CH674816A5

CH674816A5 -

Info

Publication number: CH674816A5
Application number: CH185388A
Authority: CH
Inventors: Herbert Gramespacher
Original assignee: Fischer Georg Fms Drehtech
Priority date: 1988-05-17
Filing date: 1988-05-17
Publication date: 1990-07-31
Also published as: DE3913137C2; DE3913137A1

Description

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CH 674 816 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere Drehmaschine mit einer Werkzeugwechselvorrichtung, wie sie im Oberbegriff von Anspruch 1 gekennzeichnet ist.

Drehmaschinen mit automatisch arbeitenden Werkzeugwechselvorrichtungen sind bekannt, wobei deren Werkzeugmagazin entweder stationär am, über oder neben dem Bett der Drehmaschine angeordnet ist (z.B. DE-OS 2 925 341) oder sich auf einem zweiten längs verschiebbaren Bettschlitten befindet (z.B. DE-OS 2 655 913).

Alle bekannten Lösungen benötigen meist sehr viel Platz, so dass sich die Gesamtabmessungen der Werkzeugmaschine vergrössern. Zusätzliche Verschiebeschlitten benötigen oft zusätzliche Führungen und/oder zusätzliche Verschiebeantriebe. Auch können die Werkzeugwechselzeiten nicht so kurz wie möglich gehalten werden, da zusätzliche Verschiebebewegungen der Werkzeugträgerschlitten oder der Magazinschlitten erforderlich sind.

Bei Werkzeugmaschinen für Fräs- und/oder Bohrbearbeitungen ist es zwar bekannt, das Werkzeugmagazin direkt auf den verschiebbaren Werkzeugträger bzw. dessen Schlitten anzuordnen, wobei dann das Fassungsvermögen nur für eine geringe Anzahl Bohr- und/oder Fräswerkzeuge geeignet ist.

Für eine Werkzeugmaschine, welche für Dreh-, Fräs- und Bohrarbeiten ausgebildet ist, sind für die vielen unterschiedlichen Bearbeitungsoperationen auch eine entsprechend hohe Anzahl von Werkzeugen erforderlich.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Werkzeugmaschine der vorgängig genannten Art mit einer kurze Werkzeugwechselzeiten aufweisenden Werkzeugwechseleinrichtung, welche ein Werkzeugmagazin mit für die unterschiedlichen Bearbeitungsoperationen genügend grosser Kapazität aufweist, wobei bei einer einfachen Bauweise die Abmessungen der Werkzeugmaschine durch das Werkzeugmagazin nicht oder nur unwesentlich vergrössert werden sollen.

Erfindungsgemäss wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen gekennzeichnet.

Durch die erfindungsgemässe Anordnung eines Werkzeugmagazins am zweiten Schlitten ist dieses in Z- und Y-Richtung mit dem Werkzeugträger verschiebbar. Durch die Ausbildung des Werkzeugmagazins als umlaufende Fördereinrichtung mit einer vorzugsweise viereckigen Förderbahn, welche rah-menförmig um den dritten, in X-Richtung verfahrbaren Schlitten und den Werkzeugträger angeordnet ist, kann das Werkzeugmagazin mit einer hohen Anzahl Werkzeugspeicherplätzen ohne grossen zusätzlichen Platzbedarf ausgerüstet werden. Durch diese mittige Anordnung des Werkzeugmagazins wird auch eine gleichmässige Gewichtsverteilung auf die Führungen des zweiten Schlittens erreicht.

Durch die Anordnung einer ersten Wechselvorrichtung am Werkzeugmagazin kann jeweils ein Werkzeug während der Bearbeitungszeit in eine Bereitstellung zur Übergabe an eine am Werkzeugträger angeordnete zweite Wechseleinrichtung gebracht werden. Für den weiteren Werkzeugwechsel ist lediglich eine Verschiebung des dritten Schlittens in X-Richtung und die Übergabe von der Bereitstellung mittels eines um 180° schwenkbaren Greifhebels der zweiten Wechseleinrichtung erforderlich, was kurze Werkzeugwechselzeiten gewährleistet.

Die Erfindung ist in den beiliegenden Zeichnungen beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 Eine perspektivische Ansicht der Werkzeugmaschine und

Fig. 2 einen Teilschnitt entlang der Linie II-II von Fig. 1 in vergrösserter Darstellung.

Die in Fig. 1 gezeigte Werkzeugmaschine ist vorzugsweise als Drehbearbeitungszentrum für Dreh-, Bohr- und Fräsarbeiten ausgebildet.

Ein mit zwei getrennten Führungsbahnen 2, 3 versehener Maschinenständer 1 weist an einem Ende einen ortsfesten Spindelstock 4 und einen koaxial zur Drehachse 6 auf der vorderen Führungsbahn 2 verschiebbaren Spindelstock 5 auf. Auf der schräg nach hinten geneigten Führungsbahn 3 ist ein in Längs- bzw. Z-Richtung parallel zur Drehachse 6 verschiebbarer erster Schlitten 7 angeordnet, welcher eine Führungsbahn 8 für einen zweiten Schlitten 9 aufweist. Dieser Schlitten 9 ist quer zur Z-Richtung des ersten Schlittens 7 in einer zur Drehachse 6 parallelen Ebene in Y-Richtung verschiebbar, wobei die Führungsbahn 8 in einer zur Führungsbahn 3 senkrechten Richtung verläuft.

Der zweite Schlitten 9 weist eine wiederum senkrecht zur Führungsbahn 8 verlaufende Führungsbahn 10 auf, aufweicherein dritter Schlitten 11 in einer quer zur Drehachse 6 verlaufenden X-Richtung verschiebbar angeordnet ist. Auf diesem Schlitten ist ein Werkzeugträger 12 schwenkbar um eine in Y-Richtung verlaufende Achse 13 angeordnet. Der Werkzeugträger 12 weist eine Werkzeugaufnahme 14 auf, welche zur wahlweisen Aufnahme von feststehenden Werkzeugen 15, wie z.B. Drehwerkzeug oder Bohrstangen und von rotierenden Werkzeugen 15, wie z.B. Fräser oder Bohrer ausgebildet ist und in einer drehbar gelagerten, antreibbaren Spindel 16 angeordnet ist. Die Achse 17 der Spindel 16 bzw. der Werkzeugaufnahme 14 verläuft in einem senkrechten Winkel zur Achse 13, um welche der Werkzeugträger 12 vorzugsweise in drei jeweils um 90° versetzte Arbeitsstellungen schwenkbar ist.

Für den automatischen Wechsel der für die unterschiedlichen Bearbeitungsoperationen erforderlichen Werkzeuge 15 weist die Werkzeugmaschine eine Werkzeugwechseleinrichtung 20 auf, die sich aus einem Werkzeugmagazin 21 und einer Übergabeeinrichtung 22 zusammensetzt. Das Werkzeugmagazin 20 ist als umlaufende Fördereinrichtung 23 ausgebildet, welche als viereckiger Rahmen den dritten Schlitten 11 mit dem Werkzeugträger 12 um-schliesst und am zweiten Schlitten 9 mit diesem bewegbar befestigt ist.

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Wie aus Fig. 2 ersichtlich, weist die Fördereinrichtung 23 eine in Führungsschienen 24 geführte Förderkette 25 auf, welche taktweise antreibbar ist und betätigbare Greifer 26 zur Halterung einer grösseren Anzahl Werkzeuge 15 aufweist.

Die Übergabeeinrichtung 22 besteht aus einer fest mit dem Werkzeugmagazin 21 verbundenen ersten Wechselvorrichtung 27 und aus einer am Werkzeugträger 12 angeordneten zweiten Wechselvorrichtung 28. Die erste Wechselvorrichtung 27 weist eine an einem Schwenkarm 29 angeordnete Greifvorrichtung 30 für jeweils ein Werkzeug 15 auf. Der Schwenkarm 29 ist an einer Führungsstange 31 befestigt, welche heb-, senk- und schwenkbar in einem Führungsteil 32 gelagert ist. Das Führungsteil 32 ist auf einer über dem Werkzeugträger angeordneten Trägerplatte 37 befestigt, welche fest mit der oberen Führungsschiene 24 des Werkzeugmagazins 21 verbunden ist.

Die zweite Wechselvorrichtung 28 weist einen am Gehäuse 18 des Werkzeugträgers 12 um 180° schwenkbaren und in Längsrichtung der Schwenkachse 34 verschiebbaren Greifhebel 33 auf, an dessen beiden Enden je eine Greifvorrichtung 35 für je ein Werkzeug 15 angeordnet ist.

Die Schwenkachse 34 verläuft parallel zur Achse 17 der Werkzeugaufnahme 14 und ist oberhalb dieser angeordnet, wobei die Schwenkachse 36 der ersten Wechselvorrichtung 27 vertikal zu dieser verläuft.

Die Werkzeuge 15 weisen einen genormten Steilkegel 40 mit einem Bundzapfen 41 zur Festspannung in der Werkzeugaufnahme 14 und einer an einem Flansch 43 angeordneten genormten Aufnahmenute 42 für den Werkzeugwechsel auf. Dieser erfolgt wie nachfolgend beschrieben.

Das in der Werkzeugaufnahme 14 befindliche Werkzeug 15 und ein vorgängig aus dem Werkzeugmagazin 21 mittels der ersten Wechselvorrichtung 27 in Bereitstellung gebrachte weitere Werkzeug 15 werden durch die beiden Greifvorrichtungen 35 in den Aufnahmenuten 42 erfasst und durch axiales Verschieben, Schwenken um 180° und Zurückschieben des Greifhebels 33 gegenseitig ausgetauscht, so dass ein neues Werkzeug in der Werkzeugaufnahme 14 eingespannt wird. Das ausgewechselte Werkzeug wird dann von der Greifvorrichtung 30 der ersten Wechselvorrichtung 27 vorzugsweise am Bundzapfen 41 und am Flansch 42 erfasst, angehoben, um 180° geschwenkt und durch Absenken in einer freien Magazinstelle abgelegt, wo es wiederum durch Greifer 26 in der Aufnahmenute 42 gehalten wird.

Das Bereitstellen eines neuen Werkzeuges durch Transport der Fördereinrichtung 23, Erfassen, Anheben, Schwenken und Absenken mittels der ersten Wechselvorrichtung 27 erfolgt vorzugsweise während der Bearbeitung eines Werkstückes.

Die übrige Werkzeugwechselzeit setzt sich aus der Verschiebbewegung des Werkzeugträgers 12 mit dem dritten Schlitten 11 in X-Richtung von der letzten Bearbeitungsstelle zu einer Stellung, wo die Greifvorrichtung 35 der zweiten Wechselvorrichtung 28 mit der Greifvorrichtung 30 der ersten Wechselvorrichtung 27 in einer korrespondierenden Übergabelage befindet, sowie aus den Greif-, Schwenk- und Verschiebezeiten der zweiten Wechselvorrichtung 28 zusammen.

Diese kurze Wechselzeit kann allerdings auch noch in der Verschiebezeit des ersten (Z-Richtung) bzw. des zweiten (Y-Richtung) Schlittens 7 bzw. 9 liegen, welche zum Anfahren einer neuen Bearbeitungsposition erforderlich sind. Somit entstehen keine oder nur kurze zusätzliche Zeiten für den Werkzeugwechsel, so dass die gesamte Bearbeitungszeit für ein Werkstück nicht oder nur unwesentlich verlängert wird.

Der Werkzeugträger 12 kann, wie bereits beschrieben, mit der Achsrichtung der Werkzeugaufnahme 14 in drei Bearbeitungsstellungen stehen, wobei eine mit der Lage der Achse 17 quer zur Drehachse 6 in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Durch Schwenken des Werkzeugträgers 12 um die Achse 13 jeweils nach beiden Seiten um 90° kommt die Achse 17 der Werkzeugaufnahme 14 in eine parallele Lage zur Drehachse 6, wobei einmal das eingesetzte Werkzeug 15 dem ortsfesten Spindelstock 4 oder dem verschiebbaren Spindelstock 5 zugewandt ist. Da die erste Wechselvorrichtung 27 ausgehend von der zum Werkzeugmagazin 21 gerichteten Aufnahmestellung wahlweise jeweils nach links oder rechts um 90° oder um 180° schwenkbar ausgebildet ist, ist somit eine Werkzeugübergabe in allen drei Schwenkstellungen des Werkzeugträgers 12 gewährleistet.

Das beschriebene Werkzeugmagazin ermöglicht eine Speicherung von mindestens vierzig Werkzeugen.

Claims

Patentansprüche

1. Werkzeugmaschine, insbesondere Drehmaschine mit einer ein Werkzeugmagazin und einer Übergabeeinrichtung aufweisenden Werkzeugwechseleinrichtung, mit einem in drei Achsen verfahrbaren Werkzeugträger zur Aufnahme von Werkzeugen, wobei ein erster Schlitten parallel längs der Drehachse (Z-Richtung), ein zweiter Schlitten quer dazu in einer parallelen Ebene zur Drehachse (Y-Richtung) und der dritte Schlitten quer zu der parallelen Ebene (X-Richtung) verschiebbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmagazin (21) als endlos umlaufende Fördereinrichtung (23) um den dritten Schlitten (11 ) (X-Richtung) und den Werkzeugträger (12) angeordnet am zweiten Schlitten (9) (Y-Richtung) befestigt ist.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabeeinrichtung (22) aus einer mit dem Werkzeugmagazin (21) wirkverbundenen und mit dem zweiten Schlitten (9) (Y-Rich-tung) verfahrbaren ersten Wechselvorrichtung (27) und aus einer mit dieser wirkverbundenen und am Werkzeugträger (12) angeordneten zweiten Wechselvorrichtung (28) besteht.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wechselvorrichtung (27) eine heb- und senkbare und mindestens um 180° schwenkbare, jeweils ein Werkzeug (15) aufnehmende Greifvorrichtung (30) aufweist.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, da-

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durch gekennzeichnet, dass die zweite Wechselvorrichtung (28) einen um eine Schwenkachse (34) um 180° schwenkbaren und in Achsrichtung verschiebbaren Greifhebel (33) aufweist, an dessen beiden Enden je eine ein Werkzeug (15) erfassende Greifvorrichtung (35) angeordnet ist.

5. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (34) der zweiten Wechselvorrichtung (28) parallel zur Achse (17) der Werkzeugaufnahme (14) im Werkzeugträger (12) und die Schwenkachse (36) der ersten Wechselvorrichtung (27) senkrecht zu dieser verläuft.

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (12) um eine zur Werkzeugaufnahme-Achse (17) senkrechte Achse (13) in drei jeweils um 90° versetzte Arbeits- und auch Werkzeugwechsel-Stel-lungen schwenkbar ist, wobei die erste Wechselvorrichtung (27) von der zum Werkzeugmagazin (21 ) gerichteten Be- und Entladestellung jeweils in eine der drei Stellungen zur Übergabe der Werkzeuge (15) an die zweite Wechselvorichtung (28) schwenkbar ist.

7. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmagazin (21) eine Förderbahn (24) mit vier geradlinigen und rechtwinklig zueinander angeordneten Abschnitten aufweist, wobei die Förderbahn (24) in eine zur Drehachse (6) parallelen Ebene verläuft.

8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmagazin (21) an der der Drehachse (6) abgewandten Seite des zweiten Schlittens (9) angeordnet ist.

9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (23) des Werkzeugmagazins (21) eine in Führungsschienen (24) geführte Förderkette (25) aufweist, an welcher betätigbare Greifer (26) für die magazinierten Werkzeuge (15) angeordnet sind.

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