DE8313898U1 - Werkzeugwechselvorrichtung an Bearbeitungszentren mit umfangreichem Werkzeugmagazin - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich im allgemeinen auf sogenannte Uearbeitungszentren mit numerischer Steuerung und insbesondere auf eine Werkzeugwechselvorrichtung für diese Bearbeitungszentren bildende Arbeitsmaschinen,

Es ist bekannt, dass die BearbeitungsZentren im allgemeinen aus einer oder mehreren Arbeitsmaschinen bestehen, die in der Lage sind, selbsttätig programmässig mehrere Bearbeitungen an Werkstücken vorzunehmen. Da jedem Vorgang ein unterschiedliches Werkzeug entspricht, sind diese BearbeitungsZentren mit einem Magazin versehen, in dem die gesamte, für die Arbeitsmaschine erforderliche Werkzeugausrüstung angeordnet ist. Derartige !Magazine sind bereits bekannt und bestehen im allgemeinen aus zwei Gruppn, nämlich statische und dynamische Magazine. Die statischen Magazine ei'fordern mehr oder weniger komplizierte Mittel zur Überführung der in dem Magazin angeordneten Werkzeuge zu den Arbeitsmaschinen und umgekehrt, während die dynamischen Magazine sich auf ihre Hin- und Herbewegungen gegenüber der Arbeitsmaschine gründen und ggf. die Werkzeugüberführungsmittel aufweisen können.

Insbesondere können die letzteren aus einem oder mehreren mit axialen Werkzeughaltern versehenen Rädern oder dgl. gebildet sein, die gegen die Spindel der Arbeitsmaschinen bewegt werden können, um sie jeweils an dem für den besonderen Vorgang erforderlichen Werkzeug anzuordnen, so dass die Spindel dasselbe dann dem Magazin entnehmen oder in das Magazin zurückgeben kann.

Dagegen können die statischen Magazine eine grössere Anzahl Werkzeuge enthalten, aber die dynamischen Magazine weisen veJen baulicher Erfordernisse eine begrenzte Werkzeuganzahl auf, im allgemeinen die Anzahl, die für die programmierten, durch die Arbeitsmaschine durchführbaren Bearbeitungen erforderlich ist.

Zweck der vorliegenden Erfindung ist es, die dynamischen Magazine vom Gesichtspunkt der aufnehmbaren Werkzeuganzahl vielseitiger zu machen, so dass sie in der Lage sind, der Arbeitsmaschine eine grössere Anzahl Werkzeuge anzubieten und gegebenenfalls auch zwei nebeneinander befindliche Arbeitsmaschinen zu bedienen,

ohne schwere und komplizierte Strukturen und sperrige und komplexe Werkzeugüberführungsraittel verwenden zu müssen.

Dieser und andere Zwecke, die aus der Beschreibung hervorgehen, werden mit einer ein rotierendes Werkzeugmagazin enthaltende Werkzeugwechselvorrichtung erreicht, die dadurch gekennzeichnet ist, dass das rotierende Magazin kreisförmig ist und zwei oder mehrere umlaufende Reihen von konzentrisch angeordneten Werkzeughaltern aufweist, wobei dieses Magazin auf einem beweglichen Arm abgestützt ist, der in der Lage ist, das Magazin aus einer unwirksamen in eine wirksame Stellung zu überführen, in welcher eine der umlaufenden Reihen von Werkzeughaltern mit der Arbeitsmaschinenspindel fluchtgerecht ist und umgekehrt.

Der Werkzeugwechselvorgang erfolgt vorzugsweise durch die kombinierte Bewegung von rotierendem Magazin und Arbeitsmaschinenspindel, d.h. unter Ausnutzung der Horizontal-, Längs- und Vertikalbewegungen der Spindel und der Verschiebungs- und Rotationsbewegungen des Magazins, wobei diese Bewegungen selbsttätig über die numerische Steuerung der Arbeitsmaschine gesteuert werden.

Auf diese Weise wird das kreisförmige Magazin soweit verschwenkt, bis es in dem Wirkungsbereich der Spindel liegt, dann soweit gedreht bis es das für den besonderen Vorgang erforderliche Werkzeug in die Entnahmestellung gebracht hat, während die Spindel soweit horizontal und vertikal verschoben wird, bis sie koaxial zur Werkzeugachse liegt und dann soweit vorgeschoben, bis sie sich an der Entnahmestelle befindet und das Werkzeug entnimmt, so dass die Arbeitsmaschine die besondere Bearbeitung am Werkstück durchführen kann.

Vorzugsweise ist der das kreisförmige rotierende Magazin, tragende Arm mit einem Teil der Maschinengrundplatte gelenkig verbunden, wobei in sich bekannte, die Armschwenkbewegung aus der oder in die Werkzeugwechselstellung bewirkende Mittel vorgesehen sind.

Zweckmässigerweise kann das kreisförmige Werkzeugmagazin derart bewegt werden, dass es gleichzeitig zwei nebeneinander liegende Arbeitsmaschinen bedienen kann.

Die vorliegende Erfindung wird nun anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen :

Fig. 1 eine Stirnansicht einer mit der erfindungsgemässen Werkzeugwechselvorrichtung versehenen Arbeitsmaschine und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Arbeitsmaschine.

In den Zeichnungen ist eine Arbeitsmaschine gezeigt, die als Ganzes mit 1 bezeichnet ist. Bei dieser Maschine handelt es sich um eine Bohr- und Frässmaschine, die eine einen Ständer A tragende Grundplatte enthält. Auf diesem Ständer A läuft der die Spindel 3 tragende Kopf 2. Der Kopf 2 ist auf einem Schlitten gelagert, der in Querrichtung entlang den Gleitfuhrungen 5. in Längsrichtung entlang den Gleitführungen 6 und in Vertikalrichtung entlang den Gleitführungen 1β verschiebbar ist. An einer der Arbeitsmaschinenseiten ist die Werkzeugwechselvorrichtung angeordnet, die als Ganzes mit 10 bezeichnet ist. Diese Vorrichtung besteht aus einem kreisförmigen Magazin 12, das zwei Reihen konzentrischer Werkzeughalter 14,15 aufweist, die die für die besonderen Maschinenbearbeitungen erforderlichen Werkzeuge aufnehmen. Dieses Magazin ist im Mittelpunkt B an einem schwenkbaren Arm 11 angelenkt, der seinerseits an der Maschinengrundplatte angelenkt ist und um seinen Gelenkpunkt geschwenkt werden kann, so daes er eine kreisbogenförmige Bahn T beschreibt. In den Haltern 14 und 15 liegen die verschiedenen Werkzeuge, die in Fig. 2 ersichtlich und mit 16 und 17 bezeichnet sind. Ein

gesamte,
Gehäuse 7 enthält die/für die Bewegungen von Kopf und Werk-Zeugwechselvorrichtung erforderliche Automatik.

Der Werkzeugwechselvorgang erfolgt wie nachstehend angeführt.

Zuerst wird der Schwenkarm 11 mit dem kreisförmigen Drehmagazin zur Spindel, bis zu einer geeigneten Position geschwenkt, in der sich die Halterreihe I^ oder 15 in einer Werkzeugentnahmesteilung befindet. Darnach wird das kreisförmige Magazin 12 solange gedreht, bis das gewünschte Werkzeug 16 oder 17 in die Entnahmestellung überführt ist. In derFig. 1 ist diese Stellung mit einer unterbrochenen Linie 10¹ bezeichnet. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, befindet sich das kreisförmige Magazin 12

in seiner Wirkungsstellung. Nun wird die Spindel 3 quer und eventuell vertikal, längs der Führungen 5 bzw. 18 solange verschoben, bis sie sich in der gestrichelt gezeiclmeteii Position 3' in Fig. 2 befindet, in welcher sie genau mit dem Werkzeug 17 ausgerichtet ist. Anschliessend wird der die Spindel 3 tragende Kopf 2 bis zur Entnahme dieses Werkzeugs vorgeschoben. In diesem Moment ist der Entnahmevorgang von dem Werkzeug beendet und die Arbeitsmaschine kann die Bearbeitung mit dem entnommenen Werkzeug an den auf die mit der Maschine einstückigen Drehscheibe 8 aufgesetzten Werkstücke 9 ausführen. Nach Abschluss dieser Bearbeitung, wird die Spindel angehalten und das kreisförmige Magazin, das nach erfolgtem Werkzeugwechsel in seine unwirksame Stellung zurückgeführt wurde, wird erneut in seine Wirkungsstellung tiberführt, weshalb die Spindel 3 einen Werkzeugwechsel vornehmen kann, um das mit ihr kombinierte Werkzeug in seinen Halter im Magazin abzulegen und aus demselben ein neues Werkzeug für eine anschliessende Bearbeitung der Werkstücke 9 zu entnehmen.

Man kann daraus ersehen, dass die Tatsache eine Anordnung von zwei konzentrischen Werkzeughalterreihen am Drehmagazin zu haben, gestattet, eine grössere Anzahl Werkzeuge im Magazin anzuordnen, was sich in einer möglichen Reduzierung der Magazinabmessungen mit folglichem geringeren Gewicht und Raumbedarf äussert. Es können selbstverständlich auch mehr als zwei Halter— reihen vorgesehen werden, wodurch das Magazin eine weit grössere Aufnahmefähigkeit gegenüber bekannter derartiger Magazine hat und aufgrund dessen es möglich ist, dieses Magazin in Kombination mit einer möglichen zweiten Arbeitsmaschine zu verwenden, die der ersten derart beigestellt ist, dass das Magazin, lässt man es in eine Richtung schwenken, die eine Arbeitsmaschine bedient und lässt man es in die entgegengesetzte Richtung schwenken, die andere bedient wird.

Sdbstverständlich ist der soeben beschriebene Werkzeugwechselmechanismus nicht auf die Form und auf die in den Zeichnungen angegebenen Abmessungen beschränkt, sondern er ist auch mit in einer anderen Weiee angeordneten Werkzeughalterreihen vorstellbar, obgleich die dargestellte und beschriebene Form vom struktureilen Standpunkt aus sich als die zweckmässigste ergibt.

Aus der vorstehenden Beschreibung kann man leicht entnehmen, dass der erfindungsgemässe Werkzeugwechselmechanismus den Vorteil bietet, eine grössere Anzahl Werkzeuge gegenüber den bereits bekannten Vorrichtungen aufnehmen zu können, ohne getrennte Werkzeugüberführungsmittel vorsehen zu müssen, insofern als die Werkzeugüberführung über die kombinierten Bewegungen von Magazin und Spindel der Arbeitsmaschine erfolgt. Des weiteren gestattet die Tatsache,eine grössere Anzahl Werkzeuge enthalten zu können, die Verwendung dieses Magazins in Kombination mit zwei Arbeitsmaschinen, wodurch es äusserst vielseitig und vorteilhaft ist.

Claims (3)

„ .· j ί j ί ·· · G 83 13 898.6 77 743 G/bg vom 10. Mai 1983 30. September 1983 Firma M.CM. S.p.A. I- Podenzano (Piacenza) Werkzeugvechslvorrichtung an Bearbeitungszentren mit umfangreichem Werkzeugmagazin Schutzansprüche

1. Werkzeugwechselvorrichtung für Werkzeugmaschinen mit Spindel mit einem rotierenden Werkzeugmagazin, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Werkzeugmagazin (10) kreisförmig ausgebildet ist und mindestens zwei umlaufende und zueinander konzentrische Reihen (14, 15) von Werkzeugaufnahmehaltern aufweist und daß das Werkzeugmagazin (10) auf einem beweglichen Arm (11) abgestützt ist, der zwischen einer Stellung, in der sich das Werkzeugmagazin (10) außerhalb des Bereichs

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der Spindel befindet und einer anderen Stellung bewegbar ist, in der jeweils ein einzelner Werkzeughalter der Werkzeughalterreihen (14, 15) mit der in eine entsprechende Stellung verfahrenen Spindel (3) fluchtet.

2. Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das rotierende Werkzeugmagazin (1Oj zwischen zwei Spindeln angeordnet ist.

3. Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Stützarm (11) des Werkzeugmagazins (10) schwenkbar mit der Grundplatte (4) der Werkzeugmaschine verbunden und mit einem Schwenkantrieb versehen ist.