DE102019211981A1 - TOOL CHANGING DEVICE FOR USE ON A MACHINE TOOL AND MACHINE TOOL WITH SUCH A TOOL CHANGING DEVICE - Google Patents
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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
Die
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
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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 und2B zeigen beispielhafte Perspektivdarstellungen der Werkzeugwechselvorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Erfindung entsprechend1 ;2A and2 B show exemplary perspective representations of the tool changing device according to the exemplary embodiment of the invention1 ; -
3A bis3H illustrieren beispielhaft einen Werkzeugwechsel an der Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugwechselvorrichtung gemäß1 ;3A to3H illustrate by way of example a tool change on the machine tool with a tool change device according to FIG1 ; -
4A und4B zeigen beispielhafte Perspektivdarstellungen der Werkzeugwechselvorrichtung gemäß2A und2B im System mit einem ein Magazinrad aufweisenden Werkzeugmagazin;4A and4B show exemplary perspective views of the tool changing device according to FIG2A and2 B in the system with a tool magazine having a magazine wheel; -
5A und5B zeigen beispielhafte Perspektivdarstellungen der Werkzeugwechselvorrichtung gemäß2A und2B im System mit einem zwei Magazinräder aufweisenden Werkzeugmagazin;5A and5B show exemplary perspective views of the tool changing device according to FIG2A and2 B in the system with a tool magazine having two magazine wheels; -
6A und6B zeigen beispielhafte Perspektivdarstellungen des Zwischenspeichers und des zweiten Manipulators der Werkzeugwechselvorrichtung gemäß2A und2B ; und6A and6B show exemplary perspective representations of the intermediate store and the second manipulator of the tool changing device according to FIG2A and2 B ; and -
7A und7B zeigen beispielhafte Perspektivdarstellungen des Zwischenspeichers der Werkzeugwechselvorrichtung gemäß2A und2B .7A and7B show exemplary perspective representations of the intermediate store of the tool changing device according to FIG2A and2 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.
Beispielhaft ist die Werkzeugmaschine
Die Werkzeugmaschine
Auf dem Maschinenbett
Auf dem Schwenkarm
Die Werkzeugmaschine
Die Werkzeugmaschine
Die Arbeitsspindel
Die Achsschlittenbaugruppe
Die Werkzeugmaschine
Die Werkzeugmaschine
Außerdem ist es möglich, in anderen Ausführungsbeispielen weniger als 5 Achsen vorzusehen. So ist es z.B. möglich, statt dem Schwenkrundtisch
Beispielhaft umfasst die Werkzeugmaschine
Das Werkzeugmagazin
Jedes Magazinrad
Hierbei sind die Werkzeuge bzw. Werkzeugschnittstellen bevorzugt derart in den jeweiligen Werkzeugaufnahmen
Die Magazinräder
Zwischen dem Werkzeugmagazin
Grundsätzlich ist die Werkzeugwechselvorrichtung
Weiterhin ist die Werkzeugwechselvorrichtung
Des Weiteren kann die Werkzeugwechselvorrichtung
In der
Im Unterschied zu der Werkzeugwechselvorrichtung der
Die Werkzeugwechselvorrichtung
Beispielhaft kann der Manipulator
Weiterhin ist der erste Manipulator
Die Werkzeugwechselvorrichtung
Weiterhin ist der zweite Manipulator
Wie in
Auf dem Ständerabschnitt
An dem oberen Ende des Manipulatorschlittens
Durch das horizontale Verfahren des Manipulatorschlittens
Die Magazinräder
Der Werkzeugaufnehmer
Der Werkzeugaufnehmer
Hierbei ist zu beachten, dass der Zwischenspeicher
Der Zwischenspeicher
Hierbei sind die vier Werkzeugaufnahmen
Das Zwischenrad des Zwischenspeichers
Der Zwischenspeicher
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
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
Der Werkzeugwechselschwenkarm
Für einen Werkzeugwechsel ist es vorgesehen, dass die Arbeitsspindel
Wenn die Arbeitsspindel
Umgekehrt ist der Werkzeugwechselschwenkarm
Aufgrund der Ausbildung des Werkzeugwechselschwenkarms
Der Vorgang eines Werkzeugwechsels ist im Folgenden an einem Beispiel erläutert. Hierzu illustrieren die
In der Situation gemäß
In
Der Manipulatorschlitten
In
Nun wird das Zwischenrad des Zwischenspeichers
Hierbei kann es vorteilhaft sein, dass das Werkzeug
In
In
Durch eine beispielhafte Hub-Schwenkbewegung können nun die Werkzeuge
Nun kann der Manipulatorschlitten
Durch Verfahren des Manipulatorschlittens
Die Werkzeugmaschine
Das Magazinrad
Wie z.B. in
Das weitere Magazinrad
Zudem ist in
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
Der Manipulator
Der Zwischenspeicher
Das Bezugszeichen
Der Manipulator
Das Zwischenradgehäuse
Der Antrieb
Die vorstehenden Ausführungsbeispiele bieten gegenüber der Werkzeugwechselvorrichtung der
Zwar sind hierbei zwei Manipulatoren
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
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
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.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- EP 2750828 B1 [0002, 0003, 0053, 0054, 0110]EP 2750828 B1 [0002, 0003, 0053, 0054, 0110]
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DE102019211981.6A DE102019211981A1 (en) | 2019-08-09 | 2019-08-09 | TOOL CHANGING DEVICE FOR USE ON A MACHINE TOOL AND MACHINE TOOL WITH SUCH A TOOL CHANGING DEVICE |
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DE (1) | DE102019211981A1 (en) |
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- 2019-08-09 DE DE102019211981.6A patent/DE102019211981A1/en active Pending
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