DE2331630A1 - Machine tool magazine and tool changer - has drum type tool store holder adjacent feed mechanism of sliding head - Google Patents
Machine tool magazine and tool changer - has drum type tool store holder adjacent feed mechanism of sliding headInfo
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Abstract
Description
HÖGER - STELLRECHT-GRIESSRACH - i IAiICf^tERHÖGER - LEGAL GRIESSRACH - i IAiICf ^ tER
Aoo1boU Aoo 1boU
A 39 9o2 h
γ - 137
2o.Juni 1973A 39 9o2 h
γ - 137
June 20, 1973
Firma Ludwigsburger Maschinenbau GmbH
714 Ludwigsburg, Mörike Str. 81-83Ludwigsburger Maschinenbau GmbH
714 Ludwigsburg, Mörike Str. 81-83
Werkzeugmaschine
mit Werkzeugmagazin und WerkzeugvechslerMachine tool
with tool magazine and tool changer
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einem zur
Durchführung eines automatischen Werkzeugv/echse.13 dem Spindelkopf
ihrer Arbeitsspindel seitlich und zurückver.c;etzt zugeordneten
Werkzeugmagazin, in welchem eine Vielzahl von einzeln einer übergabestelle zuführbaren Werkzeugen gespeichert sind
und mit einer Werkzeugwechseleinrichtung, die zwei in entgegengesetzte
Richtungen und senkrecht zur Spindel bzw. zu den Werkzeugachsen gerichtete Werkzeuggreifer aufweist, die an einem
durch eine Antriebsvorrichtung antreibbaren Greiferträger angeordnet
sind, der zum Herauslösen des an der UbergabestelleThe invention relates to a machine tool with a for
Implementation of an automatic tool axis. 13 the spindle head of your work spindle laterally and backwards. c ; now assigned tool magazine in which a large number of tools that can be individually fed to a transfer point are stored
and with a tool changing device which has two tool grippers directed in opposite directions and perpendicular to the spindle or to the tool axes, which on one
are arranged drivable by a drive device gripper carrier for releasing the at the transfer point
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des Werkzeugmagazins und des in der Arbeitsspindel vorhandenen Werkzeuges in Richtung einer zur Arbeitsspindel parallelen Steuerachse in eine Freigabestellung verstellbar, anschliessend um die Steuerachse um 18o verschwenkbar und im folgenden zum Einführen des aus dem Werkzeugmagazin' entnommenen Werkzeuges in die Arbeitsspindel bzw. in die an der Übergabestelle vorhandene Werkzeugaufnahme des Werkzeugmagazins in die entgegengesetzte Richtung entlang der Steuerachse bev/egbar ist.of the tool magazine and the tool present in the work spindle in the direction of a parallel to the work spindle Control axis adjustable in a release position, then pivotable about the control axis by 18o and in the following to Introducing the tool removed from the tool magazine into the work spindle or into the one present at the transfer point Tool holder of the tool magazine can be moved in the opposite direction along the control axis.
Werkzeugmaschinen der eingangs beschriebenen Art sind bereits bekannt. Bei solchen Maschinen muss das an der Übergabestelle des Magazins bereitgestellte Werkzeug aufgrund der räumlichen Zuordnung von Werkzeugmagazin und Arbeitsspindel zunächst in eine vor und seitlich der Arbeitsspindel liegende Stellung überführt werden, bevor es zum Einsetzen in die Arbeitsspindel in eine zu dieser koaxiale Lage gebracht werden kann.Machine tools of the type described above are already known. With such machines, this has to be done at the handover point The tool provided in the magazine is initially in a position in front of and to the side of the work spindle can be transferred before it is inserted into the work spindle can be brought into a position coaxial with this.
Die Werkzeugwechseleinrichtung der bekannten Maschinen ist deshalb üblicherweise in einen Überbringer und einen den Greiferträger bildenden Werkzeugwechselkopf gegliedert. Mit Hilfe des in der Regel durch einen Schwenkarm gebildeten Überbringers werden einzelne Werkzeuge an der Übergabestelle aus dem Werkzeugmagazin entnommen und vor und seitlich der Arbeitsspindel parallel zu deren Achse bereitgestellt, worauf dann der Werkzeugwechselkopf in Funktion tritt, dessen Greifarme gleich zeitig das vom Überbringer bereitgehaltene Werkzeug und das The tool changing device of the known machines is therefore usually divided into a transfer device and a tool changing head forming the gripper carrier. With the help of the transfer device, which is usually formed by a swivel arm, individual tools are removed from the tool magazine at the transfer point and provided in front of and to the side of the work spindle parallel to its axis, whereupon the tool change head comes into operation, its gripping arms at the same time as the one held by the transfer device Tool and that
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sich in der Arbeitsspindel befindende Werkzeug greifen. Danach fährt der Werkzeugwechselkopf zum Herauslösen dieser Werkzeuge aus dem Überbringer bzw. der Arbeitsspindel in eine Freigabestellung, worauf derselbe für den Werkzeugwechsel eine 18o° Drehung ausführt und zum Einsetzen der Werkzeuge wiederum in seine zuvor eingenommene Stellung zurückfährt. Anschliessend transportiert der Überbringer das inzwischen aufgenommene, ausgewechselte Werkzeug zum Werkzeugmagazin ( s. US-Patent 3 217 4o6 ).Grip the tool in the work spindle. The tool change head then moves to release these tools from the transfer device or the work spindle into a release position, whereupon the same for the tool change a Performs a 180 ° rotation and returns to its previously assumed position to insert the tools. Afterward the deliverer transports the tool, which has now been picked up and replaced, to the tool magazine (see US patent 3 217 4o6).
Derartige Werkzeugwechseleinrichtungen sind konstruktiv aufwendig. Ausserdem erfordert die Aufgliederung dieser Einrichtungen in einen Überbringer und einen Werkzeugwechselkopf für deren Antrieb gesonderte Antriebsvorrichtungen, deren Bewegungen aufeinander abzustimmen sind, so dass der Vorgang eines Werkzeugwechsels viel Zeit in Anspruch nimmt.Such tool changing devices are structurally complex. In addition, the division of these facilities into a carrier and a tool changing head for their drive separate drive devices whose movements are to be coordinated so that the process of a Tool change takes a lot of time.
Aufgabe der Erfindung ist es nun, die Werkzeugwechseleinrichtung gattungsgemässer Werkzeugmaschinen konstruktiv zu. vereinfachen und in ihrer Arbeitsweise derart zu verbessern, dass sich ein Werkzeugwechsel in einem Bruchteil der hierzu bisher benötigten Zeit durchführen lässt.The object of the invention is now to constructively add the tool changing device of the generic machine tools. simplify and to improve their mode of operation in such a way that a tool change is a fraction of what it was before the time required.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Werkzeugv/echseleinrichtung in bekannter Weise zwischen Arbeitsspindel und Werkzeugmagazin angeordnet und deren Greiferträger durch zwei zueinander und zur Arbeitsspindel parallele, stangenförrnige und an ihrem Vorderende jeweils einen WerkzeuggreiferThis object is achieved according to the invention in that the Tool changing device arranged in a known manner between work spindle and tool magazine and their gripper carriers by two rod-shaped ones parallel to each other and to the work spindle and a tool gripper at each of its front ends
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tragende Schieber gebildet ist und dass mit Hilfe der Antriebsvorrichtung, nachdem sich beide Werkzeuggreifer in der Freigabestellung vor der Arbeitsspindel bzw. vor dem Werkzeugmagazin befinden, jeweils einer der beiden Schieber relativ zum anderen Schieber zum Transportieren des sich vor dem Werkzeugmagazin befindenden Werkzeugs neben das sich vor der Arbeitsspindel befindende Werkzeug bzw. nach erfolgter 18o° Drehung des Greiferträgers zum Transportieren des aus der Arbeitsspindel entnommenen Werkzeuges in die vor dem Werkzeugmagazin liegende Freigabestellung längsverschiebbar ist, worauf zum Einsetzen beider von den Werkzeuggreifern gehaltenen Werkzeuge in die Arbeitsspindel bzw. das Magazin beide Schieber gemeinsam in ihre Ausgangsstellung zurücksteuerbar sind.supporting slide is formed and that with the help of the drive device, after both tool grippers are in the release position in front of the work spindle or in front of the tool magazine are located, one of the two slides relative to the other slide for transporting the in front of the tool magazine located tool next to the tool located in front of the work spindle or after 18o ° Rotation of the gripper carrier to transport the tool removed from the work spindle into the one in front of the tool magazine horizontal release position is longitudinally displaceable, whereupon both held by the tool grippers to insert Tools in the work spindle or the magazine, both slides can be returned to their starting position together.
Bei der erfindungsgemässen Konstruktion übernimmt damit der eine Teil des Greiferträgers auch die Funktion eines Überbringers, wobei sich die Steuerung der beiden Schieber des Greiferträgers in einer Weise aufeinander abstimmen lässt, dass sich ein Werkzeugwechsel in kürzester Zeit durchführen lässt.In the construction according to the invention, the a part of the gripper carrier also has the function of a carrier, whereby the control of the two slides of the Gripper carriers can be coordinated in such a way that a tool change can be carried out in the shortest possible time leaves.
Optimale Schaltzeiten lassen sich dabei erreichen, wenn derjenige Schieber f der das dem Werkzeugmagazin entnommene bzw. das in dasselbe zurückzubringende Werkzeug trägt, entlang der Wegstrecke, die bei Stillstand des jeweils anderen Schiebers zu durchfahren ist, mit einer Geschwindigkeit antreibbar ist, die grosser, vorzugsweise doppelt so gross ist, wie die Geschwindigkeit, mit der beide Schieber zum Herauslösen bzw. Einsetzen der Werkzeuge gemeinsam bewegbar sind.Optimal switching times can be achieved if that slide f that carries the tool removed from the tool magazine or the tool to be returned to the same can be driven along the distance that has to be traveled when the other slide is at a standstill, at a speed that is greater, preferably is twice as great as the speed at which both slides can be moved together for removing or inserting the tools.
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Eine vorteilhafte gegenseitige Führung der beiden Schieber und eine besonders günstige Lagerung des durch diese beiden Schieber gebildeten Greiferträgers am Maschinengestell lässt sich dadurch bewerkstelligen, dass, gemäss einem weiteren Merkmal der Erfindung, die stangenförmigen Schieber mit jeweils ebenen Flächen aneinander anliegen und gemeinsam eine im Querschnitt kreiszylindrische Welle definieren.An advantageous mutual guidance of the two slides and a particularly favorable storage of the by these two Slider formed gripper carrier on the machine frame can be accomplished that, according to a further feature of the invention, the rod-shaped slide with each flat surfaces abut one another and together define a shaft with a circular cylindrical cross-section.
Ein besonderer Vorteil der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass sie es ermöglicht, sämtliche Bewegungen der beiden Schieber mittels einer einzigen Antriebsvorrichtung durchführen zu können. Zu diesem Zweck wird in weiterer Verbesserung der Erfindung vorgeschlagen, im Bereiche des Hinterendes der beiden Schieber jeweils eine sich in deren Längsrichtung erstreckende Zahnstange anzuordnen und diese mit einem gemeinsamen Zahnrad der Antriebsvorrichtung kämmen iu lassen, das zum gemeinsamen und wechselweisen Antrieb der Schieber mit seiner Achr;e in deren Längsrichtung in beiden Richtungen verstellbar ist. Vorteilhaft ist es hierbei, als Antriebsvorrichtung ein stationäres Zylinderaggregat vorzusehen und das Zahnrad am Vorderende einer koaxial zur Steuerachse angeordneten, durch dessen Kolben verstellbaren Stange drehbar zu lagern. Mit Hilfe eines solchen Zylinderaggregates lässt sich in einfacher Weise auch die 18o° Drehung des Greiferträgers durchführen, wenn dessen beiden Schiebern eine stationäre Kurve zugeordnet ist, an deren Kur-■frenflächen die Schieber mittels jeweils einer Kurvenrolle anliegen. Diese Kurve lässt sich besonders günstig in den Gesamtaufbau der Werkzeugwechseleinrichtung integrieren, wenn sieA particular advantage of the present invention is that it enables all movements of the two slides to be able to perform by means of a single drive device. To this end, the invention is further improved proposed in the area of the rear end of the two slides each one extending in their longitudinal direction To arrange rack and this mesh with a common gear of the drive device iu let the common and alternating drive of the slide with its axis is adjustable in the longitudinal direction in both directions. Advantageous it is here to provide a stationary cylinder unit as the drive device and the gear at the front end of a coaxial to the control axis arranged to be rotatably supported by its piston adjustable rod. With the help of such a The cylinder unit can also be easily rotated 18o ° when the gripper carrier is both A stationary curve is assigned to slides, on whose curve surfaces ■ the slides each rest by means of a cam roller. This curve can be used particularly favorably in the overall structure of the tool changer if they
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durch einen das Hinterende der beiden Schieber umgebenden und vor dem Zylinderaggregat angeordneten Hohlzylinder gebildet ist, der in seinem Mantel Kurvenschlitze und gegebenenfalls entsprechende Steuermittel aufv/eist, mit denen jeweils eine der an den Schiebern angeordneten Kurvenrollen zusammenwirkt.by a surrounding the rear end of the two slides and is formed in front of the cylinder unit arranged hollow cylinder, the curved slots and optionally in its jacket corresponding tax means with which one of the on the slides arranged cam rollers cooperates.
Die Werkzeugwechseleinrichtung kann zusammen mit dem Werkzeugmagazin eine Baueinheit bilden. In diesem Falle wäre es jedoch notwendig, bei jedem fällig werdenden Werkzeugwechsel die Arbeitsspindel in eine vorbestimmte Lage relativ zur Werkzeugwechseleinrichtung zu steuern. Um dies zu vermeiden, ist die Werkzeugwechseleinrichtung in v/eiterer vorteilhafter Ausgestaltung der erfindungsgemässen Werkzeugmaschine an dem die Arbeitsspindel tragenden Spindelaggregat fest angeordnet, und die Anordnung des Werkzeugmagazines ist so getroffen, dass dasselbe mindestens die Vorschubbewegung der Arbeitsspindel mitausführt. Vorteilhaft ist es ausserdem, wenn die Übergabestelle des Werkzeugnagazines in jeder beliebigen Stellung der Arbeitsspindel bzw. der Werkzeugwechseleinrichtung eine für die Entnahme bzv/. das Einsetzen eines Werkzeuges günstige Lage einnimmt .The tool changing device can be used together with the tool magazine form a structural unit. In this case, however, it would be necessary every time a tool change becomes necessary the work spindle in a predetermined position relative to the tool changing device to control. In order to avoid this, the tool changing device is in a further advantageous embodiment the machine tool according to the invention fixedly arranged on the spindle unit carrying the work spindle, and The tool magazine is arranged in such a way that it carries out at least the feed movement of the work spindle. It is also advantageous if the transfer point of the tool magazine is in any position of the work spindle or the tool changing device one for the removal or /. the use of a tool is in a favorable position .
Die an den Schiebern angeordneten Werkzeuggreifer können verschieden gestaltet sein. Diese können beispielsweise hydromechanisch betätigte Greifelemente aufweisen, mit deren Hilfe sie in bekannter Weise einen Werkzeughalter greifen bzw. freigeben können. Weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist nun eine Greiferkonstruktion, die eine Steuerung der Werkzeuggreifer überflüssig werden lässt. Diese Konstruktion siehtThe tool grippers arranged on the slides can be designed in different ways. These can, for example, have hydromechanically operated gripping elements, with the aid of which they can grasp or release a tool holder in a known manner. Another object of the present invention is a gripper construction which makes control of the tool gripper superfluous. This construction sees
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A 39 958 h . Υ -X- A 39 958 h. Υ -X-
Y - 137 + Y - 137 +
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vor, dass die Werkzeuggreifer an ihrem freien Ende zum Zwecke der Werkzeughalterung in Richtung der Werkzeugachse auseinanderspreizbar sind, dass die Werkzeuge in Werkzeughaltern angeordnet sind, die eine Umfangsnut aufweisen, an deren Nutwänden die Werkzeuggreifer zur Halterung der Werkzeuge unter Druck anliegen und dass jedem Werkzeuggreifer ein gestellfestes Kurvenstück zugeordnet ist, an welchen sie in eingesetztem Zustand der Werkzeuge in die Arbeitsspindel bzw. in das Magazin zur Aufhebung der Spreizung bzw. zur Freigabe der Werkzeuge unter Druck anliegen.before that the tool gripper at its free end for the purpose the tool holder can be spread apart in the direction of the tool axis, so that the tools are arranged in tool holders which have a circumferential groove, on the groove walls of which the tool grippers for holding the tools rest under pressure and that each tool gripper is assigned a curved piece fixed to the frame, on which it is in the inserted state the tools in the work spindle or in the magazine to cancel the spread or to release the tools below Pressure applied.
Eine günstige Konstruktion ergibt sich in diesem Zusammenhang, wenn die Werkzeuggreifer zwei Schenkel aufweisen, von denen der eine an dem betreffenden Schieber fest angeordnet und der andere gegen die Wirkung wenigstens einer Druckfeder um eine zur Steuerachse und zur Arbeitsspindelachse senkrechte Schwenkachse verschwenkbar ist.A favorable construction results in this context if the tool grippers have two legs, one of which the one fixed to the slide in question and the other against the action of at least one compression spring around one is pivotable to the control axis and to the work spindle axis perpendicular pivot axis.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:An exemplary embodiment of the invention is shown in the drawing. Show it:
- 8- 8th
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Fig.l eine schaubildliche Ansicht einer einspindligen Werkzeugmaschine, deren Arbeitsspindel ein Werkzeugmagazin nebst einer Werkzeugwechseleinrichtung zugeordnet ist,Fig.l is a perspective view of a single-spindle Machine tool, the work spindle of which has a tool magazine and a tool changing device assigned,
Fig.2 einen horizontalen Längsschnitt durch die Werkzeugwechseleinrichtung, in verkürzter Darstellung,2 shows a horizontal longitudinal section through the tool changing device, in a shortened representation,
Fig.3 einen Teillängsschnitt durch die Antriebsvorrichtung der Werkzeugwechseleinrichtung, in vertikaler Ebene,3 shows a partial longitudinal section through the drive device the tool changing device, in the vertical plane,
Fig.4 eine Abv/icklung der zur Durchführung der 18o° Drehung der Werkzeugwechseleinrichtung an einem Hohlzylinder vorgesehenen Kurvenschlitze,Fig. 4 a development of the implementation of the 180 ° rotation the tool changing device on a hollow cylinder provided cam slots,
Fig.5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 der Fig.3, in grösserem Masstab als diese Figur,FIG. 5 shows a cross section along the line 5-5 of FIG. on a larger scale than this figure,
Fig.6 einen Querschnitt entlang der Linie 6-6 der Fig.3, in grösserem Masstab als diese Figur,6 shows a cross section along the line 6-6 of FIG. on a larger scale than this figure,
Fig.7 einen Querschnitt entlang der Linie 7-7 der Fig.2, in grösserem Hasstab als diese. ι zur vorstehenden Schnittangabe.7 shows a cross section along the line 7-7 of FIG. in greater hatred than this. ι to the above section information.
in grösserem Hasstab als diese.und 9o gedrehtin greater hatred than this. and turned 9o
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A 39 9o2 h Q -Ji- A 39 9o2 h Q -Ji-
y- 137 '*' y- 137 '*'
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Auf dem mit Io bezeichneten Maschinenbett der in Fig.l gezeigten Werkzeugmaschine ist auf geeigneten Führungswangen ein Führungsschlitten 12 geführt, der an seiner Oberseite sich quer zu seiner Verstellrichtung erstreckende Führungswangen 14,16 aufweist, auf welchen ein als Ganzes mit 18 bezeichneter Maschinenständer geführt ist. Der Führungsschlitten 12 und der Maschinenständer 18 sind jeweils mittels eines geeigneten Antriebes steuerbar. An der Vorderseite des Maschinenständers ist ein als Ganzes mit 2o bezeichnetes, eine Arbeitsspindel aufweisendes Spindelaggregat vorgesehen, das in vertikaler Richtung motorisch verstellbar und feststellbar ist. An der einen Seite des Maschinenständers ist ein Werkzeugmagazin 22 angeordnet, das beispielsweise durch einen Schwenkkopf gebildet ist, der an seinem Umfange Ausnehmungen aufweist, in die jeweils ein mit einem Werkstück/bestückter Werkzeughalter 25 auswechselbar eingesetzt sind. Es ist demgemäss zum Spindelkopf 26 der Arbeitsspindel seitlich und zurückversetzt vorgesehen. Das Werkzeugmagazin kann auch in anderer Weise ausgebildet sein.On the machine bed labeled Io, the one shown in Fig.l Machine tool, a guide carriage 12 is guided on suitable guide cheeks, which is transverse on its upper side to its adjustment direction extending guide cheeks 14, 16, on which a machine frame designated as a whole as 18 is led. The guide carriage 12 and the machine frame 18 are each by means of a suitable drive controllable. At the front of the machine stand is a work spindle, designated as a whole by 2o having a spindle unit is provided, which can be adjusted and locked in the vertical direction by a motor. On the one A tool magazine 22 is arranged on the side of the machine stand, which is formed, for example, by a swivel head, which has recesses on its circumference, in each of which a tool holder 25 equipped with a workpiece / equipped can be exchanged are used. It is accordingly provided laterally and set back from the spindle head 26 of the work spindle. The tool magazine can also be designed in a different way.
Mit 27 ist als Ganzes eine zwischen der Arbeitsspindel 21 und dem Werkzeugmagazin 22 angeordnete Werkzeugwechseleinrichtung bezeichnet, mit deren Hilfe ein ausgewähltes Werkzeug des Werkzeugmagazines, nachdem dasselbe durch Verdrehen des Werkzeugmagazines in eine vorbestimmte Übergabestellung eingestellt worden ist, herausnehmbar und anstelle des gleichfalls mit ihrer Hilfe aus dem Spindelkopf 26 der Arbeitsspindel 21 entnommenen Werkzeuges in diese einsetzbar ist, wobei das entnommene Werkzeug zugleich dem Werkzeugmagazin zugeführt wird. Auf die Konstruktion dieser Werkzeugwechseleinrichtung wird weiter unten näher eingegangen.A tool changing device arranged between the work spindle 21 and the tool magazine 22 is designated as a whole by 27, with the help of which a selected tool of the tool magazine after the same by rotating the tool magazine has been set in a predetermined transfer position, removable and instead of also with their The aid of the tool removed from the spindle head 26 of the work spindle 21 can be inserted into the latter, the removed tool is fed to the tool magazine at the same time. The construction of this tool changing device is described below entered into more detail.
Dem Spindelaggregat 2o ist vor dem Maschinenständer 18 ein mit einem horizontalen Drehteller 28 zur Werkstückaufnahme ausgestatteter Maschinentisch 29 zugeordnet.The spindle unit 2o is equipped with a horizontal turntable 28 for workpiece reception in front of the machine stand 18 Machine table 29 assigned.
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- Io -- Io -
A 39 9o2 h , jA - leo - A 39 9o2 h, j A - leo -
■y - 137 'V ■ y - 137 'V
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Aus den Fig. 2 bis 7 ist die Konstruktion der Werkzeugwechseleinrichtung zu ersehen. Sie v/eist ein längliches, rohrförmiges Lagergehäuse 3o auf, das an dem die Arbeitsspindel tragenden Spindelaggregat der Werkzeugmaschine fest angeordnet ist, so dass es sämtliche Bewegungen des Spindelaggregates mitausführt. Die Werkzeugwechseleinrichtung v/eist ferner einen als Ganzes mit 32 bezeichneten, im Lagergehäuse 3o angeordneten Greiferträger auf, dessen Werkzeuggreifer mit 34 bzw. 3G bezeichnet sind. Der Greiferträger 32 ist durch zwei zueinander und zur Arbeitsspindel parallele, stangenförmige Schieber 38,4o gebildet, die im Querschnitt halbkreisförmig ausgebildet sind und mit ihren Flachseiten 42 bzw. 44 aneinander anliegen. Die beiden Schieber bilden damit eine aus zwei Teilstücken gebildete Rundstange, deren Achse eine Steuerachse definiert und die in Lagerbüchsen 46,43 des Lagergehäuses 3o verschiebbar angeordnet ist. Zur Durchführung ihrer Axialbewegung weisen beide Schieber im Bereich ihres Hinterendes jeweils eine innerhalb derselben angeordnete und sich in deren Längsrichtung erstreckende Zahnstange 5o bzw. 52 auf. Diese kämmen mit einem gemeinsamen, am Vorderende einer Verstellstange 54 drehbar gelagerten Zahnrad 56, das sich in entsprechenden, die Zahnstangen 5o,52 aufnehmenden Ausnehmungen innerhalb der beiden Schieber befindet. Die koaxial zum Greiferträger 32 angeordnete Verstellstange 54 wird betätigt durch ein koaxial zum Lagergehäuse angeordnetes Zylinderaggregat 58. Die Konstruktion ist derart ausgelegt, dass durch es gleichzeitig auch die für den durchzuführenden Werkzeugwechsel erforderliche 18o Drehung des Greiferträgers bewerkstelligt v/ird. Zu diesem Zweck ist innerhalb des Lagergehäuses 3o eine als Ganzes mit 6o bezeichnete hohlzylindrische Steuerkurve angeordnet, welche die hinterenThe construction of the tool changing device is shown in FIGS to see. It is elongated, tubular Bearing housing 3o, which is fixedly arranged on the spindle unit of the machine tool carrying the work spindle, so that it carries out all movements of the spindle unit. The tool changing device is also one as a whole designated with 32, arranged in the bearing housing 3o gripper carrier, whose tool gripper is designated with 34 or 3G are. The gripper carrier 32 is formed by two rod-shaped slides 38, 40 parallel to one another and to the work spindle, which are semicircular in cross-section and bear against one another with their flat sides 42 and 44, respectively. The two slides thus form a round rod formed from two parts, the axis of which defines a control axis and which is arranged displaceably in bearing bushes 46,43 of the bearing housing 3o. Point to carry out their axial movement both slides in the region of their rear end each one arranged within the same and extending in their longitudinal direction Rack 5o or 52 on. These mesh with a common, rotatable at the front end of an adjusting rod 54 mounted gear 56, which is in corresponding, the racks 5o, 52 receiving recesses within the two Slide is located. The adjustment rod 54, which is arranged coaxially to the gripper carrier 32, is actuated by a coaxially to the bearing housing arranged cylinder unit 58. The construction is designed in such a way that by it at the same time the for The 18o rotation of the gripper carrier required for the tool change to be carried out is accomplished. To that end is arranged within the bearing housing 3o as a whole with 6o designated hollow cylindrical control cam, which the rear
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A 39 9o2 h ■ „ Λ* -YL- A 39 9o2 h ■ " Λ * -YL-
Y - 137 ΊΊ ' Y - 137 ΊΊ '
2Ο.6.732Ο.6.73
Endstücke der beiden Schieber 38,4o umgibt. Jeder Schieber trägt an seinem hinteren Ende eine Kurvenrolle 62 bzw. 64, die einander diametral gegenüberliegen, und diese greifen jeweils in einen Kurvenschlitz 66 bzw. 6 8 der Steuerkurve ein, deren Verlauf so gewählt ist, dass sich die Schieber für die Durchführung eines Werkzeugwechsels in der notwendigen Folge einzeln und gemeinsam in Längsrichtung bewegen können und ausserdem im Verlaufe ihrer Relativbewegung gemeinsam um 18o° gedreht werden.Surrounds the end pieces of the two slides 38.4o. Every slider carries at its rear end a cam roller 62 and 64, which are diametrically opposed to each other, and these grip respectively into a cam slot 66 or 6 8 of the control cam, the course of which is chosen so that the slide for the implementation a tool change can move individually and together in the required sequence in the longitudinal direction and also are rotated together by 180 ° in the course of their relative movement.
Die am Vorderende der beiden Schieber 38,4o befestigten Kerkzeuggreifer(34,36)die einander in entgegengesetzter Richtung zugeordnet sind, weisen einen am jeweiligen Schieber fest angeordneten Schenkel 7o und einen an diesem um eine senkrecht zur Steuerachse des Greiferträgers bzw. senkrecht zur Werkzeugachse angeordnete Schwenkachse 72 verschwenkbaren Spannschenkel 74 auf. Zwischen diesen-beiden Schenkeln sind, wie Fig. 7 zeigt, zwei Druckfedern 76,78 angeordnet, die versuchen, durch Verschwenken des Spannschenkels 74 die Werkzeuggreifer in Richtung der Werkzeugachse zu spreizen. Zur Aufnahme eines Werkzeuges greifen daher die beiden Schenkel 7o,74 mit ihrem Vorderende in eine in Fig.2,3 und 7 angedeutete, im Querschnitt U-förmige Umfangsnut 80 eines das betreffende Werkzeug haltenden Werkzeughalters 82 ein. Aus Fig,7 ist zu ersehen, dass hierbei die Schenkel lediglich in die Umfangsnut 80 eintauchen, jedoch den Werkzeughalter nicht umgreifen. Während das Endstück des Greiferschenkels 7o mit seiner ebenen Aussenflache 71 an der einen Nutwand anliegt, berührt der Spannschenkel die gegenüberliegende Nutwand lediglich iait zwei in dieseThe tool grippers (34,36) attached to the front end of the two slides 38,4o are assigned to each other in opposite directions, have a fixedly arranged on the respective slide Leg 7o and one on this around one perpendicular to the control axis of the gripper carrier or perpendicular to the tool axis arranged pivot axis 72 pivotable clamping leg 74. Between these two legs are how FIG. 7 shows two compression springs 76, 78 arranged which attempt to grip the tool gripper by pivoting the clamping leg 74 to spread in the direction of the tool axis. To accommodate a tool, the two legs 7o, 74 therefore grip with their Front end in one indicated in Fig. 2,3 and 7, in cross section U-shaped circumferential groove 80 of a tool holder 82 holding the tool in question. From Fig. 7 it can be seen that in this case, the legs merely dip into the circumferential groove 80, but do not grip around the tool holder. While the tail of the gripper leg 7o with its flat outer surface 71 rests against one groove wall, the clamping leg only touches the opposite groove wall in two of them
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γ ~ 137
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eingesetzten Bolzen 84,86. Die beiden Druckfedern 76,78 erzeugen hierbei einen Anpressdruck, der zur sicheren Verspan-^ nung eines mit einem Werkzeug bestückten Werkzeughalters genügt. inserted bolts 84,86. The two compression springs 76,78 generate a contact pressure that is necessary for secure Verspan- ^ A tool holder equipped with a tool is sufficient.
Am verschwenkbaren Spannschenkel 74 ist ein eine Rolle 88 tragender Ansatz 9o angeformt, dem am Lagergehäuse 3o ein stationäres Kurvenstück 92 zugeordnet ist. Wie aus Fig.2 zu ersehen ist, läuft die Rolle 88 in der Stellung der Greifer, in der die Werkzeuge in die Arbeitsspindel bzw. in das Magazin eingesetzt sind, an der Kurve an, wodurch zwangsläufig eine Auslenkung des Spannschenkels 74 gegen die Wirkung der Druckfedern 76,78 erfolgt, so dass die Spreizung der Werkzeuggreifer aufgehoben wird und deren freies Ende sich mit seitlichem Spiel in der Umfangsnut der Werkzeughalter befindet. Dadurch können die Werkzeuggreifer auch während der Rotation der Arbeitsspindel bzw. bei dex" Bereitstellung eines neuen Werkzeuges in der Übergabestellung des Magazines in ihrer Greifstellung verbleiben. Im Augenblick der Freigabe der Rolle 88 durch das Kurvenstück 9o der Betätigungsvorrichtung spreizen sich die Werkzeuggreifer aufs Neue, und es erfolgt wiederum eine Mitnahme der Werkzeughalter durch die Greifer. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, ist dem Greiferträger 32 noch eine mit 94 bezeichnete, parallel zu diesem im Lagergehäuse 3ο axial verschiebbar gelagerte Schleppstange zugeordnet, die einen Schaltnocken 9 6 trägt, der zur Betätigung zweier diJ3 Endstellungen des Kolbens des Zylinderaggregates 58 definierende Endschalter 98,loo dient. Die Schleppstange ist durch einen Mitnehmer Io2 mitnehmbar, der an einem Verbindungsstück Io4A projection 9o carrying a roller 88 is integrally formed on the pivotable clamping leg 74, to which a stationary cam piece 92 is assigned on the bearing housing 3o. As can be seen from Figure 2, the roller 88 runs in the position of the gripper, in which the tools are inserted into the work spindle or in the magazine, on the curve, which inevitably deflects the clamping leg 74 against the action of the Compression springs 76, 78 takes place, so that the spreading of the tool grippers is canceled and their free end is located with lateral play in the circumferential groove of the tool holder. As a result, the tool grippers can remain in their gripping position even while the work spindle is rotating or when a new tool is provided in the transfer position of the magazine As shown in FIG operating two diJ3 end positions of the piston of the cylinder assembly 58 defining limit switch 98, loo used. the tow bar can be entrained by a carrier Io2, which at a connecting piece Io4
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SAD OHIGiNALSAD OHIGiNAL
A 39 9o2 h . ip>A 39 9o2 h. ip>
y - 137y - 137
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befestigt ist, das seinerseits innerhalb der hohlzylindrischen Steuerkurve 6o auf der Kolbenstange drehbar angeordnet ist. Der Mitnehmer Io2 durchgreift dabei einen entsprachenden Schlitz der Steuerkurve Go.is attached, in turn within the hollow cylindrical Control cam 6o is rotatably arranged on the piston rod. The driver Io2 reaches through a corresponding slot the control curve Go.
Im folgenden wird die Wirkungsweise der Werkzeugwechseleinrichtung im besonderen anhand der Fig.4 des näheren erläutert.The following is the mode of operation of the tool changing device in particular explained in more detail with reference to FIG.
Aufgrund der Anordnung des VJerkzeugmagazins relativ zum Spindelkopf der Arbeitsspindel müssen die Schieber 38,4o des Greiferträgers 32 in der Stellung zum gleichzeitigen Herauslösen eines Werkzeuges aus der Arbeitsspindel und aus dem Magazin bzw. zum Einsetzen eine in Achsrichtung zueinander versetzte Lage gemäss Fig.2 einnehmen. In dieser Stellung befindet sich das zum Antrieb der beiden Schieber 38,4o dienende Zahnrad 5G am Vorderende der Zahnstange 52 des Schiebers 38 und am Hinterende der Zahnstange 5o des Schiebers 4o.Due to the arrangement of the tool magazine relative to the spindle head of the work spindle, the slide 38.4o of the gripper carrier 32 must be in the position for simultaneous release of a tool from the work spindle and from the magazine or for inserting a tool offset from one another in the axial direction Take up the position according to Fig. 2. In this position is located The gear 5G serving to drive the two slides 38, 40 is located at the front end of the rack 52 of the slider 38 and at the rear end of the rack 5o of the slide 4o.
Zur Steuerung der Relativbewegung und der Drohbewegung der beiden Schieber 38,4o erstrecken sich die Kurvenschlitze 66, 68 an einander gegenüberliegenden Umfangsteilen der Kurve entlang einer Mantellinie. Die Länge des Kurvenschlitzes 68 entspricht hierbei der Strecke, welche die beiden Schieber des Greiferträgers anfänglich gemeinsam zurückzulegen haben, um ein Werkzeug völlig ausser Eingriff mit der Arbeitsspindel und der betreffenden Aufnahme des Magazines zu bringen. Sind die beiden Schieber 38,4o um diese Strecke a gemeinsam verstellt worden, so dass sich jedes Werkzeug in einer FreigabestellungTo control the relative movement and the threatening movement of the the two slides 38.4o extend the cam slots 66, 68 on opposite peripheral parts of the curve along a surface line. The length of the cam slot 68 corresponds to the distance that the two slides of the gripper carrier initially have to cover together in order to to bring a tool completely out of engagement with the work spindle and the relevant receptacle of the magazine. Are the both slides 38.4o have been adjusted together by this distance a, so that each tool is in a release position
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A 39 9o2 h
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2O.6.73A 39 9o2 h
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2O.6.73
befindet, so ist gemäss Fig.2 der Schieber 38, mit dessen Hilfe ein Werkzeug aus dem Magazin entnommen worden ist, relativ zu dem Schieber 4o solange zu verstellen, bis der Greiferträger 36 des Schiebers 38 mit dem Greiferträger 34 des Schiebers 4o fluchtet. Während bei der anfänglichen Bewegung beider Schieber 38,4o das Zahnrad 56 im Stillstand verharrte, wird es sich von dem Zeitpunkt an, an dem die Kurvenrolle 62 an dem gemäss Fig.4 linken Ende des Kurvenschlitzes 6 8 angelangt ist, aufgrund seiner durch die Kolbenstange 54 bewirkten Verlagerung in Richtung der Steuerachse in Drehung versetzen, indem es sich nunmehr an der Zahnstange 5o des Schiebers 4o abrollt. Diese Drehbewegung hat zur Folge, dass der Schieber 3 8 mit einer gegenüber der anfänglichen Geschwindigkeit doppelt so grossen Geschwindigkeit relativ zum Schieber 4o nach vorne weiterbewegt wird. Damit der Schieber diese Relativbewegung zum Schieber 4o ausführen kann, ist der Kurvenschlitz 6 6 gegenüber dem Kurvenschlitz 6 8 zunächst um den Betrag b in gleicher Richtung verlängert und geht dann in ein ansteigendes, drehmomenterzeugendes Schlitzstück Io8 über, so dass während der alleinigen Bewegung des Schiebers 38 der Greiferträger auch eine 13o° Drehung ausführt. Im Verlaufe dieser 18o Drehung tritt die Kurvenrolle 62 des in Längsrichtung nicht verstellten Schiebers 4o in einen sich entlang des Umfanges der hohlzylindrischen Steuerkurve erstreckenden Verbindungsschlitz Ho ein, und bei Beendigung der 18o° Drehung des Greiferträgers befindet sie sich bei 111 in einem Knie, das durch eine Verlängerung 112 des Kurvenschlitzes 66 in Verbindung mit dem Verbindungsschlitz Ho definiert ist, während zwischenzeitlich die Kurvenrolle 64 des Schiebers 38am gemäss Fig.4 linken Ende des Kurvenschlitzes 68 angekommen ist.is, according to Figure 2, the slide 38, with its Help a tool has been removed from the magazine to adjust relative to the slide 4o until the Gripper carrier 36 of the slide 38 is aligned with the gripper carrier 34 of the slide 4o. While at the initial movement both slide 38.4o the gear 56 remained at a standstill, it will be from the point in time at which the Cam roller 62 at the end of the cam slot on the left according to FIG 6 8 has arrived, due to its displacement caused by the piston rod 54 in the direction of the control axis Set in rotation by now rolling on the rack 5o of the slide 4o. This turning movement has the consequence that the slide 3 8 with a compared to the initial speed twice as high speed relative to the Slide 4o is moved forward. So that the slide can perform this movement relative to the slide 4o, the Curve slot 6 6 compared to the curve slot 6 8 initially extended by the amount b in the same direction and then goes into a rising, torque-generating slotted piece Io8 over, so that during the sole movement of the slide 38 the gripper carrier also executes a 130 ° rotation. In the course of this 18o rotation occurs the cam roller 62 of the slide 4o not adjusted in the longitudinal direction in one along the circumference of the hollow cylindrical control cam extending connecting slot Ho, and at the end of the 180 ° rotation of the gripper carrier, it is located at 111 in a knee that is connected by an extension 112 of the cam slot 66 is defined with the connecting slot Ho, while meanwhile the cam roller 64 of the slide 38am according to FIG 4 left end of the cam slot 68 has arrived.
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JI9A? h J I 9 A? H
2O.6.732O.6.73
In dieser Stellung ist die Kurvenrolle gemäss Fig.6 durch eine Sicherungsknagge 113 gesichert und kann sich nicht mehr zurückbewegen. In dieser Position der beiden Kurvenrollen 62,64 fluchtet ausserdem der Werkzeuggreifer 36 mit dem Werkzeuggreifer 34. Gleichzeitig v/ird nun über den Endschalter loo das Zylinderaggregat umgeschaltet, so dass sich das Zahnrad und mit diesem zusammen beide Schieber 38,4o zum Einsetzen des vor die Arbeitsspindel gebrachten Werkzeuges in die entgegengesetzte Richtung bewegen. Nach dem Einsetzen führt der Schieber 4o relativ zum Schieber 38 eine Relativbewegung durch t wobei die Kurvenrolle 62 eine um eine Schwenkachse 114 verschwenkbare Kurvenweiche 115 verschwenkt und in den geraden Kurvenschlitz 66 eintritt und die Kurvenrolle 64 sich lediglich bis zum gemäss Fig.4 rechten Ende des Kurvenschlitzes 68 bewegt. Eine Zugfeder 116 versucht, die Kurvenweiche ständig in der in Fig.4 gezeigten Stellung zu halten. Während dann im weiteren Verlauf der Schieber 38 die in Fig.2 gezeigte Stellung des Schiebers 4o einnehmen wird, ist der Weg für das Einsetzen des gebrauchten Werkstückes in das Magazin frei und der Schieber 4o kann sich in die zuvor vom Schieber 38 eingenommene Endstellung zurückbewegen. Für einen erneuten Werkzeugwechsel wird dann zunächst der Schieber 4o die oben beschriebenen Bewegungen des Schiebers 38 ausführen.In this position, the cam follower is secured by a safety catch 113 according to FIG. 6 and can no longer move back. In this position of the two cam rollers 62,64, the tool gripper 36 is also aligned with the tool gripper 34. At the same time, the cylinder unit is now switched over via the limit switch loo, so that the gearwheel and, together with it, both slides 38,4o for inserting the move the work spindle brought tool in the opposite direction. After insertion of the slider leads 4o relative to the slider 38, a relative movement by t where the cam roller 62 is pivoted a pivotable about a pivot axis 114 of cam switch 115 and enters into the straight cam slot 66 and the cam roller 64 merely to according to Figure 4 the right end of the Curve slot 68 moves. A tension spring 116 tries to keep the curve switch constantly in the position shown in FIG. While the slide 38 will then assume the position of the slide 4o shown in FIG. For a new tool change, the slide 4o will then first execute the above-described movements of the slide 38.
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ORIGINAL INSPECTEDORIGINAL INSPECTED
Claims (1)
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE2331630A1 true DE2331630A1 (en) | 1975-01-23 |
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ID=5884671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| DE2331630A Pending DE2331630A1 (en) | 1973-06-22 | 1973-06-22 | Machine tool magazine and tool changer - has drum type tool store holder adjacent feed mechanism of sliding head |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE2331630A1 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0209619A3 (en) * | 1985-06-21 | 1988-08-10 | Burkhardt & Weber Gmbh & Co. Kg | Tool changer |
| EP0291570A3 (en) * | 1987-05-21 | 1989-04-19 | IMA-Norte Maschinenfabriken Klessmann GmbH & Co. | Machine tool with vertical spindle and tool changer |
| EP0342257A1 (en) * | 1988-05-19 | 1989-11-23 | IMA-Norte Maschinenfabriken Klessmann GmbH & Co. | Machine tool with magazine and tool changer |
| CN111299640A (en) * | 2019-11-05 | 2020-06-19 | 太仓金钢重机轧辊有限公司 | Automatic tool changing drilling machine |
| CN114474432A (en) * | 2022-04-15 | 2022-05-13 | 南通固邦数控机床有限公司 | Automatic tool changing numerical control machine tool for graphite machining |
| CN117620739A (en) * | 2023-11-10 | 2024-03-01 | 杭州天勤模具有限公司 | A CNC machining center that quickly switches drill bits |
-
1973
- 1973-06-22 DE DE2331630A patent/DE2331630A1/en active Pending
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