DE102019203700B4

DE102019203700B4 - Schneidvorrichtung

Info

Publication number: DE102019203700B4
Application number: DE102019203700.3A
Authority: DE
Inventors: Kazuki TERADA
Original assignee: Disco Corp
Current assignee: Disco Corp
Priority date: 2018-03-19
Filing date: 2019-03-19
Publication date: 2024-03-21
Anticipated expiration: 2039-03-20
Also published as: CN110281407B; US20190283195A1; JP7126749B2; KR102533802B1; KR20190110030A; JP2019162679A; US11311976B2; TW201938314A; SG10201901934TA; CN110281407A; DE102019203700A1; TWI787481B

Abstract

Schneidvorrichtung (2), aufweisend:eine Schneideinheit (14), die ein Werkstück, das von einem Einspanntisch (10) gehalten wird, mit einer Schneidklinge (66) schneidet, die an einer Klingenhalterung (54) befestigt ist, die an einem distalen Ende einer Spindel (50) montiert ist;einen Bewegungsmechanismus (22), der die Schneideinheit in einer axialen Richtung der Spindel bewegt; undeine Klingenwechselvorrichtung (72), die die Schneidklinge von der Klingenhalterung (54) entfernt, und die Schneidklinge auf dieser montiert, um dadurch die Schneidklingen zu wechseln, wobei die Schneidklinge eine kreisförmige Basis (66a) mit einem Einführungsloch (66b) in der Mitte davon und eine Schneidkante (66c) aufweist, die an einer äußeren Umfangskante der kreisförmigen Basis (66a) befestigt ist, wobeidie Klingenhalterung (54) aufweist:eine Nabe (56), die durch das Einführungsloch (66b) in der Schneidklinge geführt wird und sich in axialer Richtung der Spindel erstreckt; undeinen Flansch (58), der integral in radialer Richtung von der Nabe (56) an einer Position hinter der Nabe hervorsteht und an dem die Schneidklinge anliegt, unddie Klingenwechselvorrichtung (72) einen Klingenmontage- und -entfernungsabschnitt (84, 84A, 84B) aufweist, der aufweist:einen ersten Halteabschnitt (112, 112A), der die kreisförmige Basis der Schneidklinge entfernbar lagert;einen beweglichen Stützabschnitt (74), der den ersten Halteabschnitt (112, 112A) lagert und den ersten Halteabschnitt zu einer Entfernungs- und Montageposition bewegt, an der das Einführungsloch in der Schneidklinge der Nabe der Klingenhalterung zugewandt ist; undeinen ersten Kopplungsmechanismus (115, 115A), der den ersten Halteabschnitt (112, 112A) mit dem beweglichen Stützabschnitt koppelt, so dass der erste Halteabschnitt in Bezug auf den beweglichen Stützabschnitt (74) frei schwenkbar ist, wobei der erste Kopplungsmechanismus (115) eine Vielzahl von ersten elastischen Elementpaaren aufweist, wobei jedes Paar, während es den ersten Halteabschnitt in entgegengesetzte Richtungen spannt, den ersten Halteabschnitt an dem beweglichen Stützabschnitt befestigt, wobei Kräfte, die von den ersten elastischen Elementpaaren wirken, sich gegenseitig ausgleichen, um dadurch den ersten Halteabschnitt schwenkbar und schwebend zu lagern.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schneidvorrichtung mit einer Klingenwechselvorrichtung.
Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Eine bekannte Schneidvorrichtung umfasst eine Schneidklinge, die ein plattenförmiges Werkstück, wie beispielsweise einen Halbleiterwafer und einen optischen Vorrichtungswafer mit einer Vorderseite, auf der eine Vielzahl von Bauelementen ausgebildet ist und einem Harzgehäusesubstrat, in geteilte Chips schneidet. Die Schneidklinge muss in regelmäßigen Abständen ausgetauscht werden, da eine Schneidkante der Schneidklinge durch den Gebrauch verschleißt.
Ein Schneidklingenwechselvorgang umfasst typischerweise das Einsetzen der Schneidklinge in eine Nabe einer Klingenhalterung, die an einem distalen Ende einer Spindel der Schneidvorrichtung angeordnet ist, und das Fixieren der Schneidklinge mit einer Befestigungsmutter. Das Einpassen der Schneidklinge in die Nabe der Klingenhalterung erfordert ein gewisses Maß an Geschicklichkeit. Eine Schneidklinge kann, wenn sie schräg eingesetzt ist, die Klingenhalterung beschädigen oder in einer schrägen Position fixiert werden, was zu einem inkorrekten Schneiden führt.
Ein Ansatz zur Lösung des vorgenannten Problems hat zur Entwicklung einer automatischen Klingenwechselvorrichtung geführt, die die Klingen mechanisch wechselt (siehe z.B. JP 2 617 876 B2 und JP 2007 - 208 114 A . Der automatische Klingenwechsel ermöglicht einen schnellen Wechsel der Schneidklinge.
Die Druckschriften JP 2007 - 105 829 A und JP 2016 - 144 839 A bilden weiteren Stand der Technik.
DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Die bekannte automatische Klingenwechselvorrichtung erfordert jedoch eine genaue Positionseinstellung, durch die eine Achse eines Halteabschnitts der automatischen Klingenwechselvorrichtung zum Montieren der Schneidklinge in, oder zum Entfernen der Schneidklinge von, der Nabe der Klingenhalterung vollständig mit einer Achse der Nabe entlang einer einzigen Geraden ausgerichtet wird. Diese Positionseinstellung ist mit einem hohen Arbeitsaufwand verbunden.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schneidvorrichtung mit einer Klingenwechselvorrichtung vorzusehen, die eine Schneidklinge schnell und zuverlässig in einer Klingenhalterung, die an einem distalen Ende einer Spindel angeordnet ist, montieren oder von dieser entfernen kann.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist eine Schneidvorrichtung vorgesehen. Die Schneidvorrichtung weist auf: eine Schneideinheit, die ein Werkstück, das von einem Einspanntisch gehalten wird, mit einer Schneidklinge schneidet, die an einer Klingenhalterung befestigt ist, die an einem distalen Ende einer Spindel montiert ist; einen Bewegungsmechanismus, der die Schneideinheit in einer axialen Richtung der Spindel bewegt; und eine Klingenwechselvorrichtung, die die Schneidklinge von der Klingenhalterung entfernt, und die Schneidklinge auf dieser montiert, um dadurch die Schneidklingen zu wechseln, wobei die Schneidklinge eine kreisförmige Basis mit einem Einführungsloch in der Mitte davon und eine Schneidkante aufweist, die an einer äußeren Umfangskante der kreisförmigen Basis befestigt ist. Die Klingenhalterung weist auf: eine Nabe, die durch das Einführungsloch in der Schneidklinge geführt wird und sich in axialer Richtung der Spindel erstreckt; und einen Flansch, der integral in radialer Richtung von der Nabe an einer Position hinter der Nabe hervorsteht und an dem die Schneidklinge anliegt. Die Klingenwechselvorrichtung weist einen Klingenmontage- und -entfernungsabschnitt auf, der aufweist: einen ersten Halteabschnitt, der die kreisförmige Basis der Schneidklinge entfernbar hält; einen beweglichen Stützabschnitt, der den ersten Halteabschnitt lagert und den ersten Halteabschnitt zu einer Entfernungs- und Montageposition bewegt, an der das Einführungsloch in der Schneidklinge der Nabe der Klingenhalterung zugewandt ist; und einen ersten Kopplungsmechanismus, der den ersten Halteabschnitt mit dem beweglichen Stützabschnitt koppelt, so dass der erste Halteabschnitt in Bezug auf den beweglichen Stützabschnitt frei schwenkbar ist. Der erste Kopplungsmechanismus weist eine Vielzahl von ersten elastischen Elementpaaren auf, wobei jedes Paar, während es den erste Halteabschnitt in entgegengesetzte Richtungen spannt, den ersten Halteabschnitt an dem beweglichen Stützabschnitt befestigt, und Kräfte, die von den ersten elastischen Elementpaaren wirken, sich gegenseitig ausgleichen, um dadurch den ersten Halteabschnitt schwenkbar und schwebend zu lagern.
Vorzugsweise weist die Klingenwechselvorrichtung ferner einen Mutterndrehabschnitt auf, der aufweist: einen zweiten Halteabschnitt, der eine Befestigungsmutter entfernbar hält, die die in die Nabe der Klingenhalterung eingesetzte Schneidklinge an der Nabe befestigt; ein Drehmittel, das im beweglichen Stützabschnitt angeordnet ist und das die an der Nabe angebrachte Befestigungsmutter dreht; und einen zweiten Kopplungsmechanismus, der den zweiten Halteabschnitt mit dem beweglichen Stützabschnitt frei schwenkbar in Bezug auf den beweglichen Stützabschnitt lagert.
Vorzugsweise weisen die ersten elastischen Elementpaare jeweils ein Paar Schraubenfedern als elastische Elemente auf, die zueinander identische Vorspannkräfte aufweisen und in gegenläufige Richtungen spannen. Vorzugsweise weist der erste Halteabschnitt einen Saugabschnitt auf, der die kreisförmige Basis der Schneidklinge saugt und hält.
Vorzugsweise ist der erste Kopplungsmechanismus derart, dass der erste Halteabschnitt eine Achse an einer Position aufweist, die einer Mitte in dem Einführungsloch in der kreisförmigen Basis der im ersten Halteabschnitt gehaltenen Schneidklinge entspricht. Vorzugsweise weist die Befestigungsmutter eine Vielzahl von Stiftlöchern auf, und der zweite Halteabschnitt des Mutterndrehabschnitts weist eine Vielzahl von Stiften auf, die in die Stiftlöcher in der Befestigungsmutter eingesetzt werden können.
Gemäß der Schneidvorrichtung, die die Klingenwechselvorrichtung aufweist, ist der erste Halteabschnitt der Klingenwechselvorrichtung zum Halten der kreisförmigen Basis der Schneidklinge mit dem ersten Bewegungsabschnitt durch den ersten Kopplungsmechanismus frei schwenkbar gekoppelt. Selbst wenn die Schneidklinge, die durch Klemmen oder Ansaugen durch den ersten Halteabschnitt gehalten wird, sich leicht gegenüber der Nabe der Klingenhalterung neigt, wird also ohne besonderen Eingriff ein Winkel der Schneidklinge so eingestellt, dass er einem Profil der Nabe folgt, wenn das Einführungsloch in der Schneidklinge über der Nabe montiert ist, so dass die Schneidklinge zuverlässig an der Klingenhalterung montiert werden kann.
Wenn die Befestigungsmutter mit dem Mutterndrehabschnitt der Klingenwechselvorrichtung an der Nabe der Klingenhalterung montiert oder von dieser entfernt wird, wird, weil der zweite Halteabschnitt mit dem zweiten Bewegungsabschnitt durch den zweiten Kopplungsmechanismus gekoppelt wird, auch wenn die durch den zweiten Halteabschnitt befestigte Befestigungsmutter sich leicht in Bezug auf die Nabe der Klingenhalterung neigt, ein Winkel der Befestigungsmutter ohne besonderen Eingriff so eingestellt, dass sie dem Profil der Nabe folgt, wenn die Befestigungsmutter über der Nabe montiert wird, so dass die Befestigungsmutter zuverlässig an der Nabe der Klingenhalterung montiert werden kann.
Die oben genannten und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung und die Art und Weise ihrer Realisierung werden deutlicher sichtbar, und die Erfindung selbst wird am besten verstanden aus einer Studie der folgenden Beschreibung und die beigefügten Ansprüche unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, die einige bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung zeigen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Schneidvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Klingenwechselvorrichtung darstellt;
3A ist eine perspektivische Explosionsansicht, die eine Schneideinheit darstellt;
3B ist eine seitliche Teilquerschnittsansicht, die die Schneideinheit darstellt;
4 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Klingenmontage- und - entfernungsabschnitt gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt;
5 ist eine seitliche Teilquerschnittsansicht, die den Klingenmontage- und - entfernungsabschnitt gemäß der ersten Ausführungsform, der in einem Bewegungsabschnitt befestigt ist, darstellt, betrachtet aus einer Richtung eines Pfeils A in 4;
6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Klingenmontage- und - entfernungsabschnitt gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt;
7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Klingenmontage- und - entfernungsabschnitt gemäß einer dritten Ausführungsform darstellt;
8 ist eine schematische Ansicht, die einen Kopplungsmechanismus eines Klingenmontage- und -entfernungsabschnitts gemäß einer vierten Ausführungsform darstellt;
9 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die einen Mutterndrehabschnitt darstellt;
10A ist eine perspektivische Ansicht, die den Mutterndrehabschnitt darstellt;
10B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 10B-10B in 10A;
11 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den um 90 Grad gedrehten Mutterndrehabschnitt von dem in 9 dargestellten Zustand darstellt;
12A ist eine perspektivische Ansicht, die den um 90 Grad gedrehten Mutterndrehabschnitt von dem in 10A dargestellten Zustand darstellt; und
12B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 12B-12B in 12A.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen ausführlich beschrieben. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine Schneidvorrichtung 2 mit einer Klingenwechselvorrichtung 72 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Wie in 1 dargestellt, umfasst die Schneidvorrichtung 2 eine Vorrichtungsbasis 4. Die Vorrichtungsbasis 4 lagert verschiedene Elemente, die die Schneidvorrichtung 2 bilden. Die Vorrichtungsbasis 4 weist eine Oberseite mit einer darin ausgebildeten Öffnung 4a auf. Die Öffnung 4a hat eine rechteckige Form, die in einer X-Achsenrichtung (Vorschubrichtung) verlängert ist.
Ein X-Achsen-Bewegungstisch 6, ein X-Achsen-Bewegungsmechanismus (nicht dargestellt) und eine staub- und tropfdichte Abdeckung 8 sind in der Öffnung 4a angeordnet. Der X-Achsen-Bewegungsmechanismus bewegt den X-Achsen-Bewegungstisch 6 in X-Achsenrichtung. Die staub- und tropfdichte Abdeckung 8 deckt den Bewegungsmechanismus der X-Achse ab. Der Bewegungsmechanismus der X-Achse umfasst ein Paar X-Achsen-Führungsschienen (nicht dargestellt), die sich parallel zueinander in X-Achsenrichtung erstrecken. Der X-Achsen-Bewegungstisch 6 ist verschiebbar an den X-Achsen-Führungsschienen montiert.
Auf der Unterseite des X-Achsen-Bewegungstisches 6 ist ein Mutternabschnitt (nicht dargestellt) ausgebildet. Eine X-Achsen-Kugelgewindespindel (nicht dargestellt) parallel zu den X-Achsen-Führungsschienen ist gewindemäßig mit diesem Mutternabschnitt verbunden. Der X-Achsen-Kugelgewindespindel hat ein erstes Ende, das mit einem X-Achsen-Pulsmotor gekoppelt ist (nicht dargestellt). Die Drehung der X-Achsen-Kugelgewindespindel durch den X-Achsen-Pulsmotor bewirkt, dass sich der X-Achsen-Bewegungstisch 6 entlang der X-Achsen-Führungsschienen in X-Achsenrichtung bewegt.
Ein Einspanntisch 10 ist auf dem X-Achsen-Bewegungstisch 6 angeordnet. Der Einspanntisch 10 saugt und hält ein Werkstück. Der Einspanntisch 10 ist mit einer Drehantriebsquelle (nicht dargestellt), wie beispielsweise einem Motor, gekoppelt und wird um eine Drehwelle gedreht, die sich im Wesentlichen parallel zu einer Z-Achsenrichtung (vertikale Richtung) erstreckt. Der Einspanntisch 10 wird ebenfalls in X-Achsenrichtung durch den X-Achsen-Bewegungsmechanismus geführt.
Der Einspanntisch 10 weist eine Vorderseite (Oberseite) auf, die eine Haltefläche 10a bildet, die das Werkstück saugt und hält. Die Haltefläche 10a ist mit einer Saugquelle (nicht dargestellt) über einen Strömungskanal (nicht dargestellt) verbunden, der innerhalb des Einspanntisches 10 ausgebildet ist. Der Einspanntisch 10 ist mit Klemmeinrichtungen 10b versehen. Die Klemmeinrichtungen 10b sind um den Einspanntisch 10 angeordnet und fixieren das Werkstück.
Das Werkstück ist beispielsweise ein Halbleiterwafer, der an einem Band befestigt ist, das auf einem ringförmigen Rahmen gehalten wird und mit dem ringförmigen Rahmen bearbeitet wird. Die Handhabung des Werkstücks mit dem ringförmigen Rahmen und dem Band ermöglicht es, das Werkstück beispielsweise vor Stößen während der Beförderung zu schützen. Zusätzlich ermöglicht das Vergrößern des Bandes das Teilen eines geschnittenen Werkstücks und das Vergrößern eines Intervalls zwischen den geteilten Chips. Es sei angemerkt, dass das Werkstück dennoch ohne Verwendung des ringförmigen Rahmens und des Bandes individuell zum Schneiden bearbeitet werden kann.
Die Vorrichtungsbasis 4 weist einen vorstehenden Abschnitt 12 an einer vorderen Ecke entfernt von der Öffnung 4a auf. Der vorstehende Abschnitt 12 ragt seitlich aus der Vorrichtungsbasis 4 heraus. Ein Raum ist innerhalb des vorstehenden Abschnitts 12 definiert. Ein Kassettenaufzug 16 ist in dem Raum angeordnet. Der Kassettenaufzug 16 kann auf- und abfahren. Eine Kassette 18, die eine Vielzahl von Werkstücken aufnehmen kann, wird auf eine Oberseite des Kassettenaufzugs 16 geladen.
Eine Fördereinheit (nicht dargestellt), die das Werkstück auf den Einspanntisch 10 fördert, ist an einer Position nahe der Öffnung 4a angeordnet. Ein von der Fördereinheit von der Kassette 18 entnommenes Werkstück wird auf die Haltefläche 10a des Einspanntischs 10 gelegt.
Eine Stützstruktur 20 ist auf der Oberseite der Vorrichtungsbasis 4 angeordnet, um die Öffnung 4a zu überragen. Die Stützstruktur 20 lagert eine Schneideinheit 14, die das Werkstück schneidet. Ein Schneideinheit-Bewegungsmechanismus 22 ist an einem oberen Abschnitt einer Vorderseite der Stützstruktur 20 angeordnet. Der Schneideinheit-Bewegungsmechanismus 22 bewegt die Schneideinheit 14 in eine Y-Achsenrichtung (Indexierrichtung) und die Z-Achsenrichtung.
Der Schneideinheit-Bewegungsmechanismus 22 ist mit einem Paar Y-Achsen-Führungsschienen 24 versehen. Die Y-Achsen-Führungsschienen 24 sind auf der Vorderseite der Stützstruktur 20 so angeordnet, dass sie sich parallel zur Y-Achsrichtung erstrecken. Eine Y-Achsen-Bewegungsplatte 26 ist verschiebbar auf den Y-Achsen-Führungsschienen 24 montiert. Die Y-Achsen-Bewegungsplatte 26 bildet den Schneideinheit-Bewegungsmechanismus 22. Ein Mutternabschnitt (nicht dargestellt) ist auf der Rückseite (Hinterseite) der Y-Achsen-Bewegungsplatte 26 angeordnet. Eine Y-Achsen-Kugelgewindespindel 28, die sich parallel zu den Y-Achsen-Führungsschienen 24 erstreckt, ist gewindemäßig mit diesem Mutternabschnitt verbunden.
Die Y-Achsen-Kugelgewindespindel 28 weist ein erstes Ende auf, das mit einem Pulsmotor der Y-Achse gekoppelt ist (nicht dargestellt). Die Drehung der Y-Achsen-Kugelgewindespindel 28 durch den Y-Achsen-Pulsmotor bewirkt, dass sich die Y-Achsen-Bewegungsplatte 26 entlang der Y-Achsen-Führungsschienen 24 in Y-Achsenrichtung bewegt.
Ein Paar Z-Achsen-Führungsschienen 30 ist auf der Vorderseite (vorderen Fläche) der Y-Achsen-Bewegungsplatte 26 angeordnet. Die Z-Achsen-Führungsschienen 30 erstrecken sich parallel zur Z-Achsenrichtung. Eine Z-Achsen-Bewegungsplatte 32 ist verschiebbar auf den Z-Achsen-Führungsschienen 30 montiert.
Ein Mutternabschnitt (nicht dargestellt) ist auf der Rückseite (Hinterseite) der Z-Achsen-Bewegungsplatte 32 angeordnet. Eine Z-Achsen-Kugelgewindespindel 34, die sich parallel zu den Z-Achsen-Führungsschienen 30 erstreckt, ist gewindemäßig mit diesem Mutternabschnitt verbunden. Die Z-Achsen-Kugelgewindespindel 34 hat ein erstes Ende, das mit einem Z-Achsen-Pulsmotor 36 gekoppelt ist. Durch Drehen der Z-Achsen-Kugelgewindespindel 34 durch den Z-Achsen-Pulsmotor 36 bewegt sich die Z-Achsen-Bewegungsplatte 32 entlang der Z-Achsen-Führungsschienen 30 in Z-Achsenrichtung.
Die Schneideinheit 14, die das Werkstück schneidet, und eine Bildeinheit 38 sind am unteren Abschnitt der Z-Achsen-Bewegungsplatte 32 befestigt. Die Bewegung der Y-Achsen-Bewegungsplatte 26 in Y-Achsenrichtung durch den Schneideinheit-Bewegungsmechanismus 22 bewirkt, dass die Schneideinheit 14 und die Bildeinheit 38 indexiert werden. Die Bewegung der Z-Achsen-Bewegungsplatte 32 in Z-Achsenrichtung durch den Bewegungsmechanismus 22 des Schneidwerks bewirkt, dass die Schneideinheit 14 und das Abbildungsgerät 38 auf- und absteigen.
Das Bezugszeichen 40 bezeichnet eine Reinigungseinheit. Das von der Schneideinheit 14 geschnittene Werkstück wird über einen Fördermechanismus (nicht dargestellt) von dem Einspanntisch 10 auf die Reinigungseinheit 40 gefördert. Die Reinigungseinheit 40 umfasst einen Drehtisch 42. Der Drehtisch 42 saugt und hält das Werkstück in einem rohrförmigen Reinigungsraum. Eine Drehantriebsquelle, die den Drehtisch 42 mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit dreht, wie beispielsweise ein Motor, ist mit einem unteren Abschnitt des Drehtisches 42 gekoppelt.
Eine Einspritzdüse 44 ist an einer Position oberhalb des Drehtisches 42 angeordnet. Die Einspritzdüse 44 spritzt eine Reinigungsflüssigkeit (typischerweise ein binäres Flüssigkeitsgemisch aus Wasser und Luft) in Richtung des Werkstücks. Das Einspritzen der Reinigungsflüssigkeit von der Einspritzdüse 44 an einem geschnittenen Werkstück, das von einem rotierenden Drehtisch 42 gehalten wird, ermöglicht die Reinigung des Werkstücks. Das von der Reinigungseinheit 40 gereinigte Werkstück ist durch den Fördermechanismus (nicht dargestellt) in der Kassette 18 untergebracht.
Wie in 3 dargestellt, umfasst die Schneideinheit 14 eine Spindel, die in einem Spindelgehäuse 48 untergebracht ist. Ein distaler Spindelendabschnitt 50, der einen kleinen Durchmesser aufweist, ist zu einem Kegel mit zum distalen Ende hin abnehmendem Durchmesser geformt. In einer Stirnfläche des distalen Spindelendabschnitts (Spindelkegel) 50 ist ein Gewindeloch 52 ausgebildet.
Das Bezugszeichen 54 bezeichnet eine Klingenhalterung. Die Klingenhalterung 54 umfasst eine zylindrische Nabe 56 und einen Flansch 58. Der Flansch 58 steht integral in radialer Richtung von der Nabe 56 an einer Position hinter der Nabe 56 hervor. Eine in der Nabe 56 montierte Schneidklinge grenzt an den Flansch 58 an.
Ein Außengewinde 60 ist in einem Außenumfang der zylindrischen Nabe 56 und ein Innengewinde 62 ist in einem Innenumfang der zylindrischen Nabe 56 gebildet. Die Klingenhalterung 54 weist ferner ein konisches Eingriffsloch 64 auf. Der Spindelkegel 50 wird in das Eingriffsloch 64 in der Klingenhalterung 54 eingesetzt und eine Schraube 68 wird mit dem Gewindeloch 52 durch das Eingriffsloch 64 in der Klingenhalterung 54 eingeschraubt. Die Klingenhalterung 54 wird hierdurch an dem Spindelkegel 50 montiert.
Eine Schneidklinge 66 ist das, was als Nabenklinge bezeichnet wird, die eine kreisförmige Basis 66a mit einem Einführungsloch 66b in einer Mitte davon und eine elektrogeformte Schneidkante 66c aufweist, die an einem Außenumfang der kreisförmigen Basis 66a befestigt ist. Das Bezugszeichen 70 bezeichnet eine Befestigungsmutter. Die Befestigungsmutter 70 weist ein Innengewinde 71 auf, das in einem Innenumfang davon ausgebildet ist. Das Innengewinde 71 ist mit dem Außengewinde 60, das in der Nabe 56 der Klingenhalterung 54 ausgebildet ist, gewindemäßig verbunden. Die Befestigungsmutter 70 weist ferner vier Stiftlöcher 76 auf, die in einer Vorderseite davon ausgebildet sind. Die Stifte 164 eines in 10 dargestellten Mutterndrehabschnitts 86 sind in die jeweiligen Stiftlöcher 76 eingesetzt.
Zur Befestigung der Schneidklinge 66 an der Spindel wird die Schneidklinge 66 über der Nabe 56 der Klingenhalterung 54 montiert, und während die Befestigungsmutter 70 auf der Schneidklinge 66 liegt, wird das Innengewinde 71 der Befestigungsmutter 70 mit dem in der Nabe 56 der Klingenhalterung 54 ausgebildeten Außengewinde 60 verschraubt. Durch Anziehen der Befestigungsmutter 70 wird die Schneidklinge 66 an dem Spindelkegel 50 befestigt, indem sie zwischen dem Flansch 58 der Klingenhalterung 54 und der Befestigungsmutter 70 eingespannt wird.
Es wird erneut Bezug auf 1 genommen. Die Vorrichtungsbasis 4 weist eine Aussparung 75 auf, die in der Vorderseite in Y-Achsrichtung ausgebildet ist. Die Aussparung 75 erstreckt sich in X-Achsenrichtung. Die Klingenwechselvorrichtung 72 ist in der Aussparung 75 angeordnet. Wie in der vergrößerten Ansicht von 2 dargestellt, ist ein Paar Führungsschienen 76, die sich in X-Achsenrichtung erstrecken, in der Aussparung 75 befestigt. Die Klingenwechselvorrichtung 72 ist so angeordnet, dass sie von den Führungsschienen 76 geführt und in X-Achsenrichtung durch einen Klingenwechselvorrichtung-Bewegungsmechanismus 78 beweglich ist.
Der Klingenwechselvorrichtung-Bewegungsmechanismus 78 umfasst eine Kugelgewindespindel 80, eine Mutter und einen Pulsmotor 82. Die Kugelgewindespindel 80 erstreckt sich in X-Achsenrichtung. Die nicht abgebildete Mutter ist auf einem beweglichen Block 74 (beweglicher Stützabschnitt) der Klingenwechselvorrichtung 72 montiert und mit der Kugelgewindespindel 80 gewindemäßig verbunden. Der Pulsmotor 82 ist mit einem Ende der Kugelgewindespindel 80 gekoppelt.
Wenn der Pulsmotor 82 des Klingenwechselvorrichtung-Bewegungsmechanismus 78 der Klingenwechselvorrichtung 72 angetrieben wird, wird die Kugelgewindespindel 80 dadurch gedreht, so dass sich der bewegliche Block 74 der X-Achse der Klingenwechselvorrichtung 72, an dem die mit der Kugelgewindespindel 80 verschraubte Mutter befestigt ist, in X-Achsenrichtung bewegt.
Die Klingenwechselvorrichtung 72 umfasst ferner ein Paar Luftzylinder 90 und 96, einen Klingenmontage- und -entfernungsabschnitt 84 und den Mutterndrehabschnitt 86. Die Luftzylinder 90 und 96 sind an dem beweglichen Block 74 der X-Achse montiert. Der Klingenmontage- und -entfernungsabschnitt 84 ist an einem Kolben (erster Bewegungsabschnitt) 92 des Luftzylinders 90 montiert. Der Mutterndrehabschnitt 86 ist an einem Kolben (zweiter Bewegungsabschnitt) 98 des Luftzylinders 96 montiert. Ein Motor ist im zweiten Bewegungsabschnitt 98 des Luftzylinders 96 eingebaut. Der Mutterndrehabschnitt 86 ist somit so gestaltet, dass er in Y-Achsenrichtung beweglich und durch den Motor drehbar ist.
Ein Klingengestell 100 ist auf der Vorrichtungsbasis 4 so montiert, dass es der Klingenwechselvorrichtung 72 zugewandt ist. Wie in 2 dargestellt ist auf dem Klingengestell 100 ein Paar zylindrischer Vorsprünge 102 und 104 ausgebildet. Die zylindrischen Vorsprünge 102 und 104 stehen von dem Klingengestell 100 hervor. Die Schneidklinge 66 ist an jedem der zylindrischen Vorsprünge 102 und 104 zu montieren. An einer Wurzel des zylindrischen Vorsprungs 104 ist eine ringförmige Aufnahme 106 angeordnet.
2 stellt einen Zustand dar, in dem eine neue Schneidklinge 66 auf dem zylindrischen Vorsprung 102 des Klingengestells 100 montiert ist und eine weitere Schneidklinge 66, die durch den Klingenmontage- und -entfernungsabschnitt 84 der Klingenwechselvorrichtung 72 gehalten wird und die durch die neue Schneidklinge 66 ersetzt werden soll, auf dem zylindrischen Vorsprung 104 des Klingengestells 100 montiert wird. Beim Wechseln der Schneidklinge 66 hält der Mutterndrehabschnitt 86 der Klingenwechselvorrichtung 72 stets die von der Klingenhalterung 54 entfernte Befestigungsmutter 70.
Eine detaillierte Konfiguration der Klingenwechselvorrichtung 72 wird im Folgenden anhand der 4 bis 12B beschrieben. 4 ist eine perspektivische Ansicht, die den Klingenmontage- und -entfernungsabschnitt 84 der Klingenwechselvorrichtung 72 darstellt.
5 ist eine seitliche Teilquerschnittsansicht, die den Klingenmontage- und - entfernungsabschnitt 84 darstellt, der im ersten Bewegungsabschnitt 92 befestigt ist, betrachtet aus einer Richtung des Pfeils A in 4.
Ein Halteabschnitt 110 des Klingenmontage- und -entfernungsabschnitts 84 umfasst einen Halteabschnitt 112 mit großem Durchmesser und einen Abschnitt 114 mit kleinem Durchmesser. Drei Greifbacken 118 sind in Öffnungen 113 montiert, die im Halteabschnitt 112 mit großem Durchmesser ausgebildet sind, so dass sie in radialer Richtung beweglich sind.
Das Bezugszeichen 108 bezeichnet eine ringförmige Befestigungsplatte. Die Befestigungsplatte 108 weist ein Innenumfangsloch 109 auf, in das der Abschnitt 114 mit kleinem Durchmesser des Halteabschnitts 110 eingesetzt ist. Ein Paar Montageplatten 120a und 120b ist an den Seitenflächen des Halteabschnitts 112 mit großem Durchmesser des Halteabschnitts 110 befestigt. Ein Paar Stifte 124a ist in der Montageplatte 120a befestigt. Die Stifte 124a sind voneinander beabstandet.
Wie bei der Montageplatte 120a ist ein Paar Stifte 124b in der Montageplatte 120b befestigt (siehe 5). Ferner ist ein Paar Stifte 122a und 122b in der ringförmigen Befestigungsplatte 108 befestigt. Die Stifte 122a und 122b sind in Drehrichtung 180° voneinander beabstandet.
Zwischen dem Paar der Stifte 124a, die an der Montageplatte 120a befestigt sind, und der ringförmigen Befestigungsplatte 108 ist ein Paar Schraubenfedern 126a angeordnet. Die Schraubenfedern 126a weisen jeweils eine identische Vorspannkraft auf. Die Schraubenfedern 126a sind an der Befestigungsplatte 108 befestigt, während sie den Halteabschnitt 110 in entgegengesetzte Richtungen spannen. Die Schraubenfeder 126a und die Schraubenfeder 126b sind so eingestellt, dass sie eine identische Vorspannkraft vorsehen.
Ebenso ist ein Paar Schraubenfedern 126b zwischen dem Paar Stifte 124b, die an der Montageplatte 120b befestigt sind, und der ringförmigen Befestigungsplatte 108 angeordnet. Die Schraubenfedern 126b weisen jeweils eine identische Vorspannkraft auf. Die Schraubenfedern 126b sind an der Befestigungsplatte 108 befestigt, während sie den Halteabschnitt 110 in entgegengesetzte Richtungen spannen.
Wie in 5 dargestellt, ist ein U-förmiges Element 116 an einer Bodenfläche des Abschnitts 114 mit kleinem Durchmesser des Halteabschnitts 110 befestigt. Wie in 5 dargestellt, ist ein Paar Stifte 128a, die voneinander beabstandet sind, an einem Seitenabschnitt 116a auf einer ersten Seite des U-förmigen Elements 116 befestigt. Ebenso ist ein Paar Stifte 128b, die voneinander beabstandet sind, an einem Seitenabschnitt 116b auf einer zweiten Seite des U-förmigen Elements 116 befestigt.
Ein Paar Stifte 130a und 130b, die in Drehrichtung 180° voneinander beabstandet sind, sind an der ringförmigen Befestigungsplatte 108 befestigt. Wie aus 5 ersichtlich, ist ein Paar Schraubenfedern 132a zwischen dem Paar Stifte 128a, das an dem Seitenabschnitt 116a auf der ersten Seite des U-förmigen Elements 116 befestigt ist, und dem Stift 130a, der an der ringförmigen Befestigungsplatte 108 befestigt ist, angeordnet.
Ebenso ist ein Paar Schraubenfedern 132b zwischen dem Paar Stifte 128b, die am Seitenabschnitt 116b auf der zweiten Seite des U-förmigen Elements 116 befestigt sind, und dem Stift 130b, der an der ringförmigen Befestigungsplatte 108 befestigt ist, gekoppelt.
Hier sei angemerkt, dass die Schraubenfedern 132a jeweils eine Vorspannkraft (Federkraft) aufweisen, die zueinander identisch ist, und die Schraubenfedern 132b jeweils eine Vorspannkraft (Federkraft) aufweisen, die zueinander identisch ist. Die Schraubenfedern 132a bewirken, während sie in entgegengesetzte Richtungen spannen, dass der Abschnitt 114 mit kleinem Durchmesser des Halteabschnitts 110 an der ringförmigen Befestigungsplatte 108 befestigt wird. Ebenso bewirken die Schraubenfedern 132b, während sie in entgegengesetzte Richtungen auf der den Schraubenfedern 132a gegenüberliegende Seite spannen, dass der Abschnitt mit kleinem Durchmesser 114 des Halteabschnitts 110 an der ringförmigen Befestigungsplatte 108 befestigt wird. Die Schraubenfedern 132a und die Schraubenfedern 132b sind so eingestellt, dass sie eine identische Vorspannkraft vorsehen.
5 ist eine Querschnittsansicht in Richtung des Pfeils A in 4. Die vier Schraubenfedern 126a und 126b, die an übergeordneten Positionen in 5 vorgesehen sind, und die vier Schraubenfedern 132a und 132b, die an untergeordneten Positionen in 5 vorgesehen sind, sind in zueinander orthogonalen Richtungen angeordnet. Die Schraubenfedern 126a, 126b, 132a und 132b bewirken, dass der Halteabschnitt 110 in einem schwebend gelagerten Zustand an der Befestigungsplatte 108 befestigt wird und bilden einen Kopplungsmechanismus 115, der frei schwenkbar ist.
Wie in 5 dargestellt, ist die ringförmige Befestigungsplatte 108 durch eine nicht abgebildete Schraube an einem distalen Ende des ersten Bewegungsabschnitts 92 befestigt. Da der Kopplungsmechanismus 115 also den Halteabschnitt 112 mit großem Durchmesser mit dem ersten Bewegungsabschnitt 92 frei schwenkbar in Bezug auf den ersten Bewegungsabschnitt 92 koppelt, gleichen sich die Kräfte der Schraubenfedern 126a, 126b, 132a und 132b, die den Kopplungsmechanismus 115 bilden, aus, so dass der Kopplungsmechanismus 115 den Halteabschnitt 112 mit großem Durchmesser schwenkbar und schwebend lagern kann.
6 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Klingenmontage- und - entfernungsabschnitt 84A gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. In der zweiten Ausführungsform ist der Halteabschnitt 112 mit großem Durchmesser des Halteabschnitts 110 mit vier Saugnäpfen (Saugabschnitten) 134 anstelle der Greifbacken 118 in der in den 4 und 5 dargestellten ersten Ausführungsform versehen.
Die Saugnäpfe 134 saugen und halten die kreisförmige Basis 66a der Schneidklinge 66. Die Konfigurationen des Klingenmontage- und Entfernungsabschnitts 84A in der zweiten Ausführungsform sind ansonsten identisch mit den Konfigurationen des Klingenmontage- und Entfernungsabschnitts 84 in der ersten Ausführungsform. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Komponenten und Beschreibungen für diese Komponenten werden weggelassen.
7 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Klingenmontage- und - entfernungsabschnitt 84B gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Klingenmontage- und -entfernungsabschnitt 84B in der dritten Ausführungsform stellt einen Halteabschnitt 112A dar, auf dem die Saugnäpfe 134 montiert sind, versetzt zu einer Seite von einer Mitte des Klingenmontage- und -entfernungsabschnitts 84B. Auch bei einer solchen Konfiguration wirkt der Kopplungsmechanismus 115, der den Halteabschnitt 112A mit dem ersten Bewegungsabschnitt 92 frei schwenkbar in Bezug auf den ersten Bewegungsabschnitt 92 koppelt, effektiv.
Die dritte Ausführungsform ist für eine Konfiguration effektiv, bei der aufgrund von Interferenzen mit einem bestehenden Teil der Schneidvorrichtung, beispielsweise der Halteabschnitt 112 der Klingenwechselvorrichtung 72, nicht in der Mitte des Klingenmontage- und -entfernungsabschnitts 84A angeordnet werden kann, wie in 6 dargestellt. Es kann eine Konfiguration geben, bei der die Greifbacken 118 anstelle der Saugnäpfe 134 vorgesehen sind.
8 ist eine schematische Darstellung eines Kopplungsmechanismus 115A, der den Halteabschnitt 110 einer vierten Ausführungsform frei schwenkbar mit einem an einem Bewegungsabschnitt 90 befestigten Befestigungselement 108A koppelt. Der Kopplungsmechanismus 115A in der vierten Ausführungsform koppelt den Halteabschnitt 110 frei schwenkbar mit dem Befestigungselement 108A über drei Schraubenfedern 138, die in Umfangsrichtung 120° voneinander beabstandet sind. Auch bei einer solchen Konfiguration gleichen sich die Kräfte der drei Schraubenfedern 138 aus, so dass der Halteabschnitt 110 schwenkbar und schwebend gelagert werden kann.
Eine detaillierte Konfiguration des Mutterndrehabschnitts 86 wird im Folgenden anhand der 9 bis 12B beschrieben. 9 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den Mutterndrehabschnitt 86 darstellt. 10A ist eine perspektivische Ansicht, die den Mutterndrehabschnitt 86 darstellt. 10B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 10B-10B in 10A. 11 ist eine perspektivische Explosionsansicht, die den Mutterndrehabschnitt 86 darstellt, der von dem in 9 dargestellten Zustand um 90° gedreht ist. 12A ist eine perspektivische Ansicht, die den Mutterndrehabschnitt 86 darstellt, der von dem in 10A dargestellten Zustand um 90° gedreht ist. 12B ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 12B-12B in 12A.
Das Bezugszeichen 142 bezeichnet eine Drehwelle. Wie in 10B dargestellt, ist die Drehwelle 142 an einem distalen Ende des Bewegungsabschnitts 98 über ein Lager 170 drehbar gelagert. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Bewegungsabschnitt 98 in Y-Achsenrichtung in 1 und 2 durch den Luftzylinder 96 bewegbar und ein innerhalb des Bewegungsabschnitts 98 angeordneter Motor dreht die Drehwelle 142.
Das Bezugszeichen 144 bezeichnet eine mit Öffnungen versehene Platte mit einer Öffnung 145. Wie am besten in 10B dargestellt, ist die Drehwelle 142 in der mit Öffnungen versehenen Platte 144 angeordnet. Ein Paar Anschlagstifte 146 sind an der Drehwelle 142 befestigt. Die Anschlagstifte 146 sind in Umfangsrichtung um 180° versetzt.
Das Bezugszeichen 160 bezeichnet eine Hülle. Die Hülle 160 umfasst einen Halteabschnitt 160a und einen Seitenabschnitt 160b. Die vier Stifte 164 sind am Halteabschnitt 160a befestigt. Der Seitenabschnitt 160b weist ein Paar Öffnungen 162 auf. Die Anschlagstifte 146 sind in die jeweiligen Öffnungen 162 eingesetzt.
Die Hülle 160 wird über der Drehwelle 142 platziert, wie in 9 dargestellt, und die Hülle 160 wird an der mit Öffnungen versehenen Platte 144 mit einem Paar Schrauben 168 befestigt, wie in 10B dargestellt. Die vorgenannten Schritte ermöglichen es, die Hülle 160 integral mit der gelochten Platte 144 zu bewegen.
Genauer gesagt, wie in 11 dargestellt, weist die Hülle 160 Vorsprünge 161 auf. Die Vorsprünge 161 weisen jeweils ein darin ausgebildetes Gewindeloch 163 auf. Die mit Öffnungen versehene Platte 144 weist ein rundes Loch 165 auf, das darin ausgebildet ist. Die Schraube 168 wird in das runde Loch 165 eingesetzt und die Schraube 168 wird mit dem Gewindeloch 163 in dem Mantel 160 verschraubt. Im vorstehenden Schritt wird der Mantel 160 an der mit Öffnungen versehenen Platte 144 befestigt. Das in den 10B und 12B dargestellte Bezugszeichen 172 bezeichnet eine Dichtung, die in der Drehwelle 142 befestigt ist, um dadurch das Lager 170 hermetisch abzudichten.
Wie am besten in den 9 und 11 dargestellt, ist ein Paar Stifte 148, die in Umfangsrichtung 180° voneinander beabstandet sind, an der Drehwelle 142 befestigt. Darüber hinaus ist, wie am besten in 10B dargestellt ist, ein Paar Stifte 156, die in Drehrichtung 180° voneinander beabstandet sind, an der Drehwelle 142 befestigt.
Wie in den 10A und 12B am besten dargestellt, ist ein Paar Stifte 150, die seitlich von der Drehwelle 142 beabstandet sind, an der mit Öffnungen versehenen Platte 144 befestigt, genauer gesagt sind insgesamt vier Stifte 150 an der mit Öffnungen versehenen Platte 144 befestigt. Eine Schraubenfeder 152 ist über jeden der Stifte 148, die an der Drehwelle 142 befestigt sind, und jeden der Stifte 150, die an der mit Öffnungen versehenen Platte 144 befestigt sind, angebracht.
Die in Paaren vorgesehenen Schraubenfedern 152 sind jeweils so eingestellt, dass sie eine identische Vorspannkraft (Federkraft) aufweisen. Die Schraubenfedern 152 fixieren jeweils die Hülle 160, die den Halteabschnitt 160a aufweist und die mit der mit Öffnungen versehenen Platte 144 integriert ist, am Bewegungsabschnitt 98 und spannen die Hülle 160 in entgegengesetzte Richtungen. Zusätzlich wird, wie am besten in den 11 und 12A dargestellt ist, ein Paar Stifte 154, die seitlich von der Drehwelle 142 beabstandet sind, an der mit Öffnungen versehenen Platte 144 befestigt, genauer gesagt sind insgesamt vier Stifte 154 an der mit Öffnungen versehenen Platte 144 befestigt. Die vier Stifte 154 sind 90° beabstandet zu den oben genannten bzw. vier Stiften 150 angeordnet.
Eine Schraubenfeder 158 ist über jeden der Stifte 156, die an der Drehwelle 142 befestigt sind, und jeden der Stifte 154, die an der mit Öffnungen versehenen Platte 144 befestigt sind, angebracht. Die Schraubenfedern 152 und 158 fixieren jeweils den Halteabschnitt 160a der Hülle 160 frei schwenkbar am Bewegungsabschnitt 98, während sie den Halteabschnitt 160a in entgegengesetzte Richtungen spannen. Insbesondere die Kräfte der Federn 152 und 158, die einen Kopplungsmechanismus 145 bilden, gleichen sich aus, um dadurch den Halteabschnitt 160a der Hülle 160a schwenkbar und schwebend zu lagern.
Es sei angemerkt, dass, während die 9, 10A, 11 und 12A den zweiten Bewegungsabschnitt 98 nur schematisch darstellen, der zweite Bewegungsabschnitt 98 tatsächlich eine zylindrische Form aufweist, wie in den 2, 10B und 12B dargestellt ist.
Die Hülle 160 kann relativ zu der Drehwelle 142 in einem Bereich, über den sich die Schraubenfedern erstrecken, frei kippen oder drehen. Bei Drehung der Befestigungsmutter 70 muss jedoch die Drehung der Hülle 160 relativ zu der Drehwelle 142 begrenzt werden, um die Drehkraft der Drehwelle 142 auf die Stifte 164 zu übertragen.
Die Drehung der Drehwelle 142 verursacht, dass die Anschlagstifte 146 an Seiten in den Öffnungen 162 im Mantel 160 anstoßen, so dass die Drehkraft der Drehwelle 142 direkt auf die Hülle 160 übertragen werden kann, ohne dass die Schraubenfedern eingreifen.
Der Betrieb und die Effekte der oben detaillierten Klingenwechselvorrichtung 72 werden im Folgenden beschrieben. Um die Schneidklinge 66 zu wechseln, die am distalen Spindelendabschnitt 50 befestigt ist, wird zunächst der Klingenwechselvorrichtung-Bewegungsmechanismus 78 angetrieben und der Mutterndrehabschnitt 86 der Klingenwechselvorrichtung 72 wird mit dem distalen Spindelendabschnitt 50 entlang einer identischen Achse ausgerichtet.
Unter der obigen Bedingung wird der Luftzylinder 96 aktiviert, um dadurch den Bewegungsabschnitt 98 in Y-Achsenrichtung zu verlängern, wie in den 1 und 2 dargestellt. Zusätzlich wird die Drehwelle 142 vom Motor leicht gedreht, um dadurch die auf dem Halteabschnitt 160a montierten Stifte 164 in die Stiftlöcher 76 in der Befestigungsmutter 70 einzusetzen.
Da der Kopplungsmechanismus 145, der aus den Schraubenfedern 152 und 158 gebildet ist, den Halteabschnitt 160a frei schwenkbar lagert, gleiten die Stifte 164 des Mutterndrehabschnitts 86 in die Stiftlöcher 76 in der Befestigungsmutter 70, auch wenn die Drehwelle 142 in Bezug auf den Winkel oder die Position leicht von der Achse der Nabe 56 versetzt ist. Die Drehwelle 142 wird von dem Motor unter der Bedingung gedreht, dass die Stifte 164 in den Stiftlöchern 76 in der Befestigungsmutter 70 ruhen. Die Befestigungsmutter 70, die mit der Nabe 56 verschraubt ist, kann dann leicht von der Nabe 56 der Klingenhalterung 54 entfernt werden.
Nach dem Entfernen der Befestigungsmutter 70 wird die Klingenwechselvorrichtung 72 in X-Achsenrichtung bewegt, um dadurch den Klingenmontage- und -entfernungsabschnitt 84 mit einer Achse des distalen Spindelendabschnitts 50 in Ausrichtung zu bringen. Der Bewegungsabschnitt 92 wird dann durch den Luftzylinder 90 in Y-Achsenrichtung bewegt, die kreisförmige Basis 66a der Schneidklinge 66 wird durch die Greifbacken 118 geklemmt und die Schneidklinge 66 wird von der Klingenhalterung 54 entfernt.
Um die Schneidklinge 66 zu entfernen, werden die Greifbacken 118, die in radialer Richtung geöffnet sind, in Anlage mit der kreisförmigen Basis 66a der Schneidklinge 66, die in der Klingenhalterung 54 montiert ist, gebracht, und dann werden die Greifbacken 118 nach innen in radialer Richtung bewegt. Dadurch können die Greifbacken 118 die kreisförmige Basis 66a der Schneidklinge 66 leicht klemmen.
Die 1 und 2 stellen einen Zustand der Klingenwechselvorrichtung 72 dar, in dem die entfernte Befestigungsmutter 70 durch den Mutterndrehabschnitt 86 gehalten wird und die entfernte Schneidklinge 66 auf dem zylindrischen Vorsprung 104 des Klingengestells 100 montiert wird.
Nachdem die entfernte Schneidklinge 66 auf dem zylindrischen Vorsprung 104 montiert wurde, wird der Klingenwechselvorrichtung-Bewegungsmechanismus 78 angetrieben, der Klingenmontage- und entfernungsabschnitt 84 wird veranlasst, dem zylindrischen Vorsprung 102 zugewandt zu sein, an dem eine neue Schneidklinge 66 montiert ist, und die neue Schneidklinge 66 wird von dem zylindrischen Vorsprung 102 zurückgezogen, wobei die kreisförmigen Basis 66a der Schneidklinge 66 von den Greifbacken 118 des Klingenmontage- und Entfernungsabschnitts 84 geklemmt ist.
Der Klingenwechselvorrichtung-Bewegungsmechanismus 78 wird dann angetrieben, um dadurch die Klingenwechselvorrichtung 72 in X-Achsenrichtung zu bewegen und zu bewirken, dass der Klingenmontage- und -entfernungsabschnitt 84 dem distalen Spindelendabschnitt 50 zugewandt ist. Unter den vorgenannten Bedingungen wird der Luftzylinder 90 angetrieben, um dadurch den Bewegungsabschnitt 92 in Y-Achsenrichtung zu bewegen und die neue Schneidklinge 66, die durch die Greifbacken 118 geklemmt ist, an der Nabe 56 der Klingenhalterung 54 zu montieren.
Auch wenn sich zu diesem Zeitpunkt die von dem Halteabschnitt 112 gehaltene Schneidklinge 66 leicht relativ zu der Nabe 56 der Klingenhalterung 54 neigt, wird, aufgrund des von dem schwenkbaren Kopplungsmechanismus 115 schwebend gelagerten Halteabschnitts 112, der Winkel des Einführungslochs 66b in der Schneidklinge 66, die entlang der Nabe 56 der Klingenhalterung 54 montiert wird, ohne besonderen Eingriff eingestellt, so dass die Schneidklinge 66 ohne Bindung an der Nabe 56 der Klingenhalterung 54 montiert werden kann.
Nachdem die neue Schneidklinge 66 an der Nabe 56 der Klingenhalterung 54 montiert wurde, wird die Befestigungsmutter 70, die durch den Mutterndrehabschnitt 86 der Klingenwechselvorrichtung 72 gehalten wird, mit dem Außengewinde 60, das an der Nabe 56 der Klingenhalterung 54 gebildet ist, verschraubt und angezogen. Dabei wird die Schneidklinge 66 auf der Klingenhalterung 54 befestigt.
Wenn die Schneidklinge auf der Klingenhalterung montiert oder von ihr entfernt wird, kann der Schneideinheit-Bewegungsmechanismus 22 anstelle des Bewegungsabschnitts 92 angetrieben werden, um dadurch die Klingenhalterung in Richtung eines ersten Halteabschnitts der Klingenwechselvorrichtung zu bewegen oder die Klingenhalterung von diesem weg zu bewegen.
Ebenso kann, wenn die Befestigungsmutter auf der Klingenhalterung montiert ist oder von ihr entfernt ist, der Schneideinheit-Bewegungsmechanismus 22 angetrieben werden, um dadurch die Klingenhalterung in Richtung eines zweiten Halteabschnitts zu bewegen oder die Klingenhalterung von diesem weg zu bewegen. Die oben genannte Konfiguration eliminiert den Bewegungsabschnitt der Klingenwechselvorrichtung, so dass eine Reduzierung von Kosten und möglicherweise fehlerhaften Stellen erreicht werden kann.

Claims

Schneidvorrichtung (2), aufweisend: eine Schneideinheit (14), die ein Werkstück, das von einem Einspanntisch (10) gehalten wird, mit einer Schneidklinge (66) schneidet, die an einer Klingenhalterung (54) befestigt ist, die an einem distalen Ende einer Spindel (50) montiert ist; einen Bewegungsmechanismus (22), der die Schneideinheit in einer axialen Richtung der Spindel bewegt; und eine Klingenwechselvorrichtung (72), die die Schneidklinge von der Klingenhalterung (54) entfernt, und die Schneidklinge auf dieser montiert, um dadurch die Schneidklingen zu wechseln, wobei die Schneidklinge eine kreisförmige Basis (66a) mit einem Einführungsloch (66b) in der Mitte davon und eine Schneidkante (66c) aufweist, die an einer äußeren Umfangskante der kreisförmigen Basis (66a) befestigt ist, wobei die Klingenhalterung (54) aufweist: eine Nabe (56), die durch das Einführungsloch (66b) in der Schneidklinge geführt wird und sich in axialer Richtung der Spindel erstreckt; und einen Flansch (58), der integral in radialer Richtung von der Nabe (56) an einer Position hinter der Nabe hervorsteht und an dem die Schneidklinge anliegt, und die Klingenwechselvorrichtung (72) einen Klingenmontage- und -entfernungsabschnitt (84, 84A, 84B) aufweist, der aufweist: einen ersten Halteabschnitt (112, 112A), der die kreisförmige Basis der Schneidklinge entfernbar lagert; einen beweglichen Stützabschnitt (74), der den ersten Halteabschnitt (112, 112A) lagert und den ersten Halteabschnitt zu einer Entfernungs- und Montageposition bewegt, an der das Einführungsloch in der Schneidklinge der Nabe der Klingenhalterung zugewandt ist; und einen ersten Kopplungsmechanismus (115, 115A), der den ersten Halteabschnitt (112, 112A) mit dem beweglichen Stützabschnitt koppelt, so dass der erste Halteabschnitt in Bezug auf den beweglichen Stützabschnitt (74) frei schwenkbar ist, wobei der erste Kopplungsmechanismus (115) eine Vielzahl von ersten elastischen Elementpaaren aufweist, wobei jedes Paar, während es den ersten Halteabschnitt in entgegengesetzte Richtungen spannt, den ersten Halteabschnitt an dem beweglichen Stützabschnitt befestigt, wobei Kräfte, die von den ersten elastischen Elementpaaren wirken, sich gegenseitig ausgleichen, um dadurch den ersten Halteabschnitt schwenkbar und schwebend zu lagern.
Schneidvorrichtung (2) nach Anspruch 1, wobei der bewegliche Stützabschnitt (74) einen ersten Bewegungsabschnitt (92) aufweist, der den ersten Halteabschnitt (112, 112A), in dem das Einführungsloch (66b) in der Schneidklinge (66) der Nabe (56) der Klingenhalterung (64) zugewandt ist, in eine Richtung parallel zur axialen Richtung der Nabe vor- oder zurückbewegt, um dadurch die Schneidklinge (66) in die Nabe (56) einzusetzen oder die Schneidklinge (66) von der Nabe (56) zu entfernen, und der erste Halteabschnitt (112, 112A) mit dem ersten Bewegungsabschnitt (92) des beweglichen Stützabschnitts (74) durch den ersten Kopplungsmechanismus (115, 115A) frei schwenkbar gekoppelt ist.
Schneidvorrichtung (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Klingenwechselvorrichtung (72) ferner einen Mutterndrehabschnitt (86) aufweist, der aufweist: einen zweiten Halteabschnitt (160a), der eine Befestigungsmutter (70) entfernbar hält, die die in die Nabe (56) der Klingenhalterung (64) eingesetzte Schneidklinge (66) an der Nabe (56) befestigt; ein Drehmittel (142), das im beweglichen Stützabschnitt (74) angeordnet ist und das die an der Nabe (56) angebrachte Befestigungsmutter (70) dreht; und einen zweiten Kopplungsmechanismus (145), der den zweiten Halteabschnitt (160a) mit dem beweglichen Stützabschnitt (74) frei schwenkbar in Bezug auf den beweglichen Stützabschnitt koppelt.
Schneidvorrichtung nach Anspruch 3, wobei der bewegliche Stützabschnitt (74) einen zweiten Bewegungsabschnitt (98) aufweist, der den zweiten Halteabschnitt (160a), in dem die Befestigungsmutter (70) der Nabe (56) der Klingenhalterung (64) zugewandt ist, in eine Richtung parallel zur axialen Richtung der Nabe vor- oder zurückbewegt, um dadurch die Befestigungsmutter (70) über der Nabe (56) zu montieren oder die Befestigungsmutter (70) von der Nabe (56) zu entfernen, und der zweite Halteabschnitt (160a) mit dem zweiten Bewegungsabschnitt (98) des beweglichen Stützabschnitts (74) durch den zweiten Kopplungsmechanismus (145) frei schwenkbar gekoppelt ist.
Schneidvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die ersten elastischen Elementpaare jeweils ein Paar Schraubenfedern (126a, 126b) als elastische Elemente umfassen, die zueinander identische Vorspannkräfte aufweisen und in gegenläufige Richtungen spannen.
Schneidvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Halteabschnitt eine Vielzahl von Greifbacken (118) aufweist, die die kreisförmige Basis der Schneidklinge klemmen.
Schneidvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Halteabschnitt einen Saugabschnitt (134) aufweist, der die kreisförmige Basis der Schneidklinge saugt und hält.
Schneidvorrichtung (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste Kopplungsmechanismus derart ist, dass der erste Halteabschnitt eine Achse an einer Position aufweist, die einer Mitte in dem Einführungsloch in der kreisförmigen Basis der im ersten Halteabschnitt gehaltenen Schneidklinge entspricht.
Schneidvorrichtung (2) nach Anspruch 3 oder 4 oder einem der Ansprüche 5 bis 8 in Abhängigkeit von Anspruch 3, wobei die Befestigungsmutter (70) eine Vielzahl von Stiftlöchern (76) aufweist, und der zweite Halteabschnitt (160a) des Mutterndrehabschnitts (86) eine Vielzahl von Stiften (164) aufweist, die in die Stiftlöcher (76) in der Befestigungsmutter (70) eingesetzt werden können.