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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, die mit wenigstens
einer Bearbeitungsstation versehen ist, die dazu bestimmt ist, mittels
Werkzeugen Bearbeitungsvorgänge
an Werkstücken,
insbesondere an Platten mit gedruckten Schaltungen, auszuführen, und
insbesondere eine Werkzeugmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1, die mit wenigstens einer Bearbeitungsstation und einem einmaligen
Magazin zum Lagern von Werkzeugen, das eine höhere Lagerkapazität besitzt,
versehen ist.
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Die
vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Werkzeugmagazin
gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 24, das dazu bestimmt ist, eine solche Werkzeugmaschine
auszurüsten.
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Herkömmlicherweise
werden Werkzeugmaschinen verwendet, die mit wenigstens einer Bearbeitungsstation
für die
automatische Ausführung
von Bohr-, Dreh- und Fräsarbeiten
an Werkstücken,
insbesondere an Platten mit gedruckten Schaltungen, versehen sind.
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Die
britische Patentanmeldung Nr. 2 128 909 auf den Namen des Anmelders
der vorliegenden Erfindung beschreibt eine Werkzeugmaschine, die
mit wenigstens einer Bearbeitungsstation versehen ist, die Platten
beliebiger Abmessungen bearbeiten kann.
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1 zeigt
eine allgemeine Ansicht einer Ausführungsform einer Werkzeugmaschine
gemäß dem Stand
der Technik.
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Eine
solche Werkzeugmaschine umfasst im Wesentlichen einen Sockelrahmen 1, über dem
sich ein Gehäuse 2 erhebt,
das mit einer Abdeckklappe 3 versehen ist, die in eine
geöffnete
Position versetzt werden kann, was einen Zugang zu der Arbeitszone und
zu verschiedenen Organen der Werkzeugmaschine erlaubt. Der Sockelrahmen
umfasst im Wesentlichen einen Werkstücktisch 4, der unter
der Wirkung von (nicht gezeigten) Steuermitteln und (nicht gezeigten)
Führungsmitteln
in zwei zueinander senkrechten Richtungen, die durch die Achsen 5 und 6 bezeichnet
sind, beweglich ist.
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Der
Werkstücktisch 4 ist
mit (nicht gezeigten) Befestigungsmitteln ausgestattet, um die Befestigung
der Werkstücke
sicherzustellen, die in dem in 1 gezeigten
Beispiel Platten mit gedruckten Schaltungen entsprechen, die mit
den Bezugszeichen P bezeichnet sind.
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Diese
Werkzeugmaschine umfasst außerdem
drei Bearbeitungsstationen 7, wie in 1 gezeigt
ist. Selbstverständlich
ist diese Anzahl von Bearbeitungs stationen nur als Veranschaulichung
angegeben.
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In
dem oben zitierten Dokument sind der Werkstücktisch und die Führungsmittel
mit dem Sockelrahmen fest verbunden, wobei die Bearbeitungsstationen
fest sind. Dies hat den Zweck, eine Bewegung der Bearbeitungsstationen
in Bezug auf den Werkstücktisch
zuzulassen.
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Außerdem sind
die Bearbeitungsstationen gleichzeitig in einer dritten Richtung
(Achse Z), die zu den beiden anderen Richtungen senkrecht ist, beweglich
oder unabhängig.
Somit kann dasselbe Bearbeitungsmuster an den jeder Arbeitsstation
zugeordneten Platten P gleichzeitig ausgeführt werden.
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Jede
Bearbeitungsstation 7 umfasst eine motorbetriebene Spindel 13,
die dazu bestimmt ist, eine Werkzeug 12 aufzunehmen und
rotatorisch anzutreiben, um einen bestimmten Bearbeitungsvorgänge auszuführen. Das
Werkzeug 12 kann ein Bohrer, ein Fräsen oder irgendein anderes
Werkzeug sein, das zum Bearbeiten der Platten P dienen kann.
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An
bzw. in einem oder mehreren Lagerplätzen oder Magazinen, die in 1 mit
dem Bezugszeichen 10 bezeichnet sind, ist eine Vielzahl
von Werkzeugen verfügbar. 2 zeigt
das Werkzeugmagazin, das in der oben zitierten Patentanmeldung beschrieben
ist, genauer. Das Werkzeugmagazin ist jeder Bearbeitungsstation 7 zugeordnet
und durch eine herausnehmbare Kassette 14, die in einem
Aufnahmesitz 15 gleitend angebracht ist, gebildet. Die Kassette 14 enthält eine
Platte 16, die mit einem Matrixraster von Löchern 17 versehen
ist, wobei jedes Loch 17 zur Aufnahme eines Werkzeugs 12 bestimmt ist.
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Die
Werkzeugmaschine umfasst außerdem eine Übertragungsvorrichtung 18,
die mit dem Werkstücktisch 4 fest
verbunden ist. Die Übertragungsvorrichtung
umfasst einen Wechsler 18, der das Laden und Entladen eines
Werkzeugs 12 in bzw. aus einem Loch 17 der Kassette 14 ermöglicht.
Wie in 2 näher
gezeigt ist, ist die Vorrichtung 18 mit dem Werkstücktisch 4 fest
verbunden und kann ein Werkzeug 12 aufnehmen. Die Bewegung
der Übertragungsvorrichtung
in Bezug auf die Bearbeitungsstationen ermöglicht das Entladen des betreffenden
Werkzeugs 12 aus der betreffenden Bearbeitungsstation 7 in
einer Richtung, die durch die Achse 19 bezeichnet ist. Unter
der kombinierten Wirkung der Steuermittel und der Führungsmittel
wird der Austausch des Werkzeugs dann verwirklicht.
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Es
kann noch das Patent
EP 0 541
020 zitiert werden, das eine Vorrichtung zum Wechseln von Werkzeugen
in einer Werkzeugmaschine, die insbesondere Arbeiten an gedruckten
Schaltungen vornimmt, beschreibt. Auf einer der Seiten der Maschine ist
in der Nähe
einer Arbeitszone eine Werkzeugtrommel vorgesehen. Die Trommel weist über ihren gesamten
Umfang mehrere Reihen von Zellen auf, in denen unabhängige Werkzeuge
oder Werkzeugträger
angeordnet sind. Eine Werkzeugwechselvorrichtung wird so gesteuert,
dass sie automatisch ein Werkzeug in der Trommel sucht, die gedreht
wird, um die gewünschte
Werkzeugreihe auszuwählen
und das ergriffene Werkzeug der Arbeitsstation zum Bearbeiten eines
Werkstücks
zuzuführen.
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Während des
Betriebs der Werkzeugmaschine ist es schwierig, ein Werkzeug oder
einen Werkzeugträger
in der Trommel, die sich in der Nähe der Arbeitszone befindet,
auszutauschen, da die Trommel dann, wenn die Werkzeugwechselvorrichtung
ein Werkzeug ergreift, betätigt
wird, was für
den Benutzer eine Gefahr darstellt.
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Solche
Werkzeugmaschinen weisen zahlreiche Nachteile auf.
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Ein
Nachteil dieser Werkzeugmaschine besteht darin, dass ihr Betrieb
unterbrochen werden muss, um die zur Ausführung von spezifischen Bearbeitungsvorgängen spezifischen
Werkzeugkassetten zu entladen und zu laden und die Werkzeugkassetten
zu erneuern, sobald die Werkzeuge als abgenutzt deklariert sind.
Dies führt
zu einem spürbaren
Zeitverlust im Fertigungsablauf und folglich zu einer Minderausbringung
einer Werkzeugmaschine dieses Typs, was den heutigen industriellen
Forderungen und Zwängen
entgegensteht. Ferner kann die Tatsache, dass die Bedienungsperson
im Zuge der oben erwähnten
Eingriffe direkt in der Arbeitszone einer solchen Werkzeugmaschine
eingreifen muss, zu Gefahren für
diesen Benutzer führen.
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Ein
weiterer Nachteil dieser Werkzeugmaschinen beruht in der kleinen
Lagerkapazität
der Werkzeugmagazine, wie sie oben beschrieben worden sind, was
die Reichweite dieser Werkzeugmaschinen stark begrenzt.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Werkzeugmaschine vorzusehen,
die mit wenigstens einer Bearbeitungsstation versehen ist, die die oben
erwähnten
Nachteile des Standes der Technik beseitigt.
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Diese
Aufgabe sowie weitere werden durch eine Werkzeugmaschine erfüllt, die
die dazu vorgesehen ist, Bearbeitungsvorgänge insbesondere an Platten
mit gedruckten Schaltungen vorzunehmen, und umfasst: einen Sockelrahmen,
der wenigstens ein Ende besitzt; einen mit dem Sockelrahmen fest verbundenen
Werkstückträger; wenigstens
eine Bearbeitungsstation, die wahlweise ein Werkzeug aufnehmen kann,
um die Bearbeitungsvorgänge
in einer Arbeitszone aus zuführen;
Führungsmittel,
die eine Relativbewegung zwischen der (oder den) Bearbeitungsstationen)
und dem Werkstückträger sicherstellen;
wenigstens ein Werkzeugmagazin, das aus mehreren Mutterträgern gebildet
ist, die miteinander verbunden sind, um mehrere Werkzeuge zu lagern,
wobei jeder Mutterträger
mehrere Tochterträger,
die dazu bestimmt sind, wenigstens zwei Werkzeuge zu tragen, aufnehmen
und halten kann; eine Werkzeugübertragungsvorrichtung,
die ein Werkzeug aufnimmt; und Steuermittel, unter deren Wirkung
das Werkzeugmagazin angetrieben wird; dadurch gekennzeichnet, dass
das Werkzeugmagazin als einziger geschlossener Kreis ausgebildet
ist, der aus einer Gliederkette gebildet ist, wobei jedes Glied
ein Mutterträger
ist.
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Ein
Vorteil einer Werkzeugmaschine, wie sie oben definiert ist, ist,
dass der Werkzeugmaschine eine höhere
Lagerkapazität
(von typischerweise 6000 Werkzeugen) und eine große Reichweite
(von typischerweise 333 h bei einer mit fünf Bearbeitungsstationen ausgestatteten
Werkzeugmaschine) verliehen wird.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung umfasst
die Werkzeugmaschine, wie sie oben definiert ist, außerdem eine
Mensch/Maschine-Schnittstelle, die sich an einem Ende des Sockelrahmens
befindet und Entlade-/Lademittel aufweist, die sich in der Nähe eines Abschnitts
des Werkzeugmagazins befinden.
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Ein
Vorteil einer solchen Maschine ist, in automatischer oder manueller
Weise wenigstens einen Tochterträger
zu entladen oder zu laden, derart, dass die Werkzeugmaschine während des
Entlade-/Ladebetriebs der Tochterträger in das Werkzeugmagazin fortgesetzt
Bearbeitungsvorgänge
ausführt.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung umfasst
die Werkzeugmaschine, wie sie oben definiert ist, außerdem eine
Abdeckklappe, die in Bezug auf den Sockelrahmen zwischen zwei Positionen,
nämlich
einer geschlossenen Position und einer geöffneten Position, beweglich
ist, wobei das Werkzeugmagazin längs der
Säulen
zwischen zwei Positionen, nämlich
einer ersten Position, in der sich das Werkzeugmagazin in der Nähe der Arbeitszone
befindet, und einer zweiten Position, in der das Werkzeugmagazin
aus der Umgebung der Arbeitszone freigegeben ist, translatorisch
beweglich ist, und dass die Abdeckklappe mit dem Werkzeugmagazin
fest verbunden ist.
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Ein
Vorteil einer solchen Maschine beruht darin, dass die Abdeckklappe
dann, wenn sie sich aus ihrer geschlossenen Position in ihre geöffnete Position
bewegt, auf ihrer Bahn das Werkzeugmagazin aus seiner ersten Position
in seine zweite Position mitnimmt und den Zugang in die Arbeitszone
für eine Bedienungsperson
freigibt.
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Gemäß weiteren
vorteilhaften Merkmalen der vorliegenden Erfindung weist die Werkzeugmaschine,
wie sie oben definiert ist, außerdem
Unbeweglichmachungsmittel auf, die dazu bestimmt sind, einen Tochterträger in Bezug
auf die Übertragungsvorrichtung
unbeweglich zu machen; wobei die Unbeweglichmachungsmittel durch
wenigstens eine Klaue gebildet sind, die zwei Schenkel und Unbeweglichmachungselemente
umfasst.
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Ein
Vorteil einer solchen Maschine ist, dass sie die räumliche
Position eines Tochterträgers
unter Unterdrückung
aller Freiheitsgrade des Tochterträgers genau bestimmt, um einen
Transport des Werkzeugs zwischen der Übertragungsvorrichtung und dem
Tochterträger
zu ermöglichen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, ein zum Ausrüsten einer
Werkzeugmaschine bestimmte Werkzeugmagazin vorzusehen, das die Nachteile
des Standes der Technik beseitigt.
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Diese
Aufgabe sowie weitere werden durch ein Werkzeugmagazin erfüllt, das
aus mehreren Mutterträgern
gebildet ist, die miteinander verbunden sind, um mehrere Werkzeuge
zu lagern, wobei jeder Mutterträger
mehrere Tochterträger,
die dazu bestimmt sind, wenigstens zwei Werkzeuge zu tragen, aufnehmen
und halten kann und dazu bestimmt ist, eine Werkzeugmaschine auszurüsten, dadurch
gekennzeichnet, dass es als ein einziger geschlossener Kreis ausgebildet
ist, der aus einer Gliederkette gebildet ist, wobei jedes Glied
ein Mutterträger
ist.
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Die
Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sowie
weitere werden deutlicher beim Lesen der genauen Beschreibung einer bevorzugten
Ausführungsform
der Erfindung, die lediglich beispielhalber und mit Bezug auf die
beigefügten
Figuren gegeben wird, worin:
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1 eine
allgemeine Ansicht einer Werkzeugmaschine gemäß dem Stand der Technik zeigt;
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2 ein
Werkzeugmagazin nach 1 genauer zeigt;
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3 eine
allgemeine Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Werkzeugmaschine
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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4 einen
Abschnitt des Werkzeugmagazins der Werkzeugmaschine nach 3 genau
zeigt;
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5 die
Mensch/Maschine-Schnittstelle der Werkzeugmaschine nach 3 zeigt;
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6 das
Werkzeugmagazin der Werkzeugmaschine nach 3 zeigt;
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7 einen
auf einen Mutterträger
des Werkzeugmagazins nach 6 montierten
Tochterträger
genauer zeigt;
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8 ein
Teilschnitt längs
der Linie VIII-VIII des Mutterträgers
nach 7 ist; und
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9 eine
Ausführungsform
der Unbeweglichmachungsmittel der Tochterträger zeigt.
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3 zeigt
eine allgemeine Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Es
sei angemerkt, dass der in 3 gezeigte Aufbau
der Werkzeugmaschine 20 dem Aufbau der oben beschriebenen
herkömmlichen
Werkzeugmaschine nahe kommt. Zur Vereinfachung sind die Komponenten,
die in den 3 bis 8 gezeigt und
mit denselben Bezugszeichen wie jene, die in den 1 und 2 gezeigt
sind, bezeichnet sind, dieselben, die in den 1 und 2 bezeichnet sind.
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Hauptsächlich umfasst
die Werkzeugmaschine 20 des Weiteren ein einmaliges Werkzeugmagazin 21 und
eine Mensch/Maschine-Schnittstelle 22. Zum Steuern von
verschiedenen Vorgängen
der Werkzeugmaschine 20, insbesondere der Steuerung des
Werkzeugmagazins 21, in automatischer Weise sind Steuermittel 23 vorgesehen.
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Das
Werkzeugmagazin 21 ist als geschlossener Kreis ausgebildet,
der aus mehreren miteinander verbundenen Mutterträgern gebildet
ist. 4 zeigt in vergrößertem Maßstab einen Abschnitt eines solchen
Kreises. Jeder Mutterträger 30 kann
mehrere Tochterträger 31 aufnehmen
und halten, wobei jeder Tochterträger 31 dazu bestimmt
ist, wenigstens zwei Werkzeuge 12 zu tragen. Zur Klarheit
zeigt 4 einen Abschnitt des Werkzeugmagazins 4 der Werkzeugmaschine
nach 3 näher.
Es sei angemerkt, dass in der nachstehend beschriebenen bevorzugten
Ausführungsform
der Mutterträger
dem Glied 30 einer Gliederkette (die in 4 teilweise
gezeigt ist) entspricht und der Tochterträger einem Werkzeuge 12 tragenden
Steg 31 entspricht.
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Das
Bezugszeichen 22 bezeichnet die Entlade-/Lade-Mensch/Maschine-Schnittstelle, die
dazu bestimmt ist, die Tochterträger 31 in
automatischer oder manueller Weise zu entladen und zu laden, und im
Folgenden "Mensch/Maschine-Schnittstelle" genannt wird. Wie
in 3 gezeigt ist, befindet sich die Mensch/Maschine-Schnittstelle 22 an
einem Ende des Gehäuses 2 der
Werkzeugmaschine 20 und umfasst im Wesentlichen Entlade-/Lademittel,
die sich in unmittelbarer Nähe
eines Abschnitts des Werkzeugmagazins 21 befinden. Genauer
umfassen diese Entlade-/Lademittel Einführmittel 41, um einen
Tochterträger 31 von
der äußeren Umgebung
der Werkzeugmaschine 20 in einen Mutterträger 30 einzuführen, und
Mittel 42 zum Auswerten in die äußere Umgebung der Werkzeugmaschine 20,
um einen Tochterträger 31 aus
einem Mutterträger 30 zu
entnehmen.
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Gemäß der in 5 gezeigten
Ausführungsform
umfassen die Einführmittel 41 wenigstens
einen Kopf 43, der in einer in einer Wand des Gehäuses 2 ausgesparten
länglichen
Nut 44 gleitet und manuell betätigt werden kann, wobei der
Kopf 43 mit einem Betätigungsstift 45 versehen
ist, um das Einführen
eines Tochterträgers 31 auszuführen. Die
Einführmittel 41 umfassen
ferner Tochterträger-Führungsmittel, die
aus einer Nut 47 gebildet sind, die einen profilierten
Querschnitt besitzt und sich parallel zu der länglichen Nut 44 erstreckt.
Die Auswurfmittel 42 umfassen wenigstens eine (nicht gezeigte)
Vorrichtung des Zylindertyps.
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Der
Fachmann bemerkt, dass diese Entlade-/Lademittel durch die Steuermittel 23 in
automatischer Weise gesteuert werden können.
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6 zeigt
das Werkzeugmagazin 21 der Werkzeugmaschine 20 gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Das
Werkzeugmagazin 21 ist aus einem Grundchassis 51 gebildet,
das die Mutterträger 30 trägt, wobei
das Grundchassis 51 mit Mutterträger-Führungsmitteln 52 versehen
ist, die dazu bestimmt sind, die Mutterträger 30 auf der gesamten Länge des
Grundchassis 51 zu führen.
Das Grundchassis 51 ist durch einen starren Rahmen aus
vier Trägern 55, 56,
nämlich
zwei parallelen Querträgern 55 und
zwei parallelen Pfosten 56, gebildet. Die Mutterträger-Führungsmittel 52 sind
aus einer Nut mit profiliertem Querschnitt gebildet, die auf der
gesamten Länge
der Träger 55, 56 des
Rahmens ausgespart ist, wie in 4 besser
gezeigt ist.
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Außerdem sind
zwei Säulen 58,
die mit dem (in 6 nicht gezeigten) Sockelrahmen 1 fest
verbunden sind, mit zwei Pfosten 56 verbunden. Wie in 4 gezeigt
ist, liegt die aus dem Grundchassis 51 und den Säulen 58 gebildete
Gesamtheit in einer Ebene. Diese Ebene befindet sich gegenüber der (oder
den) Bearbeitungsstationen) 7 und vorzugsweise in einer
Ebene, die etwas vor den Bearbeitungsstationen liegt, wie in 3 gezeigt
ist.
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Das
Grundchassis 51 ist längs
der Säulen zwischen
zwei Positionen, nämlich
einer ersten Position, in der sich das Werkzeugmagazin in der Nähe der Arbeitszone
befindet, und einer zweiten Position, in der das Werkzeugmagazin 21 aus
der Umgebung der Arbeitszone freigegeben ist, translatorisch beweglich,
wobei 6 das in der ersten Position gehaltene Grundchassis 51 zeigt,
während 3 das
in der zweiten Position gehaltene Grundchassis 51 zeigt.
Der Fachmann bemerkt wohl, dass die zweite Position einer Halteposition
für die
Werkzeugmaschine 20 entspricht und dass 3 folglich
nicht diejenige Position der Werkzeugmaschine 20 zeigt,
die im Betriebszustand am häufigsten
vorkommt.
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Außerdem umfasst
die Werkzeugmaschine 20 ferner eine Abdeckklappe 3.
Die Abdeckklappe 3 ist in Bezug auf den Sockelrahmen 1 zwischen
zwei Positionen, nämlich
einer geschlossenen Position und einer geöffneten Position, beweglich,
wobei 3 die Abdeckklappe 3 in der geöffneten
Position zeigt.
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Die
Abdeckklappe 3 ist mit dem Grundchassis 51 fest
verbunden, derart, dass die Abdeckklappe 3 dann, wenn sie
sich aus ihrer geschlossenen Position in ihre geöffnete Position bewegt, auf
ihrer Bahn das Grundchassis 51 aus seiner ersten Position
in seine zweite Position mitnimmt. Dies hat den Zweck, den Zugang
in die Arbeitszone für
einen Benutzer freizugeben.
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Dazu
umfasst das Grundchassis 51 ferner zwei Verbindungselemente,
wovon jedes aus einer Hülse 59 gebildet
ist, wie in 6 gezeigt ist. Jede Hülse 59 ist
mit einem Pfosten 56 fest verbunden und kann auf der entsprechenden
Säule 58 gleiten.
Jede Hülse 59 ist
außerdem
mit einem Hubzylinder 60 verbunden, dessen Körper und
Stange an der entsprechenden Säule 58 bzw.
an der entsprechenden Hülse 59 befestigt
ist. Dies hat den Zweck, den Übergang des
Grundchassis von der ersten Position in die zweite Position zu erleichtern.
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Wie
ebenfalls in 6 gezeigt ist, ist der geschlossene
Kreis des Werkzeugmagazins 21 durch eine (teilweise gezeigte)
Gliederkette gebildet, die durch Motormittel 100, im Allgemeinen
einen Getriebemotor, in Reaktion auf Steuersignale, die von den Steuermitteln 23 stammen,
angetrieben werden kann. In dieser Gliederkette bildet jedes Glied
einen Mutterträger 30.
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7 zeigt
ein Glied gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
genauer.
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Das
Glied 30 ist aus zwei gleichen Platten 75, 76 gebildet,
die aneinander befestigt sind.
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Das
Glied 30 ist an jedem seiner benachbarten Glieder durch
einen Zapfen 70 angelenkt, der in Dickenrichtung des Gliedes
verläuft.
Die Länge
des Zapfens 70 ist größer als
die Dicke des Gliedes 30, wodurch der Zapfen 70 mit
der Nut der Träger 55, 56 des
Grundchassis 51 zusammenwirken kann, wie in 4 gezeigt
ist.
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In
dem gezeigten Beispiel ist das Glied 30 außerdem mit
zehn Gleitschienen 71 versehen. Die Gleitschienen 71 sind
gleich und besitzen eine gemeinsame Gleitrichtung, die zu der das
Grundchassis 51 enthaltenden Ebene senkrecht ist, wie in 4 gezeigt
ist. Selbstverständlich
ist die Anzahl von Gleitschienen nur ein Hinweis und kann den Entwurfsbedingungen
entsprechend schwanken.
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In 7 ist
zu erkennen, dass ein Tochterträger 31 in
jeder Gleitschiene 71 in einem Gleiteingriff sein kann.
Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform ist
der Tochterträger 31 durch
einen Steg gebildet, dessen Querschnitt ein bestimmtes Profil aufweist. Eine
erste Fläche 72 des
Stegs ist mit elf unabhängigen
zylindrischen Kanälen 73 versehen,
deren Achsen parallel zueinander sind. Somit kann jeder Kanal 73 ein
Werkzeug 12 aufnehmen, wie in 4 gezeigt ist.
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8 zeigt
einen Teilschnitt eines Stegs 31, der in einer Gleitschiene 71 eines
Gliedes 30 in Eingriff ist.
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Die
der ersten Fläche 72 gegenüberliegende Fläche des
Stegs 31 umfasst Positionierungsaussparungen 80.
Gemäß der bevorzugten
Ausführungsform
sind die Kanäle 73 durchbohrt
und bilden durch ihre Enden, die in die der ersten Fläche 72 des
Stegs 31 gegenüberliegende
Fläche
münden,
die Positionierungsaussparungen 80.
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Das
Glied 30 umfasst ferner Mittel 81, 82 für die Positionierung
der in den Gleitschienen 71 in Eingriff befindlichen Stege 31.
Vorzugsweise umfassen die Positionierungsmittel 81, 82 ein
Band 81 aus elastischem Material, das sich in einem ersten Kanal 83 erstreckt,
der in dem Glied 30 gebildet ist, und mehrere Kugeln 82,
die jeweils in den zweiten Kanälen 84 angeordnet
sind, die einerseits in den Boden der Gleitschiene 71 und
andererseits in den ersten Kanal 83 münden. Das Band übt auf die
Kugel 82 eine elastische Rückstellkraft aus, derart, dass
die Kugel 82 somit in den Boden der entsprechenden Gleitschiene 71 vorsteht.
Die Kugel 82 ist dazu bestimmt, mit einer der Positionierungsaussparungen 80 des
in der entsprechenden Gleitschiene 71 in Eingriff befindlichen
Stegs 31 zusammenzuwirken, wie in 8 gezeigt
ist. Dies hat den Zweck, den Steg 31 in einer bestimmten
Position zu halten.
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Im
Zusammenhang mit den 6 und 9 umfasst
das Werkzeugmagazin 21 außerdem
Unbeweglichmachungsmittel 90. Die Unbeweglichmachungsmittel 90 sind
im Wesentlichen durch eine Klaue 92 gebildet, die an einem
der Träger
des Grundchassis 51, typischerweise dem unteren Querträger 55 in
der bevorzugten Ausführungsform,
durch Unbeweglichmachungselemente 93 befestigt ist. Die Klaue 92 ist
durch zwei Schenkel gebildet, deren Enden mit Vorbelastungselementen 95 versehen
sind und zwischen denen die Kette aus Gliedern 30 verläuft. Somit
kann die Klaue 92 wie eine Klemmbacke die Enden eines Stegs 31 einklemmen,
wobei die Vorbelastungselemente 95 für die Geometrie jener Enden
geeignet sind. Dies hat den Zweck alte Freiheitsgrade des Stegs 31 zu
unterdrücken,
wie in 9 gezeigt ist. Die gezeigte bevorzugte Ausführungsform
sieht zwei Klauen 92 des oben erwähnten Typs vor, jedoch reicht
für ein
korrektes Funktionieren der Gesamtheit eine einzige Klaue aus.
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Die
Funktionsweise einer Werkzeugmaschine des in 3 gezeigten
Typs ist folgende.
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Da
der Aufbau der Werkzeugmaschine 20 einem herkömmlichen
Aufbau nahe kommt, gleicht ihre Funktionsweise selbstverständlich der
Funktionsweise einer herkömmlichen
Werkzeugmaschine, wobei diese Funktionsweise als dem Fachmann bekannt angenommen
wird.
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So
sind die verschiedenen Werkzeugtransporte insbesondere bei dem Wechsel
eines Werkzeugs 12, das von einem Steg 31 der
Kette oder von einer Bearbeitungsstation 7, in der das
Werkzeug ersetzt werden muss, stammt, in herkömmlicher Weise verwirklicht.
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Jedoch
umfasst die Funktionsweise der Werkzeugmaschine des in 3 gezeigten
Typs Abläufe
des Werkzeugwechsels und der Aufrüstung des Stegs, die von herkömmlichen
Abläufen
verschieden sind.
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Die
Programmiermittel 23 unterteilen die Gliederkette virtuell
in mehrere geordnete Untereinheiten, wobei jede Untereinheit so
viele Stege 31 umfasst, wie die Werkzeugmaschine Bearbeitungsstationen 7 umfasst.
Somit ist jeder der Stege 31 jeder geordneten Untereinheit
einer einzigen Bearbeitungsstation 7 zugeteilt. Wenn beispielsweise
die in der Kette nebeneinander liegenden Stege fortlaufend nummeriert
sind, lautet die Zuteilungsreihenfolge der Bearbeitungsstationen
bei einer Werkzeugmaschine mit sechs Bearbeitungsstationen: 1 6 5 4 3 2;
bei einer Werkzeugmaschine mit vier Bearbeitungsstationen, wovon
jede zwei Spindeln aufweist, lautet die Zuteilungsreihenfolge der
Bearbeitungsstationen: 1 5 8 4 7 3 6 2.
Die Programmiermittel 23 steuern die Verlagerung der Gliederkette
und identifizieren den Steg 31 einer geordneten Untereinheit,
derart, dass der Steg 31 theoretisch einer Bearbeitungsstation 7 zugeordnet
wird, die einen Werkzeugwechsel benötigt. Die Gliederkette wird
anschließend
so angetrieben, dass der Steg 31 unter die Unbeweglichmachungsklaue
geführt
wird. Die beiden Schenkel 92 der Unbeweglichmachungsklaue
halten dann den Steg fest.
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In
der beschriebenen Ausführungsform
ist die Belegung des Stegs 31 durch die Werkzeuge 12 derart,
dass ein leerer Platz zur Aufnahme eines abgenutzten Werkzeugs vorgesehen
ist. Andernfalls wird die Kette erneut angetrieben, derart, dass
ein neuer Steg, der zu derselben Bearbeitungsstation gehört und wenigstens
ein neues Werkzeug enthält, bereitgestellt
wird.
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Der
Wechsel von Stegen 31 findet über die Mensch/Maschine-Schnittstelle 22 statt,
derart, dass die Werkzeugmaschine 20 während des Entlade-/Ladebetriebs der
Tochterträger 3i in
das Werkzeugmagazin 21 fortgesetzt Bearbeitungsvorgänge ausführt und
die Bedienungsperson keinen direkten Eingriff in die Werkzeugmaschine
vornimmt.
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Tatsächlich ermöglicht ein
(nicht gezeigter) Zylinder das Auswerten des betreffenden Stegs 31 (im
Allgemeinen eines Stegs, der nur für abgenutzte Werkzeuge vorgesehen
ist) in die äußere Umgebung der
Werkzeugmaschine, wie durch den mit E in 5 bezeichneten
Pfeil gezeigt ist. Zudem kann die Bedienungsperson einen Steg 31 an
einer leeren Stelle auf einem Glied der Gliederkette einführen, wie
durch den mit I in 5 bezeichneten Pfeil gezeigt
ist. Dieser von dem Glied 30 aufgenommene Steg 31 wird durch
Positionierungsmittel 81, 82 des Gliedes 30 in engem
Kontakt mit dem Glied 30 gehalten, wie in 8 gezeigt
ist.
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An
einer solchen Funktionsweise können durch
Modifikationen des Werkzeugmaschinenaufbaus des in 2 gezeigten
Typs Weiterentwicklungen vorgenommen werden.
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Eine
erste Weiterentwicklung der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung
besteht darin, den Austausch der Tochterträger (im Allgemeinen die Einführung von
Tochterträgern,
die neue Werkzeuge enthalten, und den Auswurf von Tochterträgern, die
abgenutzte Werkzeuge enthalten) automatisch zu verwirklichen, indem
beispielsweise die Austauschmittel mit einer programmierbaren Steuereinheit
verbunden werden, die mit den Entlade-/Lademittel und den Motormitteln
verbunden ist.
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Eine
zweite Weiterentwicklung der Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden
Erfindung besteht darin, gleichzeitig mehrere Unbeweglichmachungsklauen
in Kombination mit ebenso vielen Wechslern zu verwenden, wobei diese
Wechsler eine der Werkzeugübertragungsvorrichtungen
bilden, was sich so auswirkt, dass die Zykluszeit für den Wechsel eines
abgenutzten Werkzeugs verkürzt wird,
da der Wechsel des Werkzeugs bei einem Minimum an Verlagerungen
in einer minimalen Zeit ausgeführt
wird.
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Dem
Fachmann ist klar, dass die obige genaue Beschreibung verschiedene
Modifikationen erfahren kann, ohne den Umfang der vorliegenden Erfindung
zu verlassen. Beispielsweise können
als Variante der Ort und die Form der Kette innerhalb des Sockelrahmens
der Werkzeugmaschine verändert werden.
Außerdem
können
die Form und das Fassungsvermögen
der Glieder und der Stege verändert werden.