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DE2847683A1 - Automatische werkzeugwechselvorrichtung fuer eine werkzeugmaschine - Google Patents

Automatische werkzeugwechselvorrichtung fuer eine werkzeugmaschine

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Publication number
DE2847683A1
DE2847683A1 DE19782847683 DE2847683A DE2847683A1 DE 2847683 A1 DE2847683 A1 DE 2847683A1 DE 19782847683 DE19782847683 DE 19782847683 DE 2847683 A DE2847683 A DE 2847683A DE 2847683 A1 DE2847683 A1 DE 2847683A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tool
arm
box
horizontal
transport
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19782847683
Other languages
English (en)
Inventor
Mituharu Sato
Katsuo Yamazaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Machine Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Machine Co Ltd
Publication of DE2847683A1 publication Critical patent/DE2847683A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15773Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking the tool from a storage device and passing it on to other transfer devices, which insert it in a spindle
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Description

Ϊ31
Automatische^Werkzeugwechselvorrichtung^fü^elne Werkzeugmaschine
Die Erfindung bezieht sich auf eine automatische Werkzeugwechselvorrichtung für eine Werkzeugmaschine, wie z. B. auf dem Boden aufgestellte Horizontal-Fräs- und -Bohrmaschinen.
Gewöhnlich hat man in einer vorhandenen großen Werkzeugmaschine oder in einem Maschinencenter ein Werkzeug unmittelbar zwischen der Spindel und einem Werkzeugmagazin ausgewechselt, das in der Nähe eines Spindelkopfes angeordnet ist. Bei einer großen Werkzeugmaschine, etwa auf dem Boden aufgestellten Horizontal-Fräs- und -Bohrmaschinen ist es jedoch, da ein Werkzeug mit einem erheblichen Gewicht (etwa 60 kg) und großem Durchmesser verwendet wird und die Spindel der Maschine in einem weiten Bereich in X- und Y-Richtungen verstellbar sein muß, praktisch unmöglich, das Werkzeug zwischen der Spindel und dem Werkzeugmagazfri manuell zu wechseln, und zwar im Hinblick auf die Arbeitsbedingungen und Sicherheit, denn wenn das Werkzeugmagazin an der Seite oder Oberfläche der Säule der Werkzeugmaschine angeordnet ist, die eine ziemliche Höhe aufweist, erfordert die Einbringung und Herausnahme der Werkzeuge in bzw. aus dem Magazin einen erheblichen Arbeitsaufwand und stellt außerdem einen gefährlichen manuellen Vorgang dar.
Um die oben beschriebenen Mängel zu vermeiden, ist bereits eine Werkzeugmaschine vorgeschlagen worden, wie sie in der japanischen Offenlegungsschrift 43 285/1974 gezeigt und beschrieben ist. Bei dieser Maschine ist ein Werkzeug-Wechselmagazin an einem Säulen-Basisteil befestigt, und die Werkzeuge werden durch eine Werkzeugfördervorrichtung entlang ersten und zweiten Förderern zu einem Teil in der Nähe des Spindel-
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kopfes transportiert und automatisch durch einen Werkzeugwechselarm ausgewechselt, der im Spindelkopf gelagert ist. Bei dieser Maschine ist es jedoch unvermeidlich, daß Werkzeuge, die große Abmessungen und ein erhebliches Gewicht aufweisen, horizontal unter unstabilen Bedingungen transportiert werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die oben beschriebenen Mangel zu vermeiden, und eine automatische Werkzeugwechselvorrichtung für Werkzeugmaschinen zu schaffen, wie beispielsweise auf dem Boden stehende Horizontal-Fräs- und -Bohrmaschinen, in welchen ein Werkzeug aus einem Werkzeugmagazin in vertikaler Lage bei nach unten gerichteten Halte- oder Aufnahmeteilen des Werkzeugs entlang horizontalen und vertikalen Förderern oder Transportvorrichtungen zu einem Zwischen-Werkzeug-Kastenmechanismus transportiert wird, der an einer Seite eines Spindelkopfes angeordnet ist, und wenn das Werkzeug in dem Werkzeugkasten untergebracht ist, wird es gedreht, um eine parallel zur Achse der Spindel verlaufende Position einzunehmen, wodurch die Werkzeuge im Werkzeugkasten und der Spindel gegeneinander ausgewechselt werden.
Es ist ferner beabsichtigt, eine automatische Werkzeugwechselvorrichtung zu schaffen, in der ein Werkzeug in jeder beliebigen Position in einem vorbestimmten Bereich um die Säule herum ausgewechselt werden kann, indem die Spindel bewegt wird.
Es soll ferner eine automatische Werkzeugwechselvorrichtung vorgesehen werden, bei der ein Werkzeug-Wechselarm oder Halter und ein Wechselarm- oder Halter-Antriebsmechanismus in einer horizontalen Ebene drehbar angeordnet sind und das Werkzeug in einer Position gewechselt wird, in der es parallel zur Achse der Spindel liegt, wobei es in einer Position senkrecht zur Achse verbleibt, wenn es nicht gewechselt wird.
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Zur Lösung der obigen Aufgabe geht die Erfindung aus von einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung für eine Werkzeugmaschine mit einem Basisteil, einer auf dem Basisteil befestigten Säule oder Ständer, einem an einer Seite der Säule angeordneten Spindelkopf, der entlang dieser bewegbar ist und einer Spindel, die von dem Spindelkopf so getragen wird, daß sie in axialer Richtung bewegbar ist. Die Vorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch ein Werkzeugmagazin, das auf dem Basisteil befestigt und mit einer Anzahl von Werkzeugkasten versehen ist, in welchen Werkzeuge vertikal gehaltert sind, so daß ihre Schäfte nach unten zeigen, einen ersten Werkzeugwechselmechanismus, der vor einem ausgewählten Werkzeug-Wechselhalter des Werkzeugmagazins angeordnet wird, wenn Werkzeuge auszuwechseln, sind, einen horizontalen Werkzeugtransportmechanismus, der mit dem ersten Werkzeugwechselmechanismus verbunden ist und sich horizontal in bezug auf das Magazin erstreckt, um ein Werkzeug bei nach unten gerichtetem Schaft horizontal zu transportieren, einen vertikalen Werkzeugtransportmechanismus, der mit dem horizontalen Werkzeugtransportmechanismus verbunden ist und sich entlang der Säule der Werkzeugmaschine erstreckt, um das Werkzeug vertikal zu transportieren, einen zweiten Werkzeug-Wechselmechanismus, der an einer Seite des vertikalen Werkzeug-Transportmechanismus angeordnet ist, um von diesem ein Werkzeug zu übernehmen, dessen Schaft nach unten gerichtet ist, und durch einen Zwischen-Werkzeug-Kastenmechanismus, der an einer Seite des Spindelkopfes schwenkbar gelagert ist, um das Werkzeug von dem zweiten Werkzeug-Wechselmechanismus zur Spindel zu übertragen, nachdem das Werkzeug horizontal gedreht worden ist.
Pie Erfindung wird anschließend anhand der Zeichnungen eines Ausführungsbeispiels erläutert- Es zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung gemäß der Erfindung;
2 eine Draufsicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung 909819/0804
Fig. 3a eine Vorderansicht des horizontalen Werkzeug-Transportmechanismus der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 3d eine Draufsicht der Werkzeug-Wechsel-Armanordnung des in Fig. 3a gezeigten horizontalen Werkzeug-Transportmechanismus ;
Fig. 3c eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3c-3c in Fig. 3b; ,
Fig. 4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie IV-IV in Fig. 3a;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines Deckels zum Abdecken des Förderers des horizontalen Werkzeug-Transportmechanismus, der in Fig. 3a gezeigt ist;
Fig. 6 eine Vorderansicht des vertikalen Werkzeug-Transportmechanismus der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, teil- · weise ausgeschnitten;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII in Fig. VI;
Fig. 8 eine Vorderansicht des Werkzeug-Transportmechanismus und eines mit diesem kooperierenden Mechanismus;
Fig. 9 eine Vorderansicht des Zwischen-Werkzeug-Kastenmechanismus der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 10 eine Querschnittsansicht entlang der Linie X-X in Fig. 9;
Fig. 11 eine Querschnittsansicht antlang der Linie XI-XI in Fig. 10.
Fig. 12 eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht des Mechanismus zum Antreiben und Steuern des Armes des Werkzeug-Wechselmechanismus der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung;
Fig. 13a bis 13f schematische perspektivische Ansichten zur Erläuterung aufeinanderfolgender Arbeitsvorgänge des Werkzeug-Wechselmechanismus, der in Fig. 8 gezeigt ist und
Fig. 14a bis I4c Schaltbilder von hydraulischen Schaltungen zum Antrieb verschiedener Mechanismen der Vorrichtung der Fig. 1. 909819/0804
Die Figuren 1 und 2 zeigen in einer Vorderansicht bzw. Draufsicht eine automatische Werkzeug-Wechselvorrichtung für eine auf dem Boden stehende Horizontal-Fräs- und -Bohrmaschine, in der ein Spindelkopf 2 an einer Seite der Säule 1 der Werkzeugmaschine so gelagert ist, daß er in vertikaler Richtung bewegbar ist. Ein Schlitten oder ein Kolben 6 zur Vor- und Rückwärtsbewegung ist an der Frontseite des Spindelkopfes 2 gelagert. Innerhalb des Schlittens oder Kolbens 6 ist eine Spindel 5 abgestützt, die durch einen nicht gezeigten Motor angetrieben wird. Die Säule 1 ist auf einem Säulen-Bett oder -Basisteil 3 befestigt, welches seitlich (in bezug auf Fig. 1) bewegbar ist.
Ein Werkzeugmagazin 100 (vergl. Fig. 2), welches eine Anzahl von Werkzeugen aufnimmt, ist ebenfalls an der linken Seite des Basisteils 3 befestigt. Ein horizontaler Werkzeug-Transportmechanismus 300 ist an der Seitenfläche der Säule befestigt, um in horizontaler Richtung ein Werkzeug aus dem Magazin 100 in eine Position in der Nähe des unteren Endes der Spindel 5 zu transjortieren, und ein erster Werkzeug-Transportmechanismus 200 ist am vorderen Ende des Transportmechanismus 300 angeordnet. Ein vertikaler Transportmechanismus 400, der sich längs der Säule 1 nach oben erstreckt, ist in der Nähe des anderen Endes des horizontalen Transportmechanismus 300 angeordnet, und ein Zwischen-Werkzeugkastenmechanismus 500 ist an der Seite des Transportmechanismus positioniert. Ein zweiter Werkzeug-Transportmechanismus ist zwischen dem Werkzeugkastenmechanismus 500 und der Spindel 5 angeordnet. Das Werkzeug wird, wie noch anschließend beschrieben wird, vom Werkzeugkastenmechanismus 500 zur Spindel 5 übertragen.
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In der oben beschriebenen Vorrichtung wird das Werkzeug in einer vertikalen Lage, in der sein Schaftabschnitt nach unten zeigt, vom Werkzeugmagazin 100 zum Werkzeugkastenmechanismus 500 transportiert, und das Werkzeug wird stabil befördert, während zugleich die vorbestimmte Position aufrechterhalten wird, indem eine Positionierungs-Keilnut für das Werkzeug vorgesehen ist, die dazu dient, in Eingriff mit einem Positionierungskeil zu kommen, der für den Transportmechnismus vorgesehen ist. Wenn das Werkzeug in dem Werkzeugkastenmechanismus 500 untergebracht ist, wird es schließlich horizontal gedreht, um in einer Position parallel zur Spindel zu gelangen, und es wird ferner gegen ein Werkzeug ausgewechselt, das an der Spindel 5 befestigt war, um ein Werkstück im Zuge eines Fräs- oder Bohrvorganges zu bearbeiten.
Der oben erläuterte Mechanismus wird nun anschließend im einzelnen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es wird zunächst auf Fig. 2 Bezug genommen. Das Werkzeugmagazin 100 enthält ein Grundteil 101, das mit einer elliptischen Aussparung an seiner Oberseite in seinem zentralen Abschnitt versehen ist, und rund um den gesamten Umfang dieser Aussparung sind zahlreiche, gleichmäßig beabstandete Werkzeugkästen 102 in einer drehbaren Anordnung vorgesehen. Im mittleren Teil der Oberseite eines jeden Werkzeugkastens 102 ist eine Öffnung zum Einführen und Haltern eines Werkzeugs ausgebildet, und ein Keil 104 ist in der Nähe der Öffnung 103 vorgesehen, um in die Aussparung hineinzuragen, derart, daß er in Eingriff mit der Positionierungsnut des Werkzeuges kommt, um dadurch das Werkzeug in einer vorbestimmten Position zu sichern. Eine nicht gezeigte Verzahnung ist an der Innenseite des Werkzeukastens 102 ausgebildet, um in Eingriff mit einer Kette 105 zu kommen, die an der Innenseite des Kastens 102 angeordnet ist. Wenn daher die Kette 105 durch ein Kettenrad 106 in Umlauf gesetzt wird, das seinerseits durch einen
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Hydraulikmotor 110 angetrieben wird, werden die Werkzeugkasten 102 im Uhrzeigersinn gedreht, und damit die Kästen gleichmäßig oder gleichförmig umlaufen, sind Fortsätze vorgesehen, die sich von den Außenseiten der Kästen 102 gegen das Grundteil 101 erstrecken, sowie Rollen, die von diesen Fortsätzen getragen werden, um auf der Oberfläche des Grundteils 101 abzurollen.
Codierungsflächen mit unterschiedlichen Formen sind an den Außenseiten der Fortsätze der Werkzeugkästen 102 ausgebildet, um die Werkzeuge einzustellen, die durch die Öffnungen 103 der Werkzeugkasten 102 in einer vertikalen Lage gehalten werden. Die Drehung des Kettenrads 106 wird dadurch angehalten, daß eine vorbestimmte, ausgewählte Codierungsfläche 107 durch eine Vorrichtung 108 zum Abfühlen und Unterscheiden der Form der Codierungsfläche 107 abgefühlt wird, die am Grundteil 1Ö1 angeordnet ist. Wenn folglich ein ein erwünschtes Werkzeug haltender Kasten 102 an einem Abschnitt in der Nähe der Werkzeugwechselposition des Werkzeugwechselmechanismus 200 angehalten wird, um die Werkzeuge zu wechseln, wobei angenommen wird, daß die Codierungsfläche dem erwünschten Werkzeug entspricht, und an einem der Kästen 102 ausgebildet ist, die dem Kasten voranläuft, welcher das auszuwechselnde Werkzeug hält, wird das Werkzeug an der Werkzeugwechselposition durch Abfühlen der Codierungsfläche des vorbestimmten voranlaufenden Werkzeugkastens 102 angehalten. Als Codierungsflächen-Abfüllvorrichtung 108 kann eine Vorrichtung verwendet werden, die die Codierung mechanisch berührt und abliest, oder es kann eine optische Vorrichtung angewendet werden, die das Licht verarbeitet, welches durch die Codierungsfläche reflektiert oder übertragen wird. Tatsächlich wird die Codierungsfläche abgelesen, nachdem dieser das erwünschte Werkzeug haltende Kasten 102 etwas an dem Keil und der Werkzeug-Wechselposition vorbeigelaufen ist, und der Kasten 102 angehalten worden ist. Der Kasten 102 wird dann etwas zurückbewegt (entgegen dem Uhrzeigersinn) und in der Position wieder angehalten, und zwar durch ein Anschlagteil in der Art eines Sperrades.
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Es wird nun auf die Figuren 1 und 2 sowie auf die Figuren 3a bis 3c Bezug genommen. Der erste Werkzeug-Wechselmechanismus 200 weist eine Werkzeugwechsel-Armanordnung 201 auf, welche dazu dient, das an der Werkzeugwechselposition des Werkzeugmagazins 100 positionierte Werkzeug auf den Werkzeugkastenträger 302 des horizontalen Werkzeugtransportmechanismus 300 zu übertragen und ferner das gebrauchte Werkzeug im ■ Werkzeugkastenträger 302 in den Kasten 102 des Werkzeugmagazins 100 zu überführen. Die Werkzeugwechsel-Armanordnung 201 ist mit Armen 202 versehen, die sich in horizontaler Richtung erstrecken und halbkreisförmige Halteabschnitte 203 zur Halterung der Werkzeuge aufweisen. Der halbkreisförmige-Halter 203 enthält einen halbkreisförmigen Vor-sprurg., 204, um das Herausfallen des Werkzeugs aus dem Halter zu verhindern, und zwar aufgrund des Eingriffs in die ringförmige Nut des Werkzeugs. Er enthält ferner einen Keil 205, der in Eingriff mit der Keilnut des Werkzeuges kommt, um das Werkzeug fest in Position zu halten. Ein Arretierstift 206 ist in der Nähe des Basisteils des Halters 203 angeordnet, und der Arretierstift wird stetig durch eine nicht gezeigte Federanordnung in den Halter 203 hineingedrückt.
Eine Welle 211 ist an der Unterseite der Armanordnung 201 befestigt, und ein nicht gezeigtes Ritzel, das am unteren Ende der Welle 211 festgemacht ist, kämmt mit einer der Zahnstangen, die für die Kolbenstangen der hydraulischen Zylinder-Kolbenanordnungen 212 und 213 vorgesehen sind. Die Armanordnung 201 wird daher gedreht, wenn die hydraulische Zylinder-Kolbenanordnung in Funktion tritt. Die Welle 211 ist mit einer hydraulischen Zylinder-Kolbenanordnung 214 verbunden, die sich in vertikaler Richtung erstreckt, so daß die Armanordnung 201 auch nach oben und unten bewegt werden kann.
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Wenn die Armanordnung 201 horizontal gedreht wird, und sich jeder der Werkzeughalter 203 dem auszuwechselnden Werkzeug nähert, wird der Arretierstift 206 durch die Seitenfläche des Werkzeugs belastet und gegen die Kraft der Feder in die Armanordnung 201 zurückgezogen. Dabei tritt das Werkzeug in den halbkreisförmigen Werkzeughalter 203 ein und kommt in Eingriff mit dem gebogenen Vorsprung 204 und dem Keil 205. Das Werkzeug vird durch den Arretierstift 206, der durch die Federanordnung wieder ausgefahren wird, so gehalten, daß es sich von dem Halter nicht lösen kann.
Die Armanordnung 201 kann mit zwei getrennten, ausragenden Haltern versehen sein, von denen der eine ein neues einzuwechselndes Werkzeug und der andere das gebrauchte Werkzeug trägt.
Der in den Figuren 3a, 3b, 3c, 4 und 5 gezeigte horizontale Werkzeug-Transportmechanismus 300 dient dem Zweck, das Werkzeug so zu tragen, daß sein Schaft in vertikaler Richtung nach unten zeigt, und er soll ferner das Werkzeug von dem ersten Werkzeug-Wechselmechanismus 200 zum vertikalen Werkzeug-Transport-Mechanismus 400 transportieren. Der Werkzeugkastenträger 302 ist an seiner Oberseite mit einem Kasten 311 versehen, in den der Schaft des Werkzeuges eingesetzt wird, und ferner enthält der Werkzeugkastenträger einen Keil 312, der in Eingriff mit der Positionierungskeilnut des Werkzeuges kommt. Der Transportmechanismus 300 umfaßt zwei Führungsstangen 301, die in vertikaler Richtung um einen vorbestimmten Abstand voneinander angeordnet sind. Die Führungsstangen 301 werden durch eine Führungsstangen-Halterung 307 getragen, die an der Säule 1 so befestigt ist, daß sie die Bewegung des Kastenträgers 302 nicht behindert. Eine endlose Kette 303 ist parallel zu den Führungsstangen zwischen zwei Kettenräder 304 gespannt, die die Kette 303 antreiben. Der Träger 302 weist horizontale Löcher auf, durch welche sich die Führungsstangen lose hindurch erstrecken, und die endlose Kette 303 ist am Kastenträger 302 festgemacht. Der Kastenträger 302 wird folglich entlang den Führungsstan-
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gen 301 zwischen dem ersten Werkzeug-Wechselmechanismus 200 und dem vertikalen Transportmechanismus 400 hin- und herbewegt, wenn die Kettenräder 304 rotieren, die durch einen nicht gezeigten Hydraulikmotor angetrieben werden, nachdem man dessen Drehgeschwindigkeit verringert hat.
Um die Führungsstangen 301 gegen Späne oder Schmutz bzw. Staub zu schützen, ist, wie in Fig. 5, gezeigt, ein Deckel 308 vorgesehen. Der Deckel oder die Abdeckung 308 besteht aus einer Metallplatte mit L-förmigem Querschnitt, und seine Seitenflächen und die Oberseite erstrecken sich entlang den Führungsstangen 301. Der untere Teil des Deckels 308 ist mittels eines Stiftes 309 schwenkbar an dem vorstehenden Teil der Säule angebracht und mit dem Kolben einer hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung 300 verbunden, von der das eine Ende schwenkbar an der Säule 1 gelagert ist. Diese Konstruktion ermöglich es, daß der Deckel 308 in seiner in Fig. 5 in strichpunktierten Linien angedeutete Offen-Stellung gedreht werden kann, und wenn sich der Werkzeugkastenträger 302 entlang den Führungsstangen 301 bewegt, wird der Deckel 308 geöffnet, so daß er die Bewegung des Trägers 302 nicht behindert.
Für den Fall, daß ein Werkzeug aus dem Werkzeugkasten 102 · des Werkzeugmagazins 100 zum Werkzeugkastenträger 302 übertragen werden soll, wird der Kasten 102, welcher das durch die Codierungsfläche-Abfühlvorrichtung ausgewählte Werkzeug haltert, an der vorbestimmten Werkzeugwechselposition angehalten, das ist die Stelling oder Lage des untersten Kastens 102 in Fig. 2, und zu diesem Zeitpunkt hat der Kastenträger 302 bereits seine Werkzeugwechselposition erreicht,die in Fig. 3a gezeigt ist. Wenn der Kasten 102 und der Träger 302 an ihrer Werkzeugwechselposition angehalten worden sind, wird die Armanordnung 201 um 90°' im Uhrzeigersinn gedreht, und die Halter 203 haltern das neue Werkzeug im Kasten 102 und das gebrauchte Werkzeug im Träger 302. In der nächsten Stufe bewegt sich die Armanordnung 201 nach oben,(in bezug auf die Seitenfläche der Säule 1 in Fig. 2 in vertikaler Richtung), um beide Werkzeuge herauszuziehen, dann um 180° zu drehen
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und nach unten zu bewegen. Auf diese Weise werden die neuen und gebrauchten Werkzeuge ausgewechselt und in den Träger und den Kasten 102 eingeführt, und nach dem Wechseln der Werkzeuge wird die Armanordnung 201 wieder um 90° gedreht, um in die Ausgangsstellung zurückzukehren.
Hinsichtlich des oben beschriebenen Werkzeug-Wechselmechanismus ist noch festzuhalten, daß, da der Kasten 102 und das neue, einzuwechselnde Werkzeug durch die Codierungsfläche 107 aufeinander abgestimmt sind, das gebrauchte oder benutzte Werkzeug in den Kasten 102 zurückgeführt werden muß, nachdem der dem Werkzeug entsprechende Kasten eingestellt wurde. In einem System, in dem jedoch die Werkzeuge selbst mit Codierungsflächen versehen sind, oder ein elektrischer Computer das erwünschte Werkzeug und die Positionen der Kästen 102 steuert, kann- das gebrauchte Werkzeug in jeden beliebigen leeren Kasten 102 im Werkzeugmagazin eingeführt werden. Gleichwohl erfolgt jedoch in jedem System die Auswahl des neuen Werkzeugs und des Kastens, während des Fräs- oder Bohrvorganges der Werkzeugmaschine,um die Zeitspanne für das Wechseln der Werkzeuge zu verkürzen.
Der vertikale Werkzeug-Transportmechanismus 400, der in den Figuren 6 und 7 gezeigt ist, weist eine Drehwelle 403 auf, die sich in vertikaler Richtung entlang der Seitenwand der Säule 1 erstreckt. Die Drehwelle 403 ist an ihrem unteren Ende durch ein tragendes Teil 410 drehbar '■ abgestützt, sowie an ihrem oberen Ende durch ein nicht gezeigtes Lager. Die Drehwelle 403 wird durch hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnungen C, und Ca um vorbestimmte Winkel gedreht, die in dem tragenden Teil 410 derart angeordnet sind, daß an den Kolben der Anordnungen C, und Ca befestigte Zahnstangen mit Ritzel kämmen, die am unteren Ende der Drehwelle 403 vorgesehen sind. Diese Drehwelle ist ferner mit einer Keilnut 403A versehen, in die ein nicht gezeigter Keil eines Werkzeug-Transportarms 404 eingreift, der entlang der Drehwelle 403 nach oben und unten bewegbar und zusammen mit dieser drehbar ist.
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Der in Fig. 7 im Detail gezeigte Werkzeug-Transportarm 4o4 weist an seinem vorderen Ende ein Teil auf, welches als Werkzeughalter dient, wie beispielsweise einer der Halter 203 der Armanordnung 201, und dieser Werkzeughalter ist mit einem kreisrunden Vorsprung, einem Keil und einem Arretierstift 414 versehen, so daß das Werkzeug so vertikal gehalten werden kann, daß sein Schaft nach unten gerichtet ist. Obwohl der Arretierstift 414 so konstruiert ist, daß er sich zurückgehen kann, wenn das Werkzeug in den Halter des Armes 404 eingesetzt wird, wird er nicht zurückgezogen, um mit dem Arretierstift 414, eine.· Feder 415, einen Nocken 420 und ein Stück 420a in Eingriff zu bringen, wenn der Arm 404 in die durch volle Linien und in die durch die oberen strichpunktierten Linien in Fig. 7 gezeigte Position gebracht wird. Wenn demzufolge der Arm 404 in diesen Stellungen positioniert ist, wird das Werkzeug fest in dem Halter des Armes 404 fixiert. Wenn jedoch der Arm 404 in die durch die unteren strichpunktia·- ten Linien gezeigte Stellung bewegt wird, (das ist die schräge Stellung in Fig 7), so ist der Arretierstift 414 zurückziehbar, da sich das Stück 420a von der Fläche des Nockens 420 trennt.
Ein horizontaler Deckel 411 ist am Basisteil des Werkzeugtransportarmes 404 angebracht, um den rotierenden Teil des Armes 404 gegenüber Spänen und Schmutz zu schützen, und ein vertikaler Deckel 407 ist ebenfalls vorgesehen, um die Drehwelle 403 zu schützen. Der Deckel 407 ist an der Außenseite der Welle 403 angeordnet und erstreckt sich entlang dieser in vertikaler Richtung. Das Basisteil des Deckels 407 ist an einem Arm 416 schwenkbar gelagert, so daß der Deckel 407 in einer horizontalen Ebene drehbar ist. Wenn der Arm 404 am unteren Endabschnitt der Welle 403 positioniert ist, um das Werkzeug aufzunehmen, wird der Deckel durch einen nicht gezeigten Motor gedreht, der oberhalb des Deckels 407 angeordnet ist und das Werkzeug wird dadurch vor Spänen oder dergleichen geschützt, und wenn der Arm 404 sich nach oben bewegt, wird der Deckel 407 so gedreht, daß er die Bewegung des Armes nicht stört.
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Eine endlose Kette 402 ist entlang der Drehwelle 403 zwischen oberen und unteren Kettenrädern 401 gespannt. Das obere Kettenrad wird durch einen Hydraulikmotor gedreht, der über dem Kettenrad angeordnet ist, und zwar über ein Ritzel, eine Schnecke und ein Schneckenrad-(nicht gezeigt)/ und das untere Kettenrad wird von einem Arm 413. getragen, der an einer Gewindespindel 412 befestigt ist, die aus dem tragenden Teil 410 hervorsteht. Die endlose Kette 402 wird folglich durch Drehung.des oberen Kettenrads 401 angetrieben. Ein Teil der endlosen Kette 402 ist mit dem Werkzeug-Transportarm 404 verbunden, so daß der Arm 404 vertikal in Abhängigkeit von der Bewegung der Kette 402 über die Drehwelle 403 bewegt wird.
Der Transport des Werkzeugs vom Werkzeugkastenträger 302 des horizontalen Werkzeug-Transportmechanismus 300 zum Werkzeug-Transportarm 404 erfolgt derart, daß der Arm 404 zunächst in die unterste Stellung der Drehwelle eingestellt wird und die in Fig. 7 durch strichpunktierte Linien angedeutete Position einnimmt. In dieser Lage wird der Kastenträger 302 gegen das rechte Ende (in Fig. 3a) bewegt, und dann wird der Arm 404 in die in Fig. 7 durch volle Linien gezeigte Stellung gedreht, wodurch das Werkzeug durch den Halter des Armes 404 erfaßt und festgehalten wird.
Wie in Fig. 8 gezeigt ist, befindet sich der Zwischen-Werkzeug-Kasten-Mechanismus 500 in der Nähe des oberen End-Bewegungsabschnitts des Armes 404 entlang der Seitenfläche des Spindelkopfes 2. Der Werkzeug-Kasten-Mechanismus 500 kann gemäß Fig. 8 um 90° geneigt werden, und zwar gegen einen Beobachter hin, und der Werkzeugkasten 502 in diesem Kastenmechanismus 500 ist entlang Führungsschienen 501 nach oben und unten bewegbar.
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Der Werkzeugwechselarm 404 wird in einer Stellung angehalten, die der Stellung des Spindelkopfes 2 innerhalb eines vorbestimmten Hubs der Drehwelle 403 entspricht, und zwar durch einen nachstehendnodi zu beschreibenden Endschalter. Der Spindelkopf 2 ist zu diesem Zweck mit einem abstehenden Anschlagsteil 642 und einem Endschalter L^0 versehen, der am unteren Abschnitt des Anschlagteils 642 befestigt ist. Ein Nocken für den Endschalter L^0 ist am Arm 404 befestigt, und wenn sich der Arm 404 nach oben bewegt, und in Berührung mit dem Endschalter L10 kommt, wird ein elektrisches Signal erzeugt, um die Drehung des Hydraulikmotors M^ zu beenden, der Arm 404 bewegt sich jedoch aufgrund des Trägheitsvermögens weiter nach oben und kommt in einer vorbestimmten Position zum Stillstand, die dem Spindelkopf 2 entspricht, wenn er nämlich am Anschlagteil 642 anschlägt.
In der Zwischenzeit erfolgt der Transport des Werkzeugs vom Arm 404 des vertikalen Werkzeug-Transportmechanismus 400 zom Werkzeugkasten 502, derart, daß der Arm 404, der entlang der Drehwelle 430 nach oben bewegt und durch das Anschlagteil 642 angehalten wird, anschließend horizontal um 180° aus der in Fig. 8 gezeigten Position gegen die rechte Seite der Drehwelle 403 gedreht wird. In dieser Lage wird der Werkzeugkasten 502 nach oben bewegt, und der Schaft des Werkzeugs, das in vertikaler Lage im Arm 4o4 gehalten ist, wird in den Kasten 502 eingeführt. Anschließend wird der Arm 404 im Uhrzeigersinn in die Stellung gedreht, die in Fig. 7 durch die unteren strichpunktierten Linien angedeutet ist, und das Nockenfolger-Stück 420a trennt sich von der Nockenfläche 420, wodurch das Werkzeug von dem Halter des Armes 404 entgegen der Kraft des Arretierstiftes 414 getrennt und nur durch den Werkzeugkasten 502 gehalten wird. Der Werkzeugkasten 502 wird schließlich gemäß Fig. 8 um 90 nach vorne geneigt.
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Im folgenden wird der Zwischen-Werkzeug-Kasten-Mechanismus 500 im Detail unter Bezugnahme auf die Figuren 9 bis 11 beschrieben.
Im Kastenmechanismus 500 sind die Führungsschienen 501 parallel und mit einem konstanten Abstand in einer vertikalen Lage angeordnet. .Die unteren Enden der Schienen sind an einer Grundplatte 518 befestigt, deren unterer Teil über einen Stift 514 durch ein Abstützteil 515 gehalten ist, das sich vom Spindelkopf 2 weg erstreckt. Der obere Teil der Grundplatte 518 ist über einen Stift 516 durch das vordere Ende der Kolbenstange 519 einer hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung 517 verschwenkbar gehalten, die ihrerseits drehbar am Spindelkopf 2 gelagert ist.
Aufgrund dieser Konstruktion kann der Kastenmechanismus 500 in bezug auf den Spindelkopf 2 durch die hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung um 90° um den Stift 514 gedreht werden. Eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung 509 ist in vertikaler Lage an der Grundplatte 518 befestigt, und das eine Snde einer ebenen Abstützplatte 520, die'in ihrem mittleren Abschnitt mit einer den Einlaß für den Werkzeugkasten 502 bildenden Öffnung versehen ist, ist am vorderen Ende (das ist das obere Ende in Fig. 10) der Hydraulik-Zylinder-Kolben- Anordnung 509 befestigt. Die Öffnung des Kastens 502 hat im wesentlichen den gleichen Durchmesser wie das Werkzeug und ist nach unten konisch abgeschrägt, und das obere Ende eines zylindrischen Teils 521, das koaxial zur Öffnung der Platte 520 liegt, ist an der Unterseite der tragenden Platte 520 befestigt. Das zylindrische Teil 521 ist entlang den Führungsschienen 501 stabil nach oben und unten bewegbar und der untere Abschnitt des Teils 521 ist mit einem zylindrischen Halter 513 fest verschraubt, der in das Teil 521 hineinragt. Ein Werkzeugbehälter 511 ist in dem Werkzeughalter 513 verschiebbar angeordnet sowie koaxial zum Halter 513 ausgerichtet, und die innere Umfangsflache des Werkzeugbehälters 511 ist so geformt, daß sie den Zugstift des Werkzeugschaftes aufnehmen kann.
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Eine Platte 507 mit einem an der Unterseite des Halters 513 anliegenden Fortsatz ist am unteren Ende des Werkzeugbehälters 511 angeschraubt. Ein Anschlag 522 ist an den unteren Enden der Führungsschienen 501 befestigt, wobei dieser Anschlag 522 dem Zweck dient, einen nicht gezeigten Endschalter zu betätigen, wenn der Werkzeugkasten 502 durch die hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung 517 um 90° geneigt wird, so daß er eine horizontale Stellung einnimmt.
Wie in Fig. 9 gezeigt ist, sind die unteren Enden von Zugfedern 504 mit den beiden Enden einer Platte 507 verbunden, und die oberen Enden der Federn 504 sind an einer ringförmigen Abstützplatte 508 befestigt, die sich von der Außenfläche eines zylindrischen Körpers 521 weg erstreckt. Aufgrund der oben beschriebenen Konstruktion wird der an der Platte 507 befestigte Werkzeugbehälter 511 nach oben bewegt in Abhängigkeit von der Aufwärtsbewegung der tragenden Platte 520, welche verursacht wird durch die Bewegung der Kolbenstange 510. Wenn sich der Werkzeugbehälter 511 .nach oben bewegt und sich dabei seiner obersten Stellung nähert, wird das Werkzeug in den Kasten 502 eingeführt, und die beiden Enden der Platte 507 legen sich gegen ein Anschlagteil 531a, wodurch die Aufwärtsbewegung des Werkzeugbehälters 511 angehalten wird. Die tragende Platte oder Abstützplatte 520 wird jedoch, unabhängig von der Bewegung des Werkzeugbehälters 511, noch etwas weiter nach oben bewegt. Dabei wird der Schaft des Werkzeugs sicher im Werkzeugbehälter 511 gehalten, und zwar durch den Einsatz eines Schaft-AbStützmechanismus, der anschließend in Verbindung mit den Figuren 10 und 11 erläutert wird.
Der Schaft-Abstützmechanismus ist mit zahlreichen Arretierstiften 512 versehen, die verschiebbar in radialen horizontalen Bohrungen gelagert sind, welche in gleichem Abstand in der Umfangswand der Werkzeugbehälter 511 ausgebildet sind. Im vorlegenden Ausführungsbeispiel, welches in Fig. 11 gezeigt ist, sind drei Bohrungen vorgesehen. Die Köpfe dieser Arretierstifte 512 sitzen in ringförmigen Aussparungen, die an der
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Innenseite des Halters ausgebildet sind und welche an Abschnitten entsprechenden Aussparungen geringfügig konisch ausgeführt sind, wie Fig. 10 zeigt. Normalerweise ragen die vorderen Enden der Arretierstifte 512 nicht in den. Werkzeugbehälter 511, sie befinden sich daher nicht im Arretierzustand. Wenn der Werkzeugbehälter 511 in der Nähe seiner obersten Stellung durch das Anschlagteil 531a in der zuvor beschriebenen Art und Weise angehalten wird, und wenn sich ferner der Halter nach oben bewegt, werden die Arretierstifte 512 von den Böden der Aussparungen der Halter 513 nach vorne gedrückt, und zwar aufgrund der konischen Innenfläche des Halters 513. Dabei legen sich die vorgeschobenen Arretierstifte 512 gegen den in Fig. 10 in strichpunktierten Linien gezeigten Zugstift des Werkzeugs und stützen diesen in radialen Richtungen ab, wodurch das Werkzeug arretiert wird.
Der Zwischen-Werkzeug-Kasten-Mechanismus 500 enthält ferner eine Vorrichtung zum Eingriff in die Keilnut des Werkzeugs und Festlegung der Drehstellung des Werkzeugs. Diese Vorrichtung weist, wie Fig. 9 zeigt, eine Stange 503 auf, die durch zwei Klemmplatten 503a und 503b in bezug auf die Seitenwand des zylindrischen Teils 521 zwar vertikal verschiebbar, jedoch nicht drehbar gehalten ist. Die Stange 503 ist an ihrem unteren Teil mit einem abstehenden Stift 530 versehen, der in Eingriff mit einer Aussparung oder einem Schlitz steht, welcher am vorderen Ende eines Schwenkhebels 505 ausgebildet ist,der seinerseits an seinem Mittelteil durch das zylindrische Teil 521 schwenkbar abgestützt ist. Das Basisteil des Hebels 505 ist mit dem unteren Ende einer Zugfeder 506 verbunden, deren oberes Ende an dem Teil 521 fixiert ist.
Wenn aufgrund dieser Konstruktion das zylindrische Teil 521 die in Fig. 9 durch volle Linien gezeigte untere Stellung einnimmt, wird der Hebel 505 durch die Feder 506 so vorgespannt, daß er sich im Uhrzeigersinn dreht, und das obere vordere Ende der Stange 5Ö3a ragt nicht über die Oberseite der tragenden Platte oder Abstützplatte 520 hinaus. Dies ist der entsperrte oder nicht arretierte Zustand. Wenn, wie in Fig.
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durch strichpunktierte Linien angedeutet ist, das zylindrische Teil 521 nach oben bewegt wird, kommt das rechte Ende des Hebels 505 in Anlage mit dem Anschlagteil 531, das an dem Zwischenabschnitt der Führungsschiene 501 festgemacht ist, und der Hebel 505 wird entgegen der Kraft der Feder 506 im Uhrzeigersinn gedreht. Zu diesem Zeitpunkt ragt das obere Ende der Stange 503 aus der Abstützplatte 520 hervor und kommt in Eingriff mit der Keilnut des Werkzeugs im Werkzeugkasten 502, wodurch das Werkzeug sicher positioniert und seine Drehung verhindert wird. Dies stellt den arretierten Zustand dar.
Der zweite Werkzeug-Wechselmechanismus 600, der den Werkzeugwechsel des neuen Werkzeugs im Werkzeugkasten 502, der in horizontaler Richtung um 90 geneigt ist, gegen des gebrauchte Werkzeug auf der Spindel 5 auswechselt, wird nun ansdiließend unter Bezugnahme auf die Figuren 8, 12 und 13a bis 13f beschrieben.
Aus Fig. 8 geht hervor, daß der zweite Werkzeugwechselmechanismus 600 unterhalb des Mechanismus 500 angeordnet ist. Der zweite Werkzeug-Wechselmechanismus 600 umfaßt einen Schwenkblock 631, der einen Antriebsmechanismus, enthält, um einen Werkzeug-Wechselmechanismus 601 zu drehen. Dieser Block 631 ist horizontal so gelagert, daß er in bezug auf den Spindelkopf 2 um 90° gedreht werden kann. Der Block 631 enthält ferner eine Drehwelle mit einem Ritzel an ihrem unteren Ende, das mit einer Zahnstange kämmt, die am einen Ende der Kolbenstange 633 einer hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung 632 vorgesehen ist, die mit dem Spindelkopf 2 verbunden ist. Wenn daher die Kolbenstange 633 von der in Fig. 8 gezeigten Position weg nach rechts bewegt wird, wird der Block 631 gedreht, um den Arm 601 um 90° zu drehen. Der Wechselarm 601 und eine zylindrische Hohlwelle 612 desselben sind in der gleichen horizontalen Ebene wie die Spindel 5 positioniert, die sich seitlich des Blockes 631 in der Nähe der Drehwelle 403 befindet.
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Fig. 12 zeigt die Einzelheiten des zweiten Werkzeug-Wechselmechanismus 600, in dem die Hohlwelle 612 durch den Schwenkblock 631 drehbar abgestützt ist, und zwar durch Zwischenschaltung von Kugellagern 613 und 614, und der Flanschabschnitt der Welle 612 steht in Berührung mit dem Arm 601. Ein Schneckenrad 611 ist koaxial auf der Welle 612 befestigt, und es steht in Eingriff mit einer Schnecke 610, die über Untersetzungsräder 609a und 609b durch einen Hydraulikmotor 608 gedreht wird. Eine Schiebewelle 6o4 erstreckt sich durch die zylindrische Hohlwelle 612 entlang deren Achse, und das innere Ende dieser Welle 604 ist über ein Drucklager 651 und eine Kugelkupplung 652 mit einer hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung 607 verbunden.
Der Zylinder 607 enthält das eine Ende einer Kolbenstange 606, deren anderes Ende an dem Block 631 befestigt ist,.und der Zylinder 607 ist an seinem Basis-Flanschteil mit einem durchgehenden Loch versehen, durch welches sich ein vom Block 630 abstehender Führungsstift 615 erstreckt, um die Drehung des. Zylinders 607 zu verhindern. Eine Druckfeder 605 ist in der Hohlwelle 612 untergebracht, um die Schiebewelle 604 stets gemäß Fig. 12 nach links zu drücken. Wenn der hydraulische Druck in der Kammer A des Zylinders 607 angehoben wird, wird der Zylinder zusammen mit der Schiebewelle 604 nach links bewegt, und das konische vordere Ende der Welle 604 legt sich gegen das eine Ende eines Stiftes 603» der im Arm 601 verschiebbar angeordnet ist. Ein Klemmschuh 602 ist für das andre Ende des Stiftes 603 vorgesehen. Wenn demzufolge die Welle 604 sich nach links bewegt, wird der Stift 603 durch die konische Fläche der Welle 604 nach oben gedrückt, und der Klemmschuh 602 wird dann gegen den Werkzeug-Halteteil des Armes 601 geschoben. Dieser Werkzeug-Halteteil ist nicht gezeigt, er hat jedoch im wesentlichen die gleiche Form wie derjenige der Armanordnung 201 und dient zur Halterung des Werkzeugs.
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Außer diesem Arretiermechanismus enthält der zweite Werkzeug-Wechselmechanismus 600 einen Anschlagmechanismus zum Anhalten des Arms 601 in seiner vertikalen Position, wenn nämlich der Arm 601 im entsperrten Zustand des Arretiermechanismus und eines Mechanismus zur horizontalen Halterung des" Arms 6Oi im Uhrzeigersinn rotiert, der nur zuläßt, daß sich der Arm 601 im Uhrzeigersinn dreht, nicht jedoch entgegen dem Uhrzeigersinn.
Der Anschlagmechanismus arbeitet wie folgt, wenn der Arretiermechanismus in Funktion ist:
Ein Stift 618, der vom unteren Ende einer Seitenplatte 616, die am Zylinder 607 befestigt ist, nach unten ragt, bewegt sich vertikal in Abhängigkeit von der Bewegung des Zylinders 607, und der Stift 618 ist lose in einen Schlitz eingesetzt, der an einem Ende einer Verbindungsplatte 620 ausgebildet ist, die von einer Welle 634 schwenkbar getragen wird. Das andere Ende der Verbindungsplatte 620 liegt auf dem einen Ende eines Anschlagstiftes 624 auf, der durch eine Druckfeder 623 stetig gegen die Verbindungsplatte 620 gedrückt wird.
Jn einem Zustand, in dem das Werkzeug gehalten wird, und wo der Zylinder 607 nach vorne (gemäß Fig. 12 nach links) eingestellt ist und sich der Klemmschuh 602 in den Halteteil des Armes 601 erstreckt, wird, da der Anschlagstift 624 aufgrund des Einflusses der Feder 623 nicht aus dem Block 631 hervorsteht, der Arm 601 gedreht. Wenn jedoch Hydrauliköl dem Zylinder 607 derart zugeführt wird, daß er sich nach hinten oder zurück bewegt, wird der Stift 618 mit diesem zusammen nach hinten bewegt, wodurch die Verbindungsplatte 620 im Uhrzeigersinn gedreht wird. Der Anschlagstift 624 wird dabei nach links entgegen der Kraft der Feder 623 bewegt, und das vordere Ende dieses Stiftes 624 ragt aus dem Block 631 hervor und legt sich gegen einen nicht gezeigten Block, der
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von der rückwärtigen Seite des Armes 601 wegragt, um in vertikaler Richtung den Arm 601 anzuhalten, wenn er im Uhrzeigersinn gedreht wird.
Der Mechanismus zur horizontalen Halterung des Armes 601 arbeitet so, daß er eine frei Uhrzeigerdrehung des Armes ermöglicht, denselben jedoch in der horizontalen Stellung festhält, wenn die Drehung des Armes 601 umgekehrt wird, so daß er entgegen dem Uhrzeigersinn rotiert. Dieser Mechanismus weist eine Schwenkwelle 640 auf, die durch den Block 631 derart drehbar abgestützt ist, daß sich die Welle 640 unter einem rechten Winkel in bezug auf die Welle 612 erstreckt. Das eine Ende dieser Welle 640 ist an einem Anschlagteil 641 befestigt, welches eine abgeschrägte Seitenfläche 643 aufweist, und eine Anschlagschraube 626 ist in seine andere Seite eingedreht, wobei das obere Ende der Schraube 626 gegen einen ortsfesten Teil 629 anliegt, der vom Block 631 absteht.
Ein Stift 625, der von der Rückseite des Armes 601 absteht, liegt an der Seitenfläche des Anschlagteils 641 an, wenn der Arm 601 im Uhrzeigersinn gedreht wird, und das Anschlagteil 641 wird gedreht, wenn sich der Stift 625 entlang der abgeschrägten Seitenfläche 643 nach oben bewegt, und zwar in Abhängigkeit von der Drehung des Armes 601 im Uhrzeigersinn, wodurch das Anschlagteil 641 in einer Richtung gedreht wird, daß die Anschlagschraube 626 vom ortsfesten Teil 629 getrennt wird. Folglich wird der Arm 601 im Uhrzeigersinn gedreht, ohne daß er daran durch den Anschlagmechanismus gehindert wird, der vorstehend beschrieben ist. Wenn jedoch der Arm 601 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird und seine horizontale Stellung erreicht, legt sich der Stift gegen die obere Seite des Anschlagteils 641, wie in Fig. gezeigt ist, um die Drehung des Armes 601 anzuhalten, wodurch die horizontale Position des Armes aufrechterhalten wird.
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Es wird nun auf die Figuren 13a bis 13f Bezug genommen. Das neue Werkzeug im Werkzeugkasten 502 wird durch den Einsatz des zweiten Wechselmechanismus 600 in der folgenden Art und Weise gegen das gebrauchte Werkzeug auf der Spindel ausgewechselt:
In Fig. 13a nimmt der Werkzeugkasten 502 in seiner obersten Stellung das neue Werkzeug von dem Arm 404 des vertikalen Werkzeug-Transportmechanismus 400 auf und hält dieses fest, und zu diesem Zeitpunkt beginnt der Schwenkblock 631 des zweiten Werkzeug-Wechselmechanismus 600 nicht mit der Drehung, und der Arm 601 ist an der einen Seite des Spindelkopfes 2 positioniert.
Fig. 13b zeigt einen Zustand, in dem der Block 631 durch die hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung 632 um 90° gedreht ist, um den Arm 601 in die Stellung zu bewegen, in der die Hohlwelle 612 parallel zur Spindel in einer horizontalen Ebene liegt.
ImiHchsten in Fig. 13c gezeigten Schritt wird der Zwischen-Werkzeug-Kasten-Mechanismus 500 nach vorne um 90° geneigt, und zwar durch entsprechende Bewegung der Kolbenstange 519 der hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung 517. Auf diese Weise wird das im Kastenmechanismus 500 gehaltene Werkzeug parallel zur Spindel 5 in einer horizontalen Ebene positioniert, und der Abstand von der Hohlwelle 612 zu dem gebrauchten, auf der Spindel befestigten Werkzeug ist gleich dem Abstand von der Hohlwelle 612 zu dem neuen Werkzeug, das im Kasten 502 des Kastenmechanismus 500 gehalten ist. Der Arm 601 wird zu diesem Zeitpunkt nicht angetrieben und verbleibt auch in seiner ursprünglichen vertikalen Stellung.
Der Arm 601 wird dann, wie in Fig. 13d gezeigt ist, um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, um das neue und gebrauchte Werkzeug mittels der Halteabschnitte zu haltern, die an beiden Enden des Armes 601 ausgebildet sind. Nach dieser Halterung
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der Werkzeuge wird, wenn das zylindrische Teil 521 sich entlang den Führungsstangen 501 zurückbewegt (in einer Richtung, die in Fig. 13d durch einen Pfeil D angedeutet ist), auch die Spindel 5 zurückbewegt, und die Werkzeuge werden von dem Teil 521 bzw. der Spindel 5 getrennt. Wenn sich das zylindrische Teil 521 zurückbewegt, werden die Arretierstifte 512, die in Berührung mit dem Zugstift des Werkzeuges stehen, von diesem in einer Richtung getrennt, die entgegengesetzt zu der oben beschriebenen verläuft, wenn das Werkzeug nämlich arretiert wird.
Während beide Werkzeug von den tragenden Teilen getrennt werden, d.h. dem zylindrischen Teil 521 und der Spindel 5 und durch den Arm 601 gehalten werden, wird der Arm 601 um 180° in die in Fig. 13f gezeigte Stellung gedreht, wobei die Positionen der Werkzeuge entsprechend verändert werden. Das zylindrische Teil 521 und die Spindel 5 werden wieder nach vorne bewegt, um das gebrauchte Werkzeug und das neue Werkzeug zu haltern. Der Arm 601 wird dann um 90° im Uhrzeigersinn gedreht und der Werkzeug-Kasten-Mechanismus 500 kehrt in seine vertikale Stellung zurück.
Die Arbeitsfolge des vorstehend beschriebenen Werkzeug-Transport-Mechanismus und des Werkzeug-Wechsel-Mechanismus wird nachfolgend in Verbindung mit den in den Figuren 14a bis 14c gezeigten Schaltbildern zusammen mit den Figuren 1 bis 13f erläutert.
Das Werkzeugmagazin 100, gezeigt in Fig. 2, wird über das Kettenrad 106 durch den Hydraulikmotor 110 angetrieben. Zahlreiche Werkzeugkasten 102 in dem Magazin 100 werden durch Drehung des Motors 110 im Uhrzeigersinn in Umlauf gesetzt, der durch ein elektromagnetisches Ventil V. gesteuert wird, welches durch Werkzeug-AbrufInstruktionen betätigt wird. Dann tritt die Codierungsflachen-Abführvorrichtung 108 in Funktion,
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um das festgelegte Werkzeug auszuwählen, und sie erzeugt ein elektrisches Signal. In Abhängigkeit von diesem Signal wird die gewünschte Codierungsfläche festgestellt oder ermttelt, und ein elektromagnetisches Ventil V, zur Reduzierung der Drehzahl der Werkzeugkasten 102 tritt in Funktion, um deren Umlaufgeschwindigkeit oder Drehzahl herabzusetzen und die Kästen 102 durch ein Anschlagteil (nicht gezeigt) anzuhalten. Ein elektromagnetisches Ventil V2 zur Umkehrung der Drehbewegung der Werkzeugkästen 1o2 tritt dann in Funktion, um diese mit einer niedrigen Geschwindikgeit entgegen dem Uhrzeigersinn umlaufen zu lassen, und zwar in Abhängigkeit von einem elektrischen Signal, weihes anzeigt, daß die Kästen 102 angehalten worden sind, und zwar so, daß der ausgewählte Kasten 102 genau durch ein mechanisches Anschlagteil (nicht gezeigt) an der Werkzeug-Wechselposition positioniert ist.
Andererseits wird bei dem obigen Vorgang des gebrauchte Werkzeug im Kastenträger 302 gehalten, der bereits vor der Werkzeug-Wechselposition des Magazins 100 bewegt worden ist. Ein elektromagnetisches Ventil V^ wird durch ein Signal erregt, das zu dem Zeitpunkt erzeugt wird, wenn der ausgewählte Werkzeugkasten 102 an der Werkzeug-Wechselposition angehalten worden ist, und die hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung wird durch das Ventil V/ angetrieben. Der Arm 201 wird um etwa 90 (genau 85 ) im Uhrzeigersinn gedreht, da der Halterungs-Mittelpunkt des Arms 201 Winkel von 5° in. bezug auf die Ebene aufweist, die durch den Drehpunkt des Arms 201 hindurchläuft, wie in Fig. 3a gezeigt ist, und die Werkzeuge werden durch die Halteteile 203 des Arms 201 entsprechend erfaßt. Wenn sich der Arm 201 um 85° im Uhrzeigersinn dreht, wird ein Endschalter L1 geschlossen und ein elektromagnetisches Ventil V^ erregt► Dann wird die hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung 214 betätigt, um den Arm 201 zusammen mit den Werkzeugen nach oben zu bewegen, und wenn ein Endschalter L2 feststellt bzw. abfühlt, daß der Arm 201 seine oberste Stellung erreicht hat, wird ein elektromagnetisches Ventil Vg erregt, woraufhin die hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung 213 betätigt wird, um den
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Arm 201 um 180° im Uhrzeigersinn zu drehen, und zwar aufgrund des Eingriffs der Zahnstange mit dem Ritzel, wodurch die Lagen bzw. Stellungen des neuen Werkzeuges und des gebrauchten Werkzeuges gewechselt werden. Wenn der Arm 201 vollständig um 180° gedreht worden ist, wird ein Endschalter L3 geschlossen und das elektromagnetische Ventil V^ fällt ab, so daß der Arm 201 gesenkt wird, um in seine Ausgangsstellung zurückzukehren. Das neue Werkzeug und das gebrauchte Werkzeug, die ihre Stellungen um 180° wechselten, werden dann in den Kasten des Kastenträgers 302 und.den Werkzeugkasten 102 des Magazins 100 eingeführt. Wenn dieser Werkzeug-WechselVorgang abgeschlossen ist, wird ein EüCöChalter IA geschlossen, und das elektromagnetische Ventil V4 fällt ab.
Der Arm 201 wird nach Freigabe der Werkzeuge um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, um in seine Ausgangsstellung zurückzukehren. Der Werkzeug-Wechselvorgang erfolgt während des Fräs- oder Bohrvorganges, wobei das Werkzeug auf der Spindel befestigt ist, und wenn der Fräs- oder Bohrvorgang beendet ist, wird ein Werkzeug-Wechselbefehl erzeugt.
In Abhängigkeit von diesem Befehl wird ein elektromagnetisches Ventil V7 für den Antrieb des Deckels 407 der Drehwelle 403 erregt, und ein Hydraulikmotor M4 wird angetrieben, wodurch der Deckel 407 gedreht wird, so daß sich der Arm 404 nach oben bewegen kann. Zur gleichen Zeit wird ein elektromagnetisches Ventil Vg erregt und die hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung 310 wird nach hinten bewegt oder zurückbewegt.. Dann wird der die Führungsstangen 301 abdeckende Deckel 308 in die Stellung gedreht, welche durch strichpunktierte Linien in Fig. 5 gezeigt ist, so daß sich der Träger 302 in horizontaler Richtung bewegen kann. Wenn der Deckel 407 vollständig geöffnet ist, wird ein Endschalter L6 geschlossen, um ein elektromagnetisches Ventil V9 zu erregen, wodurch der Kastenträger 302 nach vorne (gemäß Fig. 3a nach rechts) bewegt wird. Wenn der Hydraulik-
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motor M2 betätigt ist, um die Kette 303 anzutreiben, wird der das neue Werkzeug haltende Träger 302 in horizontaler Richtung gegen die Position bewegt, die sich in der Nähe des vertikalen Werkzeug-Transportmechanismus 400 befindet. Wenn der Träger 302 sich seiner Endstellung nähert, wird ein Reduzierventil V10 betätigt, um die Drehzahl des Motors M2 zu verringern, und der Träger 302 wird ebenfalls verlangsamt und durch ein nicht gezeigtes mechanisches Anschlagteil angehalten.
Ein Endschalter L7 wird geschlossen, wenn der Träger anhält, und ein elektromagnetisches Ventil V11 wird erregt. Daraufhin wird eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung C3 betätigt, um den Arm 404 des vertikalen Werkzeug-Transportmechanismus 400 um etwa 40° entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, und zwar aus der nach links geneigten Position heraus, die durch strichpunktierte Linien in Fig. 7 gezeigt ist, so daß. der Arm 404 das Werkzeug haltern kann. Während das Werkzeug gehalten ist, wird ein Endschalter L8 geschlossen, und ein elektromagnetisches Ventil V12 wird erregt. Diese Erregung bewirkt eine Drehung des Hydraulikmotors M3, um den Arm 404 nach oben zu bewegen. Wenn der Arm 404 sich seiner obersten Stellung nähert, wird ein Endschalter L9 geschlossen, um die Drehzahl des Motors M3 über ein elektromagnetischer Ventil V1-, zu verringern. Ein Endschalter L10 wird geschlossen, wenn sich der Arm 404 weiter der obersten Stellung nähert. Das Ventil V12 wird dann in eine neutrale Position eingestellt, und der Arm 404 wird durch ein Anschlagteil 642 angehalten, nachdem er noch eine weitere geringe Aufwärtsbewegung ausgeführt hat. Zur gleichen' Zeit wird ein elektromagnetisches Ventil Vw erregt, und eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung CU wird betätigt, um den Arm 404 um 180° entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, wobei das Werkzeug im Arm 404 über den Werkzeugkasten 502 positioniert wird. Wenn diese Position bzw. Stellung erreicht ist, wird ein Endschalter L11 geschlossen und das elektromagnetische Ventil V1^ wird abgeschaltet. Anschließend wird die Kolbenstange 510 der Kolben-
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Zylinder-Anordnung 509 im Zvrischen-Werkzeug-Kasten-Mechanismus 500 aus ihrer unteren Stellung zusammen mit dem zylindrischen Teil 521 nach oben bewegt, um das von dem Arm 404 gehaltene Werkzeug aufzunehmen, und wenn das Teil 521 seine oberste Stellung erreicht hat, wird ein Endschalter L12 geschlossen und das elektromagnetische Ventil Y., wird abgeschaltet,wodurch der Arm 404 um 180° in umgekehrter Richtung (im Uhrzeigersinn) gedreht wird. Während der Anfangsphase dieser Drehung des Armes 404 im Uhrzeigersinn wird das Werkzeug automatisch von dem Arm 404 getrennt und in dem zylindrischen Teil 521 gehalten. Nach vollständiger Drehung des Armes 404 um 180° wird ein elektromagnetisches Ventil V^g erregt und eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anoräiung 517 wird betätigt, wodurch das zylindrische Teil 521 zusammen mit dem darin gehaltenen Werkzeug um 90° nach vorne geneigt wird. Der Grund, weshalb das Teil 521 geneigt wird, besteht darin, daß der Block 631 des Werkzeug-Wechsel-Mechanismus 600 zuvor durch die Betätigung eines elektromagnetischen Ventils V17 und einer hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung 632 um 90 gedreht worden ist, um einen Endschalter L25a zu schließen, wenn ein Endschalter L13 geschlossen worden ist.
Es wird nun auf Fig. 14c Bezug genommen. Eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung C5 enthält eine Kolbenstange, die den Boden des zylindrischen Teils 521 berührt, um zu verhindern, daß sich die Kolbenstange 510 der Kolben-Zylinder-Anordnung 509 senkt, wenn der Öldruck in einem bestimmten Fall ausfällt, z.B. bei einer Unterbrechung der Energiezufuhr. Wenn nämlich der Kastenmechanismus 500 um 90° nach vorne geneigt wird, wird der Endschalter L13 geschlossen, ferner wird ein elektromagnetisches Ventil V^8 erregt, und ein hydraulischer Motor 108 wird betätigt, um den Arm 601 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, wobei von einem der Halteteile des Arms 601 das neue Werkzeug im zylindrischen TeCL 521 gehalten wird, das gebrauchte Werkzeug auf der Spindel 5 durch den anderen Halteteil des Armes gehalten wird. Diese Drehung des Armes 601 bewirkt die Schließung eines Endschalters L14, erregt ein Elektromagnetventil V^g und betätigt eine hydraulische Kolben-Zylinder-
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Anordnung 607. Wenn diese Anordnung 607 sich in Betrieb befindet, wird der Anschlagmechanismus des Armes 601 entriegelt und der Einspannmechanismus wird betätigt, damit der Arm 601 das Werkzeug festhält.
In Abhängigkeit von der Bewegung der Kolben-Zylinder-Anordnung 607 wird ein Endschalter L15 geschlossen, und die Spindel 5 wird zurückgezogen. Zur gleichen Zeit wird das elektromagnetische Ventil V1,- erregt, und die hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung 509 wird betätigt, so daß das zylindrische Teil 521 gedreht wird.
Im nächsten Arbeitsschritt wird aufgrund der Zurückziehung des Teils 521 ein Endschalter L16 geschlossen; und ein elektromagnetisches Ventil V.g wird abgeschaltet, um den Motor 608 in umgekehrter Richtung drehen zu lassen, wodurch der Arm 601 um (180 + α )° im Uhrzeigersinn gedreht wird.Wenn der Endschalter L17 den Drehwinkel" a° feststellt, bzw. ermittelt, wird der Motor 608 wieder in Betrieb gesetzt, um sich entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen, und zwar aufgrund der Betätigung des Ventils V18, wodurch.der Arm 601 um cc0 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird. D.h., um den Arm 601 um exakt um 180° zu drehen, so daß die Stellungen der Werkzeuge um 180° gewechselt oder verändert werden, ist es erwünscht, daß der Arm 601 zunächst um (180 + cL )° gedreht und anschließend um £E ° zurückgedreht wird, damit der Arm in einer vorbestimmten Position angebaltön wird, in der derStift 625 des Arms 601 in Anlage mit dem Anschlagteil 641 kommt. Zu diesem Zeitpunkt wird der Endschalter L14 betätigt, um die Spindel 5 vorzuschieben, zwecks Halterung des neuen Werkzeugs. Das elektromagentische Ventil V1- wird anschließend abgeschaltet, um die hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung 509 zu betätigen. Das zylindrische Teil 521 schiebt sich ebenfalls vor und hält das gebrauchte Werkzeug.
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Wenn sich das zylindrische Teil vorwärtsbewegt, wird aufgrund der Betätigung des Endschalters L12 und des elektromagnetischen Ventils V^q die hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung 607 gemäß Fig. 12 nach rechts bewegt, wodurch der Klemm- oder Einspannschuh 602 zurückbewegt und der Klemm- oder Einspannmechanismus freigegeben wird. Hierauf erstreckt sich der Anschlagstift 6 und 624 nach vorne und ermöglicht das Funktionieren des Anschlagmechanismus. Anschließend wird das elektromagnetische Ventil V^8 durch die Betätigung des Endschalters L12 abgeschaltet und der Arm 601 wird um 90° im Uhrzeigersinn gedreht, um das Werkzeug freizugeben. Der Arm wird mittels des Anschlagstiftes 624 in seiner vertikalen Stellung gehalten. Ein elektromagnetisches Ventil Vp0 wird durch die Betätigung eines Endschalters L12 erregt, und die hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung 517 wird dadurch angetrieben und dreht das zylindrische Teil 521 um 90°, um das Werkzeug vertikal zu positionieren. In Abhängigkeit von der Drehung des Teils 521 wir ein Endschalter LI9 geschlossen und der Block 63I wird um 90° gedreht sowie unter den Zwischen-Werkzeug-Kasten-Mechanismus 500 bewegt, und zwar aufgrutd. der Betätigung des elektromagnetischen Ventils V17 und der hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung 632. Im Wesentlichen zur gleichen Zeit wird ein Endschalter L20 geschlossen und der Arm 404 wird um 180° entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht, um das gebrauchte Werkzeug zu halten, und zwar im Halteteil des Armes 404. Aufgrund der Drehung dieses Armes wird der Endschalter L11 geschlossen und das elektromagnetische Ventil V^,- wird erregt, um die hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung 509 zu betätigen, und dadurch das zylindrische Teil 521 nach unten zu bewegen. Hierauf wird durch die Betätigung des elektromagnetischen Ventils V.^r und der hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung C4 der Arm 404 um 180 im Uhrzeigersinn gedreht. In der nächsten Arbeitsstufe wird, wenngleich das elektromagnetische Ventil V21 erregt ist und der Motor M3 sich dreht, um den Arm 404 zu senken, die Drehzahl des Motors M3 durch ein Reduzierventil V13 verringert, das durch den Endschalter L21 betätigt wird, wenn
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sich der Arm 404 gegen eine Stellung in der Nähe seiner untersten Position bewegt, und wenn der Arm 404 die unterste Stellung erreicht hat, wird ein Endschalter L22 geschlossen. Hierauf wird das im Arm 404 gehaltene gebrauchte Werkzeug in den Kasten 311 des Kastenträgers 302 eingeführt. ¥enn das elektromagnetische Ventil V11 abgeschaltet wird, um den Druck in der hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung C3 zu verringern, wird durch die Betätigung der hydraulischen Kolben-Zylinder-Anordnung C4 die Anordnung zurückbewegt, wodurch der Arm 404 um 40° in die Position im Uhrzeigersinn gedreht wird, die durch die unteren strichpunktierten Linien in Fig. 7 gezeigt ist. Dann wird ein Endschalter L23 geschlossen, und ein elektromagnetisches Ventil V22 wird erregt, um den Motor M2 in umgekehrter Richtung laufen zu lassen, wodurch der Kastenträger 3.02, der das gebrauchte Werkzeug hält, zurück in die Stellung vor der Wechselposition des Werkzeug-Magazins 100 bewegt wird. Die Bewegung des Kastenträgers 302 wird verlangsamt, und durch die Betätigung des Reduzierventils V23 angehalten. Wenn der Kastenträger 302 anhält, wird ein Endschalter L24 geschlossen und die Deckel zum Abdecken der Drehwelle 403 und der Führungsstangen 301 werden in entsprechender Weise durch einen Motor M4 und eine hydraulische Kolben-Zylinder-Anordnung 310 geschlossen. Wenn der Deckel 407 für die Drehwelle 403 geschlossen, ist, wird ein Endschalter L25 geschlossen. Zu diesem Zeitpunkt wird der Kastenträger in einer Stellung gehalten, in der das gebrauchte Werkzeug in den Kasten 102 des Magazins 100 zurückgeführt wird, und das gebrauchte Werkzeug wird in diesen dadurch eingebracht, daß die Armanordnung 201 betätigt wird, wenn der nächste Werkzeug-Abrufbefehl erzeugt wird. Das neu festgelegte oder bestimmte Werkzeug wird gegen das gebrauchte Werkzeug ausgewechselt und in den Kastenträger 302 übertragen. Während des Fräs- oder Bohrvorgangs der Werkzeugmaschine wird das gebrauchte Werkzeug in den Werkzeugkasten 102 des Magazins zurückgeführt und ein erwünschtes neues Werkzeug wird ausgewählt, wodurch die Arbeitszeit für das Wechseln der Werkzeuge verkürzt wird.
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Unter Bezugnahme auf die Figuren 14a bis I4c wird bemerkt, daß die in Fig. 14a gezeigte Steuerschaltung über Linien T1, T2 und T3 mit derjenigen in Fig. 14b verbunden wird und daß beide Schaltungen durch eine gemeinsame DrucköT-Versorgungsquelle S1 gespeist werden. Die in Fig. 14c gezeigte Steuerschaltung wird durch eine Druckölquelle S2 betätigt.Ein in Fig. 14b gzeigter EndsciHlter . L26 wird dazu benutzt, den Zeitpunkt festzustellen, wenn der Deckel 308 die Position erreicht, in der er durch die Betätigung der hydraulischen KoIben-Zylinder-Anordnung 509 geschlossen wird.
Obwohl gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung das Werkzeug durch Drehen des Schwenkblockes 631 in horizontaler Richtung um 90° gewechselt wird, um den Arm 601 in die vorbestimmte Position zu bewegen, ist es möglich, den Block 631 auch zu fixieren, und den Arm 601 vor diesen Block anzuordnen.
Aus der vorstehenden Beschreibung geht hervor, daß bei der automatischen Werkzeug-Wechsel-Vorrichtung gemäß der Erfindung das Werkzeug stets stabil und sicher transportiert wird, da das Werkzeug vertikal gehalten wird, so daß sein Schaft nach unten gerichtet ist, wenn es von dem Werkzeugmagazin 100 zum Werkzeugwechselmechanismus transportiert wird, der in der Nähe der Spindel 5 angeordnet ist, und da ferner das Werkzeug beim ersten mal in der Position in der Nähe der Spindel 5 horizontal gedreht wird.
Ferner kann bei der Verwendung dieser Werkzeug-Wechsel-Vorrichtung ein Werkzeug mit einem Gewicht von mehr als 100 kg sicher und einfach manipuliert werden, wodurch die Gefahren eliminiert werden, die auftreten können, wenn die Werkzeuge manuell gewechselt werden. Außerdem wird durch die Erfindung die Zeit für den Wechselvorgang erheblich verkürzt.
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Claims (7)

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( 1. ) Automatische Werkszeugwechselvorrichtung für eine Werkzeugmaschine mit einem Basisteil, einer auf dem Basisteil befestigten Säule, einem an der Seite dieser Säule angeordneten Spindelkopf, der entlang dieser bewegbar ist und einer Spindel, die von dem Spindelkopf derart getragen wird, daß sie in axialsr ' Richtung bewegbar ist, gekennzeichnet durch
ein Werkzeugmagazin (100), das auf dem Basisteil (3) be-, festigt und mit zahlreichen Werkzeughaltern 102, 103 versehen ist, in welchen Werkzeuge vertikal so gehalten sind, daß ihre Schäfte nach unten zeigen,
einen ersten Werkzeugwechselmechanismus (200), der vor einem ausgewählten Werk-zeug-Wechsel-Halt er des Werkzeugmagazins (1OO) angeordnet ist, wenn Werkzeuge auszuwechseln sind,
einen horizontalen Werkzeug-Transportmechanismus (300), der mit dem ersten Werkzeugwechselmechanismus (200) verbunden ist und sich horizontal in bezug auf das Magazin (100) erstreckt, um ein Werkzeug in horizontaler Richtung zu transportieren, dessen Schaft nach unten zeigt,
einen vertikalen Werkzeug-Transportmechanismus (400), der mit dem horizontalen Werkzeug-Transportmechanismus (300) verbunden ist und sich entlang der Säule (1) der Werkzeugmaschine erstreckt, um das Werkzeug vertikal zu tranportieren,
einen zweiten Werkzeug-Wechselmechanismus (600), der gegenüber einer Seite des vertikalen Werkzeug-Transportmechanismus (400) angeordnet ist, um von diesem ein Werkzeug aufzunehmen, dessen Schaft nach unten gerichtet ist und
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ORIGINAL INSPECTED
durch einen Zwischen-Werkzeug-Kasten-Mechanismus (500), der an einer Seite des Spindelkopfes (2) schwenkbar gelagert ist, um das Werkzeug von dem zweiten Werkzeug-Wechselmechanismus (600) auf die Spindel (5) zu übertragen, nachdem das Werkzeug horizontal gedreht worden ist.
2. " Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der erste Werkzeug-Wechselmechanismus (200) eine drehbare Werkzeug-Wechselarmanordnung (201) aufweist, die an ihren beiden Enden mit Werkzeughaltern (203) versehen ist, um ein Werkzeug in einem ausgewählten Werkzeughalter des Werkzeugmagazins (100) sowie ein Werkzeug in dem horizontalen Werkzeug-Transportmechanismus (300) zu hä&en.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Armanordnung (201) zwei ausragende Arme (202) aufweist, von denen ein jeder an seinem freien Ende mit einem Werkzeughalter (203) versehen ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der horizontale Werkzeug-Transportmechanismus (300) mit Führungsstangen (301) versehen ist, entlang denen sich der horizontale Werkzeug-Transportmechanismus horizontal bewegt, und daß ein Deckel (308) vorgesehen ist, der durch eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung (310) antreibbar ist, welcher an der Säule (1) schwenkbar gelagert ist, um die Führungsstangen abzudecken, wenn der horizontale Werkzeugtransportmechanismus in die Werkzeug-Wechsel-Position vor dem Magazin (!0Q) eingeteilt wird, wobei der Deckel (308) geöffnet wird, wenn sich der horizontale Werkzeug-Transportmechanismus horizontal bewegt.
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5. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der vertikale Werkzeug-Transportmechanismus (400) eine Drehwelle (403) und einen Werkzeug-Transportarm (404) aufweist, der an der Drehwelle (403) schwenkbar gelagert ist und' durch Drehung der Drehwelle vertikal bewegbar ist, daß der Werkzeug-Transportarm (404) an seinem freien Ende mit einem Werkzeughalter versehen ist, um ein Werkzeug von dem horizontalen Werkzeug-Transportmechanismus (300) aufzunehmen, und daß ein Deckel (407) außerhalb der Drehwelle (403) längs dieser angeordnet ist, um die Drehwelle abzudecken, wenn der Werkzeug-Transportarm (404) in der untersten Stellung des vertikalen Werkzeug-Transportmechanismus positioniert ist, wobei der Deckel (407) geöffnet wird, wenn der Werkzeug-Transportarm (404) vertikal bewegt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischen-Werkzeug-Kasten-Mechanismus (500) einen Werkzeugkasten (502), der ein Werkzeug entfernbar aufnimmt, FUh*- rungsstangen (*>O1) zur vertikalen Bewegung des Werkzeugkastens entlang diesen, eine Vorrichtung (510) zum Antreiben des Werkzeugkastens entlang den Führungsstangen, eine Vorrichtung (517) zum Kippen des Werkzeug-Kasten-Mechanismus (500) sowie eine Vorrichtung aufweist, die in Abhängigkeit von der Bewegung des Werkzeugkastens das Werkzeug in dem Kasten festhält oder aus diesem freigibt.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Werkzeug-Wechselmechanismus (600) folgende Elemente aufweist:
einen Block (631), der mit dem Zwischen-Werkzeug-Kasten-Mechanismus (500) schwenkbar verbunden ist, einen Werkzeug-Wechselarm (601), der an dem Block drehbar gelagert ist, einen Arretiermechanismus (602) zum Festhalten eines Werkzeugs im Werkzeug-Wechselarm (601), einen Anschlagmechanismus (618 usw.)
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zum vertikalen Abstützen des Werkzeug-Wechselarms, wenn der Arretiermechanismus freigegeben ist, sowie einen Mechanismus (640 usw.) zur Halterung der Werkzeug-Wechselarms (601) in seinen horizontalen Stellungen, derart, daß sich der Werkzeug-Wechselarm im Uhrzeigersinn drehen kann, daß jedoch der Werkzeug-Wechselarm in seiner horizontalen Stellung gehalten wird, wenn er entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird.
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