DE102016211765A1 - Werkzeugwechsler - Google Patents

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DE102016211765A1
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Dai Wakisaka
Akira Kimura
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DMG Mori Co Ltd
Original Assignee
DMG Mori Co Ltd
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Abstract

Ein Schwenk-Werkzeugwechsler, der zum Minimieren einer Wartezeit und dadurch Auswechseln von Werkzeugen in einer kurzen Zeit fähig ist, ist geliefert. Ein Werkzeugwechsler 1 enthält ein Werkzeugmagazin 2, eine Trägerwelle 10, die angeordnet ist, um eine Mittelachse parallel zu einer Achse einer Werkzeugspindel 51 aufzuweisen, eine Antriebseinrichtung 13 zum Drehen der Trägerwelle 10 um die Mittelachse herum und Bewegen der Trägerwelle (10) in Achsenrichtung, drei Werkzeugwechselarme 15a, 15b und 15c, die an der Trägerwelle 10 befestigt sind und jeweils eine Werkzeughalteeinheit 16 aufweisen, eine Werkzeugtransfereinrichtung 45 zum Transferieren eines Werkzeugtopfes 3 von dem Werkzeugmagazin 2 zu einer Bereitschaftsposition und einen Topf 41 zum provisorischen Platzieren, der an einer Position zum provisorischen Platzieren angeordnet ist. Der Werkzeugwechsler 1 beginnt mit einer Werkzeugwechseloperation in einem Zustand, in dem ein an der Werkzeugspindel 51 anzubringendes Werkzeug, ein als Nächstes zu verwendendes Werkzeug und ein nach dem nächsten Werkzeug zu verwendendes Werkzeug durch die Werkzeughalteeinheiten 16 der Werkzeugwechselarme 15a, 15b und 15c gehalten werden.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Werkzeugwechsler, der ein an einer Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine angebrachtes Werkzeug gegen ein nächstes Werkzeug auswechselt, das an einer vorbestimmten Position positioniert ist.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Der oben erwähnte Werkzeugwechsler wechselt üblicherweise ein an einer Werkzeugspindel angebrachtes Werkzeug gegen ein nächstes Werkzeug aus, indem derselbe eine Vielzahl von Werkzeughalteeinheiten, die auf einem Werkzeugwechselarm vorgesehen sind, die Werkzeuge halten lässt, und der Werkzeugwechsler ist in zwei verschiedene Arten, d. h. die so genannte Schwenkart und Einführart, basierend auf dem Verhalten desselben zum Verursachen, dass die Werkzeughalteeinheiten die Werkzeuge halten, klassifiziert.
  • Der Schwenk-Werkzeugwechsler enthält üblicherweise einen Werkzeugwechselarm mit einer Werkzeughalteeinheit an beiden Enden desselben, die eine Öffnung in einer Seitenfläche einer Endseite des Werkzeugwechselarms aufweist, eine parallel zu einer Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine vorgesehene Trägerwelle zum Lagern des Werkzeugswechselarms und einen Drehantriebsmotor. Der Schwenk-Werkzeugwechsler enthält ferner eine Dreheinrichtung, die den Werkzeugwechselarm um eine Achse der Trägerwelle herum durch Verwenden einer Rotationsleistung des Drehantriebsmotors dreht, eine Vorschub- und Ruckzugeinrichtung, die einen Vorschub- und Rückzug-Antriebsmotor und eine Kugelumlaufspindel enthält und den Werkzeugwechselarm entlang der Trägerwelle mit der Kugelumlaufspindel, die durch den Vorschub- und Rückzug-Antriebsmotor angetrieben wird, vorschiebt und zurückzieht, und andere Komponenten.
  • Bei diesem Schwenk-Werkzeugwechsler wird der Werkzeugwechselarm zunächst um die Achse der Trägerwelle herum gedreht, um zu verursachen, dass eine Werkzeughalteeinheit und die andere Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten des Werkzeugwechselarms ein an der Spindel angebrachtes Werkzeug (erstes Werkzeug) bzw. ein nächstes Werkzeug (zweites Werkzeug), das an einer Standby- bzw. Bereitschaftsposition positioniert ist, zu halten. Anschließend wird der Werkzeugwechselarm entlang der Trägerwelle vorgeschoben oder zurückgezogen, um das erste Werkzeug aus der Werkzeugspindel herauszuziehen, und der Werkzeugwechselarm um 180 Grad um die Achse der Trägerwelle herum gedreht. Danach wird der Werkzeugwechselarm entlang der Trägerwelle vorgeschoben oder zurückgezogen, um das zweite Werkzeug an der Spindel anzubringen. Somit wird das an der Werkzeugspindel angebrachte erste Werkzeug gegen das zweite Werkzeug ausgewechselt.
  • In Bezug auf den oben erwähnten Einführ-Werkzeugwechsler wurde ferner ein automatischer Werkzeugwechsler vorgeschlagen, der in der japanischen geprüften Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer S47-33112 offenbart ist.
  • Dieser Einführ-Werkzeugwechsler enthält einen Spinnen- bzw. Kreuzarm (spider arm) mit vier Armen (erster bis vierter Arm), die auf demselben in 90°-Abständen vorgesehen sind, wobei die Arme jeweils eine Werkzeughalteeinheit mit einer Öffnung in der Endfläche des Arms aufweisen, eine Antriebseinrichtung, die den Kreuzarm in eine normale Richtung um eine Mittelachse parallel zu einer Werkzeugspindel einer Werkzeugmaschine herum dreht und den Kreuzarm entlang der Mittelachse vorschiebt und zurückzieht, eine Werkzeugtransfereinrichtung, die ein Werkzeug zu einer Bereitschaftsposition versetzt bzw. transferiert, und andere Komponenten. Beim Bearbeiten eines Werkstücks ist es möglich, zu verursachen, dass die Werkzeughalteeinheiten des ersten bis vierten Arms beispielsweise ein zuerst zu verwendendes Werkzeug (erstes Werkzeug), ein als Nächstes zu verwendendes Werkzeug (zweites Werkzeug), ein nach dem nächsten Werkzeug zu verwendendes Werkzeug (drittes Werkzeug) und ein nach dem übernächsten Werkzeug zu verwendendes Werkzeug (viertes Werkzeug) der Reihe nach entgegen der Drehrichtung des Kreuzarms im Voraus halten.
  • Wenn Werkzeuge durch diesen Werkzeugwechsler gewechselt werden, wird zunächst die erste Werkzeughalteeinheit, die leer ist, da dieselbe das Werkzeug an die Werkzeugspindel übergeben hat, zu einer Werkzeugwechselposition durch Drehen des Kreuzarms in die normale Richtung mit der Antriebseinrichtung indexiert. Anschließend wird das erste Werkzeug, das an der Werkzeugspindel angebracht ist, zu der Werkzeugwechselposition bewegt, so dass dasselbe in die erste Werkzeughalteeinheit durch die Öffnung der ersten Werkzeughalteeinheit gelangt, und das Werkzeug durch die erste Werkzeughalteeinheit gehalten. Danach wird der Kreuzarm vorgeschoben oder zurückgezogen, um das Werkzeug aus der Werkzeugspindel herauszuziehen, und dann wird der Kreuzarm um 90° um die Mittelachse herum gedreht, um das zweite Werkzeug, das durch die zweite Werkzeughalteeinheit gehalten wird, in der Werkzeugwechselposition zu positionieren und das aus der Werkzeugspindel herausgezogene Werkzeug in einer Bereitschaftsposition zu positionieren. Danach wird das zweite Werkzeug an der Werkzeugspindel durch Vorschieben oder Zurückziehen des Kreuzarms angebracht. Folglich wird das an der Werkzeugspindel angebrachte erste Werkzeug gegen das zweite Werkzeug ausgewechselt. Beachten Sie, dass das aus der Werkzeugspindel herausgezogene erste Werkzeug an einer angemessenen Halteeinheit der Werkzeugtransfereinrichtung angebracht und dann durch die Werkzeugtransfereinrichtung in einem Werkzeugmagazin untergebracht wird.
  • Entgegenhaltungsliste
  • Patentliteratur
    • [Patentliteratur 1] Japanische geprüfte Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer S47-33112
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Schwenk-Werkzeugwechsler wird, nachdem das erster Werkzeug gegen das zweite Werkzeug ausgewechselt wird, das erste Werkzeug, das an der Werkzeugspindel angebracht war, in einem angemessenen Werkzeugmagazin untergebracht und ein drittes Werkzeug, das nach dem zweiten Werkzeug zu verwenden ist, in der Bereitschaftsposition positioniert. Nachdem eine Bearbeitungsoperation unter Verwendung des zweiten Werkzeugs beendet ist, wird das zweite Werkzeug gegen das dritte Werkzeug ausgewechselt.
  • Beachten Sie, dass eine für ein Werkzeug erforderte Bearbeitungszeit lang oder äußerst kurz sein kann. Daher kann die für das zweite Werkzeug erfordere Bearbeitungszeit viel kürzer als die Zeit sein, die erfordert wird, bis das dritte Werkzeug zu der Bereitschaftsposition bewegt wird. In solch einem Fall muss das zweite Werkzeug, wenn die Bearbeitungsoperation unter Verwendung des zweiten Werkzeugs beendet wurde, warten, bis das dritte Werkzeug in der Bereitschaftsposition positioniert ist, bevor dasselbe gegen das dritte Werkzeug ausgewechselt wird, und daher tritt eine Wartezeit auf, die zu einem Problem führt, dass eine Bearbeitungszeit verlängert wird.
  • Andererseits ist es bei dem oben beschriebenen herkömmlichen Einführ-Werkzeugwechsler, da derselbe vier Werkzeughalteeinheiten aufweist, möglich, zu verursachen, dass die Werkzeughalteeinheiten das zweite Werkzeug, das dritte Werkzeug und das vierte Werkzeug im Voraus halten, wie oben beschrieben wurde. Selbst wenn eine Bearbeitungsoperation unter Verwendung des zweiten Werkzeugs in einer kurzen Zeit beendet wird, kann daher das zweite Werkzeug gegen das dritte Werkzeug ohne das Auftreten einer Wartezeit ausgewechselt werden. Folglich tritt das Problem einer verlängerten Bearbeitungszeit weniger wahrscheinlich auf.
  • Übrigens wird heutzutage anstelle des Einführ-Werkzeugwechslers der Schwenk-Werkzeugwechsler vielfach verwendet, da derselbe den Vorteil aufweist, dass derselbe zum schnellen Auswechseln von Werkzeugen fähig ist. Wenn in Anbracht der obigen Tatsache die Form des Kreuzarms des oben beschriebenen herkömmlichen Einführ-Werkzeugwechslers in eine Form geändert wird, die dem Schwenk-Werkzeugwechsler entspricht, wird folglich ein an der Werkzeugspindel angebrachtes Werkzeug gegen ein anderes Werkzeug auf folgende Weise ausgewechselt.
  • Zunächst wird der Kreuzarm gedreht, um zu verursachen, dass die erste Werkzeughalteeinheit das an der Werkzeugspindel angebrachte erste Werkzeug hält, und dann wird das erste Werkzeug aus der Werkzeugspindel herausgezogen. Anschließend wird der Kreuzarm um 90 Grad gedreht, um das erste Werkzeug zu der Bereitschaftsposition zu bewegen und das durch die zweite Werkzeughalteeinheit gehaltene zweite Werkzeug zu der Werkzeugwechselposition zu bewegen, und dann wird das erste Werkzeug einer angemessenen Halteeinheit der Werkzeugtransfereinrichtung übergeben und das zweite Werkzeug an der Werkzeugspindel angebracht. Somit wird das erste Werkzeug gegen das zweite Werkzeug ausgewechselt. Die Werkzeugtransfereinrichtung gibt das derselben übergebene erste Werkzeug in das Werkzeugmagazin und bewegt ein fünftes Werkzeug, das nach dem vierten Werkzeug zu verwenden ist, aus dem Werkzeugmagazin zu der Bereitschaftsposition.
  • Wenn die Bearbeitungsoperation unter Verwendung des zweiten Werkzeugs unmittelbar beendet wird, nachdem das fünfte Werkzeug durch die erste Werkzeughalteeinheit gehalten wird, muss bei diesem Prozess beispielsweise der Kreuzarm, der sich in einem Zustand befindet, in dem das fünfte Werkzeug durch die erste Werkzeughalteeinheit gehalten wird, um ungefähr 360 Grad gedreht werden, um die zweite Werkzeughalteeinheit in Richtung des zweiten Werkzeugs zu schwenken, um zu verursachen, dass die zweite Werkzeughalteeinheit das zweite Werkzeug hält. Hinsichtlich des weitestgehenden Verkürzens der Zeit, die für den Werkzeugwechsel erfordert wird, kann daher nicht gesagt werden, dass eine Bereitstellung einer Vielzahl von Schwenkarmen alleine ausreichend ist.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der oben beschriebenen Umstände erzielt und eine Aufgabe derselben ist, einen Schwenk-Werkzeugwechsler zu liefern, der zum Minimieren einer Wartezeit und dadurch Auswechseln von Werkzeugen in einer kurzen Zeit fähig ist.
  • Lösung des Problems
  • Die vorliegende Erfindung zum Lösen des obigen Problems betrifft einen Werkzeugwechsler, der an einer Werkzeugwechselposition in einer Werkzeugmaschine zum Auswechseln eines an einer Spindel angebrachten Werkzeugs gegen ein nächstes Werkzeug angeordnet ist, wobei derselbe Folgendes enthält:
    eine Trägerwelle, die angeordnet ist, um eine Mittelachse parallel zu einer Achse der Spindel aufzuweisen, und vorgesehen ist, um um die Mittelachse herum drehbar zu sein und in eine Annäherungsrichtung und Trennrichtung relativ zu der Spindel beweglich zu sein, wobei die Annäherungsrichtung und Trennrichtung zu der Achse der Spindel parallel sind;
    eine Antriebseinrichtung zum Drehen der Trägerwelle in eine normale Richtung und Umkehrrichtung um die Mittelachse herum und Bewegen der Trägerwelle in die Annäherungsrichtung und Trennrichtung entlang der Achse der Spindel;
    einen Werkzeugwechselarm, der auf der Trägerwelle angeordnet ist, um sich in Radialrichtung in Bezug auf die Mittelachse der Trägerwelle in einer Ebene senkrecht zu der Mittelachse zu erstrecken, eine Werkzeughalteeinheit aufweist und ein Werkzeug mit der Werkzeughalteeinheit derart hält, dass eine Achse des Werkzeugs zu der Mittelachse der Trägerwelle parallel ist, wobei die Werkzeughalteeinheit eine Öffnung in einer der Seitenflächen des Werkzeugwechselarms in der normalen Richtung und Umkehrrichtung zum Drehen der Trägerwelle aufweist;
    ein Werkzeugmagazin, das eine Vielzahl von Werkzeugen hält;
    einen an einer Position zum Geben eines Werkzeugs in das Werkzeugmagazin und Entnehmen desselben aus demselben vorgesehenen Bereitschaftspositions-Topf zum Halten des Werkzeugs, wobei die Position einem Drehkreis entspricht, dem die Werkzeugshalteeinheit des Werkzeugwechselarms folgt; und
    eine Werkzeugtransfereinrichtung zum Transferieren eines Werkzeugs zwischen dem Werkzeugmagazin und dem Bereitschaftspositions-Topf,
    wobei der Werkzeugwechsler zumindest drei Werkzeugwechselarme in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zu der Mittelachse der Trägerwelle enthält,
    die Werkzeughalteeinheiten der Werkzeugwechselarme auf einem gemeinsamen Lochkreis positioniert sind, der die Mitte desselben auf der Mittelachse der Trägerwelle aufweist, und
    wobei das Drehen der Trägerwelle verursacht, dass ein an der Spindel angebrachtes Werkzeug durch die Werkzeughalteeinheit eines Werkzeugwechselarms der Werkzeugwechselarme gehalten wird und ein durch den Bereitschaftspositions-Topf gehaltenes Werkzeug durch die Werkzeughalteeinheit eines anderen Werkzeugswechselarms der Werkzeugwechselarme gehalten wird.
  • Nach diesem Werkzeughalter wird die Trägerwelle in eine Richtung zum Schwenken der Werkzeughalteeinheit des einen Werkzeugwechselarms der Werkzeugwechselarme auf ein an der Spindel angebrachtes Werkzeug durch die Öffnung der einen Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten (normale Richtung) gedreht und dann die Trägerwelle in eine Richtung zum Herausziehen des Werkzeugs aus der Spindel bewegt, wobei das an der Spindel angebrachte Werkzeug von der Spindel in einem Zustand gelöst wird, in dem dasselbe durch eine der Werkzeughalteeinheiten gehalten wird. Ferner wird die Trägerwelle in eine Richtung zum Schwenken der Werkzeughalteeinheit des anderen Werkzeugwechselarms der Werkzeugwechselarme auf ein durch den Bereitschaftspositions-Topf gehaltenes Werkzeug durch die Öffnung der anderen Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten gedreht und dann die Trägerwelle in eine Richtung zum Herausziehen des Werkzeugs aus dem Bereitschaftspositions-Topf bewegt, wobei das durch den Bereitschaftspositions-Topf gehaltene Werkzeug von dem Bereitschaftspositions-Topf in einem Zustand gelöst wird, in dem dasselbe durch die andere Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten gehalten wird. Beachten Sie, dass in einem Fall, in dem der Werkzeugwechsler derart konfiguriert ist, dass die Werkzeughalteeinheit des anderen Werkzeugwechselarms der Werkzeugwechselarme in einer Position positioniert ist, die dem Bereitschaftspositions-Topf entspricht, wenn die Werkzeughalteeinheit des einen Werkzeugwechselarms der Werkzeugwechselarme in einer Position positioniert ist, die der Spindel entspricht, das Halten des an der Spindel angebrachten Werkzeugs durch die eine Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten und das Halten des durch den Bereitschaftspositions-Topf gehalten Werkzeugs durch die andere Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten gleichzeitig stattfinden.
  • Da dieser Werkzeugwechsler zumindest drei Werkzeugwechselarme enthält, ist der Werkzeugwechsler zum gleichzeitigen Halten von so vielen Werkzeugen wie die Anzahl der Werkzeugwechselarme fähig.
  • In einem Fall, in dem eine Bearbeitungsoperation unter Verwendung eines an der Spindel angebrachten Werkzeugs beendet wird, bevor ein als Nächstes zu verwendendes Werkzeug (nächstes Werkzeug) zu dem Bereitschaftspositions-Topf von dem Werkzeugmagazin transferiert wird, ist es, wenn verursacht wird, dass das nächste Werkzeug durch eine andere Werkzeughalteeinheit als die eine Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten im Voraus gehalten wird, bevor die Bearbeitungsoperation gestartet wird, beispielsweise folglich möglich, die das nächste Werkzeug haltende Werkzeughalteeinheit zu der Position zu indexieren, die der Spindel entspricht, und das nächste Werkzeug an der Spindel anzubringen, nachdem das an der Spindel angebrachte Werkzeug von der Spindel in einem Zustand gelöst wird, in dem dasselbe durch die eine Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten gehalten wird, und während einer Bearbeitungsoperation unter Verwendung des nächsten Werkzeugs zu verursachen, dass das Werkzeug, das an der Spindel angebracht war, durch den Bereitschaftspositions-Topf gehalten wird, oder zu verursachen, dass das durch den Bereitschaftspositions-Topf gehaltene Werkzeug durch eine oder mehrere der restlichen Werkzeughalteeinheiten gehalten wird. Daher kann das an der Spindel angebrachte Werkzeug gegen das nächste Werkzeug ohne Auftreten einer Wartezeit ausgewechselt werden, wobei die zur Bearbeitung erforderte Zeit verkürzt werden kann.
  • Da die Antriebseinrichtung konfiguriert ist, die Trägerwelle in die normale Richtung und Umkehrrichtung zu drehen, kann ferner die Drehrichtung der Trägerwelle gesteuert werden, um die Rotationsmenge der Trägerwelle zu minimieren, wenn eine vorbestimmte Werkzeughalteeinheit auf ein an der Spindel angebrachtes Werkzeug oder ein durch den Bereitschaftspositions-Topf gehaltenes Werkzeug geschwenkt wird, um zu verursachen, dass das Werkzeug durch die Werkzeughalteeinheit gehalten wird.
  • Das heißt, wenn verursacht wird, dass ein an der Spindel angebrachtes Werkzeug durch die eine Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten gehalten wird, kann in einem Fall, in dem die eine Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten zu der Zeit in der Werkzeugwechselposition positioniert ist, die Trägerwelle in die der Richtung zum Schwenken der Werkzeughalteeinheit auf das Werkzeug durch die Öffnung der Werkzeughalteeinheit entgegengesetzte Richtung (Umkehrrichtung) gedreht werden, um einen Anlauf zum Schwenken der einen Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten auf das an der Spindel angebrachte Werkzeug zu nehmen, bevor die Trägerwelle in die normale Richtung zum Schwenken der einen Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten auf das an der Spindel angebrachte Werkzeug gedreht wird. Im Vergleich zu einem Fall, in dem die Trägerwelle konfiguriert ist, nur in eine Richtung gedreht zu werden, ist daher die Rotationsmenge der Trägerwelle kleiner, wobei somit die für den Werkzeugwechsel erforderte Zeit weiter verkürzt werden kann.
  • Beachten Sie, dass bevorzugt wird, dass der Werkzeugwechsler fähig ist, gleichzeitig zumindest ein an der Spindel angebrachtes Werkzeug, ein als Nächstes zu verwendendes Werkzeug und ein nach dem nächsten Werkzeug zu verwendendes Werkzeug mit den Werkzeughalteeinheiten der Werkzeugwechselarme in eineindeutiger Weise zu halten.
  • In einem Fall, bei dem verursacht wird, dass ein nächstes Werkzeug und ein nach dem nächsten Werkzeug zu verwendendes Werkzeug (übernächstes Werkzeug) jeweils durch die andere Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten und eine der restlichen Werkzeughalteeinheiten im Voraus gehalten werden, und, nachdem ein an der Spindel angebrachtes Werkzeug gegen das nächstes Werkzeug ausgewechselt wird, eine kurzzeitige Bearbeitungsoperation unter Verwendung des nächsten Werkzeugs und dann eine Bearbeitungsoperation unter Verwendung des übernächsten Werkzeugs durchgeführt werden, kann bei solch einer Konfiguration verursacht werden, dass das an der Spindel angebrachte nächste Werkzeug durch die andere Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten in einem Zustand gehalten wird, in dem das Werkzeug, das an der Spindel angebracht war, durch die eine Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten gehalten wird und das übernächste Werkzeug durch die eine Werkzeughalteeinheit der restlichen Werkzeughalteeinheiten gehalten wird. Folglich ist es möglich, zumindest drei Werkzeuge in einer eineindeutigen Weise gleichzeitig zu halten. Daher ist es danach möglich, die eine Werkzeughalteeinheit der restlichen Werkzeughalteeinheiten in der Position zu positionieren, die der Spindel entspricht, und das übernächste Werkzeug an der Spindel unmittelbar anzubringen, ohne zu verursachen, dass das durch die eine Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten gehaltene Werkzeug durch den Bereitschaftspositions-Topf gehalten wird, wobei verursacht werden kann, dass das durch die eine Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten gehaltene Werkzeug durch den Bereitschaftspositions-Topf während der Bearbeitungsoperation unter Verwendung des übernächsten Werkzeugs gehalten wird. Folglich ist es möglich, die Wartezeit zu minimieren.
  • Bei diesem Werkzeugwechsler können ferner die Werkzeugwechselarme in gleichmäßigen Abständen oder in ungleichmäßigen Abständen entlang der Drehrichtung der Trägerwelle beabstandet sein. Es wird jedoch bevorzugt, dass die Werkzeugwechselarme in gleichmäßigen Abständen beabstandet sind, so dass das Halten eines an der Spindel angebrachten Werkzeugs durch eine der Werkzeughalteeinheiten und das Halten eines durch den Bereitschaftspositions-Topf gehaltenen Werkzeugs durch eine andere Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten gleichzeitig stattfinden. Beachten Sie, dass in solch einem Fall die Abstände zwischen den Werkzeugwechselarmen gleich dem Abstand zwischen der Werkzeugwechselposition und der Bereitschaftsposition sind.
  • Übrigens ist üblicherweise eine Einrichtung zum nichtlösbaren Arretieren eines durch die Werkzeughalteeinheit gehaltenen Werkzeugs in dem Werkzeugwechsler vorgesehen, um zu verhindern, dass das Werkzeug von der Werkzeughalteeinheit beim Drehen der Trägerwelle abfällt.
  • In einem Fall, in dem ein an der Spindel angebrachtes Werkzeug, ein nächstes Werkzeug und ein übernächstes Werkzeug durch die Werkzeughalteeinheiten der Werkzeugwechselarme in eineindeutiger Weise gleichzeitig gehalten werden, wird jedoch eine Einrichtung erfordert, die nur das übernächste Werkzeug, das durch eine der Werkzeughalteeinheiten gehalten wird, unlösbar arretiert, um zu verhindern, dass das übernächste Werkzeug von der Werkzeughalteeinheit abfällt, wenn verursacht wird, dass das an der Spindel angebrachte Werkzeug durch den Bereitschaftspositions-Topf gehalten wird, und das nächste Werkzeug an der Spindel angebracht wird, was die Konfiguration kompliziert macht.
  • Bei dem oben beschriebenen Werkzeugwechsler wird folglich in dem Fall, in dem die Werkzeugwechselarme in gleichmäßigen Abständen beabstandet sind, bevorzugt, dass beim Positionieren der Werkzeughalteeinheit des einen Wechselarms der Wechselarme an der Position, die der Spindel entspricht, zumindest die Werkzeughalteeinheit eines anderen Werkzeugwechselarms der Werkzeugwechselarme an der Position positioniert wird, die dem Bereitschaftspositions-Topf entspricht, und ein Topf zum provisorischen Platzieren in einer Position angeordnet wird, die, wenn die eine Werkzeughalteeinheit und die andere Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten folglich positioniert werden, der Werkzeughalteeinheit des restlichen Werkzeugwechselarms entspricht, um ein durch die Werkzeughalteeinheit gehaltenes Werkzeug zu halten.
  • Bei solch einer Konfiguration ist es möglich, zu verursachen, dass das übernächste Werkzeug durch den Topf zum provisorischen Platzieren temporär gehalten wird. Daher ist es nicht erforderlich, eine Arretiereinrichtung vorzusehen, die nur das übernächste Werkzeug, das durch die Werkzeughalteeinheit gehalten wird, unlösbar arretiert, wobei die Konfiguration des Werkzeugwechslers vereinfacht werden kann.
  • Beachten Sie, dass Beispiele der Arretiereinrichtung zum Arretieren eines Werkzeugs in jeder der Werkzeughalteeinheiten eine Einrichtung enthält, die ermöglicht, dass das Halten eines Werkzeugs durch die Werkzeughalteeinheit zumindest freigegeben wird, wenn sich die Trägerwelle der Spindel nähert, und das Halten eines Werkzeugs durch die Werkzeughalteeinheit unlösbar arretiert, wenn dasselbe nicht freigegeben werden darf, wobei die Arretiereinrichtungen für die Werkzeughalteeinheiten synchron wirken.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • Wie oben beschrieben wurde, ist es gemäß dem Werkzeugwechsler der vorliegenden Erfindung möglich, Werkzeuge auf solch eine Weise effizient zu wechseln, dass das Auftreten einer Wartezeit minimiert wird, da zumindest drei Werkzeugwechselarme vorgesehen sind und die Trägerwelle konfiguriert ist, in die normale Richtung und Umkehrrichtung gedreht zu werden, und auch möglich, die für den Werkzeugwechsel erforderte Zeit selbst zu verkürzen. Folglich ist es möglich, eine Bearbeitungszeit zu verkürzen.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Perspektivansicht, die eine schematische Konfiguration einer Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugwechsler nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine Vorderansicht, die Werkzeugwechselarme des Werkzeugwechslers nach der Ausführungsform zeigt;
  • 3 ist eine Vorderansicht, die eine Teilschnittansicht des Werkzeugwechselarms des Werkzeugwechslers nach der Ausführungsform zeigt;
  • 4 zeigt Schnittansichten, die entlang der Pfeile A-A in 3 genommen wurden, wobei (1) eine Ansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem das Halten eines Werkzeugs nichtlösbar arretiert ist, und (b) eine Ansicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem das Halten eines Werkzeugs freigegeben werden darf;
  • 5 ist eine Veranschaulichung zum Beschreiben eines Werkzeugwechselprozesses, der durch den Werkzeugwechsler nach der Ausführungsform durchgeführt wird;
  • 6 ist eine Veranschaulichung zum Beschreiben des Werkzeugwechselprozesses, der durch den Werkzeugwechsler nach der Ausführungsform durchgeführt wird; und
  • 7 ist eine Veranschaulichung zum Beschreiben eines anderen Werkzeugwechselprozesses, der durch den Werkzeugwechsler nach der Ausführungsform durchgeführt wird.
  • Beschreibung der Ausführungsformen
  • Nachstehend wird eine spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die Zeichnungen beschrieben werden.
  • Wie in den 1 bis 4 gezeigt, ist ein Werkzeughalter 1 nach dieser Ausführungsform in einer Werkzeugmaschine 50, z. B. eine Kombinationsbearbeitungseinrichtung, vorgesehen und der Werkzeugwechsler 1 besteht aus einem Werkzeugmagazin 2, in dem eine Vielzahl von Werkzeugen gehalten werden, einer Trägerwelle 10, die angeordnet ist, um eine Mittelachse parallel zu einer Achse einer Werkzeugspindel 51 der Werkzeugmaschine 50 aufzuweisen, einer Antriebseinrichtung 13 zum Drehen der Trägerwelle 10 um die Mittelachse herum und Bewegen der Trägerwelle 10 in eine Annäherungsrichtung und Trennrichtung relativ zu der Werkzeugspindel 51 entlang der Achse der Werkzeugspindel 51, einem ersten, zweiten und dritten Werkzeugwechselarm 15a, 15b und 15c, die auf der Trägerwelle 10 vorgesehen sind und jeweils zum Halten eines Werkzeugs T mit einer Werkzeughalteeinheit 16 konfiguriert sind, die auf einem distalen Endabschnitt desselben vorgesehen ist, einer Arretiereinrichtung 25 zum Arretieren des Zustands des Haltens des Werkzeugs T durch die Werkzeughalteeinheit 16 jedes Werkzeugwechselarms 15a, 15b und 15c, einem Topf 41 zum provisorischen Platzieren, der durch ein angemessenes Tragelement gelagert wird, und einer Werkzeugtransfereinrichtung 45 zum Transferieren der Werkzeuge von dem Werkzeugmagazin 2 zu einer vorbestimmten Bereitschaftsposition. Beachten Sie, dass andere Komponenten als die Werkzeugspindel 51 in der Werkzeugmaschine 50 in 1 ausgelassen wurden, wobei die Werkzeugmaschine 50 jedoch ein Bett, einen auf dem Bett angeordneten Tisch, eine Einspannvorrichtung zum Halten eines Werkstücks, eine Vorschubeinrichtung zum Bewegen der Werkzeugspindel 51, eine Drehantriebseinrichtung zum Drehen der Werkzeugspindel 51 und andere Komponenten neben der Werkzeugspindel 51 enthält.
  • Das Werkzeugmagazin 2 besteht aus einer Vielzahl von Werkzeugtöpfen 3, die jeweils ein Werkzeug halten, einer Antriebsrolle 4, die angeordnet ist, um eine Achse entlang einer horizontalen Richtung aufzuweisen, einer angetriebenen Rolle 5, die unter der Antriebsrolle 4 angeordnet ist, um eine Achse entlang der horizontalen Richtung aufzuweisen, einem Antriebsmotor 6, der die Antriebsrolle 4 um die Achse derselben herum dreht, einem Endlosriemen 7, der um die zwei Rollen 4 und 5 herum gewickelt ist, und einer Vielzahl von Haltebasen 8, die in regelmäßigen Abständen auf einer äußeren Umfangsfläche des Endlosriemens 7 zum Halten der Werkzeugtöpfe 3 angeordnet sind. Der Endlosriemen 7 wird durch Drehen des Antriebsmotors 6 gedreht, wodurch einer der durch die Haltebasen 8 gehaltenen Werkzeugtöpfe 3, der ein erwünschtes Werkzeug hält, zu einer Indexposition indexiert wird, die über der Antriebsrolle 4 definiert ist. Beachten Sie, dass die anderen Werkzeugtöpfe 3 als der Werkzeugtopf 3, der zu der Indexposition indexiert wird, und benachbarten Werkzeugtöpfe 3 auf beiden Seiten des indexierten Werkzeugtopfes 3 in 1 ausgelassen sind.
  • Die Trägerwelle 10 weist eine in derselben ausgebildete enthaltende Öffnung bzw. Aufnahmeöffnung (containing hole) 11 auf, die zu einer Endfläche der Trägerwelle 10 offen ist, die sich von der Werkzeugspindel 51 fernab befindet, wobei eine Regulierstange 31 der Arretiereinrichtung 25, die später beschrieben wird, in der Aufnahmeöffnung 11 enthalten ist. Ferner weist die Trägerwelle 10 drei in derselben ausgebildete Durchgangsöffnungen 12 auf, durch die die Aufnahmeöffnung 11 mit der Außenseite in Verbindung steht und in die Vorspannstangen 26 eingeführt werden, die später beschrieben werden.
  • Die Antriebseinrichtung 13 besteht aus einem Antriebsmotor (nicht gezeigt), der mit einem Ende (hinteres Ende) der Trägerwelle 10 gekoppelt ist, das sich von der Werkzeugspindel 51 fernab befindet, zum Drehen der Trägerwelle 10, einem Drehwertgeber (nicht gezeigt), der mit dem Antriebsmotor gekoppelt ist, zum Erfassen einer Winkellage der Trägerwelle 10 basierend auf der Drehlage des Antriebsmotors, einem Aktuator (nicht gezeigt), der die Trägerwelle 10 vorwärts und rückwärts bewegt, und anderen Komponenten und wird durch eine angemessene Struktur der Werkzeugmaschine 50 gelagert. Wenn die Trägerwelle 10 durch die Antriebseinrichtung 13 gedreht wird, werden ferner die drei Werkzeugwechselarme 15a, 15b und 15c gedreht, während die drei Werkzeugwechselarme 15a, 15b und 15c in die gleiche Richtung wie die Trägerwelle 10 bewegt werden, wenn die Trägerwelle 10 vorwärts oder rückwärts bewegt wird.
  • Als Nächstes werden der erste, zweite und dritte Werkzeugarm 15a, 15b und 15c beschrieben. Diese drei Werkzeugwechselarme 15a, 15b und 15c weisen die gleiche Konfiguration auf, wobei daher die Komponenten, die den Werkzeugwechselarmen 15a, 15b und 15c gemein sind, in der folgenden Beschreibung durch die gleichen Referenzen bzw. Bezugsnummern angegeben werden.
  • Der erste, zweite und dritte Werkzeugwechselarm 15a, 15b und 15c sind auf der äußeren Umfangsfläche der Trägerwelle 10 an den jeweiligen hinteren Endseiten derselben befestigt, wobei die hinteren Endseiten der Werkzeugwechselarme 15a, 15b und 15c auf der äußeren Umfangsfläche der Trägerwelle 10 derart befestigt sind, dass die Werkzeugwechselarme 15a, 15b und 15c in gleichmäßigen Abständen, d. h. in Abständen von ca. 120 Grad bei dieser Ausführungsform, entlang der Drehrichtung der Trägerwelle 10 beabstandet sind.
  • Ferner besteht jede Werkzeughalteeinheit 16 der Werkzeugwechselarme 15a, 15b und 15c aus einer feststehenden Backe 17, die auf dem distalen Ende des Werkzeugswechselarms 15a, 15b, 15c ausgebildet ist und in Draufsicht eine bogenförmige Form aufweist, und einer beweglichen Backe 18, die auf dem Körper des Werkzeugwechselarms 15a, 15b, 15c durch einen Stift 20 in einem der feststehenden Backe 17 gegenüberliegenden Zustand gelagert wird, und die bewegliche Backe 18 ist konfiguriert, um um den Stift 20 herum zu schwenken. Beachten Sie, dass der Körper jedes Werkzeugwechselarms 15a, 15b, 15c eine in demselben ausgebildete Führungsöffnung 19 aufweist, die zu der hinteren Endfläche des Werkzeugwechselarms 15a, 15b, 15c offen ist und zu einem Abschnitt des Werkzeugwechselarms 15a, 15b, 15c offen ist, der der beweglichen Backe 18 gegenüberliegt.
  • Die Arretiereinrichtung 25 besteht aus den Vorspannstangen 26, die jeweils einen Abschnitt 27 mit einem großen Durchmesser, der auf einer Endseite derselben ausgebildet ist, und einen Abschnitt 28 mit einem kleinen Durchmesser aufweisen, der auf der anderen Endseite derselben ausgebildet ist, und die in den Führungsöffnungen 19 der Werkzeugwechselarme 15a, 15b bzw. 15c vorwärts und rückwärts beweglich enthalten sind, wobei die distalen Enden der Abschnitte 27 mit einem großen Durchmesser jeweils mit der beweglichen Backe 18 über ein Verbindungselement 29 verbunden sind, und der Regulierstange 31, die in der Aufnahmeöffnung 11 der Trägerwelle 10 vorwärts und rückwärts beweglich enthalten ist und die Rückwärtsbewegung der Vorspannstangen 26 reguliert.
  • Jede Vorspannstange 26 weist eine Vorspannfeder 30 auf, die um den Abschnitt 28 mit einem kleinen Durchmesser derselben herum gewickelt ist, und ist derart konfiguriert, dass eine Vorspannkraft der Vorspannfeder 30 von dem distalen Ende des Abschnitts 27 mit einem großen Durchmesser zu der beweglichen Backe 18 durch das Verbindungselement 29 übertragen wird, wodurch die bewegliche Backe 18 in Richtung der feststehenden Backe 17 um den Stift 20 herum geschwenkt wird und in einen vorgespannten Zustand gebracht wird.
  • Die Regulierstange 31 weist einen auf derselben ausgebildeten Abschnitt 32 mit einem kleinen Durchmesser und Abschnitt 33 mit einem großen Durchmesser auf, die der Reihe nach von dem Ende nahe der Werkzeugspindel 51 (distales Ende) der Regulierstange 31 ausgebildet sind. Ferner weist die Regulierstange 31 eine in derselben ausgebildete Aufnahmeöffnung 34 auf, die zu der distalen Endfläche der Regulierstange 31 offen ist. Eine Vorspannfeder 35 ist in der Aufnahmeöffnung 34 angeordnet und ein Ende der Vorspannfeder 35 steht mit einer Innenwandfläche der Aufnahmeöffnung 11 der Trägerwelle 10 in Kontakt.
  • Wie in 4(a) gezeigt, steht in einem Zustand, in dem die Trägerwelle 10 in die Trennrichtung relativ zu der Werkzeugspindel 51 bewegt wurde und dadurch an einer Position zum Herausziehen eines durch die Werkzeughalteeinheit 16 des Werkzeugwechselarms 15a, 15b, 15c gehaltenen Werkzeugs aus zumindest der Werkzeugspindel 51, dem Werkzeugtopf 3 in einem Bereitschaftspositions-Topf 40 und/oder dem Topf 41 zum provisorischen Platzieren (nachstehend als „Ziehposition” bezeichnet) positioniert ist und ein angemessenes Druckelement auf die hintere Endfläche des Abschnitts 33 mit einem großen Durchmesser mit einer Kraft, die nicht geringer als die Vorspannkraft ist, gedrückt wird, die hintere Endfläche des Abschnitts 28 mit einem kleinen Durchmesser der Vorspannstange 26 mit der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts 33 mit einem großen Durchmesser der Regulierstange 31 in Kontakt, was die Rückwärtsbewegung der Vorspannstange 26 reguliert und die Vorspannstange 26 in einen Zustand bringt, in dem die bewegliche Backe 18 des Werkzeugwechselarms 15a, 15b, 15c fixiert ist, (arretierter Zustand).
  • Andererseits wird, wie in 4(b) gezeigt, in einem Zustand, in dem die Trägerwelle 10 in die Annäherungsrichtung relativ zu der Werkzeugspindel 51 bewegt wurde und dadurch an einer Position positioniert ist, um ein durch die Werkzeughalteeinheit 16 des Werkzeugwechselarms 15a, 15b, 15c gehaltenes Werkzeug in zumindest die Werkzeugspindel 51, den Werkzeugtopf 3 in dem Bereitschaftspositions-Topf 40 und/oder den Topf 41 zum provisorischen Platzieren einzuführen, (nachstehend als „Einführposition” bezeichnet) und die Regulierstange 31 in Rückwärtsrichtung durch die Vorspannfeder 35 vorgespannt ist, der Kontakt der hinteren Endfläche des Abschnitts 28 mit einem kleinen Durchmesser der Vorspannstange 26 mit der äußeren Umfangsfläche des Abschnitts 33 mit einem großen Durchmesser der Regulierstange 31 freigegeben bzw. gelöst, was die Regulierung der Rückwärtsbewegung der Vorspannstange 26 freigibt und die Vorspannstange 26 in einen Zustand bringt, in dem die Arretierung der beweglichen Backe 18 gelöst wird, (freigegebener Zustand).
  • Die Werkzeugtransfereinrichtung 45 ist zwischen dem Werkzeugmagazin 2 und den Werkzeugwechselarmen 15a, 15b und 15c angeordnet und enthält einen Greifarm 46, der einen Werkzeugtopf 3 greift, eine Hebeeinrichtung 47 zum Bewegen des Greifarms 46 in vertikaler Richtung, eine Dreheinrichtung 48 zum Drehen des Greifarms 46 in einer horizontalen Ebene und andere Komponenten. Bei der Werkzeugtransfereinrichtung 45 wird ein Werkzeugtopf der durch das Werkzeugmagazin 2 gehaltenen Vielzahl von Werkzeugtöpfen 3, der durch eine an der Indexposition indexierte Haltebasis 8 gehalten wird, durch den Greifarm 46 gegriffen und dann transferieren die Hebeeinrichtung 47 und die Dreheinrichtung 48 den durch den Greifarm 46 gegriffenen Werkzeugtopf 3 zu einer Position, die einem Drehkreis entspricht, dem die Werkzeughalteeinheiten 16 der Werkzeugwechselarme 15a, 15b und 15c folgen, und positionieren den Werkzeugtopf 3 in der Position. Durch Wirkungen der Bewegung der Hebeeinrichtung 47 und der Dreheinrichtung 48 wird ferner ein Werkzeugtopf 3, der an der Bereitschaftsposition positioniert ist, zu einer an der Indexierposition indexierten leeren Haltebasis 8 transferiert.
  • Ferner wird der Topf 41 zum provisorischen Platzieren an einer Position, die dem Drehkreis entspricht, dem die Werkzeughalteeinheiten 16 folgen, durch ein angemessenes Tragelement gelagert.
  • Die Position, zu der die Werkzeugspindel 51 zum Auswechseln des an derselben angebrachten Werkzeugs gegen ein anderes Werkzeug bewegt wird, (nachstehend als „Werkzeugwechselposition” bezeichnet), die Position, in der ein Werkzeugtopf 3 durch die Werkzeugtransfereinrichtung 45 positioniert wird, (nachstehend als „Bereitschaftsposition” bezeichnet) und die Position, an der der Topf 41 zum provisorischen Platzieren angeordnet wird, (nachstehend als „Position zum provisorischen Platzieren” bezeichnet) sind ferner in gleichmäßigen Abständen auf dem Drehkreis definiert. Wenn beispielsweise die Werkzeughalteeinheit 16 des ersten Werkzeugwechselarms 15a an der Werkzeugwechselposition positioniert wird, werden die Werkzeughalteeinheit 16 des zweiten Werkzeugwechselarms 15b und die Werkzeughalteeinheit 16 des dritten Werkzeugwechselarms 15c an der Bereitschaftsposition bzw. der Position zum provisorischen Platzieren positioniert. Beachten Sie, dass ein in der Bereitschaftsposition durch die Werkzeugtransfereinrichtung 45 positionierter Werkzeugtopf 3 in der folgenden Beschreibung als „Bereitschaftspositions-Topf 40” bezeichnet wird.
  • Als Nächstes wird nachstehend in Bezug auf die 5 und 6 ein Prozess zum Bearbeiten eines Werkstücks unter Verwendung von ersten bis fünften Werkzeugen T1, T2, T3, T4 und T5 der Reihe nach während des Auswechselns der Werkzeuge mit dem Werkzeugwechsler 1 beschrieben. Beachten Sie, dass die Werkzeugspindel 51 und der Bereitschaftspositions-Topf 40 durch Kreise mit einer punktierten Linie in den 5 und 6 angegeben sind. In der folgenden Beschreibung wird ferner das Drehen der Trägerwelle 10 im Uhrzeigersinn in Bezug auf die Figuren, mit anderen Worten die Richtung zum Schwenken der Werkzeughalteeinheiten 16 der Werkzeugwechselarme 15a, 15b und 15c auf Werkzeuge als „Drehen der Trägerwelle 10 in die normale Richtung” zum Ausdruck gebracht und das Drehen der Trägerwelle 10 entgegen dem Uhrzeigersinn, mit anderen Worten die Richtung zum Freigeben des Haltens der Werkzeuge durch die Werkzeughalteeinheiten 16 der Werkzeugwechselarme 15a, 15b und 15c als „Drehen der Trägerwelle 10 in Umkehrrichtung” zum Ausdruck gebracht. In der folgenden Beschreibung wird des Weiteren die Werkzeughalteeinheit 16 des ersten Werkzeugwechselarms 15a als „erste Werkzeughalteeinheit” bezeichnet, die Werkzeughalteeinheit 16 des zweiten Werkzeugwechselarms 15b als „zweite Werkzeughalteeinheit” bezeichnet und die Werkzeughalteeinheit 16 des dritten Werkzeugwechselarms 15c als „dritte Werkzeughalteeinheit” bezeichnet und mit dem Bearbeiten des Werkstücks wird in einem Zustand begonnen, in dem das erste Werkzeug T1, das zweite Werkzeug T2 und das dritte Werkzeug T3 durch die erste Werkzeughalteeinheit, die zweite Werkzeughalteeinheit bzw. die dritte Werkzeughalteeinheit gehalten werden.
  • Zunächst wird die Werkzeugspindel 51 zu der Werkzeugwechselposition bewegt und die Trägerwelle 10 in die normale Richtung in einem Zustand gedreht, in dem dieselbe zu der Zielposition bewegt wurde, wodurch die erste Werkzeughalteeinheit in der Werkzeugwechselposition positioniert wird. Beachten Sie, dass zu dieser Zeit die zweite Werkzeughalteeinheit und die dritte Werkzeughalteeinheit in der Position zum provisorischen Platzieren bzw. der Bereitschaftsposition positioniert werden, und da die Trägerwelle zu der Ziehposition bewegt wurde, wird das Halten der durch die Werkzeughalteeinheiten gehaltenen Werkzeuge unlösbar arretiert, um zu verhindern, dass die Werkzeuge von den Werkzeughalteeinheiten abfallen.
  • Danach wird die Trägerwelle 10 zu der Einführposition bewegt, wodurch das erste Werkzeug T1 an der Werkzeugspindel 51 angebracht wird, das durch die zweite Werkzeughalteeinheit gehaltene zweite Werkzeug T2 durch den Topf 41 zum provisorischen Platzieren gehalten wird und das durch die dritte Werkzeughalteeinheit gehaltene dritte Werkzeug T3 durch den Bereitschaftspositions-Topf 40 gehalten wird. Anschließend wird die Trägerwelle 10 in Umkehrrichtung gedreht, bis die erste Werkzeughalteeinheit in einer Position positioniert ist, an der dieselbe das erste Werkzeug T1 nicht beeinträchtigt bzw. in dasselbe eingreift, und dann wird die Werkzeugspindel 51 zu einer vorbestimmten Position bewegt und eine Bearbeitungsoperation unter Verwendung des ersten Werkzeugs T1 an dem Werkstück durchgeführt. Beachten Sie, dass sich das Halten der durch die Werkzeughalteeinheiten gehaltenen Werkzeuge in einem freigebaren bzw. lösbaren Zustand befindet, da die Trägerwelle 10 zu der Einführposition bewegt wurde, und daher das Halten der durch die Werkzeughalteeinheiten gehaltenen Werkzeuge freigegeben wird, wenn die Trägerwelle 10 in Umkehrrichtung gedreht wird.
  • Sobald die Bearbeitungsoperation unter Verwendung des ersten Werkzeugs T1 beendet ist, wird die Werkzeugspindel 51 zu der Werkzeugwechselposition bewegt und dann die Trägerwelle 10 in die normale Richtung gedreht, wodurch die erste Werkzeughalteeinheit auf das erste Werkzeug T1 geschwenkt wird und das erste Werkzeug T1 durch die erste Werkzeughalteeinheit gehalten wird. Zu dieser Zeit werden die zweite Werkzeughalteeinheit und die dritte Werkzeughalteeinheit auf das zweite Werkzeug T2 bzw. das dritte Werkzeug T3 geschwenkt und das zweite Werkzeug T2 und das dritte Werkzeug T3 durch die zweite Werkzeughalteeinheit bzw. die dritte Werkzeughalteeinheit gehalten. Anschließend wird die Trägerwelle 10 zu der Ziehposition bewegt, wodurch das erste Werkzeug T1, das zweite Werkzeug T2 und das dritte Werkzeug T3 aus der Werkzeugspindel 51, dem Topf 41 zum provisorischen Platzieren bzw. dem Bereitschaftspositions-Topf 40 herausgezogen werden. Danach wird die Trägerwelle 10, wie in 5(a) gezeigt) in die normale Richtung gedreht, um die zweite Werkzeughalteeinheit zu der Werkzeugwechselposition zu bewegen. Dadurch werden die erste Werkzeughalteeinheit und die dritte Werkzeughalteeinheit in der Bereitschaftsposition bzw. der Position zum provisorischen Platzieren positioniert (siehe 5(b)).
  • Wie in 5(b) gezeigt, wird anschließend die Trägerwelle 10 zu der Einführposition bewegt, wodurch das erste Werkzeug T1 durch den Bereitschaftspositions-Topf 40 gehalten wird und das zweite Werkzeug T2 an der Werkzeugspindel 51 angebracht wird. Danach wird die Trägerwelle 10 derart in Umkehrrichtung gedreht, dass die zweite Werkzeughalteeinheit in einer Position positioniert wird, an der dieselbe nicht in das zweite Werkzeug T2 eingreift. Danach wird die Werkzeugspindel 51 zu einer vorbestimmten Position bewegt und mit einer Bearbeitungsoperation unter Verwendung des zweiten Werkzeugs T2 begonnen und der Bereitschaftspositions-Topf 40, der das erste Werkzeug T1 hält, wird zu dem Werkzeugmagazin 2 durch die Werkzeugtransfereinrichtung 45 transferiert und in dem Werkzeugmagazin 2 gehalten. Beachten Sie, dass das dritte Werkzeug T3 weiterhin durch den Topf 41 zum provisorischen Platzieren während dieses Prozesses gehalten wird.
  • Nachdem die Bearbeitungsoperation unter Verwendung des zweiten Werkzeugs T2 beendet ist, wird die Werkzeugspindel 51 zu der Werkzeugwechselposition bewegt und die Trägerwelle 10 in die normale Richtung gedreht, wodurch die zweite Werkzeughalteeinheit und die dritte Werkzeughalteeinheit auf das zweite Werkzeug T2 bzw. das dritte Werkzeug T3 geschwenkt werden und das zweite Werkzeug T2 und das dritte Werkzeug T3 durch die zweite Werkzeughalteeinheit bzw. die dritte Werkzeughalteeinheit gehalten werden. Anschließend wird die Trägerwelle 10 zu der Ziehposition bewegt, wodurch das zweite Werkzeug T2 und das dritte Werkzeug T3 aus der Werkzeugspindel bzw. dem Topf 41 zum provisorischen Platzieren herausgezogen werden. Danach wird die Trägerwelle 10, wie in 5(c) gezeigt, in die normale Richtung gedreht, um die zweite Werkzeughalteeinheit und die dritte Werkzeughalteeinheit zu der Bereitschaftsposition bzw. der Werkzeugwechselposition zu bewegen (siehe 5(d)).
  • Anschließend wird die Trägerwelle 10 zu der Einführposition bewegt, um das dritte Werkzeug T3 an der Werkzeugspindel 51 anzubringen (siehe 5(d)). Danach wird die Werkzeugspindel 51 in die Richtung zum Herausziehen des dritten Werkzeugs T3 aus der dritten Werkzeughalteeinheit bewegt und zu einer vorbestimmten Position bewegt und dann wird mit einer Bearbeitungsoperation unter Verwendung des dritten Werkzeugs T3 begonnen. Während der Bearbeitungsoperation unter Verwendung des dritten Werkzeugs T3 wird die Trägerwelle 10 zu der Ziehposition bewegt und in die normale Richtung gedreht, bis die zweite Werkzeughalteeinheit in der Position zum provisorischen Platzieren positioniert ist, und die Trägerwelle 10 zu der Einführposition bewegt, um zu verursachen, dass das zweite Werkzeug T2 durch den Topf 41 zum provisorischen Platzieren gehalten wird, und dann wird die Trägerwelle 10 in Umkehrrichtung zu einer vorbestimmten Position bewegt, so dass das Halten des zweiten Werkzeugs T2 durch die zweite Werkzeughalteeinheit freigegeben wird. Während der Bearbeitungsoperation unter Verwendung des dritten Werkzeugs T3 wird ferner ein Werkzeugtopf 3, der das vierte Werkzeug T4 hält, zu der Bereitschaftsposition durch die Werkzeugtransfereinrichtung 45 transferiert (siehe 5(e)).
  • Nachdem die Bearbeitungsoperation unter Verwendung des dritten Werkzeugs T3 beendet ist, wird die Werkzeugspindel 51 zu der Werkzeugwechselposition bewegt und die Trägerwelle 10 in die normale Richtung gedreht, wodurch die erste Werkzeughalteeinheit auf das dritte Werkzeug T3 geschwenkt wird und das dritte Werkzeug T3 durch die erste Werkzeughalteeinheit gehalten wird, die dritte Werkzeughalteeinheit auf das vierte Werkzeug T4 geschwenkt wird, das durch den Bereitschaftspositions-Topf 40 gehalten wird, und das vierte Werkzeug T4 durch die dritte Werkzeughalteeinheit gehalten wird, und die zweite Werkzeughalteeinheit auf das zweite Werkzeug T2 geschwenkt wird, das durch den Topf 41 zum provisorischen Platzieren gehalten wird, und das zweite Werkzeug T2 durch die zweite Werkzeughalteeinheit gehalten wird. Anschließend wird die Trägerwelle 10 zu der Ziehposition bewegt, um das dritte Werkzeug T3 aus der Werkzeugspindel 51 herauszuziehen, das vierte Werkzeug T4 aus dem Bereitschaftspositions-Topf 40 herauszuziehen und das zweite Werkzeug T2 aus dem Topf 41 zum provisorischen Platzieren herauszuziehen (siehe 5(e)). Danach wird die Trägerwelle 10, wie in 5(f) gezeigt, in Umkehrrichtung gedreht, um die dritte Werkzeughalteeinheit zu der Werkzeugwechselposition zu bewegen, die zweite Werkzeughalteeinheit zu der Bereitschaftsposition zu bewegen und die erste Werkzeughalteeinheit zu der Position zum provisorischen Platzieren zu bewegen (siehe 6(a)).
  • Anschließend wird die Trägerwelle 10 zu der Einführposition bewegt, wodurch das vierte Werkzeug T4 an der Werkzeugspindel 51 angebracht wird, das zweite Werkzeug T2 durch den Bereitschaftspositions-Topf 40 gehalten wird und das dritte Werkzeug T3 durch den Topf 41 zum provisorischen Platzieren gehalten wird (siehe 6(b)). Anschließend wird die Trägerwelle 10 in Umkehrrichtung gedreht, bis die dritte Werkzeughalteeinheit in einer Position positioniert ist, an der dieselbe nicht in das vierte Werkzeug T4 eingreift, und dann wird die Werkzeugspindel 51 zu einer vorbestimmten Position bewegt und mit einer Bearbeitungsoperation unter Verwendung des vierten Werkzeugs T4 begonnen. Beachten Sie, dass während der Bearbeitungsoperation unter Verwendung des vierten Werkzeugs T4 der Bereitschaftspositions-Topf 40, der das zweite Werkzeug T2 hält, zu dem Werkzeugmagazin 2 durch die Werkzeugtransfereinrichtung 45 transferiert wird und dann ein Werkzeugtopf 3, der das fünfte Werkzeug T5 hält, zu der Indexposition in dem Werkzeugmagazin 2 indexiert wird und der Werkzeugtopf 3 zu der Bereitschaftsposition transferiert wird (siehe 6(c)).
  • Nachdem die Bearbeitung unter Verwendung des vierten Werkzeugs T4 beendet ist, wird die Werkzeugspindel 51 zu der Werkzeugwechselposition bewegt und die Trägerwelle 10 in die normale Richtung gedreht, wodurch die dritte Werkzeughalteeinheit auf das vierte Werkzeug T4 geschwenkt wird und das vierte Werkzeug T4 durch die dritte Werkzeughalteeinheit gehalten wird, die zweite Werkzeughalteeinheit auf das fünfte Werkzeug T5 geschwenkt wird und das fünfte Werkzeug T5 durch die zweite Werkzeughalteeinheit gehalten wird und die erste Werkzeughalteeinheit auf das dritte Werkzeug T3 geschwenkt wird und das dritte Werkzeug T3 durch die erste Werkzeughalteeinheit gehalten wird. Danach wird die Trägerwelle 10 zu der Ziehposition bewegt, um das vierte Werkzeug T4 aus der Werkzeugspindel 51 herauszuziehen, das fünfte Werkzeug T5 aus dem Bereitschaftspositions-Topf 40 herauszuziehen und das dritte Werkzeug T3 aus dem Topf 41 zum provisorischen Platzieren herauszuziehen (siehe 6(c)). Danach wird die Trägerwelle 10, wie in 6(d) gezeigt, in Umkehrrichtung gedreht, um die zweite Werkzeughalteeinheit zu der Werkzeugwechselposition zu bewegen, die erste Werkzeughalteeinheit zu der Bereitschaftsposition zu bewegen und die dritte Werkzeughalteeinheit zu der Position zum provisorischen Platzieren zu bewegen.
  • Als Nächstes wird die Trägerwelle 10 zu der Einführposition bewegt, wodurch das fünfte Werkzeug T5 an der Werkzeugspindel 51 angebracht wird, das dritte Werkzeug T3 durch den Bereitschaftspositions-Topf 40 gehalten wird und das vierte Werkzeug T4 durch den Topf 41 zum provisorischen Platzieren gehalten wird (6(e)). Anschließend wird die Trägerwelle 10 in Umkehrrichtung gedreht, bis die zweite Werkzeughalteeinheit in einer Position positioniert ist, an der dieselbe nicht in das fünfte Werkzeug T5 eingreift, und dann wird die Werkzeugspindel 51 zu einer vorbestimmten Position bewegt und mit einer Bearbeitungsoperation unter Verwendung des fünften Werkzeugs T5 begonnen. Auf diese Weise wird ein Werkstück bearbeitet, während 5 Arten von Werkzeugen durch den Werkzeugwechsler 1 nach dieser Ausführungsform ausgewechselt werden.
  • Wie oben beschrieben wurde, kann bei dem Werkzeugwechsler 1 nach dieser Ausführungsform die Trägerwelle 10 in sowohl die normale Richtung als auch Umkehrrichtung durch die Antriebseinrichtung 13 gedreht werden. Wenn zumindest die Werkzeugspindel 51, der Bereitschaftspositions-Topf 40 und/oder der Topf 41 zum provisorischen Platzieren ein Werkzeug hält und das gehaltene Werkzeug durch die Werkzeughalteeinheiten 16 gehalten werden wird, kann daher die Trägerwelle 10 im Voraus in Umkehrrichtung gedreht werden, um einen Anlauf zum Schwenken der Werkzeughalteeinheit 16 auf das Werkzeug zu nehmen, was die für den Werkzeugwechsel erforderte Zeit verglichen dazu verkürzt, wenn die Trägerwelle nur in eine Richtung gedreht wird.
  • Nach dem Werkzeugwechsler 1 nach dieser Ausführungsform ist es ferner möglich, ein Werkzeug, das nach einem nächsten Werkzeug zu verwenden ist, im Voraus zu halten, da der Werkzeugwechsler 1 drei Werkzeugwechselarme 15a, 15b und 15c enthält. In einem Fall, in dem die für die Bearbeitungsoperation unter Verwendung des zweiten Werkzeugs T2 erforderte Zeit kürzer als die Zeit ist, die zum Transferieren des Bereitschaftspositions-Topfes 40, der das erste Werkzeug T1 hält, zu dem Werkzeugmagazin 2 und dann Transferieren eines das dritte Werkzeug T3 haltenden Werkzeugtopfes 3 von dem Werkzeugmagazin 2 zu der Bereitschaftsposition erfordert wird, kann das dritte Werkzeug T3 durch eine der Werkzeughalteeinheiten 16 im Voraus gehalten werden, wobei es daher möglich ist, das dritte Werkzeug T3 an der Werkzeugspindel 51 anzubringen und mit der Bearbeitungsoperation unter Verwendung des dritten Werkzeugs T3 ohne Auftreten einer Wartezeit zu beginnen, nachdem die Bearbeitungsoperation unter Verwendung des zweiten Werkzeugs T2 beendet ist.
  • Ferner ist bei dem Werkzeugwechsler 1 nach dieser Ausführungsform der Topf 41 zum provisorischen Platzieren an einer Position angeordnet, die, wenn eine der Werkzeughalteeinheiten 16 an einer Position, die der Spindel entspricht, (Werkzeugwechselposition) positioniert ist und eine andere Werkzeughalteeinheit der Werkzeughalteeinheiten 16 an einer Position, die dem Bereitschaftspositions-Topf entspricht, (Bereitschaftsposition) positioniert ist, der restlichen Werkzeughalteeinheit 16 entspricht, (Position zum provisorischen Platzieren). Daher kann, wie beispielsweise in 5(b) veranschaulicht, wenn die erste Werkzeughalteeinheit und die zweite Werkzeughalteeinheit an der Bereitschaftsposition bzw. der Werkzeugwechselposition positioniert sind und das erste Werkzeug T1 durch den Bereitschaftspositions-Topf 40 gehalten wird und das zweite Werkzeug T2 an der Werkzeugspindel 51 angebracht wird, das dritte Werkzeug T3 durch den Topf 41 zum provisorischen Platzieren gehalten werden, der an einer Position angeordnet ist, die der dritten Werkzeughalteeinheit entspricht. Daher muss die dritte Werkzeughalteeinheit das dritte Werkzeug T3 nicht halten, wenn die Trägerwelle 10 danach in Umkehrrichtung gedreht wird. Es ist daher nicht erforderlich eine komplizierte Einrichtung zum nichtlösbaren Arretieren des Haltens eines Werkzeugs jeder Werkzeughalteeinheit separat vorzusehen, was eine Verringerung der Kosten ermöglicht.
  • Bei dem Werkzeugwechsler 1 nach dieser Ausführungsform können ferner die Werkzeugwechselarme nach Bedarf flexibel angetrieben werden, da ein so genannter Servomotor in der Antriebseinrichtung 13 verwendet wird. Beim Halten eines Werkzeugs kann daher der Werkzeugwechselarm mit der Halteoperation sofort beginnen, nachdem derselbe einen minimalen erforderten Anlauf nimmt, was die Werkzeugwechselzeit verkürzt.
  • Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wurde folglich beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung jedoch nicht darauf beschränkt ist und andere mögliche spezifische Ausführungsformen enthält.
  • Beispielsweise ist der Werkzeugwechsler 1 bei der obigen Ausführungsform zwar konfiguriert, um drei Werkzeugwechselarme 15a, 15b und 15c aufzuweisen, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt und der Werkzeugwechsler 1 kann konfiguriert sein, um drei oder mehr Werkzeugwechselarme aufzuweisen. Beachten Sie, dass in solch einem Fall bevorzugt wird, dass die Töpfe zum provisorischen Platzieren an Positionen vorgesehen sind, die, wenn die Werkzeughalteeinheit eines Werkzeugwechselarms der Werkzeugwechselarme an der Werkzeugwechselposition positioniert ist und die Werkzeughalteeinheit eines anderen Werkzeugwechselarms der Werkzeugwechselarme an der Bereitschaftsposition positioniert ist, den Werkzeughalteeinheiten der restlichen Werkzeugwechselarme entsprechen, (Positionen zum provisorischen Platzieren).
  • Zwar weist der Werkzeugwechsler 1 bei der obigen Ausführungsform die Konfiguration auf, bei der der Topf 41 zum provisorischen Platzieren derart vorgesehen ist, dass, wie beispielsweise in 5(b) gezeigt, das durch die Werkzeughalteeinheit 16 des dritten Werkzeugwechselarms 15c gehaltene dritte Werkzeug T3 durch den Topf 41 zum provisorischen Platzieren gehalten werden kann, wenn das durch die Werkzeughalteeinheit 16 des zweiten Werkzeugwechselarms 15b gehaltene zweite Werkzeug T2 an der Werkzeugspindel 51 angebracht wird und das durch die Werkzeughalteeinheit 16 des ersten Werkzeugwechselarms 15a gehaltene erste Werkzeug T1 durch den Bereitschaftspositions-Topf 40 gehalten wird, aber eine Konfiguration ist möglich, bei der der Topf 41 zum provisorischen Platzieren nicht vorgesehen ist.
  • Beachten Sie, dass in solch einem Fall bevorzugt wird, dass die Arretiereinrichtung 45 konfiguriert ist, um den Werkzeughaltezustand jeder Werkzeughalteeinheit 16 der Werkzeugwechselarme 15a, 15b und 15c zwischen dem arretieren Zustand und dem freigegebenen Zustand separat zu schalten. Bei dieser Konfiguration kann beispielsweise verhindert werden, dass das dritte Werkzeug T3 abfällt, indem das Halten des dritten Werkzeugs T3 durch die Werkzeughalteeinheit 16 des dritten Werkzeugwechselarms 15c in den arretierten Zustand gebracht wird, anstelle zu verursachen, dass das dritte Werkzeug T3 durch den Topf 41 zum provisorischen Platzieren gehalten wird.
  • Zwar sind bei der obigen Ausführungsform die drei Werkzeugwechselarme 15a, 15b und 15c des Weiteren in gleichmäßigen Abständen beabstandet, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt.
  • Zwar werden bei der obigen Ausführungsform ferner einer der Werkzeugtöpfe 3, die durch die Haltebasen 8 des Werkzeugmagazins 2 gehalten werden, zu der Bereitschaftsposition durch die Werkzeugtransfereinrichtung 45 transferiert und der an der Bereitschaftsposition angeordnete Werkzeugtopf 3 als „Bereitschaftspositions-Topf 40” bezeichnet, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Beispielsweise ist eine Konfiguration möglich, bei der ein zum Halten eines Werkzeugs fähiger Bereitschaftspositions-Topf zuvor an der Bereitschaftsposition vorgesehen wird, so dass derselbe auf der Werkzeugmaschine durch ein angemessenes Tragelemente gelagert wird, und die Werkzeugtransfereinrichtung 45 konfiguriert ist, um nur ein Werkzeug aus einem Werkzeugtopf 3 herauszuziehen, der an der Indexposition in dem Werkzeugmagazin 2 indexiert wird, und zu verursachen, dass das herausgezogene Werkzeug durch den Bereitschaftspositions-Topf gehalten wird.
  • Ferner wird ein Beispiel des Prozesses zum Bearbeiten eines Werkstücks mit dem Werkzeugwechsler 1 in der obigen Ausführungsform gezeigt, wobei ein Werkstück durch Einhalten des gleichen Verfahrens, wie das, das in den 5(a) bis 6(b) gezeigt ist, und dann Einhalten des Verfahrens, das in 7 gezeigt ist, bearbeitet werden kann, was unten beschrieben wird. Beachten Sie, dass ähnlich der vorangehenden Beschreibung auch bei der folgenden Beschreibung das Drehen der Trägerwelle 10 im Uhrzeigersinn in Bezug auf die Figuren als „Drehen der Trägerwelle 10 in die normale Richtung” zum Ausdruck gebracht wird und das Drehen der Trägerwelle 10 entgegen dem Uhrzeigersinn als „Drehen der Trägerwelle 10 in Umkehrrichtung” zum Ausdruck gebracht wird.
  • Wie in 6(b) gezeigt, die oben beschrieben wurde, wird, nachdem das vierte Werkzeug T4 an der Werkzeugspindel 51 angebracht wird und das zweite Werkzeug T2 und das dritte Werkzeug T3 durch den Bereitschaftspositions-Topf 40 bzw. den Topf 41 zum provisorischen Platzieren gehalten werden, die Trägerwelle 10 in Umkehrrichtung gedreht, bis die dritte Werkzeughalteeinheit in einer Position positioniert ist, an der dieselbe nicht in das vierte Werkzeug T4 eingreift, und dann die Werkzeugspindel 51 zu einer vorbestimmten Position bewegt und mit der Bearbeitungsoperation unter Verwendung des vierten Werkzeugs T4 begonnen. Gleichzeitig mit der Bewegung der Werkzeugspindel 51 oder während der Bearbeitungsoperation unter Verwendung des vierten Werkzeugs T4 gibt ferner die Werkzeugtransfereinrichtung 45 den Bereitschaftspositions-Topf 40, der das zweite Werkzeug T2 hält, in das Werkzeugmagazin 2 und transferiert einen leeren Werkzeugtopf 3, der an der Indexposition in dem Werkzeugmagazin 2 indexiert wird, zu der Bereitschaftsposition.
  • Anschließend wird die Trägerwelle 10 in die normale Richtung gedreht, um zu verursachen, dass die erste Werkzeughalteeinheit das dritte Werkzeug T3 hält, und dann wird die Trägerwelle 10 zu der Ziehposition bewegt, um das dritte Werkzeug T3 aus dem Topf 41 zum provisorischen Platzieren herauszuziehen. Danach wird die Trägerwelle 10, wie in 7(a) gezeigt, in Umkehrrichtung gedreht, um die erste Werkzeughalteeinheit zu der Bereitschaftsposition zu bewegen.
  • Als Nächstes wird die Trägerwelle 10 zu der Einführposition bewegt, um zu verursachen, dass das dritte Werkzeug T3 durch den Bereitschaftspositions-Topf 40 gehalten wird, (siehe 7(b)) und dann wird die Trägerwelle 10 in Umkehrrichtung gedreht, um das Halten des dritten Werkzeugs T3 durch die erste Werkzeughalteeinheit freizugeben. Danach wird der Bereitschaftspositions-Topf 40, der das dritte Werkzeug T3 hält, von der Bereitschaftsposition zu dem Werkzeugmagazin 2 durch die Werkzeugtransfereinrichtung 45 transferiert und dann wird ein Werkzeugtopf 3, der das fünfte Werkzeug T5 hält, zu der Indexposition in dem Werkzeugmagazin 2 indexiert und der Werkzeugtopf 3 von dem Werkzeugmagazin 2 zu der Bereitschaftsposition transferiert.
  • Anschließend wird die Trägerwelle 10, wie in 7(c) gezeigt, in die normale Richtung gedreht, wodurch die erste Werkzeughalteeinheit auf das fünfte Werkzeug T5 geschwenkt wird und das fünfte Werkzeug T5 durch die erste Werkzeughalteeinheit gehalten wird. Danach wird die Trägerwelle 10 zu der Ziehposition bewegt, um das fünfte Werkzeug T5 aus dem durch den Bereitschaftspositions-Topf 40 gehaltenen Werkzeugtopf 3 herauszuziehen, und dann wird die Trägerwelle 10 in die normale Richtung gedreht, um die erste Werkzeughalteeinheit zu der Position zum provisorischen Platzieren zu bewegen.
  • Als Nächstes wird die Trägerwelle 10 zu der Ziehposition bewegt, um zu verursachen, dass das fünfte Werkzeug T5 durch den Topf 41 zum provisorischen Platzieren gehalten wird, und dann wird die Trägerwelle 10 in Umkehrrichtung gedreht, um das Halten des fünften Werkzeugs T5 durch die erste Werkzeughalteeinheit freizugeben. Anschließend wird der Bereitschaftspositions-Topf 40, der das fünfte Werkzeug T5 gehalten hat, von der Bereitschaftsposition zu dem Werkzeugmagazin 2 durch die Werkzeugtransfereinrichtung 45 transferiert und dann wird ein Werkzeugtopf 3, der ein sechstes Werkzeug T6 hält, zu der Indexposition in dem Werkzeugmagazin 2 indexiert und der Werkzeugtopf 3 zu der Bereitschaftsposition transferiert (siehe 7(d)).
  • Nachdem die Bearbeitungsoperation unter Verwendung des vierten Werkzeugs T4 beendet ist, wird die Werkzeugspindel 51 zu der Werkzeugwechselposition bewegt und die Trägerwelle 10 in die normale Richtung gedreht, wodurch die dritte Werkzeughalteeinheit auf das vierte Werkzeug T4 geschwenkt wird und das vierte Werkzeug T4 durch die dritte Werkzeughalteeinheit gehalten wird, die zweite Werkzeughalteeinheit auf das sechste Werkzeug T6 geschwenkt wird und das sechste Werkzeug T6 durch die zweite Werkzeughalteeinheit gehalten wird und die erste Werkzeughalteeinheit auf das fünfte Werkzeug T5 geschwenkt wird und das fünfte Werkzeug T5 durch die erste Werkzeughalteeinheit gehalten wird. Anschließend wird die Trägerwelle 10 zu der Ziehposition bewegt, um das vierte Werkzeug T4 aus der Werkzeugspindel 51 herauszuziehen, das sechste Werkzeug T6 aus dem Bereitschaftspositions-Topf 40 herauszuziehen und das fünfte Werkzeug T5 aus dem Topf 41 zum provisorischen Platzieren herauszuziehen, (siehe 7(e)).
  • Anschließend wird die Trägerwelle 10, wie in 7(f) gezeigt, in die normale Richtung gedreht, um die erste Werkzeughalteeinheit zu der Werkzeugwechselposition zu bewegen, die dritte Werkzeughalteeinheit zu der Bereitschaftsposition zu bewegen und die zweite Werkzeughalteeinheit zu der Position zum provisorischen Platzieren zu bewegen. Danach wird die Trägerwelle 10 zu der Einführposition bewegt, um das fünfte Werkzeug T5 an der Werkzeugspindel 51 anzubringen und zu verursachen, dass das vierte Werkzeug T4 und das sechste Werkzeug T6 durch den Bereitschaftspositions-Topf 40 bzw. den Topf 41 zum provisorischen Platzieren gehalten werden. Danach wird die Trägerwelle 10 im Umkehrrichtung gedreht, bis die erste Werkzeughalteeinheit in einer Position positioniert ist, an der dieselbe nicht in das fünfte Werkzeug T5 eingreift, und dann wird die Werkzeugspindel 51 zu einer vorbestimmten Position bewegt und mit einer Bearbeitungsoperation unter Verwendung des fünften Werkzeugs T5 begonnen.
  • In dem Fall, in dem eine Bearbeitungsoperation unter Verwendung von einem Werkzeug, d. h. die Bearbeitungsoperation unter Verwendung des vierten Werkzeugs T4 bei diesem Beispiel, für eine relativ lange Zeitdauer durchgeführt wird, ist es folglich möglich, zu verursachen, dass die Werkzeughalteeinheiten ein als nächstes zu verwendendes Werkzeug (das fünfte Werkzeug T5) und ein nach dem nächsten Werkzeug zu verwendendes Werkzeug (das sechste Werkzeug T6) während der Bearbeitungsoperation unter Verwendung des vierten Werkzeugs T4 halten, was ermöglicht, dass die anschließenden Bearbeitungsoperationen problemlos durchgeführt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Werkzeugwechsler
    2
    Werkzeugmagazin
    3
    Werkzeugtopf
    10
    Trägerwelle
    15a
    Erster Werkzeugwechselarm
    15b
    Zweiter Werkzeugwechselarm
    15c
    Dritter Werkzeugwechselarm
    16
    Werkzeughalteeinheit
    17
    Feststehende Backe
    18
    Bewegliche Backe
    25
    Arretiereinrichtung
    26
    Vorspannstange
    31
    Regulierstange
    40
    Bereitschaftspositions-Topf
    41
    Topf zum provisorischen Platzieren
    45
    Werkzeugtransfereinrichtung
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 47-33112 [0005]

Claims (5)

  1. Werkzeugwechsler (1), der an einer Werkzeugwechselposition in einer Werkzeugmaschine (50) angeordnet ist, zum Auswechseln eines an einer Spindel (51) angebrachten Werkzeugs (T1–T5) gegen ein nächstes Werkzeug (T1–T5), aufweisend: eine Trägerwelle (10), die angeordnet ist, um eine Mittelachse parallel zu einer Achse der Spindel (51) aufzuweisen, und vorgesehen ist, um um die Mittelachse herum drehbar zu sein und in eine Annäherungsrichtung und Trennrichtung relativ zu der Spindel (51) beweglich zu sein, wobei die Annäherungsrichtung und Trennrichtung zu der Achse der Spindel (51) parallel sind; eine Antriebseinrichtung (13) zum Drehen der Trägerwelle (10) in eine normale Richtung und Umkehrrichtung um die Mittelachse herum und Bewegen der Trägerwelle (10) in die Annäherungsrichtung und Trennrichtung entlang der Achse der Spindel (51); einen Werkzeugwechselarm (15a, 15b, 15c), der auf der Trägerwelle (10) angeordnet ist, um sich in eine Radialrichtung in Bezug auf die Mittelachse der Trägerelle (10) in einer Ebene senkrecht zu der Mittelachse zu erstrecken, eine Werkzeughalteeinheit (16) aufweist und ein Werkzeug (T1–T5) mit der Werkzeughalteeinheit (16) derart hält, dass eine Achse des Werkzeugs (T1–T5) zu der Mittelachse der Trägerwelle (10) parallel ist, wobei die Werkzeughalteeinheit (16) eine Öffnung in einer der Seitenflächen des Werkzeugwechselarms (15a, 15b, 15c) in der normalen Richtung und Umkehrrichtung zum Drehen der Trägerwelle (10) aufweist; ein Werkzeugmagazin (2), das eine Vielzahl von Werkzeugen (T1–T5) enthält; einen Bereitschaftspositions-Topf (40), der an einer Position zum Geben eines Werkzeugs (T1–T5) in das Werkzeugmagazin (2) und Entnehmen desselben aus demselben vorgesehen ist, zum Halten des Werkzeugs (T1–T5), wobei die Position einem Drehkreis entspricht, dem die Werkzeughalteeinheit (16) des Werkzeugwechselarms (15a, 15b, 15c) folgt; und eine Werkzeugtransfereinrichtung (45) zum Transferieren eines Werkzeugs (T1–T5) zwischen dem Werkzeugmagazin (2) und dem Bereitschaftspositions-Topf (40), dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugwechsler (1) zumindest drei Werkzeugwechselarme (15a, 15b, 15c) in einer gemeinsamen Ebene senkrecht zu der Mittelachse der Trägerwelle (10) aufweist, die Werkzeughalteeinheiten (16) der Werkzeugwechselarme (15a, 15b, 15c) auf einem gemeinsamen Lochkreis positioniert sind, der die Mitte desselben auf der Mittelachse der Trägerwelle (10) aufweist, und das Drehen der Trägerwelle (10) verursacht, dass ein an der Spindel (51) angebrachtes Werkzeug (T1–T5) durch die Werkzeughalteeinheit (16) eines Werkzeugwechselarms der Werkzeugwechselarme (15a, 15b, 15c) gehalten wird und ein durch den Bereitschaftspositions-Topf (40) gehaltenes Werkzeug (T1–T5) durch die Werkzeughalteeinheit (16) eines anderen Werkzeugwechselarms der Werkzeugwechselarme (15a, 15b, 15c) gehalten wird.
  2. Werkzeugwechsler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugwechsler (1) zum gleichzeitigen Halten von zumindest einem an der Spindel (51) angebrachten Werkzeug (T1–T5), einem nächsten Werkzeug und einem nach dem nächsten Werkzeug zu verwendenden Werkzeug mit den Werkzeughalteeinheiten (16) der Werkzeugwechselarme (15a, 15b, 15c) in eineindeutiger Weise fähig ist.
  3. Werkzeugwechsler (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugwechselarme (15a, 15b, 15c) in gleichmäßigen Abständen entlang der Drehrichtung der Trägerwelle (10) beabstandet sind.
  4. Werkzeugwechsler (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass, wenn die Werkzeughalteeinheit (16) eines Werkzeugwechselarms der Werkzeugwechselarme (15a, 15b, 15c) an einer Position positioniert ist, die der Spindel (51) entspricht, zumindest die Werkzeughalteeinheit (16) eines anderen Werkzeugwechselarms der Werkzeugwechselarme (15a, 15b, 15c) an einer Position positioniert ist, die dem Bereitschaftspositions-Topf (40) entspricht, und ein Topf (41) zum provisorischen Platzieren an einer Position, die der Werkzeughalteeinheit (16) eines restlichen Werkzeugwechselarms (15a, 15b, 15c) entspricht, zum Halten eines durch die Werkzeughalteeinheit (16) des restlichen Werkzeugwechselarms (15a, 15b, 15c) gehaltenen Werkzeugs angeordnet ist.
  5. Werkzeugwechsler (1) nach Anspruch 4, wobei jeder Werkzeugwechselarm (15a, 15b, 15c) eine Arretiereinrichtung (25) zum Ermöglichen, dass das Halten eines Werkzeugs (T1–T5) durch die Werkzeughalteeinheit (16) zumindest freigegeben wird, wenn sich die Trägewelle (10) der Spindel (51) nähert, und unlösbaren Arretieren des Haltens eines Werkzeugs (T1–T5) durch die Werkzeughalteeinheit (16) aufweist, wenn dasselbe nicht freigegeben werden darf, und die Arretiereinrichtungen (25) synchron wirken.
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