DE1552326C

DE1552326C - Machine tool with automatic tool change

Info

Publication number: DE1552326C
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Publication date: 1972-11-16

Description

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Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit automatischem Werkzeugwechsel mit einem auf dem Werkzeugschlitten sitzenden und um eine Achse drehbaren, auswechselbaren Werkzeugmagazin.The invention relates to a machine tool with automatic tool change with one on the Tool slide seated and exchangeable tool magazine that can be rotated around an axis.

Eine Werkzeugmacshine mit manuellem Werkzeugwechsel und um eine Achse drehbarem, auswechselbarem Magazin ist bekannt (deutsche Patentschrift 676 150).A tool macshine with manual tool change and an interchangeable tool that can be rotated around an axis Magazine is known (German patent 676 150).

Bei einer Revolverdrehmaschine ist es ferner bekannt, einen Revolverkopf auswechselbar zu gestalten, um einen Revolverkopf mit den für einen bestimmten Bearbeitungsablauf erforderlichen Werkzeugen bestückt und eingerichtet in Reserve zu halten, um bei einer späteren gleichen Serienbearbei- , tung sofort auf einen Revolverkopf zurückgreifen zu können (deutsches Gebrauchsmuster 1918 960).In the case of a turret lathe, it is also known to make a turret head interchangeable, around a turret head with the tools required for a specific machining process equipped and set up to be kept in reserve in order to to be able to use a revolver head immediately (German utility model 1918 960).

Die bekannte Austauschbarkeit eines Werkzeugmagazins oder Revolverkopfes beschränkt sich auf den Austausch zu Beginn einer größeren Serie, so daß die zum Austausch benötigte Rüstzeit auf eine große Stückzahl umgelegt werden kann. Ferner werden jeweils nur die bei einem bestimmten Werkstück benötigtem Werkzeuge im Magazin bzw. Revolverkopf .vorgesehen, bei Übergang auf ein anderes Werkstück werden einige oder alle Werkzeuge ausgetauscht. The known interchangeability of a tool magazine or turret head is limited to the exchange at the beginning of a larger series, so that the set-up time required for the exchange is reduced to one large numbers can be transferred. Furthermore, only those for a specific workpiece are shown required tools in the magazine or turret head .provided when changing to another Workpiece, some or all of the tools are replaced.

Werkzeugmaschinen mit automatischem Werkzeugwechsel sind im Gegensatz dazu in erster Linie für die Fertigung von ständig wechselnden Werkstücken oder bestenfalls Kleinserien bestimmt, so daß der Austausch des gesamten Werkzeugmagazins nach der bekannten Technik nicht in Frage kommt, weil ja gerade zur Bearbeitung ständig wechselnder Werkstücke eine große Anzahl von Werkzeugen ständig verfügbar gehalten werden müssen. Man war deshalb bisher bestrebt, das Magazin einer solchen Werkzeugmaschine so groß wie möglich zu halten, eben um möglichst viele Werkzeuge unterbringen zu können.Machine tools with automatic tool change, in contrast, are primarily intended for the production of constantly changing workpieces or, at best, small series, see above that the replacement of the entire tool magazine according to the known technology is out of the question, because there is a large number of tools for machining constantly changing workpieces must be kept available at all times. So far, efforts have therefore been made to create the magazine of such a To keep the machine tool as large as possible, just to accommodate as many tools as possible be able.

Weiterhin müssen, wie bei allen Werkzeugmaschinen, durch häufige Benutzung_/abgenutzte Werkzeuge ausgewechselt werden, was von Hand geschehen muß und infolgedessen eine beträchtliche Zeit dauert, während der die Maschine stillsteht und nicht arbeiten kann.Furthermore, as with all machine tools, frequent use _/ worn out tools must be changed, which must be done by hand and consequently takes a considerable amount of time during which the machine is stationary and cannot work.

Durch die Erfindung soll deshalb eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art verfügbar gemacht werden, bei der die Zahl der für die automatische Auswechslung zur Verfügung stehenden Werkzeuge drastisch zu erhöhen ist.The invention is therefore intended to make a machine tool of the type mentioned at the beginning available with the number of tools available for automatic replacement increase dramatically.

Grundsätzlich wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß statt durch Wahl eines größeren Magazins das ganze Magazin ausgewechselt wird, so daß man in einem verhältnismäßig kleinen Magazin auskommt, was sich auch günstig auf die Größe der gesamten Werkzeugmaschine auswirkt; trotzdem ist man in der Lage, eine nahezu beliebige Anzahl von Werkzeugen im Wechselprogramm der Maschine vorzusehen.Basically, this problem is solved by the fact that instead of choosing a larger magazine, the entire magazine is replaced so that you can get by in a relatively small magazine, which also has a favorable effect on the size of the entire machine tool; nevertheless one is in the Ability to provide almost any number of tools in the machine's changing program.

Konkret wird die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe also dadurch gelöst, daß ein selbsttätiger Wechselmechanismus für das Magazin vorgesehen ist, der einen Greifer aufweist, der mit einer Halterung am Magazin zusammenwirkt. Bei Programmwechsel kann bei einer solchen Maschine ohne nennenswerte Rüstzeit der vorhandene Werkzeugsatz durch einen dem neuen Programm angepaßten neuen Werkzeugsatz ersetzt werden, selbstverständlich ist es genauso möglich, bei einer umfangreichen Bearbeitung zwei oder sogar mehr Werkzeugsätze bereit zu halten und im Zuge der Bearbeitung auszuwechseln. Wird jedoch längere Zeit mit einem Werkzeugsatz gearbeitet, kann ein zweiter, gleichartiger Werkzeugsatz zur Verfügung gehalten werden und nach Auftreten der ersten Abnutzungserscheinungen des einen Werkzeugsätzes diesen ersetzen. Der erste Werkzeugsatz kann dann nachgearbeitet, vor allem nachgeschliffen werden und steht dann wieder als Reserve zur Verfügung.Specifically, the object on which the invention is based is achieved in that an automatic Exchange mechanism for the magazine is provided, which has a gripper with a holder cooperates on the magazine. When changing the program with such a machine without any noteworthy Set-up time of the existing tool set by a new one adapted to the new program Tool set can be replaced, of course it is just as possible in the case of extensive machining to keep two or even more tool sets ready and to exchange them in the course of machining. However, if one tool set is used for a longer period of time, a second, similar tool set can be used be kept available and after the first signs of wear and tear of the a tool set to replace it. The first set of tools can then be reworked, especially be reground and is then available again as a reserve.

Wichtig für das richtige Programm ist es nun, daß daß Werkzeugmagazin genau den vorgesehenen Platz einnimmt, damit von der Maschinensteuerung auch tatsächlich immer das vorgesehene Werkzeug an die Wechselstelle gebracht wird. Es gibt bekanntlich eine ganze Reihe von Möglichkeiten, das zu erreichen; als für die Praxis besonders zweckmäßig hat sich eine Konstruktion erwiesen, bei der das Magazin mit zwei Paßbohrungen unterschiedlichen Durchmessers und der Magazinträger mit entsprechenden Paßstiften versehen ist.It is now important for the correct program that the tool magazine has exactly the intended location so that the machine control always sends the intended tool to the Exchange point is brought. As is well known, there are a number of ways to achieve this; as A construction has proven to be particularly useful in practice, in which the magazine with two Locating bores of different diameters and the magazine carrier with corresponding locating pins is provided.

Bei den eingangs als bekannt vorausgesetzten Werkzeugmaschinen war die Drehachse des Magazins horizontal, es sind jedoch Werkzeugmaschinen mit automatischem Werkzeugwechsel bereits vorgeschlagen worden, bei denen ein Magazin vorgesehen ist, das um eine vertikale Achse dreht (deutsche Patentanmeldungen P 14 77 429.9;The machine tools assumed to be known at the beginning were the axis of rotation of the magazine horizontal, but machine tools with automatic tool change have already been proposed been, in which a magazine is provided that rotates about a vertical axis (German patent applications P 14 77 429.9;

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P 15 52 324.7). Bei einer solchen Maschine kann 27 b sicher über die oberen Enden der Werkzeuge 29P 15 52 324.7). In such a machine, 27 b can securely slide over the upper ends of the tools 29

der Wechselmechanismus gemäß einer speziellen hervorsteht.the change mechanism protrudes according to a special one.

Ausführungsform der Erfindung derart ausgeführt Die Schlitze 25 α bzw. 25 b sind so gerichtet, daß werden, daß neben dem Maschinenbett ein um eine sie Teile eines Kreises um die Säule 17 bilden, wenn vertikale Säule drehbarer Greifarm angeordnet ist 5 sie über dem Magazin stehen, das auf dem Spindel- und das Magazin einen über die nach oben ragenden schlitten sitzt, also in der in der Zeichnung dar-Enden der Werkzeuge hervorstehenden Zapfen mit gestellten Stellung bildet der Schlitz 25 α einen Kreis einem Tragflansch aufweist. Gerade wenn es sich um um den Ständer 17; wird der Greif arm 21 um die das Auswechseln eines Werkzeugsatzes mit stumpfen Achse 22 um 180° gedreht, so liegt der Schlitz 25 ft Werkzeugen gegen einen Ersatz-Werkzeugsatz han- io auf dem Kreis um den Ständer 17.
delt, kommt es darauf an, den Auswechselvorgang Das Magazin 28 ist mit zwei ungleich großen Paßmöglichst schnell durchzuführen. Gemäß einer be- bohrungen 30 und 31 versehen, und ein Magazinsondersvorteilhaften Ausf ührungsf orm der Erfindung träger 32 auf dem Werkzeugschlitten 13 weist zwei wird das dadurch erreicht, daß der Greifarm mit entsprechende Paßstifte 33 bzw. 34 auf.
wenigstens zwei Armen ausgestattet ist und an einem 15 Während des normalen Betriebes der Maschine ebenfalls um eine vertikale Achse drehbaren befindet sich die Werkzeugmaschineneinheit etwa in Schwenkarm gelagert ist. der strichpunktiert dargestellten Stellung 13' (Fig. 2),Embodiment of the invention carried out in such a way The slots 25 α and 25 b are directed so that are that next to the machine bed form a part of a circle around the column 17 when a vertical column rotatable gripping arm is arranged 5 they are above the magazine , which sits on the spindle and the magazine on a slide protruding upwards, so in the figure in the drawing-ends of the tools protruding pin with set position, the slot 25 α has a circle with a support flange. Especially when it comes to the stand 17; If the gripping arm 21 is rotated 180 ° around the replacement of a tool set with a blunt axis 22, the slot 25 ft tools against a replacement tool set is located on the circle around the stand 17.
delt, it depends on the replacement process. The magazine 28 is to be carried out as quickly as possible with two unequal sized passports. Provided according to a bores 30 and 31, and a particularly advantageous embodiment of the invention, carrier 32 on the tool slide 13, this is achieved in that the gripping arm has corresponding dowel pins 33 and 34, respectively.
is equipped with at least two arms and on a 15 During normal operation of the machine also rotatable about a vertical axis, the machine tool unit is mounted approximately in a swivel arm. the position 13 'shown in phantom (Fig. 2),

Wenn es sich ausschließlich darum handelt, beim je nachdem, an welcher Stelle des Werkstückes 14 Umrüsten auf ein anderes Werkstück den Werkzeug- die Bearbeitung durchzuführen ist. Der Schwenkarm satz auszuwechseln, wird es häufig genügen, den 20 20 und der'Greif arm 21 nehmen dabei die ebenfalls Wechselmechanismus von Hand zu bedienen. Der in Fig. 2 strichpunktiert dargestellte und mit 20' Nachteil besteht dann natürlich darin, daß jeweils bzw. 21 V und 21 a' bezeichnete Stellung ein.
an der betreffenden Maschine ausgebildetes Personal Soll das Werkzeugmagazin 28 α ausgewechselt werzur Verfügung stehen muß, das durch diesen Werk- den, so wird die Maschineneinheit 11 in die in der zeugwechsel noch zusätzlich zeitlich beansprucht 25 Zeichnung dargestellte Stellung gebracht, nämlich wird. Wenn aber abgenutzte Werkzeuge sofort nach um die Länge des Schwenkarms 20 vom Ständer 17 Erkennen der Abnutzung durch frische Werkzeuge entfernt. Es sei darauf hingewiesen, daß das Werkersetzt werden sollen, dauert die Auswechslung von stück 14 ruhig bis an diese Stelle und sogar noch Hand sicher zu lange, und dann empfiehlt es sich, weiter reichen darf, es ist dann nur die Höhe des den Wechselmechanismus von der Maschinensteue- 30 Ständers 17 entsprechend größer zu wählen als in rung aus steuerbar zu machen und von dieser aus zu der Zeichnung dargestellt: Die Schlitteneinheit 13 steuern. kann in Höhenrichtung ja genügend weit nach obenIf it is only a question of machining the tool, depending on the point at which the workpiece 14 is converted to another workpiece. To replace the swivel arm set, it will often be sufficient to take the 20 20 and the gripping arm 21 to operate the changing mechanism by hand. The dotted line shown in Fig. 2 and with 20 'disadvantage is then of course that in each case or 21 V and 21 a' designated position.
Personnel trained on the machine in question. If the tool magazine 28 is to be replaced who has to be available through this factory, the machine unit 11 is brought into the position shown in the drawing, which is also time-occupied in the tool change. But if worn tools are removed immediately after the length of the swivel arm 20 from the stand 17 detection of the wear by fresh tools. It should be noted that the work should be replaced, the replacement of piece 14 takes quietly to this point and even hand surely too long, and then it is advisable to extend further, it is then only the height of the change mechanism of the machine control unit 17 to be selected correspondingly larger than to make it controllable in tion and shown from this in relation to the drawing: Control the slide unit 13. can go up enough in height

Die Erfindung soll an Hand der Zeichnung näher wandern,The invention should move closer to the drawing,

erläutert werden; es zeigt Sobald die Maschineneinheit 13 in der dargestell-be explained; it shows as soon as the machine unit 13 in the illustrated

F i g. 1 eine Frontansicht einer erfindungsgemäßen 35 ten Stellung angekommen ist, wird durch entspre-F i g. 1 is a front view of a 35 th position according to the invention has arrived, is by corresponding

Werkzeugmaschine und chendes Beaufschlagen des Kolbens 19 mit Druck-Machine tool and corresponding application of the piston 19 with pressure

F i g. 2 eine Aufsicht auf die Maschine nach mittel der Schwenkarm 20 in die in der ZeichnungF i g. 2 shows a plan view of the machine according to the means of the pivot arm 20 in the one in the drawing

Fig. 1. dargestellte Stellung geschwenkt, dabei schiebt sichFig. 1. Pivoted position, it pushes

Die dargestellte Werkzeugmaschinell ist eine das freie Ende des Greif armteils 21 α mit dem Schlitz Doppelsäulenmaschine, die in x-Richtung auf einem 40 25 a über den Zapfen 26 a des Magazins 28 a und Maschinenbett 12 verfahrbar ist; der Werkzeug- unter den Tragflansch 27 a dieses Magazins. Daraufschlitten 13 ist in y-Richtung auf und nieder fahrbar hin wird die Schlitteneinheit 13 so weit abgesenkt, und in z-Richtung auf das Werkstück 14 zu vor- daß der oberste Teil des Schlittens bzw. des Magaschiebbar. Das Werkstück 14 ist auf einem fest- zinträgers 32 unter den unteren Enden der Werkstehenden Werkstücktisch 15 gespannt; es führt 45 zeuge 29 liegt. Daraufhin wird der Kolben 19 erneut allenfalls eine Drehung um seine vertikale Achse in entgegengesetztem Sinne mit Druckmittel beaufaus, wenn eine andere Seite des Werkstückes der schlagt, so daß der Schwenkarm 20 wieder in die Spindel 16 zur Bearbeitung dargeboten werden soll. Stellung 20 (F i g. 2) zurückschwenkt. In dieser Stel-The machine tool shown is a the free end of the gripping arm part 21 α with the slot Double column machine, which in the x direction on a 40 25 a via the pin 26 a of the magazine 28 a and Machine bed 12 is movable; the tool under the support flange 27 a of this magazine. On it sledge 13 can be moved up and down in the y-direction, the slide unit 13 is lowered so far that and in the z-direction towards the workpiece 14, the uppermost part of the slide or of the slide can be pushed forward. The workpiece 14 is clamped on a fixed-interest carrier 32 under the lower ends of the workpiece table 15; it leads 45 witnesses 29 lies. Thereupon the piston 19 is again at most a rotation around its vertical axis in the opposite direction with pressure medium, when another side of the workpiece hits, so that the pivot arm 20 is back in the Spindle 16 is to be presented for processing. Position 20 (Fig. 2) pivoted back. In this place

Am in der Zeichnung gesehen linken Ende des lung wird der Greif arm 21 durch entsprechendes Be-At the left end of the lung seen in the drawing, the gripping arm 21 is

Maschinenbettes 12 ist vor demselben ein um eine 50 aufschlagen des Kolbens 24 mit Druckmittel umMachine bed 12 is in front of the same a 50 to hit the piston 24 with pressure medium

vertikale Achse drehbarer Ständer 17 angeordnet, 180° verdreht; anschließend wird wiederum der KoI-vertical axis rotatable stand 17 arranged, rotated 180 °; then the KoI-

der am unteren Ende mit einem Zahnrad 18 ver- ben 19 mit Druckmittel beaufschlagt, so daß derwhich at the lower end with a gear 18 verben 19 is acted upon with pressure medium, so that the

sehen ist, das mit einer Zahnung an einem hydrau- Schwenkarm 20 in die in F i g. 2 dargestellte Lagecan be seen that with a toothing on a hydraulic swivel arm 20 in the in F i g. 2 position shown

lisch betätigten Kolben 19 kämmt. Am oberen Ende zurückkehrt, nur daß jetzt der Greif armteil 21 b auflisch operated piston 19 combs. At the top returns, only that now the gripping arm part 21 b

weist der Ständer 17 einen Schwenkarm 20 auf, der 55 die Maschine 11 zuweist bzw. über die Schlitten-if the stand 17 has a swivel arm 20 which assigns 55 the machine 11 or via the carriage

an seinem freien Ende einen Greifarm 21 mit zwei einheit 13 kommt. Die Schlitteneinheit 13 wird danna gripping arm 21 with two unit 13 comes at its free end. The carriage unit 13 is then

Armen 21 α und 21 b schwenkbar trägt. Der Greif- wieder angehoben, bis das neue Magazin 28 b aufArms 21 α and 21 b pivotably carries. The gripping again raised until the new magazine 28 b on

arm 21 hängt an einem Zapfen 22, der ein Zahnrad dem Magazinträger 32 in der vorgesehenen Lage auf-arm 21 hangs on a pin 22, which has a gear on the magazine carrier 32 in the intended position.

23 trägt, das mit der Zahnung eines hydraulisch be- sitzt. Da das Magazin 28 b nicht mit Sicherheit in der23 carries, which has a hydraulic system with the teeth. Since the magazine 28 b is not with certainty in the

tätigten Kolbens 24 kämmt. 60 vorgesehenen Drehlage relativ zum Magazinträger 32actuated piston 24 combs. 60 provided rotational position relative to the magazine carrier 32

An den freien Enden weisen die beiden Arme 21 α Hegt, wird dieser zweckmäßigerweise während desAt the free ends, the two arms 21 α Hegt, this is expediently during the

und 21 b je einen Schlitz 25 a bzw. 25 b auf, in denen Anhebens der Schlitteneinheit 13 langsam gedreht,and 21 b each have a slot 25 a and 25 b , in which the carriage unit 13 is slowly rotated,

ein Zapfen 26 a bzw. 26b liegt, der jeweils mit einem bis der größere der beiden Paßstifte 33 und 34 in diea pin 26 a or 26 b is located, each with one to the larger of the two dowel pins 33 and 34 in the

Tragflansch 27a bzw. 27b versehen ist, der über die zugehörige Bohrung einfällt und sich das MagazinSupport flange 27a or 27b is provided, which falls through the associated hole and the magazine

Seitenkanten des Schlittens 26 greift und sich so 65 28 b dann satt auf den Magazinträger 32 auflegenSide edges of the slide 26 engages and so 65 28 b then rest fully on the magazine carrier 32

daran hält. Der Zapfen 26 sitzt auf einem auswech- kann.hold on to it. The pin 26 sits on an exchangeable can.

seibaren Magazin 28 und erstreckt sich so weit aus Der Schwenkarm 20 wird dann in die Stellung 20'seibaren magazine 28 and extends so far from The pivot arm 20 is then in the position 20 '

dessen Ebene heraus, daß der Tragflansch 27a bzw. (Fig. 2) zurückgeschwenkt, die Maschineneinheit 11its plane out that the support flange 27a or (FIG. 2) is pivoted back, the machine unit 11

läuft wieder in die Stellung, in der die Schlitteneinheit 13 die Stellung 13' einnimmt, und der neue Bearbeitungsgang kann beginnen.runs back into the position in which the slide unit 13 assumes the position 13 ', and the new one Processing can begin.

Die Steuerung für die beschriebenen Vorgänge, sowohl eine manuelle Steuerung als auch eine automatische Steuerung von der Steuerung der Maschine 11 aus dürfte gerade bei der Einfachheit der in Frage kommenden Bewegungen mit üblichen konstruktiven Mitteln aufzubauen sein, so daß eine Erläuterung an dieser Stelle überflüssig sein dürfte.The control for the processes described, both manual and automatic Control from the control of the machine 11 is likely to be just with the simplicity of the question To be built up coming movements with the usual constructive means, so that an explanation is attached this point should be superfluous.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Machine tool with automatic tool change, with one on the tool slide seated and exchangeable tool magazine that can be rotated about an axis, thereby characterized in that an automatic changing mechanism (17 ... 25) for the magazine (28) is provided which has a gripper (21) with a holder (26, 27) on the magazine (28) cooperates.

2. Machine tool according to claim 1, characterized in that the magazine (28) with two fitting bores (30, 31) of different diameters and the magazine carrier (32) with corresponding dowel pins (33, 34) is provided.

3. Machine tool according to claim 1 or 2, with a magazine which is about a vertical axis rotates, characterized in that in addition to the so Machine bed a gripping arm (21) rotatable around a vertical column (17) is arranged and that Magazine (28) has a pin protruding over the upwardly projecting ends of the tools (29) (26) with a support flange (27). as

4. Machine tool according to claim 3, characterized in that the gripping arm (21) with at least two arms (21a, 216) is equipped and one also around a vertical one Axis (17) rotatable swivel arm (20) is mounted.

5. Machine tool according to one of claims 1 to 4, characterized in that the Change mechanism (17 ... 25) can be controlled from the machine control.