DE102005003927B4

DE102005003927B4 - Vorrichtung zum Befestigen eines Werkzeugs in einem Werkzeugfutter

Info

Publication number: DE102005003927B4
Application number: DE200510003927
Authority: DE
Inventors: Christian Pfau
Original assignee: E Zoller GmbH and Co KG; E Zoller GmbH and Co KG Einstell und Messgeraete
Current assignee: E Zoller GmbH and Co KG; E Zoller GmbH and Co KG Einstell und Messgeraete
Priority date: 2005-01-28
Filing date: 2005-01-28
Publication date: 2009-08-27
Anticipated expiration: 2025-01-29
Also published as: DE102005003927A1

Abstract

Vorrichtung zum Befestigen eines Werkzeugs (2) in einem Werkzeugfutter (4), die ein Haltemittel (6) zum Halten des Werkzeugs (2) und ein Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters (4) umfasst, wobei das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters (4) und das Haltemittel (6) um eine gemeinsame Achse (40) schwenkbar sind, und die einen Antrieb (51, 64) zur Bewegung des Mittels zur Bearbeitung des Werkzeugfutters (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters (4) während des Betriebs vom Antrieb (51, 64) lösbar ist.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Befestigen eines Werkzeugs in einem Werkzeugfutter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der WO 03/002298 A1 ist eine Vorrichtung zum Befestigen eines Werkzeugs in einem Werkzeugfutter, insbesondere in einem Schrumpffutter, bekannt. Die Vorrichtung weist einen Werkzeuggreifer auf, der ein Werkzeug aus einer Be- und Entladestation vollautomatisch in das Werkzeugfutter einsetzt. Zum thermischen Weiten eines Schrumpffutters weist die Vorrichtung ein Induktionsheizgerät auf und zur Kühlung des Schrumpffutters eine Anordnung mit Kühlglocken, die auf das Schrumpffutter aufgesetzt werden können.
Weiter ist aus der nachveröffentlichten DE 103 39 419 A1 eine Vorrichtung zum Befestigen eines Werkzeugs in einem Werkzeugfutter bekannt, die ein Haltemittel zum Halten des Werkzeugs und ein Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters umfasst, wobei das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters und das Haltemittel um eine gemeinsam Achse schwenkbar sind. Außerdem umfasst die Vorrichtung einen Antrieb zum Bewegen des Mittels zur Bearbeitung des Werkzeugfutters.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Befestigen eines Werkzeugs in einem Werkzeugfutter anzugeben, die eine präzise Positionierung des Mittels zur Bearbeitung des Werkzeugfutters am Werkzeugfutter ermöglicht.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Befestigen eines Werkzeugs in einem Werkzeugfutter, die ein Haltemittel zum Halten des Werkzeugs und ein Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters umfasst, wobei das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters und das Haltemittel um eine gemeinsame Achse schwenkbar sind, und die einen Antrieb zur Bewegung des Mittels zur Bearbeitung des Werkzeugfutters aufweist.
Es wird vorgeschlagen, dass das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters während des Betriebs vom Antrieb lösbar ist. Hierdurch kann das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters unabhängig von einer Bewegung des Antriebs präzise am Werkzeugfutter positioniert werden. Das Mittel kann hierbei unabhängig vom Antrieb bewegbar sein, insbesondere antriebslos bewegbar sein. Der Antrieb dient vorzugsweise zur vertikalen Bewegung des Mittels, insbesondere zur Absenkung des Mittels auf das Werkzeugfutter.
Das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters kann ein Mittel sein, das zu irgendeiner Zustandsänderung des Werkzeugfutters vorgesehen ist, beispielsweise zur Betätigung eines Spannmechanismus des Werkzeugfutters, zum Erwärmen oder zum Abkühlen des Werkzeugfutters. Die Schwenkbarkeit um die gemeinsame Achse kann besonders vorteilhaft durch eine Trä gereinheit realisiert werden, an der das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters und das Haltemittel angeordnet, insbesondere befestigt, beispielsweise bewegbar befestigt sind, wobei durch eine Bewegung der Trägereinheit sowohl das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters als auch das Haltemittel, insbesondere das Werkzeug mit Hilfe des Haltemittels, relativ zum Werkzeugfutter bewegbar sind. Besonders kostengünstig kann die Vorrichtung ausgeführt werden, wenn das Haltemittel und das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters in Schwenkrichtung um die gemeinsame Achse mittelbar oder unmittelbar aneinander befestigt sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung umfasst die Vorrichtung ein Messmittel zum Vermessen des Werkzeugs, das von einer Werkzeugfutterachse weg bewegbar ist. Durch die insbesondere zumindest weitgehend senkrecht zur Werkzeugfutterachse ausgerichtete Bewegbarkeit des Messmittels kann das Messmittel aus einem Schwenkbereich des Haltemittels und des Mittels zur Bearbeitung des Werkzeugfutters heraus bewegt werden, wodurch die Vorrichtung besonders sicher ausgeführt werden kann. Die Werkzeugfutterachse kann sich auf die Werkzeugfutterachse eines in eine Spindel der Vorrichtung eingesetzten Werkzeugfutters beziehen. Sie ist dann identisch mit einer Werkzeugspindelachse. Das Messmittel ist von der Werkzeugfutterachse weg bewegbar, kann somit an die Werkzeugfutterachse angenähert und von dieser entfernt werden, zweckmäßigerweise in einer zur Werkzeugfutterachse senkrechten Bewegung. Das Messmittel kann einen Messbereich aufweisen, in dem ein Werkzeug zur Vermessung zumindest teilweise angeordnet ist, der in die Werkzeugfutterachse herein und aus dieser heraus bewegbar ist.
Das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters kann ein Heizgerät, beispielsweise ein Induktionsheizgerät, zum Erwärmen des Werkzeugfutters sein. In besonders vorteilhafter Ausgestaltung umfasst das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfut ters eine Kühlvorrichtung zur Kühlung des Werkzeugfutters. Es kann eine automatische Positionierung der Kühlvorrichtung am Werkzeugfutter in Kombination mit einer kompakten Bauweise der Vorrichtung erreicht werden. Vorzugsweise sind das Haltemittel, die Kühlvorrichtung und das Induktionsheizgerät um eine gemeinsame Achse schwenkbar.
Die Vorrichtung umfasst vorzugsweise eine Steuereinheit, die zur Steuerung des Haltemittels in der Weise vorgesehen ist, dass das durch das Haltemittel gehaltene Werkzeug in einer vorbestimmten Soll-Position im Werkzeugfutter positionierbar ist, insbesondere ohne die Verwendung eines Anschlags im Werkzeugfutter. Das Werkzeug kann vom Haltemittel vollautomatisch aus beispielsweise einem Magazin entnommen und direkt im Werkzeugfutter in der vorbestimmten Soll-Position platziert werden, wodurch ein schnelles und effizientes Befestigen des Werkzeugs im Werkzeugfutter in der Soll-Position erreichbar ist. Hierzu kann das Haltemittel mit einem sehr fein bewegbaren Antrieb, beispielsweise einem Linearmotor, verbunden sein.
Hohe Anforderungen bezüglich einer Positionierung müssen jedoch an das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters nicht gestellt sein, so dass das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters zweckmäßigerweise unabhängig vom Haltemittel bewegbar ist. Es kann ein einfacher und kostengünstiger Antrieb, beispielsweise ein pneumatischer Antrieb, zur Bewegung des Mittels zur Bearbeitung verwendet werden.
Eine effiziente und kostengünstige automatische Platzierung des Mittels zur Bearbeitung des Werkzeugfutters auf dem Werk zeugfutter kann erreicht werden, wenn das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters in Richtung der Werkzeugfutterachse unabhängig vom Haltemittel bewegbar ist.
Eine besonders einfache, ohne aufwendige Steuerung durchführbare, genaue Platzierung des Mittels zur Bearbeitung auf dem Werkzeugfutter kann erreicht werden, wenn der Antrieb einen Verfahrweg nach unten mit einer unteren Endstellung aufweist und das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters bei einem Verfahren nach unten und einem Aufliegen auf einem Gegenstand vor Erreichen der Endstellung vom Antrieb selbständig lösbar ist. Der Gegenstand ist insbesondere das Werkzeugfutter, kann jedoch ebenso gut eine Spindel, ein Werkzeugadapter oder ein Anschlag zur Auflage des Mittels sein. Unten bezieht sich hierbei zweckmäßigerweise auf die Richtung der Schwerkraft. Das selbständige Lösen geschieht insbesondere ohne motorische Hilfe oder einen Steuerungseingriff.
Vorteilhafterweise ist das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters nach einem Lösen vom Antrieb in Bewegungsrichtung frei beweglich. Es kann auf einfache Weise eine Positionsveränderung des Mittels, z. B. verursacht durch ein Schrumpfen des Werkzeugfutters bei einer Abkühlung des Werkzeugfutters, ohne aufwendige Steuerung erreicht werden. Das Mittel liegt beispielsweise auf dem Werkzeugfutter auf und vollführt – in senkrechter Richtung frei beweglich – eine Längenveränderung des Werkzeugfutters mit.
Ein zusätzlicher Antrieb kann eingespart werden, wenn der Antrieb zur Bewegung des Haltemittels vorgesehen ist.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung einen Sensor aufweist, der zur Erkennung einer Bewegungsblockierung des Mittels zur Bearbeitung vorgesehen ist. Das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters kann ohne aufwendige Positionssteuerung beispielsweise zum Werkzeugfutter hin bewegt werden, wobei ein Anschlagen des Mittels durch den Sensor erkannt und die Bewegung gestoppt werden kann.
Ein besonders schnelles Stoppen der Bewegung des Mittels zur Bearbeitung kann erreicht werden, wenn der Sensor zur Erkennung eines Schleppabstandsfehlers vorgesehen ist. Ein Schleppabstandsfehler liegt vor, wenn die Bewegung eines angetriebenen Gegenstands von einer Bewegung eines antreibenden Gegenstands über eine vorbestimmte Grenze hinaus abweicht. Der Schleppabstandsfehler kann beispielsweise durch optische Mittel erkannt werden.
In einer besonders preiswerten Ausführung ist der Sensor ein Stromwächter. Mit einem Stromwächter kann der von einem Antriebsmotor aufgenommene Strom überwacht werden, der bei einem Blockieren des angetriebenen Gegenstands sprungartig ansteigt.
Es wird außerdem vorgeschlagen, dass das Messmittel einen Messbereich aufweist, der durch eine Bewegung des Messmittels in Richtung zur Werkzeugfutterachse in einer Bewegungsachse führbar ist, wobei die gemeinsame Achse außerhalb der Bewegungsachse angeordnet ist. Die Vorrichtung kann ergonomisch besonders günstig konstruiert werden, so dass zur Bedienung vorgesehene Elemente der Vorrichtung durch einen Bediener besonders einfach erreicht werden können. Die Bewegungsachse verläuft zweckmäßigerweise durch die Mitte des Messbereichs.
Unterschiedliche Werkzeugfutter können besonders einfach gekühlt werden, wenn das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters eine Kühlvorrichtung mit mehreren Kühleinheiten zur Kühlung des Werkzeugfutters umfasst.
Zweckmäßigerweise umfasst die Vorrichtung einen Sensor zur Erfassung der Position einer Kühleinheit. Die jeweils richtige Kühleinheit kann hierdurch vollautomatisch ausgewählt werden. Die Position wird vorteilhafterweise relativ zum Werkzeugfutter bzw. zu einem Punkt auf dem Werkzeugfutter erfasst. Das Sensorsystem ist zweckmäßigerweise unmittelbar an oder in der Kühlvorrichtung angeordnet. Es kann ein dezentraler Antrieb in unmittelbarer Nähe der Kühlvorrichtung verwendet werden.
Ein besonders fehlerfreier Betrieb der Kühlvorrichtung, verbunden mit einer kompakten und einfachen Vorrichtung, kann durch einen Kühlflüssigkeitskanal erreicht werden, der seriell durch die Kühleinheiten verläuft. Eine Verstopfung in beispielsweise nur einer Kühleinheit kann durch einen einzigen Strömungswächter schnell erkannt werden.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
1 eine Vorrichtung zum Befestigen eines Werkzeugs in einem Werkzeugfutter in einer schematischen Darstellung von oben,
2 die Vorrichtung aus 1 in einer Seitendarstellung,
3 die Vorrichtung aus 1 mit einem gedrehten Haltemittel,
4 die Vorrichtung aus 1 in einer weiteren Stellung,
5 eine Schnittdarstellung durch eine Kühlglocke der Vorrichtung aus 1,
6 eine Seitendarstellung einer weiteren Vorrichtung zum Befestigen eines Werkzeugs in einem Werkzeugfutter,
7 eine schematische Schnittdarstellung durch eine Kühlvorrichtung und
8 eine weitere schematische Schnittdarstellung durch die Kühlvorrichtung.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
1 und 2 zeigen in schematischer Darstellung eine Vorrichtung zum Befestigen eines Werkzeugs 2 in einem Werkzeugfutter 4, wobei 1 die Vorrichtung in einer Draufsicht und 2 die Vorrichtung in einer Seitendarstellung zeigt. Die Vorrichtung umfasst ein Haltemittel 6 in Form eines Werkzeuggreifers mit zwei Greifarmen 8 und einem Greifschieber 10, durch die ein Schaftwerkzeug gegriffen und gehalten werden kann. Die Greifarme 8 und der Greifschieber 10 umfassen jeweils ein drehbares Rad zur Kontaktierung mit dem Werkzeug 2, wobei das Rad des Greifschiebers 10 durch einen Motor angetrieben ist. Hierdurch kann das Werkzeug 2 im gegriffenen Zustand gedreht werden. Außerdem umfasst die Vorrichtung zwei Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters 4, nämlich ein Induktionsheizgerät 12 und eine Kühlvorrichtung 14.
Zum Vermessen des Werkzeugs 2 weist die Vorrichtung außerdem ein Messmittel 16 auf, das eine Kamera 18 und zwei Beleuchtungsmittel 20, 20 umfasst, so dass das Werkzeug 2 im Auflicht- und im Durchlichtverfahren vor der Kamera 18 gehalten und vermessen werden kann. Das Messmittel 16 ist an einem Träger 22 befestigt, der in Richtung von Pfeilen 24 zu einer Werkzeugfutterachse 26 hin und von dieser weg bewegbar ist. Das Messmittel 16 ist außerdem in Richtung von Pfeilen 28 nach oben und nach unten am Träger 22 verfahrbar. Wie durch Pfeile 30, 32 angedeutet, sind auch das Haltemittel 6 an einem Träger 34 und die Kühlvorrichtung 14 an einem weiteren Träger 36 nach oben und nach unten verfahrbar. Das Induktionsheizgerät 12 ist fest mit dem Haltemittel 6 verbunden und wird bei jeder Bewegung des Haltemittels 6 mit diesem mit bewegt. Die beiden Träger 34, 36 stehen auf einem Drehträger 38, der um eine Achse 40 schwenkbar ist. Hierdurch sind das Haltemittel 6, das Induktionsheizgerät 12 und die Kühlvorrichtung 14 um diese gemeinsame Achse 40 schwenkbar und in Schwenkrichtung fest miteinander verbunden.
Zum Befestigen des Werkzeugs 2 im Werkzeugfutter 4 wird das Werkzeug 2 in eine in den 3 und 4 dargestellte Bereitstellung 42 eingesetzt. Eine Tür in einem nicht dargestellten Gehäuse um die Vorrichtung kann geschlossen und ein automatischer Ablauf kann von einem Bediener gestartet werden. Der Drehträger 38 ist vorzugsweise bereits so geschwenkt, so dass das Haltemittel 6 nach einem Herunterfahren das Werkzeug 2 in der Bereitstellung 42 greifen und aus der Bereitstellung 42 durch eine Bewegung nach oben entlang des Trägers 34 herausnehmen kann. Das Haltemittel 6 mit dem Werkzeug 2 wird nun in die in 1 gezeigte Position geschwenkt, und der Träger 22 – und mit ihm das Messmittel 16 – wird aus der in 2 gezeigten Position in Richtung der Pfeile 24 zum Werkzeug 2 bewegt bis zur in 1 gezeigten Position. Hierbei wird das Messmittel 16 und mit ihm ein Messbereich 44 (3), der in einer Messachse 46 zwischen Kamera 18 und Beleuchtungsmittel 20 angeordnet ist, in einer Bewegungsachse 47 zur Werkzeugfutterachse 26 hin gefahren. Anschließend wird das Messmittel 16 entlang des Trägers 22 nach unten gefahren, bis der Messbereich 44 um die Spitze des Werkzeugs 2 herum positioniert ist. Durch die Rollen an den Greifarmen 8 und die angetriebene Rolle am Greifschieber 10 wird das Werkzeug 2 gegebenenfalls vor der Kamera 18 gedreht, bis das gewünschte und zu vermessende Objekt des Werkzeugs 2, beispielsweise die Spitze oder eine Schneide, scharf gestellt ist.
Nun wird das Werkzeug 2 gemäß Vorgaben, die der Bediener über ein Eingabemittel, beispielsweise eine Tastatur oder einen Bildschirm, einer schematisch dargestellten Steuereinheit 50 eingegeben hat, vermessen. Hierbei wird beispielsweise die Position einer Schneide oder Spitze des Werkzeugs 2 relativ zu einem Bezugspunkt der Vorrichtung vermessen. Das Werkzeug 2 wird dabei in der Werkzeugfutterachse 26 oberhalb des Werkzeugfutters 4 vom Haltemittel 6 gehalten. Nach Abschluss der Vermessung wird das Messmittel 16 in Richtung eines der Pfeile 24 von der Werkzeugfutterachse 26 weg bewegt, nämlich aus Sicht der 1 und 2 nach links. Hierbei wird der Messbereich 44, der zum Vermessen um die Werkzeugfutterachse 26 herum positioniert war, aus der Werkzeugfutterachse 26 heraus und ebenfalls von dieser weg bewegt.
Dann werden das Haltemittel 6, das Induktionsheizgerät 12 und die Kühlvorrichtung 14 in die in 3 gezeigte Position geschwenkt, und durch eine Bewegung nach unten in Richtung des unteren Pfeils 32 wird das Induktionsheizgerät 12 um das Werkzeugfutter 4 gelegt. Das Werkzeugfutter 4 wird durch das Induktionsheizgerät 12 erwärmt, so dass eine Werkzeugaufnahmeöffnung 48 (5) durch die thermische Ausdehnung des Materials des Werkzeugfutters 4 geweitet wird. Die Temperatur des Werkzeugfutters 4 wird von einem nicht dargestellten Sensor im Induktionsheizgerät 12 überwacht. Nach Ablauf einer vorbestimmten Heizzeit wird das Induktionsheizgerät 12 abgeschaltet und nach oben verfahren.
Das Werkzeug 2 wird nun durch eine Schwenkbewegung des Haltemittels 6 in die in 1 gezeigte Position zurückgeschwenkt und kann durch das Herunterfahren des Haltemittels 6 in die geweitete Werkzeugaufnahmeöffnung 48 eingeführt werden, wobei das Haltemittel 6 durch einen in 1 schematisch dargestellten Antrieb 51 so weit heruntergefahren wird, bis das vermessene Werkzeugelement, z. B. die Werkzeugspitze, eine voreingestellte Soll-Position relativ zum Werkzeugfutter 4 bzw. zu einem Bezugspunkt der Vorrichtung einnimmt. Das Werkzeug 2 wird eine Weile vom Haltemittel 6 in der Werkzeugaufnahmeöffnung 48 gehalten, während das Werkzeugfutter 4 abkühlt und die Werkzeugaufnahmeöffnung 48 sich infolgedessen zusammenzieht und das Werkzeug 2 festhält. Nach Ablauf einer vorgegebenen Zeit wird das Haltemittel 6 vom Werkzeug 2 gelöst und nach oben verfahren.
In einem weiteren Schritt wird nun die Kühlvorrichtung 14 durch eine Drehbewegung des Drehträgers 38 über das Werkzeug 2 und das Werkzeugfutter 4 geschwenkt. Durch eine Drehung der Kühlvorrichtung 14 in Richtung von Pfeilen 52 um eine Drehachse 54 der Kühlvorrichtung 14 wird eine dem Werkzeugfutter 4 entsprechende Kühleinheit 56 über das Werkzeugfutter 4 ge schwenkt und durch ein Herabbewegen der Kühlvorrichtung 14 in Richtung der Pfeile 30 um das Werkzeugfutter 4 gelegt.
Die um das Werkzeugfutter 4 gelegte Kühleinheit 56 ist in 5 in einer schematischen Schnittansicht dargestellt. Die Kühleinheit 56 ist an einem Halter 58 befestigt, der in Richtung von Pfeilen 60 an einem Schlitten 62 befestigt ist. Der Schlitten 62 ist wiederum in Richtung der Pfeile 30 beweglich am Träger 36 angeordnet und ist durch einen pneumatischen Antrieb 64 entlang einer Führung 66 herauf und herunter bewegbar. Zum Abkühlen des Werkzeugfutters 4 wird der Schlitten 62 nun so weit nach unten verfahren, bis er eine Endstellung 68 erreicht. Diese Position des Schlittens 62 ist in 5 dargestellt. Bevor er diese Endstellung 68 erreicht, hat sich – wie in 5 dargestellt – die Kühleinheit 56 bereits um das konische Werkzeugfutter 4 gelegt und liegt nun auf dem Werkzeugfutter 4 auf. Durch die weiter fortgesetzte Bewegung des Schlittens 62 nach unten in Richtung zur Endstellung 68 wird der Halter 58 – und mit ihm die Kühleinheit 56 – vom Antrieb 64 in der Weise gelöst, dass der vom Antrieb 64 bewegte Schlitten 62 unabhängig von einer Bewegung der Kühleinheit 56 weiter nach unten in die Endstellung 68 fährt. Die Kühleinheit 56 ist nun in Richtung der Pfeile 60 relativ zum Schlitten 62 und unabhängig vom Antrieb 64 frei bewegbar. Bei einem Abkühlen des Werkzeugfutters 4 schrumpft dieses um einige 1/100 mm, wobei die Kühleinheit 56 durch das Aufliegen auf dem Werkzeugfutter 4 diese Bewegung des Werkzeugfutters 4 durch eine leichte Abwärtsbewegung relativ zum Schlitten 62 unabhängig von dem Antrieb 64 mitverfolgt.
Durch die Beweglichkeit der Kühleinheit 56 relativ zum Schlitten 62 kann auf eine Berechnung der genauen Positionierung der Kühleinheit 56 um das Werkzeugfutter 4 verzichtet werden und der Schlitten 62 kann unabhängig von dem Werkzeugfutter 4 und der gewählten Kühleinheit 56 der Kühlvorrichtung 14 in die Endstellung 68 gefahren werden. Die optimale Stellung der Kühleinheit 56 reguliert sich durch das Aufliegen auf dem Werkzeugfutter 4 und die Beweglichkeit relativ zum Schlitten 62 von allein.
Nach einer ausreichenden Kühlung, beispielsweise nach dem Ablaufen einer vorbestimmten Zeit, wird der Schlitten 62 wieder nach oben verfahren und nimmt, nachdem er den Halter 58 erreicht hat, die Kühleinheit 56 mit nach oben. Der Befestigungsvorgang des Werkzeugs 2 im Werkzeugfutter 4 ist abgeschlossen, und das Werkzeugfutter 4 kann mit dem Werkzeug 2 aus einer Spindel 69 der Vorrichtung entnommen werden. Das Haltemittel 6 befindet sich in der wie in 4 gezeigten Stellung und ist somit bereit zum Greifen eines neuen Werkzeugs 2 aus der Bereitstellung 42.
Die Einheit aus Haltemittel 6, Induktionsheizgerät 12 und Kühlvorrichtung 14 ist so innerhalb der Vorrichtung angeordnet, dass ein vor der Vorrichtung stehender Bediener, der die Vorrichtung also wie in 2 dargestellt sieht, alle Elemente der Vorrichtung besonders einfach erreichen kann. Insbesondere in der in 4 gezeigten Grundstellung der Vorrichtung, in der der Bediener in die Vorrichtung eingreifen kann, sind alle Elemente besonders gut zugänglich und außerdem so positioniert, dass die Einheit in Richtung zum Bediener wenig weit vorsteht. Das wird erreicht durch die Anord nung der gemeinsamen Achse 40 außerhalb der Bewegungsachse 47, nämlich aus Sicht des Bedieners hinter der Bewegungsachse 47.
Das Induktionsheizgerät 12 ist fest mit dem Haltemittel 6 verbunden und kann somit durch den Antrieb 51 in eine von der Steuereinheit berechnete Position um das Werkzeugfutter 4 gefahren werden. Hierbei ist das Induktionsheizgerät 12 zweckmäßigerweise ein Stück weit vom Werkzeugfutter 4 beabstandet, so dass es nicht auf dem Werkzeugfutter 4 auf- oder anliegt. In einer alternativen und einfacheren Ausführung ist es möglich, das Induktionsheizgerät 12 mit einer Anschlagscheibe zu versehen, die zur Auflage auf eine Auflagefläche 72 (5) des Werkzeugfutters 4 vorgesehen ist. Zum Aufheizen des Werkzeugfutters 4 wird das Induktionsheizgerät 12 dann über die Anschlagscheibe auf der Auflagefläche 70 abgestützt. Bei dieser Ausgestaltung der Vorrichtung wird sinnvollerweise eine Aufhängung des Induktionsheizgeräts 12 verwendet, die der Aufhängung der Kühlvorrichtung 14 mit dem Halter 58 und dem relativ hierzu beweglichen Schlitten 62 entspricht. Hierbei ist dann das Induktionsheizgerät 12 in Richtung der Pfeile 32 vom Haltemittel 6 entkoppelbar und wie die Kühlvorrichtung 14 relativ zum Haltemittel 6 frei beweglich.
Eine alternative Vorrichtung zum Befestigen des Werkzeugs 2 im Werkzeugfutter 4 ist in 6 gezeigt. Im Wesentlichen gleich bleibende Bauteile sind grundsätzlich mit den gleichen Bezugszeichen beziffert. Ferner kann bzgl. gleich bleibender Merkmale und Funktionen auf die Beschreibung zum Ausführungsbeispiel in den 1 bis 5 verwiesen werden. Die nachfolgende Beschreibung beschränkt sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zum Ausführungsbeispiel in den 1 bis 5. An einem Träger 34 sind sowohl das Haltemittel 6 und das Induktionsheizgerät 12 als auch die Kühlvorrichtung 14 um die Achse 40 schwenkbar angeordnet. Alle drei Einheiten sind aneinander befestigt und durch den Antrieb 51 in Richtung der Pfeile 32 verfahrbar. Zum Absetzen der Kühleinheit 56 auf dem Werkzeugfutter 4 umfasst die Vorrichtung einen Sensor 72, der ein Aufsetzen der Kühleinheit 56 auf dem Werkzeugfutter 4 erkennt. Der Sensor 72 ist als ein Schleppabstandssensor ausgestaltet, der eine Differenz zwischen der Bewegung des Antriebs 51 und der Relativbewegung beispielsweise des Greifers 6 zum Träger 34 erkennt und bei Überschreiten der Differenz über einen voreingestellten Wert ein Signal an die Steuereinheit 50 weitergibt, die die Bewegung des Antriebs 51 stoppt.
Eine weitere Alternative einer Vorrichtung zum Befestigen des Werkzeugs 2 im Werkzeugfutter 4 kann ebenfalls anhand der Darstellung in 6 erläutert werden. Bei dieser Vorrichtung ist zumindest die Kühlvorrichtung 14 vom Haltemittel in der Weise lösbar, wie zu 5 erläutert wurde, vorteilhafterweise auch das Induktionsheizgerät 12. Im Unterschied zu dem in 5 beschriebenen Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung jedoch nur den einen Antrieb 51, der alle drei Elemente – also Haltemittel 6, Induktionsheizgerät 12 und Kühlvorrichtung 14 – bewegt. Trotz seiner genauen Steuerbarkeit wird dieser Antrieb 51 bei einem Aufsetzen der Kühlvorrichtung 14, ebenso wie der Antrieb 64, in eine einstellbare Endstellung 68 gefahren, und die Kühlvorrichtung 14 bzw. eine Kühleinheit 56 liegt auf dem Werkzeugfutter 4 auf.
7 zeigt die Kühlvorrichtung 14 in einer schematischen Schnittdarstellung. Die Kühlvorrichtung 14 umfasst sechs Kühleinheiten 56, die in einem um die Drehachse 54 drehbaren Revolver angeordnet sind. Die Kühleinheiten 56 sind unterschiedlich groß und an verschiedene Werkzeugfutter angepasst. Um jeweils eine Öffnung 74 herum ist ein aus einer spiralförmig umlaufenden und abgedeckten Nut gebildeter Flüssigkeitsraum 76 angeordnet, der von Kühlflüssigkeit durchströmt wird. Dieser Flüssigkeitsraum 76 ist in 5 geschnitten dargestellt. Zur Auswahl der an das momentan verwendete Werkzeugfutter 4 angepassten Kühleinheit 56 wird der Revolver in Richtung der Pfeile 52 um die Drehachse 54 mit Hilfe eines Antriebs 78 gedreht. Hierbei werden Elemente 80 mit einer höheren Induktivität als das Umgebungsmaterial an einem Sensor 82 vorbeigeführt, der hierdurch die Nähe des Elements 80 erkennt und ein entsprechendes Signal an die Steuereinheit 50 weitergibt. Ein etwas anderes oder neben einem Element 80 zusätzliches Element 84 ist an einer der Kühleinheiten 56 angeordnet und definiert eine Ausgangsposition des Revolvers. Durch das Erkennen der Ausgangsposition durch den Sensor 82 – gegebenenfalls in Verbindung mit einem zweiten Sensor zur Erkennung des zusätzlichen Elements 84 – kann der Revolver durch die Steuereinheit 50 in 60°-Schritten getaktet gedreht werden und durch eine Auswahl entsprechender Taktschritte die passende Kühleinheit 56 ausgewählt werden.
Ein Strömungsschema der Kühlvorrichtung 14 ist in 8 gezeigt, die ebenfalls eine stark schematisierte Schnittzeichnung durch die Kühlvorrichtung 14 wiedergibt. Kühlflüssigkeit strömt durch eine erste Axialbohrung 86 eines Führungselements 88 der Kühlvorrichtung 14 in einen Radialkanal 90 des Führungselements 88 und von dort weiter in eine rundum laufende Nut 92 des Führungselements 88. An die Nut 92 angeschlossen ist ein Zuflusskanal 94, der die Nut 92 mit dem Flüssigkeitsraum 76 der größten Kühleinheit 56 verbindet. Durch Verbindungskanäle 96 sind die Flüssigkeitsräume 76 aller Kühleinheiten miteinander verbunden, so dass die Kühlflüssigkeit nach Durchfließen aller Flüssigkeitsräume 76 einen Abflusskanal 98 erreichen kann. Dieser Abflusskanal 98 ist mit einer weiteren, nicht dargestellten Nut des Führungselements 88 verbunden, die in gleicher Weise wie die Nut 92 ausgestaltet ist und durch einen weiteren, nicht dargestellten Radialkanal mit einer Axialbohrung 100 zum Abfluss der Kühlflüssigkeit verbunden ist. Die Nut 92 ist hierbei von der weiteren und nicht dargestellten Nut getrennt und abgedichtet ausgeführt, so dass eine Verbindung nur über einen Strömungskanal zustande kommt, der die Verbindungskanäle 96 und sämtliche Flüssigkeitsräume 76 umfasst. Auf diese Weise werden alle Kühleinheiten 56 seriell von Kühlflüssigkeit durchströmt.

2: Werkzeug
4: Werkzeugfutter
6: Haltemittel
8: Greifarm
10: Greifschieber
12: Induktionsheizgerät
14: Kühlvorrichtung
16: Messmittel
18: Kamera
20: Beleuchtungsmittel
20': Beleuchtungsmittel
22: Träger
24: Pfeil
26: Werkzeugfutterachse
28: Pfeil
30: Pfeil
32: Pfeil
34: Träger
36: Träger
38: Drehträger
40: Achse
42: Bereitstellung
44: Messbereich
46: Messachse
47: Bewegungsachse
48: Werkzeugaufnahmeöffnung
50: Steuereinheit
51: Antrieb
52: Pfeil
54: Drehachse
56: Kühleinheit
58: Halter
60: Pfeil
62: Schlitten
64: Antrieb
66: Führung
68: Endstellung
69: Spindel
70: Auflagefläche
72: Sensor
74: Öffnung
76: Flüssigkeitsraum
78: Antrieb
80: Element
82: Sensor
84: Element
86: Axialbohrung
88: Führungselement
90: Radialkanal
92: Nut
94: Zuflusskanal
96: Verbindungskanal
98: Abflusskanal
100: Axialbohrung

Claims

Vorrichtung zum Befestigen eines Werkzeugs (2) in einem Werkzeugfutter (4), die ein Haltemittel (6) zum Halten des Werkzeugs (2) und ein Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters (4) umfasst, wobei das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters (4) und das Haltemittel (6) um eine gemeinsame Achse (40) schwenkbar sind, und die einen Antrieb (51, 64) zur Bewegung des Mittels zur Bearbeitung des Werkzeugfutters (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters (4) während des Betriebs vom Antrieb (51, 64) lösbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein Messmittel (16) zum Vermessen des Werkzeugs (2), das von einer Werkzeugfutterachse (26) weg bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters (4) eine Kühlvorrichtung (14) zur Kühlung des Werkzeugfutters (4) umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters (4) unabhängig vom Haltemittel (6) bewegbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters (4) in Richtung der Werkzeugfutterachse (26) unabhängig vom Haltemittel (6) bewegbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (51, 64) einen Verfahrweg nach unten mit einer unteren Endstellung (68) aufweist und das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters (4) bei einem Verfahren nach unten und einem Aufliegen auf einem Gegenstand vor Erreichen der Endstellung (68) vom Antrieb (51, 64) selbständig lösbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters (4) nach einem Lösen vom Antrieb (51, 64) in Bewegungsrichtung frei beweglich ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (51) zur Bewegung des Haltemittels (6) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Sensor (72) der zur Erkennung einer Bewegungsblockierung des Mittels zur Bearbeitung des Werkzeugfutters (4) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor (72) zur Erkennung eines Schleppabstandsfehlers vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Sensor ein Stromwächter ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Messmittel (16) einen Messbereich (44) aufweist, der durch eine Bewegung des Messmittels (16) in Richtung zur Werkzeugfutterachse (26) in einer Bewegungsachse (47) führbar ist, wobei die gemeinsame Achse (40) außerhalb der Bewegungsachse (47) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bearbeitung des Werkzeugfutters (4) eine Kühlvorrichtung (14) mit mehreren Kühleinheiten (56) zur Kühlung des Werkzeugfutters (4) umfasst.
Vorrichtung nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch einen Sensor zur Erfassung der Position einer Kühleinheit (56).
Vorrichtung nach Anspruch 13 oder 14, gekennzeichnet durch einen Kühlflüssigkeitskanal, der seriell durch die Kühleinheiten (56) verläuft.