DE926888C - Werkzeugspeicher zur Bereithaltung einer Anzahl von Werkzeugen in Verbindung mit einer Werkzeugmaschine mit Vorwaehl- bzw. Programmschaltung - Google Patents

Description

Bei der spangebenden Bearbeitung auf Werkzeugmaschinen ist es erforderlich, die Arbeitsbedingungen, wie z. B. Schnittgeschwindigkeit, Vorschub, Zustellung u. dgl., dem angewendeten Werkzeug, dem zu bearbeitenden Werkstoff und dem Arbeitsgang, Schruppen, Schlichten, Vorbohren, Fertigbohren usw., anzupassen, um die Bearbeitung jeweils so gut und so wirtschaftlich wie möglich auszuführen. Voraussetzung für die ίο Erfüllung dieser Forderungen ist das Vorhandensein geeigneter, insbesondere gestufter und stufenlos einstellbarer Getriebe an der zu benutzenden Werkzeugmaschine. Im einfachsten Fall werden diese Getriebe von Arbeitsgang zu Arbeitsgang auf" die gewünschten Drehzahlen durch Schalten von Hand mittels Hebel, Handrad, Druckknopf od. dgl. eingestellt.

Einen großen Fortschritt brachte bereits die sogenannte Vorwählschaltung, deren Vorteil darin besteht, daß die Vorbereitung der jeweils folgen- ao den Schaltung in die vor dieser Schaltung ablaufende Hauptzeit fällt und somit Nebenzeit eingespart wird. Die nächste Entwicklungsstufe ist durch die sogenannte Programmschaltung gekennzeichnet, bei welcher für eine ganze Folge von Arbeitsverrichtungen die Arbeitsbedingungen den nacheinander zum Eingriff kommenden Werkzeugen zugeordnet werden. Bei derartigen Ein-

richtungen ist der. Werkzeugträger stets ein Teil der entsprechenden Werkzeugmaschine, wie z. B. der Revolverkopf bei Revolverdrehbänken.

Die Erfindung bezweckt nun auch für solche Werkzeugmaschinen, wie z. B. Bohrmaschinen, Bohrwerke u. a., bei denen ein und dieselbe Arbeitsspindel nacheinander verschiedene Werkzeuge aufzunehmen hat, die Vorteile der Vorwählbzw. Programmschaltung auszunutzen. Zu diesem ίο Zweck wird erfindungsgemäß der Werkzeugmaschine ein Werkzeugspeicher mit einer beliebigen Anzahl von Werkzeugen zugeordnet, der so eingerichtet ist, daß er jeweils nur ein Werkzeug zu entnehmen gestattet, während die übrigen Werkzeuge versperrt bleiben. Dabei ist jeder Stellung des Werkzeugspeichers eine bestimmte Schaltgruppe, z. B. eine bestimmte Spindel drehzahl und eine bestimmte Vorschubgeschwindigkeit oder sonstige Bewegungsgröße, zugeordnet, und es sind an dem Werkzeugspeicher Mittel vorgesehen, mit denen die jeder Stellung des Speichers zugehörige Schaltgruppe bei der Entnahme des zugehörigen Werkzeuges geschaltet wird. Der Werkzeugspeicher kann z. B. als mit Halterungen für die Werkzeuge besetzter endloser Förderer, z. B. nach Art einer Drehtrommel, einer Förderkette od. dgl. mit Umlauf bewegung oder S'dhiebesehlitten mit geradliniger, gegebenenfalls hin- und rückläufiger Bewegung ausgebildet sein, wobei das Fördermittel mit seinen Halterungen in einem Käfig mit nur einer Entnahmeöffnung für die Werkzeuge läuft. Wenn somit die die Werkzeuge tragende Trommel durch Drehen in. die Stellung gebracht wird, die das gewünschte und zu benutzende Werkzeug zu entnehmen gestattet, so wird durch einen an der Trommel befindlichen Schaltmechanismus die zu dieser Stellung zugehörige Schaltgruppe geschaltet. Gleichzeitig wird die Trommel bei der Entnahme des Werkzeuges selbsttätig gegen weiteres Verdrehen verriegelt, so daß die geschaltete Drehzahlgruppe so lange eingeschaltet bleibt, wie mit dem Werkzeug gearbeitet bzw. bis dieses wieder in die Trommel eingesetzt wird. Erst beim Weiterdrehen der Trommel für die Entnahme des nächsten oder eines beliebigen anderen Werkzeuges aus dieser Trommel wird die dann zu diesem gehörige andere Schaltgruppe geschaltet. Zwangläufig muß jedes Werkzeug erst wieder in den Speicher abgelegt' sein, bevor ein anderes entnommen werden "kann. Die Zuordnung bestimmter Bewegungsgrößen (Drehzahl, Vorschub usw.) zu den in der Trommel gespeicherten Werkzeugen kann wie bei jeder Programmschaltung in bekannter Weise in beliebiger Kombination— im Rahmender an der Werkzeugmaschine gegebenen Drehzahl-, Vorschub- und Zustellbereidhe — erfolgen. Voraussetzung für die Anwendung dieses neuartigen Werkzeugspeichers ist selbstverständlich das Vorhandensein eines durch Vorwählen oder durch ein \⁷orgegebenes Programm steuerbaren Getriebes an der betreffenden Werkzeugmaschine. Die Art der Steuerung — ob elektrisch, elektronisch, hydraulisch, elektrohydraulisch, optisch usw. — ist dabei für die Verwirklichung des Grundgedankens der Erfindung nicht ausschlaggebend.

Die wesentlichen Vorteile der beschriebenen Einrichtung sind folgende: Die Zahl der Werkzeuge, für die die Bewegungsverhältnisse in der Maschine vorbestimmt und zwangläufig herbeigeführt werden sollen, ist nur durch die praktisch zweckmäßigen Abmessungen des Werkzeugspeichers bedingt. Die Entnahme der Werkzeuge ist an keine bestimmte Reihenfolge gebunden. Jede beliebige Werkzeugaufnahme kann verwendet werden. Die Einrichtung kann in Verbindung mit jeder beliebigen Werkzeugmaschine mit Vorwählbzw. Programmschaltung benutzt werden und erfordert einen verhältnismäßig geringen Aufwand. Sie gestattet weitgehend die Einsparung von So Nebenzeiten und bringt eine wesentliche Erleichterung der Maschinenbedienung mit sich, da die Vorwahl der Getriebedaten von Hand wegfällt und damit eine besonders hohe Narrensicherheit erreicht wird.

Wie bei jeder Werkzeugmaschine mit Vorwählbzw. Programmschaltung wird auch bei dieser Anordnung die Möglichkeit einer willkürlichen Veränderung der Bewegungsgrößen, z. B. durch Lösen einer Sperre od. dgl., vorgesehen, um beispielsweise aus irgendeinem Grund, z. B. wegen Schwankungen in der Härte des zu bearbeitenden Werkstoffes, von den vorbestimmten Betriebsdaten abweichen zu können.

Beispielsweise Ausführungen des Erfindungsgedankens sind in den Abbildungen dargestellt. Im einzelnen zeigen

Abb. ι und 2 eine Ausführung mit einem in Form einer Drehtrommel ausgebildeten Speicher im Schnitt und in Draufsicht,

Abb. 3 und 4 einen Speicher in Form einer Transportkette.

Bei der in den Abb. 1 und 2 dargestellten Form ist in der Grundplatte 1 eine Säule 2 mit Hilfe eines Lagerflansches und Drucklagers 3 drehbar gelagert. Das Handrad 4 dient zur Einstellung der Säule 2 mit der auf ihr befestigten Werkzeuglagerplatte 5 auf die gewünschte Stellung. Die Halterungen für die Werkzeuge 6 werden durch die Ausnehmungen 7 der Werkzeuglagerplatte 5 gebildet. Für lange Werkzeuge sind zusätzlich verstellbare Stützen 20 zur Sicherung der Lage angeordnet. Das obere Ende des Werkzeugkegels wird von einer Zange-8 umfaßt. Die Zange enthält einen Sperrkontakt 9, der sich schließt, wenn das in die Ausnehmung gehörige Werkzeug 6 entnommen wird. Ist der Werkzeugspeicher voll bestückt, so umfassen alle Zangen 8 je ein Werkzeug 6. Damit sind alle Sperrkontakte 9 offen. Soll in eine der Ausnehmungen eventuell kein Werkzeug eingesetzt werden, weil es die durchzuführenden Bearbeitungsaufgaben nicht erforderlich machen, so kann die Zange 8 durch Einsetzen eines Bolzens an der Stelle 10 so verriegelt werden, daß der Sperrkontakt 9 dieser Zange 8 geöffnet bleibt, diese Zange jedoch auch kein Werkzeug

aufnehmen kann. Sind alle Zangen 8 besetzt oder durch Einsetzen des Bolzens verriegelt und damit alle Sperrkontakte geöffnet, so kann die Säule 2 mit Hilfe des Handrades 4 gedreht werden. Die federbelastete Rastklinke 11 rastet dann in die Ausnehmungen in der Rastscheibe 12 jeweils so ein, daß das gewünschte Werkzeug entnommen werden kann, da die Sperringe 13 und 14 an der Entnahmestelle ausgespart sind. Ist das Werkzeug entnommen, so schließt sich der Sperrkontakt 9 in der Zange 8. Über den Dauerkontakt 15 bekommt der Sperrmagnet 17 Spannung und verriegelt über den Winkelhebel 16 die Rastklinke 11. Die Werkzeugtrommel wird hierdurch in dieser Stellung festgehalten, bis das entnommene Werkzeug nach Beendigung der Arbeitsoperation wieder in den Speicher eingesetzt wird. Jeder Stellung der Werkzeugtrommel und damit jedem gespeicherten Werkzeug ist ein Endschalter 18 zugeordnet. Diese werden durch die an der Säule 2 befestigte Nockenscheibe 19 betätigt. Die Endschalter schalten eine in der Programmschaltung der Werkzeugmaschine vorher bestimmte Schaltgruppe ein.

Bei dem Ausführungsbeispiel nach den Abb. 3 und 4 wird der Werkzeugspeicher aus einem endlosen umlaufenden Kettensystem gebildet, das eine Reihe von Werkzeughaltern- trägt.

In dem Gehäuse 21 sind die Wellen 22 und 23 mit den Kettenrädern 24, auf welche die Ketten 25 aufgelegt sind, gelagert. Die Ketten tragen in Abständen voneinander die Werkzeughalter 26, die hier in Form von Rohren ausgebildet sind. Oben im Gehäuse 21 ist eine Öffnung 27 zur Entnähme jeweils eines Werkzeuges vorgesehen. Mittels eines Handrades 29 auf der Welle 22 kann der Vorschub des Speichers vorgenommen werden. Die Schaltung der dem jeweilig entnommenen Werkzeug zukommenden Schaltgruppe und gleichzeitig die Verriegelung des Speichers wird durch eine Fotozelle 30 eingeleitet. Zu dem Zweck ist der Fotozelle gegenüberliegend eine Lichtquelle 31 derart angeordnet, daß der jeweils zur Entnahme eines Werkzeuges bereitliegende Werkzeughalter in dem Wege des Lichtstrahles von der Lichtquelle zur Fotozelle liegt. Die Werkzeughalter haben koaxial zu dem Lichtstrahl Öffnungen 22, die den Strahl bei entnommenem Werkzeug frei auf die Fotozelle durchtreten lassen. Solange ein Werkzeug in dem Halter ist, ist also der Lichtstrahl unterbrochen. Die Fotozelle wirkt auf ein Kontaktrelais 33, über welches einerseits eine Verriegelungseinrichtung für die Vorschubbewegung des Speichers, andererseits ein Endschalter 34 zur Schaltung der zugehörigen Schaltgruppe betätigt werden. Die Verriegelungseinrichtung besteht aus einem Sperrmagneten 35, der in erregtem Zustand einer Rastklinke 36 außer Eingriff mit der Rastscheibe 37 hält, während in stromlosem Zustand des Magneten die Feder 38 die Rastklinke in die Rastscheibe einklinken läßt und den Speicher verriegelt. Bei Belichtung der Fotozelle, nach Entnahme des Werkzeuges 28, wird über den Verstärker 39 der Magnet 40 erregt, wodurch der Kontakt 41 unterbrochen und der Sperrmagnet 35 unwirksam gemacht wird, während der Kontakt geschlossen wird, womit der Endschalter 34, der mit der Nockenscheibe 43 zusammenwirkt, zur Einschaltung der dem entnommenen Werkzeug zugeordneten Schaltgruppe betätigt wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Werkzeugspeicher zur Bereithaltung einer Anzahl von Werkzeugen in Verbindung mit einer Werkzeugmaschine mit Vorwähl- bzw. Programmschaltung, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugspeicher in beliebig wählbare Stellungen gebracht werden kann, denen bestimmte Schaltgruppen der Werkzeugmaschine zugeordnet sind, und daß die Entnahme eines Werkzeuges jeweils nur in einer Stellung des Speichers möglich ist, in der er durch die Entnahme verriegelt wird und dabei gleichzeitig die zu dieser Stellung und diesem Werkzeug gehörige Schaltgruppe geschaltet wird.

2. Werkzeugspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der als Drehgestell, Drehtrommel, Schiebeschlitten oder endloses Band bzw. Kette oder ähnliches Fördermittel mit Halterungen für die Werkzeuge ausgebildete Werkzeugspeicher in einem Käfig mit nur einer Entnahmeöffnung läuft, so daß nur das jeweils vor diese Öffnung gebrachte Werkzeug entnommen werden kann, und daß durch die Entnahme ein Schaltmechanismus zur Schaltung der dieser Stellung des Werkzeughalters zugehörigen Schaltgruppe betätigt wird.

3. Werkzeugspeicher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge in der Trommel von je einer zangenförmigen Vorrichtung gehalten werden, mit der ein Sperrglied zusammenwirkt, das nach Entnahme des Werkzeuges eine Verriegelung der Trommel bewirkt.

4. Werkzeugspeicher nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Werkzeughalter in dem Speicher ein Schaltorgan zugeordnet ist, das bei der Entnahme des Werkzeuges die zugehörige Schaltgruppe schaltet.

5. Werkzeugspeicher nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelung des Speichers und die Schaltung der entsprechenden Schaltgruppe durch eine Fotozelle bewirkt wird, indem durch Entnahme des Werkzeuges einem Lichtstrahl der Durchgang auf eine Fotozelle freigegeben wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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