JP2014507296A - 工具交換担持体および工具システム - Google Patents

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Abstract

工具交換担持体は、すなわちリボルバ本体(12)に対し相対回転可能に配置され且つ少なくとも2つの工具受容部(9)を有しているリボルバ回転ユニットを備えた工具リボルバ(1)は、前記工具交換担持体を貫通するように、または、前記工具交換担持体に沿うように電磁線を搬送する電磁線搬送手段を有している。工具システムは、このような工具交換担持体と、前記工具受容部(9)に固定するために設置された少なくとも2つの工具ヘッド(3,5,15,17,18,27,34,40,43)とを含み、少なくとも1つの工具ヘッドは、工作物(11)を電磁線で照射するために適した光学工具ヘッド(3,15,17,18)であり、該光学工具ヘッドは、前記電磁線を転向および/または成形するための工具光学ユニット(23)を備えている。

Description

本発明は、請求項1の上位概念の構成を備えた工具交換担持体、および、請求項9の上位概念の構成を備えた工具システムに関するものである。
工具交換担持体とは、工作物保持部に対し相対運動することにより種々の工具を時間的に連続して加工位置へもたらすことで、特に加工工具を次の加工用の他の工具と交換することができるような工具担持体のことである。工具交換担持体と、旋盤用の前記種類の工具システムとは、特許文献1から知られている。この文献には、前記システムに属する工具交換担持体として、リボルバを適当に回転させることによって種々の交換可能な工具を順次加工位置にもたらして工作物に作用を及ぼす工具リボルバが開示されている。電磁線を用いた工作物の加工は開示していない。
特許文献2から、工作物の加工のために切削工具とレーザービームとを組み合わせて使用するようにした装置が知られている。このため、切削工具およびレーザーの双方を担持する工具他担持体を、加工される工作物に対し相対的に走行させる。レーザーで補助する切削の場合、加工される材料は、切削工具が係合する前にレーザーで軟化させることができる。この技術水準の工具担持体は、工具リボルバを含んだ工具交換担持体ではない。
前記特許文献2に開示されている同様の解決手段は、工作物を加工するうえで、或いは、電磁線を補助的に作用させるうえで、電磁線の使用に関し融通性があまりよくない。レーザービーム工具の交換は通常面倒である。レーザー工具を既存の工作機械に追加的に取り付けると、作動室の損失を伴うのが通例である。不純物に対する、および、通常の切削工程を行なっている間の金属屑および冷却潤滑剤による損傷に対する光学システムの保護がなされていないことがあり、或いは、このような保護はコストを要し、作動室の損失を伴って行われる。
特許文献3からは、2つの心押し台を備えた加工装置が知られている。1つの心押し台は電磁線通路とレーザー加工ヘッドとを含み、第2の心押し台はフライスヘッドを有している。両心押し台は共通の1つの駆動主軸を介して駆動される。工作物はレーザー加工ヘッドとフライスヘッドとにより順次加工することができ、その際工作物を加工装置に対し相対的に移動させる。フライスヘッドを用いた加工のためには、レーザー加工ヘッドがフライス加工の邪魔になることがあるので、レーザー加工ヘッドを除去することが開示されている。従って工具リボルバは開示されていない。この技術水準の原理によれば、工具受容部をさらに設けることによってかなりのスペースが必要になる。
特許文献4からは、種々の工具ヘッドを同一の工具受容部に挿着できるようにした加工機械が知られている。この文献には、たとえばレーザー加工ヘッドと切削工具とを含むことができる工具マガジンを設けることが開示されている。従って、少なくとも2つの工具受容部を備えた本発明の意味での工具交換担持体は開示されていない。
特許文献5からは、ただ1つの主軸を備え、該主軸がレーザービームのための通路を有し、1つの工作物をレーザービームと機械的切削工具とを用いて交互に加工できるようにした加工機械が知られている。従って、少なくとも2つの工具受容部を備えた工具交換担持体は開示されていない。複数の工具ヘッドを交互に使用した加工を行うには、ただ1つの工具受容部で複数の工具ヘッドを常に交換しなければならない。このような処置には時間がかかり、よってコストがかかる。
独国特許第196133377B4号明細書 米国特許第7002100B2号明細書 独国特許出願公開第4113633A1号明細書 特開昭61−164738号公報 米国特許第5367061号明細書
本発明の課題は、工作機械で電磁線を使用して順応性のある加工を可能にする、冒頭で述べた種類の工具交換担持体および工具システムを提供することである。
この課題は、請求項1または請求項9の特徴ある構成を備えた、冒頭で述べた種類の工具交換担持体および工具システムによって解決される。
本発明の有利な構成は従属項によって与えられる。
工具交換担持体が、リボルバ本体に対し相対回転可能に配置され且つ少なくとも2つの工具受容部を有しているリボルバ回転ユニットであり、電磁線を搬送する手段を有していることにより、工作物を加工するために電磁線の使用を、特にレーザービームの使用を可能にする光学工具ヘッドを簡単に使用できるようになるので特に有利である。光学工具ヘッドをこのような工具交換担持体に配置することにより、工具交換担持体の外側に光学工具ヘッドを設置するために特別な取り付けコストまたは構成は不要であり、これによって作動室の損失は最少に抑えられる。工具交換担持体がユニットが他の、特に規格化された工具受容部を備え、少なくとも1つの光学工具ヘッドがこのような工具受容部に係合するための工具ホールダを有していれば、光学工具の設置および交換を特に簡単に迅速に実施することができる。
光学工具ヘッドは、工具交換担持体の外側に配置される他の工具と協働することができる。たとえば切削工具、ハイブリッド溶接を行うための溶接装置、レーザーコーティング方法を行うためのワイヤー等の添加材を供給および/または位置決めするための材料供給ユニットと協働することができる。
他方、光学工具ヘッド自体に他の機能および工具を組み込むこともでき、たとえば切削機能および切削工具、添加材を供給する機能および工具、溶接加工を行うための機能および工具を組み込むことができる。
工具交換担持体によって担持される他の工具ヘッドを備えた光学工具ヘッドから複数の対を形成させ、両者を同時に工作物に作用させるか、或いは、互いに同調させて交互に工作物に作用させるのが有利である。前記他の工具ヘッドとはたとえば同様に光学工具ヘッドでもよいし、或いは、切削工具を担持していてもよいし、或いは、工作物を溶接加工するための溶接工具ヘッドでもよい。さらにこれとは択一的に、前記他の工具ヘッドは材料供給のために用いてよく、たとえば光学工具ヘッドを用いた加工方法(たとえばレーザー溶接法、蝋付け法、ワイヤーをベースにしたレーザーコーティング、レーザークラッド溶接)を実施する場合の添加材の供給に用いることができる。このため工具ヘッドはたとえばワイヤー搬送ユニットおよび/またはワイヤー位置決めユニット(好ましくは電磁方式のもの)を有していてよく、該ユニットを用いて添加材が加工部位へ搬送される。
工具交換担持体は、互いに整合しあっている複数対の工具ヘッドを担持してよく、たとえば第1の対は工作物の端面を加工するために用い、第2の対は同じ工作物または他の工作物の円筒加工を行うために用いる。この場合それぞれの光学工具ヘッドは、たとえば、使用した電磁線が工作物を切削工具の直前でたとえば軟化させるために加工するように配向されていてよい。また、1つの工具ヘッドが互いに隣接し合う2つの工具ヘッドと交互に協働することも考えられ、たとえば1つの光学工具ヘッドが、第1の切削工具ヘッド(たとえばフライスを担持している)と協働し、そして他の側で隣接している第2の切削ヘッド(たとえば研削ピンを担持している)と協働する。このため、光学工具ヘッドは好ましくは遠隔制御されて、たとえば第1の切削工具ヘッドと協働し、次に第2の切削工具ヘッドと協働するために、光学工具ヘッドから放出される電磁線の配向方向に関して変更可能であってよい。
さらに、切削工具ヘッドを複数の光学工具ヘッドと組み合わせることも可能である。後者の例では、たとえば第1のレーザービームを材料を軟化させるために用い、第2の電磁線を切削に引き続いて(たとえばレーザー硬化により)硬化プロセスを実施するために用いる。複数の光学工具ヘッドはそれぞれ工具交換担持体によって担持される別個の工具ヘッド上に配置されていてよい。しかし、複数の光学工具ヘッドのうちの1つは工具交換担持体から離して設けてもよい。
電磁線は、工具交換担持体を貫通して、たとえば孔として実施される光学路を介して、使用位置にある光学工具ヘッドへ誘導される。この場合、孔は自由な電磁線を通過させるために設けられているが、孔の内壁で反射させて電磁線を誘導する。或いは、孔を1つまたは複数の光誘導ケーブルを貫通させるために用いてもよい。孔はリボルバ本体を貫通して延在し、たとえばその中心長手軸線を通るように延在している。
リボルバ本体に回転可能に装着されるリボルバ回転ユニットまたはリボルバディスクの内部では、電磁線は中央の光学ユニットを介して、使用位置にある光学工具ユニットへ転向され、必要な場合にはすでにコリメートされる。中央の光学ユニットは、中央軸を有するリボルバ本体にフランジ固定することができ、その結果電磁線は使用位置にある光学工具ユニットに常に入射する。このため、工具受容部は使用する電磁線を透過させるように形成されている。光路のために、または、光誘導ケーブルの受容のために設けられる孔に加えて、圧縮空気または保護ガスを供給するための孔、冷媒および/または潤滑剤を供給排出するための孔、導電線および/または制御線を供給するための孔を設けてもよい。これらの媒体は、技術水準で知られている態様でリボルバ回転ユニットを介して加工部位へ誘導される。
他方、中央の光学ユニットをリボルバ回転ユニットに固定してもよい。このような解決手段は、特に、電磁線をリボルバ本体に対し間隔をもって貫通させる場合、すなわち偏心して貫通させる場合に特に有利である。このため中央の光学ユニットは、リボルバ回転ユニットのどのロック位置においても電磁線が中央の光学ユニットにあたって使用部位のほうへ転向されるように、花冠状またはリング状に構成されていてよい。
工具交換担持体を貫通するように電磁線を誘導する代わりに、電磁線がリボルバ本体のそばを通過して光学工具ヘッドのほうへ誘導されるようにしてもよい。これによって電磁線の誘導コストが少なくなるが、たとえば周囲を飛翔する屑による障害が起きやすくなる。ビームガイドを保護するため、本体に対し平行に延在する、たとえば管の形状の取り囲みハウジングを設けてよい。
光学工具ヘッド内には、電磁線の転向および/または整形のための工具光学ユニット(たとえばミラーおよび/またはレンズ)が設けられていてよい。ビーム転向および/またはビーム整形は、射出方向およびビーム形状を修正できるようにするために、或いは、変化する幾何学的状況に整合させることができるようにするために、調整可能であってよい。このような調整可能性は手動調整のために機械的であってよく、或いは、たとえば電気機械方式で遠隔制御されていてよい。また、加工中に変化する合焦調整および/または放射方向および/または放射中断(たとえばパルス化されたビームによる)を備えた電磁線を使用することも考えられる。
工具交換担持体での工具位置の交替は電子機械方式または液圧方式であってよい。光学工具ヘッドの横に挿着される工具は、必要な場合(たとえばドリルの場合)には駆動されてよい。
本発明による工具システムは、特に摩耗防止層を局部的に備えた金属部品の加工に適しており、たとえば軸受着座部をレーザーで硬化させた軸、弁座をレーザーでコーティングした主軸、或いは、たとえばレーザーの補助のもとに回転加工せしめられる軸受ブシュのようなセラミックス部品の加工に適している。
本発明による工具システムは、通常の工具交換担持体と交換することで、公知の既存の工作機械に組み込むことができる。光誘導ケーブルを介しての電磁線の供給は、通常は作業室の損失なしに可能である。電磁線を補助的に使用し、且つ種々の工具および/または種々の光学工具ヘッドを使用して、複数の加工ステップを自動的に連続して行うことは、本発明による工具システムによって初めて可能になったものであり、少なくとも従来に比べて経済的である。
図面には、本発明にによる工具システムの有利な実施形態が図示されている。
工作物の端面加工において内部にビームガイドを備えている工具リボルバの横断面斜視図である。 円筒加工の際の図1の工具リボルバを示す図である。 端面加工の際に外側にビームガイドを備える工具リボルバの斜視図である。 円筒加工の際の図3の工具リボルバを示す図である。 aは光学工具ヘッドの横断面側面図、bは下から見た図である。 aは他の光学工具ヘッドの横断面側面図、bは下から見た図である。 aは他の光学工具ヘッドの横断面側面図、bは下から見た図である。 材料供給ヘッドを備えた工具リボルバの図である。 ビームガイドが偏心している工具リボルバの図である。 ビームガイドが偏心し、内部に工具駆動部を備えている工具リボルバの図である。 外部にビームガイドを備え、且つ工具駆動部が外部で案内されている工具リボルバの図である。
図1は工具リボルバ1の横断面斜視図であり、工具リボルバは、リボルバディスク2に配置される光学工具ヘッド3と、同様にリボルバディスク2に固定され、工具4を備えた切削工具ヘッド5とを有している。工具リボルバ1の本体12の回転軸を貫通するように延在している中央の孔6を介して、リボルバディスク2にレーザービーム7が供給される。これはここには図示していない別個の光導体を介して行われ、光導体は同様にここには図示していないレーザー源に直接または間接に接続されている。従ってレーザー源は工具システムの外側にあり、工具システムを利用する工作機械の外側にあってもよい。
レーザービーム7は、中央の孔6を出た後、中央の光学ユニット8に当たる。光学ユニット8は、たとえばその中に配置されるミラー(ここには図示せず)を用いてレーザービーム7を光学工具ユニット3の方向へ転向させる。中央の光学ユニット8は、たとえばレーザービーム7のコリメーションまたはフォーカシングのために、ビームを整形するように構成されていてよい。リボルバディスク2は多数の工具受容部9を有している。互いに隣接し合う2つの工具受容部9には、光学工具ヘッド3と、切削工具4を保持している工具ヘッド5とが固定されている。光学工具ヘッド3を保持している工具受容部9はレーザービーム7が透過するように構成されている。
加工される工作物11の1つの端面10に対しては、光学工具ヘッド3から出るレーザービーム7と切削工具4とが同時に作用する。レーザービーム7は切削加工を支援するために用いられ、たとえば切削工具4が係合する直前に工作物の材料の延性を向上させるために用いられる。
図1には図示していないが、残りの工具受容部9には他の工具が固定されており、その結果リボルバディスク2をリボルバ本体12に対し相対的に回転させるだけで加工工具および/または光学工具ヘッドを加工位置へ変更することができる。
光学通路6の周囲に配分して、工具リボルバー1を貫通するように、たとえば圧縮空気または保護ガス、冷却剤および潤滑剤用の複数の軸線方向の貫通部が延在している。これら貫通部のうち図1では貫通路13のみが見て取れる。貫通路13はたとえば圧縮空気用のものである。貫通路13は、リボルバ本体12からリボルバディスク2への圧縮空気の貫通を可能にする回転接合部14に終端を有している。圧縮空気は、リボルバディスク2の内部で、該リボルバディスク2の周側にある1つまたは複数の出口(図示せず)へ誘導され、この場合出口は、使用位置にある1つの工具または使用位置にある1つの工具ヘッドのみに圧縮空気が供給されるように、構成されている。
図2は図1の工具リボルバ1を示すものであるが、他の光学工具ヘッド15および他の切削工具16が使用位置あるのを示したものである。この光学工具ヘッド15と、切削工具ヘッド27に設けた切削工具16とは、リボルバディスク2がリボルバ本体12に対し相対的に回転することによって使用位置にもたらされる。まえもって工作物11の端面加工に使用した工具4と3は図2に図示していないが、実際にはもちろんまだリボルバーディスク2に残っていて、使用位置から回転させている。中央の光学ユニット8は回転後もリボルバ本体12に対する相対位置は不変であり、よってリボルバディスク2の回転に追従しない。工具受容部9に固定されている光学工具ヘッド3(図1)または15(図2)を使用位置で担持している工具ヘッド9のみがレーザービーム7の供給を受ける。光学工具ヘッド3または15が使用位置にない場合には、中央光学ユニット8へのレーザービームの供給は中断することができる。これは、リボルバディスク2に付設されてリボルバ本体12に対する相対位置を確認するセンサを介して自動的に行われる。
前記他の光学工具ヘッド15と前記他の切削工具16とは、工作物11の外縁加工に使用される。このためには工具リボルバ1と工作物11との間の相対運動も必要であるが、この相対運動は、たとえば工具リボルバ1を保持している機械要素(図示せず)または同様に図示していない工作物スピンドルによって行うことができる。
図3および図4は、工作物11の端面加工(図3)または外縁加工(図4)を行う際の工具リボルバ1の斜視図であるが、図1および図2の実施形態の場合とは異なり、レーザービーム7は工具リボルバ1のケーシングのそばを通過するようにして光学工具ヘッド17(図3)または光学工具ヘッド18(図4)へ誘導される。リボルバディスク2は、光学工具ヘッド17と18および切削工具ヘッド5と27以外に、他の光学工具ヘッド28と他の切削工具ヘッド30および31とを有している。
切削工具4(図3)と切削工具16(図4)とは、図1または図2の切削工具4と16と同一である。これに対し、光学工具ヘッド17と18は別のレーザー光供給に適合されている。工具リボルバ1の外側でのレーザービーム誘導は、図1および図2の実施形態に比べて光ビーム誘導コストを減少させる。というのは、工具リボルバ1内にレーザー光誘導用の別個の孔を設ける必要がないからである。工具リボルバ1のそばを通過するように行うレーザービームの供給は、ここには図示していない取り囲みハウジング(Umhausung)によって取り囲まれている開口光路を用いて、または、光導体を用いて行うことができるが、このような2つの配置構成は、工具リボルバ1を貫通するようにレーザービームを誘導するものに比べて、外部からの障害を受けやすくなる。
図5と図6は、工作物の端面加工(図5)用の光学工具ヘッド15と、工作物の円筒加工(図6)用の光学工具ヘッド3との2つの異なる光学工具ヘッドを示している。なお、図5および図6に図示したレーザービーム7はリボルバ本体12を貫通するように案内されるタイプのものである。
図5のaと図6のaはそれぞれ光学工具ヘッド15または3の横断面図、図5のbと図6のbはそれぞれ下から見た図である。
以下では、まず図5の光学工具ヘッド15について詳細に説明する。ケーシング1は、工具受容部9に係合するために設けられた、好ましくは規格化された保持要素21を用いて保持ユニット20に固定されている。保持要素21はリボルバ側に保護ガラス22を有し、該保護ガラスを通じてレーザービーム7が貫通孔を有する保持要素21に入射することができる。ケーシング内部でレーザービーム7は工具光学ユニット23に当たる。工具光学ユニットは、たとえばビーム転向用のミラー(図示せず)を有していてよい。ビーム整形を行うように、たとえば合焦作用を有するように形成されていてよい工具光学ユニット23は、レーザービーム7を出口保護ガラス24を通じて光学工具ヘッド15から出射させる。
光学工具ヘッド15の組み立ての際、図1ないし図4に図示したリボルバディスク2の外周部に載置板25が載置される。載置板25は、光学工具ヘッド15を冷却するために設けられる冷媒の供給、排出用の2つの冷却用接続部26を含んでいる。冷却用接続部26は、光学工具ヘッド15を挿着すると、リボルバディスク2に設けた対応する入口または出口(図1ないし図4には図示せず)と協働する。
さらに、工具光学ユニット23をたとえばビーム配向に関して調整する調整部の給電および/または制御を行なうための電気接続部32が設けられている。対応する対向接点(図示せず)はリボルバディスク2(たとえば図2を参照)に設けられている。圧縮空気用接続部5は圧縮空気の供給を可能にする。
図6に図示した光学工具ヘッド3が図5に図示した光学工具ヘッドと異なるのは、ケーシング19の形状および工具光学ユニット23の射出方向が異なっている点のみである。その他の点では、図5に関する対応する部分の上記説明を参照してもらいたい。
図7は、図3または図4の実施形態に対応する外部ビーム誘導のために使用可能な光学工具ヘッド33を示している。レーザービーム7の射出は保持要素21を介して行われるのではなく、ケーシング19に設けた保護ガラス34を介して行われる。その他の点ではこの光学工具ヘッド33は図5および図6の工具ヘッドに実質的に対応しているので、対応する説明を参照してもらいたい。
図8は図1または図2に類似の工具リボルバ1を示している。同じ参照符号は工具リボルバ1の互いに対応する部材を意味しており、よって図1および図2に対する対応する部分の説明を参照してもらいたい。図1および図2の実施形態と異なるのは、図8の工具リボルバ1は、工具11上の加工部位にワイヤー35を供給する材料供給ヘッド34を有していることである。ワイヤー35は、たとえばレーザービーム7による表面コーティング用の添加材である。ワイヤー35の前進はワイヤー搬送ローラ36により達成される。材料供給ヘッド34内でワイヤー35は加工部位の方向へ転向される。材料供給ヘッド34もワイヤー35を駆動する手段を有していてよい。
図9は、ビーム誘導を偏心して行うようにした工具リボルバ1を示している。すなわちレーザービーム7は本体12の中心縦軸を貫通して誘導されるのではなく、本体12を貫通している別個のビーム通路51によって誘導される。レーザービームはこの実施形態でも自由なレーザービーム7としてビーム通路51によって方向づけることができる。しかし、同じようにしてレーザービーム7を光誘導ファイバーを用いてビーム通路51によって誘導することも可能である。レーザービーム7は、リボルバディスク2内で、いくつかのミラー38を連続して組み合わせた中央の花冠状の光学ユニット37に当たる。前記いくつかのミラー38はレーザービーム7を常に、加工位置にある工具ヘッド18へ方向づける。工具ヘッド18は図9では工作物11の円筒加工に用いる。このためレーザービーム7は光学工具ヘッド15用の保持要素21を透過する。他の1つの光学工具ヘッドが加工位置に回転してもたらされると、他の1つのミラー38でレーザービーム7の転向が行われる。複数のミラー38はビームを整形するように、たとえばフォーカシングのために凹状に形成されていてもよい。さらに、図9では、工作物11は切削工具16を用いて加工される。
図10は、図9の工具リボルバ1に類似してレーザービーム7を偏心して誘導するようにした工具リボルバ1を示している。図9の工具リボルバ1と異なるのは、図10の工具リボルバ1は、工具ヘッド40に、駆動される切削工具39が設けられていることである。駆動される工具39とは、たとえばフライスである。工具39を駆動するためのモータ41はリボルバディスク2の内部に着座し、ここには図示していない態様で本体12を介して電気エネルギーが供給され、制御される。駆動は伝動棒42を用いて駆動される工具39に伝えられる。モータ41と伝動棒42とはリボルバ本体12と結合されて固定されている。これによって種々の工具を作動位置に回転できて、クラッチを介してモータ41により駆動させることができる。光学駆動ヘッド18から来るレーザービーム7は、加工される工作物11の材料を軟化させるために用いることができる。
最後に図11は、同様に駆動される工具44を備えた駆動される切削工具43を使用した工具リボルバ1を示している。図10の実施形態とは異なり、駆動は本体12の外側に延在している伝動棒45を介して行われる。これと同時に、レーザービーム7を偏心して供給する光学工具ヘッド18が使用される。
1 工具リボルバ
2 リボルバディスク
3 光学工具ヘッド
4 切削工具
5 切削工具ヘッド
6 孔
7 レーザービーム
8 中央の光学ユニット
9 工具受容部
10 端面
11 工作物
12 リボルバ本体
13 貫通路
14 回転接合部
15 光学工具ヘッド
16 切削工具
17 光学工具ヘッド
18 光学工具ヘッド
19 ケーシング
20 保持ユニット
21 保持要素
22 保護ガラス
23 工具光学ユニット
24 出口保護ガラス
25 載置板
26 冷却用接続部
27 切削工具ヘッド
28 光学工具ヘッド
29 光学工具ヘッド
30 切削工具ヘッド
31 切削工具ヘッド
32 電気接続部
33 光学工具ヘッド
34 材料供給ヘッド
35 ワイヤー
36 ビーム通路
37 花冠状の中央の光学ユニット
38 ミラー
39 駆動される工具
40 工具ヘッド
41 モータ
42 伝動棒
43 駆動される工具ヘッド
44 駆動される工具
45 伝動棒
50 圧縮空気用接続部
51 ビーム通路

Claims (13)

  1. 少なくとも2つの工具受容部(9)を備えた工具交換担持体であって、該工具交換担持体が、リボルバ本体(12)に対し相対回転可能に配置され且つ前記工具受容部(9)を有しているリボルバ回転ユニット(2)を備えた工具リボルバ(1)である、前記工具交換担持体において、
    前記工具交換担持体を貫通するように、または、前記工具交換担持体に沿うように電磁線を搬送する電磁線搬送手段が設けられていることを特徴とする工具交換担持体。
  2. 前記少なくとも2つの工具受容部(9)のうちの少なくとも1つの工具受容部が前記電磁線(7)を透過させることを特徴とする、請求項1に記載の工具交換担持体。
  3. 前記電磁線搬送手段が、前記工具交換担持体を貫通して延在している少なくとも1つの光通路(6)を含んでいることを特徴とする、請求項1または2に記載の工具交換担持体。
  4. 前記電磁線搬送手段が少なくとも1つの光誘導ファイバーまたは光誘導ファイバー束を含んでいることを特徴とする、請求項1から3までのいずれか一つに記載の工具交換担持体。
  5. 前記電磁線搬送手段が、前記リボルバ回転ユニット(2)に配置されて前記電磁線(7)を前記工具受容部(9)のうちの少なくとも1つの工具受容部の方向に方向づける中央の光学ユニット(8,37)を含んでいることを特徴とする、請求項2から4までのいずれか一つに記載の工具交換担持体。
  6. 前記中央の光学ユニット(8,37)が前記リボルバ本体(12)に相対回転不能に固定されていることを特徴とする、請求項5に記載の工具交換担持体。
  7. 前記中央の光学ユニット(8,37)が前記リボルバ回転ユニット(2)に相対回転不能に固定されていることを特徴とする、請求項5に記載の工具交換担持体。
  8. たとえば冷媒のような媒体を前記工具受容部(9)のうちの少なくとも1つの工具受容部に供給するための手段が設けられていることを特徴とする、請求項1から7までのいずれか一つに記載の工具交換担持体。
  9. 少なくとも2つの工具受容部(9)と該工具受容部(9)に固定するために設置された少なくとも2つの工具ヘッド(3,5,15,17,18,27,34,40,43)とを備えた工具交換担持体を含み、該工具交換担持体が、リボルバ本体(12)に対し相対回転可能に配置され且つ前記工具受容部(9)を有しているリボルバ回転ユニット(2)を備えた工具リボルバ(1)である、工具システムにおいて、
    前記少なくとも2つの工具ヘッドのうちの少なくとも1つの工具ヘッドが、工作物(11)を電磁線で照射するために適した光学工具ヘッド(3,15,17,18)であり、該光学工具ヘッドが、前記電磁線を転向および/または整形するための工具光学ユニット(23)を備えていることを特徴とする工具システム。
  10. 前記工具光学ユニット(23)を遠隔制御して位置調整をコントロールする手段が設けられていることを特徴とする、請求項9に記載の工具システム。
  11. 前記工具交換担持体が請求項1から8までのいずれか一つに記載の工具交換担持体であることを特徴とする、請求項10または11に記載の工具システム。
  12. 前記工具受容部(9)のうちの少なくとも1つの工具受容部に固定して設置される少なくとも1つの切削工具ヘッド(5,27,40,43)、溶接処理に適した少なくとも1つの溶接工具ヘッド、および/または、たとえば添加材のような材料を供給するために設けられる少なくとも1つの材料供給ヘッド(34)が設けられていることを特徴とする、請求項9から11までのいずれか一つに記載の工具システム。
  13. 前記工具受容部(9)に、少なくとも2つの工具ヘッド(3,5,15,17,18,27,34,40,43)が同じ工作物(11)を同時に加工するように互いに隣接して配置され、配向されていることを特徴とする、請求項9から12までのいずれか一つに記載の工具システム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11052463B2 (en) 2017-03-15 2021-07-06 Citizen Watch Co., Ltd. Turret tool post
KR102529599B1 (ko) * 2022-01-07 2023-05-09 (주)이즈텍 다수의 융착기구를 구비하는 열융착 장치

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107984230B (zh) * 2017-12-14 2024-04-05 浙江德迈机械有限公司 一种平板材料加工设备
CN114173965B (zh) * 2019-06-28 2024-09-06 微林股份有限公司 光机械工具
DE102019130162A1 (de) * 2019-11-08 2021-05-12 Wto Vermögensverwaltung Gmbh Werkzeughalter mit mindestens einem Sensor
CN116141005B (zh) * 2023-04-17 2023-08-18 池州中科裕华汽车科技有限公司 一种皮带轮数控加工中心

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0760472A (ja) * 1993-08-26 1995-03-07 Okuma Mach Works Ltd レーザ加工機のタレット台
JPH1148058A (ja) * 1997-08-11 1999-02-23 Japan Steel Works Ltd:The 多機能レーザー切断マシニング・センター
JP2001239382A (ja) * 2000-02-25 2001-09-04 Fuji Electric Co Ltd レーザによる切屑切断方法及び装置

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61164738A (ja) * 1985-01-14 1986-07-25 Toyoda Mach Works Ltd レ−ザ加工可能な工作機械
FR2608484B1 (fr) 1986-12-23 1989-04-28 Bertin & Cie Machine a microfaisceau laser d'intervention sur des objets a couches minces de materiau
DE3807471A1 (de) * 1987-04-02 1988-10-20 Man Technologie Gmbh Vorrichtung zum fuehren von optischen strahlen
DE8911733U1 (de) * 1989-10-02 1989-11-16 MAHO AG, 8962 Pfronten Düsenkopf für eine Laser-Fräsmaschine
US5225650A (en) 1989-07-14 1993-07-06 Maho Aktiengesellschaft Process and device for the manufacture of cavities in workpieces through laser beams
EP0407969B1 (de) 1989-07-14 1993-10-06 MAHO Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Hohlräumen in Werkstücken mittels Laserstrahls
US5008510A (en) 1989-12-29 1991-04-16 Amada Company, Limited Laser punch press, and beam detection device for adjusting the laser beam path
DE4040554A1 (de) 1990-12-18 1992-07-02 Maho Ag Werkzeugmaschine zur abtragenden werkstueckbearbeitung mittels laserstrahls
JPH04289038A (ja) * 1991-03-15 1992-10-14 Fanuc Ltd レーザ加工可能な複合型工作機械
DE4113633C2 (de) * 1991-04-26 1994-06-30 Manfred Toeller Bearbeitungsvorrichtung
JPH05293730A (ja) * 1992-04-20 1993-11-09 Fanuc Ltd レーザ加工可能な複合型工作機械
DE4326236A1 (de) 1993-08-05 1995-02-09 Univ Stuttgart Strahlwerkzeuge Verfahren zum Entgraten oder Kantenbrechen von Werkstücken sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens
DE9419673U1 (de) 1994-12-08 1995-02-09 Index-Werke Gmbh & Co Kg Hahn & Tessky, 73730 Esslingen Laseranordnung für Drehmaschine
CN1145840A (zh) * 1995-09-14 1997-03-26 邵文远 集成加工中心
DE19613377B4 (de) 1996-04-03 2006-06-22 Traub Drehmaschinen Gmbh Werkzeugrevolver, insbesondere für Drehmaschinen
DE19630437C2 (de) * 1996-07-27 2003-04-03 Jurca Optoelektronik Gmbh Detektorvorrichtung
ITTO20010102A1 (it) * 2001-02-05 2002-08-05 Prima Ind Spa Sistema e metodo di saldatura laser remota.
FR2826893B1 (fr) * 2001-07-05 2003-09-19 Snecma Moteurs Appareil de soudage par faisceau laser miniaturise
US6789299B1 (en) * 2001-11-20 2004-09-14 Ronnie J. Kidder Quick change tooling system for machine tools
TW580416B (en) 2002-11-28 2004-03-21 Ind Tech Res Inst Laser-assisted machining process
EP1459835B1 (de) * 2003-03-15 2013-04-24 TRUMPF Werkzeugmaschinen GmbH + Co. KG Laserbearbeitungsverfahren mit einem Laserbearbeitungskopf zum Laserschneiden und zum Laserschweissen
CA2489941C (en) * 2003-12-18 2012-08-14 Comau S.P.A. A method and device for laser welding
FR2876933B1 (fr) 2004-10-25 2008-05-09 Snecma Moteurs Sa Buse pour tete de percage ou d'usinage par faisceau laser
EP1859893A1 (en) * 2006-05-26 2007-11-28 Yamazaki Mazak Corporation Laser processing machine with exchangeable laser processing tool and machining tool
DE202007010461U1 (de) * 2007-07-25 2008-12-04 Gleason-Pfauter Maschinenfabrik Gmbh Bearbeitungsmaschine

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0760472A (ja) * 1993-08-26 1995-03-07 Okuma Mach Works Ltd レーザ加工機のタレット台
JPH1148058A (ja) * 1997-08-11 1999-02-23 Japan Steel Works Ltd:The 多機能レーザー切断マシニング・センター
JP2001239382A (ja) * 2000-02-25 2001-09-04 Fuji Electric Co Ltd レーザによる切屑切断方法及び装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11052463B2 (en) 2017-03-15 2021-07-06 Citizen Watch Co., Ltd. Turret tool post
KR102529599B1 (ko) * 2022-01-07 2023-05-09 (주)이즈텍 다수의 융착기구를 구비하는 열융착 장치

Also Published As

Publication number Publication date
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