Die Erfindung betrifft ein Werkzeugwechselmagazin für eine Werkzeugmaschine, die ein Magazinrad aufweist, entlang dessen Umfang eine Anzahl von einen Magazinring ausbildende Werkzeughalter zur Aufnahme von Werkzeugen angeordnet sind, in denen die Werkzeuge mit in Bezug auf das Magazinrad radial ausgerichteter Werkzeugachse und mit einem in das Innere des Magazinrads gerichteten Schaft aufnehmbar sind, sowie eine Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugspindel und mit einem Werkzeugwechselmagazin, das zumindest in Richtung einer ersten Achse verfahrbar und um eine zweite Achse drehbar ist.The invention relates to a tool changer magazine for a machine tool having a magazine wheel, along the circumference of a number of magazine holder forming a tool holder are arranged for receiving tools in which the tools with respect to the magazine wheel radially aligned tool axis and with a in the interior the magazine wheel directed shaft are receivable, and a machine tool with a tool spindle and with a tool change magazine, which is movable at least in the direction of a first axis and rotatable about a second axis.
Ein Werkzeugmagazin der eingangs genannten Art ist aus der DE 10 2006 037 435 A1 bekannt. Das in dieser Druckschrift beschriebene Werkzeugmagazin besteht aus einer in der horizontalen Ebene liegenden kreisförmigen Magazinscheibe, an deren Außenumfang ein vertikal nach oben weisender Magazinring angeordnet ist. Die Magazinscheibe, der Magazinring und somit das gesamte Magazinrad ist in einem Winkelbereich kreissegmentförmig und damit mit einem segmentförmigen freien Ausschnitt ausgebildet. Dieser Ausschnitt dient dazu, dass – nachdem das bekannte Werkzeugmagazin aus einem Arbeitsraum einer dieses verwendenden Werkzeugmaschine hinausbewegt wurde – Trennwände in radialer Richtung des Magazinrads in diesen Ausschnitt hineinbewegt werden können, um derart den Arbeitsraum der Werkzeugmaschine zu verschließen: Sind die Trennwände von ihrer das bekannte Werkzeugmagazin gegenüber dem Arbeitsraum abschirmenden Schließstellung in eine Offenstellung bewegt, so kann dieses Werkzeugmagazin um seine vertikale Achse gedreht werden und greift mit seinem Umfang in den Arbeitsraum der Werkzeugmaschine hinein, so dass ein Werkzeugwechsel durchgeführt werden kann. In den oberen Rand des Werkzeugmagazins ist eine koaxial umlaufende T-Nut eingearbeitet, in welche den Magazinring ausbildende Werkzeughalter eingesetzt sind, die mit einem Fuß auf der Magazinscheibe aufsitzen und in die T-Nut eingreifen, so dass die Werkzeughalter in der T-Nut in Umfangrichtung des Magazins verschoben und in der gewünschten Position geklemmt werden können. Die Werkzeughalter weisen des weiteren von ihrem Fuß vertikal nach oben und bilden jeweils eine sich U-förmig nach oben öffnende Aufnahme für jeweils ein Werkzeug aus. Die Aufnahmen sind dabei so ausgebildet, dass das Werkzeug von oben in die Aufnahme eingelegt werden kann, die Werkzeuge werden dabei so in die Werkzeughalter eingesetzt, dass ihre Schäfte von dem Magazinrad radial nach innen gerichtet sind, während das eigentliche Werkzeug radial nach außen gerichtet ist.A tool magazine of the type mentioned is from the DE 10 2006 037 435 A1 known. The tool magazine described in this document consists of a lying in the horizontal plane circular magazine disk, at the outer periphery of a vertically upwardly facing magazine ring is arranged. The magazine disc, the magazine ring and thus the entire magazine wheel is circular segment-shaped in an angular range and thus formed with a segment-shaped free cutout. This cutout serves the purpose - after the known tool magazine has been moved out of a working space of a machine tool using this - partitions in the radial direction of the magazine wheel can be moved into this cutout so as to close the working space of the machine tool: Are the partitions of their the well-known Tool magazine relative to the working space shielding closed position moves into an open position, this tool magazine can be rotated about its vertical axis and engages with its circumference in the working space of the machine tool, so that a tool change can be performed. In the upper edge of the tool magazine, a coaxial T-slot is incorporated, in which the magazine ring forming tool holder are used, which sit with one foot on the magazine disc and engage in the T-slot, so that the tool holder in the T-slot in Scope direction of the magazine can be moved and clamped in the desired position. Furthermore, the tool holders point vertically upwards from their feet and in each case form a receptacle which opens upwards in a U-shaped manner for a respective tool. The recordings are designed so that the tool can be inserted from above into the receptacle, the tools are thereby inserted into the tool holder, that their shafts are directed radially inward of the magazine wheel, while the actual tool is directed radially outward ,
In der DE 10 2006 037 435 A1 ist eine ein derartiges Werkzeugmagazin verwendende Werkzeugmaschine bekannt. Diese weist ein horizontales Maschinenbett auf, auf welchem horizontal in der X-Richtung verfahrbar eine Werkzeugspindel gelagert ist, in der ein Werkstück gespannt werden kann. Der Arbeitsraum der Werkzeugspindel ist durch verschiebbare Trennwände abgeschlossen. Hinter den geschlossenen Trennwände befindet sich das vorstehend beschriebene Werkzeugmagazin, in welchem Werkzeuge gespeichert und zum Einwechseln in die Werkzeugspindel bereitgestellt sind. Die Trennwände der Werkzeugmaschine greifen dabei in den segmentartigen Ausschnitt des Magazinrads ein. Um einen Werkzeugwechsel durchzuführen, werden zunächst die Trennwände weggefahren, so dass das Magazinrad in den Arbeitsraum der Werkzeugmaschine hineingedreht werden kann. Dann wird dieses über einen gesteuerten motorischen Antrieb so gedreht, dass ein freier Werkzeughalter in die Wechselposition gebracht wird.In the DE 10 2006 037 435 A1 is known a machine tool using such a tool magazine. This has a horizontal machine bed, on which horizontally movable in the X direction a tool spindle is mounted, in which a workpiece can be clamped. The workspace of the tool spindle is completed by sliding partitions. Behind the closed dividing walls is the tool magazine described above, in which tools are stored and provided for replacement in the tool spindle. The partitions of the machine tool engage in the segment-like section of the magazine wheel. To perform a tool change, the partitions are first moved away, so that the magazine wheel can be screwed into the working space of the machine tool. Then this is rotated via a controlled motor drive so that a free tool holder is brought into the change position.
Nachteilig an der bekannten Werkzeugmaschine ist, dass sie voluminös baut. Es muss hinter dem Arbeitsraum der Werkzeugmaschine ein das Werkzeugmagazin in seiner Parkposition aufnehmender Raum vorgesehen sein, so dass die bekannte Werkzeugmaschine eine große Stellfläche in einer Fabrikationshalle erfordert. Bekanntermaßen ist aber der Platz in einer derartigen Fabrikationshalle beschränkt, so dass ein kompakter Aufbau einer derartigen Werkzeugmaschine wünschenswert ist.A disadvantage of the known machine tool is that it builds voluminous. It must be provided behind the working space of the machine tool, a tool magazine in its parking position receiving space, so that the known machine tool requires a large footprint in a factory building. As is known, however, the space in such a production hall is limited, so that a compact construction of such a machine tool is desirable.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Werkzeugmaschine ist darin zu sehen, dass sie in Folge der bei ihr vorgesehenen Trennwände nicht nur aufwendig baut, sondern dass darüber hinaus noch der Werkzeugwechsel relativ lange dauert. Wie vorstehend beschrieben, müssen für jeden Werkzeugwechsel zuerst die Trennwände von ihrer Schließstellung, in der sie das bekannte Werkzeugmagazin vom Arbeitsraum der Werkzeugmaschine abschotten und dabei in den segmentförmigen Ausschnitt des Magazinrads eingreifen, in eine Offen-Stellung zurückbewegt werden, in der das Werkzeugmagazin in den Arbeitsraum der bekannten Werkzeugmaschine geschwenkt werden kann. Bei dieser Schwenkbewegung, bei der ein freier Werkzeughalter vor die Spindel der Werkzeugmaschine bewegt werden muss, muss daher ein relativ langer Weg durchlaufen werden. Dies bringt in nachteiliger Art und Weise eine Senkung der Produktionsrate mit sich.Another disadvantage of the known machine tool is the fact that they not only consuming builds as a result of the dividing walls provided for it, but that in addition still the tool change takes a relatively long time. As described above, for each tool change first the partitions of their closed position in which they foreclose the known tool magazine from the working space of the machine tool and thereby engage in the segmental cutout of the magazine wheel, must be moved back to an open position in which the tool magazine in the Working space of the known machine tool can be pivoted. In this pivotal movement, in which a free tool holder must be moved in front of the spindle of the machine tool, therefore, a relatively long path must be gone through. This disadvantageously brings with it a reduction in the production rate.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Werkzeugwechselmagazin für eine Werkzeugmaschine sowie eine ein derartiges Werkzeugwechselmagazin verwendende Werkzeugmaschine derart weiterzubilden, dass ein rascherer Werkzeugwechsel erzielt werden kann.It is the object of the present invention to further develop a tool changer magazine for a machine tool as well as a machine tool using such a tool changer magazine such that a faster tool change can be achieved.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Magazinrad kreisringförmig mit einem freien Innenraum ausgebildet ist, dass im montierten Zustand des Werkzeugwechselmagazins um eine Zentralsäule einer das Werkzeugwechselmagazin verwendenden Werkzeugmaschine drehbar ist, dass die Werkzeughalter entlang eines Umfangssegments des Magazinrads angeordnet sind, so dass im übrigen Bereich des Magazinrads ein freier Umfangsraum ausgebildet ist, dass das Werkzeugwechselmagazin einen Drehantrieb zur Durchführung einer Drehbewegung um eine zur X-Y Ebene des Magazinrads im wesentlichen orthogonalen und durch sein Zentrum verlaufenden Achse aufweist. This object is achieved in that the magazine wheel is formed annularly with a free interior, that in the mounted state of the tool change magazine about a central column of a tool changer using machine tool is rotatable, that the tool holder along a peripheral segment of the magazine wheel are arranged so that the rest A free circumferential space is formed in the region of the magazine wheel such that the tool change magazine has a rotary drive for carrying out a rotational movement about an axis which is substantially orthogonal to the XY plane of the magazine wheel and extends through its center.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigt:Further details and advantages of the invention can be taken from the exemplary embodiment, which will be described below with reference to the figures. It shows:
1: ein Ausführungsbeispiel einer Werkzeugmaschine zusammen mit einer Ausführungsform eines befindlichen Werkzeugwechselmagazins, 1 FIG. 1 shows an exemplary embodiment of a machine tool together with an embodiment of an located tool change magazine, FIG.
2: das Ausführungsbeispiel der 1, wobei sich das Werkzeugwechselmagazin in seiner Parkposition befindet, 2 : the embodiment of 1 , wherein the tool change magazine is in its parking position,
3: das Ausführungsbeispiel der 1, wobei das Werkzeugwechselmagazin aus seiner Parkposition in Richtung der Werkzeugspindel bewegt wurde, 3 : the embodiment of 1 wherein the tool change magazine has been moved from its parking position in the direction of the tool spindle,
4: das Ausführungsbeispiel der 1, wobei das Werkzeugwechselmagazin in einer gedrehten Stellung zwischen Parkposition und Wechselposition gezeigt ist, 4 : the embodiment of 1 wherein the tool change magazine is shown in a rotated position between parking position and change position,
5: das Ausführungsbeispiel der 1, wobei das Werkzeugwechselmagazin in seiner Wechselposition gezeigt ist, 5 : the embodiment of 1 wherein the tool change magazine is shown in its change position,
6 bis 10: das Ausführungsbeispiel der 1 während weitere Schritte des Werkzeugwechsels, und 6 to 10 : the embodiment of 1 while further steps of tool change, and
11 bis 14: eine Darstellung der in den 1 bis 10 gezeigten Ausführungsform des Werkzeugwechselmagazins in unterschiedlichen Positionen. 11 to 14 : a representation of the in the 1 to 10 shown embodiment of the tool change magazine in different positions.
15 eine erste Ausführungsform eines Drehantriebs für das Werkzeugwechselmagazin, 15 a first embodiment of a rotary drive for the tool change magazine,
16 eine zweite Ausführungsform eines Drehantriebs für das Werkzeugwechselmagazin 16 a second embodiment of a rotary drive for the tool change magazine
In den 1 bis 10 ist schematisch eine mit 1 bezeichnete Werkzeugmaschine dargestellt, wobei 1 schematisch den prinzipiellen Aufbau diese Werkzeugmaschine 1 und die 2 bis 10 nur diejenigen Bestandteil der Werkzeugmaschine 1 zeigen, die für das Verständnis des anhand dieser Figur beschriebenen Werkzeugwechselvorgangs erforderlich sind.In the 1 to 10 is a schematic with 1 designated machine tool shown, wherein 1 schematically the basic structure of this machine tool 1 and the 2 to 10 only those part of the machine tool 1 show, which are necessary for the understanding of the tool change operation described with reference to this figure.
Die Werkzeugmaschine 1 weist eine in einem Maschinenbett 1' gelagerte Zentralsäule 2 auf, an der ein Schlitten 3 in einer – in den Figuren in vertikaler Richtung verlaufenden – Z-Richtung verschiebbar ist. Der Schlitten 3 trägt an einem Ausleger 4 eine motorisch angetriebene Werkzeugspindel 5, die um eine parallel zur – vertikalen – Z-Achse verlaufende C-Achse motorisch verschwenkbar ist. In einer Aufnahme 6 der Werkzeugspindel 5 ist ein Werkzeug W ein- und ausfutterbar. Vor der Werkzeugspindel 5 ist eine Werkstückhalterung 7 angeordnet, die in bekannter Art und Weise ein in der 1 nicht gezeigtes Werkstück haltbar ist. Diese Werkstückhalterung 7 weist einen Reitstock 8, der in X-Richtung verschiebbar ist, und eine Werkstückspindel 9 auf. Eine derartige Werkzeugmaschine 1 ist bekannt und muss daher nicht mehr näher beschrieben werden.The machine tool 1 has one in a machine bed 1' mounted central column 2 on, at the one sled 3 in a - in the figures running in the vertical direction - Z-direction is displaceable. The sled 3 carries on a boom 4 a motor-driven tool spindle 5 , which is motor-pivotable about a parallel to the - vertical - Z-axis extending C-axis. In a recording 6 the tool spindle 5 is a tool W in and out of feed. In front of the tool spindle 5 is a workpiece holder 7 arranged in a known manner in the 1 not shown workpiece is durable. This workpiece holder 7 has a tailstock 8th , which is displaceable in the X direction, and a workpiece spindle 9 on. Such a machine tool 1 is known and therefore need not be described in more detail.
Die Werkzeugmaschine 1 weist ein Werkzeugwechselmagazin 10 auf, welches in den 11 bis 14 näher dargestellt ist. Das Werkzeugwechselmagazin 10 besitzt ein kreisringförmiges Magazinrad 11 mit einem freien Innenraum 11'. Entlang des Umfangs des Magazinrads 11 ist eine Anzahl von einen Magazinring 12' ausbildenden Werkzeughaltern 12 angeordnet. Jeder Werkzeughalter 12 besitzt eine sich nach oben öffnende Aufnahme 13, die derart ausgebildet ist, dass in ihr ein Werkzeug W1, W2 aufnehmbar ist. Die in den Werkzeughaltern 12 aufgenommene Werkzeuge W1, W2 sind dabei derart angeordnet, dass ihr Werkzeugschaft W' in radialer Richtung des Magazinrads 11 verläuft, so dass ein hinreichend großer Anteil des Werkzeugschafts W' sich innerhalb des durch die Werkzeughalter 12 definierten Magazinrings 12' des Werkzeugwechselmagazins 10 befindet. Die Bearbeitungselemente W'' der Werkzeuge W1, W2, z. B. im hier gezeigten Fall Schleifscheiben S zusammen mit Kühlmittelzuführungen K, befinden sich dann außerhalb des Magazinrings 12' des Werkzeugwechselmagazins 10. Wie aus den Figuren ersichtlich, erstrecken sich die Werkzeughalter 12 und somit der Magazinring 12' nicht entlang des gesamten Umfangs des Magazinrads 11, sondern nehmen nur einen kreissegmentartigen Abschnitt – also ein Umfangssegment 11a – des Magazinrads 11 ein. Dadurch wird ein freier Umfangsraum 11b geschaffen, dessen Funktion noch weiter unten erläutert wird.The machine tool 1 has a tool change magazine 10 on which in the 11 to 14 is shown in more detail. The tool change magazine 10 has a circular magazine wheel 11 with a free interior 11 ' , Along the circumference of the magazine wheel 11 is a number of a magazine ring 12 ' training toolholders 12 arranged. Every tool holder 12 has an opening that opens upwards 13 , which is designed such that in it a tool W1, W2 is receivable. The in the tool holders 12 recorded tools W1, W2 are arranged such that their tool shank W 'in the radial direction of the magazine wheel 11 runs so that a sufficiently large portion of the tool shank W 'is within the through the tool holder 12 defined magazine ring 12 ' of the tool change magazine 10 located. The processing elements W '' of the tools W1, W2, z. B. in the case shown here grinding wheels S together with coolant supply K, are then outside the magazine ring 12 ' of the tool change magazine 10 , As can be seen from the figures, the tool holders extend 12 and thus the magazine ring 12 ' not along the entire circumference of the magazine wheel 11 , but only take a circular segment-like section - so a circumferential segment 11a - of the magazine wheel 11 one. This will create a free perimeter space 11b whose function will be explained below.
Wie man aus dieser Figur des weiteren noch erkennt, ist das Magazinrad 11 im Bereich des freien Umfangsbereichs 11b abgeschrägt, es weist also hier eine gerade Kante 11c auf. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass hierdurch die Baulänge des Wechselmagazins 10 in seiner Y-Richtung verkürzt wird, so dass das Werkzeugwechselmagazin 10 keine Störkontur für den Werkstückschlitten ausgebildet wird.As you can see from this figure further, is the magazine wheel 11 in the field of free peripheral region 11b Beveled, so it has here a straight edge 11c on. Such a measure has the advantage that in this way the overall length of the removable magazine 10 in its Y-direction is shortened, so that the tool change magazine 10 no interference contour is formed for the workpiece carriage.
Wie aus den Figuren ersichtlich befindet sich die Zentralsäule 2 der Werkzeugmaschine 1 in dem freien Innenraum 11' des kreisringförmig ausgebildeten Magazinrads 11, so dass sich das Werkzeugwechselmagazin 10 um eine zur Z-Achse parallele, durch das Zentrum 11c des Magazinrads 11 verlaufende Drehachse um die Zentralsäule 2 drehen kann.As can be seen from the figures, the central column is located 2 the machine tool 1 in the free interior 11 ' the annular trained magazine wheel 11 so that the tool change magazine 10 around the center, parallel to the Z-axis 11c of the magazine wheel 11 extending axis of rotation about the central column 2 can turn.
Wie noch nachstehend anhand den 11 bis 14 erläutert wird, ist das Werkzeugwechselmagazin 10 nicht nur um die vorgenannte Drehachse drehbar, sondern auch in der in Richtung der Werkzeugspindel 5 verlaufenden Y-Achse verschiebbar.As explained below with reference to 11 to 14 is explained, is the tool change magazine 10 not only rotatable about the aforementioned axis of rotation, but also in the direction of the tool spindle 5 displaceable Y-axis.
Der Werkzeugwechselvorgang wird anhand der 2 bis 10 beschrieben. Der Übersichtlichkeit halber sind in den 2 bis 10 nur zwei Werkzeuge W1 und W2 dargestellt, was aber die Allgemeingültigkeit der nachfolgenden Erläuterungen nicht einschränkt. Der Fachmann weiß, dass üblicherweise in allen oder fast allen Werkzeughaltern 12 jeweils ein Werkzeug, W1, W2 aufgenommen und ein Werkzeughalter 12 frei ist, um darin das aus der Werkzeugspindel 5 entnommene Werkzeug W ablegen zu können.The tool change process is based on the 2 to 10 described. For the sake of clarity are in the 2 to 10 only two tools W1 and W2 shown, but this does not limit the generality of the following explanations. The expert knows that usually in all or almost all tool holders 12 each a tool, W1, W2 added and a tool holder 12 is free to put it out of the tool spindle 5 taken off removed tool W can.
In der 2 ist das Werkzeugwechselmagazin 10 in seiner Parkstellung dargestellt, das Umfangssegment 11a mit den Werkzeughaltern 12 befindet sich im wesentlich seitlich und hinter der Werkzeugspindel 5, so dass der segmentartige freie Umfangsraum 11b des Magazinrads 11 vor und seitlich der Werkzeugspindel 5 liegt. Das in der Werkzeugspindel 5 eingespannte Werkzeug W kann somit einen Bearbeitungsvorgang an einem Werkstück durchführen.In the 2 is the tool change magazine 10 shown in its park position, the circumferential segment 11a with the tool holders 12 is located substantially laterally and behind the tool spindle 5 so that the segment-like free peripheral space 11b of the magazine wheel 11 in front and at the side of the tool spindle 5 lies. That in the tool spindle 5 Clamped tool W can thus perform a machining operation on a workpiece.
Um nun das in der Werkzeugspindel 5 befindliche Werkstück W gegen ein anderes, im Werkzeugwechselmagazin 10 aufgenommenes Werkzeug W1 zu tauschen, wird das Magazinrad 11 des Werkzeugwechselmagazins 10 zuerst in Richtung der Arbeitsspindel 5, also in der Y-Richtung, nach vorne bewegt, so dass es dann in die in 3 gezeigte Stellung gelangt.Now this in the tool spindle 5 located workpiece W against another, in the tool change magazine 10 the tool W1 exchanged becomes the magazine wheel 11 of the tool change magazine 10 first in the direction of the work spindle 5 , ie in the Y-direction, moved forward, so that it then in the 3 shown position passes.
Dann wird das Magazinrad 11 des Werkzeugwechselmagazins 10 – wie in 4 dargestellt – in der Richtung-Y zurückgefahren und um seine Drehachse so lange gedreht, bis – wie in 5 dargestellt – ein freier Werkzeughalter 12a vor der Werkzeugspindel 5 positioniert ist. Der Ausfuttervorgang des in der Werkzeugspindel 5 aufgenommenen Werkzeugs W kann somit beginnen.Then the magazine wheel becomes 11 of the tool change magazine 10 - as in 4 shown - moved back in the direction-Y and turned around its axis of rotation until - as in 5 shown - a free tool holder 12a in front of the tool spindle 5 is positioned. The skinning process of the tool spindle 5 recorded tool W can thus begin.
Das Magazinrad 11 hat seine in 6 gezeigte Wechselposition erreicht, in welcher der vorgenannte Werkzeughalter 12a in seiner Ablageposition unter der Werkzeugspindel 5 angeordnet ist. Diese wird dann durch den Schlitten 3 abgesenkt, wodurch das in der Werkzeugspindel 5 aufgenommene Werkzeug W in die Aufnahme 13 des Werkzeughalters 12a abgelegt wird.The magazine wheel 11 has his in 6 achieved switching position shown, in which the aforementioned tool holder 12a in its storage position under the tool spindle 5 is arranged. This is then by the slide 3 lowered, which in the tool spindle 5 recorded tool W in the recording 13 of the tool holder 12a is filed.
Danach wird das Magazinrad 11 des Werkzeugwechselmagazins 10 wieder in der Y-Richtung, also in eine der vorgenannten Bewegungsrichtung entgegengesetzt gerichteten Verschieberichtung bewegt, wodurch der Werkzeugschaft W' des Werkzeugs W aus dem Futter 6 der Werkzeugspindel 5 herausbewegt wird, wie dies in 7 dargestellt ist. Im hier beschriebenen Fall, in dem die Werkzeuge W, W1, W2, etc. als Schleifscheiben S mit Kühlmittelzuführungen K ausgebildet sind, wird gleichzeitig mit dem Werkzeugschaft W' des Werkzeugs W auch die Kühlmittelzuführung K aus einer entsprechenden Aufnahme der Werkzeugmaschine, durch welche die Kühlmittelzuführung K mit einem Kühlmittel versorgt wird, herausbewegt. Es ist somit in vorteilhafter Art und Weise ein gleichzeitiger Wechsel des Bearbeitungselements W'' des Werkzeugs W zusammen mit der diesem Werkzeug angepassten Kühlmittelzuführung K möglich. Dem Fachmann ist aber klar ersichtlich, dass es nicht zwingend erforderlich ist, dass Werkzeuge mit Kühlmittelzuführungen verwendet werden.Then the magazine wheel becomes 11 of the tool change magazine 10 moved back in the Y direction, ie in one of the aforementioned direction of movement oppositely directed displacement direction, whereby the tool shank W 'of the tool W from the feed 6 the tool spindle 5 is moved out, as in 7 is shown. In the case described here in which the tools W, W1, W2, etc. are designed as grinding wheels S with coolant feeds K, simultaneously with the tool shank W 'of the tool W, the coolant supply K from a corresponding receptacle of the machine tool, through which the Coolant supply K is supplied with a coolant, moved out. It is thus possible in an advantageous manner, a simultaneous change of the processing element W '' of the tool W together with the coolant supply K adapted to this tool. However, it is clear to the person skilled in the art that it is not absolutely necessary that tools with coolant feeds are used.
In die Werkzeugspindel 5 kann nun das einzuwechselnde Werkzeug W1 eingesetzt werden. Hierzu wird das Magazinrad 11 des Werkzeugwechselmagazins 10 wiederum um seine Drehachse bewegt, bis – wie in 8 dargestellt – ein das einzuwechselnde Werkzeug W1 aufnehmender Werkzeughalter 12b vor der Werkzeugspindel 5 liegt.In the tool spindle 5 Now the tool W1 to be loaded can be used. For this purpose, the magazine wheel 11 of the tool change magazine 10 in turn moved around its axis of rotation until - as in 8th shown - a tool holder W1 receiving tool to be loaded 12b in front of the tool spindle 5 lies.
Durch eine erneute Verschiebebewegung des Magazinrads 11 in der – Y-Richtung wird dann – wie in 9 gezeigt – der Werkzeugschaft W' des Werkzeugs W1 in die Aufnahme 6 der Werkzeugspindel 5 eingebracht und dort gespannt. Ist – wie hier angenommen – das Werkzeug W1 mit einer Kühlmittelzuführung K ausgestattet, so wird diese gleichzeitig mit dem Einsetzen der Werkzeugspindel 5 in die Aufnahme 6 in die entsprechende Kühlmittelzufuhr-Aufnahme eingeführt.By a new sliding movement of the magazine wheel 11 in the - Y direction will then - as in 9 shown - the tool shank W 'of the tool W1 in the recording 6 the tool spindle 5 introduced and stretched there. If, as assumed here, the tool W1 is equipped with a coolant supply K, this becomes simultaneous with the insertion of the tool spindle 5 in the recording 6 introduced into the appropriate coolant supply intake.
Danach wird – wie in 10 dargestellt – die Werkzeugspindel 5 durch eine entsprechende Bewegung des Schlittens 3 in Z-Richtung angehoben, wodurch das Werkzeug W1 aus seinem Werkzeughalter 12b entnommen wird.After that - as in 10 shown - the tool spindle 5 by a corresponding movement of the carriage 3 lifted in the Z direction, causing the tool W1 from its tool holder 12b is removed.
Das Magazinrad 11 des Werkzeugwechselmagazins 10 wird dann wieder in der Richtung Y zurückbewegt und um seine Drehachse gedreht, bis es in seine in 3 gezeigte Position gelangt ist. Es wird dann in seine in 2 gezeigte Parkposition zurückbewegt. Mit dem nun eingewechselten Werkzeug W1 kann dann den Bearbeitungsvorgang der Werkzeugmaschine 1 fortgesetzt werden. The magazine wheel 11 of the tool change magazine 10 is then moved back in the direction Y and turned around its axis of rotation until it is in his in 3 shown position has arrived. It will then be in his in 2 moved back park position shown. With the now substitute tool W1 can then the machining process of the machine tool 1 to be continued.
Die beschriebene Ausgestaltung der Werkzeugmaschine 1 sowie des Werkzeugwechselmagazins 10 besitzt nun den Vorteil, dass ein rascher Werkzeugwechsel durchführbar ist, da hierzu lediglich das Magazinrad 11 des Werkzeugwechselmagazins 10 um die Zentralsäule 2 der Werkzeugmaschine 1 gedreht und nur entlang kurzer Verschiebewege bewegt werden muss. Das Werkzeugwechselmagazin 10 bleibt somit stets im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine 1, so dass ein kompakter und daher wenig Stellfläche einnehmender Aufbau der Werkzeugmaschine 1 erzielt wird. Zum Ein- und Auswechseln eines Werkzeugs W müssen nur kurze Dreh- und Verschiebewege durchlaufen werden, so dass die beschriebene Ausbildung des Werkzeugwechselmagazins einen raschen Werkzeugwechsel gewährleistet. Dadurch wird in vorteilhafter Art und Weise die Produktionsrate der beschriebenen Werkzeugmaschine 1 erhöht.The described embodiment of the machine tool 1 as well as the tool change magazine 10 now has the advantage that a rapid tool change is feasible, as this only the magazine wheel 11 of the tool change magazine 10 around the central column 2 the machine tool 1 rotated and only has to be moved along short displacement paths. The tool change magazine 10 thus always remains in the working space of the machine tool 1 , so that a compact and therefore little footprint engaging construction of the machine tool 1 is achieved. For replacement and replacement of a tool W only short rotation and displacement paths must be traversed, so that the described design of the tool change magazine ensures a rapid tool change. As a result, in an advantageous manner, the production rate of the described machine tool 1 elevated.
Von Vorteil ist des weiteren, dass der Einfutter- und der Ausfuttervorgang eines Werkzeugs W allein durch die Bewegung des Werkzeugwechselmagazins 10 durchgeführt werden kann. Das Magazinrad 11 des Werkzeugwechselmagazins 10 muss zur Entnahme eines Werkzeugs W aus der Werkzeugspindel 5 bzw. zum Einsetzen eines Werkzeugs W hierbei nur einen kleinen Verschiebeweg durchlaufen, welcher im wesentlichen durch die Futterlänge des ein- bzw. auswechselnden Werkzeugs W bestimmt ist. Es ist somit bei der beschriebenen Werkzeugmaschine 1 nicht erforderlich, dass die Werkzeugspindel 5 zum Ein- bzw. Auswechseln eines Werkzeugs W verschoben wird, wodurch deren Führung einfacher ausgebildet sein kann, da eine Bewegung der Werkzeugspindel 5 in der Y-Achse nicht erforderlich ist. Es ist natürlich auch möglich, dass der Ein- bzw. Auswechselvorgangs eines Werkzeugs W durch eine entsprechende Bewegung der Werkzeugspindel 5 durchgeführt wird oder dass sich sowohl das Werkzeugwechselmagazin 10 als auch die Werkzeugspindel 5 hierbei bewegen. Es wird aber bevorzugt, dass der Werkzeugwechsel wie vorstehend beschrieben durchgeführt wird.Another advantage is that the feed and the Ausfuttervorgang a tool W solely by the movement of the tool change magazine 10 can be carried out. The magazine wheel 11 of the tool change magazine 10 must to remove a tool W from the tool spindle 5 or for insertion of a tool W in this case only pass through a small displacement, which is determined essentially by the feed length of the on or changing tool W. It is thus in the described machine tool 1 not required that the tool spindle 5 is moved to replace or replace a tool W, whereby their leadership can be made simpler, since a movement of the tool spindle 5 in the Y-axis is not required. It is of course also possible that the input or Auswechselvorgangs a tool W by a corresponding movement of the tool spindle 5 or that both the tool change magazine 10 as well as the tool spindle 5 move here. However, it is preferred that the tool change is performed as described above.
Das Werkzeugwechselmagazin 10 besitzt des weiteren den Vorteil, dass es auch bei bereits bestehenden Werkzeugmaschinen 1 nachgerüstet werden kann, so dass bei der Nachrüstung einer Werkzeugmaschine mit einer in Y-Richtung beweglichen Werkzeugspindel 5 eine Verschiebbarkeit des Werkzeugwechselmagazins 10 in der Y-Achse nicht zwingend erforderlich ist.The tool change magazine 10 has the further advantage that it also in existing machine tools 1 can be retrofitted, so that when retrofitting a machine tool with a movable tool spindle in the Y direction 5 a displacement of the tool change magazine 10 in the Y-axis is not mandatory.
In der vorgenannten Beschreibung wurde davon ausgegangen, dass die Verschiebe- und Drehbewegungen des Magazinrads 11 des Werkzeugwechselmagazins 10 nacheinander erfolgen. Dies ist aber nicht zwingend erforderlich, sondern wurde vorstehend nur der einfachen Darstellung halber angenommen. Es ist natürlich auch möglich, dass die einzelnen Verschiebe- und Drehbewegungen überlappend erfolgen, so dass z. B. der in 3 gezeigte Verschiebvorgang und die in 4 gezeigte Drehbewegung gleichzeitig oder zeitlich versetzt, aber überlappend durchgeführt werden.In the above description, it was assumed that the displacement and rotational movements of the magazine wheel 11 of the tool change magazine 10 take place in succession. However, this is not absolutely necessary, but has been assumed above for the sake of simplicity of illustration only. Of course, it is also possible that the individual displacement and rotational movements take place overlapping, so that z. B. the in 3 shown shift and the in 4 shown rotational movement simultaneously or staggered but overlapping performed.
Das in den 1 bis 10 dargestellte Werkzeugwechselmagazin 10 wird nun anhand der 11 bis 14 näher beschrieben, wobei die bereits bei der Beschreibung der Werkzeugmaschine 1 anhand der 1 bis 10 erläuterten Bauteile mit den gleichen Bezugszeichen versehen und nicht mehr erneut beschrieben werden.That in the 1 to 10 illustrated tool change magazine 10 will now be based on the 11 to 14 described in more detail, which already in the description of the machine tool 1 based on 1 to 10 explained components provided with the same reference numerals and will not be described again.
Die 11 zeigt das Werkzeugwechselmagazin 10 in seiner in 2 gezeigten Parkstellung. Man erkennt, dass das kreisringförmige Magazinrad 11 auf einem Schlitten 21 einer Verstelleinrichtung 20 drehbar angeordnet ist, der seinerseits auf einer stationären Schlittenführung 22 verschiebbar gelagert ist. Die Schlittenführung 22 der Verstelleinrichtung 20 ist – wie aus den 2 bis 10 ersichtlich – an der Zentralsäule 2 der Werkzeugmaschine 1 stationär befestigt.The 11 shows the tool change magazine 10 in his in 2 shown parking position. It can be seen that the annular magazine wheel 11 on a sledge 21 an adjustment 20 is rotatably arranged, which in turn on a stationary carriage guide 22 is slidably mounted. The slide guide 22 the adjustment 20 is - like from the 2 to 10 visible - at the central column 2 the machine tool 1 fixed in place.
Um nun die zum Ein- und Ausfuttervorgang erforderliche Verschiebung des Magazinrads 11 zu bewerkstelligen, ist ein Schlittenantrieb 24 vorgesehen, durch den der das Magazinrad 11 tragende Schlitten 21 in Y-Richtung verschiebbar ist. Als ein derartiger Antrieb wird vorzugsweise ein pneumatischer oder hydraulischer Kolben verwendet, wobei aber auch ein elektromotorischer Antrieb, etwa durch eine von einem entsprechenden Motor angetriebene Zahnstange, möglich ist. Nachfolgend wird davon ausgegangen, dass bei der beschriebenen Ausführungsform des Werkzeugwechselmagazins 10 ein Kolben zum Einsatz kommt.In order now to the required for input and Ausfuttervorgang displacement of the magazine wheel 11 to accomplish is a carriage drive 24 provided by the the magazine wheel 11 carrying sledges 21 is displaceable in the Y direction. As such a drive, a pneumatic or hydraulic piston is preferably used, but also an electric motor drive, such as by a corresponding motor driven rack, is possible. Subsequently, it is assumed that in the described embodiment of the tool change magazine 10 a piston is used.
Man erkennt aus der 11, dass sich der das Magazinrad 11 tragende Schlitten 21 der Verstelleinrichtung 20 in seiner – in 11 rechten – ersten Endposition befindet. Der Kolben ist in dieser Position vollständig ausgefahren. Aus Gründen der Übersichtlichkeit wurde dieser Kolben in 11 nicht gezeigt. Man erkennt aber aus dieser Figur einen Mitnehmer 24a, der mit dem Schlitten 21 gekoppelt ist, so dass dieser Schlitten 21 durch eine Verschiebebewegung des Kolbens in Y-Richtung und in der entgegengesetzten Richtung-Y verschiebbar ist. Um – wie nachstehend beschrieben – einen definierten Anschlag für den Schlitten 21 in seiner Wechselposition auszubilden, ist eine Wegbegrenzereinrichtung 30 vorgesehen, die einen Schieber 31 mit einer Ausnehmung 32 aufweist. Dieser ist in einer Führung 34 in vertikaler Richtung verfahrbar und wird von einem Kolben 35 beaufschlagt. Natürlich ist es auch möglich, anstelle dieses Kolbenantriebs einen elektromotorischen Antrieb zur Bewegung des Schiebers 31 zu verwenden. In der in 11 dargestellten Position befindet sich der Schieber 31 in seiner unteren Position und eine Kolbenstange des – nicht gezeigten – Kolbens tritt durch die Ausnehmung 32 des Schiebers 31 hindurch und ist mit ihrem Ende mit dem Mitnehmer 24a verbunden. Das Magazinrad 11 ist dabei derart ausgerichtet, dass – wie in 2 dargestellt – sein freier Umfangsbereich 11b die Werkzeugspindel 5 umgibt, so dass diese ihren Bearbeitungsvorgang durchführen kann.One recognizes from the 11 that is the magazine wheel 11 carrying sledges 21 the adjustment 20 in his - in 11 right - first end position is located. The piston is fully extended in this position. For clarity, this piston was in 11 Not shown. But you can see from this figure a driver 24a , with the sledge 21 is coupled, so this sled 21 is displaceable by a displacement movement of the piston in the Y direction and in the opposite direction-Y. To - how described below - a defined stop for the carriage 21 form in its interchange position, is a Wegbegrenzereinrichtung 30 provided a slider 31 with a recess 32 having. This one is in a leadership 34 movable in the vertical direction and is powered by a piston 35 applied. Of course it is also possible, instead of this piston drive an electric motor drive to move the slider 31 to use. In the in 11 shown position is the slide 31 in its lower position and a piston rod of the - not shown - piston passes through the recess 32 of the slider 31 through and is with its end with the driver 24a connected. The magazine wheel 11 is oriented in such a way that - as in 2 shown - its free peripheral area 11b the tool spindle 5 surrounds so that they can perform their editing process.
Um nun das Magazinrad 11 des Werkzeugwechselmagazins 10 von seiner in 11 gezeigten Parkstellung – wie sie auch in 2 gegeben ist – in seine in der 12 gezeigte Position – die derjenigen der 3 entspricht – zu bewegen, wird der Kolben in Y-Richtung bewegt. Der Kolben ist – wie beschrieben – über den Mitnehmer 24a mit dem das Magazinrad 11 tragenden Schlitten 21 verbunden, so dass dieser durch die Kolbenbewegung aus seiner Parkposition weg in die in 12 gezeigte Position bewegt wird, in der sich das Magazinrad 11 in seiner – in 12 linken – zweiten Endposition befindet. Man erkennt, dass der Mitnehmer 24a hierbei durch die Ausnehmung 32 des Schlitten 31 der Wegbegregrenzereinrichtung 30 hindurch getreten ist.To now the magazine wheel 11 of the tool change magazine 10 from his in 11 Parking position shown - as well as in 2 is given - in his in the 12 position shown - that of the 3 corresponds - to move, the piston is moved in the Y direction. The piston is - as described - on the driver 24a with the magazine wheel 11 carrying sled 21 connected so that this by the piston movement away from its parking position in the in 12 shown position is moved, in which the magazine wheel 11 in his - in 12 left - second end position is located. It can be seen that the driver 24a in this case through the recess 32 of the sledge 31 the Wegbegregrenzereinrichtung 30 has passed through.
Um das Magazinrad 11 in seine in 13 gezeigte Stellung, die der in 5 gezeigten Stellung entspricht, zu bewegen, weist das Werkzeugwechselmagazin 10 einen diese Rotationsbewegung durchführenden Drehantrieb 25 auf. In den 15 und 16 sind zwei Ausführungsformen eines derartigen Drehantriebs 25 gezeigt. Bevor jedoch diese beiden unterschiedlichen Ausgestaltungen des Drehantriebs 25 näher beschrieben werden, soll zuerst die Funktion der Wegbegrenzereinrichtung 30 weiter erläutert werden. Wie anhand der 9 beschrieben, wird das Magazinrad 11 des Werkzeugwechselmagazins 10 in Richtung-Y bewegt, um den Werkzeugschaft W' des einzuwechselnden Werkzeugs W1 in das Futter 6 der Werkzeugspindel 5 einzuführen. Um eine Beschädigung des Futters 6 und/oder Werkzeugschafts W' dieses Werkzeugs W1 zu vermeiden, ist es hierbei erforderlich, dass das Magazinrad 11 von der Verstelleinrichtung 20 in eine definierte Einfutterposition bewegt wird, in der der Werkzeugschaft W' eingefuttert ist, ohne dass dieser dabei zu hart auf das Ende des Futters 6 der Arbeitsspindel 5 auftrifft und diese oder den Werkzeugschaft W' selbst dadurch beschädigt. Hierzu dient dann die bereits vorstehend angesprochene Wegbegrenzereinrichtung 30. Man erkennt aus der 13, dass der Schieber 31 nun nach oben bewegt wurde. Dies hat zur Folge, dass der mit dem Schlitten 21 verbundende Mitnehmer 24a nun nicht mehr durch die Ausnehmung 32 des Schiebers 31 der Wegbegrenzereinrichtung 30 hindurch treten kann. Wird nun der Kolben der Verstelleinrichtung 20 ausgefahren und der Schlitten 21 somit in – Y-Richtung – also in 13 nach rechts – bewegt, so trifft dann der Mitnehmer 24a auf den Schieber 31 der Wegbegrenzereinrichtung 30 auf und verhindert derart ein Weiterbewegen des Schlittens 21 und somit des Magazinrads 11. Um nun den Schlitten 21 wiederum in seine in 11 gezeigte Parkposition zurückfahren zu können, wird der Schieber 31 der Wegbegrenzereinrichtung 30 wieder nach unten gefahren, wodurch dann der Mitnehmer 24a samt der an ihm befestigte Kolben durch die Ausnehmung 32 hindurch treten kann.To the magazine wheel 11 in his in 13 position shown, the in 5 shown position to move, the tool change magazine 10 a rotational drive performing this rotary motion 25 on. In the 15 and 16 are two embodiments of such a rotary drive 25 shown. However, before these two different embodiments of the rotary drive 25 be described in more detail, should first the function of Wegbegrenzereinrichtung 30 be explained further. As based on the 9 described, the magazine wheel 11 of the tool change magazine 10 in direction -Y, to move the tool shank W 'of the tool W1 to be loaded into the chuck 6 the tool spindle 5 introduce. To damage the food 6 and / or tool shank W 'of this tool W1, this requires that the magazine wheel 11 from the adjusting device 20 is moved to a defined feed position, in which the tool shank W 'is milled without this being too hard on the end of the feed 6 the work spindle 5 impinges and this or the tool shank W 'itself thereby damaged. For this purpose, the already mentioned above Wegbegrenzereinrichtung then serves 30 , One recognizes from the 13 that the slider 31 now moved up. As a result, the one with the sled 21 connecting carriers 24a no longer through the recess 32 of the slider 31 the Wegbegrenzereinrichtung 30 can pass through. Will now be the piston of the adjustment 20 extended and the sled 21 thus in - Y direction - thus in 13 moved to the right - then hits the driver 24a on the slide 31 the Wegbegrenzereinrichtung 30 and thus prevents further movement of the carriage 21 and thus the magazine wheel 11 , To now the sled 21 turn into his in 11 to be able to return the parking position shown, the slide 31 the Wegbegrenzereinrichtung 30 drove back down, which then the driver 24a together with the piston attached to it through the recess 32 can pass through.
Die 14 zeigt nun das Werkzeugwechselmagazin 10 in seine Figur in 13 gezeigten Verschiebeposition, wobei aber das Magazinrad 11 im Vergleich zur 13 gedreht ist.The 14 now shows the tool change magazine 10 in his figure in 13 shown displacement position, but with the magazine wheel 11 in comparison to 13 is turned.
In 15 ist nun das Werkzeugwechselmagazin 10 mit in einer ersten Ausführung des Drehantriebs 25 dargestellt. Dieser weist einen an der Innenseite des ringförmigen Magazinrads 11 befindlichen Zahnradkranz 26 auf, in den ein Ritzel 27 eingreift, das von einem Motor 28 angetrieben ist. Dem Fachmann ist aber ersichtlich, dass die vorstehend beschriebene Ausgestaltung nicht zwingend erforderlich ist. Es ist auch möglich, dass an der Außenseite des Magazinrads 11 ein entsprechender Zahnkranz angeordnet ist, der von einem Ritzel angetrieben wird.In 15 is now the tool change magazine 10 in a first embodiment of the rotary drive 25 shown. This has one on the inside of the annular magazine wheel 11 located gear rim 26 in which a pinion 27 engages that of a motor 28 is driven. However, the person skilled in the art will appreciate that the embodiment described above is not absolutely necessary. It is also possible that on the outside of the magazine wheel 11 a corresponding sprocket is arranged, which is driven by a pinion.
In 16 ist eine zweite Ausführungsform des Drehantriebs 25 dargestellt. Dieser ist derart realisiert, dass entlang des Umfangs des Magazinrads 11 ein umlaufendes Antriebselement 29 wie z. B. ein Antriebsriemen oder Antriebskette vorgesehen ist, der von dem Motor 28 angetrieben istIn 16 is a second embodiment of the rotary drive 25 shown. This is realized in such a way that along the circumference of the magazine wheel 11 a circumferential drive element 29 such as B. a drive belt or drive chain is provided by the engine 28 is driven
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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DE 102006037435 A1 [0002, 0003] DE 102006037435 A1 [0002, 0003]
