DE102020100962A1

DE102020100962A1 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102020100962A1
Application number: DE102020100962.3A
Authority: DE
Inventors: Shoichi MORIMURA; Yuichi Tazuke
Original assignee: Okuma Corp; Okuma Machinery Works Ltd
Current assignee: Okuma Corp
Priority date: 2019-01-28
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2020-07-30
Also published as: CN111482841A; JP2020116721A; US11712770B2; US20200238466A1; JP7240188B2; CN111482841B

Abstract

Eine Werkzeugmaschine (10) enthält einen unteren Werkzeugständer (20) zum Halten eines Schneidwerkzeugs (32a), eine Werkzeughauptspindel (18) zum Halten eines Schneidwerkzeugs (32a), eine Aufbewahrungseinheit (26), die das Schneidwerkzeug (32a) aufbewahren kann, einen Austauschmechanismus (28) zum Austauschen der Schneidwerkzeuge (32a) zwischen der Werkzeughauptspindel (18) und der Aufbewahrungseinheit (26), einen internen Roboter (24) zum Austauschen der Schneidwerkzeuge (32a) zwischen dem unteren Werkzeugständer (20) und der Werkzeughauptspindel (18) und eine Steuereinrichtung (39). Die Steuereinrichtung (39) führt die Steuerung derart durch, dass die Schneidwerkzeuge (32a) zwischen dem unteren Werkzeugständer (20) und der Aufbewahrungseinheit (26) über den internen Roboter (24), die Werkzeughauptspindel (18) und den Austauschmechanismus (28) ausgetauscht werden.

Description

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der Japanischen Patentanmeldung Nr. 2019-012469 , eingereicht am 28. Januar 2019.
Technisches Gebiet
Diese Patentanmeldung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks unter Verwendung eines Schneidwerkzeugs.
Hintergrund
Eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines Schneidwerkzeugs ist mit einer Haltevorrichtung zum Halten diverser Werkzeuge (eines Schneidwerkzeugs oder eines Reitstockwerkzeugs) wie etwa einem Werkzeugständer oder einer Werkzeughauptspindel, der bzw. die ein Schneidwerkzeug hält, oder einem Reitstock, der ein Reitstockwerkzeug hält, ausgerüstet.
In einer derartigen Haltevorrichtung wird das zu haltende Werkzeug z. B. abhängig von der Art der auszuführenden Bearbeitung oder der Art eines zu bearbeitenden Werkstücks ausgetauscht. Im Obigen wird ein Werkzeugaustausch durch einen Roboter anstelle einer Bedienperson vorgeschlagen.
Zum Beispiel offenbart das Patentdokument 1 eine automatische Werkzeugaustauscheinrichtung, die mit einem Roboterarm und einem Bewegungsmechanismus zum Bewegen des Roboterarms zum automatischen Austausch von Werkzeugen, die auf dem unteren Werkzeugständer einer Werkzeugmaschine angebracht werden sollen, ausgerüstet ist. Gemäß dem Patentdokument 1 enthält der Bewegungsmechanismus z. B. eine lineare Führung und einen Servomotor zum Bewegen des Roboterarms zwischen einer Werkzeuglagereinrichtung und einer Hauptspindel. Der Roboterarm weist einen Greifer zum abnehmbaren Greifen eines Werkzeugs auf.
Das Patentdokument 2 offenbart eine Werkzeugträgervorrichtung, die mit einem sechsachsigen Gelenkroboter und einer Werkzeugaustauschgreifhand, die am Handgelenk des Roboters angebracht ist, ausgerüstet ist. Gemäß dem Patentdokument 2 bewegt der Roboter die Werkzeugaustauschgreifhand zwischen einem Werkzeugständer und einem Werkzeugaufbewahrer und tauscht die Werkzeuge, die auf dem Werkzeugständer angebracht sein sollen, automatisch aus. Ferner offenbart das Patentdokument 2 den Austausch von Spannköpfen unter Verwendung der Werkzeugträgervorrichtung zusätzlich zu Werkzeugen.
Eine derartige Technik zum Austauschen von Werkzeugen unter Verwendung eines Roboters verringert eine Last, die einer Bedienperson auferlegt ist, erheblich.
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur

Patentdokument 1: JP 2016-55370 A
Patentdokument 2: JP H 05-285766 A

Ein Nachteil bei einem herkömmlichen Werkzeugaustausch unter Verwendung eines Roboters ist, dass der Einbau einer Werkzeughaltevorrichtung (z. B. eines Werkzeugständers oder eines Reitstocks) und eines Werkzeugaufbewahrers innerhalb des Bereichs, in dem sich der Roboter bewegen kann, erforderlich ist. Diese Anforderung kann dem Entwurf dieser Vorrichtungen einer Einschränkung auferlegen. Obwohl das Einstellen eines größeren Roboterbewegungsbereichs natürlich den Freiheitsgrad des Entwerfens der Werkzeughaltevorrichtung und des Aufbewahrers erhöhen kann, vergrößert ein derartiger vergrößerter Roboterbewegungsbereich die Anzahl der Themen, die Berücksichtigung erfordern, wie etwa wie eine störende Beeinflussung zwischen einem Roboter und anderen Elementen vermieden werden kann.
Im Hinblick auf das Obige offenbart diese Patentanmeldung eine Werkzeugmaschine, die für einen automatischen Werkzeugaustausch für eine Vielzahl von Werkzeughaltevorrichtungen geeignet ist, während eine übermäßige Vergrößerung des Bereichs, in dem sich ein Roboter bewegen kann, vermieden wird.
Zusammenfassung
Eine Werkzeugmaschine, die in dieser Patentanmeldung offenbart ist, ist eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines Schneidwerkzeugs, wobei die Werkzeugmaschine Folgendes enthält: eine erste Haltevorrichtung, die in einer Bearbeitungskammer eingebaut ist, wobei die erste Haltevorrichtung zum Halten eines Werkzeugs dient; eine zweite Haltevorrichtung, die in der Bearbeitungskammer eingebaut ist, wobei die zweite Haltevorrichtung zum Halten des Werkzeugs dient; eine Aufbewahrungseinheit zum Aufbewahren eines oder mehrerer Werkzeuge; einen Austauschmechanismus zum Austauschen der Werkzeuge zwischen der zweiten Haltevorrichtung und der Aufbewahrungseinheit, wobei der Austauschmechanismus auf die erste Haltevorrichtung nicht direkt zugreifen kann; einen Roboter zum Austauschen der Werkzeuge zwischen der ersten Haltevorrichtung und der zweiten Haltevorrichtung; und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Antreibens der ersten Haltevorrichtung, der zweiten Haltevorrichtung, des Austauschmechanismus und des Roboters, wobei die Steuereinrichtung die Steuerung derart durchführt, dass die Werkzeuge zwischen der ersten Haltevorrichtung und der Aufbewahrungseinheit über den Roboter, die zweite Haltevorrichtung und den Austauschmechanismus ausgetauscht werden.
In diesem Fall kann die zweite Haltevorrichtung eine Werkzeughauptspindel oder ein Werkzeugständer sein, die bzw. der ein Schneidwerkzeug als das Werkzeug hält, und der Austauschmechanismus kann eine automatische Werkzeugwechseleinrichtung sein, die einen Austauscharm und/oder einen Roboterarm enthält.
Die erste Haltevorrichtung kann ein Werkzeugständer sein, der ein Schneidwerkzeug als das Werkzeug hält. Die erste Haltevorrichtung kann eine Werkstückhauptspindel sein, die eine Spannkopfklaue als das Werkzeug hält. Die erste Haltevorrichtung kann ein Reitstock sein, der ein Reitstockwerkzeug als das Werkzeug hält.
Die zweite Haltevorrichtung kann ein Werkzeug, das speziell für die erste Haltevorrichtung vorgesehen ist, über einen Werkzeugverbinder, der dieselbe Form wie die Werkzeugaufnahme der ersten Haltevorrichtung aufweist, und einen Maschinenverbinder, der ausgelegt ist, auf der Werkzeugaufnahme der zweiten Haltevorrichtung angebracht zu sein, halten.
Die Werkzeugmaschine kann ferner einen Reinigungsmechanismus zum Reinigen um das Werkzeug, das auf der ersten Haltevorrichtung gehalten wird, enthalten, und die Steuereinrichtung kann bewirken, dass der Reinigungsmechanismus vor dem Werkzeugaustausch zwischen der ersten Haltevorrichtung und der Aufbewahrungseinheit um das Werkzeug reinigt.
Der Roboter kann einen Hauptkörper und einen oder mehrere Endeffektoren, die auf dem Hauptkörper austauschbar angebracht sind, enthalten. Der auf dem Roboter anzubringende Endeffektor kann aus einer Gruppe ausgewählt sein, die einen Endeffektor zum Greifen eines Gegenstands und einen Endeffektor zum Reinigen um das Werkzeug, das auf der ersten Haltevorrichtung gehalten wird, enthält.
Gemäß der in dieser Patentanmeldung offenbarten Werkzeugmaschine wird ein automatischer Werkzeugaustausch ebenfalls in Bezug auf die erste Haltevorrichtung ohne übermäßige Vergrö-ßerung des Bewegungsbereichs des Roboters erzielt.
Figurenliste
Eine Ausführungsform bzw. Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung wird bzw. werden auf der Grundlage der folgenden Figuren beschrieben; es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine;
2 eine perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine;
3 eine perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine;
4 ein Beispiel für einen Werkzeughalter;
5 ein Beispiel für einen Austauschmechanismus;
6 ein weiteres Beispiel für einen Werkzeughalter;
7 eine perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine;
8 eine perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine;
9 eine perspektivische Ansicht einer Werkzeugmaschine;
10 eine perspektivische Ansicht der Umgebung eines Hauptspindelendabschnitts;
11 ein weiteres Beispiel für einen Werkzeughalter;
12 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Werkzeugmaschine;
13 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Werkzeugmaschine;
14 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Werkzeugmaschine; und
15 eine schematische Draufsicht einer weiteren Werkzeugmaschine.

Beschreibung der Ausführungsformen
Die Struktur einer Werkzeugmaschine 10 wird nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 bis 3 sind perspektivische Ansichten der Werkzeugmaschine 10, die den Austausch eines Schneidwerkzeugs 32a oder einer Art eines Werkzeugs 32 veranschaulichen. 4 und 6 veranschaulichen Beispiele für einen Werkzeughalter 42. 5 veranschaulicht ein Beispiel für einen Austauschmechanismus 28.
Die Werkzeugmaschine 10 ist eine Schneidmaschine zum Schneiden eines Werkstücks (nicht veranschaulicht) mit dem Schneidwerkzeug 32a. Genauer ist die Werkzeugmaschine 10 in dieser Ausführungsform eine Mehrzweckmaschine, die mit einer Werkzeughauptspindel 18, die hauptsächlich für die Rotation verwendet wird, und einem unteren Werkzeugständer 20, der hauptsächlich für das Drehen verwendet wird, ausgerüstet ist. Es sei erwähnt, dass die hier offenbarte Werkzeugmaschine 10 lediglich ein Beispiel ist und die in dieser Patentanmeldung offenbarte Technik auf beliebige andere Arten von Werkzeugmaschinen 10 anwendbar ist.
Eine Bearbeitungskammer 12 der Werkzeugmaschine 10 ist abgedeckt. Die Bearbeitungskammer 12 weist auf ihrer Stirnfläche eine große Öffnung auf. Die Öffnung ist mit einer Vordertür 14 zu öffnen und zu schließen. Eine Bedienperson greift auf die jeweiligen Einheiten in der Bearbeitungskammer 12 durch die Öffnung zu. Während des Bearbeitens wird die Vordertür 14, die an der Öffnung vorgesehen ist, geschlossen gehalten, um die Sicherheit und eine angemessene Umgebung sicherzustellen.
Die Werkzeugmaschine 10 weist eine Werkstückhauptspindel 16 auf, die einen Endabschnitt eines Werkstücks auf drehbare Weise hält. Die Werkstückhauptspindel 16 kann sich mittels eines Motors drehen, der nicht veranschaulicht ist. Auf einer Endfläche der Werkstückhauptspindel 16, das heißt, einem Hauptspindelende 34, sind mehrere Spannkopfklauen 32b zum abnehmbaren Halten eines Werkstücks angebracht. Insbesondere sind die mehreren Spannkopfklauen 32b in der Umfangsrichtung äquidistant angeordnet und können sich in der radialen Richtung bewegen.
Wie oben beschrieben ist, enthält die Werkzeugmaschine 10 den unteren Werkzeugständer 20 und ebenso die Werkzeughauptspindel 18. Der untere Werkzeugständer 20 hält ein Schneidwerkzeug 32a oder eine Art eines Werkzeugs 32 und fungiert als eine erste Haltevorrichtung, auf die durch den Austauschmechanismus 28, der später beschrieben wird (in 1 bis 3 nicht veranschaulicht), nicht direkt zugegriffen werden kann. Dieser Werkzeugständer ist in der Z-Achsenrichtung oder einer Richtung, die zur Achse eines Werkstücks parallel ist, beweglich. Der Werkzeugständer ist außerdem in einer Richtung beweglich, die zur X-Achse oder der radialen Richtung eines Werkstücks parallel ist. In dieser Ausführungsform ist die X-Achse in Bezug auf die horizontale Richtung nach oben geneigt, während sie sich in der Richtung, die der Öffnung entgegengesetzt ist, weiter von der Öffnung der Bearbeitungskammer 12 entfernt.
Auf der Endfläche des unteren Werkzeugständers 20 in der Z-Richtung ist ein Revolver 22 angebracht, der mehrere Schneidwerkzeuge 32a halten kann. Der Revolver 22 ist in der Richtung der Z-Achse betrachtet polygonal und kann sich um eine Achse, die zur Z-Achse parallel ist, als ein Zentrum drehen. Auf der Umfangsfläche des Revolvers 22 sind mehrere Werkzeugaufnahmen angebracht, an denen Schneidwerkzeuge 32a anzubringen sind. Das Drehen des Revolvers 22 ermöglicht den Austausch der Schneidwerkzeuge 32a, die beim Bearbeiten verwendet werden sollen.
Es sei erwähnt, dass das Schneidwerkzeug 32a, das auf dem unteren Werkzeugständer 20 (der den Revolver 22 enthält) gehalten werden soll, ein Drehwerkzeug zur Verwendung für das Drehen oder ein Rotationswerkzeug zur Verwendung für die Rotation sein kann. In jedem Fall wird das Schneidwerkzeug 32a, das auf dem unteren Werkzeugständer 20 gehalten werden soll, über einen internen Roboter 24, die Werkzeughauptspindel 18 und den Austauschmechanismus 28 ausgetauscht.
Die Werkzeughauptspindel 18 hält das Schneidwerkzeug 32a oder eine Art eines Werkzeugs auf drehbare Weise und fungiert als eine zweite Haltevorrichtung, auf die durch den Austauschmechanismus 28 direkt zugegriffen werden kann. Die Werkzeughauptspindel 18 ist in drei Achsenrichtungen beweglich und weist einen Bewegungsbereich auf, der ermöglicht, dass die Werkzeughauptspindel 18 auf ein Werkstück zugreift, das zumindest durch den internen Roboter 24, der später beschrieben ist, den Austauschmechanismus 28 und die Werkstückhauptspindel 16 gehalten wird. Außerdem ist auf einer Endfläche der Werkzeughauptspindel eine Werkzeugaufnahme angebracht, an der das Schneidwerkzeug 32a anzubringen ist.
Das Schneidwerkzeug 32a, das auf der Werkzeughauptspindel 18 gehalten werden soll, kann ebenso ein Drehwerkzeug zur Verwendung für das Drehen oder ein Rotationswerkzeug zur Verwendung für die Rotation sein. In jedem Fall wird das Schneidwerkzeug 32a, das auf der Werkzeughauptspindel 18 gehalten werden soll, durch den Austauschmechanismus 28 ohne Einschaltung des internen Roboters 24 ausgetauscht.
Sowohl der untere Werkzeugständer 20 als auch die Werkzeughauptspindel 18 können das Schneidwerkzeug 32a entweder direkt oder über den Werkzeughalter 42 halten. Im Folgenden wird zur Einfachheit der Beschreibung angenommen, dass die Werkzeugaufnahme des unteren Werkzeugständers 20 dieselbe Form wie die Werkzeughauptspindel 18 aufweist und dass sowohl der untere Werkzeugständer 20 als auch die Werkzeughauptspindel 18 das Schneidwerkzeug 32a über den Werkzeughalter 42 halten, der in 4 veranschaulicht ist.
Dieser Werkzeughalter 42 enthält einen Maschinenverbinder 42m, der mit einer Maschine, das heißt, entweder mit dem unteren Werkzeugständer 20 oder der Werkzeughauptspindel 18, zu verbinden ist, einen Werkzeugverbinder 42t, der mit dem Schneidwerkzeug 32a (dem Werkzeug 32) zu verbinden ist, und eine Eingriffseinheit 42e, die mit einem Austauscharm 50 des Austauschmechanismus 28, der später beschrieben ist, in Eingriff gelangen soll. Der Maschinenverbinder 42m weist eine Form in Übereinstimmung mit den Werkzeugaufnahmen der Werkzeughauptspindel 18 und dem unteren Werkzeugständer 20 auf. Insbesondere kann der Maschinenverbinder 42m eine Form in Übereinstimmung mit einer allgemeinen Norm wie etwa die Form eines abgeschrägten Schafts aufweisen. Der Werkzeugverbinder 42t ist ein Element, das mit dem Schneidwerkzeug 32a zu verbinden ist, und kann abhängig von der Form des Schneidwerkzeugs 32a, das zu verwenden gewünscht wird, geeignet geändert werden. Die Eingriffseinheit 42e kann jede Form ohne Einschränkung aufweisen, vorausgesetzt, dass die Form den Eingriff mit dem Austauscharm 50 ermöglicht. Zum Beispiel kann die Eingriffseinheit 42e eine sich umlaufend erstreckende Nut sein, wie in 4 veranschaulicht ist. Die Eingriffseinheit 42e kann z. B. ein Loch, einen Vorsprung oder eine Kerbe zusätzlich zu oder anstelle der Nut enthalten.
Die Werkzeugmaschine 10 enthält ferner den internen Roboter 24, eine Aufbewahrungseinheit 26 und den Austauschmechanismus 28 (siehe 5). Der interne Roboter 24 ist ein Roboter, der in der Bearbeitungskammer 12 eingebaut ist. In dieser Ausführungsform ist der interne Roboter 24 ein serieller Mehrgelenkroboter, der mehrere Roboterarme 38 enthält, die in einem Strang über Gelenke in Reihe verbunden sind. Der Hauptkörper des internen Roboters 24, der mehrere Roboterarme 38 enthält, weist einen Endeffektor 40 auf, der austauschbar daran angebracht ist. Der Endeffektor 40 weist eine spezifische Funktion auf und ist an einem Roboter anzubringen. Beispiele für einen derartigen Endeffektor 40 enthalten ein Greifelement zum Greifen des Werkzeugs 32 (z. B. einen Greifer oder einen Greifhandmechanismus), einen Sensor zum Detektieren physikalischer Größen wie etwa Temperatur oder Schwingung, eine Walze zum Tragen eines in Bearbeitung befindlichen Werkstücks und einen Reinigungsmechanismus zum Reinigen eines Gegenstands. Beispiele für den Reinigungsmechanismus enthalten eine Fluidaustoßdüse zum Ausstoßen eines Fluids wie etwa von Schneidöl oder Luft, eine Bürste oder einen Schaber zum Entfernen von Fremdmaterialien und eine Saugdüse zum Ansaugen von Fremdmaterialien. Der Endeffektor 40, der auf dem internen Roboter 24 angebracht sein soll, wird abhängig vom Fortschritt diverser Arten von Verarbeitung durch die Werkzeugmaschine 10 geeignet aus einer Gruppe ausgewählt, die ein Greifelement und einen Reinigungsmechanismus enthält.
Der interne Roboter 24 ist in der Z-Achsenrichtung beweglich, und die Winkel der jeweiligen Roboterarme 38 sind frei änderbar. Indem sich der interne Roboter 24 in der Z-Achsenrichtung bewegt oder die Winkel der Roboterarme 38 geändert werden, wird die Position des Endeffektors 40 dadurch geändert. In dieser Ausführungsform weist der interne Roboter 24 einen Bewegungsbereich auf, der ermöglicht, dass sein Endeffektor 40 auf die Werkzeughauptspindel 18 (die zweite Haltevorrichtung) und den unteren Werkzeugständer 20 (die erste Haltevorrichtung) zugreift. Es sei erwähnt, dass es der Fall sein kann, dass der Bewegungsbereich nicht ermöglicht, dass der Endeffektor 40 auf den Austauschmechanismus 28 zugreift.
Die Aufbewahrungseinheit 26 ist ein Element, in dem diverse Arten von Werkzeugen 32 aufbewahrt sind. In dieser Ausführungsform ist die Aufbewahrungseinheit 26 im Inneren der Werkzeugmaschine 10 vorgesehen. Genauer ist die Aufbewahrungseinheit 26, wie in 1 bis 3 veranschaulicht ist, im Inneren in Bezug auf eine Wandfläche, von der die Werkstückhauptspindel 16 vorsteht, vorgesehen. Die Aufbewahrungseinheit 26 ist mit einer Klappe verschlossen, wenn das Werkzeug 32 nicht mit der Außenseite interagiert.
In der Nähe der Aufbewahrungseinheit 26 ist der Austauschmechanismus 28 eingebaut. Der Austauschmechanismus 28 tauscht die Werkzeuge 32 zwischen der Aufbewahrungseinheit 26 und der Werkzeughauptspindel 18 (der zweiten Haltevorrichtung) aus. Als der Austauschmechanismus 28 kann eine automatische Werkzeugwechseleinrichtung (im Folgenden als „ATC“ abgekürzt), die herkömmlicherweise an der Werkzeugmaschine 10 vorgesehen ist, verwendet werden.
Die ATC ist eine Vorrichtung zum automatischen Austauschen eines Schneidwerkzeugs, das z. B. auf der Werkzeughauptspindel in der Werkzeugmaschine 10 gehalten wird. Als der Austauschmechanismus 28 in dieser Ausführungsform kann die Struktur der ATC verwendet werden. Zum Beispiel kann der Austauschmechanismus 28, wie in 5 veranschaulicht ist, den Austauscharm 50 aufweisen, der mit der Eingriffseinheit 42e des Werkzeughalters 42 in Eingriff gelangen soll, um diese dadurch einzuhaken.
Schritte zum Austauschen der Schneidwerkzeuge 32a, die auf der Werkzeughauptspindel 18 gehalten werden sollen, mittels des Austauscharms 50, der in 5 veranschaulicht ist, werden kurz beschrieben. In diesem Fall weist der Austauscharm 50 die Eingriffshaken 52 zum Eingriff mit der Eingriffseinheit 42e des Werkzeughalters 42m auf, die sich jeweils auf einem seiner beiden Endabschnitte befinden. Der Austauscharm 50 ist um eine vertikale Achse drehbar und kann in der vertikalen Richtung angehoben werden. In diesem Fall weist die Aufbewahrungseinheit 26 ein Werkzeugmagazin 48 zum Halten mehrerer Schneidwerkzeuge 32a über die jeweiligen Werkzeughalter 42 auf. Das Werkzeugmagazin 48 kann sich um eine vertikale Achse drehen.
Beim Austauschen der Schneidwerkzeuge 32a sind sowohl der Werkzeughalter 42 (der das Schneidwerkzeug 32a enthält), der auf der Werkzeughauptspindel 18 angebracht ist, als auch ein Werkzeughalter 42 (der das Schneidwerkzeug 32a enthält), von dem gewünscht wird, dass er neu auf der Werkzeughauptspindel 18 angebracht wird, auf der Rotationsspur des Eingriffshakens 52 angeordnet. Daraufhin wird der Austauscharm 50 in einer Richtung gedreht, derart, dass bewirkt wird, dass der Austauscharm 50 mit den jeweiligen Eingriffseinheiten 42a der Werkzeughalter 42 in Eingriff gelangt. Sobald sich der Austauscharm 50 mit den zwei Werkzeughaltern 42 in Eingriff befindet, senkt sich der Austauscharm 50 ab, um dadurch die zwei Werkzeughalter 42 aus dem Werkzeugmagazin 48 bzw. der Werkzeughauptspindel 18 herauszuziehen. Anschließend wird der Austauscharm 50 erneut in einer Richtung um 180° gedreht, um dadurch die Positionen der zwei Werkzeughalter 42 auszutauschen. Daraufhin hebt sich der Austauscharm 50, um dadurch die zwei Werkzeughalter 42 in das Werkzeugmagazin 48 bzw. die Werkzeughauptspindel 18 einzusetzen. Dies schließt den Austausch der Schneidwerkzeuge 32a ab. Es sei erwähnt, dass die oben beschriebene Struktur des Austauschmechanismus 28 lediglich ein Beispiel ist und stattdessen andere Mechanismen verwendet werden können.
Eine Steuereinrichtung 39 steuert das Antreiben der oben erwähnten Werkstückhauptspindel 16, des unteren Werkzeugständers 20, der Werkzeughauptspindel 18, des internen Roboters 24 und des Austauschmechanismus 28 und enthält z. B. einen Prozessor zum Ausführen diverser Vorgänge und einen Datenspeicher zum Speichern diverser Programme und Daten. Die Steuereinrichtung 39 kann z. B. eine numerische Steuereinrichtung enthalten. Die Steuereinrichtung 39 steuert das Antreiben der Werkstückhauptspindel 16, des unteren Werkzeugständers 20 und der Werkzeughauptspindel 18 auf der Grundlage eines Bearbeitungsprogramms (eines NC-Programms), das durch eine Bedienperson eingegeben wird, um ein Werkstück zu bearbeiten. Außerdem führt die Steuereinrichtung 39 eine Steuerung durch, derart, dass die Schneidwerkzeuge 32a zwischen dem unteren Werkzeugständer 20 und der Aufbewahrungseinheit 26 über den internen Roboter 24, die Werkzeughauptspindel 18 und den Austauschmechanismus 28 ausgetauscht werden. Dies wird unten im Einzelnen beschrieben.
Wie oben beschrieben ist, weist die Werkzeugmaschine 10 in dieser Ausführungsform den Austauschmechanismus 28 zum Austauschen der Schneidwerkzeuge 32a, die auf der Werkzeughauptspindel 18 angebracht sein sollen, auf. Das Vorsehen des Austauschmechanismus 28 ermöglicht den automatischen Austausch des Schneidwerkzeugs 32a, das auf der Werkzeughauptspindel 18 angebracht sein soll. Im Gegensatz dazu kann das Schneidwerkzeug 32a, das auf dem unteren Werkzeugständer 20 angebracht sein soll, nicht direkt durch den Austauschmechanismus 28 ausgetauscht werden, da der untere Werkzeugständer 20 vom Austauschmechanismus 28 entfernt angeordnet ist.
Um dieses Problem anzugehen, ist eine Möglichkeit der Einbau eines zusätzlichen Austauschmechanismus 28 und einer zusätzlichen Aufbewahrungseinheit 26 in der Nähe des unteren Werkzeugständers 20. In diesem Fall werden sich jedoch eine Erhöhung der Kosten und eine Vergrößerung der Abmessungen der Werkzeugmaschine 10 ergeben. Obwohl eine weitere Möglichkeit die Vergrößerung des Bereichs ist, in dem sich der interne Roboter 24 bewegen kann, derart, dass der interne Roboter 24 das Schneidwerkzeug 32a von der Aufbewahrungseinheit 26 zum unteren Werkzeugständer 20 oder vom unteren Werkzeugständer 20 zur Aufbewahrungseinheit 26 tragen kann, ist in diesem Fall mit einem vergrößerten Bewegungsbereich des internen Roboters 24 das Problem der erhöhten Kosten ebenfalls unvermeidbar. Außerdem kann eine Vergrößerung des Bewegungsbereichs in Folge einer Vergrößerung der Abmessung des internen Roboters 24 wegen störender Beeinflussungen in der Bearbeitungskammer unmöglich sein.
Im Hinblick auf das Obige wird in dieser Ausführungsform der Austausch der Schneidwerkzeuge 32a zwischen dem unteren Werkzeugständer 20 (der ersten Haltevorrichtung) und der Aufbewahrungseinheit 26 mit der Einschaltung des internen Roboters 24, der Werkzeughauptspindel 18 (der zweiten Haltevorrichtung) und des Austauschmechanismus 28 erzielt. Im Folgenden wird ein Vorgang zum Aufbewahren des Schneidwerkzeugs 32a, das auf dem unteren Werkzeugständer 20 angebracht ist, zum Austausch in der Aufbewahrungseinheit 26 insbesondere beschrieben.
Zu Beginn treibt die Steuereinrichtung 39 den internen Roboter 24 derart an, dass um das Schneidwerkzeug 32a auf dem unteren Werkzeugständer 20 gereinigt wird, wobei das SchneidWerkzeug 32a ausgetauscht werden soll. Im Obigen ist ein Reinigungsmechanismus (z. B. eine Fluidausstoßdüse oder eine Bürste) als der Endeffektor 40 auf dem internen Roboter 24 angebracht. Anschließend treibt die Steuereinrichtung 39 den internen Roboter 24 derart an, dass das Schneidwerkzeug 32a zusammen mit dem Werkzeughalter 42 vom unteren Werkzeugständer 20 abmontiert wird. Im Obigen ist ein Greifmechanismus als der Endeffektor 40 auf dem internen Roboter 24 angebracht.
Ferner treibt die Steuereinrichtung 39 den internen Roboter 24 derart an, dass das Schneidwerkzeug 32a, das vom unteren Werkzeugständer 20 abmontiert worden ist, auf der Werkzeughauptspindel 18 angebracht wird. Im Obigen hat die Steuereinrichtung 39 die Werkzeughauptspindel 18 in den Bewegungsbereich des internen Roboters 24 bewegt, falls notwendig. Anschließend bewegt die Steuereinrichtung 39 die Werkzeughauptspindel 18 an eine vorgegebene, hauptspindelseitige Austauschposition. Daraufhin öffnet die Steuereinrichtung 39 die Klappe 27 der Aufbewahrungseinheit 26 und legt das Schneidwerkzeug 32a auf der Werkzeughauptspindel 18 (das heißt, das Schneidwerkzeug 32a, das vom unteren Werkzeugständer 20 abmontiert worden ist) unter Verwendung des Austauscharms 50 des Austauschmechanismus 28 in der Aufbewahrungseinheit 26 ab. Gleichzeitig wird das Schneidwerkzeug 32a, das auf dem unteren Werkzeugständer 20 neu angebracht werden soll, mittels des Austauscharms 50 auf der Werkzeughauptspindel 18 angebracht.
Sobald das Schneidwerkzeug 32a neu auf der Werkzeughauptspindel 18 angebracht ist, bewegt die Steuereinrichtung 39 die Werkzeughauptspindel 18 in den Bewegungsbereich des internen Roboters 24 und treibt anschließend den internen Roboter 24 derart an, dass das Schneidwerkzeug 32a auf der Werkzeughauptspindel 18 auf dem unteren Werkzeugständer 20 angebracht wird. Dies schließt den Austausch der Schneidwerkzeuge 32a zwischen dem unteren Werkzeugständer 20 und der Aufbewahrungseinheit 26 ab.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, ist in dieser Ausführungsform die Werkzeughauptspindel 18 in den Austausch der Schneidwerkzeuge 32a zwischen der Aufbewahrungseinheit 26 und dem unteren Werkzeugständer 20, die voneinander entfernt angeordnet sind, eingeschaltet. Da die Werkzeugmaschine 10 den Austauschmechanismus 28 zum Austauschen der Schneidwerkzeuge 32a, die auf der Werkzeughauptspindel 18 angebracht sein sollen, aufweist, ermöglicht die Einschaltung der Werkzeughauptspindel 18 den Werkzeugaustausch zwischen dem unteren Werkzeugständer 20 und der Aufbewahrungseinheit 26 ohne das Vorsehen eines zusätzlichen Austauschmechanismus 28. Folglich kann ein automatischer Werkzeugaustausch ebenfalls in Bezug auf die erste Haltevorrichtung (den unteren Werkzeugständer 20), die von der Aufbewahrungseinheit 26 entfernt angeordnet ist, erzielt werden, während eine Erhöhung der Kosten und eine Vergrößerung der Abmessungen verhindert werden.
In der obigen Beschreibung weist die Werkzeugaufnahme der Werkzeughauptspindel 18 dieselbe Form wie jene des unteren Werkzeugständers 20 auf. Alternativ kann die Werkzeugaufnahme der Werkzeughauptspindel 18 eine von jener des unteren Werkzeugständers 20 verschiedene Form aufweisen. In diesem Fall verwendet die Werkzeughauptspindel 18 den Werkzeughalter 42, der in 6 veranschaulicht ist, beim Halten des Schneidwerkzeugs 32a, das auf dem unteren Werkzeugständer 20 angebracht werden soll. Insbesondere weist der Werkzeugverbinder 42t des Werkzeughalters 42 dieselbe Form wie der untere Werkzeugständer 20 (die erste Haltevorrichtung) auf, und der Maschinenverbinder 42m des Werkzeughalters 42 weist eine Form auf, die ermöglicht, dass der Maschinenverbinder 42m auf der Werkzeughauptspindel 18 (der zweiten Haltevorrichtung) angebracht wird. Daher ermöglicht die Einschaltung des Werkzeughalters 42 den Ausgleich des Unterschieds der Form der Werkzeugaufnahme der Werkzeughauptspindel 18 und jener des unteren Werkzeugständers 20, derart, dass es möglich ist, das Schneidwerkzeug 32a, das speziell für den unteren Werkzeugständer 20 vorgesehen ist, auf der Werkzeughauptspindel 18 anzubringen.
Andere Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf 7 bis 11 beschrieben. 7 bis 9 sind perspektivische Ansichten der Werkzeugmaschine 10, die den Austausch der Spannkopfklauen 32b oder einer Art des Werkzeugs 32 veranschaulichen. 10 ist eine schematische, perspektivische Ansicht des Hauptspindelendes 34. 11 ist eine perspektivische Ansicht des Werkzeughalters 42 zur Verwendung beim Austausch der Spannkopfklauen 32b.
Wie früher beschrieben worden ist, weist die Werkzeugmaschine 10 die Werkstückhauptspindel 16 auf, und mehrere (drei in dem veranschaulichten Beispiel) Spannkopfklauen 32b sind auf einem Endabschnitt der Werkstückhauptspindel 16, das heißt, dem Hauptspindelende 34, angebracht. Die Spannkopfklaue 32b muss in Übereinstimmung mit der Form eines zu bearbeitenden Werkstücks ausgetauscht werden. In dieser Ausführungsform wird die Spannkopfklaue 32b über die Einschaltung des Austauscharms 50, der Werkzeughauptspindel 18 und des internen Roboters 24 ausgetauscht. Das heißt, in diesem Fall fungiert die Spannkopfklaue 32b als das Werkzeug 32, während die Werkstückhauptspindel 16 als die erste Haltevorrichtung fungiert, die das Werkzeug 32 hält und auf die durch den Austauschmechanismus 28 nicht zugegriffen wird.
Wie in 10 veranschaulicht ist, weist das Hauptspindelende 34 einen Einschnitt 34a auf, der sich in der radialen Richtung erstreckt. Die Spannkopfklaue 32b wird in den Einschnitt 34a gleiten. Der Einschnitt 34a dient als eine Werkzeugaufnahme, die auf der Werkstückhauptspindel 16 (der ersten Haltevorrichtung) definiert ist, in die die Spannkopfklaue 32b (ein Werkzeug) eingesetzt werden soll. Die Spannkopfklaue 32b, die in den Einschnitt 34a (eine Werkzeugaufnahme) eingesetzt wird, wird mit einem Verriegelungsmechanismus (nicht veranschaulicht) verriegelt, der eine Feder oder einen elektromagnetischen Zylinder nutzt, um dadurch eine Trennung vom Hauptspindelende 34 zu verhindern. Ein Verriegelungsloch 56 zum Freigeben des Verriegelungsmechanismus ist auf der Umfangsfläche des Hauptspindelendes 34 gebildet. Mit einem Freigabestift (nicht veranschaulicht), der in das Verriegelungsloch 56 eingesetzt wird, wird der Verriegelungsmechanismus freigegeben, derart, dass die Spannkopfklaue 32b vom Hauptspindelende 34 entfernt werden kann.
Hier sei erwähnt, dass die Werkzeugaufnahme (der Einschnitt 34a), die auf dem Hauptspindelende 34 gebildet ist, natürlich eine von jener der Werkzeugaufnahme der Werkzeughauptspindel 18 verschiedene Form aufweist. Um den Unterschied der Form auszugleichen, hält die Werkzeughauptspindel 18 die Spannkopfklaue 32b über den Werkzeughalter 42, der in 11 veranschaulicht ist. Insbesondere weist die Spannkopfklaue 32b die Anzahl der Werkzeugverbinder 42t, die Einschnitte sind, die jeweils dieselbe Form wie jene der Werkzeugaufnahme (des Einschnitts 34a) der Werkstückhauptspindel 16 aufweisen, wobei die Anzahl dieselbe wie die Anzahl der Spannkopfklauen 32b (drei in dieser Ausführungsform) ist, zusätzlich zu dem Maschinenverbinder 42m, der ausgelegt ist, auf der Werkzeugaufnahme der Werkzeughauptspindel 18 angebracht zu sein, und der Eingriffseinheit 42e, die ausgelegt ist, mit dem Austauscharm 50 in Eingriff zu gelangen, auf.
Schritte zum Austauschen der Spannkopfklauen 32b zwischen der Werkstückhauptspindel 16 (der ersten Haltevorrichtung) und der Aufbewahrungseinheit 26 in dieser Werkzeugmaschine 10 werden beschrieben. In diesem Fall treibt die Steuereinrichtung 39 zu Beginn den internen Roboter 24 derart an, dass um die Spannkopfklaue 32b auf der Werkstückhauptspindel 16 gereinigt wird.
Anschließend treibt die Steuereinrichtung 39 den internen Roboter 24 derart an, dass die Spannkopfklaue 32b von der Werkstückhauptspindel 16 entfernt wird, um die Spannkopfklaue 32b auf dem Werkzeughalter 42 anzubringen, der auf der Werkzeughauptspindel 18 gehalten wird. Insbesondere ist zu Beginn ein Greifmechanismus (z. B. ein Greifer oder ein Greifhandmechanismus) als ein Endeffektor 40 auf dem internen Roboter 24 angebracht, um den Freigabestift mit dem Greifmechanismus (dem Endeffektor 40) zu greifen und anschließend den Freigabestift in das Verriegelungsloch 56 einzusetzen, um dadurch den Verriegelungsmechanismus freizugeben (siehe 8). Sobald der Verriegelungsmechanismus freigegeben ist, wird der interne Roboter 24 derart angetrieben, dass die Spannkopfklaue 32b mit dem Greifmechanismus gehalten wird, daraufhin die Spannkopfklaue 32b von der Werkstückhauptspindel 16 entfernt wird und die Spannkopfklaue 32b auf dem Werkzeughalter 42 angebracht wird (siehe 9). Im Obigen ändert die Werkzeughauptspindel 18 zum Halten des Werkzeughalters 42 ihre Position und Stellung, wenn notwendig. Diese Prozedur wird mit derselben Anzahl von Wiederholungen wie die Anzahl der Spannkopfklauen 32b, konkret drei in dem veranschaulichten Beispiel, wiederholt ausgeführt.
Sobald alle Spannkopfklauen 32b auf dem Werkzeughalter 42 angebracht sind, bewegt die Steuereinrichtung 39 die Werkzeughauptspindel 18 zusammen mit den jeweiligen Werkzeughaltern 42 an eine vorgegebene, hauptspindelseitige Austauschposition. Daraufhin öffnet die Steuereinrichtung 39 die Klappe 27 der Aufbewahrungseinheit 26 und legt die Spannkopfklauen 32b auf der Werkzeughauptspindel 18 zusammen mit den Werkzeughaltern 42 unter Verwendung des Austauscharms 50 des Austauschmechanismus 28 in der Aufbewahrungseinheit 26 ab. Gleichzeitig wird eine Spannkopfklaue 32b, die neu auf der Werkstückhauptspindel 16 angebracht werden soll, mittels des Austauscharms 50 auf der Werkzeughauptspindel 18 angebracht.
Sobald die Spannkopfklaue 32b neu auf der Werkzeughauptspindel 18 angebracht ist, bewegt die Steuereinrichtung 39 die Werkzeughauptspindel 18 in den Bewegungsbereich des internen Roboters 24 und treibt anschließend den internen Roboter 24 derart an, dass die Spannkopfklaue 32b auf der Werkzeughauptspindel 18 auf der Werkstückhauptspindel 16 angebracht wird. Dies schließt den Austausch der Spannkopfklauen 32b zwischen der Werkstückhauptspindel 16 und der Aufbewahrungseinheit 26 ab.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, werden Werkzeuge (die Spannkopfklauen 32b) in dieser Ausführungsform ebenfalls über die Werkzeughauptspindel 18 ausgetauscht. Diese Struktur ermöglicht einen automatischen Werkzeugaustausch ebenfalls in Bezug auf die Werkstückhauptspindel 16 (die erste Haltevorrichtung), die sich in Bezug auf die Aufbewahrungseinheit 26 nicht bewegen kann, während eine Erhöhung der Kosten und eine Vergrößerung der Abmessungen verhindert wird.
Andere Ausführungsformen werden nun unter Bezugnahme auf 12 bis 14 beschrieben. 12 bis 14 sind perspektivische Ansichten einer weiteren Werkzeugmaschine 10, die den Austausch eines Reitstockwerkzeugs 32c oder einer Art des Werkzeugs 32 veranschaulichen. Die Werkzeugmaschine 10 in dieser Ausführungsform weist einen Reitstock 30 anstelle des unteren Werkzeugständers 20 auf, wie aus 12 bis 14 ersichtlich ist. Der Reitstock 30 ist gegenüber der Werkstückhauptspindel 16 in der Z-Achsenrichtung angeordnet und ist in der Z-Achsenrichtung beweglich. Auf einem Ende des Reitstocks 30 ist das Reitstockwerkzeug 32c auf abnehmbare Weise angebracht. Das Reitstockwerkzeug 32c liegt am Spitzenende eines Werkstücks an, das auf der Werkstückhauptspindel 16 gehalten wird, um dadurch das Werkstück zu tragen. In dieser Ausführungsform fungiert der Reitstock 30 als eine erste Haltevorrichtung, die das Werkzeug 32 (das Reitstockwerkzeug 32c) hält.
In dieser Ausführungsform fungiert die Werkzeughauptspindel 18 als die zweite Haltevorrichtung, die einen Werkzeugaustausch (des Reitstockwerkzeugs 32c) weiterleitet. Auf der Werkzeughauptspindel 18 ist der Werkzeughalter 42 angebracht, der das Reitstockwerkzeug 32c auf abnehmbare Weise hält.
Schritte zum Austauschen der Reitstockwerkzeuge 32c zwischen dem Reitstock 30 (der .ersten Haltevorrichtung) und der Aufbewahrungseinheit 26 in der Werkzeugmaschine 10 werden beschrieben. In diesem Fall treibt die Steuereinrichtung 39 zu Beginn den internen Roboter 24 derart an, dass um das Reitstockwerkzeug 32c, das auf dem Reitstock 30 angebracht ist, gereinigt wird.
Anschließend treibt die Steuereinrichtung 39 den internen Roboter 24 derart an, dass das Reitstockwerkzeug 32c vom Reitstock 30 abmontiert wird und daraufhin das Reitstockwerkzeug 32c auf dem Werkzeughalter 42, der auf der Werkzeughauptspindel 18 gehalten wird, angebracht wird (siehe 13 und 14). Sobald das Reitstockwerkzeug 32c auf der Werkzeughauptspindel 18 angebracht ist, bewegt die Steuereinrichtung 39 die Werkzeughauptspindel 18 zusammen mit dem Werkzeughalter 42 an eine vorgegebene, hauptspindelseitige Austauschposition. Anschließend öffnet die Steuereinrichtung 39 die Klappe 27 der Aufbewahrungseinheit 26 (in 12 bis 14 nicht veranschaulicht) und legt das Reitstockwerkzeug 32c auf der Werkzeughauptspindel 18 zusammen mit dem Werkzeughalter 42 unter Verwendung des Austauscharms 50 des Austauschmechanismus 28 in der Aufbewahrungseinheit 26 (siehe 5) ab. Gleichzeitig bringt der Austauscharm 50 ein Reitstockwerkzeug 32c, das neu auf dem Reitstock 30 angebracht werden soll, auf der Werkzeughauptspindel 18 an.
Sobald das Reitstockwerkzeug 32c neu auf der Werkzeughauptspindel 18 angebracht ist, bewegt die Steuereinrichtung 39 die Werkzeughauptspindel 18 in den Bewegungsbereich des internen Roboters 24 und treibt den internen Roboter 24 derart an, dass das Reitstockwerkzeug 32c auf der Werkzeughauptspindel 18 auf dem Reitstock 30 angebracht wird. Dies schließt den Austausch der Reitstockwerkzeuge 32c zwischen dem Reitstock 30 und der Aufbewahrungseinheit 26 ab.
Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, werden Werkzeuge (die Reitstockwerkzeuge 32c) in dieser Ausführungsform ebenfalls über die Werkzeughauptspindel 18 ausgetauscht. Diese Struktur ermöglicht einen automatischen Werkzeugaustausch ebenfalls in Bezug auf den Reitstock 30 (die erste Haltevorrichtung), der von der Aufbewahrungseinheit 26 entfernt angeordnet ist, während eine Erhöhung der Kosten und eine Vergrößerung der Abmessungen verhindert wird.
Obwohl in der obigen Beschreibung der Austauschmechanismus 28 und die Aufbewahrungseinheit 26 im Inneren der Bearbeitungskammer 12 angeordnet sind, können diese außerhalb der Bearbeitungskammer 12 angeordnet sein. 15 ist eine schematische Draufsicht einer derartigen Werkzeugmaschine 10. In dem Beispiel, das in 15 veranschaulicht ist, ist die Aufbewahrungseinheit 26 außerhalb der Bearbeitungskammer 12 angeordnet. In der Aufbewahrungseinheit 26 werden mehrere Werkzeuge 32 derart gehalten, dass sie entlang einer ringförmigen Schiene 26a beweglich sind. Der Austauschmechanismus 28 ist außerhalb der Bearbeitungskammer 12 angeordnet und enthält einen Roboter 60 mit einem Dreharm 62. Der Dreharm 62 dreht sich um eine vorgegebene Achse, um dadurch sowohl auf die Aufbewahrungseinheit 26 als auch auf die Bearbeitungskammer 12 zuzugreifen. Beim Austauschen der Werkzeuge 32 bewegt sich der untere Werkzeugständer 20, der im Inneren der Bearbeitungskammer 12 angeordnet ist, in die Umgebung des Dreharms 62.
Die oben beschriebenen Strukturen sind lediglich Beispiele, und andere Strukturen als eine Struktur zum Austauschen der Werkzeuge 32 zwischen der ersten Haltevorrichtung und der Aufbewahrungseinheit 26 über den internen Roboter 24, die zweite Haltevorrichtung und den Austauschmechanismus 28 können wie gewünscht modifiziert werden. Zum Beispiel kann die zweite Haltevorrichtung jede Haltevorrichtung sein, die das Werkzeug 32 hält, wobei sie nicht auf die Werkzeughauptspindel 18 eingeschränkt ist. In dem Fall, bei dem eine vorhandene ATC als der Austauschmechanismus 28 verwendet wird, kann die zweite Haltevorrichtung eine Schneidwerkzeug-Haltevorrichtung sein, die das Schneidwerkzeug 32a hält, das durch die ATC ausgetauscht werden soll. Außerdem kann, obwohl ein Reinigungsmechanismus (der Endeffektor 40), der auf dem internen Roboter 24 angebracht ist, verwendet wird, um um das Werkzeug 32, das durch die erste Haltevorrichtung gehalten wird, zu reinigen, ein derartiger Reinigungsmechanismus vom internen Roboter 24 getrennt vorgesehen sein. Zum Beispiel kann ein Mechanismus zum Zuführen von Schneidöl und Luft an den Ort der laufenden Bearbeitung, mit dem die Werkzeugmaschine 10 im Allgemeinen ausgestattet ist, als ein Reinigungsmechanismus verwendet werden.
Bezugszeichenliste
10 Werkzeugmaschine, 12 Bearbeitungskammer, 14 Vordertür, 16 Werkstückhauptspindel, 18 Werkzeughauptspindel, 20 unterer Werkzeugständer, 22 Revolver, 24 interner Roboter, 26 Aufbewahrungseinheit, 27 Klappe, 28 Austauschmechanismus, 30 Reitstock, 32 Werkzeug, 32a Schneidwerkzeug, 32b Spannkopfklaue, 32c Reitstockwerkzeug, 34 Hauptspindelende, 38 Roboterarm, 39 Steuereinrichtung, 40 Endeffektor, 42 Werkzeughalter, 42e Eingriffseinheit, 42m Maschinenverbinder, 42t Werkzeugverbinder, 48 Werkzeugmagazin, 50 Austauscharm, 52 Eingriffshaken, 56 Verriegelungsloch, 60 Roboter, 62 Dreharm
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2019012469 [0001]
JP 2016055370 A [0007]
JP H05285766 A [0007]

Claims

Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks mittels eines Schneidwerkzeugs, wobei die Werkzeugmaschine Folgendes umfasst: eine erste Haltevorrichtung, die in einer Bearbeitungskammer eingebaut ist, wobei die erste Haltevorrichtung zum Halten eines Werkzeugs dient; eine zweite Haltevorrichtung, die in der Bearbeitungskammer eingebaut ist, wobei die zweite Haltevorrichtung zum Halten des Werkzeugs dient; eine Aufbewahrungseinheit zum Aufbewahren eines oder mehrerer Werkzeuge; einen Austauschmechanismus zum Austauschen der Werkzeuge zwischen der zweiten Haltevorrichtung und der Aufbewahrungseinheit, wobei der Austauschmechanismus auf die erste Haltevorrichtung nicht direkt zugreifen kann; einen Roboter zum Austauschen der Werkzeuge zwischen der ersten Haltevorrichtung und der zweiten Haltevorrichtung; und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Antreibens der ersten Haltevorrichtung, der zweiten Haltevorrichtung, des Austauschmechanismus und des Roboters, wobei die Steuereinrichtung die Steuerung derart durchführt, dass die Werkzeuge zwischen der ersten Haltevorrichtung und der Aufbewahrungseinheit über den Roboter, die zweite Haltevorrichtung und den Austauschmechanismus ausgetauscht werden.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die zweite Haltevorrichtung eine Werkzeughauptspindel oder ein Werkzeugständer ist, die bzw. der ein Schneidwerkzeug als das Werkzeug hält, und der Austauschmechanismus eine automatische Werkzeugwechseleinrichtung ist, die einen Austauscharm und/oder einen Roboterarm enthält.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei die erste Haltevorrichtung ein Werkzeugständer ist, der ein Schneidwerkzeug als das Werkzeug hält.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die erste Haltevorrichtung eine Werkstückhauptspindel ist, die eine Spannkopfklaue als das Werkzeug hält.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die erste Haltevorrichtung ein Reitstock ist, der ein Reitstockwerkzeug als das Werkzeug hält.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Haltevorrichtung ein Werkzeug, das auf der ersten Haltevorrichtung gehalten werden soll, über einen Werkzeugverbinder, der dieselbe Form wie eine Werkzeugaufnahme der ersten Haltevorrichtung aufweist, und einen Maschinenverbinder, der ausgelegt ist, mit einer Werkzeugaufnahme der zweiten Haltevorrichtung verbunden zu sein, hält.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, die ferner einen Reinigungsmechanismus zum Reinigen um das Werkzeug, das auf der ersten Haltevorrichtung gehalten wird, umfasst, wobei die Steuereinrichtung bewirkt, dass der Reinigungsmechanismus vor dem Austausch der Werkzeuge zwischen der ersten Haltevorrichtung und der Aufbewahrungseinheit um das Werkzeug reinigt.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Roboter einen Hauptkörper und einen oder mehrere Endeffektoren, die auf dem Hauptkörper austauschbar angebracht sind, enthält.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, wobei der Endeffektor, der auf dem Roboter angebracht sein soll, aus einer Gruppe ausgewählt ist, die einen Endeffektor zum Greifen eines Gegenstands und einen Endeffektor zum Reinigen um das Werkzeug, das auf der ersten Haltevorrichtung gehalten wird, enthält.