DE3306100A1

DE3306100A1 - Apparatus for supplying a machine tool spindle with tools

Info

Publication number: DE3306100A1
Application number: DE19833306100
Authority: DE
Inventors: Willi 5810 Witten Lipp
Original assignee: Hueller Hille GmbH
Current assignee: Hueller Hille GmbH
Priority date: 1983-02-22
Filing date: 1983-02-22
Publication date: 1984-08-23
Also published as: DE3306100C2

Abstract

This apparatus comprises three drive units for exchanging tools. They are the drive for the tool magazine (1), for the moving of the double gripper (4) running parallel to the machine spindle (2) and for the swivelling of the said gripper into various positions. These movements are usually accomplished by hydraulic or pneumatic means, which however are complex because they require many limit switches and solenoid valves. Also, a hydraulic design for example requires cylinder-piston combinations, some with long strokes, which on account of the exchange sequence of the tools have to have a plurality of intermediate positions for the piston. The apparatus dispenses with a considerable amount of this complexity by using electric servo motors (6,7,8) of infinitely variable speed for the three drives. Apart from saving parts, this also has the effect that movement sequences of the tool exchange can flow one into the other, saving time. <IMAGE>

Description

Vorrichtung zum Versorgen der Spindel einer NC-gesteuerten Device for supplying the spindle of an NC-controlled

Werkzeugmaschine mit Werkzeugen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Versorgen der Spindel einer NC-gesteuerten Werkzeugmaschine mit aus einem Magazin entnehmbaren Werkzeugen, die mit Hilfe der Antriebe für das Magazin, für die spindelparallele überführung in die Wechselebene und für den Doppelgreifer in drei Bewegungsachsen verfahrbar sind. Machine tool with tools The invention relates to a Device for supplying the spindle of an NC-controlled machine tool tools that can be removed from a magazine and that, with the help of the drives for the magazine, for the spindle-parallel transfer to the changing level and for the double gripper can be moved in three axes of movement.

Bekannt sind derartige Vorrichtungen mit hydraulischen oder pneumatischen Antrieben, und zwar auch bei NC-gesteuerten Maschinen. Durch die hydraulischen Steuerungen werden Antriebseinheiten beeinflußt, die zum Teil auch Zylinderkolbenei'nheiten mit langen Hüben enthalten, wie z.B.Such devices are known with hydraulic or pneumatic Drives, even for NC-controlled machines. Through the hydraulic controls drive units are influenced, some of which are also cylinder-piston units with long strokes, such as

für den Vor- und Rückgang des Doppelgreifers. Diese langhübigen Einheiten sind in Folge der notwendigen Zwischenstellungen des Kolbens aufwendig. Ebenfalls aufwendig ist die Umwandlung der Drehbewegung in translatorische Bewegung, wenn Hydromotoren verwendet werden. Herkömmliche Antriebe enthalten ferner eine Vielzahl von elektrischen Endschaltern und elektrohydraulischen Magnetventilen.for the forward and backward movement of the double gripper. These long-term units are expensive as a result of the necessary intermediate positions of the piston. Likewise The conversion of the rotary motion into translatory motion is complex, if Hydraulic motors are used. Conventional drives also contain a large number of electrical limit switches and electrohydraulic solenoid valves.

Ein wesentlicher Bestandteil der Vorrichtung ist der Doppelgreifer, der Werkzeuge aus der Bereitschaftstellung'neben dem Magazin, das hinter dem Arbeitsraum aufgestellt ist, beispielsweise einem Kettenmagazin, nimmt und spindelparallel in die Wechselebene fördert und dort in die Spindel einsetzt oder umgekehrt. Während des Werkzeugwechsels müssen folgende Bewegungen der Vorrichtung durchgeführt werden.-Ein Hydraulikmotor bewegt das Werkzeugmagazin in die vorgewählte Entnahmeposition des gewünschten Werkzeugs. Jetzt befindet sich das ausgewählte Werkzeug, wie auch die übrigen, mit senkrechter Achse zur Maschinenspindel noch im Magazin. Es wird im Magazin parallel zur Spindelachse umgeschwenkt. Eine Hydraulikzylinderkombination fährt den Doppelgreifer parallel zur Spindelachse bei Bedarf hin und her, während eine weitere Hydraulikzylinderkombination den Doppelgreifer senkrecht zur Spindelachse in verschiedene Stellungen schwenken kann.An essential part of the device is the double gripper, the tools from the standby position next to the magazine, the one behind the work area is set up, for example a chain magazine, takes and spindle-parallel in the switching level promotes and there in the Spindle starts or vice versa. The following movements of the device must be carried out during the tool change - A hydraulic motor moves the tool magazine into the preselected removal position of the desired tool. Now there is the selected tool as well the others, with their axes perpendicular to the machine spindle, are still in the magazine. It will swiveled in the magazine parallel to the spindle axis. A hydraulic cylinder combination moves the double gripper back and forth parallel to the spindle axis if necessary, while Another hydraulic cylinder combination, the double gripper perpendicular to the spindle axis can pivot in different positions.

Beim Beginn des Werkzeugwechsels befindet sich der Doppelgreifer in einer ersten, hinteren Position, während der fahrbare Spindelstock mit dem auszuwechselnden Werkzeug bündig zum einzuwechselnden Werkzeug ausgerichtet ist. Jetzt fährt der Doppelgreifer in seine zweite Position vor und faßt beide Werkzeuge gleichzeitig In der dritten Position erfolgt das Herausdrücken, d.h. Lockern, des in der Maschinenspindel sitzenden Werkzeugs. Die vierte Position des Doppelgreifers liegt ganz vorn. Dort in der Wechselebene werden die Werkzeuge umgeschwenkt, so daß das neue Werkzeug in die Spindel gelangt. Die Bewerkstelligung dieser vier Stellungen während des Geradeaus ~hubs des Doppelgreifers ist hydraulisch sehr aufwendig.At the beginning of the tool change, the double gripper is in a first, rear position, while the movable headstock with the one to be replaced Tool is aligned flush with the tool to be changed. Now he's driving Double gripper in front of its second position and grips both tools at the same time The third position is used to push out, i.e. loosen, the one in the machine spindle sitting tool. The fourth position of the double gripper is right at the front. there In the change level the tools are swiveled so that the new tool gets into the spindle. The accomplishment of these four positions during the The straight-ahead stroke of the double gripper is very complex hydraulically.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorerwähnten Funktionen der Vorrichtung mit einfachen Mitteln zu bewerkstelligen und dabei den gesamten Ablauf des Wechselvorganges zeitlich kürzer ablaufen zu lassen.The invention is based on the object of the aforementioned functions to accomplish the device with simple means and thereby the entire To allow the change process to run shorter in time.

Die Erfindung besteht darin, daß als Antriebe der Vorrichtung elektrische Servomotoren mit stufenlos veränderbarer Drehzahl dienen.The invention consists in that as drives the device electrical Servo motors with infinitely variable speed are used.

Solche Servomotoren sind unmittelbar NC-steuerbar und können, dank der stufenlosen Drehzahländerung, unmittelbar an das angetriebene Organ angeschlossen werden. Es entfallen ganz die bei den bekannten Vorrichtungen üblichen elektrohydraulischen Magnetventile, und die elektrischen Endschalter werden auf etwa ein Drittel reduziert. Dadurch ist die Störanfälligkeit der Vorrichtung erheblich gemindert.Such servomotors are directly NC-controllable and can, thanks the stepless speed change, directly connected to the driven organ will. The electro-hydraulic ones that are customary in the known devices are completely eliminated Solenoid valves and the electrical limit switches are reduced to about a third. This considerably reduces the device's susceptibility to failure.

Die Steuerung der Servomotoren kann nunmehr eine sogenannte Sklavensteuerung der NC-Maschinensteuerung sein. Das Programm dieser Sklavensteuerung, das heißt die sogenannte Software, ist sehr einfach und besteht aus nur wenigen Schritten, was darauf beruht, daß überwiegend dieselben Vorgänge wiederholt werden, unabhängig davon wie kompliziert der eigentliche Bearbeitungsgang des eingewechselten Werkzeugs ist.The control of the servomotors can now be a so-called slave control the NC machine control. The program of this slave control, that is the so-called software, is very simple and consists of just a few steps, which is based on the fact that predominantly the same processes are repeated, independently how complicated the actual machining process of the changed tool is is.

Besonders hervorzuheben ist hier, daß durch die NC-Steuerung die Möglichkeit besteht, die Bewegungen der einzelnen Organe, die bisher nacheinander erfolgen mußten, ineinderfließen zu lassen. Das bedeutet, daß z.B. während der letzten Phase des Greifervorschubs dieser Doppelgreifer gleichzeitig verschwenkt werden kann. Dadurch verkürzt sich einerseits die Gesamtzeit des Wechselvorganges. Andererseits kann auf die Masse der einzelnen Werkzeuge bei der Beschleunigung während der Austauschvorgänge Rücksicht genommen werden, und zwar jederzeit veränderbar und dem jeweiligen Werkzeug anpaßbar, weil die Anpassung nur die Software betrifft. Ein größeres Werkzeug wird also mit langsameren Bewegungen ausgetauscht und an derselben Magazinstelle kann später ein leichteres Werkzeug mit schnellen Wechsel bewegungen vorgesehen werden. Dies verkürzt ebenfalls die Gesamtzeit des Austausches und ergibt eine stets gleichmäßigere Auslastung der Servomotoren.It should be emphasized here that the NC control provides the possibility consists, the movements of the individual organs, which previously had to take place one after the other, to flow into one another. This means that e.g. during the last phase of the Gripper feed this double gripper can be pivoted at the same time. Through this On the one hand, the total time of the change process is shortened. On the other hand, can on the mass of the individual tools when accelerating during the exchange processes Consideration must be given, changeable at any time and the respective tool customizable because customization only affects the software. A bigger tool becomes can therefore be exchanged with slower movements and at the same magazine location later a lighter tool with quick change movements can be provided. This also shortens the overall time of the exchange and always results in a more uniform one Utilization of the servomotors.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.In the following the invention is illustrated schematically with reference to one in the drawing illustrated embodiment explained.

Es zeigen Figur 1 ein Bearbeitungszentrum in Spindelansicht, Figur 2 eine Draufsicht der Figur 1 und Figur 3 eine Ansicht der Figur 1 in Richtung A.FIG. 1 shows a machining center in a spindle view, FIG 2 shows a plan view of FIG. 1 and FIG. 3 shows a view of FIG. 1 in the direction A.

Die Figuren zeigen ein Bearbeitungszentrum, dessen Magazin 1 als Scheibenmagazin ausgebildet und in senkrechter Ebene parallel zu der Maschinenspindel 2 angeordnet ist. Die Werkzeuge 3 liegen somit im gespeicherten Zustand mit ihren Achsen senkrecht zur Spindel achse und können einzeln parallel zu ihr in der gewählten Entnahmeposition herausgestellt werden, wie strichpunktiert dargestellt. Diese Position wird mit näher nicht dargestellten Maschinenteilen erreicht. Das Werkzeug 3 wird jetzt mit einem Doppelgreifer 4 erfaßt und nach vorn in die Wechselebene überführt. Dazu dient ein bewegbares überführungsgestänge 5, das im einzelnen ebenfalls nicht dargestellt ist. Dieses überführungsgestänge 5 kann den Doppelgreifer 4 parallel zu der Maschinenspindel 2 hin und her fahren. Der Doppelgreifer 4 ist außerdem schwenkbar, so daß das in ihm befindliche Werkzeug 3 vor dem Spindelstock in die Achse der Maschinenspindel 2 eingeschwenkt werden kann.The figures show a machining center, the magazine 1 of which is a disk magazine formed and arranged parallel to the machine spindle 2 in a vertical plane is. The tools 3 are thus in the stored state with their axes perpendicular to the spindle axis and can be chosen individually in parallel with it in the Removal position are highlighted, as shown in phantom. This position is achieved with machine parts not shown in detail. The tool 3 will now captured with a double gripper 4 and transferred to the front of the change level. A movable transfer linkage 5 is used for this purpose, but also not in detail is shown. This transfer linkage 5 can parallel the double gripper 4 move back and forth to the machine spindle 2. The double gripper 4 is also pivotable, so that the tool 3 located in it in front of the headstock in the axis of the machine spindle 2 can be swiveled in.

Der Antrieb des Magazins 1, des berführungsgestänges 5 und für das Verschwenken des Doppelgreifers 4 wird durch je einen Servomotor 6, 7 und 8 bewerkstelligt, deren Drehzahl stufenlos veränderbar ist.The drive of the magazine 1, the transfer linkage 5 and for the The double gripper 4 is pivoted by a servo motor 6, 7 and 8 each, whose speed is continuously variable.

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Claims

Claims: 1) Device for supplying the spindle of an NC-controlled Machine tool with tools that can be removed from a magazine and that are made with the aid of the Drives for the magazine, for the spindle-parallel transfer to the change level and can be moved in three axes of motion for pivoting the double gripper, characterized in that electric servomotors (6, 7, 8) are used as drives serve continuously variable speed.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the controller the servo motors is a slave control of the machine control.