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Diese Erfindung bezieht sich auf eine Multitasking-Werkzeugmaschine, die eine Mehrzahl von Werkzeughaltern und einen automatischen Werkzeugwechsler enthält, der konfiguriert ist, ein an einem oder mehreren der Werkzeughalter angebrachtes Werkzeug zu wechseln.
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Eine herkömmlich bekannte Multitasking-Werkzeugmaschine mit einer Mehrzahl von Werkzeughaltern enthält typischerweise einen automatischen Werkzeugwechsler, der ein Werkzeugmagazin aufweist, das konfiguriert ist, eine Vielfalt von Werkzeugen aufzubewahren und einen Werkzeugwechselarm, der konfiguriert ist, um eine sich in einer vorbestimmten Richtung erstreckende Achse drehbar zu sein, wobei ein an dem Werkzeughalter angebrachtes Werkzeug gegen jedes der in dem Werkzeugmagazin aufbewahrten Werkzeuge automatisch auswechselbar ist. Unter vorherrschenden Multitasking-Werkzeugmaschinen von diesem Typ kann die üblichste Konfiguration so sein, dass ein Werkzeug in einem ersten Werkzeughalter durch den automatischen Werkzeugwechsler wechselbar ist, während ein zweiter Werkzeughalter als ein Revolverkopfkonfiguriert ist, der eine vielflächige Form hat, von der jede Seite eine Struktur zum Halten eines Werkzeugs von einem bestimmten Typ hat, der sich von dem auf einer anderen Seite des vielflächigen Revolverkopfs gehaltenen Werkzeugs unterscheidet. Der Typ des für eine Bearbeitung durch den zweiten Werkzeughalter zu verwendenden Werkzeugs ist durch eine Drehung (d. h. eine Verschiebung in der Winkelposition) des Revolverkopfwerkzeughalters änderbar. In dieser Konfiguration sollte jedoch jedes Mal, wenn ein oder mehrere in dem zweiten Werkzeughalter gehaltene Werkzeuge ersetzt werden müssen, die Multitasking-Werkzeugmaschine für solch ein Ersetzen angehalten werden. Somit kann der Betrieb der Multitasking-Werkzeugmaschine nicht ohne ein Anhalten für einen längeren Zeitraum fortgesetzt werden.
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In dieser Hinsicht ist eine in der Veröffentlichung der
japanischen Patentanmeldung Nr. 58-160038 (
JP 58-160038 A ) vorgeschlagene Multitasking-Werkzeugmaschine konfiguriert, einen automatischen Werkzeugwechsler aufzuweisen, der ein Werkzeugmagazin und einen Werkzeugwechselarm enthält. Der automatische Werkzeugwechsler ist konfiguriert, in vorbestimmten Richtungen bewegbar zu sein, so dass der automatische Werkzeugwechsler verwendet werden kann, jegliche der an dem ersten Werkzeughalter und dem zweiten Werkzeughalter angebrachten Werkzeuge zu wechseln.
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Die Multitasking-Werkzeugmaschinen von diesem, wie in
JP 58-160038 A offenbarten, Typ hätte den Nachteil, dass das bewegliche Ausstattungsmerkmal des automatischen Werkzeugwechslers einen großen Mechanismus benötigt, was ein Ansteigen der Kosten der Werkzeugmaschine verursacht. Dementsprechend würde die Multitasking-Werkzeugmaschine im Ganzen größer und würde einen größeren Raum, der an seinem Installationsort belegt wird, erfordern.
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Es gibt eine Anforderung, eine verbesserte Multitasking-Werkzeugmaschine mit vorteilhaften Ausstattungsmerkmalen bereitzustellen, durch die an eine Mehrzahl von Werkzeughaltern angebrachte Werkzeuge gewechselt werden kann, ohne den Betrieb der Werkzeugmaschine anzuhalten, und die ohne eine wesentliche Erhöhung der Größe und der Herstellkosten der Werkzeugmaschine erreicht werden können.
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Die vorliegende Erfindung wurde bei einem Versuch getätigt, die obigen Nachteile zu eliminieren, und veranschaulichende, nicht beschränkende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können die obigen Nachteile und andere nicht oben beschriebene Nachteile überwinden.
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Gemäß einem Aspekt ist eine Multitasking-Werkzeugmaschine bereitgestellt, die einen ersten Werkzeughalter, einen zweiten Werkzeughalter, ein Werkzeugwechselteil und einen automatischen Werkzeugwechsler aufweist. Der erste Werkzeughalter enthält eine Werkzeugspindel, die konfiguriert ist, es zu ermöglichen, ein Werkzeug abnehmbar daran anzubringen. Der erste Werkzeughalter ist konfiguriert, in vorbestimmten Richtungen verschiebbar und in einen ersten Werkzeugwechselbereich, in dem das an der Werkzeugspindel des ersten Werkzeughalters angebrachte Werkzeug gegen ein anderes Werkzeug auswechselbar ist, und in einen zweiten Werkzeugwechselbereich bewegbar zu sein. Der zweite Werkzeughalter ist konfiguriert, es einem abnehmbar daran angebrachten Werkzeug zu ermöglichen, unabhängig von einem Anbringen oder Abnehmen des Werkzeugs an und von der Werkzeugspindel des ersten Werkzeughalters zu sein. Das Werkzeugwechselteil enthält zumindest einen Greifer, der konfiguriert ist, ein an den zweiten Werkzeughalter anzubringendes Werkzeug zu halten. Der automatische Werkzeugwechsler ist konfiguriert, das an der Werkzeugspindel des ersten in dem ersten Werkzeugwechselbereich positionierten Werkzeughalters angebrachte Werkzeug zu wechseln, und das Werkzeugwechselteil an die Werkzeugspindel des in dem ersten Werkzeugwechselbereich positionierten ersten Werkzeughalters abnehmbar anzubringen. Ein Auswechseln des an dem zweiten Werkzeughalter angebrachten Werkzeugs gegen ein anderes Werkzeug wird durch eine Bewegung des ersten Werkzeughalters, der sich mit dem an der Werkzeugspindel des ersten Werkzeughalters angebrachten Werkzeugwechselteil in dem zweiten Werkzeugwechselbereich befindet, ausgeführt, wobei die Bewegung ein Verschieben des ersten Werkzeughalters und/oder ein Drehen der Werkzeugspindel des ersten Werkzeughalters einschließt.
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In dieser Konfiguration kann das Werkzeugwechselteil, das zumindest einen Greifer enthält, der konfiguriert ist, ein an dem zweiten Werkzeughalter anzubringendes Werkzeug zu halten, durch den automatischen Werkzeugwechsler an die Werkzeugspindel des ersten Werkzeughalters angebracht werden. Das an dem zweiten Werkzeughalter angebrachte Werkzeug wird durch die Bewegung des ersten Werkzeughalters (mit dem an der Werkzeugspindel angebrachten Werkzeugwechselteil), der sich in dem zweiten Werkzeugwechselbereich befindet, gewechselt (das angebrachte Werkzeug wird davon abgenommen und ein neues Werkzeug wird daran angebracht). Um genauer zu sein, wird der erste Werkzeughalter mit dem an die Werkzeugspindel davon angebrachten Werkzeugwechselteil verschoben (eine translatorische Bewegung gemacht) und/oder die Werkzeugspindel, an die das Werkzeugwechselteil angebracht ist, wird gedreht. Dementsprechend kann ein Wechsel des an dem zweiten Werkzeughalter angebrachten Werkzeugs automatisch ausgeführt werden, ohne die Multitasking-Werkzeugmaschine anzuhalten und ohne den automatischen Werkzeugwechsler in eine Position zu bewegen, in der das an dem zweiten Werkzeughalter angebrachte Werkzeug durch den automatischen Werkzeugwechsler gewechselt werden kann. Als ein Ergebnis können eine Miniaturisierung und eine Herstellkostenreduzierung der Multitasking-Werkzeugmaschine erzielt werden.
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Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.
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Der obige Aspekt, andere Vorteile und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden durch eine detaillierte Beschreibung von veranschaulichenden, nicht beschränkenden Ausführungsformen davon unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht.
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1 ist eine schematische Darstellung einer Multitasking-Werkzeugmaschine von vorne.
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2 ist eine schematische Darstellung der Multitasking-Werkzeugmaschine von rechts.
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3 ist eine schematische Darstellung zum Veranschaulichen des Wechsels eines an dem ersten Werkzeughalter angebrachten Werkzeugs.
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4 ist eine schematische Darstellung zum Veranschaulichen des an einem zweiten Werkzeughalter angebrachten Werkzeugs.
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5 ist eine schematische Darstellung zum Veranschaulichen des Wechsels eines an dem zweiten Werkzeughalter angebrachten Werkzeugs.
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6A–6D sind schematische Darstellungen, die eine Vielfalt von Werkzeugwechselteilen zur Verwendung beim Wechseln eines an dem zweiten Werkzeughalter angebrachten Werkzeugs zeigt.
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Eine veranschaulichende, nicht beschränkende Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
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Zunächst wird unter Bezugnahme auf 1 und 2 ein allgemeiner Aufbau einer Multitasking-Werkzeugmaschine 1 beschrieben. Eine X-Achse, eine Y-Achse und eine Z-Achse sind drei zueinander rechtwinklige Achsen. In 1 erstreckt sich die X-Achse in der Aufwärts-und-Abwärts-Richtung, die Y-Achse erstreckt sich in der Vorwärts-und-Rückwärts-Richtung und die Z-Achse erstreckt sich in der Links-und-Rechts-Richtung.
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Die Multitasking-Werkzeugmaschine 1 weist zwei Werkzeughalter, einen ersten Werkzeughalter 9 und einen zweiten Werkzeughalter 10, auf. Der erste Werkzeughalter 9 ist konfiguriert, es einem Rotationswerkzeug zu ermöglichen, daran angebracht zu werden. Der zweite Werkzeughalter 10 ist konfiguriert, es einem Werkzeug zu ermöglichen, daran angebracht zu werden, wobei sich der Typ des an den zweiten Werkzeughalter 10 anzubringenden Werkzeugs von dem des an den ersten Werkzeughalter 9 anzubringenden Werkzeugs unterscheidet. Das Werkzeug kann unabhängig von dem Anbringen und Entfernen des Werkzeugs an und von dem ersten Werkzeughalter 9 abnehmbar an den zweiten Werkzeughalter 10 angebracht werden. Ein Spindelkasten 4 ist auf einem Bett 2 als einem Fußgestell vorgesehen. Der Spindelkasten 4 enthält eine Hauptspindel 3, die konfiguriert ist, um eine sich in der Links-und-Rechts-Richtung erstreckende Achse zu rotieren. Auf einer oberen Fläche des Betts 2 ist eine sich in einer Z-Achsen-Richtung erstreckende Z-Achsen-Führung 21 in einer Position näher zu der Rückseite vorgesehen, und eine andere sich in der Z-Achsen-Richtung erstreckende Z-Achsen-Führung 22 ist in einer Position näher zu der Vorderseite vorgesehen.
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Ein Bettschlitten 5 ist auf der Z-Achsen-Führung 21 angeordnet und konfiguriert, in der Z-Achsen-Richtung bewegbar zu sein. Auf einer oberen Fläche des Bettschlittens 5 ist eine sich in einer Y-Achsen-Richtung erstreckende Y-Achsen-Führung 23 vorgesehen. Eine Säule 6 ist auf der Y-Achsen-Führung 23 angeordnet und konfiguriert, in der Y-Achsen-Richtung beweglich zu sein. Auf einer vorderen Fläche der Säule 6 ist eine sich in einer X-Achsen-Richtung erstreckende X-Achsen-Führung 24 vorgesehen. Ein Werkzeugschlitten 7 ist auf der vorderen Fläche der Säule 6 angeordnet und konfiguriert, entlang der X-Achsen-Führung 24 in der X-Achsenrichtung bewegbar zu sein. Auf einer vorderen Fläche des Werkzeugschlittens 7 ist der erste Werkzeughalter 9 angeordnet und konfiguriert, um eine Achse (B-Achse), die sich in der Vorwärts-und-Rückwärts-Richtung erstreckt, drehbar zu sein. Auf diese Weise ist der erste Werkzeughalter 9 konfiguriert, mittels des Bettschlittens 5, der Säule 6 und des Werkzeugschlittens 7 in der X-Achsen-, der Y-Achsen- und der Z-Achsenrichtung beweglich (verschiebbar) zu sein. Der erste Werkzeughalter 9 enthält eine Werkzeugspindel 8, die konfiguriert ist, um eine Achse, die sich in der Aufwärts-und-Abwärts-Richtung erstreckt, drehbar zu sein, wenn der erste Werkzeughalter 9, wie in 1 gezeigt, durch ein Gedrehtwerden um die B-Achse in eine Winkelposition von 90° relativ zu der Horizontalen weitergeschaltet wird. Die Werkzeugspindel 8 ist konfiguriert, es dem Werkzeug T zu ermöglichen, abnehmbar daran angebracht zu werden. Das an die Werkzeugspindel 8 anzubringende Werkzeug T ist von einem Typ, so dass das Werkzeug T rotiert wird, wenn es für einen Bearbeitungsvorgang verwendet wird (d. h. ein Rotationswerkzeug).
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Der zweite Werkzeughalter 10 ist auf der Z-Achsen-Führung 22 angeordnet und konfiguriert, in der Z-Achsen-Richtung bewegbar zu sein. Der zweite Werkzeughalter 10 ist konfiguriert, es einem Werkzeug S zu ermöglichen, abnehmbar daran angebracht zu sein. Das an dem zweiten Werkzeughalter 10 anzubringende Werkzeug ist von einem Typ, der sich von dem Rotationswerkzeug T unterscheidet. Der zweite Werkzeughalter 10 enthält in seinem Inneren einen Weiterschaltmechanismus (nicht gezeigt), der konfiguriert ist, das Werkzeug S weiterzuschalten, um seine Position in der X-Achsen-Richtung zu ändern. Dementsprechend ist der zweite Werkzeughalter 10 konfiguriert, in der X-Achsen- und der Z-Achsenrichtung bewegbar zu sein. In der vorliegenden Ausführungsform ist der zweite Werkzeughalter 10 unterhalb des ersten Werkzeughalters 9 angeordnet.
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Ein automatischer Werkzeugwechsler ist in einer Position links von dem ersten Werkzeughalter 9, dem Werkzeugschlitten 7 und der Säule 6 angeordnet. Der automatische Werkzeugwechsler enthält einen Werkzeugwechselarm 11, ein Werkzeugmagazin (nicht gezeigt) und eine Fördereinrichtung 12. Der Werkzeugwechselarm 11 ist konfiguriert, um eine Achse, die sich in einer Links-und-Rechts-Richtung erstreckt, drehbar zu sein. Das Werkzeugmagazin ist konfiguriert, Werkzeuge von verschiedenen Typen aufzubewahren. Die Fördereinrichtung 12 ist konfiguriert, Werkzeuge zwischen dem Werkzeugwechselarm 11 und dem Werkzeugmagazin zu befördern. Der Werkzeugwechselarm 11 ist über dem Spindelkasten 4 angeordnet. Der Werkzeugwechselarm 11 ist eine bekannte Einrichtung, die ein Paar von Armabschnitten enthält, die von der Mitte aus radial in entgegen gesetzte Richtungen vorstehen.
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Die wie oben beschriebene Multitasking-Werkzeugmaschine 1 ist wie oben beschrieben konfiguriert, unter der Steuerung einer NC-Einrichtung (Steuerungsvorrichtung, nicht gezeigt), ein Bearbeiten des durch den Spindelkasten 4 gelagerten Werkstücks (nicht gezeigt) durch den ersten Werkzeughalter 9, der sich in der X-Achsen-, Y-Achsen- und Z-Achsenrichtung bewegt und um die B-Achse dreht, und durch den zweiten Werkzeughalter 10, der sich in der X-Achsen- und Z-Achsenrichtung bewegt, zu bewirken. Zusätzlich zu der Operation des ersten und des zweiten Werkzeughalters 9, 10 werden verschiedene andere Operationen, so wie die rotatorische Operation des Spindelkastens 4, die rotatorische Operation des an dem ersten Werkzeughalter 9 angebrachten Werkzeugs T und die Werkzeugwechselbetätigung, die später beschrieben wird, für ein an jedem Werkzeughalter 9, 10 angebrachtes Werkzeug unter der Steuerung der NC-Einrichtung ausgeführt.
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Um die eindeutigen Ausstattungsmerkmale der vorliegenden Erfindung darzustellen, wird nun eine spezifische Konfiguration für den Werkzeugwechselbetrieb für den ersten Werkzeughalter 9 und für den zweiten Werkzeughalter 10 unter Bezugnahme auf 3 bis 6 beschrieben. 3 zeigt eine Operation eines Wechsels eines an den ersten Werkzeughalter 9 angebrachten Werkzeugs. 4 und 5 zeigen eine Operation eines Wechselns eines an den zweiten Werkzeughalter 10 angebrachten Werkzeugs. 6A bis 6D zeigen eine Vielfalt von Werkzeugwechselteilen 31, 41, 51 und 61 zur Verwendung beim Wechseln eines an den zweiten Werkzeughalter 10 angebrachten Werkzeugs. Es sollte beachtet werden, dass eine Darstellung des Werkzeugwechselarms 11 in 4 und 5 um einer Vereinfachung willen weggelassen ist.
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Um ein Werkzeug des ersten Werkzeughalters 9 zu wechseln, wird zuerst ein neues an die Werkzeugspindel 8 anzubringendes Werkzeug bereitgestellt und dazu veranlasst, an einem der Armabschnitte des Werkzeugwechselarms 11 gehalten zu werden. Dann wird der erste Werkzeughalter 9, wie in 3 gezeigt, zu einer Position bei einem Winkel von 0° weitergeschaltet (veranlasst, um die B-Achse zu rotieren) und zu derselben Zeit wird der erste Werkzeughalter 9 betrieben, um sich in der X-Achsen-, Y-Achsen- und/oder Z-Achsenrichtung zu bewegen, so dass das derzeitig an der Werkzeugspindel 8 angebrachte Werkzeug auf einem Bewegungspfad der Endabschnitte der Armabschnitte, der erzeugt wird, wenn der Werkzeugwechselarm 11 gedreht wird, positioniert wird. Danach wird der Werkzeugwechselarm 11 gedreht, um zu veranlassen, das an der Werkzeugspindel 8 angebrachte Werkzeug in dem Endabschnitt von dem anderen der Armabschnitte (an dem kein Werkzeug gehalten wird) zu halten. Der erste Werkzeughalter 9 wird wieder betrieben, um sich z. B. in der Z-Achsenrichtung zu bewegen, um so das Werkzeug von der Werkzeugspindel 8 zu entfernen, und dann wird der Werkzeugwechselarm 11 gedreht und einer 180°-Drehung unterzogen, so dass das neue in dem Endabschnitt von einem der Armabschnitte gehaltene Werkzeug links von dem ersten Werkzeughalter 9 positioniert wird. Dann wird der erste Werkzeughalter 9 erneut betrieben, um sich z. B. in der Z-Achsenrichtung zu bewegen, um so das Werkzeug an die Werkzeugspindel 8 anzubringen, und der Werkzeugwechselarm 11 wird rotiert und einer 90°-Drehung unterzogen, um das Werkzeug freizugeben (sich davon wegzubewegen). Folglich ist die Werkzeugwechseloperation abgeschlossen. In dieser Operation wird sich auf einen Bereich, in dem ein an dem ersten Werkzeughalter 9 angebrachtes Werkzeug durch den automatischen Werkzeugswechsler gegen ein anderes Werkzeug auswechselbar ist, als einen ersten Werkzeugwechselbereich bezogen.
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Andererseits wird, um ein Werkzeug für den zweiten Werkzeughalter 10 zu wechseln, zuerst ein, wie in 6A gezeigtes, Werkzeugwechselteil 31 veranlasst, an einem der Armabschnitte von dem Werkzeugwechselarm 11 gehalten zu werden. Das Werkzeugwechselteil 31 enthält einen Schaftabschnitt (nicht gezeigt), der sich in 6 in einer Vorwärts- und Rückwärts-Richtung erstreckt, und ein Paar von Greifern 32a, 32b, die an dem vorderen Ende des Schaftabschnitts vorgesehen sind und radial davon in entgegen gesetzten Richtungen vorstehen. Jeder Greifer 32a, 32b hat einen Halteabschnitt, der sich in eine Rotationsrichtung des in einer Achse des Schaftabschnitts drehbaren Werkzeugwechselteils 31 öffnet. Der Halteabschnitt des Greifers 32a und der Halteabschnitt des Greifers 32b haben Formen, die bezüglich der Rotationsachse des Werkzeugwechselteils 31 (der Achse des Schaftabschnitts davon) zueinander rotationssymmetrisch sind.
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Bei dieser Operation wird das durch den Werkzeugwechselarm 11 bis zu dem Zeitpunkt gehaltene Werkzeugwechselteil 31 zeitweise an dem ersten Werkzeughalter 9 in der ersten Werkzeugwechselbereich angebracht, indem, wie oben beschrieben, der selben Operation nachgegangen wird wie beim Wechseln von einem an dem ersten Werkzeughalter 9 angebrachten Werkzeug. Die Fördereinrichtung 12 wird dann angesteuert, um, wie in 4 gezeigt, ein neues Werkzeug zu veranlassen, durch einen der Greifer (z. B. Greifer 32a) des an den ersten Werkzeughalter 9 angebrachten Werkzeugwechselteils 31 gehalten zu werden. Danach wird der erste Werkzeughalter 9, an den das Werkzeugwechselteil 31 angebracht ist, in eine Position bei einem Winkel von 90° weitergeschaltet (veranlasst, sich um die B-Achse zu drehen). Ferner wird der erste Werkzeughalter 9 betrieben, um sich in der X-Achsen-, Y-Achsen- und Z-Achsenrichtung in einen zweiten Werkzeugwechselbereich zu bewegen, der sich auf einen Bereich bezieht, in dem ein an dem zweiten Werkzeughalter 10 angebrachtes Werkzeug durch ein neues Werkzeug auszuwechseln ist, um genauer zu sein, kommen die Greifer 32a, 32b in eine Position, in der ein an dem in einer vorbestimmten Werkzeugwechselposition befindlichen zweiten Werkzeughalter 10 angebrachtes Werkzeug durch einen der Greifer 32a, 32b durch Rotieren der Werkzeugspindel 8 des ersten Werkzeughalters 9 gehalten werden kann, wenn der erste Werkzeughalter 9 in den zweiten Werkzeugwechselbereich bewegt wird. Zur selben Zeit wird der zweite Werkzeughalter 10 betrieben, um sich in der X-Achsen- und Z-Achsenrichtung zum Auswechseln des Werkzeugs zwischen dem zweiten Werkzeughalter 10 und dem ersten Werkzeughalter 9 zu der Werkzeugwechselposition zu bewegen.
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Danach wird die Werkzeugspindel 8 des ersten Werkzeughalters 9 in dem zweiten Werkzeugwechselbereich gedreht, so dass der Greifer 32b, an dem das Werkzeug nicht gehalten wird, veranlasst wird, das Werkzeug, das an dem zweiten Werkzeughalter 10 angebracht ist und bereit ist, durch ein neues ersetzt zu werden, zu halten. Nachfolgend wird beispielsweise der erste Werkzeughalter 9 betrieben, um sich in der X-Achsenrichtung (d. h. aufwärts) sich zu bewegen, um das Werkzeug von dem zweiten Werkzeughalter 10 zu entfernen. Dann wird, nachdem die Werkzeugspindel 8 gedreht ist und einer 180°-Drehung unterzogen ist, der erste Werkzeughalter 9 wieder in der X-Achseirichtung, aber entgegengesetzt (d. h. abwärts) bewegt, so dass das neue an dem Greifer 32a gehaltene Werkzeug, wie in 5 gezeigt, in den zweiten Werkzeughalter 10 eingefügt und daran angebracht wird. Schließlich wird die Werkzeugspindel 8 gedreht und einer 90°-Drehung unterzogen, um die Greifer 32a, 32b zu Positionen zu bewegen, in denen beide der Greifer 32a, 32b weg von dem zweiten Werkzeughalter 10 sind. Auf diese Weise wird die Werkzeugwechseloperation für den zweiten Werkzeughalter 10 abgeschlossen. Wenn die Werkzeugwechseloperation für den zweiten Werkzeughalter 10 in einer wie oben beschriebenen Weise abgeschlossen ist, werden die vorgenannten Verfahrensschritte rückwärts unternommen. Das heißt, dass das Werkzeug, das an den zweiten Werkzeughalter angebracht wurde, durch die Fördereinrichtung 12 von dem Werkzeugwechselteil 31 entfernt wird, dann das Werkzeugwechselteil 31 von der Werkzeugspindel 8 des ersten Werkzeughalters 9 entfernt wird, und ein gewünschtes Werkzeug durch Nachgehen derselben Operation wie der, die beim Auswechseln eines an den ersten Werkzeughalter 9 angebrachten Werkzeugs durch ein neues ausgeführt wird, angebracht wird.
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In der wie oben konfigurierten Multitasking-Werkzeugmaschine 1 enthält der erste Werkzeughalter 9 die Werkzeugspindel 8, die konfiguriert ist, es einem Werkzeug zu ermöglichen, abnehmbar daran angebracht zu werden. Der erste Werkzeughalter 9 ist konfiguriert, in der X-Achsen-, Y-Achsen- und Z-Achsenrichtung verschiebbar zu sein, und in den ersten Werkzeugwechselbereich, in dem das an der Werkzeugspindel 8 des ersten Werkzeughalters 9 angebrachte Werkzeug gegen ein anderes Werkzeug auswechselbar ist, und in einen zweiten Werkzeugwechselbereich verschiebbar zu sein. Der zweite Werkzeughalter 10 ist konfiguriert, es einem Werkzeug zu ermöglichen, unabhängig von einem Anbringen oder Entfernen des Werkzeugs an oder von der Werkzeugspindel 8 des ersten Werkzeughalters 9, ein Werkzeug daran abnehmbar anzubringen. Das Werkzeugwechselteil 31 enthält die Greifer 32a, 32b, die konfiguriert sind, ein an den zweiten Werkzeughalter 10 anzubringendes Werkzeug zu halten. Der automatische Werkzeugwechsler ist konfiguriert, das an der Werkzeugspindel 8 des ersten Werkzeughalters 9, der in dem ersten Werkzeugwechselbereich positioniert ist, angebrachte Werkzeug auszuwechseln und das Werkzeugwechselteil 31 an die Werkzeugspindel 8 des ersten Werkzeughalters 9, der in dem ersten Werkzeugwechselbereich positioniert ist, abnehmbar anzubringen. Ein Auswechseln des an dem zweiten Werkzeughalter 10 angebrachten Werkzeugs gegen ein anderes Werkzeug wird durch eine Bewegung des ersten Werkzeughalters 9, der sich in dem zweiten Werkzeugwechselbereich befindet, mit dem an der Werkzeugspindel 8 des ersten Werkzeughalters 9 angebrachten Werkzeugwechselteil 31 ausgeführt, wobei die Bewegung ein Verschieben des ersten Werkzeughalters 9 und/oder eine Drehung der Werkzeugspindel 8 des ersten Werkzeughalters 9 einschließt. Dementsprechend kann ein Wechsel des an dem zweiten Werkzeughalter 10 angebrachten Werkzeugs automatisch ausgeführt werden, ohne die Multitasking-Werkzeugmaschine 1 anzuhalten und ohne den automatischen Werkzeugwechsler in eine Position zu bewegen, in der das an dem zweiten Werkzeughalter 10 angebrachte Werkzeug durch den automatischen Werkzeugwechsler gewechselt werden kann. Als ein Ergebnis können eine Miniaturisierung und eine Reduzierung der Herstellkosten der Multitasking-Werkzeugmaschine 1 erreicht werden.
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Da das Werkzeugwechselteil 31 ein Paar von Greifern 32a, 32b enthält, die an dem vorderen Ende des sich in der Vorwärts- und Rückwärtsrichtung erstreckenden Schaftabschnitts vorgesehen sind, erstrecken sich dessen Greifer 32a, 32b darüber hinaus von dem Schaftabschnitt radial in entgegen gesetzten Richtungen. Jeder Greifer 32a, 32b hat einen Halteabschnitt, der sich in eine Drehrichtung des Werkzeugwechselteils 31, das auf einer Achse des Schaftabschnitts rotierbar ist, öffnet. In dieser Konfiguration kann ein an dem zweiten Werkzeughalter 10 angebrachtes Werkzeug durch die Verschiebebewegung des ersten Werkzeughalters 9 und des zweiten Werkzeughalters 10 in den vorbestimmten Richtungen (X-Achsen-, Y-Achsen- und/oder Z-Achsenrichtung) und die Drehung der Werkzeugspindel 8 des ersten Werkzeughalters 9 gegen ein neues ausgewechselt werden. Auf diese Weise ist keine spezielle Bewegung des ersten Werkzeughalters 9 und des zweiten Werkzeughalters 10 für ein Auswechseln der Werkzeuge erforderlich, und somit können die dargestellten Aspekte der vorliegenden Erfindung in der existierenden Ausrüstung erreicht werden und sind einfach zu realisieren.
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Die Konfigurationen der Multitasking-Werkzeugmaschine, die mit der vorliegenden Erfindung übereinstimmen, sind nicht auf die dargestellten, oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, sondern es ist so zu verstehen, dass, wo geeignet, verschiedene Modifikationen und Änderungen zu spezifischen Konfigurationen, z. B. dem grundsätzlichen Einrichten der Multitasking-Werkzeugmaschine, den strukturellen Merkmalen des Werkzeugwechselteils, den Konfigurationen bezüglich des Wechsels der Werkzeuge und anderen Merkmalen, getätigt werden können, ohne sich von dem Bereich der vorliegenden Erfindung zu entfernen.
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Beispielsweise können andere Werkzeugwechselteile 41, 51, wie in den 6B und 6C dargestellt, als das Werkzeugwechselteil, das mit der vorliegenden Erfindung übereinstimmt, als eine Alternative des Werkzeugwechselteils 31, das entsprechend der beispielhaften oben beschriebenen Ausführungsform konfiguriert ist, angenommen werden.
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Das Werkzeugwechselteil 41 enthält gleich dem Werkzeugwechselteil 31 einen Schaftabschnitt (nicht gezeigt), der sich in 6 in einer Vorwärts-und-Rückwärts-Richtung erstreckt, und ein Paar von Greifern 42a, 42b, die am vorderen Ende des Schaftabschnitts vorgesehen sind und davon radial in entgegen gesetzten Richtungen vorstehen. Jeder Greifer 42a, 42b hat einen Halteabschnitt, der sich in eine Richtung (Aufwärtsrichtung in 6B) öffnet, die senkrecht zu der Richtung der Achse des Schaftabschnitts und zu der Richtung des Vorstehens der Greifer 42a, 42b ist. Daher wird das an dem zweiten Werkzeughalter 10 angebrachte Werkzeug nicht durch ein Drehen der Werkzeugspindel 8 veranlasst, an den Greifern 42a, 42b gehalten oder davon losgelassen zu werden, sondern durch ein Veranlassen des ersten Werkzeughalters 9, sich in die Richtung des Öffnens der Halteabschnitte der Greifer 42a, 42b zu bewegen, wenn das an dem zweiten Werkzeughalter 10 angebrachte Werkzeug unter Verwendung des Werkzeugwechselteils 41 gewechselt wird. Darüber hinaus ist die Operation, die auszuführen ist, wenn die Positionen von zwei an dem Werkzeugwechselteil 41 angebrachten Werkzeugen (nach Aufnehmen eines Werkzeugs von dem zweiten Werkzeughalter 10, bevor ein neues Werkzeug in den zweiten Werkzeughalter 10 aufgenommen wird) über dem zweiten Werkzeughalter 10 zum Ersetzen gewechselt werden, nicht die Drehung der Werkzeugspindel 8, sondern die Verschiebung des ersten Werkzeughalters 9 in der Richtung des Vorstehens der Greifer 42a, 42b. Um genauer zu sein, wird, nachdem das Werkzeugwechselteil 41 an der Werkzeugspindel 8 angebracht ist, der erste Werkzeughalter 9 veranlasst, sich um die B-Achse zu drehen, und die Werkzeugspindel 8 wird gedreht, so dass das Werkzeugwechselteil 41 z. B. mit der Öffnungsrichtung der Halteabschnitte in der Y-Achsenrichtung abgewinkelt positioniert ist. Der so abgewinkelte Werkzeughalter 9 wird zu dem zweiten Werkzeugwechselbereich bewegt (verschoben). Danach wird das an dem zweiten in der Werkzeugwechselposition befindlichen Werkzeughalter 10 angebrachte zu ersetzende Werkzeug veranlasst, an einem der Greifer (z. B. dem Greifer 42b, an dem kein Werkzeug gehalten wird) gehalten zu werden. Nachdem das Werkzeug von dem zweiten Werkzeughalter 10 z. B. durch Bewegen des ersten Werkzeughalters 9 in der X-Achsen-Richtung (aufwärts) entfernt ist, wird der erste Werkzeughalter 9 z. B. in der Z-Achsenrichtung (nach rechts) bewegt. Dann wird der erste Werkzeughalter 9 z. B. in der X-Achsenrichtung (abwärts) bewegt, wobei ein neues an dem Greifer 42a gehaltenes Werkzeug in den zweiten Werkzeughalter 10 eingeführt und daran angebracht wird. Nachfolgend wird der erste Werkzeughalter 9 wieder in der Y-Achsen-Richtung (rückwärts) bewegt, um sich von dem zweiten Werkzeughalter 10 zu entfernen. Auf diese Weise wird die Werkzeugwechseloperation für den zweiten Werkzeughalter 10 abgeschlossen.
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Gleich dem Werkzeugwechselteil 31 enthält das Werkzeugwechselteil 51 auch einen Schaftabschnitt (nicht gezeigt), der sich in 6 in der Vorwärts- und Rückwärts-Richtung erstreckt, und ein Paar von Greifern 52a, 52b, die an dem vorderen Ende des Schaftabschnitts vorgesehen sind und davon radial in entgegen gesetzten Richtungen vorstehen. Jeder Greifer 52a, 52b hat einen Halteabschnitt, der sich in der Richtung des Vorstehens der Greifer 52a, 52b (linkswärtige- und rechtswärtige-Richtung) öffnet. Daher wird, wenn das an dem zweiten Werkzeughalter 10 angebrachte Werkzeug unter Verwendung des Werkzeugwechselteils 51 gewechselt wird, das an dem zweiten Werkzeughalter 10 angebrachte Werkzeug durch Veranlassen des ersten Werkzeughalters 9, sich in die Öffnungsrichtung der Halteabschnitte der Greifer 52a, 52b zu bewegen, dazu veranlasst, an den Greifern 52a, 52b gehalten oder davon losgelassen zu werden. Die Positionen von zwei an dem Werkzeugwechselteil 51 angebrachten Werkzeugen werden über dem zweiten Werkzeughalter 10 zum Ersetzen bei der Drehung der Werkzeugspindel 8 ausgewechselt. Um genauer zu sein, wird, nachdem das Werkzeugwechselteil 51 an der Werkzeugspindel 8 angebracht ist, der erste Werkzeughalter 9 dazu veranlasst, sich um die B-Achse zu drehen, und die Werkzeugspindel 8 wird gedreht, so dass das Werkzeugwechselteil 51 z. B. in der Richtung des Öffnens der in der Z-Achsenrichtung abgewinkelten Halteabschnitte positioniert ist. Der so abgewinkelte erste Werkzeughalter 9 wird zu dem zweiten Werkzeugwechselbereich bewegt (verschoben). Dadurch wird durch Bewegen des ersten Werkzeughalters 9 in der Z-Achsenrichtung das zu ersetzende an dem zweiten Werkzeughalter 10 angebrachte Werkzeug dazu veranlasst, an einem der Greifer (z. B. dem Greifer 52b, an dem kein Werkzeug gehalten wird) gehalten zu werden. Nachdem das Werkzeug von dem zweiten Werkzeughalter 10 z. B. durch Bewegen des ersten Werkzeughalters 9 in der X-Achsenrichtung (aufwärts) entfernt ist, wird die Werkzeugspindel 8 gedreht und einer 180°-Drehung unterzogen. Dann wird der erste Werkzeughalter 9 wieder betrieben, um sich z. B. in der X-Achsen-Richtung (abwärts) zu bewegen, wobei ein neues an dem Greifer 52a gehaltenes Werkzeug in den zweiten Werkzeughalter 10 eingepasst und daran angebracht wird. Nachfolgend wird der erste Werkzeughalter 9 in der Z-Achsen-Richtung von dem zweiten Werkzeughalter 10 wegbewegt. Auf diese Weise wird die Werkzeugwechseloperation für den zweiten Werkzeughalter 10 abgeschlossen.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform und in seinen Alternativen sind nur zwei Greifer in jedem Werkzeugwechselteil vorgesehen. Jedoch können, wie in 6D gezeigt, z. B. drei oder mehrere Greifer 62a–62d (eine Vier-Greifer-Konfiguration ist darin dargestellt) in einem einzelnen Werkzeugwechselteil 61 vorgesehen sein.
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Im Gegensatz dazu kann ein Werkzeugwechselteil, das stattdessen nur einen Greifer enthält, angenommen werden. In dieser Konfiguration kann die Werkzeugwechseloperation für den zweiten Werkzeughalter 10 wie nachstehend beschrieben durchgeführt werden. Nachdem das Werkzeug von dem zweiten Werkzeughalter 10 entfernt ist, wird der erste Werkzeughalter 9 dazu veranlasst, zu einer Position, in der der automatische Werkzeugwechsler arbeitet, zurückzukehren, und Werkzeuge werden zwischen dem automatischen Werkzeugwechsler und dem ersten Werkzeughalter ausgetauscht. Danach wird der erste Werkzeughalter 9 dazu veranlasst, zu einer Position nahe dem zweiten Werkzeughalter zurückzugehen, und ein neues Werkzeug wird an den zweiten Werkzeughalter 10 angebracht.
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Darüber hinaus kann ein dritter Werkzeughalter in der Multitasking-Werkzeugmaschine vorgesehen sein. Der zweite Werkzeughalter 10 kann als ein Revolverkopf konfiguriert sein, der eine vielflächige Form hat, von der jede Seite einen Aufbau zum Halten eines Werkzeugs von einem speziellen Typ hat, der unterschiedlich von dem eines Werkzeugs ist, das an einer anderen Seite des vielflächigen Revolverkopfs gehalten wird. Darüber hinaus können der zweite Werkzeugwechselbereich sowie die Werkzeugwechselposition als ein vorbestimmter Bereich konfiguriert sein, der sich an einer ortsfesten Position in der Multitasking-Werkzeugmaschine befindet. Andererseits kann der zweite Werkzeugwechselbereich als ein Bereich konfiguriert sein, der jederzeit wenn die Werkzeugwechseloperation notwendig ist, basierend auf der Position des zweiten Werkzeughalters 10, zu diesem Zeitpunkt festzulegen ist. Zusätzlich kann die Multitasking-Werkzeugmaschine so konfiguriert sein, dass nicht nur der erste Werkzeughalter 9, sondern auch der zweite Werkzeughalter 10 dazu veranlasst wird, sich zu bewegen, wenn das Werkzeug von dem zweiten Werkzeughalter 10 entfernt wird oder darin eingebracht wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 58-160038 [0003]
- JP 58-160038 A [0003, 0004]
