DE102005047788A1

DE102005047788A1 - Werkzeugwechsler und mit diesem versehene Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102005047788A1
Application number: DE102005047788A
Authority: DE
Inventors: Makoto Yoshida
Original assignee: Okuma Corp
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2004-10-08
Filing date: 2005-10-06
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2025-10-07
Also published as: DE102005047788B4; JP2006130645A; JP4970761B2; US7485082B2; US20060079384A1

Abstract

Ein Werkzeugwechsler, der zum Wechseln von Werkzeugen zwischen einem Werkzeugmagazin und einer Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine verwendet wird, verfügt über eine Werkzeugwechseleinheit und eine Vorschubschraube. Die Werkzeugwechseleinheit verfügt über eine Welle, an deren einem Ende ein Wechselarm angebracht ist, und an deren anderem Ende ein Rotationsantriebsmotor angebracht ist. Die Vorschubschraube verfügt über ein Ende, an dem ein Antriebsmotor angebracht ist, um dafür zu sorgen, dass die Werkzeugwechseleinheit einen Vorschubvorgang für ein Werkzeug und auch ein Lösen/Befestigen desselben unter Ausnutzung des Vorschubvorgangs ausführt. Außerdem verläuft die Vorschubschraube parallel zur Rotationsachse der an einer Werkzeugwechselposition positionierten Werkzeugspindel.

Description

QUERVERWEIS AUF EINSCHLÄGIGE ANMELDUNGEN
Hiermit wird durch Bezugnahme die gesamte Offenbarung der Japanischen Patentanmeldungen Nr. 2004-296913 und 2005-262409, einschließlich ihrer Beschreibungen, Ansprüche, Zeichnungen und Zusammenfassungen eingeschlossen.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft einen Werkzeugwechsler, der zwischen einem Werkzeugmagazin und einer Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine angeordnet ist, um einen Wechsel von Werkzeugen auszuführen, und sie betrifft auch eine mit diesem Werkzeugwechsler ausgerüstete Werkzeugmaschine.

Beschreibung der einschlägigen Technik

Ein herkömmlicher Werkzeugwechsler, der automatisch ein an einer Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine angebrachtes Werkzeug durch ein in einem Werkzeugmagazin bereit gestelltes anderes Werkzeug ersetzen kann, wie er in der Japanischen Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. Hei 8-141863 offenbart ist, führt den Wechsel von Werkzeugen durch Ausführen einer Zug-, Druck- oder Drehbewegung eines Wechslerarmschafts aus, der ein Werkzeug hält und, über mehrere Nocken, durch einen Motor oder dergleichen angetrieben wird.

Jedoch benötigt diese Art von Werkzeugwechsler einen großen Nockenkasten, und demgemäß ist die Gesamtgröße dieser Vorrichtung größer. Ferner muss, da der Transport eines Werkzeugs von einem entfernten Werkzeugmagazin zur Werkzeugspindel oder umgekehrt schwierig ist, der Werkzeugwechsler zwischen der Werkzeugspindel der Werkzeugmaschine und dem Werkzeugmagazin angeordnet sein, und er muss auch nahe bei diesen angeordnet sein. Demgemäß muss in einem oberen Teil einer Werkzeugmaschine eine schwere Vorrichtung angebracht werden, wodurch die Maschinengröße weiter zunimmt.

Um das oben beschriebene Problem zu lösen, offenbart die Japanische Gebrauchsmusterveröffentlichung Nr. Hei 8-4989, wie es in der 12 dargestellt ist, einen kompakten Werkzeugwechsler, der mit einem Servomotor zum Steuern einer Zieh/Schiebe-Bewegung eines Wechslerarmschafts sowie einem anderen Servomotor zum Steuern einer Drehbewegung desselben versehen ist, ohne dass ein großer Nockenkasten verwendet wäre. Wie es in den 12 dargestellt ist, werden die Drehungen der zwei Servomotoren 212 und 213 durch eine NC-Vorrichtung zum Ausführen von Dreh- und Zieh/Schiebe-Bewegungen eines Werkzeugwechselarms 211 gesteuert. Ein Armschaft 209 verfügt an seiner an einem Ende ausgebildeten Zylinderfläche über Umfangsnuten 209b, die als Hebe- oder Absenk-Zahnstange fungieren, während an seinem anderen Ende eine Längsnut 209a ausgebildet ist. Ein mit den Umfangsnuten 209b kämmendes Ritzel 225 wird durch den ersten Servomotor 213 angetrieben (d.h. gedreht). Ein mit einem Zahnrad 219 kämmendes Ritzel 210 wird durch den zweiten Servomotor 212 angetrieben (d.h. gedreht). Das Zahnrad 218 verfügt über eine aufnehmende Längsnut, die mit der Längsnut 209a gekoppelt ist. Jedoch muss, wie der oben beschriebene herkömmliche Werkzeugwechsler, da der Transport eines Werkzeugs von einem entfernten Werkzeugmagazin zur Werkzeugspindel oder umgekehrt schwierig ist, dieser Typ von Werkzeugwechsler zwischen der Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine und dem Werkzeugmagazin ange ordnet werden, und er muss auch in enger Nachbarschaft zu ihnen angeordnet werden.

Indessen wurde es in jüngerer Zeit erforderlich, dass Werkzeugwechsler einen automatisierten Betrieb langer Dauer ausführen. Um dieser Forderung zu genügen, muss der Werkzeugwechsler viele Austauschwerkzeuge aufnehmen. Jedoch erfordern es, beim oben beschriebenen herkömmlichen Werkzeugwechsler, Konstruktionseinschränkungen, dass der Werkzeugwechsler zwischen der Werkzeugspindel und dem Werkzeugmagazin angeordnet wird und er auch in enger Nachbarschaft zu ihnen angeordnet wird, was es erschwert, die Größe des Werkzeugmagazins zu erhöhen. Ferner ist auch das Anbringen mehrerer Werkzeugmagazine am Werkzeugwechsler schwierig. So ist es nicht einfach, automatisierten Langzeitbetrieb zu realisieren.

Wenn ein derartiges Werkzeugmagazin, das viele Werkzeuge aufnehmen kann, entfernt von der Werkzeugspindel angeordnet ist, erfordert es der Wechsel von Werkzeugen, dass der Werkzeugwechsler mit einem geeigneten Transportmechanismus ein Werkzeug, während dieses durch den Wechselarm gehalten wird, vom entfernten Werkzeugmagazin zur Werkzeugspindel, oder umgekehrt, transportiert. Jedoch verfügt der oben beschriebene herkömmliche Werkzeugwechsler über keine Fähigkeiten zum Transportieren von Werkzeugen zwischen der Werkzeugspindel und dem Werkzeugmagazin.

Die Japanische Patentoffenlegungsveröffentlichung Nr. Hei 9-131637 offenbart ein Verfahren, das es einem System ermöglicht, einen Wechsel von Werkzeugen dadurch auszuführen, dass ein Werkzeug von einem entfernten Werkzeugmagazin großer Kapazität zu einer Werkzeugwechselposition einer Werkzeugspindel transportiert wird. Die in diesem Dokument aus dem Stand der Technik vorgeschlagene Vorrichtung verfügt über eine Werkzeugwechseleinheit, die sowohl eine Zieh/Schiebe-Bewegung als auch eine Drehbewegung eines Werkzeugwechselarms ausführt. Die Werkzeugwechseleinheit kann entlang einer separat vorhandenen Führungsschiene verschoben werden. Ferner offenbart, wie es in der 13 dargestellt ist, die Japanische Gebrauchsmusteroffenlegungsveröffentlichung Nr. Hei-38335 ein Werkzeugwechselverfahren mit einem Schritt zum Ergreifen eines Werkzeugs durch einen Hilfsarm 323, ohne direktes Halten und Transportieren des Werkzeugs von einem entfernten Werkzeugmagazin 309; einen Schritt zum Transportieren eines Verschiebesockels 321, der den Hilfsarm 323 trägt, zu einer Bereitschaftsstation 310 der Werkzeugspindel; und einen Schritt zum Ausführen eines Wechselns von Werkzeugen mittels eines herkömmlichen Werkzeugwechslers zwischen der Bereitschaftsstation und einer Werkzeugspindel 306.

Der oben beschriebene Werkzeugwechsler, der ein Werkzeug hält und von einem entfernten Werkzeugmagazin zu einer Werkzeugwechselposition transportiert, ist sehr groß und demgemäß ist zum Installieren dieser Werkzeugmaschine ein vergrößerter Raum erforderlich. Insbesondere kann ein derartig großer Werkzeugwechsler nicht in eine übliche kombinierte Bearbeitungsvorrichtung oder in ein vertikales Bearbeitungszentrum eingebaut werden. Ferner wird, wenn ein Mechanismus zum Transportieren eines Werkzeugs sowie ein Mechanismus zum Wechseln der Werkzeuge unabhängig voneinander vorhanden sind, die Gesamtkonstruktion des Systems kompliziert, und die Zuverlässigkeit und die Genauigkeit von Betriebsabläufen nehmen ab. Darüber hinaus benötigt, beim oben beschriebenen Verfahren unter Verwendung einer Bereitschaftsstation zum Ausführen eines Wechsels von Werkzeugen, das Ausführen dieses Betriebsablaufs relativ viel Zeit.

Da es erforderlich war, einen herkömmlichen Werkzeugwechsler zwischen der Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine und einem Werkzeugmagazin anzuordnen, und ihn auch in enger Nachbarschaft zu diesen anzuordnen, war das Layout der Bauteile der Werkzeugmaschine deutlich eingeschränkt, und demgemäß war es schwierig, eine kompakte Werkzeugmaschine zu realisieren. Ferner war es unmöglich, den Werkzeugwechsler sauber zu halten, da es schwierig war, den Werkzeugwechsler so anzuordnen, dass er sich im Allgemeinen außerhalb eines Bearbeitungsgebiets befand und nur dann in dieses Gebiet bewegt wurde, wenn ein Werkzeugwechselvorgang auszuführen war.

Es kann möglich sein, einen herkömmlichen Werkzeugwechsler so zu modifizieren, dass er, als integrierter Betriebsablauf, sowohl den Transport als auch den Wechsel von Werkzeugen ausführt, wenn der Wechslerarmschaft, der so angetrieben wird, dass er Dreh- sowie Zieh/Schiebe-Bewegungen ausführt, ausziehbar ist. Wenn jedoch der Wechslerarmschaft dazu verwendet wird, ein Werkzeug aus mehreren Werkzeugmagazinen zu halten und zu transportieren, erreicht die in der Praxis erforderliche Zieh/Schiebe-Länge des Arms ungefähr 1 m. Eine derartige große Länge ist in der Praxis nicht realisierbar, wenn Konstruktionseinschränkungen des Werkzeugwechslers berücksichtigt werden.

Ferner kann sich, wenn ein automatisierter Langzeitbetrieb ausgeführt wird, die Position einer Werkzeugspitze durch Abnutzung und Rissbildung während eines Bearbeitungsvorgangs ändern. In einem derartigen Fall muss, nach dem Ausführen eines Wechsels von Werkzeugen, die Position der Spitze eines Austauschwerkzeugs geklärt und korrigiert werden, bevor der nächste Bearbeitungsvorgang mit diesem Werkzeug gestartet wird. Jedoch bestehen bei einem herkömmlichen Werkzeugwechsler, der kein Werkzeug transportieren kann, Schwierigkeiten beim Anschließen eines derartigen Vorgangs als Teil eines herkömmlichen Werkzeugwechselvorgangs. So benötigt es viel Zeit, den Werkzeugwechselvorgang auszuführen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts der obigen Probleme ist es eine Aufgabe der Erfindung, einen kompakten Werkzeugwechsler zu schaffen, der ein Werkzeug halten und von einem entfernten Werkzeugmagazin zu einer Werkzeugwechselposition transportieren kann, und der, da er über eine integrierte Struktur verfügt, auch dazu in der Lage ist, die Betriebsablaufsgenauigkeit beim Ausführen eines Wechsels von Bearbeitungswerkzeugen zu verbessern.

Es ist eine andere Aufgabe der Erfindung, eine kompakte Werkzeugmaschine zu schaffen, bei der ein flexibles Layout eines Werkzeugmagazins, einer Werkzeugspindel und eines Werkzeugwechslers realisierbar sind und die über eine Konstruktion zum Unterbringen des Werkzeugwechslers verfügt.

Noch eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, einen Werkzeugwechsler zu schaffen, der den Wechsel von Bearbeitungswerkzeugen schnell ausführen kann und auch Werkzeugzustände klären kann.

Um die obigen und andere einschlägige Aufgaben zu lösen, ist, gemäß einer Erscheinungsform der Erfindung, ein Werkzeugwechsler geschaffen, der dazu verwendet wird, Werkzeuge zwischen einem Werkzeugmagazin und einer Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine auszutauschen. Dieser Werkzeugwechsler verfügt über eine Werkzeugwechseleinheit und eine Förderschraube. Die Werkzeugwechseleinheit verfügt über eine Welle, an deren einem Ende ein Wechselarm angebracht ist, und einen Drehantriebsmotor, der am anderen Ende der Welle angebracht ist. Die Vorschubschraube verfügt über ein Ende, an der ein Antriebsmotor angebracht ist, um so dafür zu sorgen, dass die Werkzeugwechseleinheit einen Vorschubvorgang eines Werkzeugs ausführt und auch ein Lösen/Befestigen des Werkzeugs unter Verwendung des Vorschubvorgangs ausführt. Die Vorschubschraube verläuft parallel zur Drehachse der an einer Werkzeugwechselposition positionierten Werkzeugspindel.

Ferner ist, gemäß dieser Erscheinungsform der Erfindung, vorzugsweise eine Untersetzungsgetriebeeinheit mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle, die koaxial zueinander vorliegen, zwischen dem Wechselarm und dem Drehantriebsmotor vorhanden.

Ferner ist, um die obigen und andere einschlägige Aufgaben zu lösen, gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung ein Werkzeugwechsler mit einer Werkzeugwechseleinheit, einer geraden Führungsschiene und einer Vorschubschraube geschaffen. Die Werkzeugwechseleinheit verfügt über eine welle, an deren einem Ende ein Wechselarm angebracht ist, und an deren anderem Ende ein Drehantriebsmotor angebracht ist. Die gerade Führungsschiene führt die Werkzeugwechseleinheit in einer Verschieberichtung. Die Vorschubschraube verfügt über ein Ende, an dem ein Antriebsmotor angebracht ist, um die Werkzeugwechseleinheit entlang der Führungsschiene zu verschieben, um einen Vorschubvorgang für ein Werkzeug auszuführen. Der Antriebsmotor dreht die Vorschubschraube, um dafür zu sorgen, dass die Werkzeugwechseleinheit von einer Unterbringungsposition aus verschoben wird und an einer Werkzeug-Zuführposition, an der ein Werkzeug aus einem Werkzeugmagazin herausgelöst wird, und an einer Werkzeugwechselposition stoppt, an der das Werkzeug an einer Werkzeugspindel angebracht ist, während die Drehung der Vorschubschraube dazu genutzt wird, Löse/Befestigungs-Vorgänge des Werkzeugs sowohl an der Werkzeug-Zuführposition als auch an der Werkzeugwechselposition auszuführen. Außerdem dreht die Werkzeugwechseleinheit den Wechselarm sowohl an der Werkzeug- Zuführposition als auch an der Werkzeugwechselposition.

Ferner ist, gemäß dieser Erscheinungsform der Erfindung, eine Untersetzungsgetriebeeinheit mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle, die koaxial zueinander vorhanden sind, vorzugsweise zwischen dem Wechselarm und dem Drehantriebsmotor vorhanden.

Ferner ist die Vorschubschraube vorzugsweise außerhalb eines maximalen Rotationswinkels oder innerhalb eines minimalen Rotationswinkels des durch den Wechselarm gehaltenen Werkzeugs angeordnet.

Ferner hält der Wechselarm ein Werkzeug vorzugsweise auf solche Weise, dass die Spitze des Werkzeugs auf derselben Seite wie ein Drehmotor, oder an der entgegengesetzten Seite, positioniert ist.

Ferner können die Aufgaben der Erfindung unter Verwendung des oben beschriebenen Werkzeugwechslers für mehrere Werkzeugmagazine, die entlang der Vorschubschraube innerhalb eines Vorschub-Verstellbereichs der Werkzeugwechseleinheit angeordnet sind, gelöst werden.

Ferner können die Aufgaben der Erfindung durch eine Werkzeugmaschine gelöst werden, die mit dem oben beschriebenen Werkzeugwechsler versehen ist, einschließlich eines Detektors, der in enger Nachbarschaft zu einer Verschiebebahn des durch den Wechselarm innerhalb eines Vorschub-Verschiebebereichs der Werkzeugwechseleinheit gehalten wird, liegt, um die Werkzeuglänge und den Werkzeugdurchmesser des Werkzeugs zu messen, sowie einer Einheit, die so konfiguriert ist, dass sie, auf Grundlage des Ausgangssignals dieses Detektors, das Erfassen einer Werkzeuglängenkorrektur und eines Werkzeugbruchs unter Verwendung eines Vorschub-Verschiebe vorgangs der Werkzeugwechseleinheit ausführt.

Darüber hinaus können die Aufgaben der Erfindung durch eine Werkzeugmaschine gelöst werden, die mit dem oben beschriebenen Werkzeugwechsler versehen ist, einschließlich eines an der Werkzeugwechseleinheit angebrachten Detektors sowie einer Einheit, die so konfiguriert ist, dass sie, auf Grundlage eines Ausgangssignals dieses Detektors, den Werkzeugdurchmesser oder die Werkzeuglänge des Werkzeugmagazins unter Verwendung eines Vorschub-Verschiebevorgangs der Werkzeugwechseleinheit ausführt.

Der erfindungsgemäße Werkzeugwechsler ist kompakt, und er kann ein Werkzeug halten und von einem entfernten Werkzeugmagazin zu einer Werkzeugwechselposition transportieren, und er kann auch, dank seiner integrierten Konstruktion, die Betriebsablaufgenauigkeit beim Ausführen eines Wechsels von Werkzeugen erhöhen.

Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung beispielhafter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlicher werden.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beigefügten Zeichnungen, die in diese Beschreibung eingeschlossen sind und einen Teil derselben bilden, veranschaulichen Ausführungsformen der Erfindung, und sie dienen, gemeinsam mit der Beschreibung, dazu, die Prinzipien der Erfindung zu erläutern.
1 ist eine Vorderansicht, die den Aufbau einer Werkzeugmaschine zeigt, die mit einem Werkzeugwechsler gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung versehen ist;
2A und 2B sind Seitenansichten zum Erläutern des Aufbaus eines wesentlichen Teils des Werkzeugwechslers gemäß der ersten Ausführungsform;
3 ist eine Ansicht, die einen für mehrere Werkzeugmagazine verwendeten Werkzeugwechsler gemäß der ersten und fünften Ausführungsform der Erfindung zeigt;
4A und 4B sind Ansichten, die den Aufbau einer Werkzeugmaschine zeigen, die mit einem Werkzeugwechsler gemäß der zweiten und vierten Ausführungsform der Erfindung versehen ist;
5A bis 5D sind Ansichten zum Erläutern des Betriebs des Werkzeugwechslers gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung;
6 ist eine Ansicht, die ein vertikales Bearbeitungszentrum zeigt, das mit einem Werkzeugwechsler gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung versehen ist;
7 ist eine Vorderansicht, die den Aufbau des Werkzeugwechslers gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
8 ist eine Seitenansicht, die den Aufbau des Werkzeugwechslers gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
9 ist eine Draufsicht, die den Aufbau des Werkzeugwechslers gemäß der dritten Ausführungsform zeigt;
10 ist eine Ansicht zum Erläutern eines Werkzeugwechselvorgangs gemäß der dritten Ausführungsform;
11A bis 11D sind Ansichten zum Erläutern des Werkzeug wechselvorgangs gemäß der dritten Ausführungsform;
12 ist eine Schnittansicht, die einen herkömmlichen, motorbetriebenen Werkzeugwechsler zeigt; und
13 ist eine perspektivische Ansicht, die einen herkömmlichen Werkzeugwechsler zeigt, der für mehrere Werkzeugmagazine vorhanden ist.
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert.
Erste Ausführungsform
Die 1 ist eine Vorderansicht, die eine Werkzeugmaschine zeigt, die mit einem Werkzeugwechsler gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung versehen ist. Die 2A und 2B sind Seitenansichten zum Erläutern des Aufbaus eines wesentlichen Teils des Werkzeugwechslers entlang einer Ebene A-A, die die Achsen eines ersten und eines zweiten Motors des in der 3 dargestellten Werkzeugwechslers enthält. Die 3 ist eine Ansicht, die den zwischen einer Werkzeugspindel und zwei oder mehr Werkzeugmagazinen angeordneten Werkzeugwechsler zeigt, um die Zufuhr von Werkzeugen auszuführen.
Eine als Werkzeugmaschine der in der 1 dargestellten ersten Ausführungsform dienende Drehbank verfügt über einen Werkzeugwechsler 1, eine Werkzeugspindel 3, eine Arbeitsspindel 27 und ein Werkzeugmagazin 4A. Für die Werkzeugmaschine gemäß der ersten Ausführungsform besteht keine Einschränkung auf eine Drehbank; die Erfindung ist bei einem Bearbeitungszentrum anwendbar, das über einen Tisch verfügt, der dazu verwendet wird, ein auf ihm befestigtes Werkstück zu verschieben und zu positionieren, und das eine Werkzeugspindel in horizontalem oder vertikalem Zustand hält, um einen Bearbeitungsvorgang auszuführen, und sie ist auch bei anderen Werkzeugmaschinen anwendbar.
In der 1 kann die Werkzeugspindel 3 entlang Führungsschienen 28a gleiten, die sich in der Richtung einer X-Achse erstrecken. Die Führungsschienen 28a sind auf einem Sattel 28 befestigt, der entlang Führungsschienen 16a gleiten kann, die sich in der Richtung einer Z-Achse erstrecken. Die Führungsschienen 16a sind an einem Werkzeugmaschine-Befestigungsteil 16 befestigt. Die Richtung der X-Achse verläuft normal zur Achse der Werkzeugspindel 3, und die Richtung der Z-Achse verläuft parallel zur Achse der Werkzeugspindel 3. Das Werkzeugmagazin 4A liegt auf der anderen Seite des Sattels 28. Der Werkzeugwechsler 1 ist zwischen dem Werkzeugmagazin 4A und der Werkzeugspindel 3 parallel zu dieser angeordnet.
Die Werkzeugspindel 3 sorgt für eine Drehbewegung um eine Y-Achse, um dadurch ein Werkstück zu schneiden, während sie in der Richtung der X-Achse entlang den Führungsschienen 28A läuft. Wenn eine verwendete Werkzeugmaschine durch eine andere ersetzt wird, wird die Werkzeugspindel 3, wie es in der 1 dargestellt ist, auf solche Weise positioniert, dass ihre Achse an einer Werkzeugwechselposition, die an einem Ende des Sattels 28 liegt, parallel zur Z-Achse wirkt. Die 1 zeigt die Werkzeugspindel 3 unmittelbar nach der Positionierung an der Werkzeugwechselposition. Ferner verfügt, wie es in der 2A dargestellt ist, der Werkzeugwechsler 1 über eine Werkzeugwechseleinheit 9, die durch eine Vorschubschraube und einen Vorschubschraubenmechanismus, die an einem Maschinenbefestigungsteil 16 befestigt sind, verscho ben werden kann. Die Werkzeugwechseleinheit 9 verfügt über einen Hauptkörper 13, einen zweiten Motor 7, einen Wechselarm 2 und ein Halteelement 14 des Wechselarms 2. Der Hauptkörper 13 verfügt über Führungen 15 und eine Vorschubschraubenmutter 17, die an seiner Unterseite befestigt ist. Indessen sind Führungsschienen 16b, eine Vorschubschraube 5 und ein erster Motor 6, die den Vorschubschraubenmechanismus bilden, am Werkzeugmaschine-Befestigungsteil 16 angebracht. Die Führungsschienen 16b sind parallel zur Z-Achse so auf dem Werkzeugmaschine-Befestigungsteil 16 angeordnet, dass sie zwischen dem Sattel 28 und dem in der 1 dargestellten Werkzeugmagazin 4A angeordnet sind.
Die Führungen 15 an der Unterseite des Hauptkörpers 13 der Werkzeugwechseleinheit können entlang den Führungsschienen 16B in der Richtung der Z-Achse gleiten. Die Vorschubschraube 5 liegt außerhalb des maximalen Rotationswinkels eines durch den Wechselarm 2 gehaltenen Werkzeugs. Die Vorschubschraube 5 verläuft parallel zu den Führungsschienen 16b, und sie ist in die Vorschubschraubenmutter 17 der Werkzeugwechseleinheit 9 eingeschraubt, um den Hauptkörper 13 zu verschieben. Ferner ist die Vorschubschraube 5 über ein Gelenk 18 mit dem ersten Motor 6 verbunden. Die Vorschubschraube 5 und der erste Motor 6 sind koaxial angeordnet. Durch diese Anordnung kann die Werkzeugwechseleinheit 9 in der Richtung der Z-Achse verschoben werden, wenn sich der erste Motor 6 dreht. Ferner verläuft die Werkzeugspindel 3 parallel zur Z-Achse, wenn sie sich an der Werkzeugwechselposition befindet. Demgemäß verläuft eine Mittellinie des Vorschubschraubenschafts 21 parallel zur sich an der Werkzeugwechselposition befindenden Werkzeugspindel 3.
Der Hauptkörper 13 des Werkzeugwechslers verfügt über zwei parallele Montageflächen, die in entgegengesetzte Richtungen zeigen. Der zweite Motor 7 ist an der einen Montageflä che angebracht, und das Halteelement 17 und der Wechselarm 2 sind an der anderen Montagefläche angebracht. Diese Elemente verlaufen koaxial zur Rotationsachse 22 des Werkzeugwechslers. Ein innerhalb des Hauptkörpers 13 vorhandenes Gelenk 19 verbindet das Halteelement 14 mit dem zweiten Motor 7. Das Halteelement 14 ist z.B. eine einfache Lagereinheit, oder eine kompakte Planetengetriebe-Untersetzungseinheit für den Fall, dass ein großes Armdrehmoment erforderlich ist, um ein schweres Werkzeug zu halten. Der Wechselarm 2, der vom Doppelrotationstyp ist, dreht sich um die Rotationsachse 22 des Werkzeugwechslers, wenn sich der zweite Motor 7 dreht. Der Wechselarm 2 kann ein Werkzeug an der Seite entgegengesetzt zum zweiten Motor 7 halten. Wie die Mittellinie des Vorschubschraubenschafts 21 verläuft die Rotationsachse 22 des Werkzeugwechslers parallel zur sich an der Werkzeugwechselposition befindenden Werkzeugspindel 3.
Hinsichtlich der Anordnung des Werkzeugmagazins 4A steht eine rotierende Werkzeugaufnahme 31 auf einer Scheibe 32, die sich um eine Achse parallel zur X-Achse, wie in der 1 dargestellt, dreht. Um die rotierende Werkzeugaufnahme 31 in einer derartigen aufrechten Position zu halten, wird eine Rolle 31a, die von der Seitenfläche der rotierenden Werkzeugaufnahme 31 vorsteht, durch eine Führung 35 geführt, die auf einem stationären Tisch 34 vorhanden ist. Ein hydraulisch angetriebener Zylinder 37 ist an der Oberseite des stationären Tischs 34 des Werkzeugmagazins 4A vorhanden. Der Zylinder 37 verfügt über einen Haken 36, der in einem Teilausschnitt der Führung 35 angeordnet ist, damit die Rolle 31a der rotierenden Werkzeugaufnahme 31 an einer vorbestimmten Position mit einer Vertiefung dieses Hakens 36 in Eingriff treten kann. Der Haken 36 des Zylinders 37 kann sich vorwärts bewegen, um dafür zu sorgen, dass die rotierende Werkzeugaufnahme 31 um 90 Grad verschwenkt, und er ist auf solche Weise aufgebaut, dass ein Werkzeug zwischen der ro tierenden Werkzeugaufnahme 31 und dem Wechselarm 2 zugeführt werden kann. Das Werkzeugmagazin 4A der vorliegenden Ausführungsform verfügt über mehrere rotierende Werkzeugwechsleraufnahmen 31, die mit gleichen Winkelintervallen beabstandet sind, und, über einen als Verschwenkzentrum dienenden Stift 33, an der rotierenden Platte 32 angebracht sind, die durch den stationären Tisch 34 gehalten wird. Obwohl es in der Zeichnung nicht dargestellt ist, wird der Positioniervorgang für jede rotierende Werkzeugaufnahme durch einen Motor ausgeführt.
Das Werkzeugmagazin kann so aufgebaut sein, wie es in der 3 dargestellt ist, bei der zwei Werkzeugmagazine 4A und 4B entlang dem Vorschubschraubenschaft 21 des Werkzeugwechslers 1 innerhalb eines Vorschub-Verschiebebereichs der Vorschubschraube 5 angeordnet sind. Wenn die Werkzeugmagazine entlang einer Linie parallel zur Vorschubschraube 5 angeordnet sind, wie es in der 3 dargestellt ist, sollte sich die Länge der Vorschubschraube 5 entsprechend den Positionen der jeweiligen Werkzeugmagazine erstrecken, und das verlängerte Ende der Vorschubschraube 5 kann durch ein Lager 8 gelagert sein.
Wie es in den 3, 4A und 4B dargestellt ist, werden Sensoren dazu verwendet, die Position einer Werkzeugspitze sowie den Werkzeugdurchmesser zu erfassen. Genauer gesagt, ist ein kontaktfreier Sensor 25 oder ein Kontaktsensor 26 am Werkzeugmaschine-Befestigungsteil 16 angeordnet. Ein kontaktfreier Sensor 25B ist am Hauptkörper 13 des Werkzeugwechslers angebracht.
Gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung können geeignete Motoren als erster Motor 6 und zweiter Motor 7 verwendet werden, wenn ihre Rotationswinkel durch eine numerische Steuerung der Werkzeugmaschine gesteuert werden können; z.B., wenn ihre Rotationswinkel entlang der X-Achse und der Z-Achse der Werkzeugmaschine gesteuert werden können. Es können herkömmlich bekannte Detektoren zur Winkelerfassung verwendet werden.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 5A bis 5D ein Bearbeitungswerkzeug-Wechselvorgang, wie er gemäß der ersten Ausführungsform ausgeführt wird, erläutert.

(1) Das Werkzeugmagazin 4A enthält die rotierende Werkzeugaufnahme 31, die am Außenumfang der rotierenden Scheibe angebracht ist und an einer vorbestimmten Winkelposition derselben angeordnet ist. Die rotierende Scheibe ist in der Nachbarschaft des Werkzeugwechslers 1 angeordnet. Das erste Werkzeugmagazin 4A lagert ein Austauschwerkzeug TB an einer Position TB1. Die von der Seitenfläche der rotierenden Werkzeugaufnahme 31 vorstehende Rolle 31a wird durch die am stationären Tisch 34 vorhandene Führung 35 geführt. Die rotierende Werkzeugaufnahme 31 und das Werkzeug TB werden in aufrechtem Zustand gehalten (siehe die 5A).
(2) Das Werkzeugmagazin 4A wird gedreht, um das Werkzeug TB an einer Werkzeug-Aufnahmeposition TB2 zu positionieren (siehe die 5A).
(3) Dann schiebt der Zylinder 37 den Haken 36 nach außen, um dafür zu sorgen, dass sich die rotierende Werkzeugaufnahme 31 ausgehend von der aufrechten Position zur horizontalen Position hin nach vorne lehnt (siehe die 5A).
(4) Indessen stoppt die Werkzeugwechseleinheit 9 an einer Warteposition. Hierbei ist die Warteposition eine solche Position, an der der Wechselarm 2 ein Werkzeug aufnimmt, wie in der Richtung der Z-Achse gesehen, und sie ist auch eine Position, an der, hinsichtlich der Winkelposition, keine Wechselwirkung zwischen dem Wechselarm 2 und der rotierenden Werkzeugaufnahme 31 besteht. Im Allgemeinen ist die Warteposition eine Winkelposition, die einen Winkel von 90 Grad oder weniger in Bezug auf diejenige Position bildet, an der der Wechselarm 2 das Werkzeug zuführt, so dass die zur Zuführung eines Werkzeugs erforderliche Zeit minimiert werden kann (siehe die 5A).
(5) Dann wird der zweite Motor 7 der Werkzeugwechseleinheit angetrieben, um dafür zu sorgen, dass sich der Wechselarm 2 so dreht, dass das Austauschwerkzeug TB durch einen anderen Werkzeughalter des Wechselarms 2 gehalten werden kann (siehe die 5A).
(6) Als Nächstes wird der erste Motor 6 so angetrieben, dass er die Vorschubschraube 5 so dreht, dass sich die Werkzeugwechseleinheit 9 in der Richtung der Z-Achse verschieben kann, um das Werkzeug TB aus dem Werkzeugmagazin 4A zu lösen. Ferner kann dann, wenn sich der Sattel 28 der Werkzeugspindel aufgrund eines Bearbeitungsvorgangs durch die Werkzeugspindel, wie mit einem Werkzeug TA ausgeführt, an einer entfernten Position befindet, die Werkzeugwechseleinheit 9 durch die Vorschubschraube 5 an eine geeignete Position benachbart zum Sattel 28 verschoben werden (siehe die 5A).
(7) Die Werkzeugspindel 3, an der das gebrauchte Werkzeug TA angebracht ist, wird entlang den Führungsschienen 28a des Sattels 28, die sich in der Richtung der X-Achse erstrecken, verschoben, und sie stoppt an einer Werkzeugwechselposition P. In diesem Fall verläuft die Werkzeugspindel 3 parallel zur Z-Achse (siehe die 5B).
(8) Dann wird der erste Motor 6 so angetrieben, dass er die Vorschubschraube 5 so dreht, dass die Werkzeugwechseleinheit 9 in der Richtung der Z-Achse verschoben werden kann. Die Werkzeugwechseleinheit 9 erreicht eine Position, an der der Wechselarm 2 das Werkzeug 2 aufnimmt (siehe die 5B).
(9) Dann verdreht der zweite Motor 7 den Wechselarm 2 der Werkzeugwechseleinheit 9, um das gebrauchte Werkzeug TA mit dem anderen Werkzeughalter zu erfassen (siehe die 5B).
(10) Wenn der Wechselarm 2 das gebrauchte Werkzeug TA empfängt, dreht der erste Motor 6 die Vorschubschraube 5 in der Gegenrichtung, um dafür zu sorgen, dass die Werkzeugwechseleinheit 9 entlang der Z-Achse von der Werkzeugspindel 3 weggeschoben wird, um dadurch das gebrauchte Werkzeug TA von der Werkzeugspindel 3 zu lösen (siehe die 5C).
(11) Dann dreht, unter der Bedingung, dass das Austauschwerkzeug TB durch den anderen Werkzeughalter des Wechselarms 2 gehalten wird, der zweite Motor 7 den Wechselarm 2 um 180 Grad, so dass die Achse des Austauschwerkzeugs TB mit der Achse der Werkzeugspindel 3 ausgerichtet werden kann (siehe die 5D).
(12) Dann dreht der erste Motor 6 die Vorschubschraube 5 zum Verschieben der Werkzeugwechseleinheit 9 zur Werkzeugspindel 3 entlang der Z-Achse, um dadurch das Austauschwerkzeug TB an der Werkzeugspindel 3 anzubringen (siehe die 5D).
(13) Dann bewegt sich die Werkzeugspindel 3 entlang den Führungsschienen 28a in der Richtung der X-Achse, bis sie einen Startpunkt für den nächsten Bearbeitungsvorgang entsprechend einem Programm erreicht, das auf Grundlage der Daten für die nächste Sequenz ausgeführt wird (siehe die 5D).
(14) Das gebrauchte Werkzeug TA wird im Werkzeugmagazin untergebracht (siehe die 5D).

Durch diese Schritte wird der Werkzeugwechselvorgang ausgeführt.
Die 3 zeigt den Aufbau eines für zwei Werkzeugmagazine verwendeten Werkzeugwechslers; d.h. für das erste Werkzeugmagazin 4A und das zweite Werkzeugmagazin 4B, die parallel zueinander entlang der axialen Richtung der Vorschubschraube 5 angeordnet sind, so dass zahlreiche Werkzeuge für einen Langzeit-Bearbeitungsvorgang bereit gestellt werden können. In diesem Fall wird, wie es in der 3 dargestellt ist, die Werkzeugwechseleinheit 9 in der Richtung der Z-Achse zwischen einer Werkzeug-Zuführposition des zweiten Werkzeugmagazins 4B und einer Werkzeug-Zuführposition der Werkzeugspindel 3 verschoben. Wie beim oben beschriebenen Werkzeugwechselvorgang wird ein derartiges Verschieben der Werkzeugwechseleinheit 9 durch den ersten Motor 6 ausgeführt, der die in die Vorschubschraubenmutter 17 der Werkzeugwechseleinheit 9 eingeschraubte Vorschubschraube 5 dreht.
Wie oben beschrieben, ermöglicht es die erste Ausführungsform der Erfindung dem System, den Verschiebe oder Vorschub)vorgang für ein Werkzeug sowie den Löse/Befestigungs-Vorgang für dieses Werkzeug auszuführen, was dadurch realisiert wird, dass die Vorschubschraube 5 verwendet wird, die durch den ersten Motor 6 angetrieben wird und in die Vorschubschraubenschraube 17 der Werkzeugwechseleinheit 9 eingeschraubt ist. So kann durch die erste Ausführungsform der Erfindung ein kompakter Werkzeugwechsler bereitgestellt werden, der bei integrierter Konstruktion für erhöhte Betriebsgenauigkeit sorgen kann. Diese Ausführungsform ermöglicht die Verwendung einer langen Vorschubschraube, wenn sowohl das Werkzeugmagazin als auch der Werkzeugwechsler entfernt von der Werkzeugspindel 3 positioniert werden müssen. Ferner kann, wie es im Schritt (6) des Werkzeugwechselvorgangs er läutert ist, die Werkzeugwechseleinheit 9 vorab in enger Nachbarschaft zum Sattel 28 positioniert werden. So ist kein Vorgang zum Verschieben des Sattels 28 zur Position des Werkzeugmagazins 4A erforderlich, nachdem der Bearbeitungsvorgang unter Verwendung des Werkzeugs TA ausgeführt wurde. Das Austauschen von Bearbeitungswerkzeugen kann durch Verschieben der Werkzeugspindel 3 zur Werkzeugwechselposition P schnell ausgeführt werden. Auf diese Weise kann die erste Ausführungsform der Erfindung einen schnellen, sequenziellen Betrieb zum Verschieben und Austauschen von Werkzeugen realisieren. Gemäß der ersten Ausführungsform ist der zweite Motor 7 an der Seite entfernt von der Spitze eines durch den Wechselarm gehaltenen Werkzeugs angeordnet. Dies ist wirkungsvoll, um den Abstand zwischen dem Hauptkörper 13 und dem Wechselarm 2 zu verkürzen. So ist ein kompakter Aufbau realisiert. Jedoch ist die Erfindung nicht auf einen derartigen Aufbau eingeschränkt. Z.B. kann, wie es in der 2B dargestellt ist, der Abstand zwischen dem Hauptkörper 13 und dem Wechselarm 2 vergrößert werden, so dass der zweite Motor 7 auf der Seite benachbart zur Spitze eines durch den Wechselarm 2 gehaltenen Werkzeugs angeordnet werden kann.
Zweite Ausführungsform
Als Nächstes wird eine zweite Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Teile oder Elemente, die identisch oder ähnlich zu solchen sind, wie sie bei der ersten Ausführungsform erkennbar sind, werden mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und wiederholte Beschreibungen zu ihnen werden weggelassen. Die 4A und 4B zeigen gemeinsam die zweite Ausführungsform der Erfindung. Die in den 4A und 4B dargestellte Werkzeugmaschine verfügt über ein erstes Werkzeugmagazin 4A und ein zweites Werkzeugmagazin 4B. Die Mittellinie des Vorschubschraubenschafts 21, die Rotationsachse 22 des Werk zeugwechslers sowie die Achse eines untergebrachten Werkzeugs verlaufen parallel zueinander. Der erfindungsgemäße Werkzeugwechsler 1 ist bei einer derartigen Werkzeugmaschine angewandt. Dieser Typ von Werkzeugmagazin verfügt nicht über die bei der ersten Ausführungsform erläuterte rotierende Werkzeugaufnahme. Demgemäß ist, um die Zufuhr von Werkzeugen zwischen dem Wechselarm 2 und dem jeweiligen Werkzeugmagazin 4A bzw. 4B zu realisieren, eine Bereitschaftspositions-Werkzeugaufnahme 20 zum Verschieben des Werkzeugs an einem Schaft Ta des Werkzeugs angebracht.
Nachfolgend wird ein entsprechend der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführter Werkzeugwechselvorgang erläutert, wobei jedoch Beschreibungsteile zu solchen Betriebsabläufen, die identisch oder ähnlich zu solchen bei der ersten Ausführungsform sind, weggelassen werden.

(1) Die Bereitschaftspositions-Werkzeugaufnahme 20 wird in der Richtung der Z-Achse vorgefahren, und sie tritt mit dem Schaft Ta des Werkzeugs TB des ersten Werkzeugmagazins 4A in Eingriff.
(2) Die mit dem Austauschwerkzeug TB verbundene Bereitschaftspositions-Werkzeugaufnahme 20 verschiebt dieses Werkzeug an den Schnittpunkt zwischen einer das erste Werkzeugmagazin 4A und das Zentrum des Wechselarms 2 verbindenden Linie und der Bahn des Zentrums eines Werkzeug-Halteteils des Wechselarms 2.
(3) Dann verdreht der zweite Motor 7 den Wechselarm 2, um das Werkzeug TB mit einem Werkzeughalter des Wechselarms 2 zu halten.
(4) Dann wird die Bereitschaftspositions-Werkzeugaufnahme 20 in der Richtung der Z-Achse zurückgeschoben, um das Austauschwerkzeug TB außer Eingriff mit dem Schaft Ta zu bringen. In diesem Fall kann, wie bei der ersten Ausführungsform, die Werkzeugwechseleinheit 9 durch die Vorschubschraube 5 so verschoben werden, dass sie vorab in enger Nachbarschaft zum Sattel 28 positioniert wird.
(5) Bei der ersten Ausführungsform stoppt die Werkzeugspindel 3 an der Werkzeugwechselposition P, und ihre Hauptachse verläuft parallel zur Z-Achse.
(6) Dann verdreht der zweite Motor 7 den Wechselarm 2 so, dass das gebrauchte Werkzeug TA durch den anderen Werkzeughalter gehalten wird.
(7) Wie bei der ersten Ausführungsform, dreht, wenn der Wechselarm 2 das gebrauchte Werkzeug TA empfängt, der erste Motor 6 die Vorschubschraube 5 in der Gegenrichtung, um dafür zu sorgen, dass die Werkzeugwechseleinheit 9 entlang der Z-Achse von der Werkzeugspindel 3 weggeschoben wird, um dadurch das gebrauchte Werkzeug TA von der Werkzeugspindel 3 zu lösen.
(8) Dann verdreht der zweite Motor 7 den Wechselarm 2 um 180 Grad, damit die Achse des Austauschwerkzeugs TB mit der Achse der Werkzeugspindel 3 ausgerichtet werden kann.
(9) Dann dreht, wie bei der ersten Ausführungsform, der erste Motor 6 die Vorschubschraube 5, um die Werkzeugwechseleinheit 9 entlang der Z-Achse zur Werkzeugspindel 3 zu verschieben, um dadurch das Austauschwerkzeug TB an dieser anzubringen.

Obwohl der Betriebsablauf bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnun gen erläutert wurde, können mehrere zweite Werkzeugmagazine 4B entlang der Vorschubschraube 5 angeordnet sein, und der Werkzeugwechsler kann so aufgebaut sein, dass er mittels der Vorschubschraube 5 verschoben wird, um dadurch einen Wechselvorgang für von mehreren Werkzeugmagazinen gelieferte Werkzeuge auszuführen, wie bei der ersten Ausführungsform erläutert. In diesem Fall sollte, wie bei der ersten Ausführungsform, die Länge der Vorschubschraube 5 entsprechend den Positionen jeweiliger Werkzeugmagazine verlängert werden, wobei das verlängerte Ende der Vorschubschraube 5 durch das Lager 8 gelagert werden kann.
Gemäß der in den 4A und 4B dargestellten zweiten Ausführungsform können zwei Vorgänge, nämlich der Vorschub (oder das Verschieben) und das Lösen/Befestigen für das Werkzeug TA unter Verwendung nur einer einzelnen Vorschubschraube 5, die durch den ersten Motor 6 angetrieben wird, realisiert werden. Daher wird die Gesamtkonstruktion der Werkzeugmaschine kompakt, da Elemente mit kompliziertem Aufbau und zahlreichen Teilen, wie einem Hilfsarm oder einem Verschiebesockel, sowie eine Trägerführung zum Verbinden der Werkzeugspindel mit seriell angeordneten Werkzeugmagazinen, nicht mehr erforderlich sind. Demgemäß kann die zweite Ausführungsform der Erfindung für eine einfache, billige Anordnung sorgen, die einen Werkzeugwechselvorgang zwischen der Werkzeugspindel und mehreren entfernt von dieser positionierten Werkzeugmagazinen 4 realisiert.
Dritte Ausführungsform
Nachfolgend wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 6 bis 9 erläutert. Diejenigen Teile oder Komponenten, die identisch oder ähnlich zu solchen sind, wie sie bei der ersten oder zweiten Ausführungsform offenbart sind, werden mit denselben Bezugszahlen ge kennzeichnet, und zugehörige wiederholte Beschreibungen werden weggelassen. Die dritte Ausführungsform der Erfindung wird für den in ein vertikales Bearbeitungszentrum eingebauten Werkzeugwechsler 1 offenbart. Die 6 ist eine Ansicht, die den Gesamtaufbau des mit dem Werkzeugwechsler 1 versehenen vertikalen Bearbeitungszentrums zeigt. Die 7 ist eine Vorderansicht des Werkzeugwechslers. Die 8 ist eine Seitenansicht des Werkzeugwechslers. Die 9 ist eine Draufsicht des Werkzeugwechslers.
Das in der 6 dargestellte vertikale Bearbeitungszentrum verfügt über den Werkzeugwechsler 1, die Werkzeugspindel 3, einen Tisch 50 und das Werkzeugmagazin 4A. In der 6 kann die Werkzeugspindel 3 entlang den sich in der vertikalen Richtung (nachfolgend als Richtung der Z-Achse bezeichnet) des Sattels 28 erstreckenden Führungsschienen 28a verschoben werden. Der Sattel 28 kann entlang den Führungsschienen 16a verschoben werden, die so auf dem Werkzeugmaschine-Befestigungsteil 16 vorhanden sind, dass sie sich in der Richtung normal zur Werkzeugspindel 3 erstrecken (nachfolgend als Richtung der X-Achse bezeichnet). Das Werkzeugmagazin 4A liegt auf der anderen Seite des Sattels 28. Der Werkzeugwechsler 1 ist so im unteren Teil der Werkzeugmaschine vorhanden, dass er sich vertikal zwischen dem Werkzeugmagazin 4A und der Werkzeugspindel 3 erstreckt. Der Abstand zwischen der Mittelachse der Werkzeugspindel 3 und der Mittelachse der Werkzeugaufnahme 31 des Werkzeugmagazins 4A, in aufrechter Position, entspricht dem Rotationsdurchmesser des Zentrums des durch den Wechselarm 2 gehaltenen Werkzeugs. Um den Werkzeugwechsler 1 sauber zu halten, ist seine Installationsposition vorzugsweise durch eine Blende umgeben.
Die Werkzeugspindel 3 wird entlang den sich in der Richtung der X-Achse erstreckenden Führungsschienen 16a und auch ent lang den sich in der Richtung der Z-Achse erstreckenden Führungsschienen 28a verschoben. Wie es in der 6 dargestellt ist, stoppt die Werkzeugspindel 3 an einem Ende der Führungsschienen 16a, wenn ein Werkzeugwechselvorgang ausgeführt wird. Die 6 zeigt den Zustand der an dieser Werkzeugwechselposition positionierten Werkzeugspindel 3. Ferner verfügt, wie es in den 7, 8 und 9 dargestellt ist, der Werkzeugwechsler 1 über die durch die Vorschubschraube 5 angetriebene Werkzeugwechseleinheit 9 sowie einen Werkzeugwechsler-Haltetisch 43. Die Werkzeugwechseleinheit 9 verfügt über einen ebenen Sockel 40, an dem der Hauptkörper 13 angebracht ist. Am Hauptkörper 13 sind der zweite Motor 7, der Wechselarm 2 und das Halteelement 14 für diesen montiert. Ferner sind eine Führungsschiene 41, die mit der Form eines umgekehrten Trapezes konfiguriert ist, und die Vorschubschraubenmutter 17 am Sockel 40 der Werkzeugwechseleinheit 9 angebracht. Indessen ist der Werkzeugwechsler-Haltetisch 43 eine ebene Platte mit einem U-förmigen Ausschnitt. Auf einem geraden Teil einer Fläche, die dem Sockel 40 der Werkzeugwechseleinheit 9 gegenüber steht, sind an den beiden Seiten des oberen, U-förmigen Ausschnitts zwei Führungen 42 vorhanden, die jeweils über eine als umgekehrtes Trapez ausgebildete Nut verfügen. Diese Führungen sind, in aufrechtem Zustand, am Werkzeugmaschine-Befestigungsteil 16 befestigt.
Die Führungsschiene 41 mit umgekehrter Trapezform, die am Sockel 40 der Werkzeugwechseleinheit 9 vorhanden ist, ist mit der am Werkzeugwechsler-Haltetisch 43 angebrachten, die Form eines umgekehrten Trapezes aufweisenden Nut der Führung 42 gekoppelt. Der Werkzeugwechsler-Haltetisch 43 sorgt dafür, dass die Werkzeugwechseleinheit 9 in der Richtung der Z-Achse gleitet, und demgemäß schränkt sie die Bewegung derselben in die Richtungen der X- und der Y-Achse ein. Bei diesem Aufbau können der Werkzeugwechsler-Haltetisch 43 und die Werkzeugwechseleinheit 9 gemeinsam, in überlappendem Zustand, in der Richtung der Z-Achse verschoben werden. Beim Gleitverschiebevorgang können der Hauptkörper 13 und der zweite Motor 7, der vom Sockel 40 der Werkzeugwechseleinheit 9 vorsteht, in den U-förmigen Ausschnitt des Werkzeugwechsler-Haltetischs 43 eingreifen. So tritt zwischen diesen Elementen keine Wechselwirkung auf.
Die Vorschubschraube 5 und der erste Motor 6 sind am Werkzeugwechsler-Haltetisch 43 befestigt. Die Vorschubschraube 5 verläuft parallel zur Führungsschiene 41, und sie ist in die am Sockel 40 der Werkzeugwechseleinheit 9 angebrachte Vorschubschraubenmutter 17 eingeschraubt. Ferner sind. die Vorschubschraube 5 und der erste Motor 6 koaxial verbunden. Bei dieser Anordnung kann die Werkzeugwechseleinheit 9 in der Richtung der Z-Achse verschoben werden, wenn sich der erste Motor 6 dreht. Ferner verläuft die Werkzeugspindel 3 parallel zur Z-Achse, wenn sie sich an der Werkzeugwechselposition befindet. So verläuft die Werkzeugspindel 3, in der Werkzeugwechselposition, parallel zur Mittellinie des Vorschubschraubenschafts 21. Gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung hält die Werkzeugwechseleinheit 9 das Werkzeug auf derselben Seite wie der des zweiten Motors, und sie dreht es. Daher können, wie es in der 9 dargestellt ist, der Hauptkörper 13 der Werkzeugwechseleinheit 9, der Sockel 40, der zweite Motor 7, die Vorschubschraubenmutter 17, die Führungsschiene 41, der Werkzeugwechsler-Haltetisch 43 und die Führung 42 innerhalb eines minimalen Rotationswinkels 45 eines durch den Wechselarm 2 gehaltenen Werkzeugs angeordnet werden.
Wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung sind der zweite Motor 7, das Halteelement 14, der Wechselarm 2 und das Gelenk 19 am Hauptkörper 13 der Werkzeugwechseleinheit 9 angebracht. Wie der Vorschubschraubenschaft 321 verläuft die Rotationsachse 22 parallel zur Werkzeugspindel 3, die sich an der Werkzeugwechselposition befindet. Ferner verfügt, gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung, das Werkzeugmagazin 4A über einen ähnlichen Aufbau wie bei der ersten Ausführungsform, der dadurch gekennzeichnet ist, dass sich die rotierende Werkzeugaufnahme 31 um eine Achse parallel zur X-Achse dreht. Das Halteelement 14 ist z.B. eine einfache Lagereinheit, oder es ist eine kompakte Planetengetriebe-Untersetzungseinheit, wenn ein großes Armdrehmoment erforderlich ist, um ein schweres Werkzeug zu halten.
Als Nächstes wird unter Bezugnahme auf die 10 sowie 11A–11D ein Werkzeugwechselvorgang gemäß der dritten Ausführungsform der Erfindung erläutert. Diejenigen Teile oder Elemente, die identisch oder ähnlich zu denjenigen sind, die bei der ersten Ausführungsform offenbart wurden, sind mit denselben Bezugszahlen gekennzeichnet, und wiederholte Beschreibungen zu ihnen werden weggelassen. Die dritte Ausführungsform der Erfindung offenbart den Werkzeugwechsler 1, der in ein vertikales Bearbeitungszentrum eingebaut ist.

(1) Das erste Werkzeugmagazin 4A lagert ein Austauschwerkzeug TB. Die sich in einem Bearbeitungsgebiet befindende Werkzeugspindel 3 bearbeitet ein auf dem Tisch 50 befestigtes Werkstück 51. Ferner wird die Werkzeugwechseleinheit 9 als Erstes an der niedrigsten Position in der Richtung der Z-Achse positioniert (nachfolgend als Unterbringungsposition bezeichnet). In dieser Unterbringungsposition wird der Winkel des Wechselarms 2 auf einen vorbestimmten Winkel eingestellt, um jede Wechselwirkung mit anderen Vorrichtungen zu vermeiden (siehe die 10).
(2) Die Werkzeugwechseleinheit 9 wird ausgehend von der tiefsten Unterbringungsposition in der Richtung der Z-Achse zur Warteposition verschoben, wenn sich die Vorschubschraube 5 dreht, damit sie an der Warteposition ein Werkzeug aufneh men kann. In diesem Fall bildet der Wechselarm 2, wie bei der ersten Ausführungsform der Erfindung, einen Winkel von 90 Grad oder weniger zur Position, an der er das Werkzeug zuführt (siehe die 11A).
(3) Dann wird das Werkzeugwechselmagazin 4A gedreht, um das Austauschwerkzeug TB indiziert an der Werkzeug-Aufnahmeposition zu positionieren. Dann wird die rotierende Werkzeugaufnahme 31 verdreht, um das Werkzeug TB in die Warteposition zu bringen (siehe die 11A).
(4) Dann wird die Werkzeugspindel 3 mit dem daran angebrachten, aktuell verwendeten Werkzeug TA entlang den sich in der Richtung der X-Achse erstreckenden Führungsschienen 16a verschoben, und sie stoppt an einer Austauschposition (siehe die 11A).
(5) Dann verdreht der zweite Motor 7 den Wechselarm 2 zum Halten des Austauschwerkzeugs TB mit einem Werkzeughalter und auch zum Halten des gebrauchten Werkzeugs TA mit dem anderen Werkzeughalter (siehe die 11B).
(6) Wenn der Wechselarm 2 die Werkzeuge empfängt, dreht der erste Motor 6 die Vorschubschraube 5 in der Gegenrichtung, um dafür zu sorgen, dass die Werkzeugwechseleinheit 9 von der Werkzeugspindel 3 weg entlang der Z-Achse nach unten verschoben wird, um dadurch das gebrauchte Werkzeug TA von der Werkzeugspindel 3 zu lösen (siehe die 11C).
(7) Dann verdreht der zweite Motor 7 den Wechselarm 2, bis die Achse des Austauschwerkzeugs TB mit der Achse der Werkzeugspindel 3 ausgerichtet ist und die Achse des gebrauchten Werkzeugs TA mit der Achse der rotierenden Werkzeugaufnahme 31 ausgerichtet ist. Dann dreht der erste Motor 6 die Vorschubschraube 5, um dafür zu sorgen, dass die Werkzeugwech seleinheit 9 entlang der Z-Achse zur Werkzeugspindel angehoben wird, um dadurch das Austauschwerkzeug TB an der Werkzeugspindel 3 anzubringen und um gleichzeitig das gebrauchte Werkzeug TA an der rotierenden Werkzeugaufnahme 31 anzubringen (siehe die 11D).
(8) Dann wird, an der Warteposition, der Winkel des Wechselarms 2 auf den Anfangswinkel eingestellt, um jede Wechselwirkung mit anderen Vorrichtungen zu vermeiden (siehe die 11A).
(9) Dann dreht der erste Motor 6 die Vorschubschraube 5, um die Werkzeugwechseleinheit 9 in der Richtung der Z-Achse abzusenken, bis sie die Unterbringungsposition erreicht. Ferner wird, in der Unterbringungsposition, der Winkel des Wechselarms 2 auf den Anfangswinkel eingestellt, um jegliche Wechselwirkung mit anderen Vorrichtungen zu vermeiden (siehe die 10).

Durch diese Schritte wird der Werkzeugwechselvorgang ausgeführt.
Obwohl die dritte Ausführungsform unter Bezugnahme auf ein System erläutert wurde, bei dem nur ein Werkzeugmagazin verwendet wird, können mehrere in der axialen Richtung der Vorschubschraube 5 angeordnete Werkzeugmagazine verwendet werden, so dass zahlreiche Werkzeuge für einen Langzeit-Bearbeitungsvorgang bereitgestellt werden können, wie es bei der ersten Ausführungsform beschrieben ist. In diesem Fall wird, wie bei der ersten Ausführungsform, die Werkzeugwechseleinheit 9 zwischen einer Werkzeug-Zuführposition des entferntesten Werkzeugmagazins und einer Werkzeug-Zuführposition der Werkzeugspindel 3 verschoben.
Wie oben beschrieben, unterscheidet sich die dritte Ausfüh rungsform der Erfindung dahingehend nicht von der ersten Ausführungsform, dass das System sowohl das Verschieben eines Werkzeugs als auch das Lösen/Befestigen desselben unter Verwendung des ersten Motors 6, der die Vorschubschraube 5 dreht, realisiert werden können. So kann durch die dritte Ausführungsform der Erfindung ein kompakter Werkzeugwechsler bereitgestellt werden, der die Betriebsgenauigkeit durch eine integrierte Konstruktion erhöhen kann. Der Werkzeugwechselvorgang kann schnell bewerkstelligt werden. Insbesondere kann die Werkzeugwechseleinheit 9 in einem unteren Teil der Werkzeugmaschine, der von den Führungsschienen 16a der Werkzeugspindel 3 und dem Werkzeugmagazin 4A beabstandet ist, angeordnet werden. Die Werkzeugwechseleinheit 9 muss nicht notwendigerweise zwischen der Werkzeugspindel 3 und dem Werkzeugmagazin angeorednet sein. Der Abstand zwischen der Mittelachse der Werkzeugspindel 3 und der Mittelachse der stehenden Werkzeugaufnahme 31 des Werkzeugmagazins 4 kann auf einen Wert verkleinert werden, der dem Durchmesser eines zentralen Kreises des durch den Wechselarm 2 gehaltenen Werkzeugs entspricht. Durch diesen Aufbau kann die Werkzeugmaschine im Gesamtlayout weiter vereinfacht werden, und sie wird kompakt. Ferner kann, durch vorab erfolgendes Positionieren des Wechselarms 2 in einer Bereitschaftsposition, die zum Ausführen des Werkzeugwechselvorgangs bevorzugt ist, dieser schnell bewerkstelligt werden. So kann die für den Werkzeugwechselvorgang benötigte Zeit verkürzt werden. Darüber hinaus kann der Werkzeugwechsler 1 an einer Unterbringungsposition außerhalb des Bearbeitungsgebiets, die im untersten Teil der Werkzeugmaschine positioniert ist, was weit entfernt vom Werkzeugmagazin 4 ist, angeordnet werden. In diesem Fall verbleibt der nicht in Gebrauch befindliche Werkzeugwechsler 1 in dieser Unterbringungsposition. Der Werkzeugwechsler 1 kann von der Unterbringungsposition in die Austauschposition nach vorne verschoben werden, um den Werkzeugwechselvorgang auszuführen. Der Gesamtaufbau wird kompakt. Um den Werkzeugwechsler 1 sauberzuhalten, ist die Unterbringungsposition desselben vorzugsweise durch eine Blende umgeben. Gemäß der oben beschriebenen dritten Ausführungsform wird die Spitze eines durch den Wechselarm 2 gehaltenen Werkzeugs auf derselben Seite wie der zweite Motor 7 positioniert. Dies ist wirkungsvoll, um einen kompakten Aufbau zu realisieren. Jedoch ist die Erfindung nicht auf einen derartigen Aufbau eingeschränkt. Z.B. wird die Spitze eines durch den Wechselarm 2 gehaltenen Werkzeugs vorzugsweise an einer vom zweiten Motor 7 abgewandten Position positioniert. In diesem Fall können der Hauptkörper 13 der Werkzeugwechseleinheit 9, der Sockel 40, der zweite Motor 7, die Vorschubschraubenmutter 17, die Führungsschiene 41, der Werkzeugwechsler-Haltetisch 43 und die Führung 42 teilweise außerhalb des minimalen Rotationskreises 45 des durch den Wechselarm 2 gehaltenen Werkzeugs positioniert sein. Bei diesem Aufbau kann der Werkzeugwechsler 1 in einem oberen Teil benachbart zum Werkzeugmagazin vorhanden sein, während die Austauschvorrichtung für den Tisch 50 in einem unteren Teil angeordnet sein kann.
Vierte Ausführungsform
Als Nächstes wird ein Betriebsablauf einer vierten Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 4A und 4B erläutert. Die vierte Ausführungsform der Erfindung betrifft eine Werkzeuglängenkorrektur, eine Werkzeugdurchmesserkorrektur oder das Erkennen eines Werkzeugbruchs, was unter Ausnutzung der Funktion des Verschiebens der Werkzeugwechseleinheit 9 durch die Vorschubschraube 5 ausgeführt wird. Es können zwei Verfahren verwendet werden. Ein Verfahren nutzt eine Kombination eines kontaktfreien Sensors 25A und eines Kontaktsensors 26. Das andere Verfahren nutzt eine Kombination eines kontaktfreien Sensors 25B und des Kontaktsensors 26. Der kontaktfreie Sensor 25 ist z.B. ein Laser sensor.
Nachfolgend wird das Verfahren zum Verwenden des kontaktfreien Sensors 25B und des Kontaktsensors 26 zum Erfassen des Vorliegens irgendeines Werkzeugbruchs oder irgendeiner Änderung der Position der Spitze, wie sie sich aus Abnutzung und Rissbildung ergeben, erläutert.

(1) Als Erstes wird das Werkzeugmagazin 4A so gedreht, dass das Austauschwerkzeug TB indiziert an der Austauschposition positioniert wird.
(2) Der erste Motor 6 dreht die Vorschubschraube 5, um die Werkzeugwechseleinheit 9 zu verschieben, bis der am Hauptkörper 13 derselben angebrachte kontaktfreie Sensor 25B durch seinen Laserstrahl 25Ba die Spitze des Austauschwerkzeugs TB erfassen kann.
(3) Zum Zeitpunkt, zu dem der kontaktfreie Sensor 25B die Spitze des Austauschwerkzeugs TB erfasst, ermittelt (d.h. berechnet) eine numerische Steuerung der Werkzeugmaschine den Werkzeugdurchmesser oder die Werkzeuglänge des Austauschwerkzeugs TB auf Grundlage des Ausgangssignals des kontaktfreien Sensors 25B.
(4) Dann dreht der erste Motor 6 die Vorschubschraube 5, um die Werkzeugwechseleinheit 9 zu verschieben, bis der Wechselarm 2 derselben an dieselbe Position wie das Werkzeugmagazin 4A gelangt. Außerdem liefert die Bereitschaftspositions-Werkzeugaufnahme 20 das Austauschwerkzeug TB an den Wechselarm 2 der Werkzeugwechseleinheit 9.
(5) Dann dreht der erste Motor 6 die Vorschubschraube 5 zum Verschieben der Werkzeugwechseleinheit 9 in der Richtung der Z-Achse, bis das durch den Wechselarm 2 gehaltene Austausch werkzeug TB in Kontakt mit dem Kontaktsensor 26 gebracht ist.
(6) Wenn das Austauschwerkzeug TB auf den Kontaktsensor 26 trifft, wie es durch eine gestrichelte Linie in der 4A dargestellt ist, ermittelt die numerische Steuerung der Werkzeugmaschine die Position der Spitze des Austauschwerkzeugs TB auf Grundlage der Rotationsposition des ersten Motors 6, und sie vergleicht die erhaltene Position der Spitze mit vorab abgespeicherten Werkzeugdaten, um dadurch das Vorliegen jeglichen Werkzeugbruchs oder eine Änderung der Position der Spitze hervorgerufen durch Abnutzung und Rissbildung zu erkennen.

Wie oben beschrieben, kann die vierte Ausführungsform der Erfindung leicht das Vorliegen irgendeines Werkzeugbruchs oder einer Änderung der Position der Spitze hervorgerufen durch Abnutzung und Rissbildung unter Verwendung des Verschiebevorgangs der über die Vorschubschraube 5 durch den ersten Motor 6 angetriebenen Werkzeugwechseleinheit 9 erfassen. Demgemäß kann die vierte Ausführungsform der Erfindung einen sequenziellen Betrieb realisieren, zu dem nicht nur der Austausch von Werkzeugen sondern auch das Erkennen eines Werkzeugbruchs oder von Abnutzung und Rissbildung gehört. Die Arbeiten können schnell ausgeführt werden. Außerdem ist ein automatisierter Langzeitbetrieb ausführbar.
Fünfte Ausführungsform
Als Nächstes wird eine fünfte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf die 3 erläutert. Die fünfte Ausführungsform erläutert ein Verfahren unter Verwendung des kontaktfreien Sensors 25A und des Kontaktsensors 26 zum Ausführen einer Korrektur der Werkzeuglänge, einer Korrektur des Werkzeugdurchmessers oder einer Erkennung eines Werk zeugbruchs.

(1) Als Erstes wird das Austauschwerkzeug TB von der rotierenden Werkzeugaufnahme 31 an den Wechselarm 2 geliefert.
(2) Dann dreht der erste Motor 6 die Vorschubschraube 5 zum Verschieben der Werkzeugwechseleinheit 9 in der Richtung der Z-Achse, bis der kontaktfreie Sensor 25A mit seinem Laserstrahl 25Aa die Spitze des Austauschwerkzeugs TB erfassen kann.
(3) Wenn der kontaktfreie Sensor 25A die Spitze des Austauschwerkzeugs TB erfasst, ermittelt (berechnet) die numerische Steuerung der Werkzeugmaschine den Werkzeugdurchmesser oder die Werkzeuglänge des Austauschwerkzeugs TB auf Grundlage des Ausgangssignals des kontaktfreien Sensors 25A.
(4) Dann dreht der erste Motor 6 die Vorschubschraube 5, um die Werkzeugwechseleinheit 9 zu verschieben, bis das durch den Wechselarm 2 gehaltene Austauschwerkzeug TB in Kontakt mit dem Kontaktsensor 26 gebracht ist.
(5) Wenn das Austauschwerkzeug TB auf den Kontaktsensor 26 trifft, wie es durch eine gestrichelte Linie in der 3 dargestellt ist, ermittelt die numerische Steuerung der Werkzeugmaschine die Position der Spitze des Austauschwerkzeugs TB auf Grundlage der Rotationsposition des ersten Motors 6, und sie vergleicht die ermittelte Position der Spitze mit vorab abgespeicherten Werkzeugdaten, um dadurch das Vorliegen irgendeines Werkzeugbruchs oder eine Änderung der Position der Spitze hervorgerufen durch Abnutzung und Rissbildung zu erfassen.

Die fünfte Ausführungsform ist auch bei der unter Bezugnahme auf die 4A und 4B erläuterten zweiten Ausführungsform anwendbar.
Demgemäß kann die fünfte Ausführungsform, wie die vierte Ausführungsform der Erfindung, einen sequenziellen Betrieb realisieren, zu dem nicht nur der Austausch von Werkzeugen sondern auch das Erfassen eines Werkzeugbruchs oder von Abnutzung und Rissbildung gehört. Die Arbeiten können schnell ausgeführt werden. Außerdem ist automatisierter Langzeitbetrieb ausführbar. Die oben beschriebenen Ausführungsformen nutzen den Kontaktsensor 26 zur Korrektur der Werkzeuglänge und zur Erfassung eines Werkzeugbruchs. Jedoch kann dieser Sensor durch einen kontaktfreien Sensor ersetzt werden, wie der Sensor, der den Werkzeugdurchmesser ermittelt. Für den Typ des kontaktfreien Sensors besteht keine Einschränkung auf die in der 4A dargestellten Lasersensoren 25Aa und 25Ba. Demgemäß kann jeder beliebige andere kontaktfreie Sensor verwendet werden.
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es zu beachten, dass sie nicht auf die offenbarten beispielhaften Ausführungsformen eingeschränkt ist. Dem Schutzumfang der folgenden Ansprüche ist die weitestgehende Auslegung zu gewähren, damit alle Modifizierungen, äquivalente Konstruktionen und Funktionen umfasst werden.

Claims

Werkzeugwechsler, der zum Wechseln von Werkzeugen zwischen einem Werkzeugmagazin und einer Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine verwendet wird, mit: – einer Werkzeugwechseleinheit mit einer sich drehenden Welle mit einem Wechselarm, der an einem Ende derselben angebracht ist, sowie einem an ihrem anderen Ende angebrachten, sich drehenden Rotationsantriebsmotor; und – einer Vorschubschraube mit einem Ende, an dem ein Antriebsmotor angebracht ist, um dafür zu sorgen, dass die Werkzeugwechseleinheit einen Vorschubvorgang für ein Werkzeug ausführt und auch ein Lösen/Befestigen des Werkzeugs unter Ausnutzung des Vorschubvorgangs ausführt; – wobei die Vorschubschraube parallel zur Rotationsachse der an einer Werkzeugwechselposition positionierten Werkzeugspindel verläuft.
Werkzeugwechsler mit: – einer Werkzeugwechseleinheit mit einer sich drehenden Welle mit einem Wechselarm, der an einem Ende derselben angebracht ist, sowie einem an ihrem anderen Ende angebrachten, sich drehenden Rotationsantriebsmotor; – einer geraden Führungsschiene zum Führen der Werkzeugwechseleinheit in einer Verschieberichtung; und – einer Vorschubschraube mit einem Ende, an dem ein Antriebsmotor angebracht ist, um die Werkzeugwechseleinheit entlang der Führungsschiene zu verschieben, um einen Vorschubvorgang für ein Werkzeug auszuführen; – wobei der Antriebsmotor die Vorschubschraube dreht, um dafür zu sorgen, dass die Werkzeugwechseleinheit von einer Unterbringungsposition aus verschoben wird und an einer Werkzeug-Zuführposition, an der ein Werkzeug aus einem Werkzeugmagazin gelöst/in ihm befestigt wird, und einer Werkzeugwechselposition, an der das Werkzeug von einer Werk zeugspindel gelöst/an ihr befestigt wird, stoppt, während die Drehung der Vorschubschraube dazu genutzt wird, das Lösen/Befestigen des Werkzeugs sowohl an der Werkzeug-Zuführposition als auch der Werkzeugwechselposition auszuführen; und – wobei die Werkzeugwechseleinheit den Wechselarm sowohl in der Werkzeug-Zuführposition als auch der Werkzeugwechselposition verdreht.
Werkzeugwechsler nach Anspruch 1 oder 2, ferner mit einer Untersetzungsgetriebeeinheit mit einer Eingangswelle und einer Ausgangswelle, die koaxial zueinander zwischen dem Wechselarm und dem sich drehenden Rotationsantriebsmotor vorhanden sind.
Werkzeugwechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Vorschubschraube außerhalb des maximalen Rotationskreises des durch den Wechselarm gehaltenen Werkzeugs angeordnet ist.
Werkzeugwechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Vorschubschraube innerhalb des minimalen Rotationskreises des durch den Wechselarm gehaltenen Werkzeugs angeordnet ist.
Werkzeugwechsler nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem entlang der Vorschubschraube innerhalb eines Vorschubverschiebebereichs der Werkzeugwechseleinheit mehrere Werkzeugmagazine angeordnet sind.
Werkzeugmaschine, die mit einem Werkzeugwechsler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 versehen ist, mit: – einem Detektor, der sich in enger Nachbarschaft zu einer Verschiebebahn des durch den Wechselarm innerhalb eines Vorschubverschiebebereichs der Werkzeugwechseleinheit gehalte nen Werkzeugs befindet, um die Werkzeuglänge und den Werkzeugdurchmesser des Werkzeugs zu messen; und – einer Einheit, die so konfiguriert ist, dass sie, auf Grundlage eines Ausgangssignals des Detektors, eine Korrektur der Werkzeuglänge und ein Erkennen eines Werkzeugbruchs unter Ausnutzung eines Vorschub-Verschiebevorgangs der Werkzeugwechseleinheit ausführt.
Werkzeugmaschine, die mit einem Werkzeugwechsler gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 versehen ist, mit: – einem an der Werkzeugwechseleinheit angebrachten Detektor; und – einer Einheit, die so konfiguriert ist, dass sie, auf Grundlage eines Ausgangssignals des Detektors, den Werkzeugdurchmesser oder die Werkzeuglänge des Werkzeugmagazins unter Verwendung eines Vorschub-Verschiebevorgangs der Werkzeugwechseleinheit misst.