikalrichtung nach unten fährt.
Die Anlenkung der X-Energieführungskette 30 im beweglichen
Anlenkungspunkt 32 am Fahrständer 20 sowie die Gesamtanordnung
der Z-Energieführungskette 35 auf der in Fig. 2 linken Seite
34 des Fahrständers 20 mit den eben beschriebenen Anlenkungs
punkten 36 und 37 ist deswegen konstruktiv möglich, weil das
Werkzeugmagazin 26, wie oben erläutert, L-förmig ausgebildet
ist. Im Gegensatz zu einem bekannten Werkzeugmagazin in U-Form
(sogenanntes "Hufeisenmagazin"), das den Fahrständer auf drei
Seiten umschließt, ist somit bei der Werkzeugmaschine 10 gemäß
Fig. 1 und 2 die in Fig. 2 linke Seite 34 des Fahrständers 20
frei und kann daher für die bereits erwähnten Einbauten der
Energieführungsketten 30 und 35 eingesetzt werden.
Es wurde ebenfalls bereits erwähnt und erläutert, daß die
Z-Energieführungskette 35, wie man deutlich aus Fig. 1 sieht,
nach unten in einer Schleife 38 durchhängt. Dies bedeutet, daß
der Raum oberhalb des Fahrständers 20 von Einbauten frei ist.
Dies steht im Gegensatz zu anderen bekannten Werkzeugmaschinen,
bei denen die Z-Energieführungskette in Vertikalrichtung nach
oben geschlauft ist, so daß sie bogenartig von der Oberseite
der Werkzeugmaschine nach oben übersteht.
Man erkennt aus Fig. 2 ferner, daß das in der Höhe zusammen
mit dem Spindelstock 22 verfahrbare Werkzeugmagazin 26 von seiner
Störkontur in der Ansicht gemäß Fig. 2 so ausgelegt ist, daß
das freie Ende des X-Schenkels 28 stets innerhalb der Schleife
liegt, die von der X-Energieführungskette 30 beim Verfahren
des Fahrständers 20 in X- und/oder Y-Richtung gebildet wird.
Auf diese Weise kann das gesamte Werkzeugmagazin 26 in Vertikal
richtung durch die von der X-Energieführungskette 30 definierte
Horizontalebene hindurchtauchen, ohne daß eine Kollision mit
der X-Energieführungskette 30 befürchtet werden muß.
Aus Fig. 2 wird ferner deutlich, daß das vordere freie Ende
des Y-Schenkels 29 des Werkzeugmagazins 26 in einer Vorderansicht
rechts neben der Spindel 23 ausläuft.
Um gleichwohl einen schnellen und effektiven Werkzeugwechsel
im Gegentaktbetrieb vornehmen zu können, ist bei der Werkzeug
maschine 10 vorgesehen, vor dem freien Ende des Y-Schenkels
29 eine erste Übergabeposition 40 und eine zweite Übergabe
position 41 für Werkzeuge 24c bzw. 24d vorzusehen, die im Abstand
zueinander auf einer Achse 43 angeordnet sind. Die Achse 43
ist zugleich die Symmetrieachse des Y-Schenkels 29.
Auf diese Weise muß der Werkzeugwechsel, wie mit Pfeilen 42
angedeutet, zwischen der ersten Übergabeposition 40 und der
Spindel 23 einerseits sowie der zweiten Übergabeposition 41
und der Spindel 23 andererseits vollzogen werden. Ferner ist
es erforderlich, die Werkzeuge 24 beim Werkzeugwechsel aus dem
Werkzeugmagazin 26 entlang der Achse 43 zu den Übergabepositionen
40 und 41 zu verfahren bzw. aus diesen Übergabepositionen 40
bzw. 41 wieder in das Werkzeugmagazin 26 einzuholen. Dies wird
weiter unten im einzelnen noch beschrieben werden.
In den Fig. 3 und 4 sind die beiden Arbeitsstellungen eines
Werkzeugwechslers schematisch dargestellt, der den soeben
skizzierten Werkzeugwechsel zwischen der Spindel 23 und den
Übergabepositionen 40 und 41 vollziehen soll. Die Ansicht der
Fig. 3 und 5 entspricht derjenigen der Fig. 2, die Fig.
3 und 4 stellen die Verhältnisse lediglich in stark vergrößertem
Maßstab dar.
Wie man deutlich sieht, ist die Anordnung dabei so gewählt,
daß sich die Achse der Spindel 23 sowie die Achsen der Übergabe
positionen 40 und 41 auf einem gleichschenkligen Dreieck
befinden, wobei die nicht-gleiche Seite auf der Achse 43 liegt.
Die beiden gleichen Schenkel, die in den Fig. 3 und 4 als
strichpunktierte Verbindungslinien 44 und 45 dargestellt sind,
schließen an der Spindel 23 miteinander einen Winkel α von
vorzugsweise 48° ein.
Um einen äußerst einfachen Aufbau des Werkzeugwechslers zu
erreichen, ist im Abstand vor der Spindel 23 und in der Dar
stellung der Fig. 3 nach rechts gegenüber dieser versetzt eine
vertikalachsige Zahnstange 50 vorgesehen. Die Zahnstange 50
ist in Längsrichtung mit einer ersten Zahnung 51 sowie einer
zweiten Zahnung 52 versehen, die am Umfang der Zahnstange 50
symmetrisch zueinander versetzt angeordnet sind. Die Zahnstange
50 ist in Richtung ihrer vertikalen Achse 53 verfahrbar und
zwar mit einer periodischen Hub- und Senkbewegung. Hierzu wird
vorzugsweise ein sogenanntes Sinusgetriebe eingesetzt, das dafür
sorgt, daß die Richtungsumkehr an dem oberen und dem unteren
Totpunkt mit stetiger Bewegung vollzogen wird.
Die Zahnstange 50 dient zum gegenläufigen Antreiben eines ersten
Wechslerarms 56 sowie eines zweiten Wechslerarms 66.
Die Wechslerarme 56, 66 sind zum Antrieb jeweils mit einem Ritzel
57 bzw. 67 versehen. Die Ritzel 57, 67 kämmen mit den Zahnungen
51 bzw. 52. Dabei ist die Anordnung so gewählt, daß die Ritzel
57, 67 in der Darstellung der Fig. 3 und 4 mit der X-Richtung
einen Winkel von jeweils vorzugsweise 24° einschließen. Dies
bedeutet, daß die Achse 58 des Ritzels 57 senkrecht auf der
Verbindungslinie 45 steht, während die Achse, 68 des Ritzels
67 senkrecht auf der Verbindungslinie 44 steht.
Die Ritzel 57, 67 werden bei einer Vertikalverschiebung der
Zahnstange 50 gegenläufig um ihre Achsen 58 bzw. 68 gedreht,
wie mit Pfeilen 59 bzw. 69 angedeutet.
Auf diese Weise werden Arme 60 bzw. 70 der Wechslerarme 56 bzw.
66 verschwenkt, wobei die Arme 60, 70 in an sich bekannter Weise
als Parallelogrammgestänge ausgebildet sind (Einzelheiten der
Übersichtlichkeit halber nicht dargestellt).
Die Arme 60, 70 sind an ihren freien Enden mit Greifern 61,
71 versehen, die wiederum in Finger 62, 72 auslaufen.
Bei der Darstellung gemäß Fig. 3 reicht der erste Wechslerarm
56 zur Spindel 23, wo die Finger 62 des Greifer 61 das Werkzeug
24 bzw. Werkzeughalter umfassen.
Demgegenüber erstreckt sich der zweite Wechslerarm 66 zur ersten
Übergabeposition 40, wo der Greifer 71 mit den Fingern 72 das
Werkzeug 24c bzw. Werkzeughalter umfaßt. Die Achsen der Greifer 61, 71
sind dabei parallel zueinander ausgerichtet und gemeinsam
parallel zur Verbindungsachse 43 der Übergabepositionen 40 und
41.
Wenn nun die Zahnstange 50 senkrecht zur Zeichenebene der Fig.
3 und 4 in ihre entgegengesetzte Endlage verschoben wird, so
drehen sich die Ritzel 57 und 67 gegenläufig, mit der Folge,
daß beide Wechslerarme 56 und 66 gegensinnig verschwenkt werden.
Das freie Ende des ersten Wechslerarmes 56, d. h. der Greifer
61 wird nun entlang der Verbindungslinie 45 verschwenkt, bis
er gemäß Fig. 4 die zweite Übergabeposition 41 erreicht hat.
In entsprechender Weise wird gegenläufig der zweite Wechslerarm
66 so verschwenkt, daß sein Greifer 71 aus der Anfangsstellung
der ersten Übergabeposition 40 zur Spindel 23 geführt wird,
wie man in Fig. 4 erkennt. Die Bewegung des Greifers 71 vollzieht
sich dabei entlang der Verbindungslinie 44.
Bei einem praktischen Ausführungsbeispiel befinden sich die
Übergabepositionen 40 und 41 oberhalb der sich nach unten
öffnenden Spindel 23, so daß die Greifer 61 bzw. 71 beim
Werkzeugwechsel gegenläufig jeweils etwa einen Viertelkreis
durchmessen, wobei die Bewegungsbahn des Viertelkreises im
Bereich der Übergabepositionen 40, 41 in vertikaler Richtung
endet, während sie im Bereich der Spindel 23 in eine horizontale
Bewegung ausläuft.
Wie man aus der vorstehenden Schilderung erkennen kann, ist
der Bewegungsablauf der Wechslerarme 56 und 66 extrem einfach,
ebenso wie der Betätigungsmechanismus der Zahnstange 50 auf
einfachste Weise ausgebildet und aktiviert werden kann. Diese
Einfachheit von Konstruktion und Bewegungsablauf erkauft man
sich allerdings dadurch, daß die Wechslerarme 56, 66 entgegen
bekannten Konstruktionen von Bearbeitungszentren nicht beide
zwischen denselben Endlagen hin- und herverschwenkt werden,
sondern daß vielmehr für jeden Wechslerarm 56, 66 eine separate
Übergabeposition vorgesehen ist, nämlich die erste Übergabe
position 40 für den zweiten Wechslerarm 66 und die erste
Übergabeposition 41 für den ersten Wechslerarm 56. Diese
Übergabepositionen 40, 41 sind voneinander beabstandet und machen
somit gesonderte Transfermittel erforderlich. Dies wird weiter
unten im einzelnen noch geschildert werden.
In Fig. 5 ist das L-förmige Werkzeugmagazin 26 nochmals in
Draufsicht mit weiteren Einzelheiten dargestellt. Man erkennt,
daß sowohl an den freien Enden der Schenkel 28, 29 als auch
im Verbindungspunkt der Schenkel 28, 29 Umlenk- und Förder
einheiten 75 vorgesehen sind, um den Transport der Werkzeuge
bzw. Werkzeughalter entlang der Endlosbahn 27 sicherzustellen,
wie mit Pfeilen 76 angedeutet.
Weiterhin ist in Fig. 5 mit 77 eine Lade- und Entladeposition
am vorderen freien Ende des Y-Schenkels 29 eingezeichnet.
Ferner erkennt man aus Fig. 5, daß dort der X-Schenkel 28 länger
ist als der Y-Schenkel 29. Dies ist deswegen möglich und
zweckmäßig, weil auf der Rückseite des Fahrständers 20 in X-Richtung mehr Platz zur Verfügung steht als seitlich neben dem
Fahrständer 20 in Y-Richtung. Man kann daher durch entsprechende
Verlängerung des X-Schenkels 28 den Platzverlust wettmachen,
den man dadurch in Kauf genommen hat, daß man die in Fig. 5
linke Seite von Fahrständer 20 und Spindelstock 22 frei von
einem Abschnitt des Werkzeugmagazins gestaltet hat.
Eine Besonderheit des Werkzeugmagazins 26 besteht darin, daß
die Werkzeuge bzw. Werkzeughalter anders als bei herkömmlichen
Magazinen in einer Kette 78 und nicht an einer Kette trans
portiert werden. Die Kette 78 besteht aus Kettengliedern 79,
die miteinander in Kettengelenken 80 gelenkig verbunden sind.
Bei herkömmlichen Ketten in Werkzeugmagazinen befinden sich
die Werkzeuge nämlich in greiferartigen Aufnahmen, die sich
senkrecht zur Längsmittelebene der Kette erstrecken. Dies führt
dazu, daß im Bereich von Kurven die jeweils außen liegenden
Werkzeuge starken Fliehkräften ausgesetzt sind. Dies erfordert
besondere Sicherungsmaßnahmen, um ein Herausfliegen von Werk
zeugen zu verhindern. Andererseits besteht bei solchen herkömm
lichen Werkzeugmagazinen das Problem, daß beim Durchfahren von
Innenkurven die Greifer miteinander in Kollision geraten können.
Man muß deshalb bei derartigen herkömmlichen Ketten genügend
Abstand zwischen den Greifelementen vorsehen, um derartige
Kollisionen zu verhindern. Dies führt jedoch andererseits zu
einer Verminderung der Anzahl von Werkzeugen, die in einer
solchen Kette untergebracht werden können.
Im Gegensatz dazu ist die Kette 78 gemäß Fig. 5 so ausgebildet,
daß die Werkzeuge mit ihrer Achse 82 in Speicherplätzen 83 in
der Längsmittelebene 81 der Kette 78 laufen. Auf diese Weise
können die Werkzeuge mit dichtem Abstand zueinander geführt
werden, und die erwähnten Probleme im Bereich von Außen- und
Innenkurven treten nicht auf.
In den Fig. 6 und 7 sind die im vorliegenden Zusammenhang
interessierenden Einzelheiten der Kette 78, soweit zum Verständ
nis erforderlich, dargestellt.
Man erkennt, daß jedes Kettenglied 79 im wesentlichen aus einer
zylindrischen Hülse 85 besteht, die nach unten offen ist, wie
mit 86 angedeutet. Jede Hülse 85 bildet somit einen Speicherplatz
83 für ein Werkzeug 24, wie in Fig. 6 durch die Werkzeugachse
82 angedeutet. Am oberen Ende ist die Hülse 85 hingegen mit
einem Deckel 87 verschlossen. Der Deckel 87 ist jedoch um die
Achse des Kettengelenks 80 verschwenkbar, wie mit einem Pfeil
89 in Fig. 7 angedeutet. Im Deckel 87 befindet sich eine
Riegelöffnung 88, die in der in Fig. 7 dargestellten verschwenk
ten Stellung des Deckels 87 einen Werkzeughalter in der Hülse
85 in Vertikalrichtung verriegelt, wie noch beschrieben werden
wird. Wenn man hingegen den Deckel 87 aus der in Fig. 7 darge
stellten verschwenkten Stellung in eine zur Längsmittelebene
81 symmetrische Stellung zurückschwenkt, so gibt die Riegel
öffnung 88 das entsprechende Gegenelement des Werkzeughalters
frei, der auf diese Weise nach unten aus der Hülse 85 entnommen
werden kann.
Die Kettengelenke 80 werden im wesentlichen durch einen Gelenk
stift 90 gebildet, der eine Achse 91 des Kettengelenkes 80
definiert. Die Gelenkstifte 90 sind mit einem scharnierartigen
Gelenk 92 versehen, um benachbarte Hülsen 85 schwenkbar mitein
ander zu verbinden. Wie bereits erwähnt wurde, bilden die
Gelenkstifte 90 zugleich die Schwenkachse für die Deckel 87.
Die Betätigungselemente zum Verschwenken des Deckels 87 sind
der Übersichtlichkeit halber nicht im einzelnen dargestellt.
So wird man die Deckel 87 beispielsweise in der Sperrichtung
(Fig. 7) federbelastet halten und kann sie dann mittels einer
pneumatischen Kolben-Zylinder-Einheit, die an einem geeigneten
Vorsprung des Deckels 87 angreift, kurzfristig in die Entriegel
stellung bringen.
Fig. 8 zeigt, daß die Werkzeuge bzw. Werkzeughalter 24e nicht
unmittelbar in die Hülsen 85 der Kettenglieder 79 eingesetzt
werden.
Vielmehr ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung vorgesehen,
die Werkzeuge 24e ihrerseits zunächst in einen Köcher 95
einzusetzen, der dann seinerseits in die Hülsen 85 eingeführt
wird.
Die Köcher 95 bestehen im mittleren Bereich aus einem hohl
zylindrischen Hals 96 kleineren Durchmessers sowie im unteren
Bereich aus einem näherungsweise hohlzylindrischen Sockel 97.
Das obere Ende des Köchers 95 wird zunächst durch einen Riegel
kragen 98 gebildet, der im wesentlichen aus einer verdickten
Ringschulter sowie einer dahinterliegenden Ringnut besteht.
Der Riegelkragen 98 ist so dimensioniert, daß er in der Ver
riegelstellung des Deckels 87 durch diesen axial in der zylin
drischen Hülse 85 gesichert ist, während in der Entriegelstellung
des Deckels 87 die Riegelöffnung 88 etwas größer ist als der
Riegelkragen 98, so daß dieser zusammen mit dem Köcher 95 nach
unten aus der zylindrischen Hülse 85 entnommen werden kann.
Im Riegelkragen 98 läuft ein Betätigungsknopf 99 für eine nur
schematisch angedeutete Kugelrastung 100 des Köchers 95. Die
Kugelrastung 100 verfügt in an sich bekannter Weise über eine
radial freigebbare bzw. sperrbare Kugel, die in eine Ringnut
eines üblichen Kopfes 101 eines Werkzeughalters greifen und
diesen damit axial verriegeln oder freigeben kann.
Zur Betätigung der Kugelrastung 100 dient eine mittels einer
Feder 102 belastete Riegelhülse 103. Die Riegelhülse 103 ist
dadurch betätigbar, daß der Betätigungsknopf 99 in der Dar
stellung der Fig. 8 nach unten gedrückt wird. Dann wird die
Feder 102 zusammengedrückt, und die Kugel der Kugelrastung 100
kann in eine seitliche Ausnehmung der Riegelhülse 103 einfallen.
Wenn dies der Fall ist, kann der Werkzeughalter 24e nach unten
aus dem Köcher 95 entnommen werden, während er ansonsten axial
in diesem fixiert ist.
Zu diesem Zweck sind auch der untere Abschnitt des Halses 96
sowie der Sockel 97 innen in ihrer Formgebung an einen Kegel
105 des Werkzeugs 24e angepaßt.
Die Anordnung ist dabei so gewählt, daß ein Ringflansch 106
mit der üblichen V-Rille 107 des Werkzeuges 23e nach unten aus
dem Sockel 97 des Köchers 95 herausragt.
Es ist ferner in Fig. 8 noch deutlich zu erkennen, daß der Sockel
97 des Köchers 95 seitlich mit einer Nut 110 versehen ist.
Diese Nut 110 ist an Finger 111 eines Transfer-Greifers 112
angepaßt. Es ist damit möglich, den Köcher 95 mittels der Finger
111 des Transfer-Greifers 112 formschlüssig zu erfassen und
in horizontaler Richtung sowie in vertikaler Richtung zusammen
mit dem Transfer-Greifer 112 zu verfahren, wie in Fig. 8 mit
Pfeilen 113 und 114 angedeutet ist.
Fig. 8 zeigt eine Ausgangsstellung, in der das Werkzeug 24e
zusammen mit dem Köcher 95 aus dem Kettenglied 79 der Kette
78 im Werkzeugmagazin 26 entnommen und anschließend zur ersten
Übergabeposition 40 verbracht werden soll. Der sich dabei
einstellende Bewegungsablauf wird nachstehend anhand der Fig.
9 bis 12 erläutert.
Zur Einleitung des Bewegungsvorganges aus der Position gemäß
Fig. 8 wird der Transfer-Greifer 112 zunächst in horizontaler
Richtung auf den Köcher 95 zu verfahren, wie mit einem Pfeil
115 in Fig. 8 dargestellt ist. Hierzu dient beispielsweise eine
nicht dargestellte pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit herkömm
licher Bauart.
Wenn der Transfer-Greifer 112 insoweit seine Endposition erreicht
hat, fassen die Finger 111 in die Nut 110 des Köchers 95, wie
in Fig. 9 (dort in leicht verkleinertem Maßstab) zu erkennen
ist, und werden dort verrastet.
Fig. 9 zeigt zusätzlich den in der ersten Übergabeposition 40
auf das Werkzeug 24e wartenden Greifer 71 des zweiten Wechsler
arms 66. Zur Veranschaulichung des Gesamtvorganges ist strich
punktiert auch die zweite Übergabeposition 41 und dort der
Greifer 61 des ersten Wechslerarmes 56 eingezeichnet, obwohl
dieser Greifer 61 des ersten Wechslerarms 56 in dem in Fig. 9
dargestellten Augenblick im Bereich der Spindel 23 zu finden
ist (vergleiche die insoweit zeitlich übereinstimmende Fig. 3).
Wenn der Transfer-Greifer 112 die in Fig. 9 dargestellte Position
erreicht hat, wird mittels einer (nicht dargestellten) Betäti
gungseinheit der Deckel 87 in Richtung des Pfeiles 89 aus der
Verriegelstellung der Fig. 7 in die Entriegelstellung gebracht,
so daß der Riegelkragen 98 freigegeben wird.
Der Transfer-Greifer 112 kann nun nach unten verfahren werden,
wie in Fig. 9 mit einem Pfeil 116 angedeutet. Dann wird der
Köcher 95 mit dem Werkzeughalter 24e nach unten aus der Hülse
85 herausgezogen.
Dies ist in Fig. 10 dargestellt, wo zu sehen ist, daß der
Transfer-Greifer 112 nun eine untere Position erreicht hat,
in der der Köcher 95 die Hülse 85 verlassen hat, so daß sich
nun der Betätigungsknopf 99 unterhalb der Öffnung 86 befindet.
Der Weg des Köchers 95 nach unten (Pfeil 116) wird nun so lange
fortgesetzt, bis sich der Ringflansch 106 des Werkzeuges 24e
in einer Höhe mit den Fingern 72 des Greifers 71 befindet. Dies
ist in Fig. 10 mit einer strichpunktierten Linie 118 angedeutet.
Mittels einer geeigneten Steuerung wird nun der Transfer-Greifer
112 in horizontaler Richtung verfahren, und zwar in der Darstel
lung der Fig. 10 nach links.
Dies bewirkt, wie Fig. 11 zeigt, daß der Ringflansch 106 mit
der V-Rille 107 in Eingriff mit Stegen 120 gelangt, die an der
Innenseite der Finger 72 des Greifers 71 angeordnet sind.
In diesem Augenblick ist also das Werkzeug 24e in vertikaler
Richtung auch durch die Finger 72 des Greifers 71 gehalten.
Sobald dies der Fall ist, kann mit einer weiteren (ebenfalls
nicht dargestellten) Betätigungseinheit der Betätigungsknopf
99 nach unten gedrückt werden, wie in Fig. 11 mit einem Pfeil
121 angedeutet. Wie anhand der Fig. 8 erläutert wurde, bewirkt
ein Niederdrücken des Betätigungsknopfes 99, daß die form
schlüssige Verbindung der Kugelrastung 100 zwischen Köcher 95
und Werkzeug 24e aufgehoben wird. Es ist daher möglich, nach
dem Niederdrücken des Betätigungsknopfes 99 den Transfer-Greifer
112 nach oben zu verfahren, ohne das Werkzeug 24e mitzunehmen,
das in diesem Augenblick von den Fingern 72 des Greifers 71
gehalten wird. Diese Bewegung des Transfer-Greifers 112 ist
in Fig. 11 mit einem Pfeil 122 angedeutet.
Fig. 11 zeigt schließlich noch mit einem Pfeil 119′, daß dieselbe
Ausgangslage der Fig. 11 auch in bezug auf den Greifer 61 des
ersten Wechslerarms 56 erreicht werden könnte, wenn man den
Transfer-Greifer 112 weiter nach links in Fig. 11 verfahren
hätte. Dies ist dann angezeigt, wenn das Werkzeug in den Greifer
61 überführt werden soll, was der Position des Werkzeugwechslers
gemäß Fig. 4 entsprechen würde.
Wenn man sich nun jedoch noch einmal der in Fig. 11 durchgezogen
dargestellten Anordnung zuwendet, so entsteht nach dem Abheben
des Transfer-Greifers 112 mit Köcher 95 in Richtung des Pfeiles
122 eine Situation, die in Fig. 12 dargestellt ist. Man erkennt,
daß der Köcher 95 nunmehr vom Werkzeug 24e abgehoben ist, so
daß das Werkzeug 24e jetzt durch Betätigen des Werkzeugwechslers
in die Spindel 23 überführt werden kann.
Da nun im Gegenzug das für den vorausgegangenen Bearbeitungs
vorgang benötigte Werkzeug aus der Spindel 23 gegenläufig in
die zweite Übergabeposition 41 verbracht wird, muß nun als
nächstes (nicht mehr dargestellt) der Transfer-Greifer 112 aus
der Position der Fig. 12 nach links und dann nach unten ver
fahren, um das aus der Spindel 23 ausgewechselte Werkzeug 24
mit dem nunmehr leeren Köcher 95 zu ergreifen. Der Transfer-
Greifer 112 wird dann in der Darstellung der Fig. 12 nach rechts
bewegt, bis er in die Lade-/Entladeposition 77 gelangt, um dann
nach oben verfahren zu werden. Das von der Spindel 23 kommende
Werkzeug 24, das sich nunmehr im Köcher 95 befindet, wird dann
zusammen mit diesem in seine zugehörige Hülse eingesetzt, die
zwischenzeitlich durch Verfahren der Kette 78 in die Lade-/
Entladeposition gebracht wurde.
Für den darauffolgenden Werkzeugwechsel vollziehen sich die
gleichen Schritte dann sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge.
Aus der vorstehenden Darlegung folgt ferner, daß die Bewegungs
abläufe beim Werkzeugwechsel, das heißt sowohl beim Entladen
eines Werkzeuges aus dem Werkzeugmagazin in die Spindel als
auch beim Laden eines aus der Spindel kommenden Werkzeuges in
das Magazin prinzipiell dieselben Bewegungsabläufe vorkommen.
Die Differenzierung nach den beiden Übergabepositionen 40 und
41 ist zwar jeweils zu beachten, andererseits aber mit sehr
einfachen Mitteln beherrschbar. So kann man nämlich zum Verfahren
des Transfer-Greifers 112 in horizontaler Richtung (Darstellung
der Fig. 8 bis 12) zwei in Kaskade geschaltete Pneumatik-
Zylinder einsetzen, von denen beim Anfahren der oder aus der
ersten Übergabeposition 40 nur einer betätigt wird, während
beim Anfahren der aus der zweiten Übergabeposition 41, jeweils
relativ zur Lade-/Entladeposition 77, beide Zylinder nacheinander
betätigt werden, deren Verfahrwege sich somit addieren.
Es versteht sich ferner, daß die geschilderten Bewegungsabläufe
selbstverständlich auch jeweils in kinematischer Umkehr vorge
sehen werden können.
So ist es beispielsweise möglich, die Greifer 61, 71 zunächst
in einer Warteposition zu halten, in der die Finger 72 mit der
V-Rille 107 in eine Horizontalebene fluchten, wenn sich das
Werkzeug noch im Köcher 95 und dieses noch in der Hülse 85
befindet. Dann braucht der Transfer-Greifer 112 jeweils nur
in Horizontalrichtung verfahren zu werden. Andererseits muß
dann zum Ausfahren des Werkzeuges aus dem Köcher 95 der jeweilige
Greifer 71 bzw. 61 nach unten verfahren werden, bis die Posi
tionen gemäß Fig. 11 und 12 erreicht sind. Wie man also leicht
sieht, können die Bewegungsabläufe durchaus mannigfaltig variiert
werden, ohne daß sich am Kern der Arbeitsweise der Vorrichtung
etwas ändert.
Claims (13)
1. Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugwechseleinrichtung zum Überführen
von Werkzeugen (24) zwischen einer vertikalachsigen Spindel
(23) und einer Lade-/Entladeposition (77) eines Werkzeug
magazins (26), wobei die Lade-/Entladeposition (77) sich
in einer Vorderansicht der Werkzeugmaschine (10) oberhalb
der Spindel (23) und seitlich zu dieser versetzt befindet,
und ferner die Werkzeugwechseleinrichtung zwei Wechselarme (56,
66) umfaßt, die im Gegentaktbetrieb jeweils zu einem
Überführen eines ersten Werkzeuges (24) von der Spindel
(23) zur Lade-/Entladeposition (77) und eines zweiten
Werkzeuges (24c) von der Lade-/Entladeposition (77) zur
Spindel (23) beitragen, dadurch gekennzeichnet, daß die
Wechslerarme (56, 66) jeweils nur um eine Achse (58, 68)
drehbar sind, daß jeder der Wechslerarme (56, 66) mit einer
separaten Übergabeposition (40, 41) zusammenarbeitet, wobei
sich die beiden Übergabepositionen (40, 41) in unterschied
lichem Abstand vor der Lade-/Entladeposition (77) befinden,
und daß die Werkzeugwechseleinrichtung ferner eine Transfereinrichtung
zum Überführen der Werkzeuge (24e) zwischen der Lade-
/Entladeposition (77) sowie wahlweise einer der Übergabe
positionen (40, 41) umfaßt.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Übergabeposition (40, 41) und die Spindel (23)
in einer Horizontalebene (X-Y) auf den Eckpunkten eines
gleichschenkligen Dreiecks (43, 44, 45) angeordnet sind, dessen
Scheitel durch die Spindel (23) gebildet wird.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,
daß der Scheitelwinkel (α) des Dreiecks (43, 44, 45) etwa
48° beträgt.
4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn
zeichnet, daß Greifer (61, 71) der Wechslerarme (56, 66)
beim Werkzeugwechsel nur in Vertikalebenen bewegt werden,
die die gleichen Schenkel (44, 45) des Dreiecks (43, 44,
45) enthalten.
5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Drehachsen (58, 68) der Wechslerarme
(56, 66) miteinander einen Winkel von etwa 48° einschließen.
6. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wechslerarme (56,
66) mittels Ritzeln (57, 67) angetrieben werden, die mit
zueinander versetzten Zahnungen (51, 52) einer Zahnstange
(50) kämmen, wobei die Zahnstange (50) in vertikaler
Richtung (Z) verfahrbar ist und die Zahnungen (51, 52)
über den Umfang der Zahnstange (50) versetzt angeordnet
sind.
7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3 und 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Zahnungen (51, 52) um etwa 132° versetzt sind.
8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Zahnstange (50) mittels eines Sinus
getriebes verfahrbar ist.
9. Werkzeugmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche
1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Transfereinrichtung
einen Transfergreifer (112) umfaßt.
10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß der Transfergreifer (112) in vertikaler (116, 112)
und in horizontaler (115, 119) Richtung verfahrbar ist.
11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Werkzeuge (24e) während des Transfers
in der Transfereinrichtung in Köchern (95) gehalten werden.
12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10 und 11, dadurch gekenn
zeichnet, daß der Transfergreifer (112) am Köcher (95)
angreift.
13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß die Werkzeuge (24) in einem Werkzeugmagazin (26)
gespeichert sind, wobei das Werkzeugmagazin (26) eine auf
einer Endlosbahn (27) laufende Kette (78) zum Transportieren
der Werkzeuge (24) im Werkzeugmagazin (26) umfaßt, wobei
ferner die Werkzeuge (24) in den Köchern (95) derart in
der Kette (78) gehalten sind, daß sie mit ihren Achsen
(82) in einer Längsmittelebene (81) der Kette (78) verfahren
werden.
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ID=6497458
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