DE8715642U1

DE8715642U1 - Machining center

Info

Publication number: DE8715642U1
Application number: DE8715642U
Authority: DE
Original assignee: A Knoevenagel & Co Kg 3000 Hannover De GmbH
Current assignee: A Knoevenagel & Co Kg 3000 Hannover De GmbH
Priority date: 1987-11-26
Filing date: 1987-11-26
Publication date: 1988-02-11

Description

A. Knoevenagel GmbH & Co. KG 514/1A. Knoevenagel GmbH & Co. KG 514/1

Processing Center

Die Neuerung betrifft ein Bearbeitungszentrum mit Werkzeugwechselvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The innovation relates to a machining center with a tool changing device according to the preamble of claim 1.

Ein derartiges Bearbeitungszentrum ermöglicht die Durchführung mehrerer aufeinanderfolgender Arbeitsgänge an einem Werkstück durchzuführen, ohne daß die-■ es, wie bisher erforderlich, immer wieder ausgespannt, zu weiteren Bearbeitungsstationen transportiert, und dort wieder eingespannt und gerichtet werden muß. Durch den Wegfall dieser Nebenarbeiten läßt sich die gesamte Bearbeitungszeit erheblich verkürzen. Allerdings muß der mit den unterschiedlichen Arbeits-Such a machining center enables several consecutive operations to be carried out on a workpiece without it having to be repeatedly unclamped, transported to other machining stations, and then clamped and straightened again there, as was previously necessary. By eliminating this secondary work, the overall machining time can be reduced considerably. However, the machine operator must be able to work with the different work stations.

gangen verbundene Werkzeugwechsel nun im Bearbeitungsrentruin durchgeführt werden.The tool changes associated with this can now be carried out in the machining area.

Um die Stillstandszeiten für den Werkzeugwechsel fewischen den Arbeitsgängen zu reduzieren, wird angestrebt, den Werkzeugwechsel innerhalb sehr kurzer Eeit durchzuführen. Bei der damit zusammenhängenden fechnellen Bewegung der Werkzeuge treten aufgrund ihrer Massenträgheit sehr hohe Kräfte auf. Diese können zu einem Verrutschen oder zu einer Neigung gegenüber der Vorgegebenen Ausrichtung führen, so daß bei der nachfolgenden Bearbeitung Störungen entstehen können.In order to reduce the downtime for tool changes between operations, the aim is to carry out the tool change within a very short time. The associated rapid movement of the tools results in very high forces due to their mass inertia. These can lead to slipping or inclination relative to the specified alignment, which can cause disruptions during subsequent processing.

Bo führt ein Verrutschen des Werkzeugs in axialer Richtung dazu, daß das Werkstück mit falschen Maßen hergestellt wird. Die Folge eines Verknntens besteht in einer exzentrischen Bewegung des Werkzeugs, die eu einer Zerstörung des Werkstücks führt. Bei extremer Schräglage "ird das Werkzeug auch gar nicht mehr in den Werkzeugspannkopf eingespannt werden können.If the tool slips in the axial direction, the workpiece will be produced with incorrect dimensions. The result of a slip is an eccentric movement of the tool, which leads to the destruction of the workpiece. If the tool is at an extreme angle, it will no longer be possible to clamp it into the tool clamping head.

Zur Beseitigung der Schwierigkeit könnte versucht verden, die Werkzeuge stets in ihrem Schwerpunkt anzugreifen. Ein solcher Schwerpunkt läßt sich aber wegen der unterschiedlichen Gestaltung der benötig-To eliminate this difficulty, one could try to always attack the tools at their center of gravity. However, such a center of gravity cannot be achieved due to the different design of the required

ten Werkzeuge nicht an einem gemeinsamen Ort auf den Werkzeugschaft festlegen. Außerdem ergeben sich Schwierigkeiten bei der Übergabe, da nicht gleichzeitig zwei Greifer ungestört an der selben Stelle angreifen können. The tools cannot be fixed in a common place on the tool shaft. This also creates difficulties during transfer, as two grippers cannot simultaneously grip the same place without interference.

Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bearbeitungszentrum in der Weise zu verbessern, daß Werkzeuge unterschiedlicher Schwerpunktlage auch bei extremen Beschleunigungs- und Bremsvorgängen in einer präzisen Lage und Ausrichtung gehalten und überführt werden können.The innovation is based on the task of improving a machining center in such a way that tools with different centers of gravity can be held and transferred in a precise position and alignment even during extreme acceleration and braking processes.

Diese Aufgabe wird bei einem BearbeitungsZentrum nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil angegebenen Merkmale gelöst.This object is achieved in a machining center according to the preamble of claim 1 by the features specified in the characterizing part.

Durch das auf den Schäften der Werkzeuge angeordnete FUhrungsprofil wird eine definierte Angriffsfläche für die Greifzange gebildet. Gelangt diese mit ihrem Gegenprofil in formschlüesigen Eingriff mit dem Führungsprofil, so wird das Werkzeug zwangsgeführt. Eine bei Eingreifen der Greifzange vorhandene Abweichung der Werkzeugachse von der gewünschten Ausrichtung sowie eine Axialverschiebung werden selbsttätig korrigiert. Während des Eingriffs bietet das Werkzeug derThe guide profile arranged on the shafts of the tools forms a defined contact surface for the gripper. If the gripper comes into positive engagement with the guide profile with its counter profile, the tool is forced to move. Any deviation of the tool axis from the desired alignment and any axial displacement that occurs when the gripper engages are automatically corrected. During the engagement, the tool offers the

I t ·I t ·

■ I■ I

• lit I Il• lit I Il

Greifzange eine starre Einheit, so daß auch extreme Massenträgheitskräfte keine Verlagerungen mehr verursachen können. Dadurch läßt sich der Werkzeugwechsel mit der hohen Geschwindigkeit durchführen, die die
Steuer- und Antriebsorgane des Wendegreifers gerade noch zulassen.The gripper is a rigid unit, so that even extreme inertia forces can no longer cause displacement. This allows the tool change to be carried out at the high speed that the
Control and drive elements of the turning gripper just about allow it.

Vorzugsweise ist das Führungsprofil an ortsfest auf den Schäften der Werkzeuge angeordneten 'Führungsringen ausgebildet.Preferably, the guide profile is formed on guide rings arranged in a fixed position on the shafts of the tools.

Dadurch ist ein Eingriff in jeder Drehlage des Werkzeugs, bezogen auf seine Achse, möglich. Das Werkzeug kann also schon beim Auslaufen des Werkzeugspannkopfes ergriffen werden, ohne daß eine bestimmte Winkelstellung abgewartet werden muß. Ebenso kann das Werkzeug in beliebiqer winkelstellung in das Werkzeugmagazin eingesetzt werden. Im Betrieb der Werkzeuge ergeben sich keine Unwuchtprobleme und auch die Herstellung läßt sich einfach durch drehende. Bearbeitung durchführen .This makes it possible to intervene in any rotational position of the tool in relation to its axis. The tool can therefore be gripped as soon as the tool clamping head runs out, without having to wait for a certain angular position. The tool can also be inserted into the tool magazine in any angular position. There are no imbalance problems when the tools are in operation and they can also be manufactured simply by rotating.

Bei der konkreten Ausgestaltung des Führungsprofils wird eine umlaufende/ radial offene Keilnut verwendet.In the specific design of the guide profile, a circumferential/radially open keyway is used.

Diese Keilnut ermöglicht das Einschwenken der Greifzange aus einer senkrecht zur Werkzeugachse verlaufenden Schwenkebene, über die Radialbewegung der Greifzange werden die KeilnutflanLen bei einer fehlerhaften Axiallage solange verschoben, bis sie schließlich symmetrisch zum Gegenprofil der Greifzange zu liegen kommen.This keyway enables the gripper to be swiveled in from a swivel plane that runs perpendicular to the tool axis. The radial movement of the gripper causes the keyway flanges to be displaced in the event of an incorrect axial position until they finally come to lie symmetrically to the counter profile of the gripper.

In weiterer Ausgestaltung umfaßt die Greifzange ein Klauenpaar, an dem an jeder Klaue das Gegenprofil ausgebildet ist.In a further embodiment, the gripping pliers comprise a pair of claws, on which the counter profile is formed on each claw.

Diese Maßnahme ermöglicht, mit der Greifzange von der Seite her an den Führungsring heranzufahren, bei geöffneter Zange die Klauenpaare in Flucht mit der Werkzeugachse zu bringen und dann die Klauen zu schließen. Das Gegenprofil gelangt also von gegenüberliegenden Seiten in Eingriff und entwickelt so einen besonders hohen Widerstand gegen achsparallele Verlagerungen oder Schwenkbewegungen der Werkzeugachse. This measure makes it possible to approach the guide ring from the side with the gripper, to bring the pairs of claws into alignment with the tool axis when the gripper is open and then to close the claws. The counter profile thus engages from opposite sides and thus develops a particularly high resistance to axially parallel displacements or swivel movements of the tool axis.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß Werkzeugmagazin mit Werkzeugstationen zu versehen, an denan mit dem Gegenprofil versehene Haltenasen angeordnet sind, dieA further development provides that the tool magazine is provided with tool stations on which retaining lugs provided with the counter profile are arranged, which

«ft ··«ft··

- 10 -- 10 -

beim Halten der Werkzeuge durch an den Schäften angreifende Haltezangen mit dem Führungsprofil in formschlüssigem Eingriff stehen.When holding the tools, the holding clamps engage with the shafts to ensure positive engagement with the guide profile.

Diese Maßnahme beseitigt die Gefahr, daß die Werkzeuge im Magazin, z.B. durch Erschütterungen oder durc'r. zu spätes Ergreifen durch die Haltezangen, soweit axial verrutschen können, daß sie von der Greifzange nicht mehr am Führungsprofil ergriffen und dementsprechend nicht mehr in ihrer Lage korrigiert werden können .This measure eliminates the risk that the tools in the magazine can slip axially to such an extent, e.g. due to vibrations or because they are gripped too late by the holding tongs, that they can no longer be gripped by the guide profile by the gripping tongs and therefore can no longer be corrected in their position.

Bei einer praktischen Ausgestaltung sind die Haltenasen in der gleichen Ebene wie die Klauenpaare der Greifzangen jedoch in einer anderen Ebene als die Klauenpaare der HaiteZangen angeordnet.In a practical design, the retaining lugs are arranged in the same plane as the pairs of claws of the gripping pliers but in a different plane than the pairs of claws of the Haite pliers.

Diese Ausgestaltung erlaubt die unabhängige und ungestörte Bewegung der Greif- und Haltezangen. Im Sinne eines schnellen Werkzeugwechsels kann die Uberschneidungszeit, also die Zeit, in der die Greifzange und die Haltezange gemeinsam zugreifen, sehr stark redueiert werden, oder es kann auch auf eine Überschneidung ganz verzichtet werden. In dieser Ubergangsphase stabilisiert also die Haltenase das Werkzeug,This design allows the gripping and holding tongs to move independently and without interference. In order to enable a quick tool change, the overlap time, i.e. the time in which the gripping tongs and the holding tongs grip together, can be greatly reduced, or overlap can be dispensed with entirely. In this transition phase, the holding lug stabilizes the tool,

- 11 -- 11 -

In Weiterbildung der vorgenannten Maßnahme sind die Haltenasen auf der dem Wendegreifer gegenüberliegenden Seite der Werkzeuge angeordnet.In a further development of the above-mentioned measure, the retaining lugs are arranged on the side of the tools opposite the turning gripper.

Hierdurch gelangt das Führungsprofil bei Ablegen der Werkzeuge durch die Bewegung des Wendegreifers zwangsläufig in rngen Kontakt mit der Haltenase. Es ist dann axial so festgelegt, daß es auch bei einer Übergangszeit zwischen dem Lösen der Greifzange und dem Schließen der Haltezange in seiner axialen Lage verbleibt.As a result, the guide profile inevitably comes into close contact with the retaining lug when the tools are put down due to the movement of the reversible gripper. It is then axially fixed in such a way that it remains in its axial position even during a transition period between the release of the gripper and the closing of the retaining tongs.

Eine zusätzliche Ausgestaltung sieht vor, daß der Werkzeugspannkopf eine mit dem Gegenprofil versehene Sicherheitsnase trägt, die berührungslos in das Führungsprofil eingreift.An additional design provides that the tool clamping head has a safety nose provided with the counter profile, which engages in the guide profile without contact.

Diese Maßnahme ermöglicht eine Kontrolle, ob das Werkzeug richtig im Spannfutter eingesetzt ist. Solange dies nämlich der Fall ist, tritt keine Berührung zwischen dem Führungsprofil und der Sicherheitsnase ein. Dagegen wird bei einer axialen Verlagerung oder Verkantung die Sicherheitsnase berührt und ausgelenkt und läßt sich als Kriterium für einen Fehler auswerten, Der im normalen Betrieb berührungslose Eingriff vermeidet einen Verschleiß des Führungsprofils sowie derThis measure enables a check to be made as to whether the tool is correctly inserted in the chuck. As long as this is the case, there is no contact between the guide profile and the safety nose. On the other hand, in the event of an axial displacement or tilting, the safety nose is touched and deflected and can be evaluated as a criterion for an error. The contactless engagement during normal operation prevents wear of the guide profile and the

- 12 -- 12 -

Sicherheitsnase.Safety nose.

Vorzugsweise ist das Gegenprofil als Abschnitt einer ringförmigen Keilfeder ausgebildet. Diese Maßnahme
ist sowohl bei dem Führungsprofil der GreifzangePreferably, the counter profile is designed as a section of an annular wedge spring. This measure
is both in the guide profile of the gripper

anwendbar. Die rinförmige Ausgestaltung bewirkt, daß sich das Profil über einen weiteren Verlauf dem Führungsprofil anpaßt, so daß beim formschlüssigen Eingriff eine besonders präzise Ausrichtung und stabile Festlegung und bei der Sicherheitsnase eine besonders empfindliche Prüfung möglicht ist.The ring-shaped design means that the profile adapts to the guide profile over a wider area, so that a particularly precise alignment and stable fixation is possible with the positive engagement and a particularly sensitive test is possible with the safety nose.

In praktischer Ausgestaltung ist die Sicherheitsnase auf einem Schwenkhebel angeordnet, der mit einem elektrischen Sicherheitsschalter verbunden ist.In a practical design, the safety nose is arranged on a pivoting lever that is connected to an electrical safety switch.

Diese Ausgestaltung setzt eine axiale Verschiebung
in gleicher Weise wie eine Neigung der Werkzeugachse in eine Radialbewegung des Schwenkhebels um, so daß
beide Fehlerfälle gemeinsam erfaßt werden können und zur Auslösung eines Sicherheitsschalters verwendet
werden können.This design requires an axial displacement
in the same way as an inclination of the tool axis into a radial movement of the pivot lever, so that
both fault cases can be detected together and used to trigger a safety switch
can be.

Vorzugsweise ist der elektrische SicherheitsschalterPreferably, the electrical safety switch

- 13 -- 13 -

in einer den Spindel- und Vorschubantrieb des Werkzeugspannkopfes stillegenden Sicherheitsschaltung angeorfiet. Diese Maßnahme sorgt dafür, daß bei Erkennen eines Fehlers der Spindel- und Vorschubantrieb sofort Ausgeschaltet werden können und das Werkstück vor einer Beschädigung oder Zerstörung geschützt wird.in a safety circuit that shuts down the spindle and feed drive of the tool clamping head. This measure ensures that if an error is detected, the spindle and feed drive can be switched off immediately and the workpiece is protected from damage or destruction.

Eine Weiterbildung sieht vor, daß ein den Schwenkbereich des Schwenkhebels begrenzender Anschlag vorgesehen ist, der so bemessen ist, daß der Schwenkweg der Cicherheitsnase kleiner als die Tiefe und/oder Breite des Führungsprofils ist.A further development provides that a stop is provided which limits the swivel range of the swivel lever and is dimensioned such that the swivel path of the safety nose is smaller than the depth and/or width of the guide profile.

Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß die ticherheitsnase zusätzlich als Haltenase dient, wenn *.B. der werkzeugspannkopf versagt und das Werkzeug ftus dem Werkzeugspannkoof herausfallen würde. Außerdem kann bereits das Spannfutter des Werkzeugspannkopf es beim Auslaufen gelöst werden, da bis zum Zugreifen der Greifzange das Werkzeug noch durch die Sicherheitsnase gehalten wird.This design ensures that the safety nose also serves as a holding nose if, for example, the tool clamping head fails and the tool falls out of the tool clamping head. In addition, the chuck of the tool clamping head can be released when it runs out, since the tool is still held by the safety nose until the gripping pliers take hold.

&idiagr; Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen er-&idiagr; Further training and advantageous arrangements

geben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Neue-are evident from the claims, the description and the drawing, which show an embodiment of the new

- 14 -- 14 -

rung veranschaulicht.
In der Zeichnung zeigen: tion is illustrated.
In the drawing show:

Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Bearbeitung s Zentrum nach der Neuerunq ,Fig. 1 a top view of a machining center according to the innovation,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Darstellung gemäß Fig. 1, undFig. 2 is a side view of the representation according to Fig. 1, and

Fig. 3 als Einzelheit eine Seitenansicht eines Werkzeugs für die Verwendung in dem neuerungsgemäßen Bearbeitungszentrum.Fig. 3 shows a detailed side view of a tool for use in the machining center according to the invention.

Das in Fig. 1 dargestellte Bearbeitungszentrum umfaßt Von links nach rechts betrachtet ein als Wendemagazin ausgebildetes Werkzeugmagazin 16, einen Wendegreifer 20 und ein Antriebsaggregat mit einem Werkzeugspannkopf 10. In den Werkzeugspannkopf 10 können Dreh-, Fräs-, Bohr- oder Schleifwerkzeuge eingespannt werden und Werkstücke nach einem vorgegebenen Programm bearbeitet wer den. Für die Bearbeitung von Werkstücken, z.B. Möbo■'). ^; _j.-len bei der Möbelproduktion, sind häufig mehrere Ar- The machining center shown in Fig. 1 comprises, viewed from left to right, a tool magazine 16 designed as a turning magazine, a turning gripper 20 and a drive unit with a tool clamping head 10. Turning, milling, drilling or grinding tools can be clamped into the tool clamping head 10 and workpieces can be machined according to a predetermined program. For the machining of workpieces, eg ^furniture in furniture production, several work-

■ f ··
• · f · ■ f ··
· f ·

• a ·• a ·

- 15 -- 15 -

beitsgänge erforderlich, in denen unterschiedliche Werkzeuge zum Einsatz kommen.Processes are required in which different tools are used.

Nach dem Ende eines Arbeitsganges muß dann das nicht mehr benötigte Werkzeug aus dem Werkzeugspannkopf entfernt und das nachfolgend benötigte Werkzeug eingespannt werden. Dabei ist es wichtig, daß das eingespannte Werkzeug, das exakt im Werkzeugspannkopf sitzt, damit entsprechend den programmgesteuerten Verfahrwegen, die der Werkzeugspannkopf während der Bearbeitung vollführt, auch die vorgesehenen Abmessungen beim Werkstück entstehen können. Bei Abweichungen von der richtigen Einspanntiefe würden dagegen die Abmessungen größer oder kleiner als angestrebt ausfallen.After the end of a work cycle, the tool that is no longer required must be removed from the tool clamping head and the tool that is required next must be clamped in. It is important that the clamped tool sits exactly in the tool clamping head so that the intended dimensions can be achieved on the workpiece according to the program-controlled travel paths that the tool clamping head performs during processing. If there are deviations from the correct clamping depth, the dimensions would be larger or smaller than intended.

Die für die Bearbeitungsgänge erforderlichen Werkzeuge 12 sind im Werkzeugmagazin 16 an Werkzeugstationen 36 angeordnet. Dort werden die Werkzeuge 12 an ihren Schäften 14 mittels Haltezangen 46 gehalten. Außerdem sind die Werkzeuge 12 mit Führungsprofilen 22 Versehen, in die bei jeder Werkzeugstation 36 eine Haltenase 38 mit einem Gegenprofil 24 eingreift.The tools 12 required for the machining operations are arranged in the tool magazine 16 at tool stations 36. There, the tools 12 are held on their shafts 14 by means of holding clamps 46. In addition, the tools 12 are provided with guide profiles 22, into which a holding lug 38 with a counter profile 24 engages at each tool station 36.

Sobald eines der vorgehaltenen Werkzeuge 12 benötigt wird, wird das Werkzeugmagazin 16 soweit in Pfeilrichtung gedreht, bis das Werkzeug 12 mit dem Wendlegreif erAs soon as one of the tools 12 held in reserve is required, the tool magazine 16 is rotated in the direction of the arrow until the tool 12 is in contact with the spiral gripper

- 16 -- 16 -

20 fluchtet. Dieser wird dann an das Werkzeug herangefahren, bis seine geöffnete Greifzange 18 mit ihren Klauen 28 mit der Werkzeugachse fluchtet. Dann wird die Greifzange 18 geschlossen, die Haltezange 46 geöffnet und der Wendegreifer 20 in umgekehrter Richtung zurückverfahren.20 is aligned. This is then moved towards the tool until its open gripper 18 with its claws 28 is aligned with the tool axis. Then the gripper 18 is closed, the holding tongs 46 are opened and the reversible gripper 20 is moved back in the opposite direction.

Neben der erwähnten Längsbewegung in Pfeilrichtung kann der Wendegreifer auch eine Drehbewegung um 180° sowie eine Hubbewegung durchführen. Der Wendegreifer 20 ist zweckmäßig mit zwei gegenüberstehenden Greifzangen 18 versehen, damit er auf einer Seite bereits das nicht mehr benötigte Werkzeug 12 aus dem Werkzeugspannkopf 10 entnehmen kann und gleich darauf das vorgehaltene neue Werkzeug 12 einsetzen kann^ ohne zuvor das entnommene Werkzeug 12 im Werkzeugmagazin 16 ablegen zu müssen.In addition to the aforementioned longitudinal movement in the direction of the arrow, the reversible gripper can also perform a rotational movement of 180° and a lifting movement. The reversible gripper 20 is expediently provided with two opposing gripping tongs 18 so that it can remove the tool 12 that is no longer required from the tool clamping head 10 on one side and immediately insert the new tool 12 held ready^ without having to first deposit the removed tool 12 in the tool magazine 16.

Nach der erwähnten 180°-Drehung fährt der Wendegreifer 20 nun unter den Werkzeugspannkopf 10 bis dessen Achse mit der Achse des Werkzeugs fluchtet. Anschließend wird durch eine Hubbewegung, die entweder durch den Wendegreifer 20 oder den Werkzeugspannkopf 10 ausgeführt werden kann, das Werkzeug 12 mit seinem Schaft 14 in den Werkzeugspannkopf 10 eingeführt und ver-After the mentioned 180° rotation, the turning gripper 20 now moves under the tool clamping head 10 until its axis is aligned with the axis of the tool. Then, by means of a lifting movement, which can be carried out either by the turning gripper 20 or the tool clamping head 10, the tool 12 with its shaft 14 is inserted into the tool clamping head 10 and

- 17 -- 17 -

spannt. Anschließend wird die Greifzange 18 des Wendegreifers 20 gelöst und der Wendegreifer 20 kehrt in seine in Fig. 1 dargestellte Ausgangsposition zurück. The gripping tongs 18 of the turning gripper 20 are then released and the turning gripper 20 returns to its starting position shown in Fig. 1.

Während das Antriebsaggregat mit dem Werkzeugspannkopf 10 in Drehbewegung versetzt werden kann um die Bearbeitung des Werkstücks durchzuführen, kann der Kendegreifer 20 inzwischen das entnommene Werkzeug 12 an der zugehörigen Werkzeugstation 36 des Werk-Keugu.agazins 16 ablegen und das im nachfolgenden Arbeitsgang bonötigte Werkzeug 12 bereits aufnehmen und vorhalten.While the drive unit with the tool clamping head 10 can be set in rotary motion in order to carry out the machining of the workpiece, the clamping gripper 20 can in the meantime deposit the removed tool 12 at the associated tool station 36 of the work magazine 16 and already pick up and hold the tool 12 required in the subsequent work step.

Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht der in Fig. 1 gezeichneten Darstellung. Aus dieser Darstellung wird die Ausgestaltung des Führungsprofils 22 ersichtlich, flie mit Gegenprofilen 24 sowohl im Werkzeugmagazin 16, beim Wendegreifer 20 als auch beim Werkzeugspannkopf 10 zusammenwirkt.Fig. 3 shows a side view of the representation drawn in Fig. 1. This representation shows the design of the guide profile 22, which interacts with counter profiles 24 in the tool magazine 16, the turning gripper 20 and the tool clamping head 10.

In den Werkzeugstationen 36 werden die Werkzeuge fen ihren Schäften 14 oberhalb des Führungsprofils mittels der Haltezangen 46 festgehalten. Die Haltenase 38, die mit dem Führungsprofil 22 in forinschlüssi-In the tool stations 36, the tools are held by their shafts 14 above the guide profile by means of the holding clamps 46. The holding lug 38, which is in a form-locking manner with the guide profile 22,

- 18 -- 18 -

gen Eingriff steht, verhindert ein Verrutschen in Achsrichtung. Auch beim Einsetzen der Werkzeuge z.B. bei einer manuellen Neubestückung, wird durch die Haltenase 18 eine ungenaue Ausrichtung korrigiert. Dementsprechend sind alle Werkzeuge 12 an den Werkzeugstationen 36 mit ihrem Führungsprofil 22 in gleicher Hol;** angeordnet. The fact that the tool is in direct engagement prevents slipping in the axial direction. Even when inserting the tools, e.g. during manual re-fitting, the retaining lug 18 corrects any inaccurate alignment. Accordingly, all tools 12 are arranged at the tool stations 36 with their guide profile 22 in the same position.

Die Haltenase 38 befindet sich an der dem Wendegreifer 20 gegenüberliegenden Seite, so daß die Greifzange t8 des Wendegreifers 20 mit ihrem Klauenpaar 26 ungehindert von beiden Seiten angreifen kann. Da die Greifzange 18 des Wendegreifers 20 und die Haltezange 46 des Werkzeugmagazins 16 in unterschiedlichen Ebenen liegen, findet auch hier keine gegenseitige Behinderung statt.The retaining lug 38 is located on the side opposite the reversible gripper 20, so that the gripping tongs t8 of the reversible gripper 20 can engage unhindered from both sides with their pair of claws 26. Since the gripping tongs 18 of the reversible gripper 20 and the retaining tongs 46 of the tool magazine 16 are located on different levels, there is no mutual obstruction here either.

Die Zeiten, in der sich die Schließstellung der Greifzange 18 und der Haltezange 46 überschneiden, können sehr kurz bemessen werden oder auch gänzlich vermieden werden, da in der Zwischenzeit die Haltenase 38 noch das Werkzeug 12 am Führungsprofil 22 festlegt und eine eventuell eingetretene Verlagerung beim anschließenden Eingriff der Gegenprofile 24 der Greifzange 18 wieder Ausgeglichen werden kann. Durch Vermeiden von Über-The times in which the closed position of the gripping tongs 18 and the holding tongs 46 overlap can be very short or even avoided completely, since in the meantime the holding lug 38 still fixes the tool 12 to the guide profile 22 and any displacement that may have occurred during the subsequent engagement of the counter profiles 24 of the gripping tongs 18 can be compensated for. By avoiding overlaps

- 19 -- 19 -

schneidungszeiten kann die Wechselgeschwindigkeit der Werkzeuge noch weiter gesteigert werden, da eine Sicherheitsverzögerungszeit zur Vermeidung von gegenseitigen Beschädigungen entfallen kann.The speed of changing the tools can be increased even further by reducing cutting times, as a safety delay time to avoid mutual damage can be eliminated.

Wie noch anhand der Fig. 3 erläutert wird, besteht das Führungsprofil 22 aus einer umlaufenden, radial offenen Keilnut 32. Dieser Keilnut 32 sind die Gegenprofile angepaßt, indem diese als Abschnitt einer kreisringförmigen Keilfeder 34 ausgebildet sind. Dadurch ;ird ein sehr fester Kingriff zwischen dem Gegenprofil 24 und dem Führungsprofil 22 erzielt, der sicher eine Verlagerung in axialer oder achsparalleler Richtung als auch eine Schwenkbewegung verhindert. Das Wergzeug 12 kann also mit hoher Geschwindigkeit transportiert werden. Dabei sind auch die Drehmomente unschädlich, die am Schaft 14 aufgrund des außerhalb des Schwerpunktes liegenden AnariffSDunktes auftreten.As will be explained in more detail in Fig. 3, the guide profile 22 consists of a circumferential, radially open keyway 32. The counter profiles are adapted to this keyway 32 by being designed as a section of a circular wedge spring 34. This results in a very firm grip between the counter profile 24 and the guide profile 22, which reliably prevents displacement in an axial or axially parallel direction as well as a swivel movement. The tool 12 can therefore be transported at high speed. The torques that occur on the shaft 14 due to the contact point lying outside the center of gravity are also harmless.

An Einsetzen des Werkzeugs 12 in den Werkzeugspannkopf 10 wird die richtige Stellung des Werkzeugs durch eine Sicherheitsnase 40 überprüft, die ebenfalls als Gegenprofil 24 ausgebildet ist, jedoch berührungslos in das Führungsprofil 22 eingreift. Wenn keine Berührung zwischen der Sicherheitsnase 40 und dem Führungs-When inserting the tool 12 into the tool clamping head 10, the correct position of the tool is checked by a safety nose 40, which is also designed as a counter profile 24, but engages the guide profile 22 without contact. If there is no contact between the safety nose 40 and the guide profile

- 20 -- 20 -

profil 22 eintritt, ist die Lage richtig und der Bearbeitungsvorgang kann programmgemäß durchgeführt werden. Ist das Werkzeug 12 dagegen nicht richtig eingespannt, also steckt es zu tief im Werkzeugspannkopf 10 oder ragt zu weit heraus, dann tritt Berührung zwischen dem Führungsprofil 22 und dem Gegenprofil der Sicherheitsnase 40 ein, die auf einem Schwenkhebel 42 angeordnet ausgelenkt wird und einen Sicherheitsschalter 44 betätigt oder durch ihre Berührung einen elektrischen Impuls auslöst. Durch den Sicherheitsschalter 44 bzw. den elektrischen Impuls wird dann der Spindel- und Vorschubantrieb des Werkzeugspannkopfes 10 stillgesetzt. Auch 1 ei einem schräg eingespannten Werkzeug würde in Folge der exzentrischen Bewegungen die Sicherheitsnase 40 ausgelenkt und der Sicherheitsschalter betätigt bzw. der elektrische Sicherheitsimpuls ausgelöst. profile 22, the position is correct and the machining process can be carried out according to the program. If, on the other hand, the tool 12 is not clamped correctly, i.e. it is too deep in the tool clamping head 10 or protrudes too far, then contact occurs between the guide profile 22 and the counter profile of the safety nose 40, which is arranged on a pivoting lever 42 and is deflected and activates a safety switch 44 or triggers an electrical impulse when it touches it. The spindle and feed drive of the tool clamping head 10 are then stopped by the safety switch 44 or the electrical impulse. Even with a tool clamped at an angle, the safety nose 40 would be deflected as a result of the eccentric movements and the safety switch would be activated or the electrical safety impulse triggered.

Neben der Anzeige von Betriebsstörungen besitzt die Sicherheitsnase 40 auch eine Haltefunktion, wenn der Werkzeugspannkopf 10 bereits gelöst wird. In diesem Fall verhindert die Sicherheitsnase 40 mit ihrem im Führungsprofil 22 steckenden Gegenprofil 24, daß dasIn addition to indicating operational faults, the safety nose 40 also has a holding function when the tool clamping head 10 is already released. In this case, the safety nose 40, with its counter profile 24 in the guide profile 22, prevents the

- 21 -- 21 -

Werkzeug 12 aus dem Werkzeugspannkopf 10 nach unten herausfällt. Die erwähnte Haltefunktion kann genutzt Werden, um den Werkzeugspannkopf 10 schon zu einem !Zeitpunkt zu öffnen, in dem die Greifzange 18 des Wen- ^ degreifers 20 noch nicht geschlossen ist. Die Halte-Tool 12 falls out of the tool clamping head 10 downwards. The holding function mentioned can be used to open the tool clamping head 10 at a time when the gripping tongs 18 of the reversible gripper 20 are not yet closed. The holding

•y funktion der Sicherheitsnase 40 ist aus Fig. 2 zwar•y function of the safety nose 40 is from Fig. 2

hicht erkennbar, sie läßt sich aber einfach dadurch »realisieren, daß der Schwenkbereich des Schwenkhebels 4 2 durch einen Anschlag soweit begrenzt wird, daß die ßicherheitsnase nicht aus dem Führungsprofil hinausgedrängt werden kann. Beim Auswechseln des Werkzeugs 12 muß dieser Anschlaq dann kurzzeitig überbrückt Werden.not visible, but it can be easily implemented by limiting the swivel range of the swivel lever 4 2 by a stop so that the safety lug cannot be forced out of the guide profile. When changing the tool 12, this stop must then be bridged briefly.

Zur Ausgestaltung des Werkzeugs wird auf Fig. 3 Bezug genommen. Allen Werkzeugen gemeinsam ist ein zylindrischer Schaft 14 und ein Führungsprofil 22. Das Dreh-, Fräs- und Bohrmesser sowie der Schleifbeiag 48 können dagegen unterschiedlich gestaltet sein. Dieser Teil ist deshalb &ugr; in Fig. 3 gestrichelt gezeichnet.For the design of the tool, reference is made to Fig. 3. All tools have a cylindrical shaft 14 and a guide profile 22 in common. The turning, milling and drilling blades as well as the grinding insert 48 can, however, have different designs. This part is therefore shown in dashed lines in Fig. 3.

i| Das Führungsprofil 22 ist als umlaufende, radial offenei| The guide profile 22 is designed as a circumferential, radially open

|f Keilnut einer Tiefe t und einer Breite b ausgebildet.|f Keyway with a depth t and a width b.

% Entsprechend diesem Führungsprofil 22 sind auch die % According to this leadership profile 22, the

- 22 -- 22 -

Gegenprofile 24 ausgebildet, nämlich als Abschnitt einer ringförmigen Keilfeder. Gelangt das Führungsprofil mit dem Gegenprofil in Eingriff, so werden
•xiale Abweichungen durch die berührenden Flanken
korrigert, bis die Profile exakt formschlüssig infcinander passen. Auf diese Weise lassen sich Abweichungen in der Größenordnung der Nutbreite korrigieren. Auch bei einer fehlerhaften Neigung der Werkreugachse findet im Zuge des Schließens der Greifzange eine Yorrektur statt, da die Einlaufschrägen tine frühzeitige Ausrichtung in die einzig mögliche Endposition erleichtern. ^l Counter profiles 24 are formed, namely as a section of an annular wedge spring. If the guide profile engages with the counter profile,
•axial deviations due to the touching flanks
corrected until the profiles fit together exactly. In this way, deviations in the order of magnitude of the groove width can be corrected. Even if the tool axis is incorrectly inclined, a correction is made when the gripper is closed, since the run-in ^slopes facilitate early alignment in the only possible end position.

Lediglich die auf die Werkzeugachse bezogene Winkelßtellung kann beliebige Werte annehmen. Statt der
Zuordnung der Keilnut 32 zum Führungsprofil 2 2 und der Keilfeder 34 zum Gegenprofil 24 kann auch eine umgekehrte Zuweisung erfolgen. In diesem Fall würden die Werkzeuge 1" »H Führungsprofilen in Gestalt einer umlaufenden Keilfeder und die Gegenprofile mit dem Abschnitt einer ringförmigen Keilnut versehen.Only the angular position related to the tool axis can take on any value. Instead of the
Assignment of the keyway 32 to the guide profile 2 2 and the wedge spring 34 to the counter profile 24, a reverse assignment can also be made. In this case, the tools 1" »H would be provided with guide profiles in the form of a circumferential wedge spring and the counter profiles with the section of an annular keyway.

Claims

&igr; a * &igr; t · PAtEMfANW'ÄLf: . ! \ .·' DIPL.-ING. UWETHÖMEIsi EUROPEAN PATENTfTTORNEY A. Knoevenagel GmbH & Co. KG 514/1 Protection claims

1. Machining center with tool changing device, in particular a combined turning, milling, drilling and grinding machine, consisting of a tool clamping head (10), a tool magazine (16) containing tools (12) with cylindrical shafts (14) and a turning gripper (20) having at least one gripping tongs (18), characterized in that the cylindrical shafts (14) of the tools (12) are provided with a guide profile (22) and the gripping tongs (18) are provided with a counter-profile (24), which come into positive engagement when the tools (12) are gripped and transferred.

2. Machining center according to claim 1, characterized in that the guide profile (22) is formed on guide rings (30) arranged in a fixed manner on the shafts (14) of the tools (12).

3. Machining center according to claim 1 or 2, characterized in that the guide profile (22) is designed as a circumferential, radially open keyway (32).

4. Machining center according to one or more of claims 1 - 3, characterized in that the gripping tongs (18) comprise a pair of claws (26), on each of which the counter profile (24) is formed.

5. Machining center according to one or more of claims 1-4, characterized in that the tool magazine (16) comprises tool stations (36) on which holding lugs (38) provided with the counter profile (24) are arranged, which are in positive engagement with the guide profile (22) when the tools (12) are held by holding tongs (46) engaging the shafts (14).

6. Machining center according to one or more of claims 1-5, characterized in that the holding lugs (38) are arranged in the same plane as the claw pairs (26) of the gripping tongs (18) but in a different plane than the claw pairs (26) of the holding tongs (46).

7. Machining center according to claim 5 or 6, characterized in that the retaining lugs (38) are arranged on the side of the tools (12) opposite the turning gripper (20).

8. Machining center according to one or more of claims 1-7, characterized in that the tool clamping head (10) carries a safety nose (40) provided with the counter profile (24) which engages in the guide profile (22) without contact.

9. Machining center according to one or more of claims 1-8, characterized in that the counter profile (24) is designed as a section of an annular wedge spring (34).

10. Machining center according to claim 9, characterized in that the safety nose (40)

is arranged on a pivoting lever (42) which is connected to an electrical safety switch (44).

11. Machining center according to claim 10, characterized in that the electrical safety switch (44) is arranged in a safety circuit which shuts down the spindle and feed drive of the tool clamping head (10).

12. Machining center according to claim 10 or

11, characterized in that a stop is provided which limits the pivoting range of the pivot lever (42), which stop is dimensioned such that the pivoting path of the safety nose (40) is smaller than the depth (t) and/or width (b) of the guide profile (22).