DE3541563A1 - Werkzeugwechsler - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Werkzeugwechsler für eine Schrägbettdrehmaschine mit zumindest einem auf einem Oberbett angeordneten, einen Trommelwerkzeughalter aufweisenden Werkzeugsupport sowie einem weiteren, einen Trommelwerkzeughalter aufweisenden Werkzeugsupport auf einem Unterbett, wobei der Werkzeugwechsler einen in die Werkzeugmaschine einfahrbaren Doppelgreiferkopf mit zwei entgegengesetzt ausgerichteten Greiferarmen hat. Solche Werkzeugwechsler sind allgemein bekannt.

Zum automatischen Werkzeugwechsel ist es bei Drehmaschi­ nen üblich, einen zwei Greiferarme aufweisenden Werk­ zeugwechsler in die Werkzeugmaschine einzufahren. Dieser Werkzeugwechsler hält mit einem Greiferarm ein neu ein­ zusetzendes Werkzeug bereit und vermag mit seinem ande­ ren Greiferarm das auszutauschende Werkzeug zu greifen. Um den Werkzeugwechsel möglichst rasch durchführen zu können, ist es wünschenswert, daß der die Greiferarme aufweisende Doppelgreiferkopf sich nach der Entnahme des Werkzeugs nur um einen vorgegebenen Winkelbetrag drehen muß, um mit dem neuen Werkzeug in eine fluchtende Stel­ lung zu der durch die vorangegangene Entnahme eines Werkzeugs freigewordenen Werkzeugaufnahme zu gelangen.

Meist sind mit Werkzeugwechslern nicht nur Außen-, son­ dern auch Innenwerkzeuge zu wechseln. Für die Innenwerk­ zeuge müssen die Greiferarme die einzelnen Werkzeuge von der Stirnseite der Trommelwerkzeughalter her greifen können. Die erforderlichen, in möglichst kurzer Zeit durchzuführenden Bewegungsabläufe bereiten Schwierig­ keiten, wenn eine Drehmaschine zumindest einen Werkzeug­ support auf einem Oberbett und einen Werkzeugsupport auf einem Unterbett hat.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeug­ wechsler der eingangs genannten Art derart auszubilden, daß in möglichst kurzer Zeit sowohl Werkzeuge für die Außenbearbeitung als auch für die Innenbearbeitung an allen Werkzeugsupporten gewechselt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Werkzeugwechsler eine erste, parallel zur Maschinen­ ebene ausgerichtete Führung aufweist, auf der ein Werk­ zeugwechslerkopf verfahrbar angeordnet ist, der den Doppelgreiferkopf um eine senkrecht zu der ersten Füh­ rung und damit zur Maschinenebene hin ausgerichteten Schwenkachse drehbar haltert, daß die Greiferarme je­ weils in gleichem Abstand von der Schwenkachse des Doppelgreiferkopfes zu beiden Seiten der Schwenkachse angeordnet sind und daß der Doppelgreiferkopf entlang seiner Schwenkachse höhenverfahrbar ausgebildet ist.

Bei einem solchen Werkzeugwechsler verdreht sich der Doppelgreiferkopf in der Ebene des Schrägbettes, so daß die Greiferarme nicht mit dem Schrägbett kollidieren können. Durch Verfahren des Werkzeugwechslerkopfes auf der parallel zum Schrägbett ausgerichteten Führung kann der Doppelgreiferkopf in eine Position oberhalb oder unterhalb der Drehmitte gebracht werden. Die Position unterhalb der Drehmitte dient zum Wechseln der Außendreh­ werkzeuge eines oberen Supports oder mehrerer oberer Sup­ porte, während in der anderen Position Außenwerkzeuge des Werkzeugsupportes auf dem Unterbett gewechselt werden können. Zum Wechsel von Innenwerkzeugen kann der Doppelgreiferkopf gegenüber der vorgenannten Position um 90 Grad um seine Schwenkachse gedreht werden, so daß dann durch Verfahren der Supporte in Längsrichtung (z-Achse) der Drehmaschine diese Werkzeuge entnommen oder eingesetzt werden können. Die oberen Werkzeugsup­ porte können bedient werden, wenn sich der Doppelgreifer­ kopf oberhalb, und der untere Support, wenn er sich unterhalb der Drehmitte befindet.

Der erfindungsgemäße Werkzeugwechsler zeichnet sich durch eine ganz besonders große Vielseitigkeit aus. Mit ihm können sowohl Innenwerkzeuge als auch Außenwerkzeuge in Werkzeugsupporten auf verschiedenen Betten gewechselt werden. Dabei ist ohne Schwierigkeiten eine Anpassung an unterschiedliche Werkzeugsysteme möglich. Insbesondere können Werkzeuge des Blocktool-Systems durch die Verfahr­ barkeit des Doppelgreiferkopfes quer zur Maschinenebene gewechselt werden. Diese Verfahrbarkeit ermöglicht es auch, mittels des Werkzeugwechslers Werkzeuge aus einem neben der Drehmaschine aufgestellten Leistenmagazin zu wechseln und die einzelnen Leisten mit Werkzeugen durch Verfahren des Doppelgreiferkopfes quer zur Maschinen­ ebene entlang seiner Schwenkachse zu takten.

Die Verfahrbarkeit des Doppelgreiferkopfes kann auf ein­ fache Weise dadurch erreicht werden, daß der Werkzeug­ wechslerkopf eine koaxial zur Schwenkachse des Doppel­ greiferkopfes ausgerichtete, zylindrische Führungsstange aufweist, auf der der Doppelgreiferkopf verfahrbar und um die Längsachse der Führungsstange schwenkbar angeord­ net ist.

Die Verfahrbarkeit des Doppelgreiferkopfes quer zur Maschinenebene kann jedoch auch dadurch erreicht werden, daß der Werkzeugwechslerkopf auf einem auf der ersten Führung angeordneten Schlitten quer zur Führungsrichtung der ersten Führung höhenverfahrbar angeordnet ist.

Besonders genau und schwingungsfrei vermag der Werkzeug­ wechsler zu arbeiten, wenn er einen in Werkzeugwechsel­ stellung in das Spannfutter der Drehmaschine ragenden und dort festspannbaren Zapfen hat. Durch diese Ausge­ staltung vermag der Werkzeugwechsler sich während des Werkzeugwechsels am Spannfutter festzuhalten.

Die Erfindung läßt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips sind zwei davon stark schematisch in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Die Zeichnung zeigt in

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Werkzeugwechslers und Teilbereiche einer Schrägbettdreh­ maschine,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung eines gegenüber Fig. 1 leicht geänderten Werkzeug­ wechslers nach der Erfindung,

Fig. 3 eine Draufsicht auf die für die Erfindung wesentlichen Bauteile des Werkzeugwechslers und der Schrägbettdrehmaschine während des Wechsels eines Außenwerkzeugs aus einem Trommelwerkzeughalter eines linken Werkzeug­ supportes auf einem Oberbett,

Fig. 4 die Anordnung gemäß Fig. 3 beim Wechseln eines Außenwerkzeugs aus einem Trommelwerk­ zeughalter eines rechten Werkzeugsupportes auf dem Oberbett,

Fig. 5 die Anordnung gemäß Fig. 3 beim Wechseln eines Außenwerkzeugs aus einem Trommelwerk­ zeughalter eines Werkzeugsupports auf dem Unterbett,

Fig. 6 die Anordnung nach Fig. 3 bei der Entnahme eines Werkzeugs aus einem Leistenmagazin,

Fig. 7 die Anordnung nach Fig. 3 bei der Entnahme eines Innenwerkzeugs aus dem Trommelwerkzeug­ halter eines rechten, oberen Werkzeug­ supportes.

Die Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen Portal-Längsträger 1, der auf übliche Weise in Längsrichtung über eine Dreh­ maschine verläuft. Auf dem Portal-Längsträger 1 ist eine NC-gesteuerte Laufkatze 2 vorgesehen, von der aus ein Stößel 3 nach unten ragt. Dieser Stößel 3 ist höhenver­ fahrbar, was durch einen Doppelpfeil angedeutet wurde. Am unteren Ende trägt der Stößel 3 einen Werkzeug­ wechsler 4.

Schematisch durch eine Linie angedeutet ist in der Figur 1 eine Maschinenebene 5, die durch ein in dieser Figur nicht dargestelltes Oberbett und Unterbett der Schräg­ bettdrehmaschine gebildet wird. Parallel zu dieser Maschinenebene 5 verläuft am unteren Ende des Stößels 3 eine erste Führung 6 des Werkzeugwechslers 4. Auf dieser ersten Führung 6 ist ein Werkzeugwechslerkopf 7 verfahr­ bar angeordnet. Dieser befindet sich bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel auf einem auf der ersten Führung 6 verfahr­ baren Schlitten 8, welcher seinerseits quer zu der Füh­ rung 6 ausgerichtete Führungen 9 hat, in denen der Werk­ zeugwechslerkopf 7 quer zur Maschinenebene 5 verfahrbar ist.

An seinem maschinenseitigen Ende haltert der Werkzeug­ wechslerkopf 7 einen Doppelgreiferkopf 10, der um eine senkrecht zur Maschinenebene 5 verlaufende Schwenkachse 11 drehbar ist. Dieser Doppelgreiferkopf 10 hat zwei entgegengesetzt ausgerichtete Greiferarme 12, 13, bei denen es sich um Zangen handelt. Markiert ist in der Fig. 1 auch die Drehmitte 14. Man erkennt, daß in Figur 1 sich der Werkzeugwechslerkopf 7 unterhalb der Dreh­ mitte 14 befindet, da er auf der ersten Führung 6 bis zum unteren Ende gefahren ist. In dieser Stellung ist der Doppelgreiferkopf 10 in der Lage, ein Werkzeug 15 zu wechseln, welches von einem Werkzeughalter 16 eines nicht gezeigten Supportes auf einem Oberbett der Dreh­ maschine gehalten ist. Fährt man den Werkzeugwechsler­ kopf 7 auf der Führung 6 in seine andere Endstellung, dann befindet er sich oberhalb der Drehmitte 14 und ist in der Lage, ein gestrichelt dargestelltes Werkzeug 17 eines Werkzeughalters auf einem Support eines Unter­ bettes der Drehmaschine zu wechseln.

Angedeutet ist in Fig. 1 ein Leistenmagazin 18, welches sich neben der Drehmaschine befindet. Auch dieses Leistenmagazin 18 kann von dem Werkzeugwechsler 4 be­ dient werden, wenn sich der Werkzeugwechslerkopf 7 unter­ halb der Drehmitte 14 befindet und die NC-gesteuerte Laufkatze 2 zuvor in die Magazinleistenposition gefahren wurde.

Die Fig. 2 verdeutlicht die Gestaltung des Werkzeug­ wechslers 4. Man erkennt das untere Ende des Stößels 3, welcher die erste Führung 6 haltert. Es handelt sich hierbei um eine verdrehgesicherte Rundführungsstange. Auf der ersten Führung 6 ist der Schlitten 8 angeordnet. Der Werkzeugwechslerkopf 7 hat eine Rundführungsstange 28, die quer zur Maschinenebene verläuft und im Schlit­ ten 8 geführt ist. Dadurch kann der Werkzeugwechslerkopf 7 sich quer zur Maschinenebene bewegen. Der Doppelgrei­ ferkopf 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel auf einer Pinole 29 angeordnet, die um die quer zur Maschinenebene verlaufende Schwenkachse 11 schwenkbar ist. Zur Ver­ schwenkung des Doppelgreiferkopfes 10 um diese Schwenk­ achse 11 dient ein Stellmotor 30 am oberen Ende des Werk­ zeugwechslerkopfes 7.

Zu erkennen ist in der Fig. 2 desweiteren, daß die Greiferarme 12, 13 des Doppelgreiferkopfes 10 seitlich versetzt zur Schwenkachse 11 angeordnet sind und dabei jeweils den gleichen Abstand von der Schwenkachse 11 haben. Dadurch gelangt zum Beispiel der Greiferarm 12 nach einer 180 Grad-Schwenkung des Doppelgreiferkopfes 10 in die gleiche Position, in der sich zuvor der Greiferarm 13 befand.

Wichtig für die Erfindung ist ein Zapfen 26, der vom Werkzeugwechslerkopf 7 weggerichtet an einem nach unten weisenden Arm 31 des Stößels 3 vorgesehen ist. Dieser Zapfen 26 kann nach dem Einfahren des Werkzeugwechslers 4 in die Drehmaschine im Spannfutter der Drehmaschine eingespannt werden. Dadurch ist der Werkzeugwechsler 4 während des Werkzeugwechsels genau und schwingungsfrei gehalten.

In Fig. 3 sind schematisch von einer Drehmaschine zwei Trommelwerkzeughalter 19, 20 mit jeweils einem Außen­ werkzeug 21, 22 gezeigt. Diese Trommelwerkzeughalter 19, 20 sollen sich jeweils auf Supporten eines Oberbettes der Drehmaschine befinden. Weiterhin zeigt die Fig. 3 einen Trommelwerkzeughalter 23 mit einem Außenwerkzeug 24. Dieser Trommelwerkzeughalter 23 soll sich auf dem Unterbett der Drehmaschine befinden. Zu sehen ist wieder­ um der Doppelgreiferkopf 10 mit seinen Zangen aufweisen­ den Greiferarmen 12, 13. Zu erkennen ist, daß die Grei­ ferarme 12, 13 in gleichem Abstand von der Schwenkachse 11 des Doppelgreiferkopfes 10 angeordnet sind. Einge­ zeichnet ist in Fig. 3 auch die Drehmitte 14, welche oberhalb des Doppelgreiferkopfes 10 verläuft. In der dargestellten Position ist der Greiferarm 13 in der Lage, das Außenwerkzeug 21 aufzunehmen, indem der ent­ sprechende Support in x-Richtung und damit zum Doppel­ greiferkopf 10 hin fährt. Sobald er das Außenwerkzeug 21 aufgenommen hat, schwenkt der Doppelgreiferkopf 10 um seine Schwenkachse 11, bis daß der Greiferarm 12 mit einem neuen Werkzeug 25 mit der entsprechenden Aufnahme des Trommelwerkzeughalters 19 fluchtet.

Die Fig. 4 zeigt den Doppelgreiferkopf 10 beim Wechseln von Außenwerkzeugen des in der Zeichnung gesehen rechten Trommelwerkzeughalters 20. Gegenüber der Fig. 3 sind die Schlitten auf dem Oberbett weiter nach rechts ge­ fahren, damit die Greiferarme 12, 13 mit den Werkzeugen des rechten Trommelwerkzeughalters 20 zu fluchten ver­ mögen.

Als weitere Einzelheit ist in der Fig. 4 der Zapfen 26 am Werkzeugwechsler 4 dargestellt. Dieser vermag, wie bereits erläutert, in das nicht gezeigte Spannfutter der Drehmaschine zu ragen und dort eingespannt zu werden, wenn der Werkzeugwechsler arbeitet. Dadurch ist er exakt fixiert und kann während des Arbeitens nicht schwingen.

In Fig. 5 ist der Doppelgreiferkopf 10 oberhalb der Drehmitte 14 gefahren. Dadurch kann er mit seinen Grei­ ferarmen 12, 13 den Trommelwerkzeughalter 23 auf dem Unterbett der Drehmaschine bedienen.

In Fig. 6 ist gezeigt, wie der Doppelgreiferkopf 10 das Leistenmagazin 18 bedienen kann, wenn er sich unterhalb der Drehmitte 14 befindet.

In Fig. 7 befindet sich der Doppelgreiferkopf 10 ober­ halb der Drehmitte 14, ist jedoch gegenüber den bisheri­ gen Stellungen um 90 Grad um seine auf die Maschinen­ ebene 5 gerichtete Schwenkachse 11 verdreht. Dadurch ist der Doppelgreiferkopf 10 in der Lage, mit seinen Greifer­ armen 12, 13 Innenwerkzeuge 27 des rechten Trommelwerk­ zeughalters 20 zu wechseln. Falls entsprechende Innen­ werkzeuge des Trommelwerkzeughalters 23 auf dem Unter­ bett zu wechseln sind, so braucht der Werkzeugwechsler­ kopf 7 lediglich auf der ersten Führung 6 nach unten zu fahren, bis daß sich der Doppelgreiferkopf in der zum Beispiel in Fig. 6 gezeigten Position unterhalb der Drehmitte 14 befindet.

• Auflistung der verwendeten Bezugszeichen  1 Portal-Längsträger
   2 Laufkatze
   3 Stößel
   4 Werkzeugwechsler
   5 Maschinenebene
   6 erste Führung
   7 Werkzeugwechslerkopf
   8 Schlitten
   9 Führung
  10 Doppelgreiferkopf
  11 Schwenkachse
  12 Greiferarm
  13 Greiferarm
  14 Drehmitte
  15 Werkzeug
  16 Werkzeughalter
  17 Werkzeug
  18 Leistenmagazin
  19 Trommelwerkzeughalter
  20 Trommelwerkzeughalter
  21 Außenwerkzeug
  22 Außenwerkzeug
  23 Trommelwerkzeughalter
  24 Außenwerkzeug
  25 Werkzeug
  26 Zapfen
  27 Innenwerkzeug
  28 Doppelführungsstange
  29 Pinole
  30 Stellmotor
  31 Arm

Claims (4)

1. Werkzeugwechsler für eine Schrägbettdrehmaschine mit zumindest einem auf einem Oberbett angeordneten, einen Trommelwerkzeughalter aufweisenden Werkzeugsupport sowie einem weiteren, einen Trommelwerkzeughalter aufweisenden Werkzeugsupport auf einem Unterbett, wobei der Werkzeug­ wechsler einen in die Schrägbettdrehmaschine einfahr­ baren Stößel mit einem zwei entgegengesetzt ausgerich­ tete Greiferarme aufweisenden Doppelgreiferkopf hat, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugwechsler (4) eine erste, parallel zur Maschinenebene (5) ausgerich­ tete Führung (6) aufweist, auf der ein Werkzeugwechsler­ kopf (7) verfahrbar angeordnet ist, der den Doppelgrei­ ferkopf (10) um eine senkrecht zu der ersten Führung (6) und damit zur Maschinenebene (5) hin ausgerichteten Schwenkachse (11) drehbar haltert, daß die Greiferarme (12, 13) jeweils in gleichem Abstand von der Schwenk­ achse (11) des Doppelgreiferkopfes (10) zu beiden Seiten der Schwenkachse (11) angeordnet sind und daß der Doppel­ greiferkopf (10) entlang seiner Schwenkachse (11) höhen­ verfahrbar ausgebildet ist.

2. Schrägbettdrehmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Werkzeugwechslerkopf (7) eine koaxial zur Schwenkachse (11) des Doppelgreiferkopfes (10) ausgerichtete, zylindrische Führungsstange auf­ weist, auf der der Doppelgreiferkopf (10) verfahrbar und um die Längsachse der Führungsstange schwenkbar angeord­ net ist.

3. Schrägbettdrehmaschine nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Werkzeugwechslerkopf (7) auf einem auf der ersten Führung (6) angeordneten Schlitten (8) quer zur Führungsrichtung der ersten Führung (6) höhen­ verfahrbar ausgebildet ist.

4. Schrägbettdrehmaschine nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugwechsler (4) einen in Werkzeugwechselstellung in das Spannfutter der Drehmaschine ragenden und dort fest­ spannbaren Zapfen (26) hat.