DE19724635C2 - Werkzeugmaschine mit Werkzeugauswechselvorrichtung - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, die einen Arbeitsraum zum Bearbeiten von Werkstücken, eine Spindel, in der eine Aufnahme für Werkzeuge zur Bearbeitung der Werk­ stücke vorgesehen ist, sowie ein Maschinenmagazin aufweist, das zumindest einen Greifarm sowie mehrere in die Spindel einzu­ wechselnde Werkzeuge umfaßt, wobei die Spindel eine automati­ sche Spannvorrichtung zum drehfesten Einspannen der Werkzeuge in die Aufnahme umfaßt.

Derartige Werkzeugmaschinen sind allgemein bekannt.

Bei einfachen Werkzeugmaschinen werden die Werkzeuge, die häu­ fig in genormten Werkzeughaltern eingespannt sind, von Hand in die Spindel eingesetzt, wobei dort das Einspannen ebenfalls von Hand oder aber automatisch erfolgen kann. Die Zahl der zur Ver­ fügung stehenden Werkzeuge ist bei derartigen, einfachen Werk­ zeugmaschinen quasi unbegrenzt, so daß bei einer Aufspannung des Werkstückes im Arbeitsraum nacheinander beliebig viele Werkzeuge zum Einsatz kommen können.

Von Nachteil ist hier jedoch zum einen der manuelle Einsatz, der kostenintensiv ist. Andererseits ist von Nachteil, daß der Werkzeugwechsel relativ langsam erfolgt, so daß eine sehr große Span-zu-Span-Zeit resultiert, was unerwünscht ist. Derartige einfache Werkzeugmaschinen eignen sich daher in der Regel nur für Kleinserien.

Gattungsgemäße Werkzeugmaschinen weisen daher automatische Werkzeugwechselvorrichtungen auf, die aus einem Maschinenmaga­ zin Werkzeuge in die Spindel einwechseln. Dabei sind zwei ver­ schiedene Arten von Magazinen bekannt. Bei dem einen Magazin werden die Werkzeuge in einem Tellermagazin, Kettenmagazin etc. gehalten, wobei an dem Spindelrohr der Werkzeugmaschine ein, vorzugsweise zwei Greiferarme vorgesehen sind. Während einer der beiden Greiferarme ein gebrauchtes Werkzeug aus der Spindel entnimmt, überführt der andere Greiferarm ein einzuwechselndes Werkzeug aus dem Maschinenmagazin in die Aufnahme in der Spin­ del. Durch diesen "Gegentaktbetrieb" läßt sich ein sehr schnel­ ler Werkzeugwechsel realisieren, wobei das Maschinenmagazin in der Regel mit dem Spindelstock mitfährt, so daß sich eine "variable Wechselebene" ergibt. Dies bedeutet, daß in quasi je­ der Position der Arbeitsspindel Werkzeuge ausgewechselt werden können. Bei dem sich mitbewegenden Maschinenmagazin ist jedoch von Nachteil, daß dieses nur die Anzahl von Werkzeugen aufneh­ men kann, für die es ausgelegt ist, eine nachträgliche Erweite­ rung ist nicht möglich. Wird das Maschinenmagazin aus diesem Grunde bereits von Anfang an für sehr viele Werkzeuge ausge­ legt, so weist es ein entsprechendes Gewicht auf, was sich bei der Bewegungsgeschwindigkeit des Ständers als nachteilig erwei­ sen kann.

Die z. Zt. schnellsten Maschinenmagazine/Werkzeugwechsel­ vorrichtungen umfassen kranzartig an dem Spindelrohr bzw. an einer Hülse angeordnete Greiferarme, von denen jeder ein eige­ nes Werkzeug trägt, das sowohl in einer Magazinposition als auch in der Arbeitsposition an dem Werkzeuggreifer des jeweili­ gen Greiferarmes verbleibt. Derartige Maschinenmagazine/Werk­ zeugwechselvorrichtungen umfassen 8, 12, 16 oder auch 20 Grei­ ferarme und damit zu speichernde Werkzeuge. Weil bei derart ausgerüsteten Werkzeugmaschinen keine Bewegungen der Maschinen­ magazine erforderlich sind, um das nächste Werkzeug zum Ein­ wechseln bereitzustellen, lassen sich sehr schnelle Span-zu- Span-Zeiten erreichen.

Von Nachteil ist bei den zuletzt beschriebenen Werkzeugmaschi­ nen jedoch, daß die Zahl der Werkzeuge, die in einer Werkstück­ aufspannung eingesetzt werden können, begrenzt ist. Die Zahl der Greiferarme kann nachträglich nicht mehr erhöht werden, wo­ bei aus geometrischen Gründen auch bei Neukonstruktionen die Zahl der Werkzeuge auf ca. 20 begrenzt ist. Hier ist noch zu bedenken, daß die Werkzeuge in der Regel nicht unmittelbar ge­ halten und eingespannt werden, sondern daß sie an genormten Werkzeughaltern befestigt sind, z. B. einem SK- oder HSK- Werkzeughalter. Diese genormten Werkzeughalter weisen nun wie­ derum beträchtliche seitliche Abmaße auf, woraus die oben be­ reits erwähnte Beschränkung bezüglich der Zahl der zur Verfü­ gung stehenden Werkzeuge resultiert.

Wenn Werkstücke zu bearbeiten sind, für die in einer einzigen Aufspannung mehr unterschiedliche Werkzeuge eingesetzt werden müssen als dies bei den vorhandenen Werkzeugmaschinen möglich ist, so werden die Werkstücke in der Regel auf zwei oder drei unterschiedlichen Werkzeugmaschinen nacheinander bearbeitet, wozu die Werkstücke jedoch von einer in die andere Maschine überführt werden müssen, was wegen der unterschiedlichen Ein­ spannung zu Genauigkeitsproblemen führt.

Der Anmelderin ist es auch bekannt, daß Werkstücke durch Spin­ delgreifer, Wiegenplatten etc. auf derselben Werkzeugmaschine sogar umgespannt werden können, so daß hierdurch ein noch höhe­ rer Bedarf an unterschiedlichen Werkzeugen entsteht, denn mit der Zahl der Umspannungen eines Werkstückes steigt in der Regel auch die Zahl der einzusetzenden Werkzeuge.

Zusammengefaßt bedeutet dies, daß gegenwärtig die Anforderungen bei Werkzeugmaschinen dahin gehen, daß immer mehr Werkzeuge zur Verfügung gestellt werden müssen, wobei der Werkzeugwechsel sehr schnell durchführbar sein muß. Darüber hinaus sollen die mit der Lösung dieser Probleme verbundenen Investitionskosten selbstverständlich so gering wie möglich sein.

Aus der DE 44 21 624 A1 sowie der DE 37 31 280 C2 sind in die­ sem Zusammenhang noch Werkzeugmaschinen bekannt, bei denen Werkzeuge mittels eines Hub- und Schwenkarmes zwischen der Spindel sowie einem Werkzeugmagazin ausgewechselt werden. Der Schwenkarm kann dabei entweder selbst eine eigene Hubbewegung durchführen, oder aber auf einem Werkstücktisch befestigt sein, dessen Hubbewegung zum Ein- und Ausheben der Werkzeuge in die bzw. aus der Spindel genutzt wird. Als Werkzeugmagazin ist ent­ weder ein Tellermagazin oder aber ein Kettenmagazin vorgesehen.

Bei beiden Werkzeugmaschinen ist von Nachteil, daß die Schwenk­ arme relativ zeitaufwendige Bewegungen durchführen müssen, um ein Werkzeug zwischen dem Werkzeugmagazin sowie der Spindel auszuwechseln, was insgesamt zu einem langsamen Werkzeugwechsel führt. Weiter ist von Nachteil, daß der Werkzeugwechsel erst abgeschlossen ist, wenn der in den Arbeitsraum hineingeschwenk­ te Schwenkarm wieder vollständig aus dem Arbeitsraum herausbe­ wegt wurde.

Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der vorliegenden Erfin­ dung, die eingangs genannten Werkzeugmaschine derart weiterzu­ bilden, daß die Zahl der verfügbaren Werkzeuge auf konstruktiv einfache Weise erhöht und dennoch ein schneller Werkzeugwechsel ermöglicht wird.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei der eingangs genannten Werkzeugmaschine dadurch gelöst, daß eine Werkzeugauswechsel­ vorrichtung vorgesehen ist, die ein externes Werkzeugmagazin und eine Einrichtung zum Plazieren eines Werkzeuges aus dem ex­ ternen Werkzeugmagazin in dem Arbeitsraum umfaßt, und daß das Werkzeug durch die Spindel anfahrbar und einspannbar ist.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird auf diese Wei­ se vollkommen gelöst.

Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben nämlich erkannt, daß es möglich ist, zusätzlich zu dem Maschinenmagazin mit zu­ geordneter Werkzeugwechselvorrichtung noch eine Werkzeugaus­ wechselvorrichtung mit externem Werkzeugmagazin vorzusehen. Der Grundgedanke der Erfindung liegt darin, durch die Einrichtung zum Plazieren eines Werkzeuges im wesentlichen die Positionier­ möglichkeiten der Spindel sowie deren automatische Spannvor­ richtung zu verwenden, um ein in den Arbeitsraum eingebrachtes Werkzeug aufzunehmen und einzuspannen.

Unabhängig von der Konstruktion der Werkzeugmaschine und der Art ihres Maschinenmagazines können durch das externe Werkzeug­ magazin weitere Werkzeuge bereitgestellt werden, von denen durch die genannte Einrichtung jeweils eines z. Zt. in den Ar­ beitsraum eingebracht und dort von der Spindel für den nächsten Bearbeitungsschritt aufgenommen werden kann.

In dem externen Werkzeugmagazin können z. B. solche Werkzeuge gespeichert werden, die nur relativ selten eingesetzt werden müssen, so daß die ggf. längere Zeit zum Einwechseln eines Werkzeuges aus dem externen Werkzeugmagazin über alles gesehen keine Zeitnachteile mit sich bringt. Hier ist nämlich zu beden­ ken, daß es jetzt wegen der zusätzlichen Werkzeugauswechselvor­ richtung nicht mehr erforderlich ist, ein Werkstück in eine an­ dere Werkzeugmaschine umzuspannen, bevor die letzten Arbeiten an diesem Werkstück durchgeführt werden können. Insgesamt er­ gibt sich damit eine deutlich flexiblere Fertigung, zumal jetzt auch Spindelgreifer eingesetzt werden können, um das Werkstück in ein und derselben Werkzeugmaschine in unterschiedlichen Auf­ spannungen zu bearbeiten. Die Zahl der dabei einzusetzenden Werkzeuge kann durch das externe Werkzeugmagazin dabei beliebig erhöht werden, wobei die häufig einzusetzenden Standardwerkzeu­ ge nach wie vor im Maschinenmagazin gehalten werden.

Bei der neuen Werkzeugauswechselvorrichtung ist es dann bevor­ zugt, wenn die Werkzeugauswechselvorrichtung insgesamt an einem Träger aufgebaut ist, der an einem festen Werkstücktisch oder einem Gestell der mit der Werkzeugauswechselvorrichtung zu ver­ sehenden Werkzeugmaschine befestigt wird.

Diese Maßnahme ist konstruktiv von Vorteil, die Werkzeugaus­ wechselvorrichtung läßt sich auf sehr einfache Weise nachrü­ sten, der Träger muß lediglich an dem Werkstücktisch oder dem Gestell der nachzurüstenden Werkzeugmaschine befestigt werden. Sämtliche Justierungen der beweglichen Teile der Werkzeugaus­ wechselvorrichtung können vorab erfolgen.

Weiter ist es bevorzugt, wenn die Einrichtung zum Plazieren ei­ nes Werkstückes einen Werkzeuggreifer mit mindestens einer ak­ tiv zu öffnenden Greiferhand umfaßt.

Hier ist von Vorteil, daß das gehaltene Werkstück sicher trans­ portiert wird und nur durch aktives Öffnen aus der Greiferhand entnommen werden kann. Das gehaltene Werkzeug kann auch bei sehr schnellen Bewegungen der Einrichtung folglich nicht aus der Greiferhand herausfallen.

Weiter ist es bevorzugt, wenn der Werkzeuggreifer ein Dop­ pelgreifer mit zwei Greiferhänden ist, deren Positionen durch Verschwenken des Doppelgreifers vertauschbar sind.

Mit dieser Maßnahme sind eine ganze Reihe von Vorteilen verbun­ den. Zum einen ermöglicht es der Doppelgreifer bei einer einzi­ gen Positionierung des Werkzeuggreifers im Arbeitsraum sowohl ein Werkzeug aus der Spindel zu entnehmen als auch - nach Ver­ schwenken des Doppelgreifers - ein mitgebrachtes neues Werkzeug einzuwechseln. Auf diese Weise ist es weiter möglich, relativ zügig eine ganze Reihe von Werkzeugen aus dem externen Werkzeugmagazin in das Maschinenmagazin einzuwech­ seln. Nachdem die Spindel ein altes Werkzeug abgelegt und ein neues Werkzeug aus der Werkzeugauswechselvorrichtung entnom­ men hat, kann dieses neue Werkzeug jetzt durch die übliche Werkzeugwechselvorrichtung in das Maschinenmagazin überführt werden, woraufhin dann ein weiteres Werkzeug aus dem Maschi­ nenmagazin in die Spindel eingesetzt wird, um dann mit Hilfe der Werkzeugauswechselvorrichtung gegen ein weiteres Werkzeug aus dem externen Werkzeugmagazin ausgetauscht zu werden. Auf diese Weise können mit relativ wenig Bewegungsvorgängen schnell Werkzeuge zwischen dem Maschinenmagazin und dem ex­ ternen Werkzeugmagazin überführt werden.

Weiter ist es bevorzugt, wenn die oder jede Greiferhand über einen nach oben vorstehenden Bolzen betätigbar ist, der zum Öffnen der Greiferhand nach unten zu drücken ist.

Diese Maßnahme ist an sich bekannt. Ein derartiger Greifer mit aktiv zu öffnender und unter Federkraft selbsttätig schließender Hand ist z. B. aus dem europäischen Patent EP 0 291 828 bekannt, auf das hier ausdrücklich Bezug genommen wird. Der Vorteil des Einsatzes einer derartigen Greiferhand liegt darin, daß zum einen die Werkzeuge bzw. die Werkzeug­ halter durch die schließenden Federkräfte sicher gehalten werden und daß ein versehentliches Öffnen der Greiferhand insbesondere während eines schnellen Plazierens nicht erfol­ gen kann. Ein weiterer Vorteil liegt darin, daß das Öffnen der Greiferhand z. B. durch Anfahren eines raumfesten Anschla­ ges überall erfolgen kann. Im Zusammenhang mit der neuen Werkzeugauswechselvorrichtung wird die Greiferhand jedoch über das Spindelrohr geöffnet, das in Anlage mit dem Bolzen gelangt, wenn die Spindel sich sozusagen auf das in dem Ar­ beitsraum plazierte Werkzeug aufschiebt. Das bedeutet jedoch, daß keine weiteren Betätigungsvorrichtungen an der neuen Werkzeugauswechselvorrichtung vorgesehen werden müssen, um die in den Arbeitsraum hinein bewegte Greiferhand aktiv zu öffnen. Für dieses aktive Öffnen wird vielmehr die Bewegung der Spindel verwendet.

Dabei ist es dann weiter bevorzugt, wenn der Werkzeuggreifer an einem Schwenkarm derart angeordnet ist, daß er beim Ver­ schwenken des Schwenkarmes um seine Schwenkachse in den oder aus dem Arbeitsraum seine winkelmäßige Ausrichtung nicht ver­ ändert.

Hier ist von Vorteil, daß der Werkzeuggreifer durch den Schwenkarm auf einfache und schnelle Weise in den Arbeitsraum bewegt werden kann, wobei weiter von Vorteil ist, daß bei diesem Verschwenken die Ausrichtung des Werkzeuggreifers er­ halten bleibt, so daß keine nachträglichen Lagekorrekturen erforderlich sind.

Es ist dann bevorzugt, wenn der Werkzeuggreifer auf einer Welle sitzt, die über einen Riemen verdrehbar ist, der durch den Schwenkarm verläuft und von einer weiteren Welle ange­ trieben ist, die konzentrisch zur Schwenkachse verläuft.

Hier ist zunächst von Vorteil, daß der Werkzeuggreifer auch dann noch verdreht werden kann, wenn er in den Arbeitsraum hinein geschwenkt wurde. Zum Werkzeugwechsel über den Dop­ pelgreifer ist es also nicht erforderlich, mit der Spindel den Doppelgreifer zweimal unterschiedlich anzufahren, viel­ mehr kann der Doppelgreifer z. B. eine 90°- oder 180°-Drehung durchführen, was über den Riementrieb bewirkt wird. Durch die konzentrische Anordnung der Antriebswelle des Riementriebes wird ferner sichergestellt, daß sich der Werkstückgreifer in seiner Winkelausrichtung nicht verändert, wenn er in den Ar­ beitsraum eingeschwenkt wird. Hierzu ist es lediglich erfor­ derlich, daß die beiden Riemenräder auf den beiden Wellen gleiche Durchmesser haben.

Weiter ist es bevorzugt, wenn das externe Werkzeugmagazin längsverschieblich gelagert ist, so daß es zur Werkzeugüber­ gabe auf den Werkzeuggreifer zu bewegt werden kann.

Hier ist von Vorteil, daß eine weitere, von den übrigen Bewe­ gungen entkoppelte Bewegung zur Werkzeugübergabe zwischen dem externen Werkzeugmagazin und dem Werkzeuggreifer vorgesehen ist, was sich auf konstruktiv einfache Weise an dem Träger realisieren läßt. Ferner gestaltet sich der oben erwähnte Riementrieb konstruktiv besonders einfach, wenn der Werkzeug­ greifer seine Lage an dem Schwenkarm nicht verändert.

In einer Weiterbildung ist es dann bevorzugt, wenn das Werk­ zeugmagazin die Werkzeuge unter Federspannung hält, wobei vorzugsweise im Bereich des Werkzeugmagazines ein Betäti­ gungsmechanismus für den Werkzeuggreifer vorgesehen ist, um den Werkzeuggreifer für die Übergabe eines Werkzeuges an das Werkzeugmagazin zu öffnen.

Diese Maßnahmen sind konstruktiv von Vorteil, sie ermöglichen ein zielsicheres aktives Übergeben von Werkzeugen an das Werkzeugmagazin, wobei durch den Betätigungsmechanismus be­ stimmt wird, ob der Werkzeuggreifer ein Werkzeug in das Werk­ zeugmagazin einsetzt oder aus diesem entnimmt.

Weiter ist es bevorzugt, wenn das Werkzeugmagazin ein Teller­ magazin oder ein Kettenmagazin ist.

Hier ist von Vorteil, daß Tellermagazine sehr einfach aufge­ baut sind und ggf. als Ganzes ausgewechselt werden können.

Hier ist es dann weiter bevorzugt, wenn das Tellermagazin über ein Malteserkreuzgetriebe verdreht wird.

Auch diese Maßnahme ist konstruktiv von Vorteil. Wie es all­ gemein bekannt ist, läßt sich ein Malteserkreuzgetriebe leicht außer Eingriff bringen, so daß sich die längsver­ schiebliche Lagerung des Werkzeugmagazines leicht realisieren läßt. Es ist nicht erforderlich, daß der Motor und der Bolzen des Malteserkreuzgetriebes mit verschoben werden.

Andererseits ist es bevorzugt, wenn das Tellermagazin über einen Servomotor verdreht wird, der zusammen mit dem Teller­ magazin längsverschieblich gelagert ist.

Hier ist von Vorteil, daß ein Servomotor ein erheblich schnelleres Verdrehen des Tellermagazines ermöglicht, als es bei einem Malteserkreuzgetriebe der Fall ist. Mit Hilfe des Servomotors können nämlich Zwischenpositionen übergangen wer­ den, was bei einem Malteserkreuzgetriebe nicht der Fall ist. Allerdings muß der Servomotor jetzt zusammen mit dem Teller­ magazin längsverschieblich gelagert werden, weil er nicht au­ ßer Eingriff mit dem Tellermagazin geraten darf, um seine Lageinformation nicht zu verlieren.

Die neue Werkzeugauswechselvorrichtung umfaßt diverse, voneinander entkoppelte Antriebe. Zum einen gibt es einen an dem Träger befestigten Schwenkantrieb, über den der Schwenkarm in den Arbeitsraum hinein geschwenkt wird. Durch den Schwenkarm hindurch arbeitet ein Drehantrieb für den Werkzeuggreifer. Dieser Drehantrieb ist ein Riementrieb mit zwei Riemenscheiben, die in der Drehachse des Werkzeuggrei­ fers bzw. der Schwenkachse des Schwenkarmes liegen. Ferner ist ein Antrieb zum linearen Verschieben des Tellermagazines auf den Werkzeuggreifer zu bzw. von dem Werkzeuggreifer weg vorgesehen. Diese Bewegung erfolgt dann, wenn der Werkzeug­ greifer aus dem Arbeitsraum zurückgezogen ist und sich in ei­ ner Position gegenüber des Tellermagazines befindet. Durch das Aufeinanderzuschieben zwischen Werkzeuggreifer und Tel­ lermagazin wird jetzt ein Werkzeug bzw. Werkzeughalter sozu­ sagen sowohl von dem Werkzeuggreifer als auch von dem Teller­ magazin gehalten. Sowohl am Tellermagazin als auch an der Greiferhand sind feste Backen vorgesehen, die von unter­ schiedlichen Seiten, aber aufeinander zu in die Greifernut am Werkzeughalter angreifen. Auf der einen Seite der festen Bac­ ken wirken die Federn des Tellermagazines während auf der an­ deren Seite die beweglichen Backen der Greiferhand angeordnet sind. Wenn die beweglichen Backen jetzt geöffnet werden, ver­ bleibt das Werkzeug im Tellermagazin, während es bei ge­ schlossenen Backen aus dem Tellermagazin herausgezogen wird, wenn dieses wieder zurückgezogen wird.

Für die Betätigung der beweglichen Backen ist eine Art Hebel vorgesehen, der auf den Bolzen drückt, über den die bewegli­ chen Backen gespreizt werden. Als fünfter unabhängiger An­ trieb ist noch der Drehantrieb für das Tellermagazin vorgese­ hen. Alle fünf Antriebe sind an dem Träger der Werkzeugaus­ wechselvorrichtung angeordnet, so daß sie zueinander justiert werden können, bevor eine Werkzeugmaschine mit der neuen Werkzeugauswechselvorrichtung bestückt wird.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine neue Werkzeugmaschine in schematischer Seiten­ ansicht und mit der neuen Werkzeugauswechselvor­ richtung versehen;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Werkzeugmaschine aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Draufsicht auf das Tellermagazin der Werkzeug­ maschine aus Fig. 1;

Fig. 4 eine schematische Seitenansicht, die das Zusammen­ wirken von Tellermagazin und Greiferhand bei der Werkzeugmaschine aus Fig. 1 zeigt;

Fig. 5 in schematischer Seitenansicht den Riemenantrieb für die Greiferhand bei der Werkzeugmaschine aus Fig. 1;

Fig. 6 verschiedene Stadien beim Auswechseln eines Werk­ zeuges zwischen Spindel und externem Werkzeugmaga­ zin;

Fig. 7 in schematischer und ausschnittsweiser Seitenan­ sicht die Werkzeugwechselvorrichtung der Werkzeug­ maschine aus Fig. 1, mit einem Greiferarm in Ar­ beitsposition; und

Fig. 8 eine Darstellung wie Fig. 7, jedoch mit dem Werk­ zeug in Magazinposition.

In Fig. 1 ist mit 10 eine Werkzeugmaschine bezeichnet, die eine Spindel 11 umfaßt, in der ein Werkzeug 12 eingespannt ist, um in einem Arbeitsraum 13 ein schematisch angedeutetes Werkstück 14 zu bearbeiten. Das Werkstück 14 ist auf einem Werkstücktisch 15 aufgespannt.

Die Werkzeugmaschine 10 umfaßt ein Maschinenmagazin 16, in dem verschiedene Werkzeuge 12 unter 45° in ihrer Magazinstel­ lung gehalten sind. Ein derartiges Werkzeug 12' ist in Fig. 1 gezeigt. Jedes der Werkzeuge 12, 12' wird von einem eigenen Greiferarm gehalten, wie dies im Zusammenhang mit den Fig. 7 und 8 noch beschrieben wird.

Die Werkzeugmaschine 10 umfaßt ein Maschinengestell 17, an dem zum einen der Werkstücktisch 15 befestigt ist. Oben auf dem Maschinengestell 17 sitzt ferner ein erster Schlitten 18, der senkrecht zur Zeichenebene verfahrbar ist. Auf dem ersten Schlitten 18 sitzt ein zweiter Schlitten 19, der in der Zei­ chenebene der Fig. 1 waagerecht zu verfahren ist. An diesem zweiten Schlitten 19 wiederum sitzt ein Spindelkopf 21, der die Spindel 11 trägt, die in der Zeichenebene der Fig. 1 senkrecht zu verfahren ist. Durch den ersten Schlitten 18, den zweiten Schlitten 19 sowie den Spindelkopf 21 kann die Spindel 11 nahezu jeden Punkt im Arbeitsraum 13 der Werkzeug­ maschine 10 anfahren, um das Werkstück 14 an beliebigen Stel­ len zu bearbeiten. Während dieser Bearbeitung können ver­ schiedene Werkzeuge 12, 12' aus dem Maschinenmagazin 16 ein­ gewechselt werden. Häufig ist die Zahl der in dem Maschinen­ magazin 16 gespeicherten Werkzeuge 12, 12' jedoch nicht aus­ reichend, um alle an einem Werkstück 14 durchzuführenden Be­ arbeitungen in einer einzigen Werkzeugmaschine 10 durchführen zu können. Bei der in Fig. 1 in schematischer Seitenansicht von links gezeigten Werkzeugmaschine sind z. B. insgesamt zwölf Werkzeuge 12, 12' in dem Maschinenmagazin 16 vorhanden.

Um nun die Zahl der Werkzeuge 12, 12' zu erhöhen, ist die Werkzeugmaschine 10 mit einer Werkzeugauswechselvorrichtung 22 versehen, die in Fig. 1 hinter dem Werkstücktisch 15 sowie der Spindel 11 angeordnet ist, wie es sich besser aus Fig. 2 ergibt. Um den oberen Teil der Werkzeugauswechselvorrichtung 22 in Fig. 1 darstellen zu können, wurde der Spindelkopf 21 teilweise weggebrochen dargestellt.

Die Werkzeugauswechselvorrichtung 22 ist mit allen ihren Ag­ gregaten an einem Träger 24 aufgebaut, der hinten an dem Ma­ schinengestell 17 befestigt ist. Alternativ wäre es auch mög­ lich, den Träger 24 an dem Werkstücktisch 15 zu befestigen. Weil die Werkzeugauswechselvorrichtung 22 eine kompakte, ei­ genständige Einheit ist, kann sie auch bei bestehenden Werk­ zeugmaschinen jederzeit nachgerüstet werden. Je nach Bauart der nachzurüstenden Werkzeugmaschine wird der Träger 24 dabei an dem Maschinengestell 17 oder an dem Werkstücktisch 15 mon­ tiert.

Die Werkzeugauswechselvorrichtung 22 umfaßt im wesentlichen zwei Baueinheiten, nämlich einmal ein externes Werkzeugmaga­ zin 25, in dem weitere Werkzeuge 12 gehalten sind. Ferner ist eine Einrichtung 26 zum Plazieren der Werkzeuge 12 in dem Ar­ beitsraum 13 vorgesehen.

An dem Träger 24 ist eine Art Portalarm 27 angeordnet, der an seinem oberen Ende das externe Werkzeugmagazin 25 trägt. Die Einrichtung 26 umfaßt einen zugeordneten Schwenkarm 28, der um eine bei 29 angedeutete Schwenkachse verschwenkbar ist, wozu ein Schwenkantrieb 31 vorgesehen ist.

In dem Ausführungsbeispiel der Fig. 1 umfaßt der Schwenkan­ trieb 31 eine um eine Schwenkachse 32 an dem Träger 24 schwenkbar befestigte Kolben-Zylindereinheit 33, deren Kolben 34 um eine Schwenkachse 35 verdrehbar gelenkig an dem Schwenkarm 28 gelagert ist.

Wenn der Kolben 34 ausgefahren wird, dann schwenkt der Schwenkarm 28 um die Schwenkachse 29 aus der Zeichenebene der Fig. 1 heraus in den Arbeitsraum 13 hinein, wie dies anhand von Fig. 2 weiter unten noch näher erläutert wird. Beim Ein­ fahren des Kolbens 34 wird der Schwenkarm 28 entsprechend in seine in Fig. 1 gezeigte Stellung zurückgefahren.

An seinem freien äußeren Ende trägt der Schwenkarm 28 ein nach oben weisendes Rohr 37, an dessen oberem Ende ein schwenkbarer Werkzeuggreifer 38 angeordnet ist. Der Werkzeu­ greifer 38 ist dazu eingerichtet, Werkzeuge 12 aus dem exter­ nen Werkzeugmagazin 25 zu entnehmen bzw. in dieses zurückzu­ bringen. Wie die Übergabe von Werkzeugen zwischen dem Werk­ zeuggreifer 38 und dem externen Werkzeugmagazin 25 geschieht, wird weiter unten anhand der Fig. 3 und 4 erläutert.

Der Portalarm 27 trägt an seinem oberen Ende eine Schiene 41, die in der in Fig. 1 gezeigten Stellung etwa parallel zu dem Schwenkarm 28 verläuft. An der Schiene 41 ist ein Schlitten 42 in Richtung eines Pfeiles 43 längsverschieblich geführt, wobei ein Schlittenantrieb 44 vorgesehen ist, um den Schlit­ ten 42 zwischen seinen beiden Endpositionen hin- und herzu­ schieben.

Der Schlitten 42 trägt ein nach unten weisendes Tellermagazin 45, in dem die Werkzeuge 12 gehaltert sind. Statt des Teller­ magazins 45 kann auch ein Kettenmagazin verwendet werden. Oben an dem Schlitten 42 ist ein Malteserkreuzgetriebe 46 vorgesehen, das über einen Motor 47 mit Kurbel 48 das Teller­ magazin 45 verdreht. Jede Umdrehung der Kurbel 48 schaltet das Tellermagazin 45 um eine Stellung weiter, wobei die ver­ schiedenen, so definierten Stellungen jeweils so gewählt sind, daß sich ein Werkzeug 12 bzw. ein Werkzeughalteplatz in dem Tellermagazin 45 sowie ein Werkzeughalteplatz bzw. ein Werkzeug 12" in dem Werkzeuggreifer 38 gegenüberstehen. Zur Übergabe von Werkzeugen 12 zwischen dem Werkzeuggreifer 38 und dem Tellermagazin 45 wird das letztere jetzt in Richtung des Pfeiles 43 verschoben, so daß sowohl der Werkzeuggreifer 38 als auch das Tellermagazin 45 kurzfristig gemeinsam an dem Werkzeug 12" in Eingriff sind.

In noch zu beschreibender Weise wird jetzt durch einen bei 49 angedeuteten Betätigungsmechanismus in Richtung eines Pfeiles 51 eine Betätigungsbewegung auf den Werkzeuggreifer 38 ausge­ übt, so daß dieser das Werkzeug 12' freigibt, so daß es in dem Tellermagazin 45 bleibt, oder aber ein Werkzeug 12 er­ greift, so daß er es beim Zurückfahren des Schlittens 42 aus dem Tellermagazin 45 herauszieht.

Unter dem Träger 24 ist ein weiterer Schwenkantrieb 52 vorge­ sehen, über den der Werkzeugreifer 38 um seine bei 53 ange­ deutete Schwenkachse verschwenkt werden kann. In dem Ausfüh­ rungsbeispiel der Fig. 1 umfaßt der Schwenkantrieb 52 eine Kolben-Zylindereinheit 54, die um eine Schwenkachse 55 ver­ drehbar an dem Träger 24 gelagert ist. Mit ihrem Kolben 56 ist die Kolben-Zylindereinheit 54 gelenkig mit einem Hebel 57 verbunden, der um die Schwenkachse 29 verdrehbar ist. Durch das Verdrehen des Hebels 57 wird ein Riementrieb betätigt, der durch den hohlen Schwenkarm 28 verläuft und den Werkzeug­ greifer 38 verdreht. Wie dies erfolgt, wird im Zusammenhang mit der Fig. 5 beschrieben.

In Fig. 2 ist die Werkzeugmaschine 10 aus Fig. 1 in der Draufsicht gezeigt. Es ist zunächst zu erkennen, daß der Werkzeuggreifer 38 ein Doppelgreifer 61 mit zwei Greiferhän­ den 62, 63 ist. Durch Verschwenken um die Schwenkachse 53 mittels des Schwenkantriebes 52 wird jetzt eine der beiden Greiferhände 62, 63 so ausgerichtet, daß sie auf das Teller­ magazin 45 zuweist, in dem die Werkzeuge 12 gespeichert sind.

In der in Fig. 2 gezeigten Stellung hat die Greiferhand 62 ein Werkzeug 12' ergriffen, während die Greiferhand 63 leer ist und ein neues Werkzeug aufgreifen kann.

Durch Ausfahren der Kolbenstange 34 wird der Schwenkarm 28 jetzt in die in Fig. 2 waagerecht gezeigte Stellung ver­ schwenkt, so daß der Werkzeuggreifer 38 in den Arbeitsraum 13 der Werkzeugmaschine 10 hinein gelangt. Der Schwenkarm 28 schwenkt dabei um seine Schwenkachse 29, während die Kolben- Zylindereinheit 33 um die Schwenkachse 32 sowie die Schwen­ kachse 35 verdreht, was das Ausfahren des Schwenkarmes 28 be­ wirkt.

In Fig. 2 ist mit einem durchgezogenen Kreis die Spindel 11 angedeutet, wobei durch zwölf strichpunktierte Linien, die sternförmig von der Spindel 11 abgehen, Greiferarme 64 des Werkzeugmagazines 16 schematisch angedeutet sind. Es ist zu erkennen, daß die Greiferarme 64 einen Winkelbereich 65 von ca. 90° freilassen. Dieser Bereich 65 ist dem Maschinenge­ stell 17 zugewandt.

Vor dem Einschwenken des Schwenkarmes 28 längs eines Pfeiles 66 in den Arbeitsraum 13 wird die Spindel 11 in die bei 11' gezeigte Position verschoben, so daß der Werkzeuggreifer 38 durch den Winkelbereich 65 hindurch unter die Spindel 11 ver­ schwenkt wird. Der Schwenkarm 28 selbst geht dabei unter den Werkzeugen 12' hindurch, die sich in ihrer Magazinposition befinden, während das weiter nach oben vorstehende Rohr 37 mit dem dort befestigten Werkzeuggreifer 38 (siehe Fig. 1) zur Vermeidung von Kollisionen mit den Werkzeugen 12' durch den Winkelbereich 45 geführt werden muß.

Die Greiferhand 63 entnimmt jetzt das Werkzeug 12 aus der Spindel 11, woraufhin dann der Werkzeuggreifer 38 um seine Schwenkachse 53 verdreht wird, so daß das Werkzeug 12' jetzt in die Spindel 11 eingesetzt werden kann. Daraufhin wird der Schwenkarm 28 aus dem Arbeitsraum 13 zurückgeschwenkt und das übernommene Werkzeug 12 kann in dem Tellermagazin 45 abgelegt werden.

Die Übergabe zwischen Spindel 11 und Greiferhand 61, 62 er­ folgt dadurch, daß die Spindel von oben auf das Werkzeug auf­ fährt, woraufhin dann ein automatisches Verspannen des Werk­ zeuges in der Spindel vonstatten geht. In diesem Zusammenhang wird auch die Greiferhand auf noch zu beschreibende Weise ak­ tiv geöffnet, so daß die Spindel das Werkzeug entnehmen kann. Beim Einsetzen eines Werkzeuges aus der Spindel in eine Grei­ ferhand fährt die Spindel wiederum die Greiferhand an, wo­ raufhin das Werkzeug ausgekuppelt und beim Hochfahren der Spindel automatisch geschlossen wird.

Die Werkzeugauswechselvorrichtung 22 kann damit sowohl zum Überführen von Werkzeugen zwischen dem Maschinenmagazin 16 und dem Tellermagazin 45 dienen als auch zum kurzfristigen Einwechseln für eine einmalige Bearbeitung eines Werkzeuges 12 aus dem Tellermagazin 45 in die Spindel 11. Durch das Tel­ lermagazin 45, das seinerseits wiederum einfach ausgetauscht werden kann, bietet sich hier die Möglichkeit, die Zahl der verfügbaren Werkzeuge 12 nahezu beliebig zu steigern, wobei das Auswechseln mittels der Werkzeugauswechselvorrichtung 22 nur unwesentlich langsamer erfolgt als der Werkzeugwechsel mit dem Maschinenmagazin 16 selbst.

In Fig. 3 ist das Tellermagazin 45 in einer Draufsicht ge­ zeigt. Es umfaßt zunächst eine Trägerplatte 71, in der im Querschnitt halbkreisförmige Aufnahmen 72 vorgesehen sind. Um die Aufnahmen 72 herum sind U-förmige Federstücke 73 angeord­ net, die zum Halten der Werkzeuge 12 dienen, wie dies jetzt anhand von Fig. 4 beschrieben wird.

In Fig. 4 ist schematisch in einer Seitenansicht der Bereich des Tellermagazines 45 dargestellt. Zunächst ist zu erkennen, daß an der Trägerplatte 71 die Federstücke 73 unterhalb der Aufnahmen 72 vorgesehen sind, wobei die letzteren feste Bac­ ken 74 bilden, mit denen sie in eine übliche Greifernut 75 eines Werkzeughalters 76 eingreifen. Die Federstücke 73 er­ fassen den Werkzeughalter 76 an seinem Schaft 77 unterhalb der Greifernut. Die Werkzeuge 12 sind in bekannter Weise je­ weils mit einem derartigen Werkzeughalter 76 versehen.

Links neben dem Werkzeughalter 76 ist der Werkzeuggreifer 38 auf seinem Rohr 37 angedeutet, wobei die Greiferhand 62 auf den Werkzeughalter 76 zuweist. Die Greiferhand 62 weist eben­ falls feste Backen 78 auf, die in die Greifernut 75 eingrei­ fen, wobei sie dabei nicht mit den festen Backen 74 des Tel­ lermagazines 75 kollidieren. Oberhalb der festen Backen 78 sind bewegliche Backen 79 vorgesehen, die aktiv geöffnet wer­ den können. Die beweglichen Backen 79 sind durch eine Feder in ihre geschlossene Stellung vorgespannt, wo sie einen auf­ genommenen Werkzeughalter 78 oberhalb der Greifernut 45 hal­ ten. Durch Druck auf einen Bolzen 81 können die beweglichen Backen 79 gegen die Kraft ihrer Schließfedern geöffnet wer­ den, wodurch sie einen gehaltenen Werkzeughalter 76 freige­ ben, so daß er seitlich aus den festen Backen 78 herausgenom­ men werden kann. Eine derartige Greiferhand ist in dem euro­ päischen Patent EP 0 291 828 B1 ausführlich beschrieben, so daß wegen weiterer Einzelheiten auf diese Druckschrift ver­ wiesen wird.

Zur Betätigung des Bolzens 81 ist an dem Schlitten 42 der Be­ tätigungsmechanismus 49 vorgesehen, der einen Hebel 82 um­ faßt, der bei 83 drehbar an dem Schlitten 42 gelagert ist. Zur Betätigung des Hebels 82 ist eine Kolben-Zylindereinheit 84 vorgesehen, die einen Bolzen 85 aufweist, der in einem Langloch 86 an dem Hebel 82 liegt. Wird die Kolben- Zylindereinheit 84 in Richtung eines Pfeiles 87 eingefahren, so schwenkt der Hebel mit seinem vorderen freien Ende 88 in die gestrichelt gezeigte Position hoch. Der Schlitten 42 kann durch den Schlittenantrieb 44 längs des Pfeiles 43 auf den Werkzeuggreifer 38 zubewegt werden, wobei der Hebel 82 in seiner durchgezogen gezeichneten Position steht, so daß der Bolzen 81 unter das freie Ende 88 gerät, dabei nach unten ge­ drückt wird und die beweglichen Backen 79 aktiv öffnet. Durch Zurückziehen des Hebels 82 in die gestrichelt gezeigte Posi­ tion werden die beweglichen Backen 79 dann wieder geschlos­ sen, so daß beim Zurückfahren des Schlittens 42 der Werkzeug­ halter 76 fest in der Greiferhand 62 gehalten wird, so daß er aus dem Federstück 73 herausgezogen werden kann.

Soll dagegen ein Werkzeughalter 76 in das Tellermagazin 45 eingesetzt werden, so bleibt der Hebel 82 beim Zurückfahren des Schlittens 42 in der durchgezogen gezeigten Position, wo die beweglichen Backen 79 geöffnet sind. Der Werkzeughalter 76 wird nun durch die Kraft der Federstücke 73 aus der Grei­ ferhand 62 herausgenommen.

In Fig. 4 ist ferner noch ein alternativer Antrieb für das Tellermagazin 45 gezeigt. Die Trägerplatte 71 sitzt hier auf einer Welle 89, die über einen Servomotor 90 angetrieben wird. Der Servomotor 90 muß dazu auch an dem Schlitten 42 be­ festigt werden, während dies bei dem Motor 47 nicht erforder­ lich war, da dort das Malteserkreuzgetriebe 46 leicht außer Eingriff bzw. in Eingriff zu bringen ist. Der Vorteil des Servomotors 90 liegt jedoch darin, daß das Tellermagazin 45 nicht mehr schrittweise getaktet werden muß, sondern daß be­ liebige Positionen unmittelbar angefahren werden können.

In Fig. 5 ist in einer ausschnittsweisen und schematischen Seitenansicht der Riemenantrieb zum Verschwenken des Werk­ zeughalters 38 näher dargestellt.

Zunächst ist zu erkennen, daß in dem Rohr 37 eine Welle 91 angeordnet ist, die um die Schwenkachse 53 verdrehbar ist und an ihrem oberen Ende den Werkzeuggreifer 38 trägt. An ihrem unteren Ende ist die Welle 91 mit einer Riemenscheibe 92 ver­ bunden, auf der ein Riemen 93 sitzt, der sich durch den hoh­ len Schwenkarm 28 zu einer weiteren Riemenscheibe 94 er­ streckt. Die Riemenscheibe 94 sitzt auf einer Welle 95, die um die Schwenkachse 29 verdrehbar ist. An ihrem unteren Ende geht die Welle 95 in den Hebel 57 über, der um eine Schwen­ kachse 96 verdrehbar mit der Kolben-Zylindereinheit 54 ver­ bunden ist.

Der Schwenkarm 28 ist mit einem Rohr 97 verbunden, das kon­ zentrisch zu der Welle 95 verläuft, diese drehbar aufnimmt und selbst drehbar in einer Hülse 98 sitzt, die wiederum an dem Träger 24 befestigt ist. An dem Schwenkarm 28 ist noch ein Zapfen 99 vorgesehen, der konzentrisch zu der Schwenkach­ se 35 verläuft und für die gelenkige Verbindung zu der Kol­ ben-Zylindereinheit 33 sorgt.

Ein Ausfahren der Kolben-Zylindereinheit 54 wird jetzt über den Hebel 57 in eine Drehbewegung der Riemenscheibe 94 und über den Riemen 93 in eine Drehbewegung der Riemenscheibe 92 umgesetzt, wodurch wiederum der Werkzeuggreifer 38 ver­ schwenkt wird. Unabhängig von dem Verschwenken des Werkzeug­ greifers 38 kann über die Kolben-Zylindereinheit 33 der Schwenkarm 28 verschwenkt werden, wobei sich das Rohr 97 dann in der Hülse 98 verdreht. Dieses Verschwenken des Schwenkar­ mes 28 hat keinen Einfluß auf die winkelmäßige Ausrichtung des Werkzeuggreifers 38 zu dem Träger 24, wenn insbesondere die beiden Riemenscheiben 92, 94 entsprechend aufeinander ab­ gestimmt sind. Bei einem Verschwenken des Schwenkarmes 28 wird nämlich der Hebel 57 durch die Kolben-Zylindereinheit 54 festgehalten, so daß sich die Riemenscheibe 94 nicht verdre­ hen kann. Beim Verschwenken des Schwenkarmes 28 wickelt sich jetzt der Riemen 93 sozusagen in Schwenkrichtung um die Rie­ menscheibe 94 herum, wodurch die Riemenscheibe 92 relativ zu dem Schwenkarm 28 verdreht wird, so daß sich auch der Werk­ zeuggreifer 38 relativ zu dem Schwenkarm 28 verdreht. Die Schwenkbewegungen des Schwenkarmes 28 zu dem Träger 24 sowie des Werkzeuggreifers 38 zu dem Schwenkarm 28 kompensieren sich aber gerade, so daß die winkelmäßige Ausrichtung des Werkzeuggreifers 38 zu dem Träger 28 erhalten bleibt. Hier­ durch ergibt sich ein sehr einfaches Positionieren, wie jetzt im Zusammenhang mit der Fig. 6 gezeigt werden soll.

In Fig. 6 sind schematisch die einzelnen Schritte angedeutet, die durchgeführt werden müssen, damit ein in der Spindel 11 aufgenommenes Werkzeug 12 durch ein Werkzeug 12' ersetzt wer­ den kann, das bereits von dem Doppelgreifer 61 erfaßt wurde. Diese Ausgangssituation ist in Fig. 6a dargestellt.

Beim Übergang nach Fig. 6b wurde der Schwenkarm 28 in den Ar­ beitsraum verschwenkt, so daß der Doppelgreifer 61 nun unter der Spindel 11 angeordnet ist. Die Spindel 11 fährt nun das Werkzeug 12 in die Greiferhand 62 ein, wobei sie mit ihrem Spindelrohr die beweglichen Backen öffnet, wie dies bereits anhand der Fig. 4 beschrieben wurde. Die Stirnseite des Spin­ delrohres wirkt hier genauso wie das freie Ende 88 des Hebels 82 aus Fig. 4.

Nachdem das Werkzeug 12 in die Greiferhand 62 eingesetzt wur­ de, kuppelt die Spindel 11 das Werkzeug 12 aus und fährt so­ weit nach oben, daß sie den Werkzeughalter freigibt, an dem das Werkzeug 12 befestigt ist.

Beim Übergang zu Fig. 6c wurde der Werkzeuggreifer 38 um 90° verschwenkt, so daß jetzt das einzuwechselnde Werkzeug 12" unter der Spindel 11 liegt, so daß diese mit ihrer Aufnahme jetzt auf den Werkzeughalter auffahren kann, wobei gleichzei­ tig die beweglichen Backen der Greiferhand 63 geöffnet wer­ den. Der Werkzeughalter kann aus der Greiferhand 63 jedoch nicht herausfallen, da er in Längsrichtung durch die festen Backen 78 (Fig. 4) des Werkzeughalters 38 gehalten ist, wäh­ rend er nicht verkippen kann, da er mit seinem oberen, konus­ förmigen Ende bereits in der Aufnahme der Spindel 11 sitzt. Nach dem Einspannen des Werkzeuges in die Spindel 11 kann die Spindel 11 dieses somit seitlich aus der Greiferhand 63 ent­ nehmen.

Der Werkzeughalter 38 wird jetzt wieder vor das Tellermagazin 45 geschwenkt, das inzwischen weitergedreht wurde, so daß der Leerplatz 100, aus dem das Werkzeug 12' entnommen wurde, nicht mehr dem Werkzeuggreifer 38 gegenüberliegt.

Das Tellermagazin 45 wird jetzt in Richtung des Pfeiles 43 verfahren, so daß die leere Greiferhand 63 ein weiteres Werk­ zeug 12''' aus dem Tellermagazin 45 entnehmen kann. Diese Entnahme erfolgt so, wie dies bereits im Zusammenhang mit der Fig. 4 beschrieben wurde.

Nach dem Zurückfahren des Tellermagazines 45 trägt der Werk­ zeuggreifer 38 jetzt zwei Werkzeuge 12, 12''', während in dem Tellermagazin 45 zusätzlich zu dem Leerplatz 100, den das Werkzeug 12" hinterließ, ein weiterer Leerplatz 101 erzeugt wurde.

Der Werkzeughalter 38 wird jetzt wieder um 90° zurückge­ schwenkt, woraufhin dann durch Verfahren des Tellermagazines 45 das Werkzeug 12 in den Leerplatz 101 eingesetzt wird. Mit der Fig. 6f ist die Ausgangsposition gemäß Fig. 6a erreicht, so daß jetzt mit der beschriebenen Abfolge die Werkzeuge 12" und 12''' gegeneinander ausgetauscht werden können.

Anhand der Fig. 7 und 8 sollen jetzt noch das Maschinenmaga­ zin 16 sowie Details der Spindel 11 beschrieben werden. Wie bereits erwähnt, umfaßt das Maschinenmagazin 16 mehrere Grei­ ferarme 64, die jeweils einen Werkzeughalter 76 tragen. Ein solcher Werkzeughalter 76 ist in Fig. 7 so dargestellt, daß er mit seinem Hohlschaftkegel 102 unter einer Aufnahme 103 der Spindel 11 sitzt. Der Greiferarm 64 sitzt an einer Hülse 104, die längs zur Spindel 11 verschoben werden kann, wobei durch eine Bewegung der Hülse 104 in Fig. 7 nach oben der Hohlschaftkegel 102 jetzt in die Aufnahme 103 hineingelangt. Im Inneren der Spindel 11 ist eine Spannvorrichtung 105 vor­ gesehen, die an ihrem unteren Ende in an sich bekannter Weise Spannklauen etc. aufweist, durch die der Hohlschaftkegel 102 unverdrehbar in die Aufnahme 103 eingespannt wird. Der Grei­ ferarm 64 ist in an sich bekannter Weise Teil einer Paralle­ logrammführung 106, die über eine Kolben-Zylindereinheit 107 betätigt wird.

Wenn die Kolbenzylindereinheit 107 bei der in Fig. 7 gezeig­ ten Stellung eingefahren wird, so wird der Werkzeughalter 76 in die in Fig. 8 gezeigte Magazinstellung verschoben, in der seine Längsachse 108 mit der Drehachse 109 der Spindel 11 ei­ nen Winkel von ca. 45° einschleißt.

In Fig. 8 ist schematisch und gestrichelt unter der Spindel 11 noch der Werkzeughalter 38 angedeutet, wobei nur dessen Betätigungsbolzen 81 detaillierter gezeigt ist. Um jetzt den Werkzeughalter 38 zu öffnen, fährt die Spindel 11 in Fig. 8 nach unten und drückt dabei mit ihrer Stirnseite 110 ihres Spindelrohres 111 auf den Bolzen 81, wodurch der Werkzeughal­ ter 76 freigegeben wird, wie dies im weiteren im Zusammenhang mit der Fig. 4 bereits ausführlich erörtert wurde. Es sei noch erwähnt, daß sich die Spindel 11 in dem Spindelrohr 111 dreht.

Claims (13)

1. Werkzeugmaschine, die einen Arbeitsraum (13) zum Bearbei­ ten von Werkstücken (14), eine Spindel (11), in der eine Aufnahme (103) für Werkzeuge (12) zur Bearbeitung der Werk­ stücke (14) vorgesehen ist, sowie ein Maschinenmagazin (16) aufweist, das zumindest einen Greifarm (64) sowie mehrere in die Spindel (11) einzuwechselnde Werkzeuge (12) umfaßt, wobei die Spindel (11) eine automatische Spannvor­ richtung (105) zum drehfesten Einspannen der Werkzeuge (12) in die Aufnahme (103) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Werkzeugauswechsel­ vorrichtung (22) umfaßt, die ein externes Werkzeugmagazin (25) und eine Einrichtung (26) zum Plazieren eines Werk­ zeuges (12) aus dem externen Werkzeugmagazin (25) in dem Arbeitsraum (13) aufweist, und daß das Werkzeug (12, 12") durch die Spindel (11) anfahrbar und einspannbar ist.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugauswechselvorrichtung (22) insgesamt an einem Träger (24) aufgebaut ist, der an einem festen Werk­ stücktisch (15) oder einem Gestell (12) der mit der Werk­ zeugauswechselvorrichtung (22) zu versehenden Werkzeug­ maschine (10) befestigt wird.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (25) zum Plazieren eines Werkzeuges einen Werkzeuggreifer (38) mit mindestens einer aktiv zu öffnenden Greiferhand (62, 63) umfaßt.

4. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeuggreifer (38) ein Dop­ pelgreifer (61) mit zwei Greiferhänden (62, 63) ist, deren Positionen durch Verschwenken des Doppelgreifers (61) ver­ tauschbar sind.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die oder jede Greiferhand (62, 63) über einen nach oben vorstehenden Bolzen (81) betätigbar ist, der zum Öffnen der Greiferhand (62, 63) nach unten zu drücken ist.

6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeuggreifer (38) an einem Schwenkarm (28) derart angeordnet ist, daß er beim Ver­ schwenken des Schwenkarmes (28) um seine Schwenkachse (29) in den oder aus dem Arbeitsraum (28) seine winkelmäßige Ausrichtung nicht verändert.

7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeuggreifer (38) auf einer Welle (91) sitzt, die über einen Riemen (93) verdrehbar ist, der durch den Schwenkarm (28) verläuft und von einer weiteren Welle (95) angetrieben ist, die konzentrisch zur Schwenkachse (29) verläuft.

8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das externe Werkzeugmagazin (25) längsverschieblich gelagert ist, so daß es zur Werk­ zeugübergabe auf den Werkzeuggreifer (38) zubewegt werden kann.

9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das externe Werkzeugmagazin (25) die Werkzeuge (12) unter Federspannung hält.

10. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich des Werkzeugmagazines (25) ein Betätigungsmechanismus (49) für den Werkzeuggreifer (38) vorgesehen ist, um den Werkzeuggreifer (38) für die Übergabe eines Werkzeuges (12) an das Werkzeugmagazin (25) zu öffnen.

11. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, da­ durch gekennzeichnet, daß das externe Werkzeugmagazin (25) ein Tellermagazin (45) oder ein Kettenmagazin ist.

12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Tellermagazin (45) über ein Malteserkreuzgetriebe (46) verdreht wird.

13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Tellermagazin über einen Servomotor (90) verdreht wird, der zusammen mit dem Tellermagazin (45) längsver­ schieblich gelagert ist.