DE8415609U1 - Werkzeugwechselvorrichtung - Google Patents

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COMPAGNIE INTELAUTOMATISME S.A. München, den

Bagneux / Frankreich 21. Mai 1984

ü. Z.: GM 478/1-84M Dr. G/2/ho

Werkzeugwechselvorrichtung

Die Neuerung beziehe sich auf eine Werkzeugwechselvorrichtung des Typs mit einem Doppelarm-Greifer, einer vertikalen Drehachse und einem Werkzeugmagazin, in dem die Werkzeuge vertikal und mit nach oben gerichteten Einsteckenden aufgenommen sind.

Die modernen und hochproduktiven Werkzeugmaschinen sind im allgemeinen mit einem Magazin zugeordneten Werkzeugwechslern ausgerüstet.

.7-eit langer Zeit ist es schon bekannt, zu diesem Zweck einen Doppelarm-Werkzeuggreifer einzusetzen, der längs seiner Achse für Rotationsbewegungen und für Translationsbewegungen ausgelegt und einem Werkzeugmagazin zugeordnet ist.

Im Fallü solcher Maschinen, bei denen der Werkzeugwechsel an einer horizontal ausgerichteten Spindel stattfinden muß, ist die Achse des Doppelaiti-Greifers horizontal ausgerichtet und die einzelnen Werkzeuge liegen im Magazin mit horizontal ausgerichteten Achsen vor. Die Drehwelle des Doppelarm-Greifers ist dabei längs des Spindelkopfes und auf der Seite des Doppelarm-Greifers, auf der die Einsteckenden der Werkzeuge liegen, angeordnet.

Der Nachteil eines solchen Systems besteht darin, daß das Werkzeugmagazin auf der Rückseite des Arbeitstisches der

Werkzeugmaschine in einer solchen Lage vorgesehen werden muß,daß es in erheblichem Maß den Zugang zum Arbeitstisch der Maschine behindert. Um das Magazin zu entfernen, muß man daher den Doppelarm-Greifer mittels eines Schlittens hochfahren, was zu Schwierigkeiten bei der praktischen Realisierung führt.

Ähnliche Probleme treten auch auf, wenn der Werkzeugwechsel an einer vertikal ausgerichteten Spindel ausgeführt werden soll: ein Magazin, in dem die Werkzeuge mit vertikal ausgerichteter Achse zur Verfügung gehalten werden, hat einen sehr großen Platzbedarf direkt hinter dem Arbeitstisch der Werkzeugmaschine. Das Eigenvolumen des Spindelkopfes begrenzt dabei die mögliche Nähe der Drehwelle für den Doppelarm-Greifer und damit auch die Minimallange seines Doppelarmes.

Um das Magazin zu entfernen und den Zugang hinter den Arbeitstisch der Werkzeugmaschine zu ermöglichen, ist es daher verschiedentlich erforderlich gewesen, zwischen Doppelarm und Magazin einen Transfer-Schlitten einzusetzen.

Hier soll nun die Neuerung Abhilfe schaffen und eine einfache Vorrichtung zur Verfügung stellen, die diese Nachteile nicht mehr aufweist.

Neuerungsgemäß wird dies bei einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß die Drehwelle des Doppelarm-Greifers auf der Seite desselben angeordnet ist, die den Einsteckenden der aufgenommenen Werkzeuge gegenüberliegt, d.h. somit unterhalb des Doppelarm-Greifers, und daß diese Drehwelle verschiebbar in einem Gehäuse gelagert ist, das seinerseits am Ende mindestens eines Tragarmes sitzt, der wiederum in einem feststehenden Support unterhalb des Magazins verschiebbar angeordnet ist.

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Aufgrund dessen, daß die Drehwelle des Doppelarm-Greifers sich unterhalb desselben und unter dem Werkzeugmagazin befindet, wird es möglich, das Magazin in gutem Abstand zum Aufspanntisch bzw. Arbeitstisch anzuordnen, wobei der Doppelarm-Greifer in einer schräg zu dem Tisch ausgerichteten Position bei gleichzeitigem Einsatz eines in seiner Länge stark reduzierten Doppelarmes arbeiten kann. Das war bislang unmöglich, weil das Zurückziehen des Magazins, um den Zugang hinter dem Aufspanntisch der Maschine freizugeben, gleichzeitig ein Zurückziehen der Drehwelle für den Doppelarm-Greifer relativ zur Spindel und, wegen der Dimensionen des Spindelkopfes, weiterhin eine große Länge des Doppelarmes bedingte, was zu gegenseitigen Behinderungen mit der Maschine und zu einem Unsicherheitsraum für die Bedienungsperson führte und wodurch erneut die Möglichkeiten eines Zugangs an den Aufspanntisch von hinten beeinträchtigt wurden.

Im Gegensatz hierzu kann man mit der neuerungsgemäßen Vorrichtung das Magazin in einem relativ großen Abstand hinter dem Aufspanntisch anordnen und auch dem Verschiebeweg der Drehwelle für den Doppelarm-Greifer eine starke Schräge im Hinblick auf den Aufspanntisch geben, wobei dennoch ein Doppelarm minimaler Länge beibehalten werden kann und wobei die Bewegungen der Drehwelle weder zur Gefahr einer Kollision der Drehwelle mit der Werkzeug-Maschine noch zu einer Gefahr für die Bedienungsperson selbst führen.

Vorzugsweise wird die Länge des Doppelarmes so groß gewählt, daß der Achsabstand der Werkzeugaufnahmen am Doppelarm nur wenig größer als die Summe aus den Durchmessern des Werkzeuges mit dem größten Durchmesser einerseits und der Drehwelle andererseits ist.

Durch die neuerungsgemäße Vorrichtung wird somit ein Werkzeugwechsler geschaffen, bei dem die Steuerwellen, die

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Ι eingesetzten Hebelarme sowie die vorhandenen Steuereinrichtungen allesamt unterhalb des Werkzeugmagazines angeordnet sinu, wodurch sich die aufgezeigten Vorteile gegenüber vorbekannten Konstruktionen ergeben. Die Wichtigkeit eines guten Zuganges von hinten an den Werkzeugaufspanntisch der Maschine und die mechanischen Schwierigkeiten, die bis heute hierfür in Kauf genommen werden mußten, zeigen, daß die neuerungsgemäße Lösung überraschend einfach, wirksam und wirtschaftlich ist.
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Die Neuerung wird nachfolgend anhand der Zeichnung im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine prinzipielle Perspektivdarstellung

einer neuerungsgemäßen Werkzeug-Wechsel

vorrichtung für Werkzeugmaschinen, und

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Maschine, die mit einem neuerungsgemäßen Werkzeugwechsler versehen ist.

Der in den Figuren dargestellte Werkzeugwechsler ist ein solcher dös Typs mit einem Doppelarm-Greifer 1 mit vertikal ausgerichteter Achse sowie mit einem Magazin 2, in dem sich die Werkzeuge 3 mit vertikal ausgerichteter Achse und mit nach oben gedrehtem Einsteckende 4 befinden. Eine Drehwelle 5 für den Doppelarm 1 des Werkzeugwechslers ist unterhalb des Doppelarmes und zwar auf dessen dem Einsteckende 4 der Werkzeuge 3 gegenüberliegenden Seite angeordnet und in einem Gehäuse 6 verdreh- und verschiebbar gelagert. Das Gehäuse 6 seinerseits ist am Ende mindestens eines Haltearmes 7 befestigt, der in einem feststehenden Support 8 verschiebbar und beweglich gelagert sowie unterhalb des Magazins 2 angeordnet ist und der die mechanisehen oder hydraulischen Einrichtungen für die Verschiebebewegungen des Gehäuses 6 (und der in ihm vorhandenen He-

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- 6 beeinrichtung) längs der Pfeil? F (vgl. Fig. 1) enthält.

Die Steuerung der Verschiebebewegungen und Rotationsbewegungen des Armes 6 könnte auf jede geeignete Weise bewirkt werden, beispielsweise mittels geeigneter Hebeeinrichtungen, hydraulischer Motoren, Zahnstangen, Zahnräder, sonstiger Verzahnungen oder Getriebe, wobei es hier nicht erforderlich ist, all diese Elemente im einzelnen darzustellen, da der Fachmann eine Vielzahl bekannter Einrichtungen zu dem genannten Zweck kennt und einsetzen kann.

Fig. 2 zeigt eine Fräsmaschine mit einem Spindelkopf 9 am Ende eines Trägers 10, der horizontal verschiebbar ist auf einer Konsole 11, die ihrerseits vertikal an einem Ständer 12 verschieblich gelagert ist, wobei der Ständer 12 hinter dem Aufspann- bzw. Arbeitstisch 13 angeordnet ist. Die Darstellung nach Fig. 2, auf die hier ausdrücklich verwiesen wird, zeigt klar, daß der neuerungsgemäße Werkzeugwechsler so ausreichend hinter dem Arbeitstisch angeordnet werden kann, daß die Bedienungsperson ohne Behinderung und Schwierigkeit an ihren Arbeitsplatz 14 (Bedienuna-sstellung) gelangen kann. Der Verschiebeweg der Drehwelle 5 des Doppelarm-Greifers 1 kann ohne Schwierigkeit sehr schräg bezüglich des Arbeitstisches 13 verlaufen, wodurch sich err^ichen läßt, daß diese Welle 5 unter dem Spindelkopf 9 problemfrei hindurchlaufen kann und es zu keinerlei Behinderungen mit dem Träger 10 oder dem Spindelkopf 9 kommt. Hierzu kann die Länge des Doppelarmes 1 auf ein Minimum reduziert werden, das gerade noch für die eigentliche Aufgabe der Vorrichtung ausreicht und das, in Praxis, eine Länge ausmacht, die nur wenig größer ist als die Summe aus dem Durchmesser der Welle 5 und dem des im Magazin 2 bereitgestellten Werkstücks, das dort den größten Durchmesser aufweist. Diese geringe Länge des Armes 1 bringt den Vorteil eines besonders kleines Verdrehweges mit sich und es kommt zu keinerlei Risiko für die Bedienungsperson

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die sich an der Stelle 14 in Fig. 2 befindet. Darüber hinaus tritt auch keinerlei Risiko einer gegenseitigen Behinderung mit der Konsole 11 oder dem Ständer 12 auf.

im nachfolgenden soll die Wirkungsweise der Vorrichtung nur ganz kurz beschrieben werden, da sie sich von der Wirkungsweise bereits bekannter Vorrichtungen nicht ganz grundsätzlich unterscheidet.

Wenn sich der Spindelkopf 9 in einer Werkzeugwechsel-Position befindet, wird der Doppelarm-Greifer 1, der ein Werkzeug aus dem Magazin 2 ergriffen hat (wie in Fig. 1 dargestellt) , aus dem Magazin herausgefahren und er ergreift sodann das Werkzeug, das in dem Spindelkopf 9 aufgenommen 5 ist, mit seinem anderen Greifer. Nach dem Lösen des Aufnahmefutters wird der Doppelarm 1 abgesenkt, wobei er das Werkzeug aus dem Spindelkopf herausführt, sodann führt er eine Drehung um 180° aus und wird anschließend wieder gegen den Spindelkopf hin hochgefahren, um dort das gewünschte neue Werkzeug einzusetzen. Ist letzteres einmal im Spindelkopf 9 befestigt, fährt der Doppelarm 1 zurück, setzt im Magazin 2 das Werkzeug, das er soeben aus dem Spindelkopf entnommen hat, wieder ab und wird sodann in eine mittlere Warteposition verfahren, in welcher sich das Magazin drehen und das folgende Werkzeug zur Verfügung stellen kann; der Arm 1 fährt sodann erneut zurück und ergreift dieses Folgewerkzeug im Magazin. Nunmehr ist der Zyklus des Auswechselns bis zu einem neuen Auftrag zum Werkzeugwechsel beendet.

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Claims (2)

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1. Werkzeugwechselvorrichtung mit Doppelarm-Greifer, vertikaler Drehachse und Werkzeugmagazin, in welchem die Werkzeuge vertikal und mit nach oben gerichteten Einsteckenden aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet , daß die vertikale Drehwelle (5) des Doppelarm-Greifers (1) unterhalb desselben, somit auf dessen den Einstackenden (4) der Werkzeuge (3) gegenüberliegender Seite angeordnet und verschieblich sowie verschwenkbar in einem Gehäuse. (6) gelagert ist, das seinerseits am Ende wenigstens eines Armes (7) sitzt, der in einem feststehenden Support (8) verschiebbar ist, und daß der Support (8), der Arm (7), das Gehäuse (6) und die Drehwelle (5) unterhalb der eigentlichen Magazinebene angeordnet sind.

2. Werkzeugwechselvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Doppelarm-Greifers (1) so groß ist, daß der Achsabstand zwischen den Mittelachsen der Greifaufnahmen ein wenig größer als die Summe der Durchmesser von Drehwelle (5) und dickstem im Magazin

(2) zur Verfügung gestelltem Werkzeug (3) ist.