DE4320019A1 - Werkzeugmaschine mit einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung - Google Patents
Werkzeugmaschine mit einer automatischen WerkzeugwechselvorrichtungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine
mit einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1 oder dem Oberbegriff des
Patentanspruches 20.
Es ist eine universale oder multifunktionelle Werkzeugmaschine
oder ein entsprechendes Maschinenzentrum bekannt, das in der
Lage ist, eine Vielzahl von Maschinentätigkeiten an Werkstücken
auszuführen. Diese Werkzeugmaschine ist mit einer automatischen
Werkzeugwechselvorrichtung versehen, die ein Werkzeugmagazin
oder eine Werkzeugaufnahmetrommel aufweist, die eine relativ
große Zahl von Schneidwerkzeugen von entweder dem Drehtyp, wie
Gewindebohrer, Bohrmaschinen, Fräswerkzeuge (Endfräswerkzeuge)
und Ausbohrmeißeln, oder vom Nicht-Drehtyp, wie Drehwerkzeuge,
aufnimmt. Die automatische Werkzeugwechselvorrichtung ist ge
eignet zum Zurückgeben eines gebrauchten Werkzeuges zu dem
Werkzeugmagazin und zum Auswählen eines neuen Werkzeuges von dem
Werkzeugmagazin und zum Anbringen des ausgewählten neuen Werk
zeuges auf zum Beispiel einer Spindel der Maschine. Beispiele
von Werkzeugmaschinen, die mit solchen automatischen Werkzeug
wechselvorrichtungen versehen sind, sind in den japanischen
Offenlegungsschriften JP 63-267136 A und JP 2-274448 A offen
bart.
Die in der JP 63-267136 A offenbarte automatische Werkzeugwech
selvorrichtung verwendet vertikale Hin- und Herbewegungen eines
Spindelstockes zum Aktivieren zweier Nockenmechanismen zum Aus
wechseln von Werkzeugen an dem Werkzeuganbringungsende der
Maschinenspindel. Genauer gesagt, einer der Nockenmechanismen
wird zum Steuern der Tätigkeiten eines Werkzeugspannmechanismus
zum Ausspannen eines benutzten Werkzeuges von der Spindel und
zum Einspannen eines neuen Werkzeuges an der Spindel benutzt,
und der andere Nockenmechanismus wird zum Steuern der Tätigkei
ten eines drehenden Werkzeugwechselarmes zum Auswechseln der
Werkzeuge benutzt. Ein auf dem Spindelstock vorgesehener Kur
belhebel ist schwenkbar durch einen Nocken während der Aufwärts-
und Abwärtsbewegung des Spindelstockes vorgesehen, und Schwenk
bewegungen des Kurbelhebels werden in Bewegungen des Werkzeug
spannmechanismus zum Abspannen und Einspannen der Werkzeuge um
gewandelt. Der drehende Werkzeugwechselarm ist drehbar auf dem
Werkzeugmagazin vorgesehen, das einstellbar oder einrastbar zum
Auswählen eines gewünschten Werkzeuges ist. Der Werkzeugwech
selarm ist zu dem Spindelstock federvorgespannt, und die verti
kalen Bewegungen des Spindelstockes bewirken, daß ein Nocken den
Werkzeugwechselarm zum Entfernen des benutzten Werkzeuges von
der Spindel und zum Einbauen des neuen Werkzeuges auf der Spin
del dreht.
Bei der in der JP 2-274448 A offenbarten automatischen Werk
zeugwechselvorrichtung wird die Spindel zu einer vorbestimmten
Werkzeugwechselposition bewegt, an der das benutzte und das neue
Werkzeug ausgewechselt werden, dann kehrt sie zu einer Bearbei
tungsposition zurück. Das auf der Spindel, die an der Werkzeug
wechselposition angeordnet ist, eingespannte Werkzeug wird zu
erst von einem einer Mehrzahl von Werkzeuggreifern ergriffen,
die auf einem einstellbaren oder einrastbaren Werkzeugmagazin
vorgesehen sind. Dann wird das Werkzeug abgespannt oder ausge
spannt von der Spindel durch einen hydraulischen Zylinder, und
das Werkzeugmagazin wird vorgeschoben zum Entfernen des benutz
ten Werkzeuges von der Spindel, gedreht zum Einstellen zum Aus
richten des neuen Werkzeuges mit der Spindel und schließlich
zurückgezogen zum Anbringen des neuen Werkzeuges auf der Spin
del. Das angebrachte neue Werkzeug wird durch Aktivieren des
Hydraulikzylinders eingespannt, und die Spindel wird von der
Werkzeugwechselposition zu der Bearbeitungsposition bewegt.
Obwohl die automatischen Werkzeugwechselvorrichtungen, die oben
beschrieben wurden, zum Handhaben drehender Schneidwerkzeuge
geeignet sind, sind ähnliche Mechanismen zum Auswechseln der
Werkzeuge, wie oben beschrieben wurde, auf nicht-drehende
Schneidwerkzeuge anwendbar.
Die in der JP 63-267136 A offenbarte automatische Werkzeugwech
selvorrichtung, die einen Nockenmechanismus zum Steuern des
Werkzeugeinspannmechanismus benutzt, benutzt jedoch auch einen
anderen Nockenmechanismus zum Steuern des drehenden Werkzeug
wechselarmes zum Auswechseln der Werkzeuge und ist folglich
kompliziert in der Konstruktion. Auf der anderen Seite benötigt
die in der JP 2-274448 A offenbarte automatische Werkzeugwech
selvorrichtung eine ausschließliche Kraftquelle zum Aktivieren
des Hydraulikzylinders zum Betätigen des Werkzeugspannmechanis
mus und eine Erfassungsvorrichtung zum Steuern der Tätigkeit des
Hydraulikzylinders. Die Benutzung einer solchen ausschließlichen
Kraftquelle und einer Erfassungsvorrichtung führt zu erhöhter
Komplexität der Werkzeugwechselvorrichtung. Daher leiden die
oben beschriebenen bekannten automatischen Werkzeugwechselvor
richtungen unter relativ hohen Herstellungskosten und einer re
lativ niedrigen Betriebszuverlässigkeit aufgrund der konstruk
tionsgemäßen Kompliziertheit.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Werkzeug
maschine mit einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung
vorzusehen, die einfach in der Konstruktion und zuverlässig im
Betrieb ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Werkzeugmaschine mit einer
automatischen Werkzeugwechselvorrichtung, die die Merkmale des
Patentanspruches 1 oder die Merkmale des Patentanspruches 20
aufweist.
Insbesondere enthält die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine
(a) eine Werkzeugtragvorrichtung, die zum Halten eines Schneid
werkzeuges zum Ausführen einer Bearbeitungstätigkeit auf einem
Werkstück geeignet ist und einen Werkzeugspannmechanismus zum
Halten des Schneidwerkzeuges auf der Werkzeugtragvorrichtung
aufweist;
(b) eine Werkzeugübertragungsvorrichtung zum Übertragen des Schneidwerkzeuges zu und von der Werkzeugtragvorrichtung an einer vorbestimmten Werkzeugwechselposition, wobei die Werk zeugübertragungsvorrichtung einen Werkzeuggreifer mit einem Paar von Greiferklauen zum Greifen eines Spannabschnittes des Schneidwerkzeuges so aufweist, daß die Achse des von dem Werk zeuggreifer ergriffenen Werkzeuges parallel zu dem Werkzeug liegt, das auf der Werkzeugtragvorrichtung gehalten wird, zu mindestens dann, wenn die Werkzeugtrag- und -übertragungsvor richtung an der Werkzeugwechselposition angeordnet sind, wobei der Werkzeuggreifer an der Werkzeugwechselposition und der Spannabschnitt des auf der Werkzeugtragvorrichtung gehaltenen Werkzeuges miteinander in einer Richtung parallel zu der Achse des Werkzeuges ausgerichtet sind, das auf der Werkzeugtragvor richtung gehalten ist,
(c) eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der Werkzeugtragvor richtung und der Werkzeugübertragungsvorrichtung zueinander und weg voneinander in eine Richtung senkrecht zu einer Achse des Werkzeuges, das auf der Werkzeugtragvorrichtung gehalten ist, und
(d) einen Bewegungswandelmechanismus zum Umwandeln einer ersten Relativbewegung des Werkzeuggreifers der Werkzeugübertragungs vorrichtung und der Werkzeugtragvorrichtung zueinander nahe der Werkzeugwechselposition in eine Bewegung des Werkzeugspann mechanismus zum Ausspannen des Werkzeuges von der Werkzeug tragvorrichtung und zum Umwandeln einer zweiten Relativbewegung des Werkzeuggreifers und der Werkzeugtragvorrichtung voneinander weg nahe der Werkzeugwechselposition in eine Bewegung des Werk zeugspannmechanismus zum Einspannen des Werkzeuges an der Werk zeugtragvorrichtung, wobei das Paar von Greiferklauen des Werk zeuggreifers so geformt sind, daß sie den Greifabschnitt des auf der Werkzeugtragvorrichtung gehaltenen Werkzeuges angreifen, bevor das Werkzeug von dem Werkzeugspannmechanismus ausgespannt wird, und zum Ermöglichen, daß die erste Relativbewegung an der vorbestimmten Werkzeugwechselposition beendet wird, nachdem das Werkzeug ausgespannt ist.
(b) eine Werkzeugübertragungsvorrichtung zum Übertragen des Schneidwerkzeuges zu und von der Werkzeugtragvorrichtung an einer vorbestimmten Werkzeugwechselposition, wobei die Werk zeugübertragungsvorrichtung einen Werkzeuggreifer mit einem Paar von Greiferklauen zum Greifen eines Spannabschnittes des Schneidwerkzeuges so aufweist, daß die Achse des von dem Werk zeuggreifer ergriffenen Werkzeuges parallel zu dem Werkzeug liegt, das auf der Werkzeugtragvorrichtung gehalten wird, zu mindestens dann, wenn die Werkzeugtrag- und -übertragungsvor richtung an der Werkzeugwechselposition angeordnet sind, wobei der Werkzeuggreifer an der Werkzeugwechselposition und der Spannabschnitt des auf der Werkzeugtragvorrichtung gehaltenen Werkzeuges miteinander in einer Richtung parallel zu der Achse des Werkzeuges ausgerichtet sind, das auf der Werkzeugtragvor richtung gehalten ist,
(c) eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der Werkzeugtragvor richtung und der Werkzeugübertragungsvorrichtung zueinander und weg voneinander in eine Richtung senkrecht zu einer Achse des Werkzeuges, das auf der Werkzeugtragvorrichtung gehalten ist, und
(d) einen Bewegungswandelmechanismus zum Umwandeln einer ersten Relativbewegung des Werkzeuggreifers der Werkzeugübertragungs vorrichtung und der Werkzeugtragvorrichtung zueinander nahe der Werkzeugwechselposition in eine Bewegung des Werkzeugspann mechanismus zum Ausspannen des Werkzeuges von der Werkzeug tragvorrichtung und zum Umwandeln einer zweiten Relativbewegung des Werkzeuggreifers und der Werkzeugtragvorrichtung voneinander weg nahe der Werkzeugwechselposition in eine Bewegung des Werk zeugspannmechanismus zum Einspannen des Werkzeuges an der Werk zeugtragvorrichtung, wobei das Paar von Greiferklauen des Werk zeuggreifers so geformt sind, daß sie den Greifabschnitt des auf der Werkzeugtragvorrichtung gehaltenen Werkzeuges angreifen, bevor das Werkzeug von dem Werkzeugspannmechanismus ausgespannt wird, und zum Ermöglichen, daß die erste Relativbewegung an der vorbestimmten Werkzeugwechselposition beendet wird, nachdem das Werkzeug ausgespannt ist.
Bei der Werkzeugmaschine, die mit einer wie oben beschriebenen
automatischen Werkzeugwechselvorrichtung ausgerüstet ist, wird
das Werkzeug automatisch ausgespannt und eingespannt in Bezug
auf die Werkzeugtragvorrichtung, wie eine Maschinenspindel, wenn
die Werkzeugtragvorrichtung und die Werkzeugübertragungsvor
richtung zueinander oder voneinander bewegt werden.
Das heißt, wenn die Werkzeugtragvorrichtung, die das darin ein
gespannte Schneidwerkzeug trägt, und die Werkzeugübertragungs
vorrichtung, die den Werkzeuggreifer aufweist, zueinander in die
Richtung senkrecht zu der Längsrichtung des Werkzeuges bewegt
werden, das auf der Werkzeugtragvorrichtung gehalten ist, wird
diese Relativbewegung durch den Bewegungsänderungsmechanismus in
die Bewegung des Werkzeugspannmechanismus zum Ausspannen des
Werkzeuges von der Werkzeugtragvorrichtung umgewandelt. Zum
Verhindern des Entfernens oder Versetzens des ausgespannten
Werkzeuges greifen die Greiferklauen des Werkzeuggreifers der
Werkzeugübertragungsvorrichtung an das Werkzeug während der
Relativbewegung des Werkzeuges und des Werkzeuggreifers zuein
ander an, bevor das Ausspannen des Werkzeuges begonnen wird.
Die Greiferklauen des Werkzeuggreifers sind so geformt, daß sie
das gegenseitige Eingreifen des Werkzeuges und des Werkzeug
greifers so ermöglichen, daß sie weiter zueinander bewegt werden
können, bis sie an der vorbestimmten Werkzeugwechselposition
angeordnet sind (an der der Abstand zwischen der Werkzeugtrag
vorrichtung und der Werkzeugübertragungsvorrichtung der kürzeste
ist). Somit wird das Werkzeug nur dann ausgespannt, nachdem die
Greiferklauen das Werkzeug angegriffen haben und bevor die
Werkzeugwechselposition erreicht ist. Da das von dem Werkzeug
greifer ergriffene Werkzeug der Werkzeugübertragungsvorrichtung
von der Werkzeugtragvorrichtung ausgespannt wird, bevor die
Werkzeugwechselposition erreicht ist, kann das Werkzeug von der
Werkzeugtragvorrichtung durch die folgende Tätigkeit der Werk
zeugübertragungsvorrichtung in der Werkzeugwechselposition ent
fernt werden und durch ein anderes Werkzeug ersetzt werden, das
auf der Werkzeugtragvorrichtung angebracht ist, durch eine wei
tere Tätigkeit der Werkzeugübertragungsvorrichtung. Nachdem das
Auswechseln der Werkzeuge beendet ist, werden die Werkzeugüber
tragungsvorrichtung und die Werkzeugtragvorrichtung voneinander
weg bewegt. Diese Bewegung verursacht, daß das neu angebrachte
Werkzeug an der Werkzeugtragvorrichtung eingespannt wird, bevor
das neue Werkzeug von dem Werkzeuggreifer während der Bewegung
freigegeben wird.
Diese automatische Werkzeugwechselvorrichtung benutzt die Bewe
gungen der Werkzeugtragvorrichtung und der Werkzeugübertra
gungsvorrichtung zueinander und voneinander, die durch den Be
wegungswandelmechanismus in Bewegungen des Werkzeugspannmecha
nismus umgewandelt werden zum Ausspannen und Einspannen des
Werkzeuges an der Werkzeugtragvorrichtung. Die Greiferklauen des
Werkzeuggreifers greifen kontinuierlich an das benutzte Werkzeug
an, das von der Werkzeugtragvorrichtung getragen wird, während
des letzten Abschnittes der Bewegung des Werkzeuges und des
Werkzeuggreifers zueinander, bevor das Werkzeug ausgespannt
wird, und sie greifen an das neue Werkzeug an, bis das neue
Werkzeug an der Werkzeugtragvorrichtung während eines anfängli
chen Abschnittes der Bewegung des Werkzeuges und des Werkzeug
greifers voneinander weg eingespannt ist. Diese Anordnung ver
hindert das Entfernen oder die Verschiebung der Werkzeuge in
Bezug auf die Werkzeugtragvorrichtung, nachdem das benutzte
Werkzeug ausgespannt ist oder bevor das neue Werkzeug einge
spannt ist.
Die automatische Werkzeugwechselvorrichtung ist einfacher in der
Konstruktion und wirtschaftlicher herzustellen als die bekannte
automatische Werkzeugwechselvorrichtung, die zwei Nockenmecha
nismen benutzt, wobei einer für den drehenden Werkzeugwechselarm
benutzt wird, wie in der oben genannten JP 63-267136 A offenbart
ist, und die automatische Werkzeugwechselvorrichtung, die eine
ausschließliche Kraftquelle für den Hydraulikzylinder zum Betä
tigen des Werkzeugeinspannmechanismus benutzt, wie in der obigen
JP 2-274448 A offenbart ist.
Es sei angemerkt, daß der Ausdruck "Schneidwerkzeug", der oben
benutzt ist, weit ausgelegt werden soll, so daß er nicht nur ein
Schneidwerkzeug per se umfaßt, sondern auch eine Kombination
eines Schneidwerkzeuges und eines geeigneten Werkzeughhalters
oder -adapters, der zum Anbringen des Werkzeuges an der Werk
zeugtragvorrichtung, wie eine Spindel einer Bohr- oder Fräs
maschine oder eines Maschinenzentrums, benutzt wird.
Der Werkzeugspannmechanismus kann eine Zugstange zum Ausspannen
des Werkzeuges von der Werkzeugtragvorrichtung, wenn die Zug
stange in eine Richtung zu dem Schneidwerkzeug vorgeschoben
wird, und zum Einspannen des Schneidwerkzeuges an der Werkzeug
tragvorrichtung, wenn die Zugstange in eine Richtung weg von dem
Schneidwerkzeug zurückgezogen wird, benutzen. In diesem Fall
wandelt der Bewegungswandelmechanismus die erste und zweite
Relativbewegung des Werkzeuggreifers und der Werkzeugtragvor
richtung in eine vorschiebende bzw. zurückziehende Bewegung der
Zugstange um.
Bei einer Ausbildung der obigen Anordnung ist die Werkzeugtrag
vorrichtung ein Spindelstock der Werkzeugmaschine, die einen
Gehäusekörper und eine Hauptspindel aufweist, die drehbar von
dem Gehäusekörper getragen wird und das Schneidwerkzeug an einem
Ende davon hält. Die Hauptspindel weist eine Mittelbohrung auf,
in der die Zugstange axial verschiebbar bewegbar ist, und der
Werkzeugspannmechanismus enthält weiter ein Vorspannteil zum
Vorspannen der Zugstange zu einer voll zurückgezogenen Position
davon.
Bevorzugt enthält der Bewegungswandelmechanismus: einen Aus
spannhebel, der von dem Gehäusekörper schwenkbar um eine Achse
getragen wird, die in einem Abstand von einer Achse der Haupt
spindel angeordnet ist und senkrecht zu der Achse der Haupt
spindel liegt; einen Linear-Rotations-Wandelmechanismus zum
Umwandeln der ersten und zweiten Relativbewegung des Werkzeug
greifers und des Spindelkopfes in Schwenkbewegungen des Aus
spannhebels und einen Rotations-Linear-Wandelmechanismus zum
Umwandeln der Schwenkbewegungen des Ausspannhebels in die vor
schiebende und zurückziehende Bewegung der Zugstange.
Der oben angegebene Linear-Rotations-Wandelmechamismus weist
bevorzugt einen Nocken und einen Nockenfolger auf, wobei der
Nocken auf einem des Ausspannhebels und eines getrennten Teiles
vorgesehen ist, dessen Abstand zu dem Gehäusekörper des Spin
delstockes sich während der ersten und zweiten Bewegung des
Werkzeuggreifers und des Spindelkopfes ändert. Anstelle des
Nockens und des Nockenfolgers kann der Linear-Rotations-Wandel
mechamismus einen schwenkbaren Hebel verwenden, der schwenkbar
an einem von seinen entgegengesetzten Enden mit dem oben ange
führten getrennten Teil verbunden ist und der an dem anderen
Ende mit dem Ausspannhebel so verbunden ist, daß der schwenkbare
Hebel in Bezug auf die Achse der Hauptspindel geneigt ist und
der Ausspannhebel um das freie Ende so geschwenkt wird, daß er
die Zugstange während der Relativbewegung des Werkzeuggreifers
und des Spindelkopfes zieht.
Das oben angeführte getrennte Teil kann ein Abschnitt eines
Körpers der Werkzeugmaschine sein. Der Spindelkopf kann durch
die Bewegungsvorrichtung relativ zu dem Körper der Werkzeugma
schine bewegt werden. In diesem Fall kann der oben angegebene
Abschnitt des Werkzeugmaschinenkörpers als eine Säule benutzt
werden, die sich aufrecht erstreckt und die verschiebbar den
Spindelstock trägt. Bei dieser Anordnung wird die Bewegungs
vorrichtung zum Bewegen des Spindelstockes auf der Säule be
tätigt.
Bevorzugt weist der Rotations-Linear-Wandelmechanismus ein
Anschlagteil auf, das sich in eine radial einwärtige Richtung
der Hauptspindel von einem des Ausspannhebels und der Zugstange
durch ein Loch erstreckt, das in der zylindrischen Wand der
Hauptspindel gebildet ist, so daß das Anschlagteil gegen einen
des Ausspannhebels und der Zugstange stößt, wenn der Ausspann
hebel geschwenkt wird. Diese Anordnung ermöglicht dem Ausspann
hebel, auf die Zugstange an einem axial mittleren Abschnitt der
Hauptspindel zu wirken und macht es daher möglich, die Lager für
die Hauptspindel so vorzusehen, daß die äußersten Lager in einem
beträchtlichen Abstand voneinander in der axialen Richtung der
Hauptspindel angeordnet sind. Die gleiche Anordnung macht es
auch möglich, den Ausspannhebel innerhalb der Länge der Haupt
spindel zu positionieren.
Das Anschlagteil kann ein Teil sein, das sich von der Zugstange
in die radial auswärtige Richtung der Zugstange so erstreckt,
daß das Teil gegen den Ausspannhebel stoßen kann. Alternativ
kann sich das Anschlagteil von dem Ausspannhebel in die radiale
einwärtige Richtung der Zugstange so erstrecken, daß das Teil
gegen einen geeigneten Abschnitt der Zugstange oder ein an der
Zugstange befestigtes Teil stoßen kann.
Bei der obigen Anordnung, die das Anschlagteil benutzt, das sich
durch das durch die zylindrische Wand der Hauptspindel gebildete
Loch erstreckt, kann der Ausspannhebel schwenkbar von dem Ge
häusekörper des Spindelstockes an einem von in der Längsrichtung
gegenüberliegenden Enden getragen werden und weist an dem ande
ren Ende ein Element eines Nockens und eines Nockenfolgers auf,
die ineinander eingreifen können, und das andere Element des
Nockens und des Nockenfolgers ist auf einem getrennten Teil
vorgesehen, dessen Abstand zu dem Gehäusekörper des Spindel
kopfes sich während der ersten und zweiten Bewegung des Werk
zeuggreifers und des Spindelstockes verändert. In diesem Fall
weist der Ausspannhebel weiter ein Durchgangsloch auf, das durch
einen mittleren Abschnitt davon zwischen den in Längsrichtung
gegenüberliegenden Enden gebildet ist, und die Hauptspindel er
streckt sich durch dieses Durchgangsloch, wobei ein radialer
Freiraum dazwischen vorgesehen ist. Das Anschlagteil kann ein
Paar von Vorsprüngen, wie Stifte, die an der Zugstange befestigt
sind, aufweisen, die gegen entsprechende Teile des mittleren
Abschnittes des Ausspannhebels stoßen können, die einander ge
genüber durch das Durchgangsloch in der diametralen Richtung der
Zugstange vorgesehen sind. Diese Anordnung ermöglicht es, daß
der Ausspannhebel an die Zugstange über die zwei Vorsprünge an
einem axial mittleren Abschnitt der Hauptspindel angreift und
zum Schützen des Ausspannhebels gegen ein Drehmoment um eine
Achse parallel zu der Längsrichtung des Ausspannhebels wirksam
ist, wodurch es möglich ist, die Größe der Komponenten, wie des
Ausspannhebels und des Teiles oder der schwenkbar den Ausspann
hebel tragenden Teile zu verringern.
Anstelle der obigen Anordnung, bei der sich das Anschlagteil von
der Zugstange oder dem Ausspannhebel durch das in der zylindri
schen Wand der Hauptspindel gebildete Loch erstreckt, kann der
Rotations-Linear-Wandelmechanismus eine Anordnung benutzen, bei
der der hintere Endabschnitt der Zugstange sich durch das hin
tere offene Ende der Hauptspindel in die Längsrichtung so er
streckt, daß der Ausspannhebel per se oder eine an dem Aus
spannhebel befestigte Rolle gegen den hinteren Endabschnitt oder
die hintere Endfläche der Zugstange oder eines an dem hinteren
Endabschnitt der Zugstange angebrachten Teiles anstoßen kann.
Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung der Erfindung, bei der
der Werkzeugspannmechanismus eine gleitbar in der Mittelbohrung
der Hauptspindel des Spindelstockes aufgenommene Zugstange be
nutzt, kann der Bewegungswandelmechanismus so ausgelegt sein,
daß er aufweist:
einen Unterzylinder mit einem koaxial mit der Zugstange und axial gleitend und fluiddicht in der Mittelbohrung aufgenommenen ersten Kolben und einem in der Mittelbohrung fest aufgenommenen Verschlußblock, wobei der Verschlußblock mit der Hauptspindel und dem ersten Kolben zum Abgrenzen einer Fluidkammer zusammen wirkt;
einen Hauptzylinder mit einem Zylindergehäuse, das auf einem von dem Gehäusekörper der Hauptspindel und einem getrennten Teil, dessen Abstand zu dem Gehäuse sich während der ersten und zwei ten Bewegung des Werkzeuggreifers und des Spindelstockes ändert, vorgesehen ist, wobei der Hauptzylinder weiter einen zweiten Kolben aufweist, der axial verschiebbar und fluiddicht in dem Gehäuse aufgenommen ist und der durch das andere Element des Gehäusekörpers und des getrennten Teiles bewegt wird zum Ausüben eines Fluiddruckes auf die Fluidkammer;
und ein Verbindungsstück zum Verbinden der Fluidkammer des Unterzylinders und des Hauptzylinders, während die Rotation der Hauptspindel ermöglicht ist.
einen Unterzylinder mit einem koaxial mit der Zugstange und axial gleitend und fluiddicht in der Mittelbohrung aufgenommenen ersten Kolben und einem in der Mittelbohrung fest aufgenommenen Verschlußblock, wobei der Verschlußblock mit der Hauptspindel und dem ersten Kolben zum Abgrenzen einer Fluidkammer zusammen wirkt;
einen Hauptzylinder mit einem Zylindergehäuse, das auf einem von dem Gehäusekörper der Hauptspindel und einem getrennten Teil, dessen Abstand zu dem Gehäuse sich während der ersten und zwei ten Bewegung des Werkzeuggreifers und des Spindelstockes ändert, vorgesehen ist, wobei der Hauptzylinder weiter einen zweiten Kolben aufweist, der axial verschiebbar und fluiddicht in dem Gehäuse aufgenommen ist und der durch das andere Element des Gehäusekörpers und des getrennten Teiles bewegt wird zum Ausüben eines Fluiddruckes auf die Fluidkammer;
und ein Verbindungsstück zum Verbinden der Fluidkammer des Unterzylinders und des Hauptzylinders, während die Rotation der Hauptspindel ermöglicht ist.
Bei einer anderen Ausgestaltung dieser Erfindung ist das Paar
von Greiferklauen schwenkbar vorgesehen zum Bewirken einer öff
nenden und schließenden Tätigkeit an dem Schneidwerkzeug, und
sie enthalten ein Paar von Greifabschnitten zum Positionieren
und Greifen des Werkzeuges an dem Spannabschnitt derart, daß das
Werkzeug in seine radiale und axiale Richtung unbewegbar ist,
und ein Paar von Verriegelungsabschnitten, die sich im wesent
lichen parallel von den entsprechenden Greifabschnitten er
strecken zu den freien Enden der Greiferklauen. Die Ver
riegelungsabschnitte können mit dem Spannabschnitt des Werk
zeuges so in Eingriff stehen, daß sich das Werkzeug in eine
radiale Richtung bewegen kann, aber in der axialen Richtung un
bewegbar ist. Jeder der Greifabschnitte kann eine bogenförmige
innere Kante aufweisen mit einer Krümmung, die einem äußeren
Umfang des Spannabschnittes des Werkzeuges entspricht.
Das Paar von oben angegebenen Verriegelungsabschnitten kann aus
einem Paar von geraden Abschnitten mit entsprechenden geraden
inneren Kanten, die einander gegenüberstehen, und einem Paar von
Führungsabschnitten, die sich von den geraden Abschnitten zu den
freien Enden der Greiferklauen erstrecken, bestehen. Die Füh
rungsabschnitte weisen entsprechende innere Kanten auf, die in
Bezug auf die geraden inneren Kanten der geraden Abschnitte so
geneigt sind, daß sich ein Abstand zwischen den inneren Kanten
der Führungsabschnitte in eine Richtung zu den freien Enden
erhöht.
Alternativ können die Verriegelungsabschnitte aus einem Paar von
Nockenabschnitten mit entsprechenden gekrümmten inneren Kanten
bestehen, die so gebildet sind, daß sich ein Abstand zwischen
den gekrümmten inneren Kanten in eine Richtung zu den freien
Enden der Greiferklauen mit einer Rate, die sich in die Richtung
zu den freien Enden erhöht, erhöht.
Das Paar von Greiferklauen kann ein Paar von schwenkbaren Tei
len, die schwenkbar auf einer Ebene so vorgesehen sind, daß sie
die öffnende und schließende Tätigkeit auf den Spannabschnitt
des Werkzeuges bewirken, und ein Paar von drehbaren Teilen, die
drehbar an dem Paar von entsprechenden schwenkbaren Teilen an
gebracht sind, aufweisen. Die drehbaren Teile sind drehbar um
entsprechende Achsen, die senkrecht zu der Ebene liegen, in der
die schwenkbaren Teile geschwenkt werden.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich
aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figu
ren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der vorlie
genden Erfindung in der Form einer Bohrmaschine, die
mit einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung
versehen ist;
Fig. 2 eine Seitenansicht im Schnitt eines oberen Teiles der
Bohrmaschine von Fig. 1;
Fig. 3 eine Seitenansicht im Schnitt eines oberen Teiles der
automatischen Werkzeugwechselvorrichtung;
Fig. 4(A) eine Teilansicht im Schnitt, die eine Betriebsposition
eines Ausspannhebels zeigt, der zum Ausspannen eines
auf einer Spindel der Maschine angebrachten Werkzeug
halters benutzt wird;
Fig. 4(B) eine Teilansicht im Schnitt, die eine andere Betriebs
position des Ausspannhebels von Fig. 4(A) zeigt;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht, die den Ausspannhebel und
einen an einer Zugstange innerhalb der Spindel befe
stigten Stift darstellt;
Fig. 6 eine Vorderansicht eines Werkzeuggreifers, der in der
in Fig. 1 gezeigten automatischen Werkzeugwechselvor
richtung benutzt wird;
Fig. 7 eine Draufsicht im Schnitt, die den Werkzeuggreifer
zeigt, der einen auf der Maschinenspindel angebrachten
Werkzeughalter ergreift;
Fig. 8 eine Ansicht, die der von Fig. 6 entspricht und einen
Werkzeuggreifer alternativ zu dem der Fig. 6 zeigt, der
bei einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung be
nutzt wird;
Fig. 9 eine Frontansicht einer anderen alternativen Form des
Werkzeuggreifers, der bei einer dritten Ausführungsform
der Erfindung benutzt wird;
Fig. 10 eine Teilansicht, die der von Fig. 4(A) entspricht und
eine vierte Ausführungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 11 eine Ansicht, die einen Bewegungswandelmechanismus
zeigt, der in einer fünften Ausführungsform der Erfin
dung benutzt wird anstelle des in den Ausführungsformen
der Fig. 1 bis 7 benutzten Mechanismus; und
Fig. 12 eine Teilansicht im Schnitt, die eine sechste Ausfüh
rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die eine
andere alternative Form des Bewegungswandelmechanismus
benutzt.
Zuerst wird Bezug genommen auf die Front- und Seitenansicht der
Fig. 1 und 2, eine Werkzeugmaschine in der Form einer Bohr
maschine weist eine Basis 10, eine an der Basis 10 befestigte
Säule 12, einen an der Säule 12 verschiebbar angebrachten Spin
delstock 14, ein an der Säule 12 gesichertes Werkzeugmagazin
stellglied 16 und ein Werkzeugmagazin 18 auf, das drehbar von
dem Stellglied 16 getragen ist und eine Mehrzahl von Werkzeug
greifern 26 aufweist. Der Spindelstock 14 ist fast vollständig
in einer Öffnung 20 aufgenommen, die in der Säule 12 so gebildet
ist, daß sie sich in die vertikale Richtung erstreckt. Der
Spindelstock 14 wird in der vertikalen Richtung durch einen
Servomotor 22, der oben auf der Säule 12 angebracht ist, über
eine Kugelumlaufspindel 24, die mit dem Motor 22 verbunden ist,
verschoben.
Das Werkzeugmagazin 18 kann eine Mehrzahl von drehenden
Schneidwerkzeugen 40 (bohrende Werkzeuge, gewindeschneidende
Werkzeuge usw.) aufnehmen, die in entsprechenden Werkzeughaltern
42 so gehalten werden, daß die Werkzeughalter 42 von den ent
sprechenden Werkzeuggreifern 26 gegriffen werden. Wie am deut
lichsten in Fig. 1 gezeigt ist, sind die Werkzeuggreifer 26 in
einem Abstand voneinander in die Drehrichtung des Werkzeugmaga
zins 18 angeordnet. Wie unten beschrieben wird, wird das Werk
zeugmagazin 18 durch das Stellglied 16 zum Auswählen eines ge
wünschten Schneidwerkzeuges 40 gedreht und dann durch das
Stellglied 16 in eine Richtung parallel zu der Achse der Drehung
bewegt.
Es wird weiter Bezug genommen auf Fig. 3 und 4, die Konstruktion
des Spindelstockes 14, des Werkzeugmagazinstellgliedes 16 und
des Werkzeugmagazins 18 werden im einzelnen beschrieben.
Der Spindelstock 14 ist mit einer Werkzeugtragvorrichtung in der
Form einer Hauptspindel 28, einem Spindelantriebsmotor 30 und
einem Ausspannhebel 32 versehen. Die Hauptspindel 28 ist mit dem
Motor 30 durch eine Kupplung 34 verbunden.
Wie in Fig. 4(A) gezeigt ist, ist die Hauptspindel 28 drehbar
von einem Gehäusekörper 37 des Spindelstockes 14 über eine
Mehrzahl von Lagern 36 getragen. Die Spindel 28 weist eine Mit
telbohrung 38 auf, die dadurch in der axialen Richtung gebildet
ist. Der vordere Endabschnitt der Bohrung 38 ist angeschrägt und
sieht ein Anbringungsloch 44 zum Aufnehmen einer angeschrägten
Welle des Werkzeughalters 42 vor, der ein Schneidwerkzeug 40
trägt, das für eine Bearbeitungstätigkeit an dem Werkstück be
nutzt wird. Der verbleibende Abschnitt der Bohrung 38 besteht
aus Löchern mit verschiedenen Durchmessern, in denen eine Zug
stange 46 in koaxialer Beziehung zu der Hauptspindel 28 aufge
nommen ist. Die Zugstange 46, die axial verschiebbar in Bezug
auf die Bohrung 38 ist, besteht aus einem vorderen Spannab
schnitt 48 benachbart zu dem angeschrägten Anbringungsloch 44,
einem mittleren Stangenabschnitt 50 und einem hinteren Kolben
abschnitt 52.
Der Spannabschnitt 48 weist eine Ausnehmungsöffnung axial an
seiner vorderen Endfläche auf. Die zylindrische Wand, die den
Durchmesser dieser Ausnehmung definiert, weist eine Mehrzahl von
radialen Löchern 53 auf, die in der radialen Richtung der Zug
stange 46 gebildet sind, die radialen Löcher 53 sind in gleichen
Abständen voneinander in der Umfangsrichtung des Spannabschnitts
48 angeordnet. Jedes radiale Loch 53 nimmt eine Stahlkugel 54 so
auf, daß die Kugel 54 in der radialen Richtung des Spannab
schnitts 48 bewegbar ist. Das radiale Loch 53 ist so geformt und
dimensioniert, daß die Stahlkugel 54 daran gehindert wird, sich
aus dem Loch 53 zu bewegen. Wenn die Zugstange 46 in die Rich
tung weg von dem angeschrägten Anbringungsloch 44 zurückgezogen
wird, werden die Kugeln 54 in die radialen Löcher 44 durch eine
Nockenoberfläche 56 gestoßen, die teilweise einen Abschnitt der
abgestuften Bohrung 38 nahe des Anbringungsloches 44 definiert,
wodurch die Kugeln 54 an einen Zugansatz 58 angreifen, der an
dem hinteren Ende des Werkzeughalters 42 vorgesehen ist, wie am
deutlichsten in Fig. 7 gezeigt ist. Wenn die Zugstange 46 in der
voll zurückgezogenen Position angeordnet ist, wird die ange
schrägte Welle des Werkzeughalters 42 gegen das Anbringungsloch
44 gedrückt und ist somit an der Hauptspindel 28 eingespannt.
Wenn die Zugstange 46 in der voll vorgeschobenen Position ange
ordnet ist, sind andererseits die Stahlkugeln 54 bewegbar radial
außerhalb der radialen Löcher 44 vorgesehen, wodurch, wenn der
Werkzeughalter 42 aus dem Anbringungsloch 44 gezogen wird, die
Kugeln 54 durch den Zugansatz 58 radial nach außen aus den
radialen Löchern 44 gedrückt werden und es ermöglichen, daß der
Zugansatz 58 von den Kugeln 54 freikommt. Somit wird der Werk
zeughalter 42 von der Spindel 28 ausgespannt, wenn die Zugstange
46 an ihrer voll vorgeschobenen Position angeordnet ist.
Der an dem hinteren Ende der Zugstange 46 vorgesehene Kolbenab
schnitt 52 weist ein Anschlagteil in der Form eines Stiftes 60
auf, der sich fest dadurch in die radiale Richtung und auch
durch Langlöcher 62 erstreckt, die durch die zylindrische Wand
der Spindel 28 gebildet sind, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Die
Langlöcher 62 sind in der axialen Richtung der Spindel 28 läng
lich vorgesehen. Ein Reihenfeld 66 von Tellerfedern (konische
Scheibenfedern) 64 ist um den mittleren Stangenabschnitt 50
zwischen dem vorderen Spannabschnitt 48 und dem hinteren Kol
benabschnitt 52 vorgesehen. Das aus Tellerfedern 64 bestehende
Federfeld 66 wird in drückendem Kontakt an einem Ende einer
Schulter 68 der abgestuften Bohrung 38 und an dem anderen Ende
mit dem vorderen Ende des Kolbenabschnittes 52 so gehalten, daß
die Zugstange 46 zu ihrer voll zurückgezogenen Position vorge
spannt ist, in der der Werkzeughalter 42 normalerweise an der
Spindel 28 eingespannt ist.
Der Ausspannhebel 32 wird durch den Gehäusekörper 37 schwenkbar
um einen Schwenkstift 70 getragen, der an dem Körper 37 befe
stigt ist. Der Stift 70 ist in einem Abstand von der Achse der
Hauptspindel 28 angeordnet und erstreckt sich in die horizontale
Richtung parallel zu der Richtung des Vorstehens des Stiftes 60,
d. h. senkrecht zu der Achse der Hauptspindel 28. Wie in Fig. 5
gezeigt ist, weist der Ausspannhebel 32 ein Durchgangsloch 72
auf, das in einem Mittelabschnitt davon gebildet ist und es der
Spindel 28 ermöglicht, sich dadurch mit einem radialen Freiraum
dazwischen zu erstrecken. Der Hebel 32 weist auch Kontaktab
schnitte 74 auf, die für einen anstoßenden Kontakt mit den ent
gegengesetzten Endabschnitten des Stiftes 60 gebildet sind, der
an dem Kolbenabschnitt 52 der Zugstange 46 befestigt ist. Der
Hebel 32 weist weiter eine Nockenoberfläche 76 an seiner Seite
auf, die von den Kontaktabschnitten 74 entfernt ist. Wie in den
Fig. 4(A) und 4(B) gezeigt ist, ist ein drehbarer Nockenfol
ger 78 auf der Säule 12 so vorgesehen, daß die Nockenoberfläche
76 des Ausspannhebels 32 in Eingriff mit dem Nockenfolger 78
kommt, wenn der Spindelstock 14 aufwärts bewegt wird und an
einer Position in einem kurzen Abstand unterhalb einer vorbe
stimmten Werkzeugwechselposition 108 angeordnet ist, die in Fig.
2 gezeigt ist. Wenn der Ausspannhebel 32 an der Nockenoberfläche
76 durch den Nockenfolger 78 gedrückt wird, wird der Hebel 32
entgegengesetzt zu dem Uhrzeigersinne der Position von Fig. 4(B)
geschwenkt, wodurch sich die Zugstange 46 schließlich in ihre
vollständig vorgeschobene Position zum Ausspannen des Werkzeug
halters 42 von der Spindel 28 bewegt.
Das Werkzeugmagazinstellglied 16 ist wie in Fig. 3 gezeigt kon
struiert. Genauer gesagt, das Werkzeugmagazinstellglied 16 ent
hält eine Vorschubmutter 82 und ein Keilteil 86, die drehbar in
entsprechenden Gehäusen 80 und 84 aufgenommen sind, die auf
einer oberen Oberfläche 79 der Säule 12 angebracht sind. Die
Mutter 82 und das Keilteil 86 sind koaxial zueinander und
betriebsmäßig mit einer Magazinwelle 88 verbunden, die das
Werkzeugmagazin 18 so trägt, daß das Magazin 18 und die Welle 88
als eine Einheit gedreht werden. Die Magazinwelle 88 weist einen
Außengewindeabschnitt in der Form einer Kugelumlaufspindel auf,
die in die Vorschubmutter 82 eingreift, und einen gekeilten Ab
schnitt, der mit dem Keilteil 86 in Eingriff steht.
Ein Wellenantriebsmotor 90 ist an dem Gehäuse 80 befestigt und
ebenfalls mit der Vorschubmutter 82 durch einen Synchronriemen
92 verbunden. An dem Gehäuse 84 ist ein Wellenrotationsmotor 94
befestigt, der mit dem Keilteil 86 durch einen Synchronriemen 96
verbunden ist. Zum Bewegen der Magazinwelle 88 (Werkzeugmagazin
18) in der axialen Richtung ohne deren Drehung wird nur der
Wellenantriebsmotor 90 zum Drehen der Vorschubmutter 82 akti
viert. Zum Drehen der Welle 88 (Werkzeugmagazin 18) ohne deren
axiale Bewegung wird der Wellenantriebsmotor 90 und der Wellen
rotationsmotor 94 synchron zum Drehen sowohl der Mutter 82 als
auch des Keilteiles 86 betätigt. Die Drehung der Mutter 82 in
Synchronisation mit dem Keilteil 86 ermöglicht es der Welle 88,
in der gleichen axialen Position zu bleiben, selbst wenn die
Welle 88 durch das Keilteil 86 gedreht wird.
Das Werkzeugmagazin 18 weist einen Körper in Form einer Scheibe
97 auf, an der das Magazin 18 an dem vorderen Ende der Magazin
welle 88 angebracht ist. Die Scheibe 97 trägt zehn Werkzeug
greifer 26, die an ihrem äußeren Umfang so befestigt sind, daß
die Werkzeuggreifer 26 in einem vorbestimmten Winkelabstand
entlang des Umfanges der Scheibe 97 angeordnet sind. Wie in Fig.
6 gezeigt ist, enthält jeder Werkzeuggreifer 26 ein Paar von
schwenkbaren Teilen in der Form eines Paares von Greiferklauen
100, die je schwenkbar um entsprechende Tragstifte 98 vorgesehen
sind. Die schwenkbaren Klauen 100 werden in einer vertikalen
Ebene geöffnet und geschlossen. Jede Greiferklaue 100 weist
einen Greifabschnitt 102 auf, der nahe dem Stift 98 angeordnet
ist. Der Greifabschnitt 102 weist eine bogenförmige innere Kante
mit einer Krümmung auf, die einer äußeren Umfangsfläche des
Werkzeughalters 42 folgt. Die zwei Greiferklauen 100 werden
durch eine Schraubenfeder 104 so vorgespannt, daß die zwei
Greifabschnitte 102 zum Positionieren und Greifen des Werk
zeughalters 42 zusammenwirken. Jede Greiferklaue 100 weist wei
ter einen geraden Abschnitt 105, der der bogenförmigen inneren
Kante des Greifabschnittes 102 folgt, und einen Führungsab
schnitt 106, der dem geraden Abschnitt 105 folgt, auf. Der
gerade Abschnitt 105 weist eine gerade innere Kante und eine
konstante Breite auf, wenn sie senkrecht zu der Längsrichtung
der Klaue 100 gemessen wird. Der Führungsabschnitt 106 ist an
einem Ende der Klaue 100 gegenüber dem Ende vorgesehen, an dem
die Schraubenfeder 104 vorgesehen ist. Der Führungsabschnitt 106
weist eine innere Kante auf, die in Bezug auf die gerade innere
Kante des geraden Abschnittes 105 so geneigt ist, daß sich die
Breite des Führungsabschnittes 106 in die Richtung von dem ge
raden Abschnitt 105 zu dem extremen Ende des Führungsabschnittes
106 erhöht. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, weisen die Greifab
schnitte 102, die geraden Abschnitte 105 und die Führungsab
schnitte 106 der Greiferklaue 100 eine trapezförmige Quer
schnittsform ähnlich einem Profil einer V-Rille 110 auf, die in
der äußeren Oberfläche eines Spannabschnittes des Werkzeughal
ters 42 gebildet ist.
Bei der gegenwärtigen Ausführungsform wirkt das Werkzeugmagazin
18 als eine Vorrichtung zum Aufnehmen oder Lagern der Schneid
werkzeuge 40 (mit den Werkzeughaltern 42) und wirkt mit dem
Stellglied 16 zum Funktionieren als eine Werkzeugübertragungs
vorrichtung zum Übertragen der Werkzeuge 40 zu und von der
Hauptspindel 28 zusammen.
Es ist verständlich, daß die automatische Werkzeugwechselvor
richtung aufweist: das Werkzeugmagazinstellglied 16; das Werk
zeugmagazin 18 mit den Werkzeuggreifern 26; einen Werkzeug
spannmechanismus mit der Zugstange 46, den Kugeln 54, der
Nockenoberfläche 56 und dem Federfeld 66; einen Bewegungswan
delmechanismus mit dem Ausspannhebel 32, dem Stift 60 und dem
Nockenfolger 78; und einer Bewegungsvorrichtung mit dem Servo
motor 22 und der Kugelumlaufspindel 24 zum Bewegen des Spindel
stockes 14.
Als nächstes wird ein Betrieb der auf der Bohrmaschine vorgese
henen automatischen Werkzeugwechselvorrichtung beschrieben.
Nachdem eine Maschinenbearbeitung eines Werkstückes unter Be
nutzung eines Schneidwerkzeuges 40, das von dem auf der Spindel
28 angebrachten Werkzeughalter 42 gehalten ist, beendet ist,
wird die Drehung der Spindel 28 angehalten, und der Spindelstock
14 wird zu der vorbestimmten Werkzeugwechselposition 108 mittels
des Servomotors 22 und der Kugelumlaufspindel 24 bewegt. Bevor
der Spindelstock 14 die Werkzeugwechselposition 108 erreicht,
kommt der auf der Spindel 28 angebrachte Werkzeughalter 42 in
Eingriff mit den Führungsabschnitten 106 der Greiferklauen 100
des untersten Werkzeuggreifers 26, der in der Werkzeugwechsel
position 108 angeordnet ist, nämlich des Werkzeuggreifers 26
direkt über der Achse der Spindel 28. In diesem Zustand ist der
Werkzeuggreifer 26 mit der V-Rille 110 des auf der Spindel 28
angebrachten Werkzeughalters 42 ausgerichtet. Während sich der
Werkzeughalter 42 mit dem Spindelstock 14 um einen weiteren Ab
stand aufwärts bewegt, werden die Greiferklauen 100 von dem
Werkzeughalter 42 gegen eine Vorspannkraft der Schraubenfeder
104 geöffnet, und dann kommt die V-Rille 110 des Werkzeughalters
42 in Eingriff mit den geraden Abschnitten 105 der Greifklauen
100, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. In diesem Zustand
wird der Werkzeughalter 42 daran gehindert, sich relativ zu der
Spindel 28 zu bewegen, und er wird immer noch an der Spindel 28
unter der Vorspannwirkung der Tellerfedern 64 eingespannt ge
halten, da die Nockenoberfläche 76 des Ausspannhebels 32, der
auf dem Spindelstock 14 vorgesehen ist, noch in einem Abstand
von dem Nockenfolger 78 angeordnet ist, der auf der Säule 12
vorgesehen ist, wobei die Kontaktabschnitte 74 des Hebels 32 in
einem Abstand von dem Stift 60 angeordnet sind, wie in Fig. 4(A)
gezeigt ist.
Während der Spindelstock 14 weiter aufwärts bewegt wird, wird
die Nockenoberfläche 76 des Ausspannhebels 32 in anstoßenden
Kontakt mit den Nockenfolgern 78 gebracht, und der Hebel 32 wird
entgegengesetzt zu dem Uhrzeigersinne um die Tragwelle 70 in
seine Ausspannposition geschwenkt, wie in Fig. 4(B) gezeigt ist.
Diese Schwenkbewegung des Ausspannhebels 32 bewirkt, daß die
Kontaktabschnitte 74 an den Stift 60 anstoßen, wodurch eine
Vorwärtsbewegung der Zugstange 46 gegen die vorspannende Kraft
der Tellerfedern 64 verursacht wird. Als Resultat wird der
Werkzeughalter 42 von der Spindel 28 ausgespannt. In diesem Zu
stand wird jedoch der Werkzeughalter 42 von einer Bewegung in
der axialen Richtung weg von dem Anbringungsloch 44 der Spindel
28 gehindert, da die V-Rille 110 des Werkzeughalters 42 an die
geraden Abschnitte 105 der Greiferklauen 100 des Werkzeuggrei
fers 26 angreifen. Der ausgespannte Werkzeughalter 42 wird um
einen weiteren Abstand mit der Spindel 28 bewegt, bis die Spin
del 28 die vorbestimmten Werkzeugwechselposition 108 erreicht,
an der die Aufwärtsbewegung des Spindelstockes 14 angehalten
wird. In dieser Werkzeugwechselposition 108 wird der Werkzeug
halter 42 fest von den Greifabschnitten 102 der Greiferklauen
100 gegriffen, und die geraden Abschnitte 105 dienen als Ver
riegelungsabschnitte zum Verhindern, daß sich der Werkzeughalter
42 abwärts von den Greifabschnitten 102 bewegt, und daß er sich
in die axiale Richtung relativ zu den Klauen 100 bewegt. Das
Werkzeugmagazinstellglied 16 wird dann zum Bewirken einer auto
matischen Werkzeugwechseltätigkeit aktiviert, wie unten be
schrieben wird.
Anfänglich wird die Vorschubmutter 82 zum Vorschieben des
Werkzeugmagazines 18 gedreht, wodurch der Werkzeughalter 42 von
dem Anbringungsloch 44 der Spindel 28 bewegt wird. Dann werden
die Vorschubmutter 82 und das Keilteil 86 synchron um einen Be
trag gedreht, der einem Drehwinkel des Werkzeugmagazines 18
entspricht, der notwendig ist, daß das nächste Werkzeug 40 zu
der Werkzeugwechselposition 108 gebracht wird. Das heißt, das
Werkzeugmagazin 18 wird so lange gedreht, bis der Werkzeughalter
42 mit dem Werkzeug 40, das als nächstes zu benutzen ist, mit
der Achse der Spindel 28 ausgerichtet ist, die in der Werkzeug
wechselposition 108 angeordnet ist. Darauf folgend wird die Vor
schubmutter 82 in die Rückwärtsrichtung zum Zurückziehen des
Werkzeugmagazines 18 zu dem Stellglied 16 gedreht, so daß der
Werkzeughalter 42 mit dem nächsten Werkzeug 40 an der Spindel 28
angebracht wird. Dann wird der Spindelstock 14 abwärts von dem
Werkzeugmagazin 18 bewegt zum Ausüben einer Bearbeitungstätig
keit unter Benutzung des neuen Werkzeuges 40, das jetzt an der
Spindel 28 angebracht ist.
Während einer anfänglichen Zeitdauer der Abwärtsbewegung des
Werkzeughalters 42 mit dem Spindelkopf 14 bleibt die V-Rille 110
des Werkzeughalters 42 auf der Spindel 28 im Eingriff mit den
geraden Abschnitten 105 der Greiferklauen 100 des Werkzeuggrei
fers 26, wodurch der Werkzeughalter 42 in der vorbestimmten
axialen Position relativ zu der Spindel 28 (Anbringungsloch 44)
gehalten wird. Während sich der Spindelstock 14 weiter absenkt,
kommt die Nockenoberfläche 76 des Ausspannhebels 32 frei von dem
Nockenfolger 78 auf der Säule 12, wodurch der Hebel 32 im Uhr
zeigersinne geschwenkt wird, wodurch der Zugstange 26 ermöglicht
wird, sich in die Einspannposition unter der Vorspannwirkung der
Tellerfedern 64 zurückzuziehen. Somit ist der Werkzeughalter 42
an der Spindel 28 durch die Vorspannkraft der Tellerfedern 64
eingespannt. Bei einer weiteren Abwärtsbewegung des Werkzeug
halters 42 mit der Spindel 28 kommt der Werkzeughalter 42 von
den Greifklauen 100 des Werkzeuggreifers 26 in der Werkzeug
wechselposition 108 frei. Als nächstes kann eine Bearbeitungs
tätigkeit mit dem neuen Schneidwerkzeug 40 begonnen werden.
Es ist aus der obigen Beschreibung zu verstehen, daß die verti
kale Bewegung der Spindel 28 (Spindelstock 14) zu und von der
Werkzeugwechselposition 108 verursacht oder Anlaß gibt zum
automatischen Ausspannen und Einspannen des Werkzeughalters 42
zu und von der Spindel 28, der automatischen Übertragung des
ausgespannten Werkzeughalters 42 zu dem Werkzeuggreifer 26 des
Werkzeugmagazines 18 und einer automatischen Freigabe des neuen
Werkzeughalters 42 von dem Werkzeuggreifer 26. Diese automati
schen Werkzeugwechseltätigkeiten werden aufeinanderfolgend mit
hoher Zuverlässigkeit in einer relativ kurzen Zeitdauer durch
geführt, während der der Spindelstock 14 zu und von der Werk
zeugwechselposition 108 bewegt wird. Da weiterhin der Nocken
mechanismus (76, 78) zum Einspannen und Ausspannen des Werk
zeughalters 42 in Bezug auf die Spindel 28 durch die Bewegungen
des Spindelstockes 14 aktiviert wird, benötigt die vorliegende
automatische Werkzeugwechselvorrichtung keine ausschließliche
Kraftquelle (z. B. hydraulische Kraftquelle) zum Einspannen und
Ausspannen des Werkzeughalters 42 und Näherungssensoren oder
ähnliche Erfassungsmittel zum Steuern einer derartigen aus
schließlichen Kraftquelle. Das heißt, die vorliegende automati
sche Werkzeugwechselvorrichtung ist einfach in der Konstruktion,
wirtschaftlich herzustellen und zuverlässig im Betrieb.
Bei der obigen ersten Ausführungsform der Fig. 1 bis 7 weist
die Greifklaue 100 des Werkzeuggreifers 26 den geraden Abschnitt
105 und den Führungsabschnitt 106 zusätzlich zu dem Greifab
schnitt 102 auf. Die Greifklauen 100 können modifiziert werden,
wie es gewünscht ist, solange vorgesehen wird, daß die modifi
zierten Greifklauen zum Verhindern einer axialen Bewegung des
Werkzeughalters 42 relativ zu der Spindel 28 während der Auf
wärtsbewegung des Spindelstockes 14 zu der Werkzeugwechselposi
tion 108 funktioniert. Modifikationsbeispiele des Werkzeuggrei
fers sind in den Fig. 8 und 9 dargestellt.
Bei einer zweiten Ausführungsform benutzt das Werkzeugmagazin 18
Werkzeuggreifer 26a, wie sie in Fig. 8 gezeigt sind. Jeder
Werkzeuggreifer 26a weist ein Paar von Greifklauen 100a auf, von
denen jede einen bogenförmigen Greifabschnitt 102, wie er auf
dem Werkzeuggreifer 26 vorgesehen ist, und einen Nockenabschnitt
105a mit einer gekrümmten inneren Kante 111 anschließend an die
V-förmige innere Kante aufweist. Die gekrümmten inneren Kanten
111 der zwei Greifklauen 100a sind so geformt, daß ein Abstand
zwischen den zwei inneren Kanten 111 sich in die Richtung von
dem Greifabschnitt 102a zu den freien Enden der Klauen 100a mit
einer Rate erhöht, die sich in die gleiche Richtung erhöht. Der
Nockenabschnitt 105a führt die gleiche Funktion wie der gerade
Abschnitt 105 (Verriegelungsabschnitt) und der Führungsabschnitt
106 des in der ersten Ausführungsform benutzten Werkzeuggreifers
26 aus.
Bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung benutzt das
Werkzeugmagazin 18 Werkzeuggreifer 26b, wie sie in Fig. 9 ge
zeigt sind. Jeder Werkzeuggreifer 26b weist ein Paar von Greif
klauen 100b auf, von denen jede ein drehbares Teil in der Form
einer Rolle 112 an dem Ende trägt, das dem Ende abgewandt ist,
an dem die Klaue 100b durch die Feder 104 vorgespannt ist. Die
die Greifklauen 100b tragenden Stifte 98 erstrecken sich von
einer Platte 113, die zwei Stoppstifte 114 zum Bestimmen der
Winkelpositionen der zwei Greifklauen 100b aufweist, in der der
Werkzeughalter 42 schließlich von den Klauen 100b ergriffen
wird. Wenn der Werkzeughalter 42 von dem Werkzeuggreifer 26b
ergriffen wird, drückt der Werkzeughalter 42 die drehbar von den
Greifklauen 100b getragenen Rollen 112, wodurch die Greifklauen
100b um die entsprechenden Stifte 98 so geschwenkt werden, daß
die Rollen 112 in rollendem Kontakt mit der V-Rille 110 des
Werkzeughalters 42 voneinander weg bewegt werden, wodurch dem
Werkzeughalter 42 ermöglicht wird, sich in den Werkzeuggreifer
26 zu bewegen, bis der Werkzeughalter 42 eine bogenförmige Aus
nehmung 113a angreift, die in der Platte 113 gebildet ist, wo
durch die Schwenkbewegungen der Greifklauen 100b an den ent
sprechenden Stoppstiften 114 gestoppt werden. Die Platte 113
weist einen Keil 113b auf, der daran zum Eingriff mit einer
Rille befestigt ist, die in dem Werkzeughalter 42 gebildet ist,
zum umfangsmäßigen Positionieren des Werkzeughalters 42. Der
Keil 113b kann auch an dem Werkzeughalter 42 befestigt sein. Bei
dieser Ausführungsform dienen die Rollen 112 und die bogenför
mige Ausnehmung 113a als Werkzeuggreifabschnitte. Die Rollen 112
dienen auch als Verriegelungsabschnitte, wie die geraden Ab
schnitte 105 und Führungsabschnitte 106. Jede Rolle 112 weist
eine ringförmige Rippe auf, die auf der äußeren Umfangsoberflä
che gebildet ist, welche Rippe dem Profil der V-Rille 110 des
Werkzeughalters 42 folgend gebildet ist. Die die bogenförmige
Ausnehmung 113a definierende Oberfläche weist ebenfalls eine
Rippe entsprechend der V-Rille 110 auf.
Bei den obigen drei Ausführungsformen wirken der Ausspannhebel
32 mit den Kontaktabschnitten 74 und der Nockenoberfläche 76,
der an der Zugstange 46 befestigte Stift 60 und der auf der
Säule 12 vorgesehene Nockenfolger 78 zum Vorsehen des Bewe
gungswandelmechanismus zum Umwandeln der vertikalen Bewegungen
der Spindel 28 zu und weg von dem Werkzeugmagazin 18 (Werkzeug
übertragungsvorrichtung mit den Werkzeuggreifern 26, 26a, 26b)
in Hin- und Herbewegungen der Zugstange 46 zum Ausspannen und
Einspannen des Werkzeughalters 42 (Werkzeug 40) in Bezug auf die
Spindel 28 zusammen.
Obwohl die Nockenoberfläche 76 und der Nockenfolger 78 auf dem
Ausspannhebel 32 bzw. der Säule 12 vorgesehen sind, ist eine
umgekehrte Anordnung in Fig. 10 gezeigt, die eine vierte Aus
führungsform zeigt, bei der ein Nockenfolger 77 an dem freien
Ende des Ausspannhebels 32 befestigt ist, während ein Nockenteil
79 mit einer Nockenoberfläche 79a an der Säule 12 befestigt ist.
In einer fünften Ausführungsform ist jedoch die Kombination der
Nockenoberfläche 76 und des Nockenfolgers 78, die einen wesent
lichen Teil des Bewegungswandelmechanismus in den obigen Aus
führungsformen darstellen, durch eine Anordnung ersetzt, wie sie
in Fig. 11 gezeigt ist, bei der der Hebel 32, der die Kontakt
abschnitte 74 aufweist, schwenkbar an seinem oberen oder freien
Ende (von dem Stift 70 abgewandt) mit einem Ende eines schwenk
baren Hebels 115 verbunden ist, der wiederum schwenkbar an dem
anderen Ende mit einem Stift 116 verbunden ist, der auf der Ma
schinensäule 12 befestigt ist. Wenn der Spindelstock 14 an einer
Position niedriger als die Werkzeugwechselposition 108 (Fig. 2)
angeordnet ist, sind die beiden Hebel 32, 115 relativ zu der
Achse der Hauptspindel 28 und relativ zueinander geneigt, wie
durch die strich-doppelpunktierte Linie in Fig. 11 gezeigt ist.
Gemäß dieser Anordnung bewirkt eine Aufwärtsbewegung des Spin
delstocks 14 um einen Abstand L zu der Werkzeugwechselposition 108
eine Schwenkbewegung des Ausspannhebels 32 um einen Winkel
R. Ein vorbestimmter Endabschnitt des Schwenkwinkels R des Aus
spannhebels 32 wird zum Bewegen der Zugstange 46 in die Vor
wärtsrichtung benutzt, wobei die Kontaktabschnitte 74 des Hebels
32 gegen den Stift 60 stoßen, der an der Zugstange 46 befestigt
ist, wie oben beschrieben wurde. Diese Ausführungsform wird be
vorzugt, wenn der Spindelstock 14 in seiner vertikalen Position
während einer Bearbeitungstätigkeit fixiert ist, oder wenn der
vertikale Hub des Spindelstockes 14, der zur Bearbeitungstätig
keit benutzt wird, relativ klein ist.
Unter Bezugnahme auf Fig. 12 wird als nächstes eine sechste
Ausführungsform beschrieben, die eine weiter modifizierte Form
des Bewegungswandelmechanismus benutzt, der keinen Nockenmecha
nismus zum Einspannen und Ausspannen des Werkzeughalters 42
einsetzt.
Bei der sechsten Ausführungsform, wie sie in Fig. 12 gezeigt
ist, weist ein Spindelstock 118 ein Gehäuse 120 auf, das drehbar
eine Hauptspindel 124 trägt, die eine Zugstange 122 enthält. Der
Gehäusekörper 120 weist ein axiales Durchgangsloch 126, durch
das sich die Spindel 124 erstreckt, und einen ringförmigen Vor
sprung 128, der radial nach innen in das Durchgangsloch 126
vorsteht, auf. Der ringförmige Vorsprung 128 weist eine um
fangsmäßige Rille 130 auf, die an dessen innerer Umfangsober
fläche gebildet ist, die gleitend die drehende Spindel 124 be
rührt. Die Spindel 124 weist eine Spindelbohrung 132, in der die
Zugstange 122 axial verschiebbar und fluiddicht aufgenommen ist,
und ein radiales Loch 134, das durch ihre zylindrische Wand ge
bildet ist, auf. Das radiale Loch 134 ist in Ausrichtung mit der
umfangsmäßigen Rille 130 des ringförmigen Vorsprunges 128 ange
ordnet. Die Spindelbohrung 132 nimmt ebenfalls einen darin be
festigten Schließblock 138 so auf, daß der Block 138 mit der
Spindel 124 und einem rückwärtigen Kolbenabschnitt 142 der Zug
stange 122 zum Abgrenzen einer Fluidkammer 144 zusammenwirkt.
Der Block 138 weist einen Durchgang 136 auf, der in Verbindung
mit der Fluidkammer 144 und der umfangsmäßigen Rille 130 durch
das radiale Loch 134 in Verbindung steht. Dieser Durchgang 136,
das radiale Loch 134 und die Rille 130 sehen einen Fluiddurch
gang 140 vor zum Zuführen eines Fluids unter Druck zu der
Fluidkammer 144 zum Vorschieben der Zugstange 122 und dadurch
Ausspannen des Werkzeughalters 42 von der Spindel 124. Dich
tungsteile 150 sind zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der
Spindel 124 und dem ringförmigen Vorsprung 128 vorgesehen, wäh
rend abdichtende O-Ringe 152 zwischen der inneren Umfangsober
fläche der Spindel 124 und dem Block 138 und dem Kolbenabschnitt
142 der Zugstange 122 zum Sicherstellen einer Fluiddichtheit
zwischen der Spindel 124 und dem Kolbenabschnitt 142 und zwi
schen der Spindel 124 und dem Block 138 vorgesehen sind.
Die Hauptspindel 124, der Kolbenabschnitt 142 der Zugstange 122
und der Block 138 wirken zusammen zum Darstellen eines Unter
zylinders mit der Fluidkammer 144, die mit dem Fluiddurchgang
140 in Verbindung steht. Der Fluiddurchgang 140, eine Leitung
156 und eine Verbindung 158 stellen ein Verbindungselement zum
Verbinden des Hauptzylinders 154 und der Fluidkammer 144 dar,
während die Drehung der Spindel 124 ermöglicht wird.
Der Spindelstock 118 ist mit einem Ausspannhauptzylinder 154
versehen, der mit dem Fluiddurchgang 140 durch eine Leitung 156
und eine Verbindung 158 verbunden ist. Der Hauptzylinder 154
weist einen Kolben 164 auf, der axial verschiebbar und fluid
dicht in einem Gehäuse 164 aufgenommen ist. Der Hauptzylinder
wird mit dem Spindelstock 118 bewegt und ist ausgelegt zum Lie
fern eines Fluids unter Druck zum Erhöhen des Fluiddruckes in
der Fluidkammer 144 des Unterzylinders, wenn der Kolben 164 ab
gesenkt wird. Im einzelnen beschrieben, wenn der Spindelstock
118 aufwärts zu der Werkzeugwechselposition bewegt wird, wie bei
108 in Fig. 2 gezeigt ist, kommt eine Kolbenstange 166, die an
dem Kolben 164 des Hauptzylinders 154 befestigt ist, in ansto
ßenden Kontakt mit einem Anschlag, der an einer geeigneten
Position auf der Säule 12 vorgesehen ist, wodurch der Kolben 164
zu seiner Ausspannposition abgesenkt wird zum Zuführen von Fluid
unter Druck in die Fluidkammer 144 durch die Leitung 156 und den
Durchgang 140. Als Resultat wird die Zugstange 122 gegen die
Vorspannkraft der Tellerfedern (konische Scheibenfedern) 168
vorgeschoben, die um die Stange 122 vorgesehen sind.
Wenn der Spindelstock 118 abwärts von der Werkzeugwechselposi
tion weg bewegt wird, kann der Kolben 164 in die Einspannposi
tion zurückkehren, in der der Fluiddruck in der Fluidkammer 144
niedrig genug ist, so daß die Zugstange 122 in ihre ursprüngli
che Einspannposition unter der Vorspannkraft der Tellerfedern
168 zurückkehren kann.
Obwohl die vorliegende Erfindung in bevorzugten Ausführungsfor
men mit einem gewissen Grad von Eigentümlichkeiten erläutert
ist, ist zu verstehen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf
die Details der dargestellten Ausführungsform beschränkt ist,
sie kann verschiedene Änderungen, Modifikationen und Verbesse
rungen enthalten, wie sie unten beschrieben werden, und die dem
Fachmann ersichtlich sind.
Obwohl die automatische Werkzeugwechselvorrichtung in Anwendung
auf eine Bohrmaschine unter Benutzung von Drehschneidwerkzeugen
40 zu darstellenden Zwecken beschrieben worden ist, kann das Prin
zip der vorliegenden Erfindung auch auf andere Arten von Werk
zeugmaschinen, wie Drehmaschinen oder Drehbänke angewendet wer
den, die nicht-drehende Schneidwerkzeuge benutzen. Wenn die
automatische Werkzeugwechselvorrichtung der vorliegenden Erfin
dung auf eine z. B. Drehmaschine angewendet wird, ist ein nicht
drehende Schneidwerkzeuge aufnehmendes Werkzeugmagazin an einem
Ende des Maschinenbettes zum Beispiel vorgesehen, und eine
automatische Werkzeugwechseltätigkeit zwischen dem Werkzeugma
gazin und einer Werkzeugtragvorrichtung in der Form eines nicht
indexierbaren Werkzeugständers oder eines indexierbaren Werk
zeugrevolverkopfes wird bewirkt, indem die Bewegungen des Werk
zeugständers oder des Werkzeugrevolverkopfes zu und von einer
vorbestimmten Werkzeugwechselposition nahe dem Werkzeugmagazin
benutzt wird. In diesem Fall ist mindestens ein Werkzeugein
spannmechanismus auf dem Werkzeugständer oder dem Werkzeugre
volverkopf vorgesehen und so ausgelegt, daß die Bewegungen des
Werkzeugständers oder -revolverkopfes automatisches Einspannen
und Ausspannen des Werkzeughalters auf dem Werkzeugständer oder
-revolverkopf bewirkt werden.
Bei den dargestellten Ausführungsformen werden die Auswechslun
gen der Werkzeughalter 42 (Werkzeuge 40) zwischen der Spindel
28, 124 und dem Werkzeugmagazin 18 bewirkt. Der Werkzeughalter
42, der das benutzte Werkzeug 40 aufnimmt, wird nämlich von der
Spindel 28, 124 direkt zu dem Werkzeugmagazin 18 zurückgebracht,
und der Werkzeughalter 42, der das neue Werkzeug 40 aufnimmt,
wird von dem Werkzeugmagazin 18 direkt zu der Spindel 28, 124
übertragen. Die automatische Werkzeugwechselvorrichtung kann
jedoch eine Werkzeugübertragungsvorrichtung in der Form eines
Werkzeugwechselarmes oder Armen mit einem Werkzeuggreifer oder
-greifern benutzen, die zwischen der Spindel und dem Werkzeug
magazin so vorgesehen ist, daß der Werkzeughalter zuerst zu dem
Werkzeugwechselarm übertragen wird, bevor der Werkzeughalter auf
der Spindel angebracht wird oder zu dem Werkzeugmagazin zurück
gebracht wird. Zum Beispiel weist ein Werkzeugwechselarm zwei
Werkzeuggreifer an seinen gegenüberliegenden Enden so auf, daß,
wenn das benutzte und das neue Werkzeug ausgewechselt werden,
der auf der Spindel angebrachte Werkzeughalter von einem der
zwei Werkzeuggreifer ergriffen wird, während einer der Werk
zeughalter, der aus dem Werkzeugmagazin durch geeignetes Indi
zieren des Werkzeugmagazines ausgewählt worden ist, von dem
anderen Werkzeuggreifer ergriffen wird.
Bei den dargestellten Ausführungsformen wird der Spindelkopf 14
vertikal relativ zu dem Werkzeugmagazin 18 bewegt, das an der
Säule 12 befestigt ist, wenn die Werkzeugwechseltätigkeit aus
geführt wird. Das Werkzeugmagazin 18 und das Werkzeugmagazin
stellglied 16 können jedoch so ausgelegt werden, daß sie verti
kal relativ zu dem Spindelstock 14 bewegbar sind, der an einer
vorbestimmten Werkzeugwechselposition angeordnet ist, die ent
lang des Betriebshubes des Spindelstockes ausgewählt ist, so daß
die Bewegungen des Werkzeugmagazines 18 ein automatisches Aus
spannen und Einspannen des Werkzeughalters 42 und eine automa
tische Übertragung des Werkzeughalters 42 zwischen dem Werk
zeuggreifer 26 und der Hauptspindel 28 bewirken.
Claims (20)
1. Werkzeugmaschine mit einer automatischen
Werkzeugwechselvorrichtung, mit
- (a) - einer Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118), die zum Halten eines Schneidwerkzeuges (40, 42) zum Ausführen einer Bearbeitungstätigkeit an einem Werkstück ausgelegt ist und
- - die einen Werkzeugspannmechanismus (46, 54, 46, 66, 122, 168) zum Halten des Schneidwerkzeuges (40, 42) an der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118) aufweist;
- (b) - einer Werkzeugübertragungsvorrichtung (16, 18) zum Über tragen des Schneidwerkzeuges zu und von der Werkzeugauf nahmevorrichtung (14, 118) an einer vorbestimmten Werk zeugwechselposition (108),
- - wobei die Werkzeugübertragungsvorrichtung (16, 18) einen Werkzeuggreifer (26, 26a, 26b) mit einem Paar von Greif klauen (100, 100a, 100b) zum Ergreifen eines Spannab schnittes (110) des Schneidwerkzeuges (40, 42) aufweist;
- (c) - einer Bewegungsvorrichtung (22, 24) zum Bewegen der Werk zeugaufnahmevorrichtung (14, 118) und der Werkzeugüber tragungsvorrichtung (16, 18) zueinander und voneinander in eine Richtung senkrecht zu einer Achse des von der Werk zeugaufnahmevorrichtung (14, 118) gehaltenen Werkzeuges (40, 42),
- - bei der die Achse des von dem Werkzeuggreifer (26, 26a, 26b) ergriffenen Werkzeuges (40, 42) und die Achse des von der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118) gehaltenen Werkzeuges (40, 42) parallel zueinander mindestens dann sind, wenn die Werkzeugaufnahme- (14, 118) und Werkzeug übertragungsvorrichtung (16, 18) an der Werkzeugwechsel position (108) angeordnet sind,
- - und der Werkzeuggreifer (26, 26a, 26b) an der Werkzeug
wechselposition (108) und der Spannabschnitt (110) des von
der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118) gehaltenen
Werkzeuges (40, 42) miteinander in einer Richtung parallel
zu der Achse des von dem Werkzeuggreifer (26, 26a, 26b)
ergriffenen Werkzeuges (40, 42) ausgerichtet sind;
dadurch gekennzeichnet, - (d) - daß ein Bewegungswandelmechanismus (32, 60, 66, 78. 138, 144, 154, 156, 158, 168) vorgesehen ist,
- - zum Umwandeln einer ersten Relativbewegung des Werkzeug greifers (26, 26a, 26b) der Werkzeugübertragungsvorrich tung (16, 18) und der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118) zueinander nahe der Werkzeugwechselposition (108) in eine Bewegung des Werkzeugeinspannmechanismus (46, 54, 56, 58, 66, 122, 168) zum Ausspannen des Werkzeuges (40, 42) aus der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118) und
- - zum Umwandeln einer zweiten Relativbewegung des Werkzeug greifers (26, 26a, 26b) und der Werkzeugaufnahmevorrich tung (14, 118) voneinander nahe der Werkzeugwechselposi tion (108) in eine Bewegung des Werkzeugeinspannmechanis mus zum Einspannen des Werkzeuges (40, 42) in die Werk zeugaufnahmevorrichtung (14, 118); und
- (e) - daß das Paar von Greifklauen (100) des Werkzeuggreifers (26, 26a, 26b) so gebildet ist,
- - daß der Spannabschnitt (110) des an der Werkzeugaufnahme vorrichtung (14, 118) gehaltenen Werkzeuges (40, 42) er griffen wird, bevor das Werkzeug (40, 42) von dem Werk zeugspannmechanismus ausgespannt wird,
- - und daß die erste Relativbewegung an der vorbestimmten Wechselposition (108) beendet werden kann, nachdem das Werkzeug (40, 42) ausgespannt ist.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugspannmechanismus (46,
54, 56, 66, 122, 168) eine Zugstange (46, 122) zum Ausspannen
des Werkzeuges (40, 42) von der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14,
118), wenn die Zugstange (46, 122) in eine Richtung zu dem
Schneidwerkzeug (40, 42) bewegt wird, und zum Einspannen des
Schneidwerkzeuges (40, 42) an der Werkzeugaufnahmevorrichtung
(14, 118), wenn die Zugstange (46, 122) in eine Richtung von dem
Schneidwerkzeug (40, 42) weg bewegt wird, aufweist, und
daß der Bewegungswandelmechanismus (32, 60, 78, 138, 144, 154,
156, 158) die erste und die zweite Relativbewegung des Werk
zeuggreifers (26, 26a, 26b) und der Werkzeugaufnahmevorrichtung
(14, 118) in eine vorschiebende bzw. zurückziehende Bewegung der
Zugstange (46, 122) umwandelt.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahmevorrichtung ein
Spindelstock (14) ist, der einen Gehäusekörper (37) und eine
Hauptspindel (28) aufweist, die drehbar in dem Gehäusekörper
(37) gelagert ist und die das Schneidwerkzeug (40, 42) an einem
Ende davon hält,
wobei die Hauptspindel eine Mittelbohrung (38) aufweist, in der die Zugstange (46) axial verschiebbar bewegbar ist,
der Werkzeugspannmechanismus (46, 54, 56, 66) weiter ein vor spannendes Teil (66) zum Vorspannen der Zugstange (46) zu einer voll zurückgezogenen Position aufweist und
der Bewegungswandelmechanismus (32, 60, 66, 78) aufweist:
wobei die Hauptspindel eine Mittelbohrung (38) aufweist, in der die Zugstange (46) axial verschiebbar bewegbar ist,
der Werkzeugspannmechanismus (46, 54, 56, 66) weiter ein vor spannendes Teil (66) zum Vorspannen der Zugstange (46) zu einer voll zurückgezogenen Position aufweist und
der Bewegungswandelmechanismus (32, 60, 66, 78) aufweist:
- (f) einen Ausspannhebel (32), der von dem Gehäusekörper (37) schwenkbar um eine Achse getragen ist, die in einem Abstand von einer Achse der Hauptspindel (28) angeordnet ist und senkrecht zu der Achse der Hauptspindel (28) liegt;
- (g) einen Linear-Rotations-Wandelmechamismus (66, 76, 78) zum Umwandeln der ersten und der zweiten Relativbewegung des Werkzeuggreifers (26) und des Spindelstockes (14) in Schwenkbewegungen des Ausspannhebels (32), und
- (h) einen Rotations-Linear-Wandelmechanismus (60, 74) zum Um wandeln der Schwenkbewegungen des Ausspannhebels (32) in eine vorschiebende und zurückziehende Bewegung der Zugstange (46).
4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der Linear-Rotations-Wandelmecha
nismus einen Nocken (76) und einen Nockenfolger (78) aufweist,
wobei der Nocken (76) entweder auf dem Ausspannhebel (32) oder
einem getrennten Teil (12) vorgesehen ist, dessen Abstand zu dem
Gehäusekörper (37) des Spindelstockes (14) sich während der
ersten und der zweiten Bewegung des Werkzeuggreifers (26, 26a,
26b) und des Spindelstockes (14) verändert.
5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das getrennte Teil aus einem Ab
schnitt (12) eines Körpers (10, 12) der Werkzeugmaschine besteht
und daß die Bewegungsvorrichtung (22, 24) den Spindelstock (14)
relativ zu dem Körper (10, 12) der Werkzeugmaschine bewegt.
6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10, 12) der Werkzeugma
schine aus einer Säule (12) besteht, die sich nach oben er
streckt, und daß die Bewegungsvorrichtung (22, 24) den Spindel
stock (14) entlang der Säule (12) bewegt.
7. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Hauptspindel (28) ein Loch (62) aufweist, das durch eine zylindrische Wand davon gebildet ist,
und daß der Rotations-Linear-Wandelmechanismus (60, 74) ein An schlagteil (60) aufweist, das sich in eine radial nach innen gerichtete Richtung der Hauptspindel (28) von dem Ausspannhebel (32) und der Zugstange (46) durch das Loch (42) der Hauptspindel (28) erstreckt, wobei das Anschlagteil (60) an das andere Ende des Ausspannhe bels (32) und der Zugstange (46) anstoßen kann.
daß die Hauptspindel (28) ein Loch (62) aufweist, das durch eine zylindrische Wand davon gebildet ist,
und daß der Rotations-Linear-Wandelmechanismus (60, 74) ein An schlagteil (60) aufweist, das sich in eine radial nach innen gerichtete Richtung der Hauptspindel (28) von dem Ausspannhebel (32) und der Zugstange (46) durch das Loch (42) der Hauptspindel (28) erstreckt, wobei das Anschlagteil (60) an das andere Ende des Ausspannhe bels (32) und der Zugstange (46) anstoßen kann.
8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausspannhebel (32) schwenkbar von dem Gehäusekörper (37) des Spindelstockes (14) an einem seiner in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden getragen ist und an dem anderen der in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden entweder einen Nocken (76) oder einen Nockenfolger (78) auf weist, die miteinander in Eingriff stehen können, wobei das andere Element von dem Nocken (76) bzw. dem Nockenfolger (78) auf einem getrennten Teil (12) vorgesehen ist, dessen Abstand zu dem Gehäusekörper (37) des Spindelstockes (14) sich während der ersten und der zweiten Bewegung des Werkzeuggreifers (26, 26a, 26b) und des Spindelstockes (14) verändert,
daß der Ausspannhebel (32) weiter ein Durchgangsloch (72) auf weist, das durch einen mittleren Abschnitt davon zwischen den beiden in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden gebildet ist,
daß sich die Hauptspindel (28) durch das Durchgangsloch (72) erstreckt, wobei ein radialer Freiraum dazwischen gelassen ist,
daß das Anschlagteil (60) aus einem Paar von Vorsprüngen be steht, die zwischen der Zugstange (46) und zwei gegenüberlie genden Teilen des mittleren Abschnittes des Ausspannhebels (32) vorgesehen sind, die durch das Durchgangsloch (72) in einer diametralen Richtung der Zugstange (46) einander gegenüber liegen.
daß der Ausspannhebel (32) schwenkbar von dem Gehäusekörper (37) des Spindelstockes (14) an einem seiner in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden getragen ist und an dem anderen der in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden entweder einen Nocken (76) oder einen Nockenfolger (78) auf weist, die miteinander in Eingriff stehen können, wobei das andere Element von dem Nocken (76) bzw. dem Nockenfolger (78) auf einem getrennten Teil (12) vorgesehen ist, dessen Abstand zu dem Gehäusekörper (37) des Spindelstockes (14) sich während der ersten und der zweiten Bewegung des Werkzeuggreifers (26, 26a, 26b) und des Spindelstockes (14) verändert,
daß der Ausspannhebel (32) weiter ein Durchgangsloch (72) auf weist, das durch einen mittleren Abschnitt davon zwischen den beiden in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden gebildet ist,
daß sich die Hauptspindel (28) durch das Durchgangsloch (72) erstreckt, wobei ein radialer Freiraum dazwischen gelassen ist,
daß das Anschlagteil (60) aus einem Paar von Vorsprüngen be steht, die zwischen der Zugstange (46) und zwei gegenüberlie genden Teilen des mittleren Abschnittes des Ausspannhebels (32) vorgesehen sind, die durch das Durchgangsloch (72) in einer diametralen Richtung der Zugstange (46) einander gegenüber liegen.
9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahmevorrichtung ein
Spindelstock (118) ist, der einen Gehäusekörper (120) und eine
Hauptspindel (124) aufweist, die drehbar in dem Gehäusekörper
(120) gelagert ist und die das Schneidwerkzeug (40, 42) an einem
Ende davon hält,
daß die Hauptspindel (124) eine Mittelbohrung (132) aufweist, in der die Zugstange (122) axial verschiebbar bewegbar ist,
daß der Werkzeugspannmechanismus (122, 168) weiter ein Vor spannteil (168) zum Vorspannen der Zugstange (122) in die voll zurückgezogene Position aufweist und
daß der Bewegungswandelmechanismus (138, 144, 154, 156, 158, 168) aufweist:
daß die Hauptspindel (124) eine Mittelbohrung (132) aufweist, in der die Zugstange (122) axial verschiebbar bewegbar ist,
daß der Werkzeugspannmechanismus (122, 168) weiter ein Vor spannteil (168) zum Vorspannen der Zugstange (122) in die voll zurückgezogene Position aufweist und
daß der Bewegungswandelmechanismus (138, 144, 154, 156, 158, 168) aufweist:
- (i) einen Tochterzylinder mit einem ersten Kolben (142), der koaxial zu der Zugstange (122) und axial verschiebbar und fluiddicht in der Mittelbohrung (132) aufgenommen ist, und einem Schließblock (138), der fest in der Mittelbohrung (132) aufgenommen ist, wobei der Schließblock (138) mit der Hauptspindel (124) und dem ersten Kolben (142) zum Abgrenzen einer Fluidkammer (144) zusammenwirkt;
- (j) einem Hauptzylinder (154) mit einem Zylindergehäuse (165), das entweder auf dem Gehäusekörper (120) der Hauptspindel (124) oder einem getrennten Teil (12) vorgesehen ist, dessen Abstand zu dem Gehäuse (120) sich während der ersten und der zweiten Bewegung des Werkzeuggreifers (26, 26a, 26b) und des Spindelstockes (118) verändert, und einem zweiten Kolben (164), der axial verschiebbar und fluiddicht in dem Gehäuse (165) aufgenommen ist und durch das andere Element von Ge häusekörper (120) und getrenntem Teil (12) zum Anlegen eines Fluiddruckes an die Fluidkammer (144) bewegt wird; und
- (k) einem Verbindungsteil (140, 156, 158) zum Verbinden der Fluidkammer (144) des Tochterzylinders und des Hauptzylin ders (154), während die Rotation des Spindelstockes (124) ermöglicht ist.
10. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Greifklauen (100, 100a,
100b) schwenkbar zum Bewirken von einer Öffnungs- und Schließ
tätigkeit an dem Schneidwerkzeug (40, 42) ist und ein Paar von
Greifabschnitten (102, 112, 113) zum Positionieren und Greifen
des Werkzeuges (40, 42) an dem Spannabschnitt (110) so, daß das
Werkzeug (40, 42) in eine radiale und eine axiale Richtung davon
unbewegbar ist, und ein Paar von Verriegelungsabschnitten (105,
106, 105a, 112), die sich im wesentlichen parallel zueinander
von den entsprechenden Greifabschnitten (102, 112, 113) zu den
freien Enden der Greifklauen (100, 100a, 100b) erstrecken, auf
weist,
wobei das Paar von Verriegelungsabschnitten (105, 106, 105a,
112) in Eingriff mit dem Spannabschnitt (110) des Werkzeuges
(40, 42) so bringbar ist, daß das Werkzeug (40, 42) in die
radiale Richtung davon bewegbar, aber in die axiale Richtung
unbewegbar ist.
11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar von Greifabschnitten
(102) eine bogenförmige innere Kante mit einer Krümmung auf
weist, die einem äußeren Umfang des Spannabschnittes (110) des
Werkzeuges (40, 42) entspricht.
12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Verriegelungsabschnit
ten aus einem Paar von geraden Abschnitten (102), die entspre
chende gerade innere Kanten einander gegenüberliegend aufweisen,
und ein Paar von Führungsabschnitten (106), die sich von den
geraden Abschnitten zu den freien Enden der Greifklauen (100)
erstrecken, besteht,
wobei die Führungsabschnitte (106) entsprechende innere Kanten
aufweisen, die in Bezug auf die geraden inneren Kanten der ge
raden Abschnitte (102) so geneigt sind, daß sich ein Abstand
zwischen den inneren Kanten der Führungsabschnitte (106) in eine
Richtung zu den freien Enden vergrößert.
13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Verriegelungsabschnit
ten aus einem Paar von Nockenabschnitten (105a) mit entspre
chenden gekrümmten inneren Kanten (111) besteht, die so gebildet
sind, daß sich ein Abstand zwischen den gekrümmten inneren Kan
ten in eine Richtung zu den freien Enden der Greifklauen (100a)
vergrößert mit einer Rate, die sich in die Richtung zu den
freien Enden vergrößert.
14. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Greifklauen ein Paar
von schwenkbaren Teilen (100b), die in einer Ebene so schwenk
bar sind, daß eine Öffnungs- und Schließtätigkeit auf den
Spannabschnitt (110) des Werkzeuges (40, 42) bewirkt wird, und
ein Paar von drehbaren Teilen (112), die drehbar an dem Paar von
entsprechenden schwenkbaren Teilen (100b) angebracht sind, auf
weist,
wobei die drehbaren Teile (112) um entsprechende Achsen drehbar
sind, die senkrecht zu der Ebene stehen, in der die schwenkbaren
Teile (100b) geschwenkt werden.
15. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugübertragungsvorrichtung
(16, 18) aufweist:
- (l) eine Welle (18), die von einem Körper (12) der Werkzeugma schine axial bewegbar und drehbar um eine Achse davon par allel zu einer Achse einer Hauptspindel (28, 124) der Werk zeugmaschine getragen wird;
- (m) ein drehbares Teil (97), das an der Welle (88) angebracht ist und eine Mehrzahl von Werkzeuggreifern (26, 26a, 26b) aufweist, die an vorbestimmten Winkelabständen entlang eines Kreises angeordnet sind, dessen Zentrum auf der Achse des drehbaren Teiles (97) liegt;
- (n) eine axiale Vorschubvorrichtung (82, 90, 92) zum Bewegen der Welle (88) in eine axiale Richtung davon und
- (o) eine Drehvorrichtung (86, 94, 96) zum Drehen der Welle (88) zum Indizieren des drehbaren Teiles (97) zum Verbringen eines der Mehrzahl von Werkzeuggreifer (26, 26a, 26b) zu einer vorbestimmten Position.
16. Werkzeugmaschine nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet, daß die Drehvorrichtung (86, 94, 96)
einen gekeilten Abschnitt der Welle (88) und ein Keilteil (86)
aufweist, das axial unbewegbar und drehbar von dem Körper (12)
der Werkzeugmaschine getragen ist und an den gekeilten Abschnitt
der Welle (88) so angreift, daß die Welle (88) und das Keilteil
(86) miteinander drehbar und axial relativ zueinander bewegbar
sind,
daß die Drehvorrichtung (86, 94, 96) eine erste Antriebsquelle (94) zum Drehen des Keilteiles (86) aufweist,
und daß die axiale Vorschubvorrichtung (82, 90, 92) einen Außengewindeabschnitt der Welle (88), eine Mutter (82) mit Innengewinde, die axial unbewegbar und drehbar von dem Körper (12) der Werkzeugmaschine getragen ist und den Außengewindeab schnitt der Welle (88) angreift, und eine zweite Antriebsvor richtung (90) zum Drehen der Mutter (82) in Synchronisation mit der Drehung des Keilteiles (86), wenn das Keilteil (86) von der ersten Antriebsvorrichtung (94) gedreht wird, und zum Drehen der Mutter (82) allein, wenn das Keilteil (86) nicht gedreht wird, aufweist.
daß die Drehvorrichtung (86, 94, 96) eine erste Antriebsquelle (94) zum Drehen des Keilteiles (86) aufweist,
und daß die axiale Vorschubvorrichtung (82, 90, 92) einen Außengewindeabschnitt der Welle (88), eine Mutter (82) mit Innengewinde, die axial unbewegbar und drehbar von dem Körper (12) der Werkzeugmaschine getragen ist und den Außengewindeab schnitt der Welle (88) angreift, und eine zweite Antriebsvor richtung (90) zum Drehen der Mutter (82) in Synchronisation mit der Drehung des Keilteiles (86), wenn das Keilteil (86) von der ersten Antriebsvorrichtung (94) gedreht wird, und zum Drehen der Mutter (82) allein, wenn das Keilteil (86) nicht gedreht wird, aufweist.
17. Werkzeugmaschine nach Anspruch 15 oder 16,
dadurch gekennzeichnet, daß das Drehteil (97) der Werkzeugüber
tragungsvorrichtung (16, 18) mindestens drei Werkzeuggreifer
(26) zum Halten entsprechender Schneidwerkzeuge (40, 42) auf
weist und
ein Werkzeugmagazin (18) zum Übertragen der Schneidwerkzeuge
(40, 42) von der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118) zu min
destens einem der drei Werkzeuggreifer (26) und zum Übertragen
von einem der Schneidwerkzeuge (40, 42), das von mindestens
einem der drei Werkzeuggreifer (26) gehalten wird, zu der Werk
zeugaufnahmevorrichtung (14, 118), darstellt.
18. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugspannmechanismus (46,
54, 56, 66, 122, 168) eine Zugstange (46, 122) zum Ausspannen
des Werkzeuges (40, 42) aus der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14,
118), wenn die Zugstange (46, 122) in eine Richtung zu dem
Schneidwerkzeug (40, 42) vorgeschoben ist, und zum Einspannen
des Schneidwerkzeuges (40, 42) an der Werkzeugaufnahmevorrich
tung (14, 118), wenn die Zugstange (46, 122) in eine Richtung
weg von dem Schneidwerkzeug (40, 42) gezogen ist, aufweist, und
daß der Bewegungswandelmechanismus (32, 60, 66, 78, 138, 144,
154, 156, 158, 168) die erste und die zweite Relativbewegung des
Werkzeuggreifers (26) der Werkzeugübertragungsvorrichtung (16,
18) und der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118) in eine vor
schiebende bzw. eine zurückziehende Bewegung der Zugstange (46,
122) umwandelt.
19. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Werkzeugaufnahmevorrichtung ein Spindelstock (14, 118) ist, der einen Gehäusekörper (37, 120) und die Hauptspindel (28, 124) aufweist, die drehbar von dem Gehäusekörper (37, 120) getragen ist und das Schneidwerkzeug (40, 42) an einem Ende davon trägt,
daß die Hauptspindel (28, 124) eine Mittelbohrung (38, 132) aufweist, in der die Zugstange (46, 122) axial verschiebbar be wegbar ist,
daß der Werkzeugspannmechanismus (46, 54, 56, 66, 122, 168) ein Vorspannteil (66, 168) zum Vorspannen der Zugstange (46, 122) in ihre voll zurückgezogene Position aufweist, und
daß die Bewegungsvorrichtung (22, 24) den Spindelstock (14, 118) relativ zu der Werkzeugübertragungsvorrichtung (16, 18) bewegt.
daß die Werkzeugaufnahmevorrichtung ein Spindelstock (14, 118) ist, der einen Gehäusekörper (37, 120) und die Hauptspindel (28, 124) aufweist, die drehbar von dem Gehäusekörper (37, 120) getragen ist und das Schneidwerkzeug (40, 42) an einem Ende davon trägt,
daß die Hauptspindel (28, 124) eine Mittelbohrung (38, 132) aufweist, in der die Zugstange (46, 122) axial verschiebbar be wegbar ist,
daß der Werkzeugspannmechanismus (46, 54, 56, 66, 122, 168) ein Vorspannteil (66, 168) zum Vorspannen der Zugstange (46, 122) in ihre voll zurückgezogene Position aufweist, und
daß die Bewegungsvorrichtung (22, 24) den Spindelstock (14, 118) relativ zu der Werkzeugübertragungsvorrichtung (16, 18) bewegt.
20. Werkzeugmaschine mit einer automatischen Werkzeugwechsel
vorrichtung, mit
- - einer Werkzeugspannvorrichtung (46, 54, 56, 66, 122, 168) zum Einspannen eines Schneidwerkzeuges (40, 42) zur Bearbeitung eines Werkstückes und
- - einem Werkzeuggreifer (26, 26a, 26b) zum Ergreifen des Werk
zeuges (40, 42),
gekennzeichnet durch eine Bewegungswandelvorrichtung (32, 60, 62, 78, 138, 144, 154, 156, 158, 162) - - zum Umwandeln einer ersten Relativbewegung zwischen dem Werk zeuggreifer (26, 26a, 26b) und der Werkzeugspannvorrichtung (46, 54, 56, 66, 122, 168) aufeinander zu in eine Bewegung der Werkzeugspannvorrichtung zum Ausspannen des Werkzeuges (40, 42) aus der Werkzeugspannvorrichtung, und
- - zum Umwandeln einer zweiten Relativbewegung des Werkzeuggrei fers (26, 26a, 26b) und der Werkzeugspannvorrichtung (46, 54, 56, 66, 122, 168) voneinander weg in eine Bewegung der Werk zeugspannvorrichtung zum Einspannen des Werkzeuges (40, 42) in die Werkzeugspannvorrichtung.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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8141 | Disposal/no request for examination |