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ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen automatischen Werkzeugwechsler, der zum automatischen Austauschen eines Werkzeugs imstande ist, das in einer Werkzeugmaschine benutzt wird.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Herkömmlicherweise werden automatische Werkzeugwechsler, die automatisch Werkzeuge austauschen, welche an einer Spindel von Werkzeugmaschinen angebracht sind, benutzt. Eine derartige Werkzeugwechslervorrichtung weist mehrere Werkzeuge, die zur Arbeit notwendig sind, dafür voreingestellt auf und ist zum automatischen Austauschen eines Werkzeugs, das an der Spindel der Werkzeugmaschine angebracht ist, mit einem Werkzeug, das gemäß dem Verarbeitungszustand spezifiziert ist, durch Ausführen eines Drehbetriebs eines Werkzeugmagazins zum Weiterschalten des Werkzeugs und Anbringen/Abnehmen des Werkzeugs an der/von der Spindel konfiguriert.
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4 und 5 sind Ansichten, die die einen herkömmlichen Werkzeugwechsler zeigen, und ein Werkzeugmagazin ist drehend in einer Richtung beweglich hergestellt, die es dem Werkzeugmagazin ermöglicht, sich dem Spindelkopf anzunähern oder sich davon zu trennen.
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Bei einem derartigen automatischen Werkzeugwechsler kann das gesamte Magazin aus der Nachbarschaft des Spindelkopfs während der Verarbeitung bewegt werden, und daher kann ein Verarbeitungsbereich weiter hergestellt sein. Zudem kann der Spindelkopf größer als in dem Fall hergestellt sein, in dem das Magazin nicht beweglich ist, und daher kann die Steifigkeit der Spindel erhöht sein.
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JP 63-062630 A offenbart einen automatischen Werkzeugwechsler einer Werkzeugmaschine in einem Modus, in dem ein Spindelmotor zum Antreiben des Werkzeugmagazins zum Drehen benutzt ist, wobei der Verarbeitungsbereich dadurch weit gesichert ist, dass das Werkzeugmagazin drehend in einer Richtung beweglich hergestellt ist, die es dem Werkzeugmagazin ermöglicht, sich dem Spindelkopf anzunähern oder sich davon zu trennen.
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Einigen automatischen Werkzeugwechslern wurde ermöglicht, einen Verarbeitungsbereich weit zu sichern oder die Steifigkeit der Spindel zu erhöhen, indem das Werkzeugmagazin drehend in einer Richtung beweglich hergestellt wurde, die es dem Werkzeugmagazin ermöglicht, sich dem Spindelkopf anzunähern oder sich davon zu trennen.
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Jedoch ändert sich gemäß der obigen herkömmlichen Technologie und dem automatischen Werkzeugwechsler einer Werkzeugmaschine, der in
JP 63-062630 A offenbart ist, die Position eines Magazinantriebsmotors mit der Bewegung einer Welle der Werkzeugmaschine, und daher kann das Werkzeugmagazin nur dann einen Drehbetrieb ausführen, wenn das Werkzeugmagazin in einer Position in Annäherung an den Spindelkopf als eine Werkzeugaustauschposition ist und außerdem die Welle der Werkzeugmaschine in einer vorgegebenen Position ist.
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Die
DE 10 2010 029 530 A1 zeigt einen Werkzeugwechsler, bei dem die Spindel über eine Oldham-Kupplung eine Werkzeugtrommel drehen kann.
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KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
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Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen automatischen Werkzeugwechsler vorzusehen, der dazu imstande ist, ein Werkzeugmagazin zu drehen, wenn das Werkzeugmagazin in einer Position in Annäherung an einen Spindelkopf ist, ohne durch eine Position einer Welle einer Werkzeugmaschine beeinflusst zu werden.
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Ein automatischer Werkzeugwechsler einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung enthält einen Spindelkopf, der eine Spindel drehend stützt, ein Werkzeugmagazin mit mehreren Greifern, die zum Halten eines Werkzeugs konfiguriert sind, an einem Umfang des Werkzeugmagazins, eine Drehachse, die zum Drehen des Werkzeugmagazins und Bewirken, dass das Werkzeugmagazin das Werkzeug weiterschaltet, konfiguriert ist, eine Drehwelle, die zum Drehen des Werkzeugmagazins in einer Richtung konfiguriert ist, wodurch bewirkt ist, dass sich das Werkzeugmagazin dem Spindelkopf annähert oder davon trennt, und einen Magazinantriebsmotor, der zum Drehen des Werkzeugmagazins konfiguriert ist, wobei der Magazinantriebsmotor an einer nichtbeweglichen Einheit der Werkzeugmaschine befestigt ist, das Werkzeugmagazin eine werkzeugmagazinseitige Kraftübertragungseinheit enthält, der Magazinantriebsmotor eine magazinantriebsmotorseitige Kraftübertragungseinheit enthält, und wobei, wenn sich das Werkzeugmagazin drehend bewegt und eine Annäherungsposition an den Spindelkopf erreicht, die werkzeugmagazinseitige Kraftübertragungseinheit und die magazinantriebsmotorseitige Kraftübertragungseinheit verbunden werden.
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Mit der obigen Konfiguration ist der Magazinantriebsmotor an der nichtbeweglichen Einheit der Werkzeugmaschine befestigt, und daher werden die werkzeugmagazinseitige Kraftübertragungseinheit und die magazinantriebsmotorseitige Kraftübertragungseinheit durch Bewirken, dass sich das Werkzeugmagazin drehend zu einer Position in Annäherung an den Spindelkopf bewegt, verbunden, sodass ein Drehbetrieb des Werkzeugmagazins ausgeführt werden kann, ohne durch die Position der Drehwelle der Werkzeugmaschine beeinflusst zu sein.
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Die werkzeugmagazinseitige Kraftübertragungseinheit kann ein werkzeugmagazinseitiges Getrieberad enthalten, und die magazinantriebsmotorseitige Kraftübertragungseinheit kann ein magazinantriebsmotorseitiges Getrieberad enthalten, sodass die werkzeugmagazinseitige Kraftübertragungseinheit und die magazinantriebsmotorseitige Kraftübertragungseinheit dazu konfiguriert sind, durch das werkzeugmagazinseitige Getrieberad und das magazinantriebsmotorseitige Getrieberad verbunden zu werden.
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Mit der obigen Konfiguration werden das Werkzeugmagazin und der Magazinantriebsmotor durch Bewirken, dass sich das Werkzeugmagazin drehend zu einer Position in Annäherung an den Spindelkopf bewegt, durch Getrieberäder verbunden, sodass, sodass ein Drehbetrieb des Werkzeugmagazins ausgeführt werden kann, ohne durch die Position der Welle der Werkzeugmaschine beeinflusst zu sein.
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Eines des Werkzeugmagazins und des Magazinantriebsmotors kann eine Feder enthalten und das andere kann eine Federnut enthalten, sodass die werkzeugmagazinseitige Kraftübertragungseinheit und die magazinantriebsmotorseitige Kraftübertragungseinheit dazu konfiguriert sind, durch die Feder und die Federnut verbunden zu werden.
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Mit der obigen Konfiguration werden das Werkzeugmagazin und der Magazinantriebsmotor durch Federkupplung verbunden, wobei bewirkt ist, dass sich das Werkzeugmagazin drehend zu einer Position in Annäherung an den Spindelkopf bewegt, sodass ein Drehbetrieb des Werkzeugmagazins ausgeführt werden kann, ohne durch die Position der Welle der Werkzeugmaschine beeinflusst zu werden.
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Durch Beinhalten der obigen Konfiguration kann die vorliegende Erfindung einen automatischen Werkzeugwechsler vorsehen, der zum Drehen eines Werkzeugmagazins imstande ist, wenn das Werkzeugmagazin in einer Position in Annäherung an einen Spindelkopf ist, ohne durch die Position einer Welle einer Werkzeugmaschine beeinflusst zu werden.
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Figurenliste
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Die obigen und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden Erfindung gehen aus den folgenden Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen hervor. Es zeigen:
- 1 eine schematische Ansicht bei Betrachtung eines automatischen Werkzeugwechslers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung von einer Seite;
- 2 eine schematische Ansicht bei Betrachtung des automatischen Werkzeugwechslers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung aus einer Schrägrichtung;
- 3 eine Ansicht, die eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
- 4 eine schematische Ansicht bei Betrachtung einer Werkzeugmaschine mit einem herkömmlichen automatischen Werkzeugwechsler von einer Vorderseite;
- 5 eine schematische Ansicht bei Betrachtung der Werkzeugmaschine mit dem herkömmlichen automatischen Werkzeugwechsler von der Seite; und
- 6 eine schematische Ansicht bei Betrachtung von Zuständen, in denen sich ein Werkzeugmagazin drehend in einer Richtung in Annäherung an einen Spindelkopf und Trennung davon im herkömmlichen automatischen Werkzeugwechsler bewegt, von der Seite.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden wird zunächst eine herkömmliche Technologie beschrieben.
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4 ist eine schematische Ansicht bei Betrachtung einer Werkzeugmaschine mit einem herkömmlichen automatischen Werkzeugwechsler von der Vorderseite. Bezugszeichen 1 bezeichnet ein Werkzeugmagazin, die mehrere Greifer 3 an einem Umfang davon enthält. Jeder der Greifer 3 kann ein Werkzeug 2 greifen. Das Werkzeugmagazin 1 kann einen Drehbetrieb durchführen und schaltet das Werkzeug 2 in einer Werkzeugaustauschposition als eine Position 4, die als eine Position „4“ in 4 zum Werkzeugaustausch angegeben ist, weiter.
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5 ist eine schematische Ansicht bei Betrachtung der Werkzeugmaschine mit dem herkömmlichen automatischen Werkzeugwechsler von der Seite. Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Magazinstützeinheit, und ein Spindelkopf 8 und eine Spindel 7 sind an der Magazinstützeinheit 5 angebracht und der Spindelkopf 8 enthält einen Magazinantriebsmotor 9. Zudem ist ein magazinantriebsmotorseitiges Getrieberad 11 die Spindel 7 umgebend vorgesehen.
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Des Weiteren bezeichnet Bezugszeichen 1 das Werkzeugmagazin, das schwenkbar durch die Magazinstützeinheit 5 auf einem Hebelpunkt 6 gestützt ist. Das Werkzeugmagazin 1 enthält ein werkzeugmagazinseitiges Getrieberad 10 und eine Magazinwelle 12. Zudem ist ein Greifer 3 in einer Spitzeneinheit des Werkzeugmagazins 1 vorgesehen, und der Greifer 3 kann das Werkzeug 2 greifen. Das werkzeugmagazinseitige Getrieberad 10 kann auf einer Drehachse 13 bezüglich der Magazinwelle 12 drehen, und wenn magazinantriebsmotorseitige Getrieberad 11 und das werkzeugmagazinseitige Getrieberad 10 in Eingriff stehen, wird die Kraft vom Magazinantriebsmotor 9 über das magazinantriebsmotorseitige Getrieberad 11 und das werkzeugmagazinseitige Getrieberad 10 übertragen, und das Werkzeugmagazin 1 führt einen Drehbetrieb durch.
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6 ist eine schematische Ansicht bei Betrachtung von Zuständen, in denen sich ein Werkzeugmagazin drehend in einer Richtung in Annäherung an den Spindelkopf 8 und Trennung davon im herkömmlichen automatischen Werkzeugwechsler bewegt, von der Seite, und (a) von 6 zeigt eine Trennposition und (b) und (c) von 6 zeigen Annäherungspositionen.
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Wenn ein Werkzeug ausgetauscht wird, führt das Werkzeugmagazin 1 einen Drehbetrieb in einer Richtung, die die Annäherung an den Spindelkopf 8 ermöglicht, durch drehendes Bewegen um den Hebelpunkt 6 durch. Dementsprechend greift der Greifer 3 das Werkzeug 2, das n der Spindel 7 angebracht ist.
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Dann bewegt die Werkzeugmaschine die Spindel zum Verbinden des werkzeugmagazinseitigen Getrieberads 10 und des magazinantriebsmotorseitigen Getrieberads 11. Dementsprechend ist es dem Werkzeugmagazin 1 ermöglicht, einen Drehbetrieb durchzuführen.
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Daher kann der Verarbeitungsbereich dadurch weit gesichert sein, dass das Werkzeugmagazin 1 drehend zwischen der Annäherungsposition und der Trennposition hergestellt ist. Zudem kann der Spindelkopf 8 größer hergestellt sein, sodass eine Struktur mit hoher Steifigkeit erzielt sein kann.
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Beim automatischen Werkzeugwechsler in diesem Modus kann ein Drehbetrieb des Werkzeugmagazins 1 jedoch nur dann ausgeführt werden, wenn die Position der Spindel 7 die Position in (c) von 6 ist. Daher ist es notwendig, einen Drehbetrieb des Werkzeugmagazins 1 durchzuführen, nachdem der Greifer 3 das Werkzeug 2 gegriffen hat, wenn die Position der Spindel 7 die Position in 6B ist, um die Position der Spindel 7 zur Position in 6C zu bewegen.
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Im Folgenden werden einige Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1, 2 zeigen einen automatischen Werkzeugwechsler gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, 1 ist eine schematische Ansicht bei Betrachtung von einer Seite, 2 ist eine schematische Ansicht bei Betrachtung aus einer Schrägrichtung, wobei (a) von 1 und 2 eine Trennposition zeigt und (b) von 1 und 2 eine Annäherungsposition zeigt. Das Werkzeugmagazin 1 in der vorliegenden Ausführungsform ist wie in der herkömmlichen Technologie schwenkbar durch die Magazinstützeinheit 5 gestützt, sodass es drehend um den Hebelpunkt 6 beweglich ist. Andere Einheiten als der Magazinantriebsmotor 9 sind dieselben wie jene in der herkömmlichen Technologie, und ihre Beschreibung wird unter Zuweisung derselben Bezugszeichen weggelassen.
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Die vorliegende Ausführungsform ist derart konfiguriert, dass der Magazinantriebsmotor 9 an einer nichtbeweglichen Einheit einer Werkzeugmaschine befestigt ist und die Richtung, in der das magazinantriebsmotorseitige Getrieberad 11 verläuft, im Wesentlichen parallel zu der Richtung ist, in der die Spindel 7 verläuft. Durch Annehmen einer derartigen Konfiguration wird, wenn das Werkzeugmagazin 1 einen Drehbetrieb in einer Richtung durchführt, die die Annäherung an den Spindelkopf 8 ermöglicht, das werkzeugmagazinseitige Getrieberad 10 gekippt und mit dem magazinantriebsmotorseitigen Getrieberad 11 in Eingriff gebracht, sodass ein Drehbetrieb des Werkzeugmagazins 1 durchgeführt werden kann.
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In der vorliegenden Ausführungsform sind der Magazinantriebsmotor 9 und das magazinantriebsmotorseitige Getrieberad 11 in der nichtbeweglichen Einheit der Werkzeugmaschine statt an der Spindel 7 vorgesehen, und daher sind das werkzeugmagazinseitige Getrieberad 10 und das magazinantriebsmotorseitige Getrieberad 11 unabhängig von den Positionen der Spindel 7 und des Spindelkopfs 8 zur Ineingriffnahme konfiguriert. Dementsprechend werden das werkzeugmagazinseitige Getrieberad 10 und das magazinantriebsmotorseitige Getrieberad 11 selbst dann in Eingriff gebracht, wenn die Spindel der Werkzeugmaschine nicht in einer vorgegebenen Position ist, und ein Drehbetrieb des Werkzeugmagazins 1 kann durchgeführt werden, wenn die Spindel 7 und der Spindelkopf 8 irgendwo positioniert sind. Da ein Drehbetrieb des Werkzeugmagazins 1 durchgeführt werden kann, wenn die Spindel 7 und der Spindelkopf 8 irgendwo positioniert sind, kann der Drehbetrieb des Werkzeugmagazins 1 gestartet werden, ohne zu warten, bis die Spindelbewegung der Werkzeugmaschine anhält, sodass die Werkzeugaustauschzeit verkürzt sein kann.
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In der vorliegenden Ausführungsform ist der Magazinantriebsmotor 9 in der Magazinstützeinheit 5 als eine von nichtbeweglichen Einheiten der Werkzeugmaschine vorgesehen, wobei die Einrichtungsposition des Magazinantriebsmotors 9 jedoch nicht auf die obige Position beschränkt ist und jede Position sein kann, die eine nichtbewegliche Einheit der Werkzeugmaschine ist und nicht durch die Position der Spindel beeinflusst ist.
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3 ist eine Ansicht, die eine andere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Magazinantriebsmotor 9 an einer nichtbeweglichen Einheit der Werkzeugmaschine befestigt. Wenn das Werkzeugmagazin 1 einen Drehbetrieb in einer Richtung durchführt, die Annäherung an den Spindelkopf 8 ermöglicht, wird das werkzeugmagazinseitige Getrieberad 10 gekippt und mit dem magazinantriebsmotorseitigen Getrieberad 11 verbunden. In diesem Fall ist eine Federnut 14 im werkzeugmagazinseitigen Getrieberad 10 vorgesehen und eine Feder 15 im magazinantriebsmotorseitigen Getrieberad 11 vorgesehen. Wenn das werkzeugmagazinseitige Getrieberad 10 und das magazinantriebsmotorseitigen Getrieberad 11 verbunden werden, werden die Feder 15 und die Federnut 14 zusammengepasst. Dementsprechend kann ein Drehbetrieb des Werkzeugmagazins 1 durchgeführt werden.
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Im Übrigen ist in der vorliegenden Ausführungsform die Feder 15 im magazinantriebsmotorseitigen Getrieberad 11 vorgesehen und die Federnut 14 im werkzeugmagazinseitigen Getrieberad 10 vorgesehen, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf das obige Beispiel beschränkt ist. Umgekehrt kann ebenso eine Ausführungsform angenommen sein, in der die Feder 15 im werkzeugmagazinseitigen Getrieberad 10 vorgesehen ist und die Federnut 14 im magazinantriebsmotorseitigen Getrieberad 11 vorgesehen ist.
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Es wurde ein Beispiel beschrieben, bei dem, wenn das Werkzeugmagazin 1 einen Drehbetrieb durchführt, der Annäherung an die Spindel 7 ermöglicht, das Werkzeugmagazin 1 und der Magazinantriebsmotor 9 durch eine Feder und eine Federnut verbunden werden, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht auf ein derartiges Beispiel beschränkt ist. Jegliche Konfiguration, in der das Werkzeugmagazin 1 und der Magazinantriebsmotor 9 in Verbindung mit der Annäherung des Werkzeugmagazins 1 an die Spindel 7 oder den Spindelkopf 8 in Begleitung eines Drehbetriebs davon verbunden werden, ist ebenfalls in der vorliegenden Erfindung enthalten.
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Außerdem ist in der obigen Ausführungsform ein Fall, in dem ein Getrieberad als Kraftübertragungsmechanismus zwischen dem Werkzeugmagazin und dem Magazinantriebsmotor benutzt ist, als Beispiel angeführt, wobei jedoch andere Mechanismen zur Kraftübertragung, die gewöhnlich benutzt werden, ebenfalls zum Übertragen von Kraft zwischen beiden benutzt werden können.