CN103419056A

CN103419056A - 工具承载系统

Info

Publication number: CN103419056A
Application number: CN2013101989045A
Authority: CN
Inventors: 乌尔里希·鲍曼; 君特·施莱希; 克利斯托弗·汉德尔; 弗兰克-奥托·哈德雷尔
Original assignee: Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky
Current assignee: Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky
Priority date: 2012-05-24
Filing date: 2013-05-24
Publication date: 2013-12-04
Also published as: DE102012104491A1; EP2666586A1

Abstract

工具承载系统包括工具承载底座及布置在其上的第一工具承载单元，尤其机床的工具承载底座和工件容纳件可相对彼此运动以加工工件，第一工具承载单元具有被驱动的第一工具承载元件，其带有工具接口的第一工具接口元件，用于被驱动的工具的工具容纳单元的第二工具接口元件可安装到第一工具接口元件中，为了改进机床的工具承载系统使得可以尽可能高效地安装尽可能多的工具容纳单元，提出将具有形成第二工具承载元件且沿延伸方向分布的工具承载体的第二工具承载单元布置在工具承载底座上，用于抗相对转动地固定不动的工具的至少一个工具容纳单元布置在该工具承载体上并可通过工具承载体相对于工具承载底座沿延伸方向的运动来引入加工状态中。

Description

工具承载系统

技术领域

本发明涉及一种用于机床的工具承载系统，其包括工具承载底座、布置在该工具承载底座上的工具承载单元，该工具承载单元具有被驱动的第一工具承载元件，其带有工具接口的第一工具接口元件，用于被驱动的工具的工具容纳单元的第二工具接口元件可安装到该第一工具接口元件中，其中，尤其机床的工具承载底座和工件容纳件可相对彼此运动以加工工件。

背景技术

这种工具承载系统由现有技术中公知。

工具承载系统通常包括铣削主轴作为工具承载元件，工具容纳单元可以可替换地安装到该铣削主轴中。

然而总是仅一个工具容纳单元可安装在这种铣削主轴中，其中，工具容纳单元的更换可以借助工具更换器来进行。

发明内容

因此本发明的任务是，改进工具承载系统使尽可能多的工具容纳单元可以尽可能高效地被安装。

该任务在前面所描述类型的工具承载系统中根据本发明通过如下方式来解决，即，在工具承载底座上布置有沿延伸方向分布的工具承载体作为第二工具承载元件，用于抗相对转动地（drehfest）固定不动的工具的至少一个工具容纳单元布置在该工具承载体上并且可通过工具承载体相对于工具承载底座沿延伸方向的运动来引入加工状态中。

由此，该解决方式的优点在于，一方面，被驱动的第一工具承载元件开启如下可行性，即，利用足够大的驱动功率来驱动被驱动的工具，类似于其在传统的单独的铣削主轴中的情况，而另一方面提供有作为第二工具承载元件的可运动的工具承载体，其不依赖于第一工具承载元件地支撑在工具承载底座上以及可相对于该工具承载底座运动和定位，以便可以将用于抗相对转动地固定不动的且进而没有被驱动的工具的至少一个抗相对转动地固定不动的或者多个抗相对转动地固定不动的工具容纳单元引入加工状态中，从而可以用最佳方式相互组合铣削加工和车削加工。

为了在加工状态下达到工具容纳单元的精确定位，优选设置如下，即，用于抗相对转动地固定不动的工具的工具容纳单元在加工状态下通过工具承载体定位并保持取向，并且进而不依赖于工具承载元件地保持。

在工具承载体的构造方式方面可想到不同的解决方式。

例如可以想到的是，工具承载体的延伸方向是一条直线，用于抗相对转动地固定不动的工具的工具容纳单元沿该延伸方向依次布置。

然而对于节省空间地存储尽可能多的带有相应的抗相对转动地固定不动的工具的工具容纳单元而言，呈曲线的延伸方向是有利的。

在此特别有利的解决方式设置，延伸方向遵循围绕穿过第一工具承载单元的轴线的圆轨，从而工具容纳单元可以围绕工具承载单元布置在圆轨上。

在此优选地，数个工具容纳单元沿其布置的延伸方向，也就是说直线、曲线或圆轨，分布在工具平面中。

为了对于利用未被驱动的工具来加工工件而言达到尽可能大的定位精确性，设置如下，即，工具承载体可通过至少一个定位驱动装置相对于工具承载底座运动。

在此尤其有利的是，可利用定位驱动装置来实施工具承载体沿延伸方向的定位。

此外，有利的是，可利用定位驱动装置来实施工具承载体横向于延伸方向的定位。

为了此外可以将足够大的力导入工具承载体中，而不损害定位精确性，设置如下，即，工具承载体可以在其相对于工具承载底座的数个相对位置中固定在该工具承载底座上，用于利用抗相对转动地固定不动的工具容纳单元的抗相对转动地固定不动的工具来加工工件。

当工具承载体可通过位置驱动装置固定在其相对位置中时，技术上可以特别简单地保持加工精确度。

抗相对转动地固定不动的工具容纳单元可以可替换地布置在工具承载体上。

特别准确的解决方式设置如下，即，抗相对转动地固定不动的工具容纳单元牢固地装配在工具承载体上。

为了在加工工件时保持尽可能高的效率，设置如下，即，多个抗相对转动地固定不动的工具容纳单元以各不相同的工具位置布置在工具承载体上。

对于大功率的铣削加工而言有利的解决方式设置如下，即，用于被驱动的工具的工具容纳单元保持在第二工具承载单元的工具承载体上并且通过工具承载体的运动可引入配属于第一工具承载元件的第一工具接口元件的换入位置中，在换入位置中第一工具接口元件和第二工具接口元件相互连接并且以这种方式与第一工具承载元件连接的用于被驱动的工具的工具容纳单元通过工具承载体与第一工具承载元件之间的第二相对运动可运动到加工状态中并且工具容纳单元在加工状态中通过第一工具承载元件来保持和定位。

该解决方式的优点在于，通过将工具承载体布置在工具承载底座上并且通过工具承载体的相对于第一工具承载元件的可运动性提供了如下可行性，即，在工具承载体上也设置用于被驱动的工具的多个工具容纳单元并且将这些工具容纳单元快速更换到第一工具承载元件中，从而不仅在抗相对转动地固定不动的工具情况下，而且也在用于被驱动的工具的工具容纳单元的情况下，在不同的工具容纳单元的工具之间可以快速更换。

运动学上的特别有利的解决方式设置如下，即，用于被驱动的工具的工具容纳单元沿延伸方向依次布置，并且可通过工具承载体沿延伸方向的运动交替地引入配属于工具承载元件的第一工具接口元件的换入位置中，在换入位置中第一工具接口元件和第二工具接口元件可以通过工具承载体与第一工具承载元件之间横向于延伸方向延伸的第一相对运动来彼此相向运动并且可以为了将用于被驱动的工具的工具容纳单元固定在工具承载元件上而相互连接，以这种方式与第一工具承载元件连接的工具容纳单元可以通过工具承载体与第一工具承载元件之间的第二相对运动在回库状态（Magayinstellung）与加工状态之间来回运动，并且工具容纳单元在加工状态中通过第一工具承载元件来保持和定位。

为了在加工状态中避免工具容纳单元超定的定位，优选设置如下，即，各自的工具容纳单元在加工状态下仅通过第一工具承载元件来定位并保持取向。

在连接工具接口元件方面可以想到不同的解决方式。

例如，工具接口元件可以如下这样构造，即，其可通过特别的联接机构相互连接。

但是，有利的解决方式设置如下，即，通过第一相对运动，第一工具接口元件和第二工具接口元件可沿换入方向运动并且可相互连接。

换入方向原则上可以以关于工具平面的任意角度分布。

有利的解决方案设置如下，即，换入方向以关于工具平面倾斜呈0°至小于20°的角分布。

在第二相对运动的分布方面至今还没有其他说明。

也就是说，第二相对运动可以例如横向于或倾斜于工具平面分布或在工具平面中分布。

优选地，第二相对运动也横向于延伸方向分布。

在此，第一相对运动和第二相对运动可以总沿不同方向相对彼此进行。

可特别简单实现的解决方式设置如下，即，第二相对运动至少在与第一相对运动相同的面中，尤其是与该第一相对运动朝相同方向进行。

在将单个工具容纳单元布置在工具承载体上方面至今还没有详细说明。

为此有利地设置如下，即，用于工具容纳单元（其用于被驱动的工具）的工具承载体具有保持容纳件，工具容纳单元可以在回库状态中固定在该保持容纳件中，并且用于被驱动的工具的工具容纳单元可通过第二相对运动从回库状态引入加工状态中，在该加工状态下，工具容纳单元不依赖于保持容纳件而通过工具承载元件来固定。

在工具容纳单元在加工状态下独立地固定在保持容纳件中方面可以想到的是，工具容纳单元在加工状态下也还与保持容纳件接触并且通过该保持容纳件来至少随着导引或支撑。

但是，特别有利的解决方式设置如下，即，用于被驱动的工具的工具容纳单元在加工状态下与保持容纳件无接触地布置。

也就是说，在加工状态下工具容纳单元不再通过保持容纳件得到支撑，从而在加工状态下工具容纳单元仅通过工具承载元件来定位和支撑。

在将工具容纳单元从回库状态引入加工状态中的可行性方面至今还没有详细说明。

运动学上的特别简单且有利的解决方式在此设置如下，即，工具容纳单元通过平行于换入方向的运动可从回库状态运动到加工状态中并且反之亦然。

为了此外将工具容纳单元在回库状态中固定在工具承载体上，优选设置如下，即，工具承载体的工具容纳件在回库状态中可通过锁止单元固定在保持容纳件中。

但为此替选地，也可以想到的是，代替锁止单元而设置夹紧单元，其通过可特别控制的夹紧装置在回库状态下要么保持或要么松开工具容纳单元。

在保持容纳件具体的构造方式方面，结合至到目前所阐述的各解决方式没有做出详细的说明。

因此，特别简单的解决方式设置如下，即，保持容纳件构造为工具容纳单元穿过的通孔。

这种保持容纳件可以在此直接地设置在工具承载体中。

另一种可行性设置如下，即，保持容纳件是安装到工具承载体中的元件。

为了可以将工具容纳单元固定在保持容纳件中，优选设置如下，即，工具容纳单元具有在周侧布置的第一保持面，容纳单元可在所述保持面上固定在工具承载体的保持容纳件中。

此外有利的是，用于被驱动的工具的工具容纳单元在回库状态中利用第一保持面贴靠在保持容纳件的第二保持面上并且可通过运动被引入加工状态中，在该加工状态中第一保持面与第二保持面无接触地布置。

也就是说保持面如下这样设计，即，通过工具容纳单元在回库状态与加工状态之间的简单移动，一方面保持面在回库状态中相互接触并且由此保持工具容纳单元，而另一方面通过尤其沿换入方向简单的相对运动存在如下可行性，即，第一保持面与第二保持面相互无接触地布置，以便在加工状态中避免工具容纳单元与保持容纳件的接触并由此避免工具容纳单元通过保持容纳件的导引。

优选设置如下，即，保持容纳件在工具承载体运动时可在工具平面中运动并且由此在工具承载体沿延伸方向运动时总是保持在工具平面中。

在工具承载元件的构造方式方面，结合到目前的阐述没有做出详细的说明。

特别有利的解决方式设置如下，即，第一工具承载元件是工具主轴，其可转动地支承在工具主轴壳体中。

利用这种工具主轴存在如下可行性，即，转动地或旋转地驱动工具容纳单元并进而驱动位于该工具容纳单元中的工具。

在这种工具主轴中尤其存在如下可行性，即，给工具主轴设计高的驱动功率，该工具主轴于是可以交替地容纳具有各种工具的各种工具容纳单元，从而由此可实现用于以被转动地或旋转地驱动的工具来进行加工的高的驱动功率。

在此优选设置如下，即，工具主轴可绕工具主轴轴线转动，其中，工具主轴轴线尤其平行于换入方向延伸。

在该情况下，可以最佳方式使用工具主轴的运动和换入方向。

在第一工具承载元件与第二工具承载元件之间的相对运动可以以不同的方法和方式来实现。

例如在一种解决方式中设置如下，即，第二工具承载元件可相对于工具承载底座沿移动方向运动。

为此替选地设置如下，即，第一工具承载元件可相对于工具承载底座沿移动方向运动。

工具承载元件的这种可运动性要么可以通过如下方式实现，即，整个工具承载单元可相对于工具承载底座沿移动方向运动。

要么另一种有利的解决方式设置如下，即，工具承载单元牢固地保持在工具承载底座上，而工具承载元件可相对于工具承载单元并且进而可相对于工具承载底座沿移动方向运动。

工具承载元件相对于工具承载单元的这种运动可以通过如下方式实现，即，工具承载单元的工具承载元件布置在内壳体中，该内壳体可相对于外壳体沿移动方向运动。

附图说明

本发明的其他特征和优点是一些实施例的以下描述以及附图的主题。在附图中：

图1示出具有根据本发明的工具承载系统的机床的示意图；

图2示出根据图1的工具承载系统的放大图，该工具承载系统具有在回库状态下的工具容纳单元和在工具更换状态下的工具承载元件；

图3示出在工具容纳单元处于回库状态且该工具容纳单元与工具承载元件连接的情况下的类似图2的图示；

图4示出工具容纳单元在加工状态下固定在工具承载元件上的图示；

图5示出沿图4中的线5-5的截面图；

图6示出工具容纳单元在加工状态下相对于在工具承载体中的保持容纳件的布置的放大图；

图7示出穿过根据本发明的工具承载系统的第二实施例的类似图3的截面图；

图8示出沿图7中的箭头A方向的俯视图；

图9示出穿过根据本发明的工具承载系统的第三实施例的类似图3的截面图，该第三实施例具有通过被驱动的工具的加工可行性；

图10示出沿图9中的线10-10的截面图；

图11示出穿过第三实施例的类似图9的截面图，该第三实施例具有通过抗相对转动地固定不动的工具的加工可行性；

图12沿图11中的线12-12的截面图；

图13示出在根据本发明的工具承载系统的第二实施例中，在工具容纳单元处于回库状态且工具承载元件处于工具更换状态下的类似图5的截面图；

图14示出在工具容纳单元处于回库状态且该工具容纳单元固定在工具承载元件上的情况下的类似图13的放大截面图；以及

图15示出在工具容纳单元处于加工状态下的类似图14的截面图，该工具容纳单元固定在工具承载元件上。

具体实施方式

图1中的以截面图形式示出的机床的实施例包括工件容纳件，例如工件主轴10，工件12夹入该工件主轴中。

利用工件主轴10，工件12可绕主轴轴线14旋转地驱动并且尤其可绕主轴轴线14固定在任意的转动位置中。

此外，根据本发明的机床包括整体上用20标注的工具承载系统，其具有工具承载底座22，整体上用24标注的第一工具承载单元布置在该工具承载底座上。

利用工具承载底座22，第一工具承载单元24例如可至少沿相对于、具体而言优选横向于、尤其垂直于工件主轴轴线14的X方向运动并且该第一工具承载单元24例如借助工具承载底座22也还可沿平行于工件主轴轴线14的Z方向运动并且必要时也还可沿横向于X方向和Z方向延伸的Y方向运动。

但是，也可以通过相应地可相对于工具承载底座22运动地布置的工件主轴10实现在X方向和/或Z方向和/或Y方向上的可运动性。

为了容纳不同的工具，第一工具承载单元24包括工具主轴壳体30，工具主轴32作为第一工具承载元件28可绕工具主轴轴线34转动地支承在该工具主轴壳体30中，具体而言通过在工具主轴壳体30中支承工具主轴32的前主轴轴承36和后主轴轴承38。

此外，工具主轴32可通过整体上标注为40的主轴马达来驱动，该主轴马达包括直接安置在工件主轴32上的转子42以及布置在工具主轴壳体30中的定子44，从而该转子42通过主轴轴承36和38同样可转动地支承并且直接转动地驱动工具主轴32。

为了容纳工具，工具主轴32凸出于工具主轴壳体30的前主轴端部50配备有第一工具接口元件52，其例如构造为朝向工具主轴32的端侧54逐渐变宽的容纳锥体件。

用于被驱动的工具64的整体上标注为60的工具容纳单元可安装到该第一工具接口元件52中，该工具容纳单元一方面具有第二工具接口元件62，而另一方面承载被驱动的工具64，工件12可利用该工具64来加工。

第二工具接口元件62和第一工具接口元件52在工具容纳单元60的在图1和图2中示出的换入位置的情况下，通过沿换入方向66（其例如平行于工具主轴轴线34延伸）的第一相对运动能相互嵌接，像在图3中示出的那样，从而第二工具接口元件62和第一工具接口元件52牢固地插在一起并且形成工具接口68（图3）。

为了固定在第二工具接口元件62与第一工具接口元件52之间的连接，设置有整体上标注为70的工具张紧装置，其具有张紧头72，该张紧头例如嵌接到第二工具接口元件62中并且向第一工具接口元件52的方向拉该第二工具接口元件。为此，张紧头72与张紧杆74连接，该张紧杆共轴于工具主轴32并且在该工具主轴中延伸并且可通过布置在工件主轴32中的张紧元件76，例如张紧弹簧来加载。

为了可以抵抗由张紧元件76引起的张紧力来更换工具容纳单元60并且进而分离工具接口68，张紧杆74以其对置于张紧头72的端部与分离单元，例如分离缸78连接，该分离缸布置在对置于前主轴端部50的后主轴端部80上并且包括与张紧杆74连接的张紧活塞82，其位于抗相对转动地布置在工具主轴壳体30中的运动室84中并且在该运动室84中可平行于工具主轴轴线34运动。

张紧杆74优选如下这样布置，即，其可相对于分离缸78的张紧活塞82自由转动并且由此可以与工具主轴32一起自由转动。

除了第一工具承载单元24外，第二工具承载单元90设置在工具承载底座22上，该第二工具承载单元像在图5中示出的那样承载用于抗相对转动地固定不动的工具94_i的工具容纳单元92_i，其中，尤其是其中多个抗相对转动地固定不动的工具94与各自的工具容纳单元92_i一起布置在第二工具承载单元90上。

第二工具承载单元90不仅承载工具容纳单元92_i，而此外还充当用于工具容纳单元60_i的工具库100。

为此，第二工具承载单元90包括工具承载体102作为第二工具承载元件98，在该工具承载体中除了工具容纳单元92_i外还布置有多个，尤其大量保持容纳件104_i，其用于相应数量的用于被驱动的工具64的工具容纳单元60_i。

尤其地，保持容纳件104与工具容纳单元60_i和工具容纳单元92_i一起在相应于图5中的附图平面的或者在图2和图3中标注为工具平面WE的平面中位于闭合圆轨106上，其中，例如保持容纳件104及其中轴线108与工具容纳单元60_i和工具容纳单元92_i一起位于工具平面WE中。

保持容纳件104_i和工具容纳单元92_i在此在工具承载体102上以沿横向于，尤其垂直于第一相对运动或换入方向66延伸的延伸方向110，尤其沿旋转方向依次且尤其以恒定的角距离WA布置在圆轨106上。

圆轨106和旋转方向110与工具承载体102的穿过第一工具承载单元24的中轴线112有关，其中，在该情况下，工具承载体102围绕工具承载单元24分布地构造并且包围该工具承载单元24。

此外像在图1至图4中示出的那样，工具承载体102优选构造为具有环绕的罩体114的工具承载环118，该罩体将工具承载单元24与上盖侧件116搭接，该上盖侧件大致平行于工具平面WE分布，其中，盖侧件116逐渐过渡成罩体114的工具承载环118，用于工具容纳单元60和工具容纳单元92_i的保持容纳件104_i布置在该工具承载环中。

工具承载环118在此沿工具承载底座22方向延伸至罩体114的脚环122，该脚环可通过定位单元120的转动驱动装置124来驱动，其中，转动驱动装置124承载与脚环122连接的转子126，而定子128与底座130牢固地连接，该底座本身可相对于工具承载底座22沿平行于第一相对运动或换入方向66的移动方向132运动地导引，其中，这通过导引装置134进行，该导引装置允许底座130相对于工具承载底座22沿移动方向132运动。

为了相对于工具承载底座22沿移动方向132定位底座130设置有定位单元120的整体上标注为140的移动驱动装置，其包括两个缸室142和143，移动活塞144可运动地导引经过这两个缸室，其中，移动活塞144布置在容纳移动活塞144和缸室142和143的缸壳体145中并且经由活塞杆146与库底座130连接，以便这样可以沿移动方向132移动库底座130。

优选地，移动驱动装置140的缸室142和143布置在工具承载单元24的底座部分148中，利用其，该工具承载单元24牢固地保持在工具承载底座22上。

但移动驱动装置140在对第一实施例进行改变的情况下也可以用于在库底座130牢固地布置在工具承载底座22上的情况下，相对于工具承载底座22移动工具承载单元24的底座部分148，以便可以实现第一相对运动和第二相对运动，其中，在该情况下库底座130连同中轴线112相对于工具承载底座保持不动。

由此通过移动驱动装置140实现了第一相对运动，其中，库底座130并且进而还有工具承载体102可运动至在图1和图2中示出的工具更换状态，在该工具更换状态中，整个罩体114并且进而还有工具承载体102可以不依赖于工具主轴32而自由地绕中轴线112自由转动，因为工具接口元件62和52是相互分离的并且由此第二工具接口元件62尤其以与前主轴端部50的端侧54的这种距离来定位，从而不会出现在第二工具接口元件62与前主轴端部50之间的碰撞。

因此存在如下可行性，即，通过借助转动驱动装置124来转动工具承载体102，其中一个在图1和图2中示意性示出的工具容纳单元60_i被引入根据图3的换入位置中，在该换入位置中，工具容纳单元的第二工具接口元件62共轴于工具主轴32的第一工具接口元件52取向或者其中一个工具容纳件92_i被引入相应于换入位置的状态中，在该状态中，加工可以利用相应的工具94_i进行，而无需通过工具主轴32的转动驱动。

在工具容纳单元60_i中，在第二工具接口元件62与第一工具接口元件52之间的连接可通过如下方式来建立，即，在执行第一相对运动时沿换入方向66来移动工具承载体102和进而中轴线112，该换入方向例如平行于工具主轴轴线34延伸，由此第二工具接口元件62与第一工具接口元件52嵌接，从而像在图3中示出的那样达到工具保持状态，并且第二工具接口元件62相对于第一工具接口元件52的张紧可以借助工具张紧装置70来进行。

在该工具保持状态下，工具容纳单元60始终牢固地位于工具承载体102的相应的保持容纳件104中。

如果当前在工具保持状态下，工具承载体102向工具主轴32的前主轴端部50方向借助移动驱动装置140，在与中轴线112一起移动的情况下被进一步移动，那么通过平行于第一相对运动的，尤其是与该第一相对运动朝相同方向进行的第二相对运动，各自的保持容纳件104被进一步沿工具主轴壳体30方向移动，而工具容纳单元60通过借助工具接口元件52和62与工具主轴32牢固连接可以不随着运动，从而工具容纳单元60相对于保持容纳件104可以从回库状态（图3）出发以如下方式移动，即，工具容纳单元60与各自的工具一起向工具承载体102的外侧方向移动并且凸出超过保持容纳件104（图4至图6）。

工具容纳单元60的该状态被称为加工状态。

在该加工状态下，像结合图4至图6示出的那样，工具容纳单元60可相对于保持容纳件104无接触地转动，因为工具容纳单元60具有第一保持面162，其在图5和图6示出的加工状态下相对于保持容纳件104的第二保持面164以如下程度移动，即，使第一保持面162与第二保持面164相互不接触，而在加工状态下，如下中间室存在于第二保持面164与工具容纳单元60的对置于该第二保持面的外表面166之间，该中间室可以使整个工具容纳单元60可以与各自的保持容纳件104无接触地绕工具主轴轴线34转动。

因此在加工状态中，工具64_i并且进而还有工具容纳单元60_i的定位也仅在工具主轴32上进行并且完全不依赖于保持容纳件104以及工具承载体102。

当工具容纳单元60从加工位置重新回到在图2和图3中示出的回库位置中时，工具容纳单元60的定位才通过各自的保持容纳件104的共同作用来进行。

在回库位置中，工具容纳单元60的第一保持面162再次贴靠在保持容纳件104的第二保持面164上，从而由此进行工具容纳单元60相对于保持容纳件104并且进而也相对于工具承载体102的支撑。

此外，还为了将工具容纳单元60固定在保持容纳件104中设置有锁止单元170，其具有锁止元件172，该锁止元件在回库状态中嵌接到锁止槽174中。

如果由此在工具容纳单元60的回库状态中，工具接口68被松开，像在图1和图2中示出的那样，那么在回库状态中，工具容纳单元60一方面通过贴靠在保持容纳件104的第二保持面164上的、工具容纳单元60的第一保持面162来固定并且此外还通过锁止装置170将锁止元件172嵌接到回库状态中，像在图1至图3中示出的那样嵌接到锁止槽174中。

由此在回库状态中，工具承载体102可以绕中轴线112再次转动，以便将另一工具64的工具容纳单元60引入换入状态中并且在该换入状态中通过工具主轴32沿换入方向66的运动将第一工具接口元件52与第二工具接口元件62嵌接并且再次将另一工具容纳单元60固定在工具主轴32上用以进一步加工。

在图7和图8示出的第二实施例中，与第一实施例的部件相同的部件设有相同的附图标记，从而在那些部件的描述方面可以完全参照第一实施例的实施方式。

与第一实施例相比，在图7和图8示出的第二实施例中，工具承载体102的罩体114'以冠状转塔的形式构造，从而在该罩体中设置有工具容纳件91，工具容纳单元92'可以安装到该工具容纳件中，其中，工具容纳件91'的中轴线93'与工具承载体102的中轴线112呈锐角（例如呈30°至60°之间的角）地延伸。

由此，工具容纳件91'的中轴线93'位于绕工具承载体102的中轴线112分布的锥形面KF上，其中，工具容纳单元92'可以安装到该工具容纳件中。

工具容纳单元92'由此布置在工具平面WE之外。

此外，工具容纳件91'如下这样构造，即，其适合于容纳可替换的工具容纳单元92'，从而工具容纳单元92'在第二实施例中并不是牢固地装配在工具承载体102'上，而是可以通过工具容纳件91'快速地替换。

工具容纳件91'例如如下这样构造，即，常见的可快速更换的工具容纳单元92'（例如根据DIN69880具有杆柄的工具容纳单元）可以安装到该工具容纳件中。

其余地，在第二实施例的其他描述方面可以完全参照第一实施例的实施方式。

在图9至图12示出的第三实施例中，与第一实施例或第二实施例的部件相同的部件同样设有相同的附图标记，从而为此可以完全参照第一实施例或第二实施例的实施方式。

第三实施例也以第一实施例为基础，其中，第二工具承载单元98''两件式地构造，即，其具有类似于第一实施例构造的工具承载体102''a，也就是说具有例如工具承载环118和盖侧件116''，其中，另一工具承载体102''b布置在盖侧件116''上，该工具承载体102''b例如具有常见的六角转头的形状并且可以通过转动和定位驱动装置115相对于工具承载体102''a转动。

在此，工具承载体102''b可共轴于中轴线112转动地保持在盖侧件116''上并且具有工具容纳件91''，其中轴线93''关于中轴线112径向延伸。

在该情况下，用于工具容纳单元92''的工具容纳件91''也构造为能够实现快速替换工具容纳单元92''的工具容纳件，这例如是根据DIN69880的工具容纳件。

通过转动和定位驱动装置当前存在如下可行性，即，转动工具体102''b使其被截切的侧103可以被定位成：该侧103关于工具容纳单元60的加工状态转向角相等，从而各自的在加工状态中的工具容纳单元60与旋转驱动的工具64可以被用于铣削加工或钻孔加工，而在工具承载体102''b中的工具容纳单元92''的工具94''不会阻碍该加工，尤其不会出现与工具94''的碰撞。

但是如果加工要利用其中一个工具94''来进行，那么像在图11和图12中示出的那样，工具承载体102''b可以如下这样来转动，即，各工具容纳单元92''各自的工具94''参照中轴线112位于如下转动状态下，该转动状态相应于工具容纳单元60的加工状态，但是因为在该情况下没有加工要利用其中一个工具容纳单元60的工具64来进行，所以像在图11和图12中示出的那样可以利用位于该状态下的工具94'径向无碰撞的加工。

此外像在图11中示出的那样，工具容纳单元92''和中轴线93''_i在平行于工具平面WE延伸的工具平面WE''中，然而相对于该工具平面WE沿中轴线112的方向错开，从而由此在例如工具平面WE中的工具64与工具平面WE''中的工具94''_i之间已经可以实现无碰撞。

此外还存在如下可行性，即，在利用其中一个工具94''的加工时没有工具64''被引入加工位置中。

定位和转动驱动装置115在此用于将工具承载体102''b相对于工具承载体102''a精确的抗相对转动地定位并且也用于固定工具承载体102''b与工具承载体102''a的相对位置。

在图13至图15示出的根据本发明的工具承载系统20'的第四实施例中，第一工具承载单元24和第二工具承载单元90都不可以相对于工具承载底座22沿移动方向132移动。

具体而言，工具主轴32利用主轴轴承36和38以及主轴马达40支承在内主轴壳体180中，其可以相对于外主轴壳体182沿平行于工具主轴轴线34延伸的移动方向184移动，以便可以实现第一相对运动和第二相对运动。

为此，外主轴壳体182形成缸壳体186，其利用导引凸起部192和194密封贴着地贴靠在活塞周侧面196和198上。

在该导引凸起部192与194之间有缸室202和204，其通过环形活塞装置206分开，该环形活塞装置在内主轴壳体180上径向在外部位于活塞周侧面196与198之间，其中，环形活塞装置206密封地贴靠在缸内表面208上。

通过缸室202和204的液压加载，由此环形活塞装置206并且进而还有与该环形活塞装置牢固地连接的内主轴壳体180可以沿移动方向184相对于工具承载体102以及相对于在工具承载体102的保持容纳件104中的工具容纳单元60运动，这些工具容纳单元以相同的方式布置在工具承载体102中，像结合第一实施例已经描述的那样。

代替在第一实施例中描述的、在工具承载单元24与第二工具承载元件100之间沿移动方向132的可相对移动性，在第四实施例中，通过内主轴壳体180相对于外主轴壳体182的可移动性，工具主轴32相对于保持容纳件104的可移动性同样是可能的，并且可以实现像结合第一实施例已经描述那样的相同功能。

在图13中示出工具主轴32的工具更换状态，在该工具更换状态下工具承载体102连同工具容纳单元可以与工具主轴32无碰撞地沿延伸方向110运动。

像例如在图14中示出的那样，从工具更换状态出发通过第一相对运动，第一工具接口元件52可以与第二工具接口元件62连接以建立工具接口68，从而工具主轴32'位于工具保持状态下，其中，工具容纳单元60仍在回库状态下位于各自的保持容纳件104中。

通过实现第二相对运动，在第二实施例情况下通过沿移动方向184移动工具主轴32，当前额外地存在如下可行性，即，将工具容纳单元60从回库状态移动到在图15中示出的加工状态中，在该加工状态中，工具容纳单元60可以相对于保持容纳件104自由转动并且仅通过工具主轴32来定位。

其余地，相同的部件设有相同的附图标记，从而在这些部件的描述方面可以完全参照第一实施例的实施方式。

Claims

1.一种用于机床的工具承载系统（20），其包括：

-工具承载底座（22），其中，尤其所述机床的所述工具承载底座（22）和工件容纳件（10）能相对彼此运动以加工工件，

-布置在所述工具承载底座（22）上的第一工具承载单元（24），所述第一工具承载单元具有被驱动的第一工具承载元件（28），所述第一工具承载元件带有工具接口（68）的第一工具接口元件（52），用于被驱动的工具（64）的工具容纳单元（60）的第二工具接口元件（62）能安装到所述第一工具接口元件（52）中，

其特征在于，具有形成第二工具承载元件（98）且沿延伸方向（110）分布的工具承载体（102）的第二工具承载单元（90）布置在所述工具承载底座（22）上，用于抗相对转动地固定不动的工具（94）的至少一个工具容纳单元（92）布置在所述工具承载体（102）上并且能通过所述工具承载体（102）相对于所述工具承载底座（22）沿所述延伸方向（110）的运动来引入加工状态中。

2.根据权利要求1所述的工具承载系统，其特征在于，所述用于抗相对转动地固定不动的工具（94）的至少一个工具容纳单元（92）在所述加工状态下通过所述工具承载体（102）来定位并且保持取向。

3.根据权利要求1或2所述的工具承载系统，其特征在于，所述工具承载体（102）的延伸方向（110）遵循曲线（106）。

4.根据权利要求3所述的工具承载系统，其特征在于，所述工具承载体（102）的延伸方向（110）遵循绕穿过所述第一工具承载单元（24）的轴线（112）的圆轨（106）。

5.根据上述权利要求之一所述的工具承载系统，其特征在于，所述工具承载体（102）的延伸方向（110）分布在工具平面（WE）中，沿所述延伸方向（110）布置数个工具容纳单元（92）。

6.根据上述权利要求之一所述的工具承载系统，其特征在于，所述工具承载体（102）能通过至少一个定位驱动装置（120）相对于所述工具承载底座（22）运动。

7.根据权利要求6所述的工具承载系统，其特征在于，能利用所述定位驱动装置（120）来实施所述工具承载体（102）沿所述延伸方向（110）的定位。

8.根据权利要求7所述的工具承载系统，其特征在于，能利用所述定位驱动装置（120）来实施所述工具承载体（102）横向于所述延伸方向（110）的定位。

9.根据上述权利要求之一所述的工具承载系统，其特征在于，所述工具承载体（102）能在其相对于所述工具承载底座（22）的数个相对位置中固定在所述工具承载底座（22）上，用于利用所述工具容纳单元（92）的抗相对转动地固定不动的工具（94）来加工工件。

10.根据权利要求9所述的工具承载系统，其特征在于，所述工具承载体（102）能在其相对位置中通过所述定位驱动装置（120）来固定。

11.根据上述权利要求之一所述的工具承载系统，其特征在于，所述用于抗相对转动地固定不动的工具（94）的工具容纳单元（92）牢固地装配在所述工具承载体（102）上。

12.根据上述权利要求之一所述的工具承载系统，其特征在于，用于抗相对转动地固定不动的工具（94）的多个工具容纳单元（92）以各不相同的工具位置布置在所述工具承载体（102）上。

13.根据上述权利要求之一所述的工具承载系统（20），其特征在于，用于被驱动的工具（64）的工具容纳单元（60）保持在所述第二工具承载单元（90）的所述工具承载体（102）上并且能通过所述工具承载体（102）的运动来引入配属于所述第一工具承载元件（28）的第一工具接口元件（52）的换入位置中，并且在所述换入位置中所述第一工具接口元件（52）和所述第二工具接口元件（62）相互连接，并且以这种方式与第一工具承载元件（28）连接的、用于被驱动的工具的工具容纳单元（60）通过所述工具承载体（102）与所述第一工具承载元件（28）之间的第二相对运动能运动到加工状态中，并且所述工具容纳单元（60）在所述加工状态下通过所述第一工具承载元件（28）来保持和定位。

14.根据权利要求13所述的工具承载系统（20），其特征在于，所述用于被驱动的工具（64）的工具容纳单元（60）沿所述延伸方向（110）依次布置并且能通过所述工具承载体（102）沿所述延伸方向（110）的运动交替地被引入配属于所述工具承载元件（32）的所述第一工具接口元件（52）的换入位置中，在所述换入位置中所述第一工具接口元件（52）和所述第二工具接口元件（62）能通过所述工具承载体（102）与所述第一工具承载元件（32）之间横向于所述延伸方向（110）进行的相对运动来彼此相向运动并且能为了将所述工具容纳单元（60）固定在所述工具承载元件（32）上而相互连接，以这种方式与所述工具承载元件（32）连接的工具容纳单元（60）能通过所述工具承载体（102）与所述工具承载元件（32）之间的第二相对运动在回库状态与加工状态之间来回运动，并且所述用于被驱动的工具的工具容纳单元（60）在所述加工状态下通过所述工具承载元件（32）来保持和定位。

15.根据权利要求14所述的工具承载系统，其特征在于，用于被驱动的工具的各自的工具容纳单元（60）在所述加工状态下仅通过所述第一工具承载元件（32）来定位并保持取向。

16.根据权利要求13至15之一所述的工具承载系统，其特征在于，通过所述第一相对运动，所述第一工具接口元件（52）和所述第二工具接口元件（62）能沿换入方向（66）运动并且能相互连接。

17.根据权利要求16所述的工具承载系统，其特征在于，所述换入方向（66）以关于工具平面（WE）倾斜呈0°至小于20°的角分布。

18.根据上述权利要求之一所述的工具承载系统，其特征在于，所述用于被驱动的工具的工具容纳单元（60）的工具承载体（102）具有保持容纳件（104），所述工具容纳单元（60）能在回库状态中固定在所述保持容纳件（104）中，并且所述用于被驱动的工具的工具容纳单元（60）能通过所述第二相对运动从所述回库状态引入所述加工状态中，在所述加工状态下，所述用于被驱动的工具的工具容纳单元（60）不依赖于所述保持容纳件（104）地通过所述工具承载元件（32）来保持。

19.根据权利要求18所述的工具承载系统，其特征在于，所述用于被驱动的工具的工具容纳单元（60）在所述加工状态下与所述保持容纳件（104）无接触地布置。

20.根据上述权利要求之一所述的工具承载系统，其特征在于，所述用于被驱动的工具的工具容纳单元（60）通过平行于所述换入方向（66）的运动能从回库状态运动到加工状态中并且反之亦然。

21.根据上述权利要求之一所述的工具承载系统，其特征在于，所述工具承载体（102）的保持容纳件（104）设有锁止装置（170），通过所述锁止装置（170）所述工具容纳单元（60）能在回库状态中固定在所述保持容纳件（104）中。

22.根据权利要求18至21之一所述的工具承载系统，其特征在于，所述保持容纳件（104）构造为通孔。

23.根据权利要求18至22之一所述的工具承载系统，其特征在于，所述用于被驱动的工具的工具容纳单元（60）具有在周侧布置的第一保持面（162），所述工具容纳单元（60）能在所述保持面（162）上固定在所述工具承载体（102）的保持容纳件（104）中。

24.根据权利要求18至22之一所述的工具承载系统，其特征在于，所述用于被驱动的工具的工具容纳单元（60）在所述回库状态中利用所述第一保持面（162）贴靠在所述保持容纳件（104）的第二保持面（164）上并且能通过运动被引入所述加工状态中，在所述加工状态下，所述第一保持面（162）与所述第二保持面（164）无接触地布置。

25.根据权利要求18至24之一所述的工具承载系统，其特征在于，所述保持容纳件（104）在所述工具承载体（102）运动时能在工具平面（WE）中运动。

26.根据上述权利要求之一所述的工具承载系统，其特征在于，所述第一工具承载元件是工具主轴（32），所述工具主轴能转动地支承在工具主轴壳体（30）中。

27.根据上述权利要求之一所述的工具承载系统，其特征在于，所述第二工具承载元件（98）能相对于所述工具承载底座（22）沿移动方向（132）运动。

28.根据上述权利要求之一所述的工具承载系统，其特征在于，所述第一工具承载元件（28）能相对于所述工具承载底座（22）沿移动方向（132）运动。

29.根据权利要求28所述的工具承载系统，其特征在于，所述第一工具承载单元（24）能相对于所述工具承载底座（22）沿所述移动方向（132）运动。

30.根据权利要求28所述的工具承载系统，其特征在于，所述工具承载单元（24）的第一工具承载元件（28）能相对于所述工具承载底座（22）沿移动方向（184）运动。

31.根据权利要求30所述的工具承载系统，其特征在于，所述工具承载单元（24）的第一工具承载元件（28）布置在内壳体（180）中，所述内壳体能相对于外壳体（182）沿所述移动方向（184）运动。