DE4234446C1 - Werkzeugwechsler - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft einen Werkzeugwechsler zum Wechseln
von Werkzeugen an mindestens einer (ersten) Werkzeugaufnahme,
insbesondere einer Arbeitsspindel, einer Werkzeugmaschine,
mit einer relativ zur ersten Werkzeugaufnahme in Achsrich
tung derselben beweglichen Tragvorrichtung, mit einem an der
Tragvorrichtung um eine parallel zur ersten Werkzeugaufnah
meachse angeordneten Tragachse schwenkbaren Tragarm, mit
einem am freien Ende des Tragarmes beweglich gelagerten
Wechselkopf, der beim Wechselvorgang um eine Drehachse dreh
bar ist, mit zwei am Wechselkopf im wesentlichen radial zur
Drehachse angeordneten Greiferarmen, die je einen -reifer
tragen, und mit einem im Arbeitsbereich des Tragarmes vorge
sehenen Werkzeugmagazin.
Bei einem derartigen bekannten Werkzeugwechsler (Firmenpro
spekt der Firma OTT Maschinentechnik GmbH, D-8960 Kempten,
"Werkzeugwechsler - Werkzeugmagazine", Seiten 5, 6)
weist der Wechselkopf zwei um 90° zueinander versetzte Grei
ferarme auf. Der Wechselkopf ist unmittelbar am freien Ende
des Tragarmes um eine vertikale Achse schwenkbar. Innerhalb
des Tragarmes ist eine Antriebsvorrichtung für den Wechsel
kopf vorgesehen, die dem Wechselkopf während der Schwenkbe
wegung des Tragarmes eine davon abgeleitete, in bezug auf
die Drehrichtung des Tragarmes gegensinnige Schwenkbewegung
erteilt. Mit diesem bekannten Werkzeugwechsler können jedoch
nur Werkzeuge an einer vertikalen Werkzeugaufnahme ausge
wechselt werden. Ein im Aufbau sehr ähnlicher Werkzeugwechs
ler ist aus der DE 37 31 280 C2 bekannt, der sich von dem
vorher beschriebenen nur dadurch unterscheidet, daß er an
stelle von zwei Greiferarmen einen einzigen aufweist.
Bekannt ist außerdem ein Werkzeugwechsler (vgl. DE 41 11 307 C1),
der einen Wechselkopf mit zwei Greifarmen und daran
vorgesehenen Greifern aufweist. Die Drehachse des Wechsel
kopfes ist in einem Wechselkopfträger gelagert, der seiner
seits um eine Schwenkachse schwenkbar ist, die senkrecht zu
einer Ebene angeordnet ist, welche durch die Achsen zweier
zueinander senkrechter Arbeitsspindeln einer Werkzeugmaschi
ne verläuft. Der Wechselkopfträger soll in einem Lagerarm
schwenkbar sein, der seinerseits in Richtung der beiden
Achsen der Arbeitsspindeln beweglich ist. Wie diese Beweg
lichkeit des Lagerarmes erreicht wird, ist jedoch in der ge
nannten Druckschrift nicht angegeben. Mit diesem bekannten
Werkzeugwechsler ist ein auswechseln von Werkzeugen an zwei
Werkzeugaufnahmen möglich, deren Achsen senkrecht zueinander
verlaufen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeug
wechsler der eingangs erwähnten Art zu schaffen, der ein
auswechseln von Werkzeugen an zwei Werkzeugaufnahmen ermög
licht, deren Achsen senkrecht zueinander verlaufen, der ein
fach im Aufbau ist und ein schnelles Wechseln von Werkzeugen
ermöglicht.
Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß zum wahl
weisen Wechsel von Werkzeugen an einer zweiten Werkzeugauf
nahme, deren Achse senkrecht zur Achse der ersten Werkzeug
aufnahme verläuft, am freien Ende des Tragarmes ein Schwenk
arm um eine zur Tragachse parallele Achse drehbar gelagert
ist, daß an dem Schwenkarm ein Wechselkopfträger um eine
senkrecht zur parallelen Achse verlaufende Schwenkachse
schwenkbar ist und daß in dem Wechselkopfträger die Drehach
se des Wechselkopfes angeordnet ist, wobei am Tragarm eine
Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, welche dem Schwenkarm
während der Schwenkbewegung des Tragarmes eine gegenüber
dieser gleichsinnige Schwenkbewegung erteilt.
Da bei dem neuen Werkzeugwechsler der Wechselkopfträger in
dem Schwenkarm um eine zur parallelen Achse senkrechte
Schwenkachse schwenkbar ist, kann er und damit auch der
Wechselkopf wahlweise in zwei verschiedene Wechselstellun
gen gebracht werden, so daß in einer dieser Stellungen ein
Wechseln von Werkzeugen an einer vertikalen Werkzeugaufnahme
und in einer zweiten Wechselstellung ein Wechseln von Werk
zeugen an einer Werkzeugaufnahme mit horizontaler Achse mög
lich ist. Durch die Verwendung eines am freien Ende des
Tragarmes drehbar gelagerten Schwenkarmes kann der Wechsel
kopf aus der Wechselstellung in eine Übergabestellung ge
bracht werden, in welcher die Werkzeuge dem Werkzeugmagazin
übergeben bzw. aus diesem entnommen werden. Die Bewegung des
Wechselkopfes aus der Wechselstellung in die Übergabestel
lung und umgekehrt erfolgt dabei während der Schwenkbewegung
des Tragarmes vom Bereich der Werkzeugaufnahmen zum Werkzeug
magazin und umgekehrt. Da hierbei der Schwenkarm eine gegen
über der Schwenkbewegung desselben gleichsinnige Schwenkbe
wegung ausführt und die Drehachse des Wechselkopfträgers
gegenüber der parallelen Achse, um die der Schwenkarm
schwenkt, zu dessen freien Ende hin versetzt ist, kann der
Wechselkopfträger und damit auch der Wechselkopf während der
Schwenkbewegung des Tragarmes und des Schwenkarmes um die
Drehachse verschwenkt werden. Hierdurch wird ein Werkzeug,
welches mit senkrechter Werkzeugachse aus dem Magazin ent
nommen wurde, während der Schwenkbewegung des Tragarmes in
eine horizontale Lage gebracht, so daß seine Achse mit der
horizontalen Achse der zweiten Werkzeugaufnahme fluchtet,
wenn der Wechselkopf seine Wechselstellung erreicht hat. Um
gekehrt kann ein aus der zweiten Werkzeugaufnahme mit hori
zontaler Werkzeugachse entnommenes Werkzeug während der
Schwenkbewegung des Tragarmes zum Werkzeugmagazin in die
Übergabestellung bewegt werden, so daß die Werkzeugachse
vertikal ist, wenn dieses Werkzeug in die Nähe des Werkzeug
magazins gelangt. Hierdurch wird die zum Werkzeugwechsel
erforderliche Zeit verkürzt. Durch die gleichsinnige Schwenk
bewegung von Tragarm und Schwenkarm wird außerdem verhin
dert, daß Werkzeuge während des Verschwenkens des Tragarmes
mit diesem kollidieren. Da der neue Werkzeugwechsler weitge
hend mit schwenkbaren Teilen aus gerüstet ist, zeichnet er
sich außerdem durch einen besonders einfachen Aufbau und ge
ringen Verschleiß aus.
Aus der DE 30 17 813 A1 ist eine Werkzeugwechselvorrichtung
zum wahlweisen Wechseln von Werkzeugen an einer zweiten,
zur ersten senkrechten Werkzeugaufnahme bekannt. Bei dieser
Wechselvorrichtung ist ein Wechselkopfträger an einem Arm
(Greiferarm) angeordnet, der an einem Träger quer zu der
Achse der ersten Werkzeugaufnahme und parallel zur Achse
der zweiten Werkzeugaufnahme verschiebbar und um seine
eigene Achse drehbar ist. Die Achse des Armes bildet somit
eine Schwenkachse für den Wechselkopfträger. An diesem ist
ein Wechselkopf mit zwei Greiferarmen um eine Drehachse
schwenkbar angeordnet, die senkrecht zu der Schwenkachse
des Wechselkopfträgers verläuft. Der Träger ist seinerseits
mittels zweier Führungssäulen, die in einem Schlitten ver
schiebbar sind, parallel zur Achse der ersten Werkzeugauf
nahme verschiebbar. Um die Werkzeuge von den Werkzeugauf
nahmen zum Magazin und umgekehrt zu bringen, ist der Schlit
ten seinerseits an Führungsstangen verschiebbar, die senk
recht zu den Achsen der beiden Werkzeugaufnahmen verlaufen.
Infolge der drei Verschiebeführungen ist diese Wechselvor
richtung teuer in der Herstellung und erfordert einen er
höhten Wartungsaufwand. Durch die drei Verschiebeführungen
ergeben sich auch ganz andere kinematische Verhältnisse, so
daß einzelne Merkmale dieser bekannten Wechselvorrichtung
nicht ohne weiteres auf Werkzeugwechsler der gattungsgemäßen
Art übertragbar sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un
teransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung ist in folgendem, anhand eines in der Zeich
nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf den Werkzeugwechsler, sowohl in
Wechselstellung (rechts oben) als auch in Übergabe
stellung (links unten),
Fig. 2 Einzelheiten in einem größeren Maßstab,
Fig. 3 eine Seitenansicht in Richtung III der Fig. 1.
Eine nicht näher dargestellte Werkzeugmaschine weist in
einem ersten Spindelgehäuse 1 eine nicht dargestellte erste
Werkzeugaufnahme auf, deren Achse A vertikal angeordnet ist.
In einem zweiten Spindelgehäuse 2 ist eine Werkzeugaufnahme
3 vorgesehen, deren Achse B horizontal, d. h. senkrecht zur
Achse A der ersten Werkzeugaufnahme, verläuft. In die beiden
Werkzeugaufnahmen sollen je nach Bearbeitungsaufgabe nach
einander verschiedene Werkzeuge eingesetzt werden. Zu diesem
Zweck ist der erfindungsgemäße Werkzeugwechsler vorgesehen.
Dieser weist eine Tragvorrichtung in Form einer vertikal
heb- und senkbaren Tragsäule 4, auf. Die Tragsäule 4 ist um
die vertikale Tragachse T drehbar und mit dein Tragarm 5 ver
bunden. Am freien Ende 5a des Tragarmes ist ein Schwenkarm
6 um eine zur Tragachse T parallele Achse P drehbar gelagert.
An dem Schwenkarm 6 ist der Wechselkopfträger 7 um eine zur
parallelen Achse P senkrechte, horizontale Achse S schwenk
bar. An dem Wechselkopfträger 7 ist seinerseits ein Wechsel
kopf 8 um eine Drehachse D drehbar. Dieser Wechselkopf 8
weist zwei um 90° zueinander versetzte Greifarme 10, 11 auf,
die je einen Greifer 12, 13 tragen. Jeder der Greiferarme 10,
11 ist gegenüber der Drehachse D so abgewinkelt, wie es in
der DE 41 11 307 C1 näher beschrieben ist, nämlich, daß sich
die beiden Werkzeugachsen der von den Greifern 10, 11 erfaß
ten Werkzeuge und die Drehachse D in einem einzigen Punkt
schneiden, wobei jede der beiden Werkzeugachsen mit der Dreh
achse D einen spitzen Winkel α von etwa 10-30° ein
schließt. Deshalb ist auch die Drehachse D im Wechselkopf
träger 7 so angeordnet, daß der einzige Punkt beim Wechseln
vor der jeweiligen Werkzeugaufnahme auf der Achse A oder B
der Werkzeugaufnahme liegt und die Drehachse D mit dieser
Achse einen Winkel α einschließt, der dem spitzen Winkel α
entspricht, den die Werkzeugachsen mit der Drehachse ein
schließen. In Fig. 1 ist der Winkel α, den die Drehachse
D beim Einwechseln von Werkzeugen in die horizontale Werk
zeugaufnahme mit horizontaler Achse B einnimmt, dargestellt.
Die Drehachse D des Wechselkopfes ist ferner vorteilhaft in
einer Ebene angeordnet, welche in Wechselstellung des Wech
selkopfträgers jeweils durch die Achse A oder B derjenigen
Werkzeugaufnahme verläuft, an welcher ein Werkzeugwechsel
stattfindet. Dies bedeutet, daß sich die Drehachse D beim
Auswechseln eines Werkzeuges an der Werkzeugaufnahme mit der
Achse A in einer Ebene befindet, die gemäß Fig. 3 senkrecht
zur Zeichenebene durch die Achse A verläuft. Beim Auswech
seln eines Werkzeuges an der Werkzeugaufnahme mit der Achse B
hingegen ist die Achse D gemäß Fig. 3 in einer senkrecht
zur Zeichenebene durch die Achse B verlaufenden Ebene ange
ordnet.
Weiterhin ist die Anordnung so getroffen, daß die Schwenk
achse S des Wechselkopfträgers 7, wie es aus Fig. 1 zu ent
nehmen ist, im Schwenkarm 6 so angeordnet ist, daß sie in
Wechselstellung senkrecht zu einer Ebene angeordnet ist,
welche durch die Achsen A und B der beiden Werkzeugaufnahmen
verläuft, d. h. gemäß Fig. 1 in einer Ebene, die senkrecht
zur Zeichenebene angeordnet ist und durch die Achse B hin
durchgeht.
Anstelle der vorzugsweise verwendeten schrägen Anordnung
der Drehachse D gegenüber den Achsen A, B der Werkzeug
aufnahmen, an denen jeweils ein Werkzeugwechsel stattfindet,
konnte die Achse D auch parallel zu diesen beiden Achsen A,
B angeordnet sein. In diesem Fall wären dann die Greiferarme
nicht abgewinkelt sondern sie würden in rechten Winkel von
der Achse D abstehen. Diese Ausgestaltung des Wechselkopfes
würde jedoch beim Schwenken des Wechselkopfes mehr Platz er
fordern.
Seitlich der Tragsäule 4 ist im Arbeitsbereich des Tragarmes
5 ein Werkzeugmagazin 14 vorgesehen, welches eine Vielzahl
von Aufnahmen 14a für die Werkzeuge aufweist. Das Werkzeug
magazin 14 ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel als soge
nanntes Tellermagazin ausgebildet, welches um eine zur Trag
achse T parallele Achse T rotiert. Demzufolge werden die
Werkzeuge im Werkzeugmagazin 14 so aufgenommen, daß die
Werkzeugachsen jeweils parallel zur Tragachse T, d. h. ver
tikal verlaufen. Anstelle eines Tellermagazins könnte je
doch auch ein anderes Werkzeugmagazin, beispielsweise ein
Kettenmagazin vorgesehen sein.
Zum Drehantrieb der Tragsäule 4 kann jeder beliebige Antrieb
vorgesehen sein, beispielsweise ein auf der Tragsäule 4 an
geordnetes Ritzel, welches mit einer Zahnstange kämmt auch
die gleichsinnige Schwenkbewegung des Schwenkarmes 8 gegen
über dem Tragarm 5 kann durch eine übliche Antriebsvorrich
tung bewirkt werden. Um jedoch eine besonders einfache kon
struktive Ausgestaltung des Werkzeugwechslers zu erreichen,
wird vorteilhaft die gleichsinnige Schwenkbewegung des
Schwenkarmes 8 von der Schwenkbewegung des Tragarmes 5 abge
leitet. Zu diesem Zweck ist in dem Tragarm 5 ein Zahnriemen-
oder Kettentrieb mit einem endlosen Zahnriemen oder einer
endlosen Kette 15 angeordnet. Der endlose Zahnriemen ist
über ein erstes Umlenkrad 16 geführt, welches im Tragarm 5
drehbar gelagert ist. Ein zweites, kleineres Umlenkrad 17
ist mit einem Drehzapfen 18 verbunden, der die parallele
Achse P beinhaltet und mit dem Schwenkarm 8 fest verbunden
ist. Der Durchmesser des größeren Umlenkrades 16 ist dabei
etwa doppelt so groß wie der Durchmesser des kleineren Um
lenkrades 17. Ferner ist eine Kurbelstange 15 vorgesehen,
deren erstes Ende 19a an dem größeren Umlenkrad 16 angelenkt
ist. Das zweite Ende 19b weist einen Kurbelzapfen 20 auf,
der gleichzeitig in eine Kurvenführung 21 in einem stationä
ren Teil 22 und in eine Radialführung 23 im Tragarm 5 ein
greift. Wird der Tragarm 5 beispielsweise gemäß Fig. 2
durch Drehung der Tragsäule 4 im Uhrzeigersinn verschwenkt,
dann vergrößert sich der radiale Abstand der Kurvenführung
21 von der Tragachse T zunehmend. Hierdurch wird der Kurbel
zapfen 20 in der Radialführung 23 radial nach außen bewegt,
wodurch das Umlenkrad 18 ebenfalls eine Bewegung im Uhrzei
gersinn erfährt. Diese Bewegung wird durch den Zahnriemen 15
im Verhältnis 1 : 2 auf das zweite Umlenkrad 17 übertragen,
wodurch der Schwenkarm 8 ebenfalls im Uhrzeigersinn, d. h. im
gleichen Drehsinn wie der Schwenkarm 5, jedoch mit doppelter
Drehgeschwindigkeit, gedreht wird. Wenn also der Tragarm 5
gemäß Fig. 1 aus seiner rechts unten dargestellten Überga
bestellung um etwa 90° im Uhrzeigersinn U in die Wechsel
stellung, wie sie links oben dargestellt ist, geschwenkt
wird, dann schwenkt gleichzeitig der Schwenkarm 8 gegenüber
dem Tragarm 5 um etwa 180° gleichsinnig in Richtung U1. Bei
entgegengesetzter Schwenkbewegung des Tragarmes 5 wird auch
der Schwenkarm 8 entgegen dem Pfeil U1 verschwenkt.
Wie man aus Fig. 2 erkennen kann, weist die Kurvenführung 21
in ihren Endbereichen besonders ausgestaltete Krümmungen aufs
Hierdurch ist es möglich, die Bewegung des Schwenkarmes 6
und damit auch des Wechselkopfes 8 im Bereich der Wechsel
stellung und auch im Bereich der Übergabestellung so zu
steuern, wie es für den Wechselvorgang bzw. die Übergabe am
geeignetsten ist. Man kann dadurch die Bewegung des Wechsel
kopfes 5 so steuern, daß sie bei Annäherung an die Achse A
genau geradlinig und nicht bogenförmig und bei Annäherung an
das Werkzeugmagazin genau radial zu dessen Drehachse erfolgt.
Die Arbeitsweise des Werkzeugwechslers ist folgende:
Zum Einwechseln eines neuen Werkzeuges befindet sich der Tragarm 5 mit dem daran angeordneten Wechselkopf 8 in der in Fig. 1 rechts unten dargestellten Übergabestellung. Mittels des Greifers 12 wird das neue Werkzeug erfaßt. Durch Drehung der Tragsäule 4 schwenkt dann der Tragarm 5 im Uhrzeigersinn U. Hierbei wird auch der Schwenkarm 8 gegenüber dem Tragarm 5 gleichsinnig in Drehrichtung U1 mittels der Antriebsvor richtung 15-23 verschwenkt. Die Werkzeugachse des aus dem Werkzeugmagazin 14 entnommenen neuen Werkzeuges ist zunächst vertikal, d. h. senkrecht zur Zeichenebene gemäß Fig. 1 an geordnet. Wenn dieses Werkzeug in die Werkzeugaufnahme 7 mit horizontaler Achse B eingewechselt werden soll, dann muß die Werkzeugachse aus der vertikalen Position in eine horizonta le Position gebracht werden. Dies erfolgt dadurch, daß wäh rend der Schwenkbewegung des Tragarmes 5 und des Schwenkar mes 8 der Wechselkopfträger 7 um die Achse S um 90° nach oben geschwenkt wird. Bei diesem Hochschwenken des Wechsel kopfträgers 7 können dieser selbst und auch das einzuwech selnde Werkzeug nicht mit dem Tragarm 5 kollidieren, da die Schwenkbewegung des Schwenkarmes 6 außen herum um das freie Ende 5a des Tragarmes im gleichen Drehsinn erfolgt, in dem sich auch der Tragarm 5 dreht. Hierdurch wird das einzuwech selnde Werkzeug in die in Fig. 1, links oben, dargestellte gestrichelte Lage gebracht, in welcher seine Achse horizon tal, d. h. gemäß Fig. 1 parallel zur Zeichenebene, verläuft und mit der horizontalen Achse B der zweiten Werkzeugaufnah me 3 fluchtet. Wenn sich in dieser Werkzeugaufnahme noch kein Werkzeug befindet, dann kann das einzuwechselnde Werk zeug unmittelbar in die Aufnahme eingesetzt werden. Hierzu wird die Werkzeugaufnahme 3 durch horizontale Verschiebung des Spindelstockes 2 in Richtung H nach links über den Steilkegelschaft des Werkzeuges geschoben. Sobald das Werk zeug in der Aufnahme 3 eingespannt ist, kann der Greifer 12 geöffnet und durch Verschwenken des Tragarmes 5 entgegen der Pfeilrichtung U vom Werkzeug gelöst werden.
Zum Einwechseln eines neuen Werkzeuges befindet sich der Tragarm 5 mit dem daran angeordneten Wechselkopf 8 in der in Fig. 1 rechts unten dargestellten Übergabestellung. Mittels des Greifers 12 wird das neue Werkzeug erfaßt. Durch Drehung der Tragsäule 4 schwenkt dann der Tragarm 5 im Uhrzeigersinn U. Hierbei wird auch der Schwenkarm 8 gegenüber dem Tragarm 5 gleichsinnig in Drehrichtung U1 mittels der Antriebsvor richtung 15-23 verschwenkt. Die Werkzeugachse des aus dem Werkzeugmagazin 14 entnommenen neuen Werkzeuges ist zunächst vertikal, d. h. senkrecht zur Zeichenebene gemäß Fig. 1 an geordnet. Wenn dieses Werkzeug in die Werkzeugaufnahme 7 mit horizontaler Achse B eingewechselt werden soll, dann muß die Werkzeugachse aus der vertikalen Position in eine horizonta le Position gebracht werden. Dies erfolgt dadurch, daß wäh rend der Schwenkbewegung des Tragarmes 5 und des Schwenkar mes 8 der Wechselkopfträger 7 um die Achse S um 90° nach oben geschwenkt wird. Bei diesem Hochschwenken des Wechsel kopfträgers 7 können dieser selbst und auch das einzuwech selnde Werkzeug nicht mit dem Tragarm 5 kollidieren, da die Schwenkbewegung des Schwenkarmes 6 außen herum um das freie Ende 5a des Tragarmes im gleichen Drehsinn erfolgt, in dem sich auch der Tragarm 5 dreht. Hierdurch wird das einzuwech selnde Werkzeug in die in Fig. 1, links oben, dargestellte gestrichelte Lage gebracht, in welcher seine Achse horizon tal, d. h. gemäß Fig. 1 parallel zur Zeichenebene, verläuft und mit der horizontalen Achse B der zweiten Werkzeugaufnah me 3 fluchtet. Wenn sich in dieser Werkzeugaufnahme noch kein Werkzeug befindet, dann kann das einzuwechselnde Werk zeug unmittelbar in die Aufnahme eingesetzt werden. Hierzu wird die Werkzeugaufnahme 3 durch horizontale Verschiebung des Spindelstockes 2 in Richtung H nach links über den Steilkegelschaft des Werkzeuges geschoben. Sobald das Werk zeug in der Aufnahme 3 eingespannt ist, kann der Greifer 12 geöffnet und durch Verschwenken des Tragarmes 5 entgegen der Pfeilrichtung U vom Werkzeug gelöst werden.
Befindet sich jedoch in der zweiten Werkzeugaufnahme 3 be
reits ein auszuwechselndes Werkzeug, dann wird während der
Schwenkbewegung des Tragarmes 5, des Schwenkarmes 6 und des
Wechselkopfträgers 7 auch der Wechselkopf 8 um 90° um die
Achse D gedreht, so daß sich dann der leere Greifer 13 vor
der Werkzeugaufnahme 3 befindet, wenn die genannten Teile des
Werkzeugwechslers die in Fig. 1, links oben, dargestellte
Wechselstellung erreicht haben. Mittels des leeren Greifers
13 wird dann zunächst das auszuwechselnde Werkzeug aus der
Werkzeugaufnahme 3 entnommen, was dadurch geschieht, daß der
Spindelstock 2 aus seiner nicht dargestellten linken Stellung
in seine strichpunktiert dargestellte Stellung nach rechts
verschoben wird. Sobald das auszuwechselnde Werkzeug vollstän
dig aus der Werkzeugaufnahme 3 herausgezogen ist, wird der
Wechselkopf 8 um 90° um die Drehachse D gedreht, wodurch dann
der Greifer 12 mit dem einzuwechselnden Werkzeug in die in
Fig. 1 gestrichelt dargestellte Position vor der Werkzeug
aufnahme 3 gelangt und das Einwechseln dieses Werkzeuges in
der vorher beschriebenen Weise vorgenommen werden kann.
Wenn nach Abschluß dieses Wechselvorganges dann das ausgewech
selte Werkzeug in das Werkzeugmagazin 14 gebracht werden
soll, dann werden der Tragarm 5 und gleichzeitig auch der
Schwenkarm 6 entgegen der Pfeile U, U1 in die Übergabestel
lung verschwenkt. Hierbei wird gleichzeitig auch der Wechsel
kopfträger um die Schwenkachse S wieder nach unten in seine
Übergabestellung geschwenkt und außerdem wird auch der Wech
selkopf 8 um die Drehachse D gedreht, so daß der Greifer 13,
der das ausgewechselte Werkzeug enthält, in die Übergabestel
lung gelangt, in welcher die Werkzeugachse vertikal, d. h.
senkrecht zur Zeichenebene gemäß Fig. 1 verläuft. Der Wech
selkopf 8 nimmt dann nicht die in Fig. 1, rechts unten, dar
gestellte Stellung ein, sondern der Greifer 13 befindet sich
an der Stelle des gezeichneten Greifers 12. In dieser Stel
lung wird dann das ausgewechselte Werkzeug wieder in eine der
Aufnahmen 14a des Werkzeugmagazins 14 übergeben.
Wenn ein Werkzeug in die erste Werkzeugaufnahme mit der ver
tikalen Achse A eingewechselt oder aus dieser Werkzeugaufnah
me ausgewechselt werden soll, dann entfällt die Schwenkbewe
gung des Wechselkopfträgers 7 um die Achse S. Der Wechsel
kopfträger 7 nimmt dann auch in Wechselstellung, wie es in
Fig. 1, ganz links oben, dargestellt ist, gegenüber dem
Schwenkarm 8 die gleiche Stellung ein, die er in Übergabestel
lung hat.
Claims (7)
1. Werkzeugwechsler zum Wechseln von Werkzeugen an mindestens
einer (ersten) Werkzeugaufnahme, insbesondere einer Ar
beitsspindel, einer Werkzeugmaschine, mit einer relativ
zur ersten Werkzeugaufnahme in Achsrichtung derselben be
weglichen Tragvorrichtung, mit einem an der Tragvorrich
tung um eine parallel zur ersten Werkzeugaufnahmeachse an
geordneten Tragachse schwenkbaren Tragarm, mit einem am
freien Ende des Tragarmes beweglich gelagerten Wechselkopf,
der beim Wechselvorgang um eine Drehachse schwenkbar ist,
mit zwei am Wechselkopf im wesentlichen radial zur Dreh
achse angeordneten Greiferarmen, die je einen Greifer tra
gen, und mit einem im Arbeitsbereich des Tragarmes vorgese
henen Werkzeugmagazin, dadurch gekennzeichnet, daß zum
wahlweisen Wechseln von Werkzeugen an einer zweiten Werk
zeugaufnahme (3), deren Achse (B) senkrecht zur Achse
der ersten Werkzeugaufnahme verläuft, am freien Ende (5a)
des Tragarmes (5) ein Schwenkarm (6) um eine zur Tragachse
(T) parallele Achse (P) drehbar gelagert ist, daß an dem
Schwenkarm (6) ein Wechselkopfträger (7) um eine senkrecht
zur parallelen Achse (P) verlaufende Schwenkachse (S)
schwenkbar ist und daß in dem Wechselkopfträger (7) die
Drehachse (D) des Wechselkopfes (8) angeordnet ist, wobei
am Tragarm (5) eine Antriebsvorrichtung (15-20) vorgese
hen ist, welche dem Schwenkarm (8) während der Schwenkbewe
gung des Tragarmes (5) eine gegenüber dieser gleichsinnige
Schwenkbewegung erteilt.
2. Werkzeugwechsler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Drehachse (D) des Wechselkopfes (8) in einer zur
Schwenkachse (S) parallelen Ebene angeordnet ist, welche
in Wechselstellung jeweils durch die Achse (A oder B) der
jenigen Werkzeugaufnahme verläuft, an welcher ein Werkzeug
wechsel stattfindet.
3. Werkzeugwechsler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß die Schwenkachse (S) des Wechselkopfträgers
(7) im Schwenkarm (6) so angeordnet ist, daß sie in Wech
selstellung senkrecht zu einer Ebene angeordnet ist, wel
che durch die Achsen (A und B) der beiden Werkzeugaufnah
men verläuft.
4. Werkzeugwechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die gleichsinnige Schwenkbewegung des
Schwenkarmes (6) von der Schwenkbewegung des Tragarmes
(5) mit Hilfe eines im Tragarm (5) angeordneten, endlosen
Zahnriemen- oder Kettentriebes (15-17) und einer Kurbel
stange (19) abgeleitet ist, deren erstes Ende (19a) an
einem (16) der Umlenkräder (16, 17) dieses Triebes ange
lenkt und deren zweites Ende (19b) an einem stationären
Teil (22) abgestützt ist.
5. Werkzeugwechsler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Kurbelstange (19) an ihrem zweiten Ende (19b)
einen Kurbelzapfen (20) aufweist, der gleichzeitig in
eine Kurvenführung (21) im stationären Teil (22) und einer
Radialführung (23) im Tragarm (5) eingreift.
6. Werkzeugwechsler nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das eine Umlenkrad (16), an welchem die Kurbelstange
(19) angelenkt ist, einen größeren Durchmesser aufweist
als das andere Umlenkrad (17), welches mit der parallelen
Achse (P) des Schwenkarmes (6) verbunden ist.
7. Werkzeugwechsler nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß der Durchmesser des größeren Umlenkrades (16) etwa
doppelt so groß ist wie der Durchmesser des kleineren
Umlenkrades (17).
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- 1992-10-13 DE DE4234446A patent/DE4234446C1/de not_active Expired - Fee Related
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DE9213786U1 (de) | 1994-02-10 |
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