DE102019211981A1 - TOOL CHANGING DEVICE FOR USE ON A MACHINE TOOL AND MACHINE TOOL WITH SUCH A TOOL CHANGING DEVICE - Google Patents

TOOL CHANGING DEVICE FOR USE ON A MACHINE TOOL AND MACHINE TOOL WITH SUCH A TOOL CHANGING DEVICE Download PDF

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugwechselvorrichtung 300 zum Einsatz an einer Werkzeugmaschine 100, die eine werkzeugtragende Arbeitsspindel 130 und ein Werkzeugmagazin 200 mit einem oder mehreren drehbaren Magazinrädern 210, 220 mit umfänglich angeordneten Werkzeugaufnahmen 210a, 210b bzw. 220a, 220b umfasst, und eine Werkzeugmaschine 100 mit einer derartigen Werkzeugwechselvorrichtung 300. Die Werkzeugwechselvorrichtung 300 umfasst einen ersten Manipulator 310 zur Entnahme von Werkzeugen aus jedem der einen oder mehreren drehbaren Magazinräder 210, 220 des Werkzeugmagazins 200, einen zweiten Manipulator 320 zum Auswechseln eines an der Arbeitsspindel 130 aufgenommenen Werkzeugs, und einen Zwischenspeicher 330 mit einem oder mehreren Werkzeugaufnahmen 331, 332, 333, 334. Der erste Manipulator 310 ist dazu eingerichtet, zwischen jedem der einen oder mehreren drehbaren Magazinräder 210, 220 des Werkzeugmagazins 200 und dem Zwischenspeicher 330 linear zu verfahren und ein an einem der einen oder mehreren drehbaren Magazinräder 210 ,220 entnommenes Werkzeug an den Zwischenspeicher 330 zu übergeben, und der zweite Manipulator 320 ist dazu eingerichtet, mittels einer Schwenkbewegung ein an der Arbeitsspindel 130 aufgenommenes Werkzeug an den Zwischenspeicher 330 zu übergeben und ein am Zwischenspeicher 330 aufgenommenes Werkzeug an der Arbeitsspindel 130 einzuwechseln, wenn die Arbeitsspindel 130 an einer Werkzeugwechselposition der Werkzeugmaschine 100 positioniert ist.The present invention relates to a tool changing device 300 for use on a machine tool 100, which comprises a tool-carrying work spindle 130 and a tool magazine 200 with one or more rotatable magazine wheels 210, 220 with circumferentially arranged tool receptacles 210a, 210b or 220a, 220b, and a machine tool 100 with such a tool changing device 300. The tool changing device 300 comprises a first manipulator 310 for removing tools from each of the one or more rotatable magazine wheels 210, 220 of the tool magazine 200, a second manipulator 320 for changing a tool received on the work spindle 130, and a buffer 330 with one or more tool holders 331, 332, 333, 334. The first manipulator 310 is set up to move linearly between each of the one or more rotatable magazine wheels 210, 220 of the tool magazine 200 and the intermediate store 330 and to a To transfer a tool removed from one of the one or more rotatable magazine wheels 210, 220 to the intermediate store 330, and the second manipulator 320 is set up to transfer a tool received on the work spindle 130 to the intermediate store 330 and a tool from the intermediate store 330 by means of a pivoting movement to change the received tool on the work spindle 130 when the work spindle 130 is positioned at a tool change position of the machine tool 100.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugwechselvorrichtung zum Einsatz an einer Werkzeugmaschine, insbesondere mit einer vertikal ausgerichteten Arbeitsspindel und/oder zum Werkzeugwechsel an einer zumindest in Werkzeugwechselposition vertikal ausgerichteten Arbeitsspindel, und eine Werkzeugmaschine mit einer derartigen Werkzeugwechselvorrichtung.The present invention relates to a tool change device for use on a machine tool, in particular with a vertically oriented work spindle and / or for tool change on a work spindle that is vertically oriented at least in the tool change position, and a machine tool with such a tool change device.

Hintergrundbackground

Im Stand der Technik sind Werkzeugwechselvorrichtungen zum Einsatz an einer Werkzeugmaschine bekannt. Beispielhaft sei auf die EP 2 750 828 B1 verwiesen, die eine gattungsgemäße Werkzeugwechselvorrichtung beschreibt.Tool changing devices for use on a machine tool are known in the prior art. Take the example EP 2 750 828 B1 referenced, which describes a generic tool changing device.

Die EP 2 750 828 B1 zeigt eine Werkzeugwechselvorrichtung zum Einsatz an einer Werkzeugmaschine mit einer horizontal ausgerichteten Arbeitsspindel, wobei ein Werkzeug mittels eines Manipulators an einem Werkzeugmagazin, das ein oder mehrere Werkzeugmagazinräder aufweist (sog. Radmagazin), ein Werkzeug entnehmbar ist und an der Arbeitsspindel einsetzbar ist bzw. mit einem an der Arbeitsspindel eingesetzten Werkzeug auswechselbar ist.The EP 2 750 828 B1 shows a tool changing device for use on a machine tool with a horizontally aligned work spindle, wherein a tool can be removed by means of a manipulator on a tool magazine that has one or more tool magazine wheels (so-called wheel magazine) and can be used on the work spindle or with a tool used on the work spindle can be exchanged.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Werkzeugwechselvorrichtung weiterzubilden, insbesondere hinsichtlich erhöhtem Einsatzspielraum an verschiedenen Werkzeugmaschinen bzw. Werkzeugmaschinentypen, effizientem bzw. zeitsparenden Werkzeugwechsel und/oder erweiterter Funktionalität.It is an object of the present invention to develop the tool changing device, in particular with regard to increased scope for use on different machine tools or machine tool types, efficient or time-saving tool changes and / or extended functionality.

Zusammenfassung der ErfindungSummary of the invention

Zur Lösung der vorstehend genannten Aufgabe wird eine Werkzeugwechselvorrichtung zum Einsatz an einer Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen. Abhängige bzw. nebengeordnete Ansprüche betreffend bevorzugte beispielhafte Ausführungsformen.To achieve the above-mentioned object, a tool changing device for use on a machine tool according to claim 1 is proposed. Dependent or independent claims relating to preferred exemplary embodiments.

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Werkzeugwechselvorrichtung zum Einsatz an einer Werkzeugmaschine, die eine werkzeugtragende Arbeitsspindel und ein Werkzeugmagazin mit einem oder mehreren drehbaren Magazinrädern mit umfänglich angeordneten Werkzeugaufnahmen umfasst, vorgeschlagen.According to one aspect of the invention, a tool changing device for use on a machine tool is proposed, which comprises a tool-carrying work spindle and a tool magazine with one or more rotatable magazine wheels with circumferentially arranged tool holders.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen umfasst die Werkzeugwechselvorrichtung einen ersten Manipulator zur Entnahme von Werkzeugen aus jedem der einen oder mehreren drehbaren Magazinräder des Werkzeugmagazins, einen zweiten Manipulator zum Auswechseln eines an der Arbeitsspindel aufgenommenen Werkzeugs und/oder einen Zwischenspeicher mit einem oder mehreren Werkzeugaufnahmen.According to preferred practical embodiments, the tool changing device comprises a first manipulator for removing tools from each of the one or more rotatable magazine wheels of the tool magazine, a second manipulator for changing a tool accommodated on the work spindle and / or a buffer with one or more tool holders.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen ist der erste Manipulator dazu eingerichtet, zwischen zumindest einem bzw. bevorzugt jedem der einen oder mehreren drehbaren Magazinräder des Werkzeugmagazins und dem Zwischenspeicher linear zu verfahren und insbesondere bevorzugt ein an einem der einen oder mehreren drehbaren Magazinräder entnommenes Werkzeug an den Zwischenspeicher zu übergeben (insbesondere an einer Übergabeposition des ersten Manipulators am Zwischenspeicher bzw. einer ersten Übergabeposition des Zwischenspeichers für den ersten Manipulator).According to preferred expedient exemplary embodiments, the first manipulator is designed to move linearly between at least one or preferably each of the one or more rotatable magazine wheels of the tool magazine and the intermediate storage device, and particularly preferably to move a tool removed from one of the one or more rotatable magazine wheels to the intermediate storage device transferred (in particular at a transfer position of the first manipulator on the buffer or a first transfer position of the buffer for the first manipulator).

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen ist der zweite Manipulator dazu eingerichtet, mittels einer Dreh- bzw. Schwenkbewegung ein an der Arbeitsspindel aufgenommenes Werkzeug an den Zwischenspeicher zu übergeben (insbesondere an einer Übergabeposition des zweiten Manipulators am Zwischenspeicher bzw. einer zweiten Übergabeposition des Zwischenspeichers für den zweiten Manipulator) und ein am Zwischenspeicher aufgenommenes Werkzeug an der Arbeitsspindel einzuwechseln, insbesondere wenn die Arbeitsspindel an einer Werkzeugwechselposition der Werkzeugmaschine positioniert ist.According to preferred practical embodiments, the second manipulator is set up to transfer a tool accommodated on the work spindle to the intermediate store by means of a rotary or pivoting movement (in particular at a transfer position of the second manipulator on the intermediate store or a second transfer position of the intermediate store for the second manipulator ) and to change a tool accommodated in the buffer store on the work spindle, in particular if the work spindle is positioned at a tool change position of the machine tool.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen umfasst der erste Manipulator einen Greiferabschnitt zum Greifen eines Werkzeugs und/oder einen linear, insbesondere horizontal, verfahrbaren Manipulatorschlitten.According to preferred, expedient exemplary embodiments, the first manipulator comprises a gripper section for gripping a tool and / or a manipulator slide that can be moved linearly, in particular horizontally.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen ist der erste Manipulator dazu eingerichtet, mit dem Greiferabschnitt ein an einer Werkzeugaufnahme eines der einen oder mehreren drehbaren Magazinräder des Werkzeugmagazins aufgenommenes Werkzeug an einer Übergabeposition des entsprechenden Magazinrads zu entnehmen, mit dem verfahrbaren Manipulatorschlitten zu dem Zwischenspeicher zu verfahren und/oder das an der Übergabeposition des entsprechenden Magazinrads entnommene Werkzeug an einer Werkzeugaufnahme des Zwischenspeichers an einer ersten Übergabeposition des Zwischenspeichers zu übergeben bzw. einzusetzen.According to preferred expedient exemplary embodiments, the first manipulator is designed to use the gripper section to attach one of the one to a tool holder or several rotatable magazine wheels of the tool magazine to remove the tool received at a transfer position of the corresponding magazine wheel, to move the movable manipulator slide to the intermediate store and / or to move the tool removed from the transfer position of the corresponding magazine wheel to a tool holder of the intermediate store at a first transfer position of the intermediate store hand over or use.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen ist der erste Manipulator dazu eingerichtet, mit dem Greiferabschnitt ein an der Werkzeugaufnahme des Zwischenspeichers aufgenommenes Werkzeug an der ersten Übergabeposition des Zwischenspeichers zu entnehmen, mit dem verfahrbaren Manipulatorschlitten zu einem der einen oder mehreren drehbaren Magazinräder des Werkzeugmagazins zu verfahren und/oder das an der Übergabeposition des Zwischenspeichers entnommene Werkzeug an der Werkzeugaufnahme des entsprechenden Magazinrads an der Übergabeposition des entsprechenden Magazinrads zu übergeben bzw. einzusetzen.According to preferred practical embodiments, the first manipulator is set up to use the gripper section to remove a tool received on the tool holder of the intermediate store from the first transfer position of the intermediate store, to move the movable manipulator slide to one of the one or more rotatable magazine wheels of the tool magazine and / or to hand over or use the tool removed at the transfer position of the intermediate store on the tool holder of the corresponding magazine wheel at the transfer position of the corresponding magazine wheel.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen umfasst der zweite Manipulator einen um eine, insbesondere vertikal ausgerichtete oder vertikal ausrichtbare, Schwenkachse schwenkbaren Werkzeugwechselschwenkarm, insbesondere mit zwei an gegenüberliegenden Enden des Werkzeugwechselschwenkarms angeordneten Greiferabschnitten zum Greifen von jeweiligen Werkzeugen.According to preferred expedient embodiments, the second manipulator comprises a tool change swivel arm pivotable about a pivot axis, in particular vertically or vertically aligned, in particular with two gripper sections for gripping respective tools arranged at opposite ends of the tool change pivot arm.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen ist der zweite Manipulator dazu eingerichtet, mit einem der Greiferabschnitte des Werkzeugwechselschwenkarms ein an der Arbeitsspindel aufgenommenes Werkzeug an der Werkzeugwechselposition der Arbeitsspindel zu entnehmen und/oder das an der Arbeitsspindel entnommene Werkzeug mit einer Schwenkbewegung des Werkzeugwechselschwenkarms an einer Werkzeugaufnahme des Zwischenspeichers an einer zweiten Übergabeposition des Zwischenspeichers zu übergeben bzw. einzusetzen.According to preferred practical embodiments, the second manipulator is set up to use one of the gripper sections of the tool change swivel arm to remove a tool received on the work spindle from the tool change position of the work spindle and / or to use a swivel movement of the tool change swivel arm to attach the tool removed from the work spindle to a tool holder in the intermediate storage to transfer or use a second transfer position of the buffer store.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen ist der zweite Manipulator dazu eingerichtet, mit einem der Greiferabschnitte des Werkzeugwechselschwenkarms ein an einer Werkzeugaufnahme des Zwischenspeichers an der zweiten Übergabeposition zu entnehmen und/oder mit einer Schwenkbewegung des Werkzeugwechselschwenkarms an der Arbeitsspindel an der Werkzeugwechselposition der Arbeitsspindel zu übergeben bzw. einzusetzen.According to preferred practical embodiments, the second manipulator is set up to use one of the gripper sections of the tool change swivel arm to remove a tool holder from the intermediate storage device at the second transfer position and / or to transfer or use it with a swivel movement of the tool change swivel arm on the work spindle at the tool change position of the work spindle .

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen umfasst der Zwischenspeicher einen Dreh- bzw. Schwenkantrieb, insbesondere bevorzugt derart, dass die einen oder mehreren Werkzeugaufnahmen des Zwischenspeichers, bevorzugt gemeinsam, um eine Rotationsachse des Zwischenspeichers drehbar bzw. verschwenkbar sind.According to preferred practical embodiments, the intermediate store comprises a rotary or swivel drive, particularly preferably such that the one or more tool receptacles of the intermediate store can be rotated or pivoted, preferably jointly, about an axis of rotation of the intermediate store.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen ist die Rotationsachse des Zwischenspeichers horizontal ausgerichtet, insbesondere bevorzugt parallel zu einer Verfahrrichtung des ersten Manipulators.According to preferred, expedient exemplary embodiments, the axis of rotation of the intermediate store is aligned horizontally, particularly preferably parallel to a direction of travel of the first manipulator.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen ist die Rotationsachse des Zwischenspeichers parallel zu einer Rotationsachse der einen oder mehreren drehbaren Magazinräder des Werkzeugmagazins ausgerichtet bzw. ausrichtbar.According to preferred expedient exemplary embodiments, the axis of rotation of the intermediate store is aligned or can be aligned parallel to an axis of rotation of the one or more rotatable magazine wheels of the tool magazine.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen ist der Zwischenspeicher dazu eingerichtet, zur Übergabe eines Werkzeugs an bzw. von dem ersten Manipulator eine, mehrere oder jede der einen oder mehreren Werkzeugaufnahmen des Zwischenspeichers in eine Übergabeposition des ersten Manipulators zu drehen bzw. verschwenken.According to preferred expedient exemplary embodiments, the intermediate store is set up to rotate or pivot one, more or each of the one or more tool receptacles of the intermediate store into a transfer position of the first manipulator in order to transfer a tool to or from the first manipulator.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen ist die in der Übergabeposition des ersten Manipulators positionierte Werkzeugaufnahme des Zwischenspeichers mit horizontaler Werkzeugaufnahmeachse (Werkzeugaufnahmerichtung) ausgerichtet.According to preferred, expedient exemplary embodiments, the tool holder of the intermediate store positioned in the transfer position of the first manipulator is aligned with a horizontal tool holder axis (tool holder direction).

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen ist der Zwischenspeicher dazu eingerichtet, zur Übergabe eines Werkzeugs an bzw. von dem zweiten Manipulator eine, mehrere oder jede der einen oder mehreren Werkzeugaufnahmen des Zwischenspeichers in eine Übergabeposition des zweiten Manipulators zu drehen bzw. verschwenken.According to preferred expedient exemplary embodiments, the intermediate store is set up to rotate or pivot one, several or each of the one or more tool receptacles of the intermediate store into a transfer position of the second manipulator in order to transfer a tool to or from the second manipulator.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen ist die in der Übergabeposition des zweiten Manipulators positionierte Werkzeugaufnahme des Zwischenspeichers mit vertikaler Werkzeugaufnahmeachse ausgerichtet.According to preferred, expedient exemplary embodiments, the tool holder of the intermediate store positioned in the transfer position of the second manipulator is aligned with a vertical tool holder axis.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen ist der Zwischenspeicher dazu eingerichtet, eine, mehrere oder jede der einen oder mehreren Werkzeugaufnahmen des Zwischenspeichers von der Übergabeposition des ersten Manipulators zu der Übergabeposition des zweiten Manipulators zu drehen bzw. verschwenken und/oder eine, mehrere oder jede der einen oder mehreren Werkzeugaufnahmen des Zwischenspeichers von der Übergabeposition des zweiten Manipulators zu der Übergabeposition des ersten Manipulators zu drehen bzw. verschwenken. Hierbei ist der Schwenk- bzw. Drehwinkel von der Übergabeposition des zweiten Manipulators zu der Übergabeposition des ersten Manipulators in besonders zweckmäßigen Ausführungsbeispielen 90°.According to preferred expedient exemplary embodiments, the intermediate store is set up to rotate or pivot one, more or each of the one or more tool receptacles of the intermediate store from the transfer position of the first manipulator to the transfer position of the second manipulator and / or one, more or each of the one or more to rotate or pivot a plurality of tool receptacles of the intermediate store from the transfer position of the second manipulator to the transfer position of the first manipulator. Here, the pivot or rotation angle from the transfer position of the second manipulator to the transfer position of the first manipulator is 90 ° in particularly expedient exemplary embodiments.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen weist der Zwischenspeicher zwei oder mehr Werkzeugaufnahmen auf, die umfänglich an dem Zwischenspeicher angeordnet sind, bevorzugt mit radialer Aufnahmerichtung in Bezug auf die Rotations- bzw. Schwenkachse des Zwischenspeichers. Hierbei können die Werkzeugaufnahmen bevorzugt paarweise bei einem Winkelabstand angeordnet sein, der dem Quotienten aus 360° und der Gesamtzahl der umfänglich angeordneten Werkzeugaufnahmen am Zwischenspeicher entspricht, d.h. z.B. 180° bei zwei Werkzeugaufnahmen, 120° bei drei Werkzeugaufnahmen, 90° bei vier Werkzeugaufnahmen, 72° bei fünf Werkzeugaufnahmen, etc.According to preferred, expedient exemplary embodiments, the intermediate store has two or more tool receptacles which are arranged circumferentially on the intermediate store, preferably with a radial receiving direction in relation to the rotation or pivot axis of the intermediate store. The tool holders can preferably be arranged in pairs at an angular distance that corresponds to the quotient of 360 ° and the total number of circumferentially arranged tool holders on the buffer, i.e. 180 ° for two tool holders, 120 ° for three tool holders, 90 ° for four tool holders, 72 ° with five tool holders, etc.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Winkelabstand zwischen zwei Werkzeugaufnahmen bzw. jeweils zwischen paarweise benachbarten Werkzeugaufnahmen am Zwischenspeicher dem Schwenk- bzw. Drehwinkel von der Übergabeposition des zweiten Manipulators zu der Übergabeposition des ersten Manipulators entspricht.It is particularly useful if the angular distance between two tool holders or between pairs of adjacent tool holders on the intermediate storage device corresponds to the pivoting or rotation angle from the transfer position of the second manipulator to the transfer position of the first manipulator.

Gemäß bevorzugten zweckmäßigen Ausführungsbeispielen weist der Zwischenspeicher zwei, drei oder besonders bevorzugt vier Werkzeugaufnahmen auf, die vorzugsweise paarweise in einem Winkelabstand von 90° umfänglich an dem Zwischenspeicher angeordnet sind, insbesondere bevorzugt in Ausführungsbeispielen, bei denen der Schwenk- bzw. Drehwinkel von der Übergabeposition des zweiten Manipulators zu der Übergabeposition des ersten Manipulators einem Winkel von 90° entspricht.According to preferred expedient exemplary embodiments, the intermediate store has two, three or particularly preferably four tool holders, which are preferably arranged in pairs at an angular distance of 90 ° around the circumference of the intermediate store, particularly preferred in exemplary embodiments in which the pivot or rotation angle depends on the transfer position of the second manipulator to the transfer position of the first manipulator corresponds to an angle of 90 °.

Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Werkzeugmaschine vorgeschlagen, mit einer werkzeugtragenden Arbeitsspindel, einem Werkzeugmagazin mit einem oder mehreren drehbaren Magazinrädern mit umfänglich angeordneten Werkzeugaufnahmen, und einer Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem oder mehreren der vorstehenden Aspekte und Ausführungsbeispiele.According to a further aspect, a machine tool is proposed with a tool-carrying work spindle, a tool magazine with one or more rotatable magazine wheels with circumferentially arranged tool receptacles, and a tool changing device according to one or more of the above aspects and exemplary embodiments.

Weitere Aspekte und deren Vorteile als auch Vorteile und speziellere Ausführungsmöglichkeiten der vorstehend beschriebenen Aspekte und Merkmale werden aus den folgenden, jedoch in keinster Weise einschränkend aufzufassenden Beschreibungen und Erläuterungen zu den angehängten Figuren beschrieben.Further aspects and their advantages as well as advantages and more specific implementation possibilities of the aspects and features described above are described from the following, but in no way restrictive, descriptions and explanations of the attached figures.

FigurenlisteFigure list

  • 1 zeigt eine beispielhafte Perspektivdarstellung einer Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung; 1 shows an exemplary perspective illustration of a machine tool with a tool changing device according to an embodiment of the invention;
  • 2A und 2B zeigen beispielhafte Perspektivdarstellungen der Werkzeugwechselvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung entsprechend 1; 2A and 2 B show exemplary perspective representations of the tool changing device according to the exemplary embodiment of the invention 1 ;
  • 3A bis 3H illustrieren beispielhaft einen Werkzeugwechsel an der Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugwechselvorrichtung gemäß 1; 3A to 3H illustrate by way of example a tool change on the machine tool with a tool change device according to FIG 1 ;
  • 4A und 4B zeigen beispielhafte Perspektivdarstellungen der Werkzeugwechselvorrichtung gemäß 2A und 2B im System mit einem ein Magazinrad aufweisenden Werkzeugmagazin; 4A and 4B show exemplary perspective views of the tool changing device according to FIG 2A and 2 B in the system with a tool magazine having a magazine wheel;
  • 5A und 5B zeigen beispielhafte Perspektivdarstellungen der Werkzeugwechselvorrichtung gemäß 2A und 2B im System mit einem zwei Magazinräder aufweisenden Werkzeugmagazin; 5A and 5B show exemplary perspective views of the tool changing device according to FIG 2A and 2 B in the system with a tool magazine having two magazine wheels;
  • 6A und 6B zeigen beispielhafte Perspektivdarstellungen des Zwischenspeichers und des zweiten Manipulators der Werkzeugwechselvorrichtung gemäß 2A und 2B; und 6A and 6B show exemplary perspective representations of the intermediate store and the second manipulator of the tool changing device according to FIG 2A and 2 B ; and
  • 7A und 7B zeigen beispielhafte Perspektivdarstellungen des Zwischenspeichers der Werkzeugwechselvorrichtung gemäß 2A und 2B. 7A and 7B show exemplary perspective representations of the intermediate store of the tool changing device according to FIG 2A and 2 B .

Detaillierte Beschreibung der Figuren und bevorzugter AusführungsbeispieleDetailed description of the figures and preferred exemplary embodiments

Im Folgenden werden Beispiele bzw. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Gleiche bzw. ähnliche Elemente in den Figuren können hierbei mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet sein, manchmal allerdings auch mit unterschiedlichen Bezugszeichen.In the following, examples or exemplary embodiments of the present invention are described in detail with reference to the accompanying figures. Identical or similar elements in the figures can be denoted by the same reference symbols, but sometimes also with different reference symbols.

Es sei hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung jedoch in keinster Weise auf die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Ausführungsmerkmale begrenzt bzw. eingeschränkt ist, sondern weiterhin Modifikationen der Ausführungsbeispiele umfasst, insbesondere diejenigen, die durch Modifikationen der Merkmale der beschriebenen Beispiele bzw. durch Kombination einzelner oder mehrerer der Merkmale der beschriebenen Beispiele im Rahmen des Schutzumfanges der unabhängigen Ansprüche umfasst sind.It should be emphasized that the present invention, however, is in no way limited or restricted to the exemplary embodiments described below and their design features, but rather also includes modifications of the exemplary embodiments, in particular those that result from modifications of the features of the described examples or by combining individual ones or more of the features of the examples described are included within the scope of protection of the independent claims.

1 zeigt eine beispielhafte Perspektivdarstellung einer Werkzeugmaschine 100 mit einer Werkzeugwechselvorrichtung 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung. 1 shows an exemplary perspective illustration of a machine tool 100 with a tool changing device 300 according to an embodiment of the invention.

Beispielhaft ist die Werkzeugmaschine 100 mit einer vertikal ausgerichteten Arbeitsspindel 130 ausgebildet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf Werkzeugmaschinen mit vertikal ausgerichteter Arbeitsspindel begrenzt. Vielmehr ist es weiterhin möglich, in weiteren Ausführungsbeispielen eine erfindungsgemäße Werkzeugwechselvorrichtung an Werkzeugmaschinen mit vertikal ausrichtbarer Arbeitsspindel vorzusehen.The machine tool is an example 100 with a vertically aligned work spindle 130 educated. However, the present invention is not limited to machine tools with a vertically oriented work spindle. Rather, it is still possible, in further exemplary embodiments, to provide a tool changing device according to the invention on machine tools with a vertically orientable work spindle.

Die Werkzeugmaschine 100 umfasst beispielhaft ein Maschinengestell 110 mit einem auf einer Grundfläche bzw. einem Werkstattboden aufstellbaren Maschinenbett 101 und einem an dem Maschinenbett 101 angeordneten Maschinenständer 102. Beispielhaft ist das Maschinengestell 110 mit dem Maschinenbett 101 und dem Maschinenständer vorteilhaft starr als einziger, bevorzugt monolithischer, Grundkörper ausgebildet, sog. monoBLOCK-Bauweise.The machine tool 100 includes, for example, a machine frame 110 with a machine bed that can be set up on a base or a workshop floor 101 and one on the machine bed 101 arranged machine stand 102 . The machine frame is an example 110 with the machine bed 101 and the machine stand advantageously rigid as the only one, preferably monolithic, basic body, so-called monoBLOCK construction.

Auf dem Maschinenbett 101 des Maschinengestells 110 ist beispielhaft ein Schwenkrundtisch 140 zur Einspannung von zu bearbeitenden Werkstücken an der Werkzeugmaschine 100 angeordnet. Der Schwenkrundtisch 140 umfasst beispielhaft einen an Haltekörpern 142 und 143 schwenkbar gehaltenen Schwenkarm 141, der beispielhaft um eine horizontale Schwenkachse schwenkbar ist.On the machine bed 101 of the machine frame 110 is an example of a swivel rotary table 140 for clamping workpieces to be machined on the machine tool 100 arranged. The swivel rotary table 140 includes, for example, one of holding bodies 142 and 143 pivoted swivel arm 141 , which can be pivoted about a horizontal pivot axis, for example.

Auf dem Schwenkarm 141 ist beispielhaft ein um eine beispielhaft senkrecht zur Schwenkachse des Schwenkarm 141 drehbar gelagerter Rundtisch 144 (drehbarer Werkzeugtisch bzw. Werkzeugeinspanntisch) angeordnet, wobei ein oder mehrere Werkstücke bzw. ein oder mehrere Werkstückeinspannvorrichtungen zum Einspannen von einem oder mehreren Werkstücken auf dem Rundtisch 144 eingespannt, gehalten bzw. befestigt sein können.On the swivel arm 141 is an example around an example perpendicular to the pivot axis of the swivel arm 141 rotatable rotary table 144 (rotatable tool table or tool clamping table), wherein one or more workpieces or one or more workpiece clamping devices for clamping one or more workpieces on the rotary table 144 can be clamped, held or attached.

Die Werkzeugmaschine 100 ist beispielhaft als numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine ausgebildet, so dass das Verschwenken des Schwenkarms 141 (Schwenkachse) und/oder das Drehen des Rundtisches 144 (Rundachse) bevorzugt über die Maschinensteuerung bzw. NC-Steuerung der Werkzeugmaschine 100 gesteuert werden kann, z.B. auf Basis eines NC-Programms oder auch über die Bedienung mittels eines Bedienpults der Werkzeugmaschine (nicht dargestellt).The machine tool 100 is designed as a numerically controlled machine tool, so that the pivoting of the swivel arm 141 (Swivel axis) and / or rotating the rotary table 144 (Rotary axis) preferably via the machine control or NC control of the machine tool 100 can be controlled, for example on the basis of an NC program or via operation using a control panel of the machine tool (not shown).

Die Werkzeugmaschine 100 umfasst beispielhaft weiterhin eine beispielhaft vertikal ausgerichtete werkzeugtragende Arbeitsspindel 130, die dazu eingerichtet ist, ein Werkzeug, wie z.B. ein Bohr- bzw. Fräswerkzeug, aufzunehmen und um die beispielhaft vertikal ausgerichtete Spindelachse der Arbeitsspindel 130 zu rotieren.The machine tool 100 further comprises, for example, a tool-carrying work spindle that is oriented vertically, for example 130 which is set up to receive a tool, such as a drilling or milling tool, and around the spindle axis of the work spindle, which is vertically oriented, for example 130 to rotate.

Die Arbeitsspindel 130 ist beispielhaft an einem Spindelträgerschlitten 123 einer Achsschlittenbaugruppe 120 gehalten. Die Achsschlittenbaugruppe 120 ist beispielhaft dazu eingerichtet, die Arbeitsspindel 130 bzw. mit der Arbeitsspindel 130 das an der Arbeitsspindel 130 aufgenommene Werkzeug in drei Raumrichtungen zu verfahren, d.h. in X-Richtung mittels einer steuerbaren X-Linearachse, in Y-Richtung mittels einer Y-Linearachse und in Z-Richtung mittels einer Y-Linearachse.The work spindle 130 is an example of a spindle carrier slide 123 an axis slide assembly 120 held. The axle slide assembly 120 is set up as an example, the work spindle 130 or with the work spindle 130 that on the work spindle 130 to move the recorded tool in three spatial directions, ie in the X direction by means of a controllable X linear axis, in the Y direction by means of a Y linear axis and in the Z direction by means of a Y linear axis.

Die Achsschlittenbaugruppe 120 umfasst zum Verfahren der Arbeitsspindel 130 einen auf dem Maschinenständer 102 auf in Y-Richtung (beispielhaft horizontal) ausgerichteten Führungen (siehe z.B. Führung 121a) linear verfahrbar gelagerten Y-Schlitten 121, an dem ein an in X-Richtung (beispielhaft horizontal und beispielhaft senkrecht zu der Y-Richtung) ausgerichteten Führungen (siehe z.B. Führungen 122a und 122b) linear verfahrbar gelagerter X-Schlitten 122 gehalten ist. An dem X-Schlitten 122 ist der an in Z-Richtung (beispielhaft vertikal) ausgerichteten Führungen (siehe z.B. Führung 123a) linear verfahrbar gelagerter Spindelträgerschlitten 123 (Z-Schlitten) gehalten.The axle slide assembly 120 includes to move the work spindle 130 one on the machine stand 102 on guides aligned in the Y direction (for example horizontally) (see e.g. guide 121a ) Y-slide with linear movement 121 , on which one in the X-direction (for example horizontally and for example perpendicular to the Y-direction) aligned guides (see e.g. guides 122a and 122b ) X-carriage with linear movement 122 is held. On the X slide 122 is the one on guides aligned in the Z direction (for example vertically) (see e.g. guide 123a ) linearly movable spindle carrier slide 123 (Z slide) held.

Die Werkzeugmaschine 100 ist beispielhaft als numerisch gesteuerte Werkzeugmaschine ausgebildet, so dass das Verfahren der Schlitten 121, 122 und 123 der drei Linearachsen jeweils in Y-, X- bzw. Z-Richtung zum Verfahren der Arbeitsspindel 130 in den drei Raumrichtungen bevorzugt über die Maschinensteuerung bzw. NC-Steuerung der Werkzeugmaschine 100 gesteuert werden kann, z.B. auf Basis eines NC-Programms oder auch über die Bedienung mittels eines Bedienpults der Werkzeugmaschine (nicht dargestellt).The machine tool 100 is designed, for example, as a numerically controlled machine tool, so that the movement of the slide 121 , 122 and 123 of the three linear axes in the Y, X and Z directions for moving the work spindle 130 in the three spatial directions, preferably via the machine control or NC control of the machine tool 100 can be controlled, for example on the basis of an NC program or via operation using a control panel of the machine tool (not shown).

Die Werkzeugmaschine 100 ist zusammenfassend beispielhaft als 5-Achs-Werkzeugmaschine mit drei linearen Vorschubachsen und zwei Schwenk- bzw. Rundachsen ausgebildet. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf 5-Achs-Werkzeugmaschinen beschränkt, sondern in anderen Ausführungsbeispielen können auch weitere Linear-, Schwenk- und/oder Rundachsen vorgesehen sein, z.B. zum linearen Verfahren des Werkstücktischs und/oder zum Drehen bzw. Verschwenken der Arbeitsspindel.The machine tool 100 In summary, it is designed as a 5-axis machine tool with three linear feed axes and two swivel or rotary axes. However, the present invention is not limited to 5-axis machine tools, but further linear, swivel and / or rotary axes can also be provided in other exemplary embodiments, for example for linear movement of the workpiece table and / or for rotating or swiveling the work spindle.

Außerdem ist es möglich, in anderen Ausführungsbeispielen weniger als 5 Achsen vorzusehen. So ist es z.B. möglich, statt dem Schwenkrundtisch 140 einen einfachen um eine horizontale Schwenkachse schwenkbaren Schwenkarm ohne Rundtisch, einen um eine vertikale Drehachse drehbaren Rundtisch ohne Schwenkarm oder gar einen auf dem Maschinenbett ortsfest angeordneten Werkstücktisch vorzusehen.In addition, it is possible to provide fewer than 5 axes in other exemplary embodiments. So it is possible, for example, instead of the swivel rotary table 140 to provide a simple swivel arm without a rotary table that can be swiveled about a horizontal swivel axis, a rotary table that can be swiveled about a vertical axis of rotation without a swivel arm or even a workpiece table that is fixedly arranged on the machine bed.

Beispielhaft umfasst die Werkzeugmaschine 100 gemäß 1 weiterhin ein Werkzeugmagazin 200 zum Lagern bzw. Zwischenlagern und/oder zum Vorhalten von an der Werkzeugmaschine 100 einsetzbaren Werkzeugen.The machine tool includes, for example 100 according to 1 furthermore a tool magazine 200 for storage or temporary storage and / or for holding on the machine tool 100 applicable tools.

Das Werkzeugmagazin 200 ist beispielhaft als sog. Radmagazin ausgebildet und umfasst beispielhaft zwei nebeneinander angeordnete Magazinräder 210 und 220, die bevorzugt unabhängig voneinander um eine gemeinsame horizontale Drehachse rotierbar sind. In weiteren Ausführungsbeispielen kann auch nur ein Magazinrad vorgesehen sein oder es können in anderen Ausführungsbeispielen auch drei oder mehr nebeneinander angeordnete Magazinräder vorgesehen sein.The tool magazine 200 is designed as a so-called wheel magazine and includes two magazine wheels arranged next to one another 210 and 220 , which are preferably rotatable independently of one another about a common horizontal axis of rotation. In further exemplary embodiments, only one magazine wheel can be provided or, in other exemplary embodiments, three or more magazine wheels arranged next to one another can also be provided.

Jedes Magazinrad 210 bzw. 220 umfasst beispielhaft eine Mehrzahl von Werkzeugaufnahmen 210a, 210b bzw. 220a, 220b (z.B. Werkzeugköcher), die umfänglich um das jeweilige Magazinrad 210 bzw. 220 angeordnet sind. Beispielhaft ist jede der Werkzeugaufnahmen 210a, 210b bzw. 220a, 220b dazu eingerichtet, ein Werkzeug bzw. eine Werkzeugschnittstelle (z.B. Hohlschaftkegel, Steilkegel und/oder Morsekegel) eines Werkzeughalters aufzunehmen.Every magazine wheel 210 or. 220 comprises, for example, a plurality of tool holders 210a , 210b or. 220a , 220b (e.g. Tool holder), which is extensively around the respective magazine wheel 210 or. 220 are arranged. Each of the tool holders is exemplary 210a , 210b or. 220a , 220b set up to accommodate a tool or a tool interface (for example hollow shank taper, steep taper and / or Morse taper) of a tool holder.

Hierbei sind die Werkzeuge bzw. Werkzeugschnittstellen bevorzugt derart in den jeweiligen Werkzeugaufnahmen 210a, 210b bzw. 220a, 220b aufnehmbar, dass die jeweilige Werkzeugachse radial in Bezug auf das jeweilige Magazinrad 210 bzw. 220 ausgerichtet ist und die Werkzeuge bzw. Werkzeugschnittstellen radial nach außen in Bezug auf das jeweilige Magazinrad 210 bzw. 220 aus den jeweiligen Werkzeugaufnahmen 210a, 210b bzw. 220a, 220b entnehmbar bzw. radial nach innen in Bezug auf das jeweilige Magazinrad 210 bzw. 220 in die jeweiligen Werkzeugaufnahmen 210a, 210b bzw. 220a, 220b einsetzbar sind.The tools or tool interfaces are preferably in this way in the respective tool holders 210a , 210b or. 220a , 220b recordable that the respective tool axis is radial with respect to the respective magazine wheel 210 or. 220 is aligned and the tools or tool interfaces radially outward with respect to the respective magazine wheel 210 or. 220 from the respective tool holders 210a , 210b or. 220a , 220b removable or radially inward with respect to the respective magazine wheel 210 or. 220 in the respective tool holders 210a , 210b or. 220a , 220b can be used.

Die Magazinräder 210 bzw. 220 sind beispielhaft an einem Magazingestell 230 gehalten, welches auf einer Magazinwanne 240 angeordnet ist. In der Magazinwanne 240 kann vorteilhaft von den im Werkzeugmagazin 200 an den Magazinrädern 210 bzw. 220 gehaltenen Werkzeugen heruntertropfender Kühlschmierstoff aufgefangen werden, ggf. zur Wiederaufbereitung.The magazine wheels 210 or. 220 are an example of a magazine rack 230 kept which on a magazine tray 240 is arranged. In the magazine tray 240 can be advantageous from the ones in the tool magazine 200 on the magazine wheels 210 or. 220 coolant dripping down from the tools held by the tools, if necessary for reprocessing.

Zwischen dem Werkzeugmagazin 200 und der Werkzeugmaschine 100 ist eine Werkzeugwechselvorrichtung 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung 300 gezeigt.Between the tool magazine 200 and the machine tool 100 is a tool changing device 300 according to an embodiment of the invention 300 shown.

2A und 2B illustrieren beispielhafte Perspektivdarstellungen der Werkzeugwechselvorrichtung 300 gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung entsprechend 1. 2A and 2 B illustrate exemplary perspective representations of the tool changing device 300 according to the embodiment of the invention 1 .

Grundsätzlich ist die Werkzeugwechselvorrichtung 300 beispielhaft dazu eingerichtet, Werkzeuge an der Arbeitsspindel 130 automatisch auszuwechseln. Zum Beispiel ist die Werkzeugwechselvorrichtung 300 dazu eingerichtet, ein an einer Werkzeugaufnahme eines der Magazinräder 210 bzw. 220 des Werkzeugmagazins 200 aufgenommenes Werkzeug herauszunehmen und an der Arbeitsspindel 130 einzusetzen bzw. an die Arbeitsspindel 130 zu übergeben bzw. mit einem an der Arbeitsspindel 130 bereits aufgenommenen Werkzeug auszuwechseln.Basically the tool changing device 300 set up as an example, tools on the work spindle 130 to be changed automatically. For example is the tool changing device 300 set up for this purpose, one on a tool holder of one of the magazine wheels 210 or. 220 of the tool magazine 200 Take out the tool and attach it to the work spindle 130 to be used or to the work spindle 130 to be handed over or with one on the work spindle 130 replace tool that has already been picked up.

Weiterhin ist die Werkzeugwechselvorrichtung 300 beispielhaft dazu eingerichtet, ein an der Arbeitsspindel 130 aufgenommenes Werkzeug herauszunehmen und an einer freien Werkzeugaufnahme eines der Magazinräder 210 bzw. 220 des Werkzeugmagazins 200 abzulegen bzw. an das Werkzeugmagazin 200 zu übergeben.Furthermore, the tool changing device 300 set up as an example, one on the work spindle 130 Take out the recorded tool and one of the magazine wheels on a free tool holder 210 or. 220 of the tool magazine 200 or to the tool magazine 200 to hand over.

Des Weiteren kann die Werkzeugwechselvorrichtung 300 beispielhaft dazu eingerichtet sein, ein an einer Werkzeugaufnahme eines der Magazinräder 210 bzw. 220 des Werkzeugmagazins 200 aufgenommenes Werkzeug herauszunehmen und an einer anderen freien Werkzeugaufnahme desselben Magazinrads oder an einer freien Werkzeugaufnahme des anderen Magazinrads abzulegen, z.B. um die Belegung der Werkzeuge im Werkzeugmagazin umzusortieren.Furthermore, the tool changing device 300 be set up, for example, on a tool holder of one of the magazine wheels 210 or. 220 of the tool magazine 200 take out the picked-up tool and place it on another free tool holder on the same magazine wheel or on a free tool holder on the other magazine wheel, for example to rearrange the assignment of the tools in the tool magazine.

In der EP 2 750 828 B1 war bereits eine Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugmagazin mit einem oder mehreren Magazinrädern gezeigt, wobei eine Werkzeugwechselvorrichtung vorgesehen war, die mit einem zwischen den Magazinrädern und der Arbeitsspindel verfahrbaren Manipulator Werkzeuge zwischen den jeweiligen vorderseitigen Magazinplätzen der Magazinräder und der Arbeitsspindel verfahrbar war.In the EP 2 750 828 B1 A machine tool with a tool magazine with one or more magazine wheels was already shown, with a tool changing device being provided which was able to move tools between the respective front magazine locations of the magazine wheels and the work spindle with a manipulator that could be moved between the magazine wheels and the work spindle.

Im Unterschied zu der Werkzeugwechselvorrichtung der EP 2 750 828 B1 ist, dass die Werkzeugwechselvorrichtung 300 gemäß 1 und 2A und 2B beispielhaft mit zwei Manipulatoren 310 und 320 und einem Werkzeugaufnehmenden Zwischenspeicher 330 ausgestattet ist.In contrast to the tool changing device of the EP 2 750 828 B1 is that the tool changing device 300 according to 1 and 2A and 2 B for example with two manipulators 310 and 320 and a tool-receiving buffer 330 Is provided.

Die Werkzeugwechselvorrichtung 300 umfasst einen ersten Manipulator 310, der dazu eingerichtet ist, ein an einer Werkzeugaufnahme eines der Magazinräder 210 bzw. 220 des Werkzeugmagazins 200 aufgenommenes Werkzeug herauszunehmen und an einer Werkzeugaufnahme 331 des Zwischenspeichers 330 einzusetzen.The tool changing device 300 includes a first manipulator 310 , which is set up to a tool holder on one of the magazine wheels 210 or. 220 of the tool magazine 200 Take out the tool and attach it to a tool holder 331 of the cache 330 to use.

Beispielhaft kann der Manipulator 310 auch dazu eingerichtet sein, ein an einer Werkzeugaufnahme eines der Magazinräder 210 bzw. 220 des Werkzeugmagazins 200 aufgenommenes Werkzeug herauszunehmen und an einer anderen freien Werkzeugaufnahme desselben Magazinrads oder an einer freien Werkzeugaufnahme des anderen Magazinrads abzulegen, z.B. um die Belegung der Werkzeuge im Werkzeugmagazin umzusortieren.The manipulator 310 also be set up to a tool holder on one of the magazine wheels 210 or. 220 of the tool magazine 200 take out the picked-up tool and place it on another free tool holder on the same magazine wheel or on a free tool holder on the other magazine wheel, for example to rearrange the assignment of the tools in the tool magazine.

Weiterhin ist der erste Manipulator 310 beispielhaft dazu eingerichtet, ein an dem Zwischenspeicher 330 aufgenommenes Werkzeug herauszunehmen und an einer freien Werkzeugaufnahme eines der Magazinräder 210 bzw. 220 des Werkzeugmagazins 200 abzulegen bzw. an das Werkzeugmagazin 200 zu übergeben.Furthermore is the first manipulator 310 set up as an example, a on the buffer 330 Take out the recorded tool and one of the magazine wheels on a free tool holder 210 or. 220 of the tool magazine 200 or to the tool magazine 200 to hand over.

Die Werkzeugwechselvorrichtung 300 umfasst einen zweiten Manipulator 320, der dazu eingerichtet ist, ein an einer Werkzeugaufnahme des Zwischenspeichers 330 aufgenommenes Werkzeug herauszunehmen und an der Arbeitsspindel 130 einzusetzen bzw. an die Arbeitsspindel 130 zu übergeben bzw. mit einem an der Arbeitsspindel 130 bereits aufgenommenen Werkzeug auszuwechseln.The tool changing device 300 includes a second manipulator 320 which is set up for this purpose, a on a tool holder of the intermediate store 330 Take out the tool and attach it to the work spindle 130 to be used or to the work spindle 130 to hand over or with one on the work spindle 130 replace tool that has already been picked up.

Weiterhin ist der zweite Manipulator 320 beispielhaft dazu eingerichtet, ein an der Arbeitsspindel 130 aufgenommenes Werkzeug herauszunehmen und an einer freien Werkzeugaufnahme des Zwischenspeichers 330 abzulegen bzw. an den Zwischenspeicher 330 zu übergeben.There is also the second manipulator 320 set up as an example, one on the work spindle 130 take out the recorded tool and to a free tool holder of the buffer 330 to store or to the buffer 330 to hand over.

Wie in 1 und auch in 2A und 2B entnehmbar ist, ist der erste Manipulator 310 vor den Magazinrädern 210, 220 des Werkzeugmagazins 200 beispielhaft auf einem Ständerabschnitt 318 angeordnet. Beispielhaft ist der Ständerabschnitt 318 an der Vorderseite der Magazinwanne 240 angeordnet. Die Bezugszeichen 231a und 231b bezeichnen Gestellsäulenabschnitte des Magazingestells 230 des Werkzeugmagazins 200.As in 1 and also in 2A and 2 B can be removed is the first manipulator 310 in front of the magazine wheels 210 , 220 of the tool magazine 200 for example on a stand section 318 arranged. The stand section is an example 318 at the front of the magazine tray 240 arranged. The reference signs 231a and 231b denote rack column sections of the magazine rack 230 of the tool magazine 200 .

Auf dem Ständerabschnitt 318 ist ein sich beispielhaft horizontal erstreckendes Führungselement 315 mit horizontal verlaufenden Führungen 315a und 315b angeordnet, an denen ein Manipulatorschlitten 312 horizontal verfahrbar gehalten ist. Die Bezugszeichen 316 und 317 bezeichnen den Antriebsmotor 316 und eine Gewindestange 317 des Antriebs zum Verfahren des Manipulatorschlittens 312 entlang der Führungen 315a und 315b des Führungselements 315.On the stand section 318 is an exemplary horizontally extending guide element 315 with horizontal guides 315a and 315b arranged on which a manipulator slide 312 is held horizontally movable. The reference signs 316 and 317 denote the drive motor 316 and a threaded rod 317 of the drive for moving the manipulator slide 312 along the guides 315a and 315b of the guide element 315 .

An dem oberen Ende des Manipulatorschlittens 312 ist beispielhaft ein Werkzeugaufnehmer 311 (Werkzeugaufnahmeeinrichtung) angeordnet, an dessen den Magazinrädern zugewandten Seite ein Werkzeuggreifer 314 angeordnet ist. Weiterhin ist an dem den Magazinrädern abgewandten Seite des Werkzeugaufnehmers 311 beispielhaft ein Hubantrieb 313 angeordnet, der dazu eingerichtet ist, den Werkzeuggreifer 314 in einer horizontalen Hubbewegung hin zu bzw. weg von den Magazinrädern zu bewegen bzw. zu verfahren, z.B. zur Werkzeugentnahme bzw. zum Einsetzen eines Werkzeugs an einer nach vorne ausgerichteten Werkzeugaufnahme am jeweiligen Magazinrad.At the top of the manipulator carriage 312 is an example of a tool holder 311 (Tool receiving device) arranged, on the side facing the magazine wheels a tool gripper 314 is arranged. Furthermore, on the side of the tool holder facing away from the magazine wheels 311 for example a lifting drive 313 arranged, which is set up, the tool gripper 314 to move or to move in a horizontal lifting movement towards or away from the magazine wheels, for example for tool removal or for inserting a tool on a forwardly oriented tool holder on the respective magazine wheel.

Durch das horizontale Verfahren des Manipulatorschlittens 312 des ersten Manipulators 310 ist der Werkzeugaufnehmer 311 bzw. der Werkzeuggreifer 314 beispielhaft horizontal zwischen den Magazinrädern 210 und 220 bzw. zwischen jedem der Magazinräder und dem Zwischenspeicher 330 verfahrbar.By moving the manipulator slide horizontally 312 of the first manipulator 310 is the tool holder 311 or the tool gripper 314 for example horizontally between the magazine wheels 210 and 220 or between each of the magazine wheels and the intermediate store 330 movable.

Die Magazinräder 210 und 220 haben hierbei beispielhaft einen gleichen Raddurchmesser und eine gemeinsame bzw. koaxial ausgerichtete (horizontale) Rotationsachse, um welche sie bevorzugt unabhängig voneinander rotierbar sind. Der Werkzeugaufnehmer 311 bzw. der Werkzeuggreifer 314 ist hierbei insbesondere horizontal auf Höhe der Rotationsachse der Magazinräder und parallel zu der Rotationsachse zwischen den Magazinrädern 210 und 220 bzw. zwischen jedem der Magazinräder und dem Zwischenspeicher 330 verfahrbar.The magazine wheels 210 and 220 have, for example, the same wheel diameter and a common or coaxially aligned (horizontal) axis of rotation about which they can preferably be rotated independently of one another. The tool holder 311 or the tool gripper 314 is in particular horizontal at the level of the axis of rotation of the magazine wheels and parallel to the axis of rotation between the magazine wheels 210 and 220 or between each of the magazine wheels and the intermediate store 330 movable.

Der Werkzeugaufnehmer 311 bzw. der Werkzeuggreifer 314 ist jeweils dazu eingerichtet, wenn er vor dem jeweiligen Magazinrad positioniert ist, insbesondere auf Höhe der Rotationsachse der Magazinräder, ein Werkzeug aus der zu dem Zeitpunkt nach vorne weisenden, auf Höhe der Rotationsachse liegenden, und mit horizontaler Werkzeugachse ausgerichteten Werkzeugaufnahme des jeweiligen Magazinrads zu entnehmen bzw. dort einzusetzen.The tool holder 311 or the tool gripper 314 is set up to remove a tool from the tool holder of the respective magazine wheel that is facing forward at the time, is at the height of the axis of rotation and is aligned with the horizontal tool axis when it is positioned in front of the respective magazine wheel, in particular at the level of the axis of rotation of the magazine wheels or to use there.

Der Werkzeugaufnehmer 311 bzw. der Werkzeuggreifer 314 ist zudem beispielhaft dazu eingerichtet, wenn er vor dem Zwischenspeicher 330 positioniert ist, insbesondere auf Höhe der Rotationsachse der Magazinräder, ein Werkzeug aus der zu dem Zeitpunkt nach vorne weisenden, auf Höhe der Rotationsachse liegenden, und mit horizontaler Werkzeugachse ausgerichteten Werkzeugaufnahme des Zwischenspeichers 330 zu entnehmen bzw. dort einzusetzen. Dies beschreibt eine beispielhafte Ausführung einer Übergabeposition des Zwischenspeichers 330 für den ersten Manipulator 310.The tool holder 311 or the tool gripper 314 is also set up as an example when it is in front of the buffer 330 is positioned, in particular at the level of the axis of rotation of the magazine wheels, a tool from the tool holder of the intermediate store, which is pointing forward at the time, is at the level of the axis of rotation and is aligned with the horizontal tool axis 330 to be removed or to be used there. This describes an exemplary embodiment of a transfer position of the buffer store 330 for the first manipulator 310 .

Hierbei ist zu beachten, dass der Zwischenspeicher 330 beispielhaft derart angeordnet ist, dass die jeweiligen nach vorne bzw. zum ersten Manipulator 310 weisenden, auf Höhe der Rotationsachse liegenden, und mit horizontaler Werkzeugachse ausgerichteten Werkzeugaufnahmen 210a, 220a und 331 der Magazinräder 210 und 220 und des Zwischenspeichers 330 in einer gemeinsamen horizontalen, parallel zur Rotationsachse der Magazinräder verlaufenden Linie angeordnet sind.It should be noted that the cache 330 is arranged for example in such a way that the respective forward or to the first manipulator 310 pointing, at the level of the axis of rotation, and aligned with the horizontal tool axis 210a , 220a and 331 the magazine wheels 210 and 220 and the buffer 330 are arranged in a common horizontal line running parallel to the axis of rotation of the magazine wheels.

Der Zwischenspeicher 330 ist beispielhaft an dem Gestellsäulenabschnitt 231a des Magazingestells 230 des Werkzeugmagazins 200 angeordnet bzw. angebracht und/oder befestigt. Beispielhaft umfasst der Zwischenspeicher 330 ein drehbares Zwischenrad, an dem beispielhaft vier Werkzeugaufnahmen 331, 332, 333 und 334 angeordnet sind, die beispielhaft umfänglich um das Zwischenrad herum angeordnet sind.The cache 330 is exemplary on the rack column section 231a of the magazine rack 230 of the tool magazine 200 arranged or attached and / or attached. The buffer includes, for example 330 a rotatable intermediate wheel on which, for example, four tool holders 331 , 332 , 333 and 334 are arranged, which are arranged for example circumferentially around the intermediate gear.

Hierbei sind die vier Werkzeugaufnahmen 331, 332, 333 und 334 beispielhaft mit jeweiligen senkrecht zueinander ausgerichteten Werkzeugachsen bzw. Werkzeugaufnahmeachsen im Winkelabstand von jeweils 90° zueinander angeordnet.Here are the four tool holders 331 , 332 , 333 and 334 for example, with respective tool axes or tool holder axes aligned perpendicular to one another, each arranged at an angular distance of 90 ° from one another.

Das Zwischenrad des Zwischenspeichers 330 ist beispielhaft um eine horizontale Rotationsachse drehbar gelagert, wobei die Rotationsachse des Zwischenrads des Zwischenspeichers 330 beispielhaft parallel zu der Rotationsachse der Magazinräder 210 und 220 des Werkzeugmagazins 200 ausgerichtet ist.The intermediate gear of the intermediate storage 330 is mounted rotatably about a horizontal axis of rotation, for example, the axis of rotation of the intermediate gear of the intermediate storage 330 for example parallel to the axis of rotation of the magazine wheels 210 and 220 of the tool magazine 200 is aligned.

Der Zwischenspeicher 330 ist beispielhaft dazu eingerichtet, die die nach vorne bzw. zum ersten Manipulator 310 weisende, auf Höhe der Rotationsachse liegende, und mit horizontaler Werkzeugachse ausgerichtete Werkzeugaufnahme 331 des Zwischenspeichers 330 um 90° nach unten zu verschwenken und dabei insbesondere mit nach unten weisender bzw. vertikal ausgerichteter Werkzeugachse der Werkzeugaufnahme 331 des Zwischenspeichers 330 zu positionieren.The cache 330 is set up as an example to the front or to the first manipulator 310 Tool holder pointing at the level of the axis of rotation and aligned with the horizontal tool axis 331 of the cache 330 to pivot by 90 ° downwards and in particular with the tool axis of the tool holder pointing downwards or vertically 331 of the cache 330 to position.

Es wird jedoch im Folgenden beispielhaft angenommen, dass vier Werkzeugaufnahmen mit jeweiligem Winkelabstand von 90° die beste Ausführungsform ist, da dies einen möglichst kleinen Durchmesser des Zwischenrads kompakt ermöglicht, bei gleichzeitiger Zwischenspeicherkapazität von vier Werkzeugen gleichzeitig, mit gleichzeitig bestmöglicher Bewegungsfreiheit des unten beschriebenen zweiten Manipulators 320 bzw. dessen Werkzeugwechselschwenkarm 321, ohne Kollisionsgefahr beim Verschwenken etwaiger Greiferschwenkarme und ohne das Erfordernis von seitlich wegklappbaren Werkzeugaufnahmen. Zudem kann bei einem Schwenk- bzw. Drehwinkel des Zwischenspeichers 330 von 90° zwischen den beiden Übergabepositionen des ersten und zweiten Manipulators 310 und 320 bei einem Winkelabstand von 90° zwischen den Werkzeugaufnahmen am Zwischenspeicher 330 an beiden Übergabepositionen jeweils gleichzeitig eine entsprechende Werkzeugaufnahme positioniert sein, so dass Übergaben von Werkzeugen durch die beiden Manipulatoren 310 und 320 effizient gleichzeitig durchgeführt werden können.In the following, however, it is assumed as an example that four tool holders with an angular spacing of 90 ° is the best embodiment, since this enables the smallest possible diameter of the intermediate wheel compact, with simultaneous intermediate storage capacity of four tools at the same time, with the best possible freedom of movement of the second manipulator described below 320 or its tool change swivel arm 321 without the risk of collision when swiveling any gripper swivel arms and without the need for tool holders that can be folded away to the side. In addition, at a pivoting or rotating angle of the intermediate store 330 of 90 ° between the two transfer positions of the first and second manipulator 310 and 320 with an angular distance of 90 ° between the tool holders on the buffer 330 a corresponding tool holder can be positioned at both transfer positions at the same time, so that tools are transferred by the two manipulators 310 and 320 can be carried out efficiently at the same time.

Es ist jedoch zu beachten, dass die vorliegende Erfindung nicht auf Ausführungsformen mit vier Werkzeugaufnahmen am Zwischenspeicher im paarweisen Winkelabstand von 90° beschränkt ist. Vielmehr können auch in weiteren Ausführungsbeispielen nur eine, zwei oder drei Werkzeugaufnahmen am Zwischenspeicher vorgesehen sein, ggf. bevorzugt auch im paarweisen Winkelabstand von 90°.It should be noted, however, that the present invention is not limited to embodiments with four tool holders on the intermediate storage device at an angular spacing of 90 ° in pairs. Rather, only one, two or three tool holders can be provided on the intermediate store in further exemplary embodiments, if necessary preferably also at an angular distance of 90 ° in pairs.

Weiterhin können auch fünf oder sechs oder mehr Werkzeugaufnahmen vorgesehen sein. Hierbei können die Werkzeugaufnahmen bevorzugt paarweise bei einem Winkelabstand angeordnet sein, der dem Quotienten aus 360° und der Gesamtzahl der umfänglich angeordneten Werkzeugaufnahmen am Zwischenspeicher entspricht, d.h. z.B. 180° bei zwei Werkzeugaufnahmen, 120° bei drei Werkzeugaufnahmen, 90° bei vier Werkzeugaufnahmen, 72° bei fünf Werkzeugaufnahmen, etc. Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Winkelabstand zwischen zwei Werkzeugaufnahmen bzw. jeweils zwischen paarweise benachbarten Werkzeugaufnahmen am Zwischenspeicher dem Schwenk- bzw. Drehwinkel von der Übergabeposition des zweiten Manipulators zu der Übergabeposition des ersten Manipulators entspricht, d.h. im vorliegenden Ausführungsbeispiel bei 90° Winkelabstand zwischen zwei benachbarten Werkzeugaufnahmen.Furthermore, five or six or more tool holders can also be provided. The tool holders can preferably be arranged in pairs at an angular distance that corresponds to the quotient of 360 ° and the total number of circumferentially arranged tool holders on the buffer, i.e. 180 ° for two tool holders, 120 ° for three tool holders, 90 ° for four tool holders, 72 ° with five tool holders, etc. It is particularly useful if the angular distance between two tool holders or between pairs of adjacent tool holders on the buffer corresponds to the pivot or rotation angle from the transfer position of the second manipulator to the transfer position of the first manipulator, i.e. in the present embodiment at 90 ° angular distance between two adjacent tool holders.

Benachbart zu dem Zwischenspeicher 330 ist beispielhaft ein zweiter Manipulator 320 angeordnet, der in diesem Ausführungsbeispiel beispielhaft seitig an dem Zwischenspeicher 330 angebracht und/oder befestigt ist. Der zweite Manipulator 320 umfasst beispielhaft einen Werkzeugwechselschwenkarm 321 mit jeweiligen endseitigen bzw. gegenüberliegenden äußeren Werkzeuggreifern.Adjacent to the buffer 330 is an example of a second manipulator 320 arranged, which in this embodiment example on the side of the buffer 330 attached and / or attached. The second manipulator 320 includes, for example, a tool change swivel arm 321 with respective end or opposite outer tool grippers.

Der Werkzeugwechselschwenkarm 321 ist dazu eingerichtet, um eine beispielhaft vertikal angeordnete Schwenkachse verschwenkt zu werden. Hierzu ist beispielhaft ein Schwenkantrieb 322 vorgesehen.The tool change swivel arm 321 is set up to be pivoted around a pivot axis which is arranged vertically for example. A swivel drive is an example of this 322 intended.

Für einen Werkzeugwechsel ist es vorgesehen, dass die Arbeitsspindel 130 an eine vorgegebene Werkzeugwechselposition verfahren wird. Hierbei ist es beispielhaft vorgesehen, dass die Werkzeugwechselposition benachbart zu dem Zwischenspeicher 330 angeordnet ist, insbesondere derart, dass die Arbeitsspindel 130 mit nach unten weisender, vertikal ausgerichteter Spindelachse positioniert wird, insbesondere derart, dass die Werkzeugaufnahme der Arbeitsspindel 130 in der Werkzeugwechselposition auf gleicher Höhe positioniert ist, wie die zu diesem Zeitpunkt mit nach unten weisender bzw. vertikal ausgerichteter Werkzeugachse (z.B. Werkzeugaufnahme 334 in 1, 2A und 2B) positionierter Werkzeugaufnahme des Zwischenspeichers 330.For a tool change, it is provided that the work spindle 130 is moved to a specified tool change position. Here it is provided, for example, that the tool change position is adjacent to the intermediate store 330 is arranged, in particular such that the work spindle 130 is positioned with the vertically aligned spindle axis pointing downwards, in particular such that the tool holder of the work spindle 130 is positioned in the tool change position at the same height as that at this point in time with the tool axis pointing downwards or vertically aligned (e.g. tool holder 334 in 1 , 2A and 2 B) positioned tool holder of the intermediate storage 330 .

Wenn die Arbeitsspindel 130 der Werkzeugmaschine 100 an der Werkzeugwechselposition positioniert ist bzw. in diese verfahren wurde, ist der Werkzeugwechselschwenkarm 321 dazu eingerichtet, durch eine Hub-Schwenkbewegung mit einer vertikalen Hubbewegung und einer Schwenkbewegung um die vertikale Schwenkachse (z.B. um 180° in 1, 2A und 2B) das in der unteren Werkzeugaufnahme 334 des Zwischenspeichers 330 aufgenommene Werkzeug mit einem der Greifer des Werkzeugwechselschwenkarms 321 zu entnehmen und (ggf. in Verbindung mit einer weiteren vertikalen Hubbewegung zur Arbeitsspindel 130) an der Arbeitsspindel 130 einzusetzen. Dies beschreibt eine beispielhafte Ausführung einer Übergabeposition des Zwischenspeichers 330 für den zweiten Manipulator 320.When the work spindle 130 the machine tool 100 is positioned at the tool change position or has been moved into this position, the tool change swivel arm is 321 set up to Pivoting movement with a vertical lifting movement and a pivoting movement around the vertical pivot axis (e.g. by 180 ° in 1 , 2A and 2 B) that in the lower tool holder 334 of the cache 330 picked up tool with one of the grippers of the tool change swivel arm 321 and (possibly in connection with a further vertical stroke movement to the work spindle 130 ) on the work spindle 130 to use. This describes an exemplary embodiment of a transfer position of the buffer store 330 for the second manipulator 320 .

Umgekehrt ist der Werkzeugwechselschwenkarm 321 dazu eingerichtet, durch eine Hub-Schwenkbewegung mit einer vertikalen Hubbewegung und einer Schwenkbewegung um die vertikale Schwenkachse (z.B. um 180° in 1, 2A und 2B) das in der Arbeitsspindel 130 aufgenommene Werkzeug mit einem der Greifer des Werkzeugwechselschwenkarms 321 zu entnehmen und an der unteren Werkzeugaufnahme 334 des Zwischenspeichers 330 (ggf. mit einer weiteren vertikalen Hubbewegung zur Arbeitsspindel 130) einzusetzen.The tool change swivel arm is reversed 321 set up for this, by a lifting-pivoting movement with a vertical lifting movement and a pivoting movement about the vertical pivot axis (for example by 180 ° in 1 , 2A and 2 B) that in the work spindle 130 picked up tool with one of the grippers of the tool change swivel arm 321 to be removed and at the lower tool holder 334 of the cache 330 (if necessary with a further vertical stroke movement to the work spindle 130 ) to be used.

Aufgrund der Ausbildung des Werkzeugwechselschwenkarms 321 mit zwei gegenüberliegenden Greifern können die vorstehenden Vorgänge gleichzeitig durchgeführt werden, derart, dass ein an der unteren Werkzeugaufnahme 334 des Zwischenspeichers 330 aufgenommenes Werkzeug WZ4 mit einem an der Arbeitsspindel 130 aufgenommenen Werkzeug in einer Schwenkbewegung des Werkzeugwechselschwenkarms 321 ausgewechselt wird.Due to the design of the tool change swivel arm 321 With two opposite grippers, the above processes can be carried out simultaneously, in such a way that one on the lower tool holder 334 of the cache 330 picked up tool WZ4 with one on the work spindle 130 recorded tool in a pivoting movement of the tool change pivot arm 321 is replaced.

Der Vorgang eines Werkzeugwechsels ist im Folgenden an einem Beispiel erläutert. Hierzu illustrieren die 3A - 3H beispielhaft einen Werkzeugwechsel an der Werkzeugmaschine 100 mit der Werkzeugwechselvorrichtung 300 gemäß 1, 2A und 2B.The process of changing a tool is explained below using an example. To illustrate this, the 3A - 3H for example a tool change on the machine tool 100 with the tool changing device 300 according to 1 , 2A and 2 B .

In der Situation gemäß 3A ist beispielhaft für die momentane Werkstückbearbeitung an der Werkzeugmaschine 100 ein Werkzeug WZ6 an der Arbeitsspindel 130 aufgenommen. Dieses Werkzeug WZ6 soll nun beispielhaft mit einem an dem ersten Magazinrad 210 des Werkzeugmagazins 200 in einer Werkzeugaufnahme 210a aufgenommenen Werkzeug WZ5 ausgewechselt werden.In the situation according to 3A is an example of the current workpiece machining on the machine tool 100 a tool WZ6 on the work spindle 130 recorded. This tool WZ6 should now be exemplified with one on the first magazine wheel 210 of the tool magazine 200 in a tool holder 210a recorded tool WZ5 be exchanged.

In 3A ist die entsprechende Werkzeugaufnahme 210a mit dem Werkzeug WZ5 bereits in die vordere Position auf Höhe der Rotationsachse des Magazinrads 210 rotiert (ggf. in einem vorangegangenen Schritt des Rotierens des Magazinrads 210).In 3A is the corresponding tool holder 210a with the tool WZ5 already in the front position at the level of the rotation axis of the magazine wheel 210 rotates (if necessary in a previous step of rotating the magazine wheel 210 ).

Der Manipulatorschlitten 312 mit dem Werkzeugaufnehmer 311 ist zu dem Magazinrad 210 verfahren, derart, dass der Werkzeuggreifer 314 des ersten Manipulators 310 das in der Werkzeugaufnahme 210a aufgenommene Werkzeug WZ5 (bzw. dessen Werkzeugschnittstelle) greift; siehe 3A.The manipulator slide 312 with the tool holder 311 is to the magazine wheel 210 proceed in such a way that the tool gripper 314 of the first manipulator 310 that in the tool holder 210a recorded tool WZ5 (or its tool interface) engages; please refer 3A .

In 3B ist der Manipulatorschlitten 312 mit dem Werkzeugaufnehmer 311 horizontal und parallel zu der Rotationsachse des Magazinrads 210 zu dem Zwischenspeicher 330 der Werkzeugwechselvorrichtung 300 verfahren. Hierbei wurde zunächst das Werkzeug WZ5 mittels einer horizontalen Hubbewegung aus der nun freien Werkzeugaufnahme 210a des Magazinrads 210 entnommen und ist in dem Werkzeuggreifer 314 des ersten Manipulators 310 gehalten, wenn der Manipulatorschlitten 312 mit dem Werkzeugaufnehmer 311 zu dem Magazinrad 210 verfährt. Durch eine weitere Hubbewegung zu dem Zwischenrad des Zwischenspeichers 330 kann das Werkzeug WZ5 in die Werkzeugaufnahme 331 des Zwischenspeichers 330 eingesetzt werden, siehe 3B.In 3B is the manipulator slide 312 with the tool holder 311 horizontal and parallel to the axis of rotation of the magazine wheel 210 to the buffer 330 the tool changing device 300 proceed. Here was the first tool WZ5 by means of a horizontal lifting movement from the now free tool holder 210a of the magazine wheel 210 removed and is in the tool gripper 314 of the first manipulator 310 held when the manipulator slide 312 with the tool holder 311 to the magazine wheel 210 moves. By a further stroke movement to the intermediate gear of the intermediate storage 330 can the tool WZ5 in the tool holder 331 of the cache 330 can be used, see 3B .

Nun wird das Zwischenrad des Zwischenspeichers 330 beispielhaft um 90° verschwenkt bzw. gedreht, derart, dass die Werkzeugaufnahme 331 mit dem nun aufgenommenen Werkzeug WZ5 mit der Werkzeugachse vertikal nach unten ausgerichtet ist; siehe 3C. Dies beschreibt eine beispielhafte Ausführung einer Drehung des Zwischenspeichers 330 zum Verschwenken einer Werkzeugaufnahme des Zwischenspeichers zwischen der ersten Übergabeposition des Zwischenspeichers 330 für den ersten Manipulator 310 in die zweite Übergabeposition des Zwischenspeichers 330 für den zweiten Manipulator 320. Zudem ist in 3C der Manipulatorschlitten 312 des ersten Manipulators 310 lediglich beispielhaft (optional) wieder zu dem Magazinrad 210 verfahren.Now the intermediate gear of the intermediate storage 330 for example pivoted or rotated by 90 ° in such a way that the tool holder 331 with the tool that has now been picked up WZ5 aligned with the tool axis vertically downward; please refer 3C . This describes an exemplary embodiment of a rotation of the intermediate store 330 for pivoting a tool holder of the intermediate store between the first transfer position of the intermediate store 330 for the first manipulator 310 into the second transfer position of the buffer 330 for the second manipulator 320 . In addition, in 3C the manipulator slide 312 of the first manipulator 310 only by way of example (optional) again to the magazine wheel 210 proceed.

Hierbei kann es vorteilhaft sein, dass das Werkzeug W5 zur verbesserten Aufnahme durch den Werkzeugwechselschwenkarm 321 des zweiten Manipulators 320 an der das Werkzeug haltenden Werkzeugschnittstelle in der Werkzeugaufnahme 331 zudem um die Werkzeugachse rotiert wird, ggf. z.B. um 90°, z.B. mittels eines weiteren Aktors in der Werkzeugaufnahme 331. Jedoch ist es für diesen Zweck auch möglich, die Werkzeuge bereits bei dem Rüsten des Magazins in einer zur herkömmlichen Positionierung von Werkzeugschnittstellen am Magazin um die Werkzeugachse gedrehten Position in den Werkzeugaufnahmen der Magazinräder zu platzieren.It can be advantageous here that the tool W5 for improved pick-up by the tool change swivel arm 321 of the second manipulator 320 at the tool interface holding the tool in the tool holder 331 is also rotated around the tool axis, if necessary, for example by 90 °, for example by means of a further actuator in the tool holder 331 . However, for this purpose it is also possible to place the tools in the tool holders of the magazine wheels in a position rotated about the tool axis for the conventional positioning of tool interfaces on the magazine when the magazine is being set up.

In 3D ist die Arbeitsspindel 130 mit dem auszuwechselnden Werkzeug WZ6 beispielhaft in die Werkzeugwechselposition verfahren. Dies kann auch zeitgleich zu den zu 3B und/oder 3C beschriebenen Aktionen durchgeführt werden.In 3D is the work spindle 130 with the tool to be changed WZ6 Move to the tool change position as an example. This can also coincide with the too 3B and or 3C actions described are carried out.

In 3E, in der Position in der die Arbeitsspindel 130 in der Werkzeugwechselposition positioniert ist und die Werkzeugaufnahme 331 mit dem einzuwechselnden Werkzeug WZ5 an dem Zwischenspeicher 330 mit der Werkzeugachse vertikal nach unten ausgerichtet ist, wird der Werkzeugwechselschwenkarm 321 des zweiten Manipulators 320 beispielhaft um 90° um die vertikale Schwenkachse rotiert, derart dass dessen gegenüberliegende Greifer jeweils die Werkzeuge WZ5 (an der Werkzeugaufnahme 331 des Zwischenspeichers 330) und WZ6 (an der Arbeitsspindel 130) greifen.In 3E , in the position in which the work spindle 130 is positioned in the tool change position and the tool holder 331 with the tool to be changed WZ5 at the buffer 330 with the tool axis aligned vertically downwards, the tool change swivel arm is 321 of the second manipulator 320 rotated by 90 ° around the vertical swivel axis, for example, so that its opposite gripper in each case the tools WZ5 (on the tool holder 331 of the cache 330 ) and WZ6 (on the work spindle 130 ) to grab.

Durch eine beispielhafte Hub-Schwenkbewegung können nun die Werkzeuge WZ5 und WZ6 gleichzeitig per Hubbewegung nach unten aus der jeweiligen Werkzeugaufnahme bzw. Arbeitsspindel herausgenommen werden und durch eine 180° Schwenkbewegung des Werkzeugwechselschwenkarms 321 des zweiten Manipulators 320 ausgewechselt werden. Nach der Schwenkbewegung des Werkzeugwechselschwenkarms 321 des zweiten Manipulators 320 ist das Werkzeug WZ5 an der Arbeitsspindel 130 positioniert und das Werkzeug WZ6 ist an der Werkzeugaufnahme 331 des Zwischenspeichers 330 positioniert, und diese können durch eine Hubbewegung des Werkzeugwechselschwenkarms 321 des zweiten Manipulators 320 nach oben an der jeweiligen Werkzeugaufnahme bzw. Arbeitsspindel eingesetzt werden, siehe 3F.The tools can now WZ5 and WZ6 simultaneously with a downward stroke movement from the respective tool holder or work spindle can be removed and by a 180 ° swivel movement of the tool change swivel arm 321 of the second manipulator 320 be exchanged. After the swivel movement of the tool change swivel arm 321 of the second manipulator 320 is the tool WZ5 on the work spindle 130 positioned and the tool WZ6 is on the tool holder 331 of the cache 330 positioned, and these can by a lifting movement of the tool change swivel arm 321 of the second manipulator 320 be inserted upwards on the respective tool holder or work spindle, see 3F .

Nun kann der Manipulatorschlitten 312 des ersten Manipulators 310 wieder zu dem Zwischenspeicher 330 verfahren werden (oder alternativ war er ab 3B an dem Zwischenspeicher 330 ggf. leicht nach rechts versetzt geparkt) und die Werkzeugaufnahme 331 des Zwischenspeichers 330 kann durch Rotation des Zwischenrads des Zwischenspeichers 330 wieder in die horizontale Ausrichtung gedreht werden. So kann der Greifer 314 des Werkzeugaufnehmers 311 des ersten Manipulators 310 das an der Werkzeugaufnahme 331 aufgenommene Werkzeug WZ6 aufnehmen; siehe 3G.Now the manipulator slide can 312 of the first manipulator 310 back to the cache 330 be proceeded (or alternatively he was ab 3B at the buffer 330 possibly parked slightly offset to the right) and the tool holder 331 of the cache 330 can by rotating the intermediate gear of the intermediate storage 330 rotated back to the horizontal orientation. So can the gripper 314 of the tool holder 311 of the first manipulator 310 that on the tool holder 331 recorded tool WZ6 record, tape; please refer 3G .

Durch Verfahren des Manipulatorschlittens 312 des ersten Manipulators 310 kann das am Greifer 314 des Werkzeugaufnehmers 311 des ersten Manipulators 310 gehaltene Werkzeug WZ6 zu einem freien Magazinplatz verbracht werden, z.B. zu der Werkzeugaufnahme 220a des zweiten Magazinrads 220, wie beispielhaft in 3H gezeigt.By moving the manipulator slide 312 of the first manipulator 310 can do that on the gripper 314 of the tool holder 311 of the first manipulator 310 held tool WZ6 be taken to a free magazine location, e.g. to the tool holder 220a of the second magazine wheel 220 , as exemplified in 3H shown.

Die Werkzeugmaschine 100 kann dann, nach dem erfolgten Werkzeugwechsel der Werkzeuge WZ5 und WZ6 die Werkstückbearbeitung mit dem dann an der Arbeitsspindel 130 aufgenommenen Werkzeug WZ5 weiterführen.The machine tool 100 can then, after the tools have been changed WZ5 and WZ6 the workpiece processing with the then on the work spindle 130 recorded tool WZ5 continue.

4A und 4B zeigen beispielhafte Perspektivdarstellungen der Werkzeugwechselvorrichtung 300 gemäß 2A und 2B im System mit einem ein Magazinrad 220 aufweisenden Werkzeugmagazin 200. Hierbei ist das Werkzeugmagazin 220 bevorzugt modular aufgebaut, indem es um weitere Magazinräder erweitert werden kann, siehe z.B. 5A und 5B. 4A and 4B show exemplary perspective views of the tool changing device 300 according to 2A and 2 B in the system with a magazine wheel 220 having tool magazine 200 . Here is the tool magazine 220 preferably modular in that it can be expanded to include additional magazine wheels, see e.g. 5A and 5B .

Das Magazinrad 220 ist beispielhaft an einem Magazinrahmen 232 gehalten, der an den Gestellsäulenabschnitten 231a und 231b des Magazingestells 230 angebracht ist. Das Magazinrad 220 ist beispielhaft auf zwei Rollen 233a und 233b drehbar gelagert und die Rotation des Magazinrads 220 kann durch den Antrieb 234 angetrieben werden, z.B. um eine bestimmte Werkzeugaufnahme der umfänglich um das Magazinrad 220 angeordneten Werkzeugaufnahmen (z.B. als Werkzeugköcher ausgebildet) an der dem Manipulator 310 zugewandten Seite auf Höhe der Rotationsachse des Magazinrads 220 für die Werkzeugentnahme durch den bzw. Werkzeugübergabe von dem Manipulator 310 zu positionieren.The magazine wheel 220 is an example of a magazine frame 232 held on the frame column sections 231a and 231b of the magazine rack 230 is appropriate. The magazine wheel 220 is exemplary on two roles 233a and 233b rotatably mounted and the rotation of the magazine wheel 220 can through the drive 234 be driven, for example to a certain tool holder the circumferentially around the magazine wheel 220 arranged tool holders (for example designed as a tool holder) on the manipulator 310 facing side at the level of the axis of rotation of the magazine wheel 220 for tool removal by or transferring tools from the manipulator 310 to position.

Wie z.B. in 4B dargestellt ist, kann der Zwischenspeicher 330 der Werkzeugwechselvorrichtung 300 ggf. mit daran angebrachtem zweiten Manipulator 320 an dem Säulenabschnitt 231a angebracht sein. Somit ist eine kompakte und stabile ortsfeste, relativ zu dem Magazinrad 220 einfach justierbare und an einer präzise einstellbaren Position Anbringung ermöglicht.As in 4B is shown, the buffer 330 the tool changing device 300 possibly with a second manipulator attached to it 320 on the column section 231a to be appropriate. Thus it is a compact and stable stationary relative to the magazine wheel 220 Easily adjustable and allows attachment to a precisely adjustable position.

5A und 5B zeigen beispielhafte Perspektivdarstellungen der Werkzeugwechselvorrichtung 300 gemäß 2A und 2B im System mit einem zwei Magazinräder 210 und 220 aufweisenden Werkzeugmagazin 200, z.B. analog 1. Hierbei kann das Werkzeugmagazin 200 gemäß 4A und 4B auf einfache Weise modular erweitert werden, indem ein weiteres Magazinrad 210 außenseitig angeordnet wird. 5A and 5B show exemplary perspective views of the tool changing device 300 according to 2A and 2 B in the system with a two magazine wheels 210 and 220 having tool magazine 200 , e.g. analog 1 . The tool magazine 200 according to 4A and 4B can easily be expanded modularly by adding another magazine wheel 210 is arranged on the outside.

Das weitere Magazinrad 210 ist beispielhaft ist an einem weiteren Magazinrahmen 235 gehalten, der an dem Magazinrahmen 232 und an einem optionalen weiteren Zwischengestell 238 des Magazingestells 230 angebracht ist. Das Magazinrad 220 ist beispielhaft auf zwei Rollen 236a und 236b drehbar gelagert und die Rotation des Magazinrads 210 kann durch den Antrieb 237 angetrieben werden, z.B. um eine bestimmte Werkzeugaufnahme der umfänglich um das Magazinrad 210 angeordneten Werkzeugaufnahmen (z.B. als Werkzeugköcher ausgebildet) an der dem Manipulator 310 zugewandten Seite auf Höhe der Rotationsachse des Magazinrads 210 für die Werkzeugentnahme durch den bzw. Werkzeugübergabe von dem Manipulator 310 zu positionieren.The further magazine wheel 210 is an example of another magazine frame 235 held on the magazine frame 232 and on an optional additional intermediate frame 238 of the magazine rack 230 is appropriate. The magazine wheel 220 is exemplary on two roles 236a and 236b rotatably mounted and the rotation of the magazine wheel 210 can through the drive 237 be driven, for example to a certain tool holder the circumferentially around the magazine wheel 210 arranged tool holders (for example designed as a tool holder) on the manipulator 310 facing side at the level of the axis of rotation of the magazine wheel 210 for tool removal by or transferring tools from the manipulator 310 to position.

5A zeigt das Werkzeugmagazin 200 beispielhaft ohne Werkzeuge, d.h. mit nur freien Werkzeugaufnahmen an den Magazinrädern 210 und 220. 5B zeigt das Werkzeugmagazin 200 beispielhaft mit an den Werkzeugaufnahmen der Magazinräder 210 und 220 aufgenommenen bzw. gehaltenen Werkzeugen WZ, die lediglich schematisch als zylinderförmige Objekte dargestellt sind. Es ist jedoch gut erkennbar, dass sämtliche Werkzeuge WZ jeweils mit radial zu dem jeweiligen Magazinrad ausgerichteten Werkzeugachsen aufgenommen sind. 5A shows the tool magazine 200 for example without tools, ie with only free tool holders on the magazine wheels 210 and 220 . 5B shows the tool magazine 200 for example with the tool holders of the magazine wheels 210 and 220 recorded or held tools WZ, which are only shown schematically as cylindrical objects. It can be clearly seen, however, that all tools WZ are each received with tool axes oriented radially to the respective magazine wheel.

Zudem ist in 5B erkennbar, dass bei dem inneren (d.h. der Werkzeugmaschine zugewandten) Magazinrad 220 zumindest eine Werkzeugaufnahme bzw. ein Magazinplatz frei bleibt (siehe Magazinrad 220 auf Höhe des Manipulators 310). Dies ermöglicht, dass der Manipulator 310 in dieser Stellung des Magazinrads 220 gemäß 5B durch den Freiplatz am Magazinrad 220 horizontal zu dem äußeren (d.h. auf der der Werkzeugmaschine abgewandten Seite angeordneten) Magazinrad 210 zur Werkzeugentnahme bzw. Werkzeugübergabe verfahren kann.In addition, in 5B recognizable that with the inner (ie facing the machine tool) magazine wheel 220 at least one tool holder or one magazine location remains free (see magazine wheel 220 at the level of the manipulator 310 ). This enables the manipulator 310 in this position of the magazine wheel 220 according to 5B through the free space on the magazine wheel 220 horizontal to the outer (ie on the side facing away from the machine tool) magazine wheel 210 can move for tool removal or tool transfer.

Bei mehr als zwei Magazinrädern sollte bevorzugt an allen inneren Magazinrädern, ggf. mit Ausnahme nur des äußersten Magazinrads, zumindest ein Freiplatz bleiben, um dem Manipulator 310 das Verfahren zum äußeren Magazinrad 210 zu ermöglichen.If there are more than two magazine wheels, at least one free space should preferably remain on all inner magazine wheels, possibly with the exception of only the outermost magazine wheel, around the manipulator 310 the procedure to the outer magazine wheel 210 to enable.

6A und 6B zeigen beispielhafte Perspektivdarstellungen des Zwischenspeichers und des zweiten Manipulators der Werkzeugwechselvorrichtung gemäß 2A und 2B. 6A and 6B show exemplary perspective representations of the intermediate store and the second manipulator of the tool changing device according to FIG 2A and 2 B .

Der Manipulator 320 ist beispielhaft an den Zwischenspeicher 330 angebracht. Der Zwischenspeicher 330 umfasst beispielhaft einen Befestigungsabschnitt 337 zur Anbringung an das Magazingestell 230, z.B. an den Gestellsäulenabschnitt 231a gemäß 4B bzw. 5B.The manipulator 320 is an example of the buffer 330 appropriate. The cache 330 includes, for example, a fastening section 337 for attachment to the magazine rack 230 , for example on the frame column section 231a according to 4B or. 5B .

Der Zwischenspeicher 330 umfasst beispielhaft, wie zuvor beschrieben, vier im Winkelabstand 90° angeordnete Werkzeugaufnahmen, von denen die Werkzeugaufnahmen 331 und 332 und 334 in 6A und 6B zu sehen sind. Dies hat den Vorteil, dass die Werkzeugaufnahmen nicht klappbar (z.B. als Klappköcher) ausgebildet sein müssen, sondern kompakt und kostengünstig ortsfest am drehbaren Zwischenrad des Zwischenspeichers 330 angebracht werden können, und dennoch Werkzeuge an der nach Unten ausgerichteten Werkzeugaufnahme 334 durch den Manipulator 320 bzw. an der nach vorne ausgerichteten Werkzeugaufnahme 331 durch den Manipulator 310 gut greifbar sind, insbesondere bei einfacher Vermeidung jeglicher Kollisionsgefahr beim Drehen bzw. Verschwenken etwaiger Greifschwenkarme.The cache 330 includes, for example, as described above, four tool holders arranged at an angular distance of 90 °, of which the tool holders 331 and 332 and 334 in 6A and 6B you can see. This has the advantage that the tool holders do not have to be designed to be foldable (for example, as a folding quiver), but rather compact and inexpensive, stationary on the rotatable intermediate wheel of the intermediate store 330 can be attached, and still tools on the downward facing tool holder 334 by the manipulator 320 or on the tool holder facing forwards 331 by the manipulator 310 are easy to grasp, especially when simply avoiding any risk of collision when rotating or pivoting any gripping swivel arms.

Das Bezugszeichen 335a bezeichnet einen Aktor (ggf. ein Pneumatik- oder Hydraulikaktor oder auch ein elektromagnetischer Aktor) zum Verriegeln bzw. Entriegeln von Werkzeugen an der nach vorne ausgerichteten Werkzeugaufnahme 331. Das Bezugszeichen 335b (siehe 6B) bezeichnet einen Aktor (ggf. ein Pneumatik- oder Hydraulikaktor oder auch ein elektromagnetischer Aktor) zum Verriegeln bzw. Entriegeln von Werkzeugen an der nach Unten ausgerichteten Werkzeugaufnahme 334. Das Bezugszeichen 336 bezeichnet einen Antrieb zum Drehen des Zwischenrads bzw. der Werkzeugaufnahmen des Zwischenspeichers 330.The reference number 335a denotes an actuator (possibly a pneumatic or hydraulic actuator or also an electromagnetic actuator) for locking or unlocking tools on the tool holder facing forwards 331 . The reference number 335b (please refer 6B) denotes an actuator (possibly a pneumatic or hydraulic actuator or also an electromagnetic actuator) for locking or unlocking tools on the tool holder that is oriented downwards 334 . The reference number 336 denotes a drive for rotating the intermediate wheel or the tool holders of the intermediate store 330 .

Der Manipulator 320 umfasst den um eine vertikale Schwenkachse schwenkbaren Werkzeugwechselschwenkarm 321 mit den jeweiligen endseitigen bzw. gegenüberliegenden äußeren Werkzeuggreifern 321a und 321b, die elektromagnetisch, hydraulisch oder pneumatisch klemmbar sind. Das Bezugszeichen 322 bezeichnet einen Schwenkantrieb zum Verschwenken des Werkzeugwechselschwenkarms 321 um die vertikale Schwenkachse und das Bezugszeichen 323 bezeichnet einen Antrieb für eine vertikale Hubbewegung des Werkzeugwechselschwenkarms 321.The manipulator 320 comprises the tool change swivel arm that can be swiveled about a vertical swivel axis 321 with the respective end-side or opposite outer tool grippers 321a and 321b that can be clamped electromagnetically, hydraulically or pneumatically. The reference number 322 denotes a swivel drive for swiveling the tool change swivel arm 321 about the vertical pivot axis and the reference number 323 denotes a drive for a vertical lifting movement of the tool change swivel arm 321 .

7A und 7B zeigen beispielhafte Perspektivdarstellungen des Zwischenspeichers 330 der Werkzeugwechselvorrichtung 300 gemäß 2A und 2B und auch gemäß 6A und 6B gemäß der vorangegangenen Beschreibung. Hierbei ist zudem das Zwischenradgehäuse 338 gezeigt, in dem beispielhaft ein Getriebe für die Drehbewegung des Zwischenrads 339 angeordnet ist; siehe 7B mit beispielhaft geöffnetem Zwischenradgehäuse 338. 7A and 7B show exemplary perspective views of the intermediate store 330 the tool changing device 300 according to 2A and 2 B and also according to 6A and 6B as described above. Here is also the intermediate gear housing 338 shown in the example of a gear for the rotary movement of the intermediate gear 339 is arranged; please refer 7B with an example of an open intermediate gear housing 338 .

Das Zwischenradgehäuse 338 kann über eine innere Verbindung dreh- und ortsfest mit dem Befestigungsabschnitt 337 verbunden sein. Das Zwischenradgehäuse 338 ist somit beispielhaft ein nicht-rotierendes Bauteil, an dem das drehende Zwischenrad 339 drehbar gehalten sein kann. Insbesondere kann das Zwischenrad 339 an einer Verbindung zwischen dem Befestigungsabschnitt 337 und dem Zwischenradgehäuse 338 drehbar gehalten sein.The idler housing 338 can rotate and stationary with the fastening section via an inner connection 337 be connected. The idler housing 338 is therefore an example of a non-rotating component on which the rotating idler wheel 339 can be kept rotatable. In particular, the intermediate gear 339 at a connection between the fastening section 337 and the idler housing 338 be kept rotatable.

Der Antrieb 336 dreht ein Ritzel 338a, welches ein Stirnrad 338b antreibt, um das Zwischenrad 339 mit den daran angebrachten Werkzeugaufnahmen 331 bis 334 um die horizontale Rotationsachse zu drehen.The drive 336 turns a pinion 338a , which is a spur gear 338b drives to the idler 339 with the tool holders attached 331 to 334 to rotate the horizontal axis of rotation.

Die vorstehenden Ausführungsbeispiele bieten gegenüber der Werkzeugwechselvorrichtung der EP 2 750 828 B1 mehrere Vorteile. Einerseits kann ein kompakter und kostengünstiger ortsfester Werkzeugwechsler (Manipulator 320) verwendet werden, der nicht mit einem Werkzeugwechslerschlitten mitfahren muss. Andererseits kann der Manipulator 310, der auf dem Schlitten 311 verfahren wird, ebenfalls kompakter und kostengünstiger ausgebildet werden, da er nur eine Hubbewegung durchführen muss, jedoch keinen Schwenkmechanismus benötigt. Hierbei kann ein einfacher Zylinderaktor benutzt werden, z.B. statt gesteuerter Achsen. Zudem kann der Greifer 314 des Manipulators 310, da dieser nicht geschwenkt werden muss, mit einer einfacheren Klemmung ohne aktive Verriegelung ausgeführt werden. Dies ist ebenfalls kostengünstiger und platzsparend.The above embodiments offer compared to the tool changing device of EP 2 750 828 B1 several advantages. On the one hand, a compact and inexpensive stationary tool changer (manipulator 320 ) can be used, which does not have to move with a tool changer slide. On the other hand, the manipulator 310 who is on the sledge 311 is moved, can also be made more compact and inexpensive, since it only has to perform a lifting movement, but does not require a pivoting mechanism. A simple cylinder actuator can be used here, for example instead of controlled axes. In addition, the gripper 314 of the manipulator 310 Since this does not have to be swiveled, it can be implemented with a simpler clamping without active locking. This is also cheaper and saves space.

Zwar sind hierbei zwei Manipulatoren 310 und 320 im Einsatz, jedoch entsteht an dem Zwischenspeicher 330 der zusätzliche Vorteil, dass einerseits weitere Speicherplätze (im Beispiel vier weitere Plätze) entstehen, die besseres Parallelarbeiten erlauben. So können einerseits an dem Zwischenspeicher 330 die nächsten benötigten Werkzeuge für Werkzeugwechsel durch den Manipulator 320 vorgehalten werden, so dass schnelle Werkzeugwechsel mit sehr niedrigen Wechselzeiten möglich sind, während gleichzeitig ein einfaches und effizientes Rüsten bzw. Umsortieren am Werkzeugmagazin 200 mit dem Manipulator 310 zeiteffizient möglich ist.There are two manipulators here 310 and 320 in use, but arises at the buffer 330 the additional advantage that, on the one hand, additional storage spaces are created (four additional spaces in the example) that allow better parallel work. So on the one hand at the buffer 330 the next required tools for tool changes by the manipulator 320 so that quick tool changes with very short change times are possible, while at the same time simple and efficient set-up or re-sorting on the tool magazine 200 with the manipulator 310 time-efficient is possible.

Weiterhin bietet sich der Vorteil, dass der Werkzeugwechsel an einer Vertikalspindel bzw. an einer vertikal ausgerichteten und/oder vertikalen ausrichtbaren Arbeitsspindel ausgeführt werden kann.Furthermore, there is the advantage that the tool change can be carried out on a vertical spindle or on a vertically aligned and / or vertically alignable work spindle.

Folglich kann das kompakte 5-Achs-Maschinenkonzept mit Schwenkrundtisch und davon separatem Linearachsschlittenaufbau (z.B. monoBLOCK Bauweise) mit dem kompakten und zeiteffizienten Magazinkonzept mit Magazinrädern (sog. Radmagazin) kombiniert werden, wobei dennoch effiziente und Werkzeugwechsel mit sehr niedrigen Wechselzeiten möglich sind, so dass die Span-zu-Span-Zeit bei der Werkstückbearbeitung vorteilhaft reduziert werden kann.As a result, the compact 5-axis machine concept with a swivel rotary table and a separate linear axis slide structure (e.g. monoBLOCK design) can be combined with the compact and time-efficient magazine concept with magazine wheels (so-called wheel magazine), whereby efficient tool changes with very short change times are possible, so that the chip-to-chip time during workpiece machining can advantageously be reduced.

Zudem kann durch das Zwischenrad und den dadurch entstehenden Abstand zwischen der horizontal ausgerichteten Werkzeugaufnahme am Zwischenrad, an der der Manipulator 310 Werkzeuge entnimmt bzw. übergibt, und der vertikal ausgerichteten Werkzeugaufnahme am Zwischenrad, an der der Manipulator 320 Werkzeuge entnimmt bzw. übergibt, die Anordnung des Werkzeugmagazins bzw. der zugeordneten Entnahmeposition zur Anordnung der Werkzeugwechselposition in Bezug auf Höhe und Versatz durch geeignete Wahl des Zwischenraddurchmessers optimal eingestellt werden..In addition, the intermediate wheel and the resulting distance between the horizontally aligned tool holder on the intermediate wheel on which the manipulator 310 Removes or transfers tools, and the vertically aligned tool holder on the intermediate wheel on which the manipulator 320 Removes or transfers tools, the arrangement of the tool magazine or the assigned removal position for the arrangement of the tool change position in terms of height and offset can be optimally adjusted by suitable selection of the intermediate wheel diameter.

So können die Magazinräder beispielsweise durch den Höhenversatz der waagrechten Entnahmeposition am Magazin und der Werkzeugwechselposition der Arbeitsspindel höher angeordnet werden, so dass längere Werkzeuge am Werkzeugmagazin aufgenommen werden können (für welche auf der Unterseite der Magazinräder genug Platz bleiben soll).For example, the magazine wheels can be arranged higher by the height offset of the horizontal removal position on the magazine and the tool change position of the work spindle, so that longer tools can be accommodated on the tool magazine (for which there should be enough space on the underside of the magazine wheels).

Hierbei kann auch durch die Wahl des Durchmessers des Zwischenrads für unterschiedliche Maschinen bzw. auch für unterschiedliche Bearbeitungsanforderungen unterschiedliche Werkzeugwechselpositionshöhen eingestellt werden, ohne die Anbringung der schweren und groß dimensionierten Magazinräder anpassen zu müssen. Somit sind konstruktive Anpassungen besonders einfach und kostengünstig möglich.By choosing the diameter of the intermediate wheel for different machines or for different machining requirements, different tool change position heights can be set without having to adapt the attachment of the heavy and large magazine wheels. Constructive adaptations can thus be made particularly easily and inexpensively.

Insgesamt können die Manipulatoren 310 und 320, die Verfahreinheit des Manipulators 310 und deren Unterbau kompakter, einfacher und kostengünstiger gebaut werden.Overall, the manipulators 310 and 320 , the moving unit of the manipulator 310 and their substructure can be built more compact, simpler and cheaper.

Zudem ergibt sich der Vorteil, dass die an dem Zwischenspeicher aufgenommenen Werkzeuge anders als an den Magazinrädern (mit dicht gepackten Werkzeugaufnahmen und die Zugänglichkeit beschränkenden Nachbarmagazinrädern) von allen Seiten zugänglich sind, so dass weitere Funktionalitäten einfach, kompakt und kostengünstig hinzugefügt werden können, z.B. zur Integration von Zusatzfunktionen wie z.B. die Werkzeugvermessung mit Kameras, die Werkzeugdurchmesservermessung bzw. -überprüfung mit Lichtschranke, die Werkzeugbruchkontrolle bzw. ggf. auch die Werkzeugreinigung.In addition, there is the advantage that the tools accommodated in the intermediate storage device are accessible from all sides, unlike on the magazine wheels (with densely packed tool holders and adjacent magazine wheels restricting accessibility), so that additional functionalities can be added easily, compactly and inexpensively, e.g. Integration of additional functions such as tool measurement with cameras, tool diameter measurement or checking with a light barrier, tool breakage control or, if necessary, tool cleaning.

Zusammenfassend ermöglicht es die vorliegende Erfindung, eine verbesserte Werkzeugwechselvorrichtung vorzuschlagen, insbesondere hinsichtlich erhöhtem Einsatzspielraum an verschiedenen Werkzeugmaschinen bzw. Werkzeugmaschinentypen, effizientem bzw. zeitsparenden Werkzeugwechsel und/oder erweiterter Funktionalität.In summary, the present invention makes it possible to propose an improved tool changing device, in particular with regard to increased scope for use on different machine tools or machine tool types, efficient or time-saving tool changes and / or extended functionality.

Vorstehend wurden Beispiele bzw. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowie deren Vorteile detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es sei erneut hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung jedoch in keinster Weise auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Ausführungsmerkmale begrenzt bzw. eingeschränkt ist, sondern weiterhin Modifikationen der Ausführungsbeispiele umfasst, insbesondere diejenigen, die durch Modifikationen der Merkmale der beschriebenen Beispiele bzw. durch Kombination einzelner oder mehrerer der Merkmale der beschriebenen Beispiele im Rahmen des Schutzumfanges der unabhängigen Ansprüche umfasst sind.Examples or exemplary embodiments of the present invention and their advantages have been described in detail above with reference to the accompanying figures. It should be emphasized again that the present invention is in no way limited or restricted to the exemplary embodiments described above and their design features, but rather further comprises modifications of the exemplary embodiments, in particular those that result from modifications of the features of the examples described or through combinations of individual ones or more of the features of the examples described are included within the scope of protection of the independent claims.

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

  • EP 2750828 B1 [0002, 0003, 0053, 0054, 0110]EP 2750828 B1 [0002, 0003, 0053, 0054, 0110]

Claims (15)

Werkzeugwechselvorrichtung zum Einsatz an einer Werkzeugmaschine (100), die eine werkzeugtragende Arbeitsspindel (100) und ein Werkzeugmagazin (200) mit einem oder mehreren drehbaren Magazinrädern (210, 220) mit umfänglich angeordneten Werkzeugaufnahmen (210a, 210b, 220a, 220b) umfasst, mit: - einem ersten Manipulator (310) zur Entnahme von Werkzeugen aus jedem der einen oder mehreren drehbaren Magazinräder (210, 220) des Werkzeugmagazins (200), - einem zweiten Manipulator (320) zum Auswechseln eines an der Arbeitsspindel (130) aufgenommenen Werkzeugs, und - einem Zwischenspeicher (330) mit einem oder mehreren Werkzeugaufnahmen (331, 332, 333, 334), wobei der erste Manipulator (310) dazu eingerichtet ist, zwischen jedem der einen oder mehreren drehbaren Magazinräder (210, 220) des Werkzeugmagazins (200) und dem Zwischenspeicher (330) linear zu verfahren und ein an einem der einen oder mehreren drehbaren Magazinräder (210, 220) entnommenes Werkzeug an den Zwischenspeicher (330) zu übergeben, und wobei der zweite Manipulator (320) dazu eingerichtet ist, mittels einer Dreh- bzw. Schwenkbewegung ein an der Arbeitsspindel (130) aufgenommenes Werkzeug an den Zwischenspeicher (330) zu übergeben und ein am Zwischenspeicher (330) aufgenommenes Werkzeug an der Arbeitsspindel (130) einzuwechseln, wenn die Arbeitsspindel (130) an einer Werkzeugwechselposition der Werkzeugmaschine (100) positioniert ist.Tool changing device for use on a machine tool (100), which comprises a tool-carrying work spindle (100) and a tool magazine (200) with one or more rotatable magazine wheels (210, 220) with circumferentially arranged tool holders (210a, 210b, 220a, 220b) with : - A first manipulator (310) for removing tools from each of the one or more rotatable magazine wheels (210, 220) of the tool magazine (200), - A second manipulator (320) for exchanging a tool received on the work spindle (130), and - A buffer (330) with one or more tool holders (331, 332, 333, 334), the first manipulator (310) being set up to position between each of the one or more rotatable magazine wheels (210, 220) of the tool magazine (200) and to move the intermediate store (330) linearly and to transfer a tool removed from one of the one or more rotatable magazine wheels (210, 220) to the intermediate store (330), and wherein the second manipulator (320) is set up by means of a rotation - or pivoting movement of a tool received on the work spindle (130) to the intermediate storage (330) and a tool received on the intermediate storage (330) to be exchanged on the work spindle (130) when the work spindle (130) is at a tool change position of the machine tool ( 100) is positioned. Werkzeugwechselvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Manipulator (310) einen Greiferabschnitt (314) zum Greifen eines Werkzeugs und einen linear, insbesondere horizontal, verfahrbaren Manipulatorschlitten (312) umfasst.Tool changing device according to Claim 1 , characterized in that the first manipulator (310) comprises a gripper section (314) for gripping a tool and a linear, in particular horizontally, movable manipulator slide (312). Werkzeugwechselvorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Manipulator (310) dazu eingerichtet ist, mit dem Greiferabschnitt (314) ein an einer Werkzeugaufnahme (210a; 220a) eines der einen oder mehreren drehbaren Magazinräder (210, 220) des Werkzeugmagazins (200) aufgenommenes Werkzeug an einer Übergabeposition des entsprechenden Magazinrads (210; 220) zu entnehmen, mit dem verfahrbaren Manipulatorschlitten (312) zu dem Zwischenspeicher (330) zu verfahren und das an der Übergabeposition des entsprechenden Magazinrads (210; 220) entnommene Werkzeug an einer Werkzeugaufnahme (331) des Zwischenspeichers (330) an einer ersten Übergabeposition des Zwischenspeichers (330) zu übergeben bzw. einzusetzen, und/oder der erste Manipulator (310) dazu eingerichtet ist dazu eingerichtet ist, mit dem Greiferabschnitt (314) ein an der Werkzeugaufnahme (331) des Zwischenspeichers (330) aufgenommenes Werkzeug an der ersten Übergabeposition des Zwischenspeichers (330) zu entnehmen, mit dem verfahrbaren Manipulatorschlitten (312) zu einem der einen oder mehreren drehbaren Magazinräder (210, 220) des Werkzeugmagazins (200) zu verfahren und das an der Übergabeposition des Zwischenspeichers (330) entnommene Werkzeug an der Werkzeugaufnahme (210a; 220a) des entsprechenden Magazinrads (210; 220) an der Übergabeposition des entsprechenden Magazinrads (210; 220) zu übergeben bzw. einzusetzen.Tool changing device according to Claim 2 , characterized in that the first manipulator (310) is set up to use the gripper section (314) to attach a tool received on a tool holder (210a; 220a) of one of the one or more rotatable magazine wheels (210, 220) of the tool magazine (200) a transfer position of the corresponding magazine wheel (210; 220) to move with the movable manipulator slide (312) to the intermediate storage (330) and the tool removed at the transfer position of the corresponding magazine wheel (210; 220) on a tool holder (331) of the Intermediate store (330) at a first transfer position of the intermediate store (330) to transfer or use, and / or the first manipulator (310) is set up to use the gripper section (314) to attach to the tool holder (331) of the intermediate store (330) picked up tool to be removed at the first transfer position of the intermediate storage (330) with the movable manipulator slide en (312) to move to one of the one or more rotatable magazine wheels (210, 220) of the tool magazine (200) and the tool removed at the transfer position of the intermediate storage (330) on the tool holder (210a; 220a) of the corresponding magazine wheel (210; 220) to be transferred or used at the transfer position of the corresponding magazine wheel (210; 220). Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Manipulator (320) einen um eine, insbesondere vertikal ausgerichtete oder vertikal ausrichtbare, Schwenkachse schwenkbaren Werkzeugwechselschwenkarm (321) mit zwei an gegenüberliegenden Enden des Werkzeugwechselschwenkarms angeordneten Greiferabschnitten (321a, 321b) zum Greifen von jeweiligen Werkzeugen umfasst.Tool changing device according to one of the preceding claims, characterized in that the second manipulator (320) has a tool changing swivel arm (321) which can be swiveled about a swivel axis, in particular vertically or vertically orientable, with two gripper sections (321a, 321b) arranged at opposite ends of the tool changing swivel arm for gripping included by respective tools. Werkzeugwechselvorrichtung gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Manipulator (320) dazu eingerichtet ist, mit einem der Greiferabschnitte des Werkzeugwechselschwenkarms (321) ein an der Arbeitsspindel (130) aufgenommenes Werkzeug an der Werkzeugwechselposition der Arbeitsspindel (130) zu entnehmen und das an der Arbeitsspindel (130) entnommene Werkzeug mit einer Schwenkbewegung des Werkzeugwechselschwenkarms (321) an einer Werkzeugaufnahme (334) des Zwischenspeichers (330) an einer zweiten Übergabeposition des Zwischenspeichers (330) zu übergeben bzw. einzusetzen, und/oder der zweite Manipulator (330) dazu eingerichtet ist, mit einem der Greiferabschnitte des Werkzeugwechselschwenkarms (321) ein an einer Werkzeugaufnahme (334) des Zwischenspeichers (330) an der zweiten Übergabeposition zu entnehmen und mit einer Schwenkbewegung des Werkzeugwechselschwenkarms (321) an der Arbeitsspindel (130) an der Werkzeugwechselposition der Arbeitsspindel (130) zu übergeben bzw. einzusetzen.Tool changing device according to Claim 4 , characterized in that the second manipulator (320) is set up to use one of the gripper sections of the tool change swivel arm (321) to remove a tool received on the work spindle (130) from the tool change position of the work spindle (130) and that on the work spindle (130) ) to transfer or use removed tool with a pivoting movement of the tool change swivel arm (321) on a tool holder (334) of the intermediate store (330) at a second transfer position of the intermediate store (330), and / or the second manipulator (330) is set up to with one of the gripper sections of the tool change swivel arm (321) to remove a tool holder (334) of the intermediate storage (330) at the second transfer position and with a swivel movement of the tool change swivel arm (321) on the work spindle (130) at the tool change position of the work spindle (130) to be handed over or used. Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenspeicher (330) einen Dreh- bzw. Schwenkantrieb (336) umfasst, derart, dass die einen oder mehreren Werkzeugaufnahmen (331, 332, 333, 334) des Zwischenspeichers gemeinsam um eine Rotationsachse des Zwischenspeichers drehbar bzw. verschwenkbar sind.Tool changing device according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate store (330) comprises a rotary or swivel drive (336) such that the one or more tool holders (331, 332, 333, 334) of the intermediate store together around an axis of rotation of the intermediate store are rotatable or pivotable. Werkzeugwechselvorrichtung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse des Zwischenspeichers (330) horizontal ausgerichtet ist.Tool changing device according to Claim 6 , characterized in that the Axis of rotation of the intermediate store (330) is aligned horizontally. Werkzeugwechselvorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse des Zwischenspeichers (330) parallel zu einer Rotationsachse der einen oder mehreren drehbaren Magazinräder (210, 220) des Werkzeugmagazins (200) ausgerichtet bzw. ausrichtbar ist.Tool changing device according to Claim 6 or 7th , characterized in that the axis of rotation of the intermediate store (330) is aligned or can be aligned parallel to an axis of rotation of the one or more rotatable magazine wheels (210, 220) of the tool magazine (200). Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenspeicher (330) dazu eingerichtet ist, zur Übergabe eines Werkzeugs an bzw. von dem ersten Manipulator (310) jede der einen oder mehreren Werkzeugaufnahmen des Zwischenspeichers in eine Übergabeposition des ersten Manipulators (310) zu drehen bzw. verschwenken.Tool changing device according to one of the Claims 6 to 8th , characterized in that the intermediate store (330) is set up to rotate or pivot each of the one or more tool receptacles of the intermediate store into a transfer position of the first manipulator (310) in order to transfer a tool to or from the first manipulator (310) . Werkzeugwechselvorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Übergabeposition des ersten Manipulators (310) positionierte Werkzeugaufnahme des Zwischenspeichers (330) mit horizontaler Werkzeugaufnahmeachse ausgerichtet ist.Tool changing device according to Claim 9 , characterized in that the tool holder of the intermediate store (330) positioned in the transfer position of the first manipulator (310) is aligned with a horizontal tool holder axis. Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenspeicher (330) dazu eingerichtet ist, zur Übergabe eines Werkzeugs an bzw. von dem zweiten Manipulator (320) jede der einen oder mehreren Werkzeugaufnahmen des Zwischenspeichers (330) in eine Übergabeposition des zweiten Manipulators (320) zu drehen bzw. verschwenken.Tool changing device according to one of the Claims 6 to 10 , characterized in that the intermediate store (330) is set up to rotate each of the one or more tool receptacles of the intermediate store (330) into a transfer position of the second manipulator (320) in order to transfer a tool to or from the second manipulator (320) or pivot. Werkzeugwechselvorrichtung gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Übergabeposition des zweiten Manipulators (320) positionierte Werkzeugaufnahme des Zwischenspeichers (330) mit vertikaler Werkzeugaufnahmeachse ausgerichtet ist.Tool changing device according to Claim 11 , characterized in that the tool holder of the intermediate store (330) positioned in the transfer position of the second manipulator (320) is aligned with the vertical tool holder axis. Werkzeugwechselvorrichtung gemäß Anspruch 9 oder 10 und Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenspeicher (330) dazu eingerichtet ist, jede der einen oder mehreren Werkzeugaufnahmen des Zwischenspeichers von der Übergabeposition des ersten Manipulators (310) zu der Übergabeposition des zweiten Manipulators (320) zu drehen bzw. verschwenken und/oder jede der einen oder mehreren Werkzeugaufnahmen des Zwischenspeichers von der Übergabeposition des zweiten Manipulators (320) zu der Übergabeposition des ersten Manipulators (310) zu drehen bzw. verschwenken.Tool changing device according to Claim 9 or 10 and Claim 11 or 12 , characterized in that the intermediate store (330) is set up to rotate or pivot each of the one or more tool receptacles of the intermediate store from the transfer position of the first manipulator (310) to the transfer position of the second manipulator (320) and / or each of the to rotate or pivot one or more tool receptacles of the intermediate store from the transfer position of the second manipulator (320) to the transfer position of the first manipulator (310). Werkzeugwechselvorrichtung gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zwischenspeicher (330) zwei, drei oder vier Werkzeugaufnahmen (331, 332, 333, 334) aufweist, die jeweils paarweise insbesondere in einem Winkelabstand von 90° umfänglich an dem Zwischenspeicher angeordnet sind.Tool changing device according to one of the preceding claims, characterized in that the intermediate store (330) has two, three or four tool holders (331, 332, 333, 334), which are arranged in pairs, in particular at an angular distance of 90 °, circumferentially on the intermediate store. Werkzeugmaschine mit: - einer werkzeugtragenden Arbeitsspindel (130), - einem Werkzeugmagazin (200) mit einem oder mehreren drehbaren Magazinrädern (210, 220) mit umfänglich angeordneten Werkzeugaufnahmen (210a, 210b, 220a, 220b), und - einer Werkzeugwechselvorrichtung (300) gemäß einem der vorstehenden Ansprüche.Machine tool with: - a tool-carrying work spindle (130), - A tool magazine (200) with one or more rotatable magazine wheels (210, 220) with circumferentially arranged tool holders (210a, 210b, 220a, 220b), and - A tool changing device (300) according to one of the preceding claims.
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