DD267941A1 - Werkzeugwechseleinrichtung mit zwangslaeufiger kopplung aller einzelbewegungen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugwechseleinrichtung mit zwangslaeufiger Kopplung aller Einzelbewegungen, bestehend aus einem drehbaren Doppelgreifer mit dazu orthogonaler Bewegung. Das Anwendungsgebiet sind Werkzeugmaschinen mit automatischen Werkzeugwechsel. Der Doppelgreifer ist mit seiner Drehachse in einem Schwenkstaender gelagert und in der Drehachse ist eine Verstellachse fuer die Greiferbetaetigung gelagert. Die Bewegung der Achsen und des Schwenkstaenders erfolgt ueber Zahnstangen und Schubstangen, die durch Eingriffsglieder mit einem Kurvenkoerper in Verbindung stehen. Die Kurven sind so gestaltet, dass ruckfreie ueberlagernde Einzelbewegungen bei Drehung des Kurvenkoerpers erfolgen. Figur

Description

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Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Werkzeugwechseleinrichtung Ist en r.llen Werkzeugmaschinen einsetzbar, bei denen die Notwendigkeit besteht, innerhalb eines Arbeitezyklus verschiedene Werkzeuge aus einem Bereitstellungsplatz oder Werkzeugmagazin in die werkzeugseitige Maschinenaufnahme zu bringen, bzw. in das Magazin zurückzufordern.

C larakteristik des bekannten Standes der Technik

Füe das Wechseln von Werkzeugen von einem Magazin in eine Werkzeugmaschine und zurück sind sehr viele Lösungen bekannt. Allen diesen Lösungen ist gemeinsam, daß der Bewegungssolauf des Werkzeuges in einzelne Elementarbewegungen durch hydraulische, pneumatische oder elektrische Stellglieder realisiert werden und der Anfing und das Ende der Elementarbewegungen durch entsprechende, im allgemeinen elektrische, Sensoren registriert werden. Über Auswertung der Sensoren und mittels einer Steuerung werden die Elementarbewegungen miteinander koordiniert. Der prinzipielle Nachteil dieser Verfah rensweise ist der, daß während eines Werkzeugwechsels diese ständige Koordinierung der Elementarbewegungon durch die Steuerung mittels Auswertung des Meldezustandes der Sensoren und Vergleich mit dem Sollablauf sowie ein gezieltes Ansteuern mohererer Stellglieder erfolgen muß. Dies führt relativ leicht zu Fehlh&ndlungen, die dann zunahmen, wenn aus technologischen Erwägungen das Bestreben besteht, die Zeit für den Werkzeugwechsel besonders klein 211 halten. Nach DE-OS 2013836 ist eine Werkzeug-Wechselvorrichtung bekannt, zu der ein Hauptgehäuse gehört, das sich um eine Achse drehen kann, die zur Spindelachse in einem bestimmten Winkel angeordnet ist, das sich aber auch um die Werkzeugachse (rohen kann.

Zur Wechselvorrichtung gehören weiterhin zwei Arme oder Hebel, die einander gegenüber an dem Hauptgehäuse angebracht sind. Die drei Arbeitsfunktionen, das Klemmen des Klommkopfes oder der Klemmvorrichtung, das Schwingen um die Querachsen sowie die Drehbewegung um die Achse des Hauptgehäusese werden alle von Antriebswellen herbeigeführt, die ineinander verschachtelt sind. Das Klemmen odor der Klemmvorgang werden durch eine Vollwelle ausgefüi rt, während die beiden anderen Funktionen von Hohlwellen ausgeführt werden, die zur ersten Welle und zueinander konzentrisch angeordnet sind. Ein nockenbetätigter Zahnstangenmechanismus vollzieht dabei die beiden Arbeiisablftufe oder Funktionen des Schwingens der Hebel und des Drehens um die Gehäuseachse. Auch bei dieser Lösung handelt es sich um ein mechanisches Schaltgetriebe, be! dem die Einzelbewegungen gegenüber der Bewegung des Hydraulikzylinders nicht stoßfrei anfahren. Dieser Bewegungsablauf der nicht ruckfreien Bewegungen und damit von Stößen während des Werkzeuqwechselvorganges ist charakteristisch für den bekannten Stand der Technik.

Ziel der Erfindung

Es ist das Ziel der Erfindung, eine Werkzeugwechseleinrichtung mit sehr hoher Funktionssicherheit und sehr kleinen Werkzeugwechselzeiten zu schaffen.

Darlegung dt· Wesens der Erfindung

Der -rfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugwechseleinrichtung zu schaffen, bei der alle wehrend eines Wechselzyklus notwendigen Einzelbewegungen schnell und stoßfrei Ober ein einziges Getriebe ohne Schaltfunktionen und mit nut einem Antriob realisiert werden.

Erfhdungegemäß wird die Aufgabe mit einem drehbaren Doppelgreifer mit dazu orthogonaler Bewegung dadurch gelöst, daß der Doppelgreifer mit seiner Drehachse in einem Schwenkständei gelagert ist, in der Drehachse eine Verstellechse für die GreiferbetStigung gelagert ist und die beiden Achsenden am gegenüberliegenden Ende des Doppelgreifers nach außen gegeneinander überstehend su.:¹ "nd jeweils einen Zahnkranz aufweisen, in die je eine Zahnstange eingreift. Die Zahnstangen sind über Eingriffsgiiader mit einem K\irvenkö'r er, der am Schwenkstander angeordnet ist, verbunden. Weiterhin ist am Sr.hwenkständer ein Kipphebel an seinem Scr jitel in Kipprichtung gelagert und seine Schenkelenden sind jeweils an Schubstangen gelagort, wovon eine parcllel ζ j den Zahnstangen, am Schwenkstander geführt, über ein Eingriffsglied mit dem Kurvenkörper verbunden ist und die andere orthogonal dazu mit dein Grundkörper verbunden ist. Als Kurvenkörper können Kurvenzylinder mit Nutkurven, miteinander starr verbundene Kurvenscheiben oder Taumelscheiben zum Einsatz kommen. Bei Verwendung eines Kurvenzylinders kann der Antrieb dafür im Innenraum desselben angeordnet werden. Die Kurven sind so gftstaltet, daß sich ruckfreie Bewegungen und somit keine Stöße wahrend des Werkzeugwechselvorganges ergeben. Der gesamte Bewegungeablauf wird durch die Kurvengestaltung bestimmt und Rückmeldungen über realisierte oder nicht realisierte Elementarbewegungen entfallen, da sie zwangsgekoppelt sind. Die Schnelligkeit des Werkzeugwechsels ist vorrangig bestimmt durch den Energiefluß in der Werkzeugwechseleinrichtung und die mechanische Beanspruchung der Teile. Alle Elementarbewegungen können über die Kurvengestaltung sehr günstig als sinusförmige Bewegungsabläufe ruckfrei und heschleunigungsoptimiert gestaltet werden. Überlappungen der Elementarbewegungen sind möglich, so daß sich am Werkzeug räumliche Bewegungsabläufe mit kürzesten Wegen ergeben. Dabei ist durch die feste Prägung der Kurven das Havarieptoblem ausgeschaltet.

AusfQhrungsbeisplel

Lie Erfindung soll an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die Figur zeigt die Perspektivdarstellung einer Werkzeugwechseleinrichtung.

Der Doppelgreifer 1 ist fest an eine Drehachse 2 gekoppelt, die drehbar in einer oberen Lagerbuchse 3 des Schwenkständers 4 gelagert let. In der Drehachse 2 ist eine Verstellachse 5 gelagert, an deren Stirnseite exzentrisch zwei Mitnehmerstangen 6 drehbar gelagert sind, dio bei Drehung der Verstellachse 5 relativ zur Drehachse 2 eine öftnungs- oder Schließbewegung der Klauen 7 an den Werkzeugaufnahmen 8 bewirken. Die Werkzeugaufnahmen 8 sind W<\ an den beiden Enden des Doppolgreifers 1 angeordnet. Die hinteren Enden der Drehachse 2 und Verstellacr se 5 find gegeneinander überstehend und weisen jeweils einen Zahnkranz 9 auf, in die je eine Zahnstange 10 eingreift. Die Längsführung der Zahnstangen 1C erfolgt in mehreren Lagern 11, wobei nur ein Lager 11 dargestellt ist. Die Lager 11 sind fest mit dem Schwenkständer 4 verbunden. Die Zahnstangen 10 tragen Mitnehmerzapfen 12, die in je eine Nutkurve 13 des Kurvenzylinders 14 eingreifen, der ebenfalls am Schwenkständer 4 befestigt ist

Der Schwenkständer 4 ist in einem Gelenk 16 des Grundkörpers 16 gelagert. Eine Schwenkbewegung des Schwenkständers 4 um einen Winkel von etwa 5* bis W .ich vom dient dazu, Werkzeuge aus der Maschine und dem Magazin nach vorn herauszuheben. Dazu ist am Schwenkständer 4 ein Kippwinkel 17 an seinem Scheitel in Kipprichtung gelagert und seine Schenkelenden jeweils an Schubstangen 18,19 gelenkig befestigt. Eine Schubstange 18 ist ebenfalls in am Schwenkständer befestigten Lagern 11 geführt und auch durch einen in »ine weitere Nutkurve 13 eingreifenden Mitnehmerzapfen 12 mit dem Kiirvenzylinder 14 verbunden. Die zweite Schubstange 19 ist mit dem Grundkörper 16 gelenkig verbunden. Der Kurvenzylinder 14 ist um seine Längsachse drehbar gelagert. Die Drehbewegung um die Längsachse erfolgt durch einen Motor mit oder ohne Getriebe, die z. B. im Inneren des Kurvenzylindurs 14 liegen und deshalb in der Figur nicht dargestellt sind. Bei einer Drehbewegung des Kurvenzylinders 14 werden über die Mitnehmerzapfen 12 die Höhenunterschiede der Nutkurven 13 auf die Zahnstangen 10 und die Schubstange 18 zwangsläufig übertragen. So wird durch die Bewegung der Zahnstangen 10 miteinander und zueinander die Schwenkung de» Doppelgreifers 1 und das öffnen und Schließen der Klauen 7 ium Festhalten bzw. zur Freigabe der Werkzeuge realisiert. Bei Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Schubstange 18 wird der Kippwinkel 17 bewegt und somit das Hin· und Rückschwenken des Schwonkständers 4 zum Karausnehmen bzw. Wiedereinsetzen der Werkzeuge gewährleistet.

Claims (5)

1. Weckzeugwechselainrichtung mit zwangsläufiger Kopplung aller Einzelbewegungen, bestehend aus einem drehbaren Doppelgreifer mit dazu orthogonaler Bewegung, dadurch gekennzeichnet, d?ß der Doppelgreifer (1) mit seiner Drehachse (2) in einem Schwenkständer (4) gelagert ist, in der Drehachse (2) eine Versteliachse (5) für die Greiferbetätigung gelagert ist, die beiden Achsenden am gegenüberliegenden Ende des Doppelgreifers (1) nach außen gegeneinander überstehen sind und jeweils einen Zahnkranz (9) aufweisen, in die je eine Zahnstange (10) eingreift, die Zahnstangen (10) über Eingriffsglieder mit einem Kurvenkörper, der am Schwenkständer (4) angeordnet ist, verbunden sind, am Schwenkständer (4) ein Kippwinkel (17) an seinem Scheitel in Kipprichtung gelagert ist und seine Schenkelenden jeweils an Schubstangen (18,19) gelagert sind, wovon eine parallel zu den Zahnstangen (10), am Schwenkständer (4) geführt, über ein Eingriffsglied mit dem Kurvenkörper verbunden ist und die andere orthogonal dazu mit dem Grundkörper (16) verbunden ist.

2. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurvenkörper ein Kurvenzylinder (14) mit Nutkurven (13) ist.

3. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurvenkörper miteinander starr verbundene Kurvenscheiben oder Taumelscheiben sind.

4. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für den Kuivenzylinder (14) im Innenraum desselben angeordnet ist.

5. Werkzeugwechseleinrichtung nach Anspruch 2 u. 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurven so gestaltet sind, daß sich ruckfreie Bewegungen ergeben.