DD237809A1

DD237809A1 - Greifer fuer werkzeugwechseleinrichtungen

Info

Publication number: DD237809A1
Application number: DD85276844A
Authority: DD
Inventors: Hans Hepke; Horst Schlegel; Guenter Pachnicke
Original assignee: Mikromat Dresden Betrieb
Priority date: 1985-05-31
Filing date: 1985-05-31
Publication date: 1986-07-30

Abstract

Ziel der Erfindung ist es, die Funktionssicherheit und den Einsatzbereich fuer Greifer ohne eigene Antriebseinrichtungen fuer die Greiferbewegungen zu verbessern. Es besteht die Aufgabe, einen form- und kraftschluessigen Greifer zu schaffen, bei dem die Aufrechterhaltung und Aufhebung der Klemmstellung durch mechanische Elemente im Greifer realisiert wird, und die Betaetigung der Ver- und Entriegelungsglieder in der jeweiligen Wechselstellung durch greiferexterne Antriebselemente in nur einer Bewegungsrichtung erfolgt. Die Aufgabe wird erfindungsgemaess dadurch geloest, dass die hinteren Enden der Greiferarme (2) miteinander fluchtende Aussparungen aufweisen, in denen federbelastete in der Greiferebene liegende Rollen (6) gefuehrt sind, zwischen den Rollen (6) eine symmetrische Kurvenscheibe (7) angeordnet ist, parallel mit der Kurvenscheibe (7) ein Schaltzahnrad (8) verbunden ist, die Kurvenscheibe (7) in jedem Kurvenbogen eine Senkung (9) auf gleichem Radius aufweist, senkrecht zur Kurvenscheibe (7) ein federbelasteter Piston (10) in die Senkungen (9) einrastbar angeordnet ist und in der Greiferebene ein aus dem Greiferkoerper (1) herausstehender federbelasteter Schieber (12) mit orthogonal in dieser Ebene durch den Schieber (12) hindurchgefuehrten, verschiebbaren federbelasteten Index (14), der als Schaltklinke in das Schaltzahnrad (8) eingreift, angeordnet ist. Fig. 1

Description

Die Gestaltung der vorderen Enden der Greiferarme erfolgt entsprechend der Werkzeugbundausführung und erfordert einen hohen Herstellungsaufwand. Die Kontaktpunkte zwischen Greifer und Werkzeug ergeben durch die auftretenden Bundtoleranzen Undefinierte tatsächliche Kontaktstellen, was sich negativ auf die erreichbaren Trageanteile auswirkt. Die Werkzeuglage wird durch spezielle Werkzeugbundausführung und die genannte Zangengeometrie realisiert. Dadurch istdieses Greifersystem nur für diese Werkzeuge verwendbar und nicht für die allgemein üblichen standardisierten Werkzeugschäfte.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung besteht darin, die Funktionssicherheit und den Einsatzbereich für Greifer ohne eigene Antriebseinrichtungen für die Greiferbewegungen zu verbessern.

Wesen der Erfindung

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung eines form- und kraftschlüssigen Greifers für Werkzeugwechseleinrichtungen, bei dem die Aufrechterhaltung und Aufhebung der Klemmstellung durch mechanische Elemente im Greifer realisiert wird, und die Betätigung der Ver- und Entriegelungsglieder in der jeweiligen Wechselstellung durch greiferexterne Antriebselemente in nur einer Bewegungsrichtung erfolgt.

Der Greifer weist zwei im Greiferkörper einzeln gelagerte Greiferarme auf, die hinter ihren Lagerpunkten durch je eine Zugfeder mit dem Greiferkörper verbunden sind. Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß die hinteren Enden der Greiferarme miteinander fluchtende Aussparungen aufweisen, in denen federbelastete in der Greiferebene liegende Rollen geführt sind. Zwischen den Rollen ist eine symmetrische Kurvenscheibe angeordnet, welche parallel dazu mit einem Schaltzahnrad verbunden ist. Die Kurvenscheibe ist in jedem Kurvenbogen mit einer Senkung auf gleichem Radius versehen. Zu dieser Kurvenscheibe ist senkrecht darauf ein federbeiasteter Piston, welcher in.die Senkungen einrastbar ist, angeordnet. Weiterhin befindet sich in der Greiferebene ein aus dem Greiferkörper herausstehenderfederbelasteter Schieber mit orthogonal durch den Schieber durchgehenden federbelasteten Index, der als Schaltklinke in das Schaltzahnrad eingreift. Zur erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Lösung können die in den fluchtenden Aussparungen federgestützten Rollen als Doppelrollen, und die Kurvenscheibe als Doppelkurvenscheibe mit dazwischen angeordneten Schaltzahnrad, ausgebildet sein. Die Kurvenscheibe ist dabei sternförmig gestaltet und mit abrollfähigen Übergängen für die darauf laufenden Rollen versehen. Die vorderen Enden der Greiferarme sind in Werkzeugachsrichtung eben und unprofiliert ausgebildet, berühren den Werkzeugbund an seinem äußeren zylindrischen Teil unter einem Zentriwinkel größer 180°, wobei der zwischen diesen Enden befindliche Greiferkörperteil entsprechend des Werkzeugbundes profiliert und mit einem Nutenstein versehen ist. Das Öffnen und das Schließen des Greifers erfolgt jeweils in nur vorbestimmten Positionen durch eine außerhalb des Greifers angeordnete Energiequelle z. B. einen hydraulischen Arbeitszylinder, der über einen zwischengeschalteten Stößel den federbelasteten Schieber betätigt und durch dessen Feder wieder in die Ausgangslage zurückgestellt wird. Bei Betätigung des Schiebers greift der durch den Schieber durchgehende Index hinter einen Zahn des Schaltzahnrades, wodurch dieses entsprechend des eingestellten Hubes eine bestimmte Winkeldrehung durchgeführt. Da Schaltzahnrad und Kurvenscheibe fest miteinander verbunden sind, wird die entsprechende Drehbewegung auch von der Kurvenscheibe durchgeführt. Da in jedem Kurvenbogen der Kurvenscheibe Senkungen auf gleichem Radius entsprechend der schrittweisen Drehbewegung eingebracht sind, wird die Kurvenscheibe durch einen federbelasteten, in die jeweilige Senkung einrastenden Piston stabil positioniert. Bei der Rückbewegung des Schiebers gleitet der querbewegliche Index im Schieber entlang des Zahnrückens des Schaltzahnrades in seine neue Ausgangsstellung zurück. Durch die schrittweise Drehung der Kurvenscheibe erfolgt das Öffnen und Schließen des Greifers, wobei die in den hinteren Greiferarmenden geführten gegenüberliegenden Rollen durch die Zugfedern zwischen Greiferarmen und Greiferkörper, welche ein öffnendes Moment auf die Greiferarme ausüben, an der Kurvenscheibe ständig anliegen. Zum Schließen des Greifers werden durch Drehung der Kurvenscheibe die federgestützten Rollen voneinander wegbewegt. Bei einer weiteren Schrittdrehung bewegen sich die Rollen wieder aufeinander zu und der Greifer wird durch die angreifenden Zugfedern an den hinteren Greiferarmenden wieder geöffnet. Die Druckfedern zwischen Rollen und Greiferarmenden wirken als Toleranzausgleich für unterschiedliche, durch mögliche Werkzeugbundabweichungen bedingte Schließwege.

Ausführungsbeispiel

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es · zeigen:

Fig. 1: eine teilweise aufgeschnittene Draufsicht des Greifers,

Fig.2: eine geschnittene Vorderansicht des Greifers entlang der Schnittlinie l-l aus Fig. 1, Fig.3: eine geschnittene Seitenansicht des Greifers entlang der Schnittlinie H-Il aus Fig. 2.

Gemäß Fig. 1 besteht der Greifer aus dem Greiferkörper 1 mit daran einzeln gelagerten Greiferarmen 2. Hinter den Lagerpunkten sind die Greiferarme 2 durch Zugfedern 3 mit dem Greiferkörper 1 verbunden. Die hinteren Enden der Greiferarme 2 weisen miteinander fluchtende, seitliche Aussparungen auf, in denen Druckfedern 4 mit darauf geführten Gleitschuhen 5 und darin gelagerten Rollen 6 angeordnet sind. Zwischen den Rollen 6 ist eine symmetrische Kurvenscheibe 7 angeordnet, welche parallel mit einem Schaltzahnrad 8 verbunden ist. Im Zusammenhang mit Fig.2 und Fig.3 wird sichtbar, daß die Kurvenscheibe? als Doppelscheibe mit dazwischen angeordnetem Schaltzahnrad 8 ausgeführt ist. Dementsprechend sind auch die Rollen 6 als

Doppelrollen ausgeführt. Die Kurvenscheibe 7 weist in jedem Bogen eine Senkung 9 auf, und alle Senkungen 9 liegen auf einem gemeinsamen Radius. In Fig.2 ist der Piston 10 sichtbar, der senkrecht in die Senkung 9 einrastbar ist, und über eine Druckfeder

11 belastet wird. Hinter der Kurvenscheibe 7 ist nach Fig. 1 in der Greiferebene ein aus dem Greiferkörper 1 herausstehender Schieber 12, der über eine Druckfeder 13 am Greiferkörper 1 abgestützt wird, angeordnet. Durch den Schieber 12 ist orthogonal ein Index 14 hindurchgeführt, der als Schaltklinke in das Schaltzahnrad 8 eingreift. Der Index 14 ist verschiebbar angeordnet und durch eine Druckfeder 15 in einer am Schieber 12 befestigten Brücke 16 abgestützt.

Fig. 1 zeigt den Greifer in geschlossener Stellung. Durch die Druckfedern 4 können Werkzeugbundabweichungen toleriert und trotzdem ein fester Sitz der Werkzeuge erreicht werden. Das Öffnen des Greifers wird durch einmaliges Betätigen des Schiebers

12 bis zu seinem Anschlag im Greiferkörper 1 realisiert. Der Index 14 dreht dadurch das Schaltzahnrad 8 und die damit verbundene Kurvenscheibe 7 um eine Achteldrehung weiter.

Die Rollen 6 rollen unter der Wirkung der Zugfedern 3 auf der Kurvenscheibe 7 in ein Kurvental und die hinteren Enden der Greiferarme 2 bewegen sich aufeinander zu, wodurch das Öffnen des Greifers erfolgt. Durch den in die Senkungen 9 einrastenden Piston 10 wird diese Stellung wieder stabil positioniert. Der Schieber 12 wird durch die Druckfeder 13 wieder in seine Ausgangslage gebracht, wobei der Index 14 entlang des Rückens des nächsten Zahnes des Schaltzahnrades 7 zurückgeleitet und in seiner Ausgangslage wieder durch die Druckfeder 15 vor den nächsten Zahn des Schaltzahnrades 8 gleitet. Das Schließen des Greifers erfolgt durch eine erneute Betätigung des Schiebers 12. Es erfolgt, wie schon beschrieben, eine weitere Achteldrehung_der Kurvenscheibe 7, so daß die Rollen 6 wieder auf einen Kurvenberg rollen und die hinteren Enden der Greiferarme 2 voneinander wegbewegt werden, wodurch diese die Wirkung der Zugfedern 3 überwindend, geschlossen werden.

Die Werkzeugaufnahme im Greifer ist aus Fig. 1 und Fig. 2 ersichtlich. Die vorderen Enden der Greiferarme 2 sind in Werkzeugachsrichtung eben und unprofiliert ausgebildet und berühren den Werkzeugbund 17 an seinem äußeren zylindrischen Teil unter einem Zentriwinkel größer 180°. Das Werkzeug liegt dadurch kraft-und formschlüssig im Profilkörperteil 18 des Greiferkörpers 1 und wird durch den Nutenstein 19 drehlagebestimmt.

Claims

Erfindungsanspruch:

1. Greifer für Werkzeugwechseleinrichtungen bei dem im Greiferkörper zwei Greiferarme jeweils einzeln gelagert und hinter ihren Lagerpunkten durch je eine Zugfeder mit dem Greiferkörper verbunden sind, gekennzeichnet dadurch, daß die vorderen Enden der Greiferarme (2) in Werkzeugachsrichtung eben und unprofiliert und senkrecht zur Wörkzeugachsrichtung derart ausgebildet sind, daß der Werkzeugbund (17) unter einem Zentriwinkel größer 180° berührt wird, der Greiferkörper (1) zwischen den vorderen Enden der Greiferarme (2) als Profilkörperteil (18) mit Nutenstein (19) ausgebildet ist, die hinteren Enden der Greiferarme (2) miteinander fluchtende Aussparungen aufweisen, in denen federbelastete in Greiferebene liegende Rollen (6) geführt sind, zwischen den Rollen (6) eine symmetrische Kurvenscheibe (7) angeordnet ist, parallel mit der Kurvenscheibe (7) ein Schaltzahnrad (8) verbunden ist, die Kurvenscheibe (7) in jedem Kurvenbogen eine Senkung (9) auf gleichem Radius aufweist, senkrecht zur Kurvenscheibe (7) ein federbelasteter Piston (10) in die Senkungen (9) einrastbar angeordnet ist und in der Greiferebene ein aus dem Greiferkörper (2) herausstehender federbelasteter Schieber (12) mit orthogonal in dieser Ebene durch den Schieber (12) hindurchgeführten verschiebbaren federbelasteten Index (14) der als Schaltklinke in das Schaltzahnrad (8) eingreift, angeordnet ist.
2. Greifer nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die Rollen (6) als Doppelrollen und die Kurvenscheibe (7) dazugehörig als Doppelkurvenscheibe mit dazwischenliegendem Schaltzahnrad (8) ausgebildet sind.
3. Greifer nach Punkt 1 und 2, gekennzeichnet dadurch, daß die Kurvenscheibe (7) sternförmig mit für die Rollen (6) abrollfähigen Übergängen ausgebildet ist.

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Greifer für die Werkzeugwechseleinrichtungen von Werkzeugmaschinen zum Austausch von Werkzeugen zwischen der Arbeitsspindel der Maschine und einem Werkzeugmagazin, mit radialen Zu- und Abfuhrbewegungen des Greifers in bezug auf das Werkzeug und axialer Werkzeugaushub- und Werkzeugeinsatzbewegung.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Nach DD PS 149331 ist eine Einrichtung bekannt, bei der die Greifer in einem Zentralpunktgeführt werden und über eine Druckfeder, Schubstange und die Greiferenden verbindenden Kniehebel in geschlossenem Zustand gehalten werden. Das Öffnen wird über einen in die Schubstange hineinragenden kegligen Teil ausgelöst, der mit einem Hydraulikkolben verbunden ist. Der Nachteil dieser Lösung ist der notwendige Anschluß zur Betätigung des Greifers, der alle Bewegungen des Greiferarmes mit durchzuführen hat. In der DD PS 137 676 wird ein Greifer beschrieben, bei dem schwenkbewegliche Greiferbacken mit einem im Greiferarm radial zum Werkzeug verschieb- und feststellbaren Antrieb verbunden sind. Es wird die Radialbewegung des Greifers in bezug auf das Werkzeug zu dessen Betätigung in Offen- und Klemmstellung genutzt. Ein ähnliches Funktionsprinzip wird durch einen Werkzeugtransportarm nach DE OS 3016026 realisiert. Er weist zwei Klemmarme auf, die gewölbte Abschnitte haben und in entgegengesetzter Richtung um eine gemeinsame Achse drehbar sind, sowie einen Mechanismus zum Drehen der Klemmarme und Mechanismen zum Aufbringen einer Werkzeugklemmkraft auf ein Werkzeug, das zwischen den gewölbten Abschnitten gehalten wird. Bei Beendigung der jeweiligen axialen Zustellbewegung fährt ein verschiebbarer Stift gegen einen Anschlag und öffnet die Klemmarme. Beim axialen Fortbewegen des Stiftes vom Anschlag werden die Klemmarme durch Federn selbsttätig geschlossen. Beide Lösungen realisieren die Werkzeugposition und Lagebestimmung durch bewegte Bauteile. Dieses Schließen und Öffnen des Greifers durch Anfahren des Greifers an die Arbeitseinheit kann sich nachteilig auf das Arbeitsergebnis, vor allem bei Hochgenauigkeits-Bearbeitungszentren, auswirken. Die DEAS 2245922 beschreibt eine Werkzeugwechselvorrichtung, bestehend aus einer Zange mit Armen zum Greifen, bei der die Arme um einen Bolzen schwenkbar angeordnet sind. Zwei, bei geschlossener Zange senkrecht zu deren Symmetrieachse gerichtete und miteinanderfluchtende Sackbohrungen sind von der Innenseite in den Greiferarmen vordem Drehpunkt der Zange angeordnet, welche sich über Schraubenfedern an den Grund der Sackbohrungen abstützen und ein öffnendes Moment auf die beiden Greiferarme ausüben. Die Zange weist weiterhin nach hinten gerichtete Arme auf, welche sich an in Topfhülsen geführten Bolzen abstützen und die Topfhülsen an einem drehbaren Zapfen mit rechteckförmigen Querschnitt anliegen. Die Topfhülsen stützen sich mit ihren Böden an der Schmalseite des rechteckförmigen Zapfens ab, wodurch eine Bewegung der Topfhülsen in den Bohrungen nach innen verhindert wird und die Zange geschlossen bleibt. Durch Anlage derTopfhülsen an den Schmalseiten des Zapfens ist dieser gegen unbeabsichtigte Verdrehungen gesichert. Die Bolzen sind gegenüber den Topfhülsen relativ verschiebbar, indem sich ihre Bünde über Tellerfederpakete an dem Boden derTopfhülsen abstützen, wodurch ein Toleranzausgleich ermöglicht wird. Zum Öffnen der Zange wird der Zapfen um 90° gedreht, so daß eine Verschiebung der Topfhülsen bis zur Anlage an den Längsseiten des Zapfens erfolgt, wobei diese Verschiebung unter der von den Schraubenfedern auf die Greiferarme ausgeübten Öffnungskraft erfolgt. Als Nachteil treten hier die Gleitreibungsverhältnisse bei der Führung derTopfhülsen und beim Abwälzen des Zapfens auf, wodurch der Energiebedarf zur Zangenbetätigung höher liegt und auch ein größerer Verschleiß kompensiert werden muß, um die geforderten Toleranzgrenzen zu halten. Nachteilig wirkt sich auch die Querschnittsform des Zapfens aus, weil eine selbshemmende Stellung des Zapfens nur bei geöffneter Zangenstellung erreicht wird, während bei geschlossener Greiferzange eine Sicherung durch den Antrieb erfolgen muß.