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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
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Die vorliegende Anmeldung beansprucht die Priorität nach 35 U.S.C. 119 der
japanischen Patentanmeldung mit der Nr. 2015-175826 , die am 7. September 2015 eingereicht wurde und deren Inhalt hiermit durch Bezugnahme in seiner Gesamtheit mit eingeschlossen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Maschinenwerkzeug, das mit einer Werkzeugwechseleinheit versehen ist, die ein von einem Werkzeughalteteil gehaltenes Werkzeug und ein durch eine Werkzeugspindel geklemmtes Werkzeug wechselt, und betrifft insbesondere eine Werkzeugwechseleinheit, die zum Wechseln eines langen Werkzeugs geeignet ist.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Beispielsweise werden in einer konventionellen Werkzeugwechseleinheit, die für den Werkzeugwechsel eines langen Werkzeugs, etwa eine Bohrspindel bzw. eine Bohrstange, usw. geeignet ist, mehrere Bohrstangen auf Vorrat gehalten, und sie ist mit einem Bohrstangenmagazin versehen, das die Einordnung jeder Bohrstange auf eine vorbestimmte Höhe in einer Werkzeugänderungsposition durch einen linearen Vorschub bzw. Bewegung ermöglicht, wie dies in dem
japanischen Gebrauchsmuster mit der Nr. 3165158 beschrieben ist.
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Ferner gibt es eine Werkzeugwechseleinheit, in der eine Hülse in einem Spindelrohr axial beweglich angeordnet ist. In der Werkzeugwechseleinheit wird ein Werkzeug durch einen Mechanismus mit parallelen Verbindungselementen durch die Hülse gehalten, und ein Zylindermechanismus ist vorgesehen, um den Mechanismus mit parallelen Verbindungsteilen anzutreiben. Ferner ist in der Werkzeugwechseleinheit ein Zylindermechanismus vorgesehen, um die Hülse axial anzutreiben, und ein Antriebsmechanismus ist vorgesehen, um die Hülse um eine Welle zu drehen, wie in der ungeprüften offengelegten
japanischen Patentanmeldung Nr. H08-1468 beschrieben ist.
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In dem Bohrstangenmagazin in der in dem
japanischen Gebrauchsmuster mit der Nr. 3165158 beschriebenen konventionellen Einrichtung wird die lange Bohrstange auf eine Weise aufbewahrt, in der die Achse der langen Bohrstange die Achse der Werkzeugspindel schneidet, so dass sich die Maschine in einer Breitenrichtung entsprechend erstreckt, wenn sie von der Vorderseite der Maschine aus betrachtet wird. Daher ergibt sich ein Problem dahingehend, dass die gesamte Maschine in der Breitenrichtung ein großes Baumaß einnimmt.
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In der konventionellen Einrichtung, die in der ungeprüften offengelegten
japanischen Patentanmeldung mit der Nr. H08-1468 beschrieben ist, wird ein Werkzeug durch komplizierte Vorgänge an der Werkzeugspindel angebracht und davon abgenommen. Daher ergibt sich ein Problem, dass der Aufbau kompliziert wird.
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Die Beschreibung von Vorteilen und Nachteilen diverser Eigenschaften, Ausführungsformen, Verfahren und Vorrichtungen, die in anderen Veröffentlichungen beschrieben sind, sind nicht dazu beabsichtigt, die vorliegende Erfindung einzuschränken. Beispielsweise können gewisse Eigenschaften der bevorzugten beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung in der Lage sind, gewisse Nachteile zu überwinden und/oder gewisse Vorteile bereitzustellen, etwa Nachteile und/oder Vorteile, die hierin erläutert sind, wobei einige oder alle der Eigenschaften, Ausführungsformen, Verfahren und Vorrichtungen, die hierin offenbart sind, beibehalten werden.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Die offenbarten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wurden im Hinblick auf die zuvor genannten Probleme und/oder andere Probleme im Stand der Technik entwickelt. Die offenbarten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können eine beträchtliche Verbesserung gegenüber bestehenden Verfahren und/oder Vorrichtungen bereitstellen.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Maschinenwerkzeug bereitzustellen, das mit einer Werkzeugwechseleinheit versehen ist, ohne das gesamte Maschinenwerkzeug zu vergrößern, und die Werkzeugwechseleinheit kann Werkzeuge auf der Grundlage eines einfachen Aufbaus wechseln, selbst wenn die Werkzeuge lange Werkzeuge sind.
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In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfasst ein Maschinenwerkzeug mit einer Werkzeugwechseleinheit ein Werkzeughalteteil, das mehrere Werkzeuge hält; und einen Werkzeugwechselmechanismus, der ein von dem Werkzeughalteteil gehaltenes Werkzeug und ein Werkzeug, das durch eine Werkzeugspindel geklemmt ist, wechselt. Das Werkzeughalteteil hält die mehreren Werkzeuge in einer Weise, in der Achsen der Werkzeuge parallel zu einer Achse der Werkzeugspindel verlaufen. Der Werkzeugwechselmechanismus umfasst einen Mechanismus für eine Kreisbogenbewegung, und der Mechanismus für eine Kreisbogenbewegung bewegt die Werkzeuge von einer Werkzeughalteposition zu einer Werkzeugwechselposition, an der das Werkzeug koaxial zu der Achse der Werkzeugspindel liegt, durch mindestens eine Bewegung in einem Kreisbogen auf einer ebenen Oberfläche, die die Achse der Werkzeugspindel, die an der Werkzeugwechselposition angeordnet ist, die sich für jedes Werkzeug unterscheidet, und eine Achse des Werkzeugs mit enthält, die in dem Werkzeughalteteil angeordnet ist.
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In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist in dem Maschinenwerkzeug, das zuvor angegeben ist, das Werkzeughalteteil auf einer Seite der Werkzeugspindel angeordnet.
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In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung umfasst in dem Maschinenwerkzeug, das zuvor angegeben ist, der Werkzeugwechselmechanismus einen Mechanismus für eine lineare Bewegung, der das Werkzeug in Richtung der Achse des Werkzeugs zumindest vor der Bewegung in einem Kreisbogen linear verschiebt.
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In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung ist in dem zuvor angegebenen Maschinenwerkzeug das Werkzeug eine Bohrstange, die einen Vorgang zur Erzeugung einer langen Bohrung ausführt.
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Gemäß einigen Ausführungsformen, wie sie zuvor beschrieben sind, werden die mehreren Werkzeuge in einer Art gehalten, wonach die Achsen der Werkzeuge parallel zu der Achse der Werkzeugspindel liegen, so dass, obwohl es ein langes Werkzeug ist, die Breitenabmessung der gesamten Maschine klein gehalten werden kann, wenn die Betrachtung aus der Richtung der Spindelachse aus erfolgt, im Vergleich zu einem Fall, in welchem die Werkzeuge so gehalten werden, dass sie die Spindelachse schneiden.
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Ferner bewegt sich das Werkzeug von der Werkzeughalteposition zu der Werkzeugwechselposition, an der das Werkzeug zu der Spindelachse koaxial ist, durch die Bewegung im Kreisbogen auf der ebenen Oberfläche, die die Achse der Werkzeugspindel und die Achse des Werkzeugs enthält, und daher kann der Aufbau im Vergleich zu einem Fall vereinfacht werden, in welchem die Hülse in der Achsenrichtung angetrieben und gedreht wird.
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Gemäß einigen Ausführungsformen, wie sie zuvor angegeben sind, ist das Werkzeughalteteil auf Seite der Werkzeugspindel angeordnet, und daher kann in dieser Hinsicht die Breitenabmessung der gesamten Maschine klein gehalten werden, wenn die Betrachtung aus der Richtung der Spindelachse aus erfolgt.
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Gemäß einigen zuvor angegebenen Ausführungsformen ist zusätzlich zu dem Mechanismus für eine Kreisbogenbewegung der Mechanismus für eine Linearbewegung vorgesehen, der das Werkzeug in der Achsenrichtung linear bewegt bzw. verschiebt. Obwohl das Werkzeug ein langes Werkzeug, etwa eine Bohrstange, ist, kann es daher auf Seite der Maschinentiefe in einer Weise angeordnet werden, in der ein Teil des Werkzeugs mit dem Werkzeugklemmteil der Werkzeugspindel überlappt, wenn die Betrachtung in der Breitenrichtung erfolgt. Daher kann ein Raumbereich, in welchem andere Mechanismen angeordnet sind, auf der Vorderseite der Maschine bereitgestellt werden, und die gesamte Maschine kann in der Richtung der Spindelachse klein gehalten werden.
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Das heißt, im Hinblick auf den Wechsel des Werkzeugs bewegt sich vor der Bewegung im Kreisbogen das Werkzeug aufgrund des Mechanismus für Linearbewegung geradlinig, um die Überlappung aufzuheben, und danach führt das Werkzeug durch den Mechanismus für eine Kreisbogenbewegung eine Bewegung in dem Kreisbogen aus. Daher kann der Werkzeugwechsel ohne Probleme ausgeführt werden, selbst wenn ein Teil des Werkzeugs mit dem Werkzeugklemmteil der Werkzeugspindel überlappt.
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Wenn ferner der Mechanismus für Linearbewegung das Werkzeug nach der Bewegung im Kreisbogen linear verschiebt und wenn das Werkzeug in dem Werkzeugklemmteil der Werkzeugspindel geklemmt ist, kann eine Behinderung zwischen dem konischen Einsteckendteil des Werkzeugs und dem konischen Öffnungsteil der Werkzeugspindel vermieden werden, und daher kann der Werkzeugwechsel leichter und zuverlässiger ausgeführt werden.
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Die vorhergehenden und/oder andere Aspekte, Merkmale und/oder Vorteile diverser Ausführungsformen ergeben sich detaillierter aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen. Diverse Ausführungsformen können andere Aspekte, Merkmale und/oder Vorteile enthalten und/oder nicht enthalten, wenn dies anwendbar ist. Ferner können in diversen Ausführungsformen ein oder mehrere Aspekte oder Merkmale anderer Ausführungsformen, falls anwendbar, kombiniert seit. Die Beschreibung von Aspekten, Merkmalen und/oder Vorteilen spezieller Ausführungsformen sollte nicht als Einschränkung für andere Ausführungsformen oder für die Ansprüche ausgelegt werden. In den Zeichnungen sind die Größen und die relativen Größen von Schichten und Gebieten zum Zwecke der Klarheit übertrieben dargestellt. Gleiche Zahlen bezeichnen durchgängig gleiche Elemente. Die hierin verwendete Terminologie dient ausschließlich dem Zweck der Beschreibung spezieller Ausführungsformen und soll die Erfindung nicht beschränken. Im hierin verwendeten Sinne sollen die Singularformen ”ein, eine, einer” und ”der, die das” die Pluralformen ebenfalls mit einschließen, sofern dies der Zusammenhang nicht eindeutig anders angibt. Im hierin verwendeten Sinne umfasst der Begriff ”und/oder” eine und alle Kombinationen eines oder mehrerer der zugehörigen aufgeführten Elemente und kann als ”/” abgekürzt werden. Zu beachten ist, dass, obwohl die Begriffe erster, zweiter, usw., hierin verwendet werden, um diverse Elemente zu beschreiben, diese Elemente nicht auf diese Begriffe beschränkt sind. Sofern dies nicht anders angegeben ist, werden diese Begriffe nur verwendet, um ein Element von einem weiteren Element zu unterscheiden. Beispielsweise kann ein erstes Objekt als ein zweites Objekt bezeichnet werden, und in ähnlicher Weise kann ein zweites Objekt als ein erstes Objekt benannt werden, ohne von der Lehre der Offenbarung abzuweichen. Es ist ferner zu beachten, dass die Begriffe ”umfassen” und/oder ”mit” oder ”enthalten” und/oder ”enthaltend”, wenn diese in der Beschreibung verwendet werden, die Anwesenheit angegebener Merkmale, Gebiete, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente und/oder Komponenten bezeichnen, aber das Vorhandensein oder das Hinzufügen eines oder mehrerer anderer Merkmale, Gebiete, Zahlen, Schritte, Operationen, Elemente, Komponenten und/oder Gruppen davon nicht ausschließen. Es ist zu beachten, dass, wenn ein Element als ”verbunden” oder ”gekoppelt” mit oder ”an” einem weiteren Element bezeichnet wird, es direkt mit oder an dem anderen Element verbunden oder gekoppelt sein kann, oder dass gegebenenfalls dazwischen liegende Elemente vorhanden sind. Wenn andererseits ein Element als ”direkt verbunden” oder ”direkt gekoppelt” mit einem weiteren Element bezeichnet wird, sind keine dazwischen liegenden Elemente vorhanden. Andere Ausdrucksformen, die zur Beschreibung der Beziehung zwischen Elementen verwendet werden, sollten in der gleichen Weise aufgefasst werden (beispielsweise ”zwischen” gegenüber ”direkt dazwischen”, ”benachbart” gegenüber ”unmittelbar benachbart”, usw.). Jedoch bezeichnet der Begriff ”Kontakt”, wie er hierin verwendet ist, einen direkten Kontakt (d. h., eine Berührung), sofern der Zusammenhang dies nicht anders angibt. Begriffe wie ”gleich”, ”planar bzw. eben” oder ”koplanar”, wie sie hierin verwendet sind, wenn eine Orientierung, eine Gestaltungsform, eine Position, Formen, Größen, Mengen oder andere Maßzahlen bezeichnet werden, bedeuten nicht notwendigerweise eine exakte identische Orientierung, Gestaltung, Position, Form, Größe, Betrag oder eine andere Maßzahl, sondern diese Begriffe sind dazu gedacht, eine nahezu identische Orientierung, Gestaltungsform, Position, Formen, Größe, Beträge oder andere Maßzahlen innerhalb akzeptabler Toleranzen mit einzuschließen, die beispielsweise aufgrund von Fertigungsvorgängen auftreten können. Der Begriff ”im Wesentlichen” kann hierin verwendet werden, um diese Bedeutung wiederzugeben. Sofern dies nicht anders definiert ist, werden alle Begriffe (einschließlich technischer und wissenschaftlicher Begriffe), die hierin verwendet sind, mit der gleichen Bedeutung verwendet, wie sie üblicherweise vom Fachmann verstanden wird, den diese Offenbarung betrifft. Es ist ferner zu beachten, dass Begriffe, etwa jene, wie sie in üblicher Weise verwendeten Wörterbüchern angegeben sind, so aufgefasst werden sollen, dass sie eine Bedeutung haben, die konsistent ist mit ihrer Bedeutung im Zusammenhang des Stands der Technik und/oder der vorliegenden Anmeldung, und sie sollen nicht einer idealisierten oder in einer über die Gebühr formalen Weise aufgefasst werden, sofern dies nicht hierin explizit anders definiert ist.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist eine perspektivische Vorderansicht eines Maschinenwerkzeugs mit einer Werkzeugwechseleinheit gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung, wenn die Betrachtung von einer Seite aus erfolgt.
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2 ist eine perspektivische Ansicht von vorne der Werkzeugwechseleinheit, wenn die Betrachtung von der Maschinenvorderseite aus erfolgt.
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3 ist eine perspektivische Seitenansicht der Werkzeugwechseleinheit, wenn die Betrachtung von einer Seite der Maschine aus erfolgt.
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4 ist eine Seitenansicht der Werkzeugwechseleinheit, wenn die Betrachtung aus einer Richtung erfolgt, die eine Spindelachse schneidet.
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5 ist eine Draufsicht einer Werkzeugwechseleinheit.
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6 ist eine Ansicht von hinten der Werkzeugwechseleinheit, wenn die Betrachtung aus einer tiefen Seite der Maschine zu der Richtung der Spindelachse hin erfolgt.
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7 ist eine perspektivische Vorderansicht, die einen Vorbereitungsschritt in einem Vorgang zum Wechseln eines Werkzeugs zeigt.
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8 ist eine perspektivische Vorderansicht, die einen Verschlussöffnungsschritt in dem Vorgang zum Wechseln eines Werkzeugs zeigt.
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9 ist eine perspektivische Vorderansicht, die einen Schritt zum Vorwärtsbewegen eines Werkzeugs in dem Vorgang zum Wechseln eines Werkzeugs zeigt.
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10 ist eine perspektivische Vorderansicht, die einen Schritt zur Bewegung eines Werkzeugs in einem Kreisbogen in dem Vorgang zum Wechseln eines Werkzeugs zeigt.
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11 ist eine perspektivische Vorderansicht, die einen Schritt einer Werkzeugrückwärtsbewegung in dem Vorgang zum Wechseln eines Werkzeugs zeigt.
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12 ist eine perspektivische Vorderansicht, die einen Schritt zum Herausziehen eines Werkzeugs in dem Vorgang zum Wechseln eines Werkzeugs zeigt.
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13 ist eine Draufsicht, die den Vorbereitungsschritt in dem Vorgang zum Wechseln eines Werkzeugs zeigt.
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14 ist eine Draufsicht, die den Schritt der Werkzeugvorwärtsbewegung in dem Vorgang zum Wechseln eines Werkzeugs zeigt.
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15 ist eine Draufsicht, die den Schritt der Werkzeugbewegung in einem Kreisbogen in dem Vorgang zum Wechseln eines Werkzeugs zeigt.
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16 ist eine Draufsicht, die den Schritt der Rückwärtsbewegung des Werkzeugs in dem Vorgang zum Wechseln eines Werkzeugs zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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In den folgenden Paragraphen werden einige Ausführungsformen der Erfindung anhand eines Beispiels in nicht beschränkender Weise beschrieben. Es sollte auf der Grundlage dieser Offenbarung verstanden werden, dass diverse andere Modifizierungen von dem Fachmann auf der Grundlage dieser dargestellten Ausführungsformen vorgenommen werden können.
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den Zeichnungen beschrieben.
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[Ausführungsform 1]
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1 bis 16 sind die Zeichnungen, um ein Maschinenwerkzeug, das mit einer Werkzeugwechseleinheit gemäß Ausführungsform 1 der vorliegenden Erfindung versehen ist, zu beschreiben. In der vorliegenden Ausführungsform sind, sofern dies nicht anders angegeben ist, die Angaben ”vorne bzw. Vorderseite”, ”hinten”, ”links” und ”rechts” als die Vorderseite, die Tiefenseite, die linke Seite und die rechte Seite der Maschine zu verstehen, wenn die Betrachtung von der Maschinenvorderfläche aus erfolgt.
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In den Zeichnungen bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein Maschinenwerkzeug, in welchem beispielsweise ein Zylinderbohrer einen Bohrvorgang an einem Zylinderblock vornimmt. In dem Maschinenwerkzeug 1 ist eine Werkzeugspindel 2 auf einer Auflage bzw. einem Unterbau 3 angeordnet, so dass sie in einer lateralen Richtung (X-Achsenrichtung) und einer vertikalen Richtung (Y-Achsenrichtung) so bewegbar ist, dass eine Achse 2a der Werkzeugspindel 2 horizontal ausgerichtet ist. Die Bezugszeichen 4a und 4b bezeichnen eine Abdeckung in vertikaler Richtung und eine Abdeckung in lateraler Richtung, um zu verhindern, dass Späne sich auf Seite des Antriebsmechanismus des Maschinenhinterteils bei der maschinellen Bearbeitung verteilen. Diese Abdeckung für die laterale Richtung 4a und die vertikale Richtung 4b sind durch mehrere streifenförmige Platten gebildet, die sich in der vertikalen Richtung und der lateralen Richtung überlappen und gleitfähig angeordnet sind, so dass sie sich entsprechend der Bewegung in der X-Achse und der Y-Achse der Werkzeugspindel 2 auseinander- und zusammenziehen können.
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Obwohl nicht gezeigt, ist auf der Vorderseite der Werkzeugspindel 2 des Unterbaus 3 ein Werkstücktisch, auf welchem ein Werkstück montiert ist, in der Richtung der Achse 2a (Z-Achsenrichtung) der Werkzeugspindel 2 bewegbar angeordnet ist.
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Auf dem linken Seitenteil des Unterbaus 3 ist vertikal eine Trennwand 5 vorgesehen, die einen Aufnahmeraumbereich A bildet. Die Trennwand 5 hat eine Seitenplatte 5a, die eine Grenze zwischen dem Aufnahmeraumbereich A und einem Bearbeitungsbereich B bildet, und eine Frontplatte 5b, die den vorderen Rand der Seitenplatte 5a bildet und diagonal in der Breitenrichtung nach vorne gebogen ist. In der Trennwand 5 ist eine Öffnung 5c, in der eine Bohrstange T aufgenommen und ausgegeben wird, über der Frontplatte 5b und der Seitenplatte 5a ausgebildet. Die Öffnung 5c wird von einem Verschluss 6 geöffnet und verschlossen, der in der vertikalen Richtung gleitbar angeordnet ist.
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In dem oberen Teil im Inneren des Aufnahmeraumbereichs A ist eine Werkzeugwechseleinheit 7, die ein langes Werkzeug, etwa eine Bohrstange T, usw., wechselt, angeordnet. In dem unteren Teil innerhalb des Aufnahmeraumbereichs A ist eine Werkzeugwechseleinheit 18, die ein kurzes Werkzeug, das kürzer als die Bohrstange ist, eines sogenannten Doppelarmtyps, die konventionellerweise bekannt ist, angeordnet.
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Die Werkzeugwechseleinheit 7 ist durch eine Montagehalterung 7a an dem vorderen Rand eines Magazinbodens 3a befestigt, der vertikal auf dem linken Seitenteil des Unterbaus 3 vorgesehen ist. Die Werkzeugwechseleinheit 7 hat einen Werkzeughalteteil 8, der mehrere Bohrstangen T (in dieser Ausführungsform zwei) hält, und einen Werkzeugwechselmechanismus 9, der die Bohrstange T, die in dem Werkzeughalteteil 8 gehalten wird, und eine Bohrstange T', die in einer Werkzeugspindel 2 geklemmt ist, wechselt. Insbesondere wird die Bohrstange T', die in der Werkzeugspindel 2 geklemmt ist, an den einen verfügbaren Haltegreifermechanismus 11 des Werkzeughalteteils 8 gedrückt, und anschließend wird eine andere Bohrstange T, die in dem anderen Haltegreifermechanismus 11 des Werkzeughalteteils 8 gehalten wird, an der Werkzeugspindel 2 geklemmt.
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Das Werkzeughalteteil 8 ist eine rechteckige rahmenartige flache Platte und hat eine Halteplatte 10, die vertikal und parallel zu der Achse 2a der Werkzeugspindel 2 angeordnet ist, und hat den oberen und den unteren Haltegreifermechanismus 11, 11, die auf der Tiefenseite der Halteplatte 10 angeordnet sind. Der Haltegreifermechanismus 11 hat ein Paar aus oberen und unteren Haltegreifern 11a, 11b, und der obere Haltegreifer 11a wird durch Hydraulikdruck angetrieben und bewegt sich in der vertikalen Richtung, um eine Haltenut Tg, die in einem konischen Einsteckendteil der Bohrstange T ausgebildet ist, zusammen mit dem unteren Haltegreifer 11b zuverlässig zu halten. Durch diesen Aufbau des Werkzeughalteteils 8 wird die Bohrstange T auf eine Weise gehalten, wonach die Achse Ta der Bohrstange T parallel zu der Achse 2a der Werkzeugspindel 2 liegt, und sie ist auf der linken Seite der Werkzeugspindel 2 positioniert.
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Der Werkzeugwechselmechanismus 9 ist mit einem Mechanismus für Kreisbogenbewegung 12 und einem Mechanismus für Linearbewegung 13 versehen. In dem Mechanismus für Kreisbogenbewegung 12 bewegt sich die Bohrstange T von der Werkzeughalteposition E zu der Position, an der die Bohrstange T koaxial zu der Achse 2a der Werkzeugspindel 2 liegt, indem die Bewegung in einem Kreisbogen auf der ebenen Oberfläche C ausgeführt wird, die die Achse 2a der Werkzeugspindel 2, die an der Werkzeugwechselposition D angeordnet ist, und die Achse Ta der Werkzeugstange T enthält, die von dem Werkzeughalteteil 8 gehalten wird, der an der Werkzeughalteposition angeordnet ist (siehe 8).
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In dem Mechanismus für Linearbewegung 13 bewegt sich die Bohrstange T linear in der Richtung der Achse Ta der Bohrstange T, bevor und nachdem die Bewegung in einem Kreisbogen erfolgt (siehe 9, 10, 14 und 16).
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Wenn beispielsweise die Bohrstange T auf der oberen Seite an der Werkzeugspindel 2 befestigt wird, wird die Werkzeugwechselposition D an der Position an der gleichen Höhe der Bohrstange T auf der oberen Seite in der Y-Achsenrichtung und an der gleichen X-Achsenrichtungsposition festgelegt, nachdem die Bewegung in einem Kreisbogen mittels des Mechanismus für Kreisbogenbewegung 12 abgeschlossen ist.
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Der Mechanismus für Linearbewegung 13 ist an der Montagehalterung 7a mit einer Schraube durch eine Stützhalterung 14 befestigt, die sich in der Richtung der Achse 2a der Werkzeugspindel 2 erstreckt. Auf der Innenfläche der Stützhalterung 14 sind die obere und untere Führungsschiene 14a, 14a so angeordnet, dass sie parallel zu der Achse 2a verlaufen. Eine Stützplatte 15 wird gleitbar in Richtung der Achse 2a durch die Führungsschienen 14a, 14a gehalten. In der Stützplatte 15 ist ein Kugelspindelmechanismus 16, der die Stützplatte 15 linear verschiebt, angebracht. Der Kugelspindelmechanismus 16 verschiebt die Stützplatte 15 linear, indem die Kugelspindel 16b in Drehung versetzt wird, die in ein Nutenelement 15c eingeführt ist, das auf der Rückseitenfläche der Stützplatte 15 befestigt ist, wobei ein Antriebsmotor 16a, der an der Stützhalterung 14 befestigt ist, die Drehung hervorruft.
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Der Mechanismus für Kreisbogenbewegung 12 hat einen Aufbau, in welchem die Stützplatte 15 und die Halteplatte 10 durch einen Mechanismus mit parallelen Verbindungselementen verbunden sind. Der Mechanismus mit parallelen Verbindungselementen hat einen Aufbau, in welchem ein stützseitiger Schaft 15a, der von dem oberen und dem unteren Lager 15b, 15b, die an der Stützplatte 15 befestigt sind, drehbar gehalten wird, und ein halteseitiger Schaft 10a, der von dem oberen und dem unteren Lager 10b, 10b, die an der Halteplatte 10 befestigt sind, drehbar gehalten wird, durch den oberen und unteren Verbindungsarm 17, 17 verbunden und befestigt sind. Die Halteplatte 15 bewegt sich entlang der ebenen Oberfläche C, indem der stützseitige Schaft 15a durch den Zylindermechanismus, usw. drehend angetrieben wird.
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Es werden nun die Bewegungen für den Werkzeugwechsel in der Werkzeugwechseleinheit 7 gemäß der vorliegenden Ausführungsform 1, insbesondere werden die Bewegungen beschrieben, wenn die Bohrstange T, die in dem oberen Haltegreifermechanismus 11 des Werkzeughalteteils 8 gehalten wird, an den Werkzeugklemmteil 2b der Werkzeugspindel 2 geklemmt wird.
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Die Werkzeugspindel 2 bewegt sich an die Werkzeugwechselposition D. Die Werkzeugwechselposition D ist auf die gleiche Höhe der oberen Seite der Bohrstange T in der Y-Achsenrichtung und auf die gleiche X-Achsenrichtungsposition der Bohrstange T festgelegt, wenn die Bohrstange die Kreisbogenbewegung ausführt. In diesem Zustand, in welchem die Bohrstange T an der Werkzeughalteposition E positioniert ist, überlappt das konische Einsteckendteil Tb den vorderen Endteil der Werkzeugspindel 2, wenn die Betrachtung aus der Breitenrichtung aus erfolgt (siehe 13).
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Die Öffnung 5c der Trennwand 5 wird durch Verschieben des Verschlusses 6 in die obere Richtung geöffnet (siehe 8).
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Durch die Drehung des Antriebsmotors 16a des Mechanismus für Linearbewegung 13 bewegt sich die Stützplatte 15 nach vorne, um damit die Halteplatte 10 in Bewegung zu versetzen und folglich die Bohrstange T in der Richtung des Pfeils a1 zu verschieben, und daher bewegt sich das konische Einsteckendteil Tb von dem vorderen Endteil der Werkzeugspindel 2 zu der Position, die die Kreisbogenbewegung nicht behindert, wenn die Betrachtung aus der Breitenrichtung aus erfolgt. Zu diesem Zeitpunkt steht die Bohrstange T aus der Öffnung 5c der Trennwand 5 nach vorne hervor (siehe 9 und 14).
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Durch Drehung des Verbindungsarms 17 durch den Mechanismus für Kreisbogenbewegung 12 bewegt sich als Nächstes die Bohrstange T in der Richtung des Pfeils a2 so, als ob ein Kreisbogen auf der ebenen Oberfläche C gezeichnet wird, während der Zustand beibehalten wird, in welchem die Achse Ta der Bohrstange T parallel zu der Spindelachse 2a liegt, und ab dem Punkt, ab dem der Verbindungsarm 17 sich um 90° dreht, fällt die Achse Ta der Bohrstange T mit der Achse 2a der Werkzeugspindel 2 zusammen (10 und 15).
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Ferner bewegt sich durch Drehung des Antriebsmotors 16a des Mechanismus für Linearbewegung 13 in der umgekehrten Richtung die Stützplatte 15 nach hinten, um die Halteplate 10 und folglich die Bohrstange T in der Richtung des Pfeils a3 zu verschieben. Das konische Einsteckendteil Tb der Bohrstange T wird in eine konische Öffnung des Werkzeugklemmteils 2a der Werkzeugspindel 2 eingeführt und wird in dem Werkzeugklemmteil 2a durch einen Rückzugsmechanismus, der eingebaut ist, geklemmt (siehe 11 und 16).
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Wenn der Haltegreifer 11a des Haltegreifermechanismus 11 gelöst wird, wird als Nächstes die Bohrstange T aus dem Halteteil 8 in der Richtung des Pfeils a4 herausgezogen, indem die Werkzeugspindel 2 in der X-Achsenrichtung verschoben wird (siehe 12).
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Gemäß der Werkzeugwechseleinheit 7 in der vorliegenden Ausführungsform 1 wird die Bohrstange T so gehalten, dass die Achse Ta der Bohrstange T parallel zu der Achse 2a der Werkzeugspindel 2 ist, und wird so gehalten, dass sie auf der linken Seite der Werkzeugspindel 2 angeordnet ist. Selbst wenn ein langes Werkzeug, etwa eine Bohrstange T verwendet wird, kann daher die Breitenabmessung (Abmessung in der X-Achsenrichtung) der gesamten Maschine klein gehalten werden, wenn die Betrachtung aus der Richtung der Spindelachse 2a erfolgt, wenn dies mit dem Fall des Haltens von Werkzeugen verglichen wird, die die Spindelachse 2 schneiden.
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Ferner bewegt sich die Bohrstange T von der Werkzeughalteposition E zu der Werkzeugwechselposition D, an der die Bohrstange T koaxial zu der Spindelachse 2a liegt, indem die Kreisbogenbewegung auf der ebenen Oberfläche C ausgeführt wird, die die Achse 2a der Werkzeugspindel 2 und die Achse Ta der Bohrstange T enthält. Daher kann sich die Bohrstange T in der Breitenrichtung unter Anwendung nur des Verbindungsmechanismus bewegen, und der Aufbau kann vereinfacht werden.
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Ferner ist zusätzlich zu dem Mechanismus für Kreisbogenbewegung 12 der Mechanismus für Linearbewegung 13 vorgesehen, der die Bohrstange T in der Richtung der Achse Ta linear verschiebt, so dass das konische Einsteckendteil Tb der Bohrstange T so angeordnet werden kann, dass es mit dem Werkzeugklemmteil 2a der Werkzeugspindel 2 überlappt, wenn die Betrachtung aus der Breitenrichtung aus erfolgt, d. h., aus der Seite der Maschinentiefe. Daher kann die gesamte Maschine in Richtung der Spindelachse 2a verkleinert werden, und wenn ein großes Werkstück auf einem Werkstücktisch befestigt wird, selbst wenn sich der Werkstücktisch bewegt, tritt eine Behinderung mit dem Werkstück nicht auf.
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Insbesondere in Bezug auf den Werkzeugwechsel wird vor der Kreisbogenbewegung die Überlappung mit der Bohrstange T durch den Mechanismus für Linearbewegung 13 vermieden, und sie bewegt sich zu der Position nach vorne, an der die Kreisbogenbewegung nicht behindert wird. Danach bewegt sich das Werkzeug in einer Kreisbogenbewegung in dem Mechanismus für Kreisbogenbewegung 12. Daher kann der Werkzeugwechsel ausgeführt werden, ohne dass eine Behinderung zwischen der Bohrstange T und der Werkzeugspindel 2 auftritt.
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Durch den Mechanismus für Linearbewegung 13 bewegt sich ferner die Bohrstange T nach der Kreisbogenbewegung nach hinten, so dass das konische Einsteckendteil Tb der Bohrstange T zuverlässig in die konische Öffnung des Werkzeugklemmteils 2a der Werkzeugspindel 2 ohne gegenseitige Störung eingeführt wird. Daher wird der Wechsel des Werkzeugs einfacher und zuverlässiger ausgeführt.
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Die Begriffe und Beschreibungen, wie sie hierin verwendet sind, dienen nur dem erläuternden Zweck und die vorliegende Erfindung ist nicht darauf einzuschränken. Daher lässt die vorliegende Erfindung diverse Änderungen an der Gestaltung zu, die innerhalb des beanspruchten Schutzbereichs der vorliegenden Erfindung liegen.
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Obwohl die vorliegende Erfindung auf viele unterschiedliche Weisen umgesetzt wird, sind hierin eine Reihe anschaulicher Ausführungsformen beschrieben mit dem Verständnis, dass die vorliegende Offenbarung so zu betrachten ist, dass Beispiele der Prinzipien der Erfindung bereitzustellen sind und dass derartige Beispiele die Erfindung nicht auf die bevorzugten Ausführungsformen beschränken sollen, die hierin beschrieben und/oder dargestellt sind.
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Obwohl anschauliche Ausführungsformen der Erfindung hierin beschrieben sind, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die diversen bevorzugten hierin beschriebenen Ausführungsformen zu beschränken, sondern sie umfasst jede beliebige Ausführungsform, die äquivalente Elemente, Modifizierungen, Weglassungen, Kombinationen (beispielsweise von Aspekten über diverse Ausführungsformen hinweg), Anpassungen und/oder Änderungen aufweisen, wie sie sich für den Fachmann auf der Grundlage der vorliegenden Offenbarung ergeben würden. Die Beschränkungen in den Ansprüchen sind in breiter Weise auf der Grundlage der Begriffe zu interpretieren, die in den Ansprüchen verwendet sind, und sie sind nicht auf Beispiele, die in der vorliegenden Beschreibung angegeben sind, oder die während der Prüfung der Anmeldung ausgewählt sind, beschränkt, da diese Beispiele als nicht-exklusiv auszulegen sind. Beispielsweise ist in der vorliegenden Offenbarung der Begriff ”vorzugsweise” nicht-exklusiv und bedeutet ”bevorzugt, aber nicht darauf beschränkt”. In dieser Offenbarung und während der Prüfung dieser Anmeldung ist der Begriff ”vorliegende Erfindung” oder ”Erfindung” als nicht spezifische allgemeine Bezugnahme gemeint und kann als eine Referenz auf einen oder mehrere Aspekte im Rahmen der vorliegenden Offenbarung verwendet sein. Der Begriff ”vorliegende Erfindung” oder ”Erfindung” sollte nicht in ungebührlicher Weise als eine Angabe eines entscheidenden Elements verstanden werden, sollte nicht in ungebührlicher Weise als für alle Aspekte oder Ausführungsformen geltend erachtet werden (d. h., der Begriff sollte so verstanden werden, dass die vorliegende Erfindung eine Reihe von Aspekten und Ausführungsformen hat), und sollte nicht ungebührlicherweise als Einschränkung des Schutzbereichs der Anmeldung oder der Patentansprüche aufgefasst werden. In dieser Offenbarung und während der Prüfung dieser Anmeldung kann der Begriff ”Ausführungsform” verwendet werden, um einen beliebigen Aspekt, ein Merkmal, einen Prozess oder einen Schritt und eine beliebige Kombination davon und/oder einen Teil davon usw. zu bezeichnen. In einigen Beispielen können diverse Ausführungsformen sich überschneidende Merkmale enthalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2015-175826 [0001]
- JP 3165158 [0003, 0005]
- JP 08-1468 [0004, 0006]
