KR101276548B1 - Machine tool with at least one work spindle - Google Patents
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Abstract
본 발명은 각 하나의 교체 가능한 가공 공구를 지지하고 구동시키는 적어도 하나의 작동 스핀들을 구비한 공작 기계에 관한 것이다. 또한 가공 공구를 수용하기 위한 공구 집게를 지지하는, 회전축을 중심으로 회전하는 적어도 하나의 공구 매거진 디스크가 제공된다. 상대 운동이 상기 가공 공구의 삽입 또는 인출 교체를 위해 제공된다. 공구 집게의 집게 축이 각 공구 매거진 디스크 상에 방사 방향으로 배치되거나, 또는 상기 집게 축이 이에 대해 예각으로 틸팅되어 배치된다.The present invention relates to a machine tool having at least one working spindle for supporting and driving each one replaceable machining tool. There is also provided at least one tool magazine disk that rotates about an axis of rotation, which supports tool tongs for receiving a machining tool. Relative motion is provided for insertion or withdrawal replacement of the machining tool. The tong axes of the tool tongs are arranged radially on each tool magazine disc, or the tongs axis is arranged at an acute angle thereto.
공작 기계, 작동 스핀들, 공구 매거진 디스크, 공구 집게, 가공 공구.Machine tools, working spindles, tool magazine discs, tool tongs, machining tools.
Description
도 1 내지 8은 본 발명에 따른 공작 기계의 상이한 변형예의 각각의 정면도이고,1 to 8 are respective front views of different variants of the machine tool according to the invention,
도 9는 본 발명에 따른 공구 집게의 평면도이다.9 is a plan view of a tool tongs according to the present invention.
*도면의 주요 부호 설명** Description of the major symbols in the drawings *
1 : 공작 기계 2, 21, 22 : 작동 스핀들1:
3 : 공구 매거진 디스크 4 : 공구 집게3: tool magazine disk 4: tool clamp
20 : 스핀들 축 30 : 회전 축20: spindle axis 30: axis of rotation
40 : 집게 축 50 : 공구 축40: forceps axis 50: tool axis
본 발명은 각각 하나의 교체 가능한 가공 공구를 지지하고 구동시키는 적어도 2 개의 작동 스핀들, 및 가공 공구를 수용하기 위한 공구 집게를 가지며, 회전축을 중심으로 회전하는 적어도 하나의 공구 매거진 디스크를 구비한 공작 기계에 관한 것이고, 공구 매거진 디스크와 작동 스핀들 사이의 상대 운동이 작동 스핀들에 대한 가공 공구의 삽입 또는 인출을 위해 제공된다.The present invention provides a machine tool having at least two working spindles each supporting and driving one replaceable machining tool, and at least one tool magazine disk rotating about an axis of rotation, with tool clamps for receiving the machining tool. And relative movement between the tool magazine disc and the actuating spindle is provided for insertion or withdrawal of the machining tool relative to the actuating spindle.
소위 멀티 스핀들 공작 기계는 충분히 알려져 있다. 이 공작 기계는 적어도 2 개의 작동 스핀들을 포함한다. 이러한 공작 기계는 종종 공작물의 절삭 가공을 위해 사용된다. 이러한 공작 기계의 장점은, 상기 공작 기계가 높은 절삭력을 가진다는 것이다.So-called multi-spindle machine tools are well known. This machine tool comprises at least two working spindles. Such machine tools are often used for cutting of workpieces. The advantage of such a machine tool is that the machine tool has a high cutting force.
작동 스핀들에 가공 공구의 삽입 및 인출을 위해 "픽-업-기술(Pick-Up-Technic)"이라고 하는 조치가 통상적으로 사용된다. 공작물 교체 프로세스에 있어서, 공구 매거진을 고정식으로 설계하는 것이 알려져 있고, 작동 스핀들은 공구 매거진 가까이 이동된다. 공구의 삽입 또는 인출시 이를 위해 공구 매거진 디스크와 작동 스핀들 사이의 상대 운동이 요구되고, 상기 상대 운동은 예컨대 작동 스핀들의 운동으로부터 도출된다.An action called "Pick-Up-Technic" is commonly used for the insertion and withdrawal of machining tools into the working spindle. In the workpiece change process, it is known to design the tool magazine in a fixed manner and the working spindle is moved close to the tool magazine. For insertion or withdrawal of the tool a relative movement between the tool magazine disk and the actuating spindle is required for this purpose, which is derived from the movement of the actuating spindle, for example.
전술한 방식의 공작 기계는 예컨대 2 개의 디스크 매거진을 구비한 2-스핀들-공작 기계로서 구현된다. 이 경우, 스탠드에 각각 하나의 작동 스핀들을 가진 2 개의 스핀들 스톡이 제공되는 공작 기계가 제공되고, 상기 스핀들 스톡들은 서로 독립적으로 수직 또는 수평 방향으로 이동될 수 있다. 스탠드의 상부측에 공구 저장기가 위치하고, 상기 공구 저장기는 2 개의 서로 독립적인, 긴밀하게 인접 배치된 디스크 또는 플레이트 매거진으로 이루어진다. 디스크 또는 플레이트 매거진은 가공 공구를 수용하기 위해 집게 형태의 수용부를 가진다.The machine tool in the manner described above is embodied, for example, as a two-spindle-machine tool with two disk magazines. In this case, a machine tool is provided in which a stand is provided with two spindle stocks, each with one working spindle, which spindle stocks can be moved independently in the vertical or horizontal direction. A tool reservoir is located on the upper side of the stand, the tool reservoir consisting of two mutually independent, closely spaced disk or plate magazines. The disc or plate magazine has a tong shaped receptacle for accommodating the machining tool.
공작물을 가공하기 위한 다른 장치가 선행 기술에 알려져 있다. 이러한 장치는 프레임을 가지고, 상기 프레임에는 작동 스핀들을 가진 스핀들 헤드가 적어도 한 방향으로 이동될 수 있도록 지지된다. 상기 장치는 또한 적어도 하나의 공구 교체 매거진을 가지고, 상기 매거진으로부터 공구가 인출되고 상기 매거진 내에 공구가 저장될 수 있다.Other devices for processing workpieces are known in the prior art. Such a device has a frame, in which the spindle head with the working spindle is supported such that it can be moved in at least one direction. The apparatus also has at least one tool change magazine, in which a tool can be withdrawn from and stored in the magazine.
선행 기술에 공작 기계가 알려져 있다. 공구를 수용하기 위한, 바람직하게 3 개의 축방향으로 이동될 수 있는 싱글 또는 멀티 스핀들 유닛 및 공구 매거진을 가진 상기 공작 기계에서, 공구 매거진 및 싱글 또는 멀티 스핀들 유닛은 공구 교체를 위해 적어도 일시적시로 동시에 서로 상대 운동될 수 있다.Machine tools are known in the prior art. In the machine tool having a single or multi spindle unit and a tool magazine, which can be preferably moved in three axial directions, for receiving the tool, the tool magazine and the single or multi spindle unit are simultaneously at least temporarily Can be relative to each other.
공작 기계의 가급적 효율적인 사용을 위해, 공구 매거진을 제공하는 것이 알려져 있고, 상기 공구 매거진은 한편으로 공구를 여유있게 수용함으로써, 예컨대 공구 마모시 가공 중단을 가급적 배제할 수 있다. 물론 공구 매거진은 상이한 가공을 위해 다수의 상이한 가공 공구를 작동 스핀들에 제공하기 위해 사용된다.For the most efficient use of machine tools, it is known to provide a tool magazine, which can, on the one hand, affordably accommodate the tool, for example to rule out machining interruptions in the event of tool wear. Tool magazines are, of course, used to provide the working spindle with a number of different machining tools for different machining.
따라서 이러한 공작 기계는, 가급적 많은 수의 가공 공구를 이용하도록 형성되어야 한다.Such machine tools should therefore be configured to utilize as many machining tools as possible.
본 발명의 목적은, 서두에 언급된 바와 같이, 공구 매거진에서 가급적 높은 공구 밀도를 가지는 공작 기계를 제공하는 것이다.It is an object of the present invention, as mentioned at the outset, to provide a machine tool with as high a tool density as possible in a tool magazine.
상기 목적은 공구 집게의 집게 축이 각각 공구 매거진 디스크에 방사 방향으로 배치되거나, 또는 집게 축이 공구 매거진 디스크의 회전축과 공구 집게 내에 고정된 가공 공구의 공구 축 사이의 연결 라인과 예각(α)을 형성하는 공작 기계에 의해 달성된다.The object is that the tong axes of the tool tongs are arranged radially on the tool magazine disc, respectively, or the connecting line and the acute angle α between the rotation axis of the tool magazine disc and the tool axis of the machining tool fixed in the tool tongs. Is achieved by forming machine tools.
공구 집게는 가공 공구의 샤프트와 상호 작용하는 수용부로 형성된다. 또한 상응하게 설계된 고정 장치가 제공되고, 상기 고정 장치는 가공 공구가 확실하게 공구 집게에 고정되고, 의도치않게 떨어져 나가지 않게 한다. 공구 집게는 이 경우 반드시 서로 상호 작용하는 2 개의 집게 조(tongue jaw)를 전제로 하지 않으며, 공구 집게의 개념은 오히려 상기 공작 기계의 공구 매거진 디스크에 가공 공구를 수용하고 고정하는 모든 가능성을 나타내는 상위 개념으로서 이해될 수 있다.The tool tongs are formed with receptacles that interact with the shaft of the machining tool. A correspondingly designed fastening device is also provided, which fastens the machining tool securely to the tool forceps and does not accidentally fall off. The tool tongs do not presuppose two ton jaws in this case necessarily interacting with each other, and the concept of the tool tongs is rather high indicating all the possibilities for receiving and securing the machining tool on the tool magazine disk of the machine tool. Can be understood as a concept.
공구 집게는 소정의 종방향 연장부를 가진다. 상기 종방향 연장부는 종종 공구 집게의 대칭축이다. 그러한 점에서, 본 발명의 특수 변형예에서 공구 집게의 대칭축과 일치하는 상기 종방향 연장부의 주방향이 집게 축으로 간주된다. 그러나 집게 축은, 공구 축, 즉 가공 공구의 회전축 및 공구 집게의 중심이 집게 축의 일부가 됨으로써도 규정된다.The tool tongs have a predetermined longitudinal extension. The longitudinal extension is often the axis of symmetry of the tool forceps. In that respect, in the special variant of the invention the main direction of the longitudinal extension, which coincides with the axis of symmetry of the tool forceps, is considered the forceps axis. However, the forceps axis is also defined by the tool axis, i.e., the axis of rotation of the machining tool and the center of the tool forceps being part of the forceps axis.
이 경우 공구 집게는 내부를 향해, 가공 공구로부터 멀리 떨어져서 상응하게 테이퍼링되도록 슬림하게 형성됨으로써, 공구 매거진 디스크의 원주 상에 가공 공구의 배치가 가급적 높은 밀도로 이루어지는데, 그 이유는 많은 수의 공구 집게의 제공에 의해 당연히 많은 수의 가공 공구가 공구 매거진 디스크에 배치될 수 있기 때문이다.In this case the tool tongs are slimmed inwardly and correspondingly tapered away from the machining tool, so that the placement of the machining tool on the circumference of the tool magazine disc is as high as possible, because of the large number of tool tongs This is because a large number of machining tools can of course be arranged on the tool magazine disc by the provision of.
이와 유사하게, 집게 축이 공구 매거진 디스크의 회전 축과 공구 집게 내에 고정된 가공 공구의 공구 축 사이의 연결 라인과 예각을 이루는 배치도 바람직하다. 소정의 (회전축과 관련된) 접선 방향으로의 틸팅이 공구 매거진 디스크의 공구 저장 용량을 약간 감소시키지만, 스핀들 내에 공구를 넣거나 뺄 경우 소정의 장점을 제공한다. 특히 스핀들이 서로 좁게 배치되면, 이러한 배치에 의해 동시에 다수의 스핀들의 공구를 교체할 수 있다.Similarly, an arrangement is also preferred in which the forceps axis is at an acute angle with the connecting line between the axis of rotation of the tool magazine disc and the tool axis of the machining tool fixed in the tool forceps. Certain tangential tilting (relative to the axis of rotation) slightly reduces the tool storage capacity of the tool magazine disk, but provides certain advantages when inserting or removing a tool in the spindle. In particular, if the spindles are arranged narrowly with one another, this arrangement makes it possible to change the tools of multiple spindles simultaneously.
이 경우 본 발명은 상이한 구조적 제안을 가능하게 한다. 우선 본 발명에 따른 공작 기계는 적어도 2 개의 작동 스핀들에 대해 2 개(또는 더 많은 개수)의 공구 매거진 디스크를 제공할 수 있다. 바람직하게는, 이 경우 작동 스핀들들이 상응하는 개수의 작동 스핀들 그룹으로 분할되고, 상기 그룹의 개수는 공구 매거진 디스크의 개수에 상응한다.In this case the invention allows for different structural proposals. Firstly, the machine tool according to the invention can provide two (or more) tool magazine disks for at least two working spindles. Preferably, in this case the working spindles are divided into a corresponding number of working spindle groups, the number of which corresponds to the number of tool magazine discs.
이 경우 본 발명의 범위에서, 그룹 당 작동 스핀들의 개수가 동일한지 또는 다른지는 중요하지 않다. 2 개의 변형예 모두 가능하다.In this case, in the scope of the present invention, it is not important whether the number of working spindles per group is the same or different. Both variants are possible.
선행 기술에 알려진 해결책에 비해 본 발명은, 공구 교체가 공구 매거진내 배치의 특별한 방식에 의해, 즉 특수하게 형성되어 특수하게 배치된 공구 집게 내의 지지에 의해, 훨씬 용이해지는 장점을 제공한다. 공구 교체는 이 경우 훨씬 더 짧은 시간 내에 이루어지고, 방해를 일으키지 않는 장점을 제공한다. 선행 기술에 알려진 해결책에서, 공구 수용부는 집게 형태로만 형성되거나 또는 교체를 위해 바람직하게 않게 배치되거나 또는 공구 교체를 특정 위치에서만 가능하게 하는 디자인을 가진 집게를 포함한다. 이러한 조치는 복잡하며 종종 장애를 야기한다. 또한 이러한 조치에 의한 시간 손실이 크다. 본 발명은 공구 집게의 집게 축이 각 공구 매거진 디스크 상에 방사 방향으로 배치되거나, 또는 집게 축이 공구 매거진 디스크의 회전축과 공구 집게 내에 고정된 가공 공구의 공구 축 사이의 연결 라인과 예각을 이룸으로써 상기 단점을 제거한다. 또한 선행 기술에 알려진 해결책은 공구 집게 또는 공구 수용부 배치의 바람직하지 않은 각도를 특징으로 한다.Compared to the solutions known in the prior art, the present invention provides the advantage that the tool change is made much easier by means of a special manner of arrangement in the tool magazine, ie by means of specially formed and specially arranged tool tongs. Tool change is in this case much shorter and offers the advantage of not disturbing. In a known solution in the prior art, the tool receptacle comprises a forceps with a design which is formed only in the form of forceps or is preferably undesirably arranged for replacement or which enables tool changeover only in certain locations. These measures are complex and often cause obstacles. In addition, the time lost by this measure is large. The present invention provides that the forceps axis of the tool forceps is radially placed on each tool magazine disc, or the forceps are at an acute angle with the connecting line between the axis of rotation of the tool magazine disc and the tool axis of the machining tool fixed in the tool forceps. Eliminate the disadvantages. The solution known in the prior art also features an undesirable angle of the tool forceps or tool receptacle placement.
본 발명에 따라 가능한 다른 구조적 변형예는, 다수의 스핀들 또는 스핀들 그룹용 디스크 또는 공작 기계의 모든 작동 스핀들용 디스크가 제공된 배치이다. 본 발명에 따른 과제는 매우 다양하게 해결된다. 본 발명에 의해 공작 기계의 공간은 확대되지 않으면서, 다수의 가공 공구가 이용될 수 있다.Another structural variant possible according to the invention is a configuration provided with a disk for a plurality of spindles or a group of spindles or a disk for all working spindles of a machine tool. The problem according to the present invention is solved in various ways. The present invention allows a number of machining tools to be used without increasing the space of the machine tool.
이러한 효과는, 본 발명의 변형예에서 공구 매거진 디스크가 작동 스핀들 위에 배치되는 경우에 상승된다. 일반적으로 공작 기계 위의 공간이 사용되지 않지만, 작동면은 특히 연결되어 있는 경우 다수의 공작 기계에 매우 제한적으로 작용된다. 따라서 바람직하게는 공구 매거진 디스크가 작동 스핀들 상부에 배치되고, 필요한 경우 작동 스핀들에 머문다. This effect is raised in the variant of the invention when the tool magazine disc is arranged on the actuating spindle. In general, no space is used on the machine tool, but the operating surface is very limited for many machine tools, especially when connected. A tool magazine disc is therefore preferably arranged above the working spindle and stays on the working spindle if necessary.
상기한 본 발명에 따른 과제는, 교체 가능한 가공 공구를 지지하며 구동시키는 단 하나의 작동 스핀들을 구비하고, 가공 공구를 수용하기 위한 공구 집게를 가지는, 공구 저장기를 구비한 공작 기계에 의해서도 해결된다. 이러한 대안적인 공작 기계에서도, 공구 매거진과 작동 스핀들 사이의 상대 운동이 작동 스핀들에서 가공 공구의 삽입 및 인출을 위해 제공된다. 본 발명에 따른 과제를 해결하기 위해, 공구 저장기가 적어도 2 개의 부분 매거진으로 분할되는 것이 제안된다. 결국 공구 저장기의 면적을 가급적 최소화하면서 이용될 범위를 최적화해야 한다. 따라서 전체 면적을 하나의 매거진 내에서 구현하는 것보다 공구 저장기를 2 개의 부분 매거진으로 분할하는 것이 더 바람직하다. 이로 인해 취급하기 쉽고 또한 바람직하게 제조될 수 있는, 현저히 작은 부분 유닛이 얻어진다. 상기 제안은 이용되는 집게의 개수를 확실히 최적화한다.The problem according to the invention described above is also solved by a machine tool with a tool reservoir, which has only one working spindle for supporting and driving a replaceable machining tool and has a tool forceps for receiving the machining tool. Even in this alternative machine tool, relative motion between the tool magazine and the actuating spindle is provided for insertion and withdrawal of the machining tool from the actuating spindle. In order to solve the problem according to the invention, it is proposed that the tool reservoir is divided into at least two partial magazines. As a result, the area to be used must be optimized while minimizing the area of the tool reservoir as much as possible. Therefore, it is more preferable to divide the tool reservoir into two partial magazines rather than to implement the entire area in one magazine. This results in a remarkably small partial unit, which can be easily handled and preferably produced. The proposal certainly optimizes the number of tongs used.
변형예에서, 부분 매거진이 회전축을 중심으로 회전하는 공구 매거진 디스크로서 형성되는 것이 제안된다. 이 변형예에 따라 동일한 방식으로 공구 매거진 디스크가 본 발명의 상기 부분의 의미인, 부분 매거진으로서 사용되는 것이 제안된다.In a variant, it is proposed that the partial magazine is formed as a tool magazine disk that rotates about an axis of rotation. According to this variant it is proposed that in the same way a tool magazine disc is used as a partial magazine, which is the meaning of this part of the invention.
단 하나의 작동 스핀들이 각각 서로 이격되어 설치된 부분 매거진에 도달하도록 이동될 수 있게 형성될 수 있다. 본 발명의 의미에서, 부분 매거진이 공구 매거진 디스크 또는 체인 매거진 등으로서 형성될 수 있다. 이 경우 예컨대 상응하는 공작 기계에서 이용되는 큰 행정이 공구 교체시 멀리 이격된 부분 매거진에 도달하기 위해 한번 더 사용된다.Only one actuating spindle may be formed to be moved so as to reach a partially installed magazine each spaced apart from each other. In the sense of the present invention, the partial magazine can be formed as a tool magazine disk or a chain magazine or the like. In this case, for example, the large stroke used in the corresponding machine tool is used once again to reach the part magazines which are spaced apart during tool change.
대안으로서, 공구 교체를 위해 부분 매거진이 이동될 수 있고 작동 스핀들에 머무를 수도 있다.As an alternative, the partial magazine can be moved and stayed on the working spindle for tool change.
부분 매거진이 작동 스핀들 상부에 배치되는 것이 바람직하다. 그러나 상기 부분 매거진이 작동 스핀들의 측면 옆에 또는 하부에 배치될 수 있다, 본 발명은 이와 관련하여 제한되지 않는다. 또한 본 발명의 상기 부분에서 모든 다른 재관계 및 모든 다른 가능한 특징 조합은 유효하다; 특히 공구 집게가 방사 방향으로 또는 일정한 각도로 공구 매거진 디스크로 형성된 부분 매거진에 배치되는 것도 가능하다.It is preferred that the partial magazine is arranged above the working spindle. However, the partial magazine may be arranged next to or below the side of the actuating spindle. The invention is not limited in this regard. Also in this part of the present invention all other relations and all other possible feature combinations are valid; It is also possible for the tool tongs to be arranged, in particular, in the partial magazine formed from the tool magazine disc in the radial direction or at an angle.
본 발명의 바람직한 변형예에서, 공작 기계는 2 개의 공구 매거진 디스크를 가지고, 상기 공구 매거진 디스크는 적어도 공구 교체 위치에서 서로 인접한다.In a preferred variant of the invention, the machine tool has two tool magazine disks, which are adjacent to each other at least in the tool change position.
이 경우 공구 교체 위치는 공구 교체가 이루어지는 배치, 즉 공구를 교체하기 위해 공구 매거진 디스크가 작동 스핀들에 있는 배치이다.The tool change position in this case is the arrangement in which the tool change takes place, ie the arrangement in which the tool magazine disc is on the working spindle to replace the tool.
공구 매거진 디스크가 적어도 공구 교체 동안 서로 인접 배치됨으로써, 2 개의 작동 스핀들 또는 서로 좁게 배치된 작동 스핀들 그룹에 있는 2 개의 공구 매거진 디스크와 동시에 공구가 교체될 수 있다. 이로 인해 효율이 상승되는데, 그 이유는 교체 프로세스가 모든 작동 스핀들에 대해 동시에 실행되기 때문이다.The tool magazine discs are arranged adjacent to each other at least during tool change, so that the tool can be replaced simultaneously with two tool magazine discs in the group of two working spindles or narrowly arranged working spindles. This increases efficiency because the replacement process is executed simultaneously for all working spindles.
이러한 본 발명에 따른 변형예는 다수의 디자인을 허용한다. 우선 2 개의 공구 매거진 디스크가 실질적으로 평행 이동되어 실제로 전체 시간동안, 즉 교체 프로세스동안, 비교적 서로 인접하게 배치될 수 있다. 이러한 실시예에 의해, 예컨대 공구 매거진 디스크용 공동 구동부를 제공하는 것이 가능하다.This variant according to the invention allows for a number of designs. Firstly the two tool magazine discs can be moved substantially parallel so that they can be arranged relatively close to one another during the whole time, ie during the replacement process. By this embodiment it is possible, for example, to provide a common drive for a tool magazine disc.
다른 변형예에서, 공구 매거진 디스크가 서로 멀리 이격된 대기 위치에서, 가공 챔버 외부에 제공되고, 공구 교체를 위해서만 상기 공구 위치로 이동될 수 있다. 이러한 변형예로 인해, 공구 교체를 대기 위치에서 경제적으로 바람직하게 실행할 수 있는데, 그 이유는 예컨대 공구 매거진 디스크가 상응하게 외부로 이동되기 때문이고, 상기 외부에서 조작자는 상기 공구 매거진 디스크에 쉽게 접근할 수 있다.In another variant, the tool magazine discs are provided outside the processing chamber in a standby position spaced apart from each other and can be moved to the tool position only for tool replacement. This variant makes it possible to economically and preferably carry out a tool change in the stand-by position, for example because the tool magazine disc is correspondingly moved outwards, whereby the operator can easily access the tool magazine disc. Can be.
본 발명의 바람직한 변형예에서, 2 개의 공구 매거진 디스크의 양 회전축은 평행하게 배치되고 및/또는 2 개의 공구 매거진 디스크는 하나의 평면에 놓인다. 이러한 실시예에 의해 구성이 용이해지는데, 그 이유는 작동 스핀들도 상기 챔버에서 동일하게 지지되고 종종 동일한 방식으로 이동되기 때문이다. 이로 인해, 본 발명에 따른 전체 공작 기계의 제어가 상응하게 용이해진다. 상기 배치에 의해 , 공구 축이 축과 평행하며 따라서 공구의 삽입 및 인출이 간단한 방법으로 가능해진다. 동일한 방식으로, 2 개의 공구 매거진 디스크가 하나의 평면에 놓이는 것이 바람직하다. 작동 스핀들이 동일한 방식으로 형성되고 조립되는 즉시, 이로 인해 간단한 구조적 관계가 형성되고 특히 상응하는 시간 절약을 야기하는 공동 교체가 용이해진다.In a preferred variant of the invention, both axis of rotation of the two tool magazine discs are arranged in parallel and / or the two tool magazine discs lie in one plane. This embodiment facilitates the configuration, since the actuating spindle is also supported equally in the chamber and is often moved in the same way. This makes the control of the entire machine tool according to the invention correspondingly easy. This arrangement allows the tool axis to be parallel to the axis, thus enabling insertion and withdrawal of the tool in a simple manner. In the same way, it is preferred that the two tool magazine discs lie in one plane. As soon as the actuating spindle is formed and assembled in the same way, this results in a simple structural relationship and facilitates joint replacement, which in particular results in a corresponding time saving.
본 발명은 상기 구조적 관계가 존재하지 않는 해결책을 배제하지 않는다. 물론 회전축이 서로 평행하지 않거나 또는 공구 매거진 디스크가 서로 틸팅되거나 또는 평행한 평면에 배치되는 배치도 본 발명에 포함된다.The present invention does not exclude a solution in which no such structural relationship exists. Of course, arrangements in which the axes of rotation are not parallel to each other or the tool magazine discs are arranged in a plane tilted or parallel to each other are also included in the invention.
본 발명에서, 제 1 공구 매거진 디스크가 제 1 작동 스핀들 또는 제 1 작동 스핀들 그룹에 할당되고 또한 제 2 공구 매거진 디스크가 제 2 작동 스핀들 또는 제 2 작동 스핀들 그룹에 할당되는 것이 바람직하다. 이러한 배치는 물론 2 개 이상의 공구 매거진 디스크에서도 문제 없이 구현될 수 있다. 이러한 부분 시스템들은 서로 매칭될 수 있고 경우에 따라 다시 여유분으로 형성된다.In the present invention, it is preferred that the first tool magazine disk is assigned to the first working spindle or the first working spindle group and also the second tool magazine disk is assigned to the second working spindle or the second working spindle group. This arrangement can of course also be implemented without problems on two or more tool magazine discs. These partial systems can be matched with each other and, in some cases, formed as spares.
공구 매거진 디스크용으로 가이드가 제공되는 것이 바람직하고, 상기 가이드를 따라 공구 매거진 디스크가 선형 운동으로 선형 이동될 수 있으며 작동 스핀들에 공구 교체 위치로 이동될 수 있다. 상기 가이드의 실시예에 대해 상이한 변형예가 가능하다. 이러한 배치는 특히, 공구 매거진 디스크가 가공 챔버 외부의 대기 위치로 이동될 수 있으며, 상기 공구 매거진 디스크가 방해받지 않는 곳에 파킹되는 장점을 제공한다. 대안으로서, 공구 매거진 디스크가 이동되지 않고, 작동 스핀들이 공구 매거진 디스크로 이동되는 것이 가능하다. 이러한 운동학적 조건도 본 발명에 해당된다. 이 경우 또한 선형 운동은 가공 공구의 삽입 및 인출을 위한 상대 운동을 실시하는 데에도 사용된다. 특히 여러 이동축을 여러 요소로 나누는 것은 복잡성을 절감시키는데, 그 이유는 요소들의 직교 이동, 예컨대 작동 스핀들용 교차 테이블(cross table)이 상응하게 복잡하기 때문이다.Preferably, a guide is provided for the tool magazine disk, along which the tool magazine disk can be moved linearly in linear motion and in the working spindle to the tool change position. Different variations on the embodiment of the guide are possible. This arrangement provides in particular the advantage that the tool magazine disk can be moved to a standby position outside the machining chamber and that the tool magazine disk is parked in an unobstructed location. As an alternative, it is possible that the tool magazine disk is not moved and the working spindle is moved to the tool magazine disk. Such kinematic conditions also belong to the present invention. Linear motion is also used in this case to carry out relative motion for insertion and withdrawal of the machining tool. In particular, dividing several axes of motion into several elements reduces complexity, since the orthogonal movement of the elements, for example the cross table for the working spindle, is correspondingly complex.
이 경우 구조적으로, 슬라이드가 가이드 상에서 이동되고, 공구 매거진 디스크는 슬라이드 상에 배치된다. 본 발명의 다른 실시예에서, 다수의 공구 매거진 디스크들이 하나의 공동 가이드 내에서 동일한 방식으로 이동될 수 있다. 예컨대 가이드 상에서 이동될 수 있는 슬라이드 바아가 제공되고, 상기 슬라이드 바아는 2 개 또는 다수의 공구 매거진 디스크를 지지한다. 이러한 배치는 예컨대, 양 공구 매거진 디스크가 동시에 삽입/인출가능한 교체 프로세스용으로 제공되는 경우에 사용될 수 있다. 구동 복잡성이 절반으로 줄어든다.Structurally in this case the slide is moved on the guide and the tool magazine disc is placed on the slide. In another embodiment of the present invention, multiple tool magazine disks can be moved in the same manner within one cavity guide. A slide bar is provided, for example, which can be moved on a guide, which slide bar supports two or multiple tool magazine discs. Such an arrangement can be used, for example, when both tool magazine discs are provided for a replacement process that can be inserted / drawn at the same time. Drive complexity is cut in half.
이러한 공구 매거진 디스크의 종속 이동 외에도, 대안으로서 본 발명에 따라. 다수의 공구 매거진 디스크들이 서로 독립적으로 이동될 수 있다. 이를 위해 상응하는 고유의 구동부 및 가이드 또는 슬라이드와 같은 가이드 요소가 제공된다. 이 경우 작동 스핀들의 동일한 방식의 이동 뿐만 아니라 독립 이동도 동일한 방식으로 본 발명에 해당된다는 것을 알 수 있다.In addition to the dependent movement of these tool magazine discs, according to the invention as an alternative. Multiple tool magazine discs can be moved independently of one another. For this purpose, corresponding unique drives and guide elements such as guides or slides are provided. In this case it can be seen that the independent movement as well as the movement of the working spindle correspond to the invention in the same way.
또한 본 발명에 따른 다수의 공구 매거진 디스크의 평행 가이드 외에도, 다수의 공구 매거진 디스크들은 각각 하나의 고유 가이드를 구비하며, 이동 방향들은 서로 소정의 각도, 특히 둔각 또는 예각을 이루고, 이것은 예컨대 도 6 또는 8에 도시된다. 이러한 실시예에 의해, 교체 프로세스용 공구 매거진 디스크가 서로 근접하게 이동될 수 있고, 따라서 서로 좁게 배치된 작동 스핀들도 조작되지만, 대기 위치에서는 서로 멀리 이격되므로, 예컨대 공구의 보수를 위해 조작자가 쉽게 접근할 수 있다. 이러한 상이한 가이드의 경사진 배치는 공구 자체의 삽입 및 인출 교체시, 하기에서 기술되는 바와 같이, 특히 공구 매거진 디스크의 직경과 관련한 스핀들 사이의 간격이 작은 경우 장점을 제공한다. 또한 공구 매거진 디스크들이 직경으로, 즉 서로 180°의 각도로 배치되고, 수직, 수평 또는 경사진 방향으로 배치되는 해결책도 본 발명에 해당된다.Furthermore, in addition to the parallel guides of the plurality of tool magazine disks according to the invention, the plurality of tool magazine disks each have one unique guide, the movement directions of which are at an angle, in particular obtuse or acute, with each other, for example in FIG. 6 or 8 is shown. By this embodiment, the tool magazine discs for the replacement process can be moved in close proximity to one another, so that the operating spindles that are arranged narrowly to each other are also operated, but are spaced far from each other in the standby position, so that the operator can easily access them, for example for maintenance of the tool. can do. This inclined arrangement of the different guides offers advantages in the insertion and withdrawal replacement of the tool itself, especially when the spacing between the spindles in relation to the diameter of the tool magazine disc is small, as described below. Also contemplated by the invention is that the tool magazine discs are arranged in diameter, ie at an angle of 180 ° to each other, and in a vertical, horizontal or inclined direction.
본 발명의 바람직한 변형예에서. 공구 매거진 디스크는 원형(ring)으로 형성되고, 회전 구동부를 가진다. 바람직하게는 회전 구동부가 원형의 개구 내로 삽입되므로 가급적 균형잡힌 구동부가 구현된다. 이에 대한 대안으로서, 공구 매거진 디스크를 실제 플레이트형의 관통 디스크로서 구현할 수 있고, 회전축을 형성하는 샤프트에 구동부를 배치할 수 있다.In a preferred variant of the invention. The tool magazine disk is formed in a ring and has a rotational drive. Preferably, the rotary drive is inserted into the circular opening, so that a balanced drive is realized if possible. As an alternative to this, the tool magazine disk can be embodied as an actual plate-like through disk, and the drive can be arranged on the shaft forming the axis of rotation.
본 발명에 따라, 회전 구동부를 각 공구 매거진 디스크용으로 개별적으로 설계할 수 있고, 이로 인해 다수의 공구 매거진 디스크가 각각 서로 독립적으로 위치 설정될 수 있다. 대안으로서 또한 상기 회전 구동부를 상응하게 결합함으로써, 회전 구동부를 최적화할 수도 있다.According to the invention, the rotary drive can be designed individually for each tool magazine disc, thereby allowing a plurality of tool magazine discs to be positioned independently of each other. Alternatively, it is also possible to optimize the rotational drive by correspondingly coupling the rotational drive.
본 발명의 변형예에서, 공구 매거진 디스크가 다각형으로 형성된다. 본 발명의 이 변형예에 따라, 공구 매거진 디스크가 원형 디자인으로만 형성되는 것이 아니라, 상기 디스크가 전체적으로 다각형으로도 형성되는 것이 분명해진다. 이러한 디자인은 제조시 장점을 제공한다. 본 발명에 따른 큰 장점은, 공구 집게가 회전축을 중심으로 하는 동심원에 배치되는 것이다. 이러한 배치에 의해 공구 매거진 디스크에서 높은 공구 밀도가 달성된다. 개별 공구 집게들은 공간 절약식으로 서로 인접하게 배치되고, 모든 공구 집게는, 가공 공구가 교체되는 경우, 이상적인 방식으로 공구 매거진 디스크가 동일하게 위치 설정될 경우 각각 동일한 위치에 놓인다.In a variant of the invention, the tool magazine disc is formed into a polygon. According to this variant of the invention, it is evident that the tool magazine disk is not only formed in a circular design, but also the disk is formed entirely in polygons. This design offers advantages in manufacturing. A great advantage according to the invention is that the tool forceps are arranged in concentric circles about the axis of rotation. This arrangement achieves a high tool density in the tool magazine disc. The individual tool tongs are arranged adjacent to each other in a space-saving manner, and all the tool tongs are each placed in the same position when the tool magazine discs are positioned identically in an ideal manner when the machining tool is replaced.
본 발명의 바람직한 변형예에서, 공구 교체 위치에서 작동 스핀들의 스핀들 축 및 회전 축은 선형 운동에 대해 평행한 직선을 형성한다. 본 발명의 이러한 바람직한 경우, 공구 매거진 디스크의 선형 운동은, 가공 공구를 공구 집게으로부터 들어올리거나 또는 여기에 내려놓는 운동으로서 사용된다. 예컨대 도 6에 도시된 바와 같이 공구 매거진 디스크의 가이드가 기울어진 경우 이러한 배치가 매우 적합하다. 상기 배치는, -비교적 큰 공구 매거진 디스크가 사용되는데도 불구하고- 공구 매거진 디스크의 이동이 가공 공구를 들어올리거나 또는 내려놓기 위해 이용될 수 있도록 형성된다.In a preferred variant of the invention, the spindle axis and the rotation axis of the working spindle in the tool change position form a straight line parallel to the linear motion. In this preferred case of the invention, the linear motion of the tool magazine disc is used as the motion of lifting up or lowering the machining tool from the tool tongs. This arrangement is very suitable when the guide of the tool magazine disc is tilted, for example as shown in FIG. 6. The arrangement is designed such that movement of the tool magazine disk can be used to lift or lower the machining tool-despite the relatively large tool magazine disk being used.
이에 대한 대안으로서, 공구 교체 위치에서 작동 스핀들의 스핀들 축과 회전축의 연결 라인은 선형 운동과 예각을 형성한다. 상기한 경우와는 다른 이 제안에서, 공구를 직접 공구 집게으로부터 들어올리거나 또는 공구 집게으로 내려놓는 것도 가능하다. 이것은 이를 위해 매칭된 공구 집게의 디자인에 의해 지원된다. 이러한 실시예는 예컨대 도 8에 도시되고, 여기서 이러한 변형예는 특히, 하나의 공구 매거진 디스크에 의해 2 개의 스핀들이 동시에 넣어지거나 또는 제거되어야 하는 경우 사용된다.As an alternative to this, the connecting line of the spindle axis and the rotary axis of the working spindle in the tool change position forms a linear motion and acute angle. In this proposal different from the above case, it is also possible to lift the tool directly from the tool tongs or to lower it into the tool tongs. This is supported by the design of matched tool tongs for this. This embodiment is for example shown in FIG. 8, where this variant is used especially when two spindles have to be inserted or removed at the same time by one tool magazine disk.
본 발명에 따른 다른 변형예에서, 상대 운동은 예컨대 공구 매거진 디스크 및/또는 작동 스핀들의 적어도 2 개의 운동의 중첩으로부터 결과된다. 본 발명에 따라, 가공 공구의 삽입 및 인출을 위해 사용되는 상대 운동이 예컨대 공구 매거진 디스크 또는 작동 스핀들의 운동으로부터만 도출되는 것이 아니라, 본 발명에 따라 2 개의 운동의 중첩과 이로부터 결과되는 대안 운동이 사용된다. 상기 양 운동의 적합한 중첩에 의해, 즉 양 개별 운동의 직교 필드에 놓이는 결과물이 얻어진다. 개별 운동 각각의 속도를 선택함에 의해 결과물의 방향 설정이 조절될 수 있다. 이 경우 예컨대 공구 매거진 디스크의 동일한 요소의 상이한 운동이 본 발명의 범위에서 중첩될 수 있다. In another variant according to the invention, the relative motion results from, for example, the superposition of at least two movements of the tool magazine disc and / or the working spindle. According to the invention, the relative movements used for insertion and withdrawal of the machining tool are not derived only from, for example, the movements of the tool magazine disc or the working spindle, but in accordance with the invention the superimposition of the two movements and the resulting alternative movements. This is used. Proper superimposition of the two movements, ie the result lying in the orthogonal field of both individual movements, is obtained. By selecting the speed of each of the individual movements the orientation of the result can be adjusted. In this case, for example, different movements of the same element of the tool magazine disc may overlap in the scope of the invention.
상기 제안의 특수한 실시예에서 본 발명에 따른 다른 변형예에는, 공구 매거진 디스크의 선형 운동과 작동 스핀들의 선형 운동의 중첩으로부터 상대 운동을 초래하는 것을 제시하고 있다. 이러한 실시예에서 물론 작동 스핀들의 상응하는 이동성이 필요하다 : 상기 이동성은 예컨대 공구 매거진 디스크가 놓이는 평면에 대해 평행해야 한다.Another variant according to the invention in a particular embodiment of the proposal suggests that a relative motion results from the superposition of the linear motion of the tool magazine disk and the linear motion of the actuating spindle. In this embodiment, of course, the corresponding mobility of the actuating spindles is necessary: the mobility must be parallel to the plane on which the tool magazine disc is placed, for example.
그러나 예컨대 공작물이 이동되는 배치에서 가능한 바와 같이, 스핀들에 대한 별도의 이동 구동부 또는 위치 설정 구동부가 생략될 수 있다면, 본 발명의 다른 변형예에서, 상대 운동은 공구 매거진 디스크의 선형 운동과 공구 매거진 디스크의 회전축을 중심으로 하는 회전의 중첩으로부터 초래된다. 어쨌든 필요한 구동부는 다시 바람직하게 사용된다. 공구 매거진 디스크의 접근을 위해 필요한 선형 운동과, 소정의 공구 집게의 선택 및 위치 설정을 위해 소정의 가공 공구가 제공되는 회전 구동부가 다시 한번, 유일하게 그리고 상응하게 적은 프로그래밍 비용과 서로 결부되어 사용된다.However, if, for example, a separate moving drive or positioning drive for the spindle can be omitted, as is possible in the arrangement in which the workpiece is moved, in another variant of the invention, the relative motion is linear with the tool magazine disc and the tool magazine disc. Resulting from superposition of rotation about the axis of rotation. In any case, the necessary drive unit is preferably used again. The linear movements required for the access of the tool magazine discs, and the rotary drive in which the given machining tool is provided for the selection and positioning of the desired tool tongs, are once again used in conjunction with each other, only and with correspondingly low programming costs. .
본 발명의 다른 변형예에 따라, 다수의 작동 스핀들이 작동 스핀들 그룹으로 통합되며 경우에 따라 공동 스핀들 저장소에 저장된다. 특히, 작동 스핀들이 2 개의 스핀들 그룹, 즉 제 1 및 제 2 작동 스핀들 그룹으로 분할되고, 상기 작동 스핀들 그룹은 서로 독립적으로, 서로 종속되어 또는 서로 동일한 방식으로 이동될 수 있다. 본 발명에 따라, 작동 스핀들의 2 개 그룹 또는 모든 그룹을 위해 중앙 구동부를 사용하는 것이 가능하다. 이로 인해 결과적으로 각각 상기 2 개의 그룹의 종속 운동이 발생된다. 상기 종속 운동은 예컨대 상응하는 기어 장치에 의해 각각 상이한 방향으로 이루어질 수 있다. 이 경우 상기 운동은 동일한 방식으로 이루어질 수 있음으로써, 예컨대 상이한 작동 스핀들 그룹이 하나의 공동 스핀들 저장소에 배치되고 상기 스핀들 저장소가 공동으로 중앙에서 한번 구동된다. 대안으로서, 작동 스핀들의 2 개의 그룹이 각각 고유의 자율(autonomous) 구동부를 가질 수 있고, 상기 자율 구동부에 의해 작동 스핀들이 각각 서로 독립적으로 임의의 방식으로 제어될 수 있고, 이동될 수 있으며 위치 설정될 수 있다. According to another variant of the invention, multiple working spindles are integrated into a working spindle group and optionally stored in a common spindle reservoir. In particular, the actuating spindle is divided into two spindle groups, namely the first and the second actuating spindle group, which actuating spindle groups can be moved independently of one another, dependent on each other or in the same way as each other. According to the invention, it is possible to use a central drive for two groups or all groups of working spindles. This results in two subordinate motions of the two groups, respectively. The dependent movements can be made in different directions, respectively, for example by means of corresponding gear arrangements. In this case the movement can be made in the same way, for example, different working spindle groups are arranged in one common spindle reservoir and the spindle reservoir is driven once centrally in the cavity. Alternatively, two groups of actuating spindles may each have their own autonomous drive, by which the actuating spindles can be controlled, moved and positioned independently of each other in any manner. Can be.
물론 상기 모든 변형예에서 작동 스핀들 또는 스핀들 저장소가 슬라이드 형태로 형성되어 가이드 상에서 이동될 수 있다는 것이 분명해진다. 물론 이러한 기본적인 운동성은 예컨대 가공을 위해 또는 가공 동안 작동 스핀들의 위치 설정을 가능하게 한다.Of course, in all the above variants it becomes clear that the actuating spindle or spindle reservoir can be formed in the form of a slide and moved on the guide. This basic motility of course makes it possible, for example, to position the operating spindle for or during machining.
본 발명에 따라, 공구 매거진 디스크는 가공 공구를 1개, 2개 또는 다수의 작동 스핀들에 공급한다. 본 발명에 따라, 하나의 공구 매거진 디스크가 작동 스핀들의 한 그룹에도 공구를 공급한다. 본 발명에 따른 성능, 즉 가공 공구의 높은 밀도가 제공될 수 있는 성능으로 인해, 본 발명에 의해 단 하나의 공구 매거진 디스크, 예컨대 2 개 또는 3 개 또는 더 많은 수의 작동 스핀들로 이루어진 그룹을 위한 공구 매거진 디스크가 다수의 작동 스핀들에 공구를 공급할 수 있다. 상기 유닛은 예컨대 본 발명에 따른 공작 기계에서 이중으로, 대칭으로 제공된다. 이러한 본 발명에 따른 공작 기계의 유연성 및 효율이 현저히 상승한다. 즉, 반대되는 특성, 효율 및 유연성이 본 발명에서 서로 적합하게 결합된다. 본 발명에 의해 다수의 상이하게 사용될 수 있는 가공 공구에 의한 높은 절삭력이 달성된다. 이 경우 바람직하게, 공구 집게가 공구 매거진 디스크 상에서 2 개 또는 다수의 원(circle)에 배치되도록 형성된다. 이러한 일반적인 동심원(회전축을 중심으로 하는 동심)의 적합한 배치에 의해, 공구 또는 공구 집게의 패킹 밀도가 더 상승된다.According to the invention, the tool magazine disc feeds the machining tool to one, two or several working spindles. According to the invention, one tool magazine disk supplies the tool to a group of working spindles as well. Due to the performance according to the invention, i.e. the performance with which a high density of the machining tool can be provided, according to the invention, only one tool magazine disk, for example a group consisting of two or three or more Tool magazine discs can feed tools to multiple working spindles. The unit is provided symmetrically, for example in a double in a machine tool according to the invention. Such flexibility and efficiency of the machine tool according to the present invention is significantly increased. That is, the opposite properties, efficiency and flexibility are suitably combined with each other in the present invention. The present invention achieves high cutting forces with a number of differently used machining tools. In this case, the tool tongs are preferably formed to be arranged in two or a plurality of circles on the tool magazine disc. By suitable placement of these general concentric circles (concentric around the axis of rotation), the packing density of the tool or tool tongs is further raised.
바람직하게는 본 발명의 다른 변형예에서, 원의 공구 집게들이 특별한 작동 스핀들에 할당된다. 물론 가공 스핀들이 각 스핀들 그룹 또는 스핀들 저장소에 배치됨으로써, 상기 가공 스핀들이 교체 프로세스 동안 동일한 원에 배치될 수 있다. 그러나 공구 집게의 다수열 배치에 의해 이용될 가공 공구의 개수가 증가될 수 있기 때문에, 작동 스핀들의 배치를 상응하게 선택하는 것이 바람직하고, 이로 인해 예컨대 가공 스핀들의 인접한 수평 배치가 가능해진다. 그러나 본 발명은 이에 대한 모든 변형예를 허용한다.Preferably in another variant of the invention, circular tool tongs are assigned to a particular working spindle. Of course, the machining spindles can be arranged in each spindle group or spindle reservoir so that the machining spindles can be placed in the same circle during the replacement process. However, since the number of machining tools to be used may be increased by the multi-row arrangement of the tool tongs, it is desirable to select the arrangement of the working spindles accordingly, which makes it possible for example to adjoin the horizontal arrangement of the machining spindles. However, the present invention allows all variations thereof.
이 경우 특히, 공구 매거진 디스크는 내부 및/또는 외부에 놓인 공구 집게의 영역에서 개구를 가지며, 공구 매거진 디스크 내에 또는 그로부터 가공 공구가 넣어지거나 또는 제거될 경우, 상기 개구를 통해 가공 공구가 안내된다. 상기 개구는 집게의 수용부보다 크게 선택되고, 가공 공구는 실질적으로 회전축 또는 스핀들 축에 대해 평행하게 이동될 수 있지만, 이것은 예컨대 제공된 공구 스핀들의 슬리브 구동부에 의해 Z-방향으로 또는 공구 매거진 디스크용 별도의 Z-축 방향으로, 간단한 방식으로 기계 제어의 범위 내에서 구현될 수 있다. In this case, in particular, the tool magazine disc has an opening in the region of the tool tongs that are placed inside and / or outside, and the machining tool is guided through the opening when the machining tool is inserted into or removed from the tool magazine disc. The opening is chosen to be larger than the receptacle of the tongs and the machining tool can be moved substantially parallel to the axis of rotation or to the spindle axis, but this is for example in the Z-direction or separately for the tool magazine disc by means of a sleeve drive of the tool spindle provided. In the Z-axis direction, can be implemented within a range of machine control in a simple manner.
물론 공구 매거진 디스크의 원주에 공구 집게의 배치는, 집게에 대한 가공 공구의 자유로운 접근이 보장되며, 경우에 따라 상응하는 리세스 또는 홈 또는 보어가 공구 매거진 디스크에 제공되도록 선택된다.Of course, the placement of the tool forceps on the circumference of the tool magazine disc is such that free access of the machining tool to the forceps is ensured and, where appropriate, the corresponding recesses or grooves or bores are selected to be provided on the tool magazine disc.
본 발명의 중요한 추가 장점은, 2 개 또는 다수의 작동 스핀들의 가공 공구의 동시 교체가 상대 운동에 의해 가능하다는 것이다. 본 발명에 따라, 적어도 하나의 공구 매거진 디스크가 동시에 가공 공구를 다수의 작동 스핀들에서 교체한다. 가공 공구의 높은 밀도, 다수의 가공 공구에 의한 높은 다양성 외에, 공구 교체시 동시 교체에 의해 시간이 오래 걸리지 않는다.An important further advantage of the present invention is that simultaneous replacement of the machining tool of two or multiple working spindles is possible by relative motion. According to the invention, at least one tool magazine disk simultaneously replaces the machining tool in a plurality of working spindles. In addition to the high density of the machining tool, the high variety by the multiple machining tools, the simultaneous replacement in tool change does not take time.
바람직하게는, 상대 운동이 각 작동 스핀들과 관련해서 공구 교체 위치에 있는 공구 집게의 축들 사이의 공간에서 방향 설정된다. 상기한 바와 같이 가공 공구를 공구 집게으로부터 빼내거나 또는 그 안으로 넣는 것은 선형 운동과 예각을 형성하는 라인을 따라 이루어지지만, 일반적으로 인접한 관련 공구 집게에 대한 편차들은 동일하다. 바람직하게는 집게 축에 의해 형성된 각의 이등분선이 상대 운동을 위해 사용된다.Preferably, the relative motion is directed in the space between the axes of the tool tongs in the tool change position with respect to each working spindle. As described above, the removal or insertion of the tool into or out of the tool forceps follows along a line forming a linear motion and acute angle, but in general the deviations for adjacent associated tool forceps are the same. Preferably an angle bisector formed by the forceps axis is used for relative motion.
본 발명에 따른 다른 변형예에서, 공작 기계는 단 하나의 공구 매거진 디스크를 가지며, 상기 공구 매거진 디스크는 가공 공구를 적어도 2 개의 작동 스핀들에 공급한다. 이러한 실시예는 예컨대 도 1 또는 도 3에 도시된다. 이 경우 집게 축은 공구 매거진 디스크의 회전축과 공구 집게 내에 고정된 가공 공구의 공구 축 사이의 연결 라인과 함께 예각을 형성한다. 이러한 예각은 방해가 되지 않는데, 그 이유는 특히 공구 집게가 후방 영역에서 확실히 충분하게 형성되므로 서로 방해가 되지 않기 때문이다. 상응하는 작은 각도(α)에서도 본 발명에 따라 다수의 가공 공구를 사용할 수 있다.In another variant according to the invention, the machine tool has only one tool magazine disk which feeds the machining tool to at least two working spindles. Such an embodiment is shown for example in FIG. 1 or FIG. 3. The tongs in this case form an acute angle with the connection line between the axis of rotation of the tool magazine disc and the tool axis of the machining tool fixed in the tool tongs. This acute angle does not interfere, especially since the tool clamps are certainly sufficiently formed in the rear region and do not interfere with each other. Multiple machining tools can be used according to the invention even at corresponding small angles α.
본 발명의 다른 변형예에서, 공구 집게가 배치되는 원의 직경은 스핀들 축들의 간격에 비해 더 크다. 이러한 크기비는 바람직하게 5보다 더 크다. 이것은 직경이 스핀들 축 간격보다 5배 더 크다는 것을 의미한다. 본 발명에 따라, 비교적 큰 공구 매거진 디스크가 제안되고, 상기 공구 매거진 디스크는 큰 원주로 인해 추가로 다수의 가공 공구를 수용하는데 사용된다. 상기 크기비의 바람직한 간격은 6 내지 12이다. 직경이 스핀들 간격에서 대략 9-10 번 세팅되면, 매우 양호한 공간 이용이 달성되는데, 그 이유는 공작 기계의 전체 폭이 최적으로 이용될 수 있기 때문이다. 여기서 제공될 수 있는 다수의 가공 공구 외에, 회전축과 공구 축의 연결 라인과 관련한 개별 공구 집게의 틸팅도 감소된다. 여기서, 예컨대 도 1이 참조된다.In another variant of the invention, the diameter of the circle on which the tool tongs are arranged is larger than the spacing of the spindle axes. This size ratio is preferably greater than five. This means that the diameter is five times larger than the spindle axis spacing. According to the invention, relatively large tool magazine discs are proposed, which are used to accommodate a large number of further machining tools due to their large circumference. The preferred spacing of these size ratios is 6-12. If the diameter is set approximately 9-10 times in the spindle spacing, very good space utilization is achieved because the entire width of the machine tool can be optimally used. In addition to the many machining tools that can be provided here, the tilting of the individual tool tongs relative to the connecting line of the rotary axis and the tool axis is also reduced. Reference is made here, for example, to FIG. 1.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 공구 집게 내에 배치되며 동시에 작동 스핀들 내로 삽입 교체될 수 있는 2 개의 가공 공구의 공구 축의 연결 라인은 각 공구 집게의 집게 축에 대해 직각이다. 이 때문에, 공구 매거진 디스크의 선형 운동에 의해 이상적으로는 다수의 공구 집게에 있어서 공구의 인출 또는 삽입 교체 프로세스가 가능해진다. 이로부터 가공 공구를 배치하는 다수의 가능성이 주어진다. 예컨대 상기 가공 공구는 하기와 같은 순서로 배치될 수 있다 : ababcdcdefef, 각각의 가공 공구마다 동일한 문자는 공구 매거진 디스크 상에 배치되어 각각 동시에 삽입 및 인출 교체될 수 있는 상이한 스핀들에 해당된다. 상기 실시예에서, 양 스핀들은 비교적 가까이 인접하여, 좁은 간격으로 배치될 수 있다(도 1 참조).In another preferred embodiment of the invention, the connecting line of the tool axes of the two machining tools, which are arranged in the tool tongs and can be inserted and replaced at the same time into the working spindle, are perpendicular to the tong axes of each tool tong. For this reason, the linear motion of the tool magazine disc makes it possible to ideally take out or insert and replace the tool in a large number of tool tongs. This gives a number of possibilities for placing the machining tool. For example, the machining tools can be arranged in the following order: ababcdcdefef, the same letter for each machining tool corresponds to a different spindle which can be placed on the tool magazine disk and can be inserted and withdrawn and replaced at the same time, respectively. In this embodiment, both spindles can be arranged relatively close, with narrow spacing (see FIG. 1).
대안으로서, abcdefgh abcdefgh 같은 배치도 가능하고, 각 공구 쌍 사이의 평균 간격이 현저히 커진다. 이로 인해 결과적으로 양 스핀들 축 사이의 큰 간격도 발생된다. 여기서 보충적으로 도 3이 참조된다.Alternatively, arrangements such as abcdefgh abcdefgh are possible and the average spacing between each pair of tools is significantly larger. This results in a large gap between both spindle axes. Supplementally, FIG. 3 is referred to.
본 발명에 따른 배치에서, 스핀들 축들 사이의 간격은 공구 매거진 디스크 상에서 공구 교체 프로세스 동안 이용되는 공구 집게들 사이에 하나 또는 다수의 공구 집게가 배치되도록 선택된다. 이로 인해 공구 매거진 디스크 상에서 이용되는 장소가, 기존의 작동 스핀들과 관련하여, 최적으로 사용된다.In the arrangement according to the invention, the spacing between the spindle axes is selected such that one or more tool clamps are arranged between the tool clamps used during the tool changeover process on the tool magazine disk. This is where the place used on the tool magazine disc is optimally used in relation to the existing working spindles.
본 발명의 다른 변형예에서, 공작 기계는 2 개의 공구 매거진 디스크를 구비하고, 다수의 작동 스핀들의 제 1 그룹을 위해 제 1 공구 매거진 디스크가 제공되고, 다수의 작동 스핀들용 제 2 그룹을 위해 제 2 공구 매거진 디스크가 제공되며, 공구 집게들은 공구 매거진 디스크 상에서 상이한 원에 배치되고, 집게 축은 공구 매거진 디스크의 회전축과 공구 집게 내에 고정된 가공 공구의 공구 축 사이의 연결 라인과 예각을 형성한다. 이러한 본 발명에 따른 변형예는 예컨대 도 4에 도시된다. 이러한 제안에 의해, 공구 집게가 공구 매거진 디스크 상에서 2 개 또는 다수의 원에 배치된다. 이로 인해 기본적으로 더 많은 수의 공구가 수용될 수 있다. 이러한 특징의 특별한 장점이 얻어진다. 또한 상기 실시예에서, 공구 집게에 배치되며 동시에 작동 스핀들 내로 삽입 교체되기에 적합한 2 개의 가공 공구의 공구 축의 연결 라인은 각 공구 집게의 집게 축과 직각을 이룬다. 이 실시예는 매우 간단한 삽입 교체를 가능하게 하는데, 그 이유는 상대 운동이 공구 매거진 디스크의 선형 운동으로부터 도출될 수 있기 때문이다.In another variant of the invention, the machine tool has two tool magazine disks, a first tool magazine disk is provided for the first group of plural working spindles, and the first tool magazine disk is provided for the second group for plural working spindles. Two tool magazine discs are provided, the tool tongs being arranged in different circles on the tool magazine disc, the tong axes forming an acute angle with the connection line between the axis of rotation of the tool magazine disc and the tool axis of the machining tool fixed in the tool tongs. Such a variant according to the invention is shown for example in FIG. 4. By this suggestion, the tool tongs are placed in two or many circles on the tool magazine disc. This basically allows a larger number of tools to be accommodated. Special advantages of this feature are obtained. Also in this embodiment, the connection lines of the tool axes of the two machining tools, which are arranged on the tool tongs and are suitable for being inserted into the working spindle at the same time, are perpendicular to the tong axes of each tool tong. This embodiment allows for a very simple insertion change because the relative motion can be derived from the linear motion of the tool magazine disc.
도면으로부터, 양 스핀들 저장소의 간격이 공구 매거진 디스크의 회전 축들의 간격보다 작다는 것을 알 수 있다. 집게 축의 약간 틸팅된 배치는, 양 공구 매거진 디스크의 선형 운동시 공구를 서로 비교적 좁게 배치된 모두 4 개의 스핀들에서 교체할 수 있게 한다. 교체 프로세스에서 시간 장점이 두드러진다.From the figure it can be seen that the spacing of both spindle reservoirs is smaller than the spacing of the axes of rotation of the tool magazine disc. The slightly tilted arrangement of the forceps axis allows the tools to be replaced in all four spindles arranged relatively narrowly with each other during the linear movement of both tool magazine discs. The time advantage is noticeable in the replacement process.
스핀들 축은 회전축에 대해 평행하게 배치되는 것이 바람직하다. 이로 인해 비교적 간단한 구조적 조건이 얻어진다. 동일한 것이 본 발명의 다른 변형예에 따른 배치에서도 적용되고, 이에 따라 공구 집게에 지지된 가공 공구의 공구 축이 회전축에 대해 평행하다.The spindle axis is preferably arranged parallel to the axis of rotation. This results in a relatively simple structural condition. The same applies to the arrangement according to another variant of the invention, whereby the tool axis of the machining tool supported by the tool tongs is parallel to the axis of rotation.
이후에 논의될 실시예에서, 공구 매거진 디스크들이 기계 스탠드에 배치되고, 상기 기계 스탠드는 작동 스핀들도 지지하는 것이 나타난다. 물론 다른 디자인, 즉 이들이 이와 반대 방향에 위치하는, 즉 마주 놓인 스탠드에 의해 고정되는 디자인도 가능하다. 또한 변형예에서 공구 매거진 디스크가 작동 스핀들 하부에서 대기 위치로 삽입될 수 있다. 그러나 공구 매거진 디스크가, 본 발명에 따른 다른 변형예에서 제공된 바와 같이, 작동 스핀들 상에 배치되는 것이 바람직한데, 그 이유는 이로 인해 그의 접근성이 개선되기 때문이다.In the embodiment to be discussed later, it is shown that tool magazine discs are arranged on the machine stand, which also supports the working spindle. Of course, other designs are also possible, ie they are located in opposite directions, ie fixed by opposite stands. In a variant also the tool magazine disc can be inserted into the standby position under the working spindle. However, it is preferable that the tool magazine disc is arranged on the actuating spindle, as provided in another variant according to the invention, because this improves its accessibility.
본 발명의 다른 측면에서, 가공 공구의 밀도는 특히 공구 집게의 바람직한 디자인에 의해 상승될 수 있다는 것이 밝혀진다.In another aspect of the invention, it is found that the density of the machining tool can be raised, in particular by the preferred design of the tool forceps.
알려진 공구 집게는, 적어도 하나의 반원형으로 구부러진 접촉 시클(contact sickle)을 가지도록 형성되고, 상기 접촉 시클은 수용형 가공 공구의 회전 대칭형 샤프트 영역과 상호 작용하며 공구 집게는 또한 가공 공구의 고정을 위한 고정 장치를 구비한다. 본 발명에 따른 과제를 해결하기 위해, 즉 공구 매거진 또는 매거진 디스크에서 가급적 높은 공구 밀도를 달성하기 위해, 샤프트의 반원과 관련하여 접촉 시클의 단부 영역이 뒤에 배치되는 것이 제안된다. 단 하나의 넣고 빼는 방향은 동시에 상기 알려진 공구 집게에서 집게 축의 방향에 상응한다.Known tool tongs are formed to have a contact sickle that is bent in at least one semicircular shape, the contact ring interacting with the rotationally symmetrical shaft area of the receiving machining tool and the tool tongs also for securing the machining tool. It has a fixing device. In order to solve the problem according to the invention, ie to achieve as high a tool density as possible in the tool magazine or magazine disc, it is proposed that the end region of the contacting cycle is arranged behind with respect to the semicircle of the shaft. The only direction of insertion and withdrawal corresponds simultaneously to the direction of the forceps axis in the known tool forceps.
알려진 접촉 시클은 180°의 각 범위로 수용구를 둘러싸고, 상기 수용구 내에는 가공 공구의 샤프트 영역의 절반이 삽입된다. 이로 인해 결과적으로 공구 집게에 가공 공구가 넣어지거나 제거될 수 있는 하나의 방향, 즉 상기 직경에 대해 수직인 방향이 주어진다. 가공 공구를 복잡한 작동 스핀들 배치에 제공할 수 있기 위해, 이러한 디자인이 방지되거나 또는 알려진 공구 집게가 큰 각도로 회전하는 것이 요구된다.Known contact cycles surround the receiver in an angular range of 180 °, in which half of the shaft area of the machining tool is inserted. This results in one direction in which the machining tool can be inserted or removed in the tool tongs, ie perpendicular to the diameter. In order to be able to provide machining tools for complex working spindle arrangements, such a design is prevented or it is required that the known tool forceps rotate at large angles.
그러나 이제 상기 본 발명에 따른 해결책에 따라 접촉 시클의 단부 영역이 뒤에 배치되면, 공구 집게가 넣어지거나 제거될 수 있는 다수의 상이한 방향이 발생된다. 집게 축과 일치하는 고정 방향 대신에, 공구 집게가 확실하게 넣어지거나 제거될 수 있는 전체 각도 범위가 각각 접촉 시클의 단부 영역의 디자인에 따라 주어진다. Now, however, if the end region of the contacting cycle is arranged behind according to the solution according to the invention, there are a number of different directions in which the tool forceps can be inserted or removed. Instead of a fixed direction coincident with the forceps axis, the total angular range in which the tool forceps can be reliably inserted or removed is given according to the design of the end region of the contacting cycle, respectively.
이러한 제안은 상대 운동의 상이한 방향의 보상시 장점을 제공할 뿐만 아니라, 동시에 상기 배치는 에러 보상을 가능하게 하므로, 가공 공구의 정확한 가이드 및 위치 설정은 더 이상 중요하지 않다. 따라서 본 발명에 따른 배치는, 이러한 영역에서 낮은 비용으로 작동되는 것을 가능하게 하는데, 그 이유는 상기 배치가 실현 가능성의 문제 없이 제조 공차를 보상할 수 있기 때문이다.This proposal not only offers advantages in compensating different directions of relative motion, but at the same time the arrangement allows for error compensation, so that the correct guide and positioning of the machining tool is no longer important. The arrangement according to the invention thus makes it possible to operate at low cost in this area, since the arrangement can compensate for manufacturing tolerances without the problem of feasibility.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 고정 장치는 고정 시클로서 형성되고, 상기 고정 시클은 샤프트에 접촉한다. 고정 장치는 일반적으로, 가공 공구가 공구 집게 내에 고정되는 경우 사용된다. 이 경우 고정 장치는 기계 작동식 접힘부(flapping)로서 형성될 수 있고, 상기 고정 장치는 이제 고정 시클의 디자인을 가지거나 또는 본 발명의 다른 변형예에서 예컨대 자기 작동식 장치로서 형성되거나 또는 록킹 볼트 등을 구비할 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the fixing device is formed as a fixed cyclone, and the fixing cycle contacts the shaft. The fastening device is generally used when the machining tool is fixed in the tool tongs. In this case the fastening device can be formed as a mechanically operated flapping, the fastening device now having the design of the fastening cycle or in another variant of the invention, for example as a self-acting device or a locking bolt Etc. can be provided.
본 발명의 바람직한 변형예에서, 고정 시클의 단부 영역에 고정 돌출부(nose)가 제공되고, 상기 고정 돌출부는 가공 공구에 제공된 리세스 내에 고정식으로 맞물린다. 이러한 배치는 기계적으로 양호하게 제어될 수 있으며 낮은 비용을 수반한다.In a preferred variant of the invention, a fixation nose is provided in the end region of the fixation cycle, which fixation engages in a recess provided in the machining tool. This arrangement can be well controlled mechanically and involves low cost.
상대 운동의 방향 설정시 큰 다양성을 제한하지 않기 위해서, 고정 시클의 단부 영역이 샤프트의 반원과 관련하여 뒤에 놓이는 것이 바람직하다. 이러한 제안은 원칙적으로 접촉 시클의 배치와 동일한 사상을 따른다. 가공 공구의 리세스는 고정 시클의 단부 영역이 뒤에 놓인 경우에도 단부 영역의 고정 돌출부가 거기에 맞물리는 것이 보장되는 것이 바람직하다. In order not to limit the large variety in the direction of relative movement, it is preferable that the end region of the stationary cycle lies behind in relation to the semicircle of the shaft. This proposal follows, in principle, the same idea as the arrangement of the contact cycle. The recess of the machining tool is preferably ensured that the fixed projection of the end region engages even if the end region of the fixed cycle lies behind.
또한, 고정 시클이 접힘축을 중심으로 접혀질(flapping) 수 있고, 특히 스프링 지지된 접힘 가능한 고정 시클로서 형성되는 것이 바람직하다. 이러한 디자인은 기계적으로 매우 신뢰할만하고 간단하게 제조될 수 있다.It is also preferred that the anchoring cycles can be folded about the folding axis, in particular formed as spring-supported collapsible stationary cyclos. Such a design is mechanically very reliable and simple to manufacture.
본 발명의 바람직한 실시예에서, 접촉 시클에 특히 평평한 방향 설정 핀이 제공되고, 이 핀은 가공 공구의 방향 설정 노치와 상호 작용한다. 방향 설정 노치에 방향 설정 핀의 배치는 회전 방지부로서 사용됨으로써, 가공 공구가 정확하게 방향 설정되는 것을 보장하며, 특히 점 대칭 또는 반사 대칭과 관련하여 공구 집게에 의해 고정되는 것을 보장한다.In a preferred embodiment of the invention, the contacting cycle is provided with a particularly flat directional pin, which interacts with the directional notch of the machining tool. The placement of the directional pins in the directional notches ensures that the machining tool is accurately oriented, in particular by means of tool clamps in relation to point symmetry or reflection symmetry.
방향 설정 핀의 평평함은 상대 운동의 가능한 방향의 큰 범위를 고려하고, 이를 방해하지 않는다.The flatness of the directional pin takes into account a large range of possible directions of relative motion and does not disturb it.
접촉 시클 또는 고정 시클은 40°내지 170°, 바람직하게 120°내지 160°, 특히 135°내지 145°의 각도 범위를 커버하는 것이 바람직한다. 가공 공구가 접촉 시클에 접촉되는 상기 각도 범위가 어떻게 설계되는지에 따라, 결국 가공 공구가 공구 집게으로 넣어지거나 또는 제거될 수 있는 각도 범위가 결정된다. 이 경우 바람직하게는 대칭 디자인이 추구되고, 이로 인해 각 단부 영역의 후방 배치가 동일하게 분할되며 측면 당 5°내지 70° 사이일 수 있다. 양호한 결과는 대략 10°내지 30°, 특히 대략 20°의 각도에서 달성되는데, 그 이유는 한 측면에서 양호한 고정 가능성이 구현될 수 있고, 다른 측면에서는 공구 집게를 넣고 빼는 방향에 대한 높은 가변성이 제공되기 때문이다. 상기한 바와 같이, 고정 시클도 변형예에서 상응하는 디자인을 가지고, 상기 디자인이 반드시 접촉 시클의 디자인을 따를 필요는 없고, 대안으로서 보여질 수 있다. 특히 접촉 시클의 디자인과는 다른 접힘 가능한 고정 시클이 설계되지만, 이것이 방해가 되지는 않는데, 그 이유는 고정 시클이 넣고 빼는 프로세스 중에, 멀리 접혀지기 때문이다.It is preferred that the contacting or stationary cycles cover an angle range of 40 ° to 170 °, preferably 120 ° to 160 °, in particular 135 ° to 145 °. Depending on how the angular range in which the machining tool is in contact with the contacting circle is designed, the angle range in which the machining tool can be put into or removed from the tool tongs in turn is determined. In this case a symmetrical design is preferably pursued, whereby the rearward arrangement of each end region is equally divided and can be between 5 ° and 70 ° per side. Good results are achieved at angles of approximately 10 ° to 30 °, in particular approximately 20 °, since good fixability on one side can be realized, while on the other side it provides high variability in the direction of inserting and removing tool tongs. Because it becomes. As noted above, the stationary cycle also has a corresponding design in a variant, which does not necessarily follow the design of the contact cycle, and can be seen as an alternative. In particular, collapsible anchoring cycles are designed that are different from the design of the contacting cycle, but this does not interfere because the anchoring cycles fold away during the process of entering and unloading.
고정 시클의 단부 영역의 디자인을 위해 상이한 변형예가 제공된다. 단부 영역은 예컨대 갑자기 중단할 수 있고 또는 본 발명에 따른 다른 변형예에서 구현된 바와 같이, 공구 집게에 고정된 가공 공구의 공구 축에 대해 접선으로 연장하기도 한다. 이러한 디자인에서 상기 접선은 소정의 영역에서 공구 집게에 대한 가공 공구의 삽입 안내 또는 인출 안내를 지원한다.Different variants are provided for the design of the end regions of the stationary cycles. The end region may, for example, abruptly stop or extend tangentially to the tool axis of the machining tool fixed to the tool forceps, as embodied in another variant according to the invention. In this design the tangential supports insertion or withdrawal guidance of the machining tool with respect to the tool forceps in some areas.
이와 관련하여 본 발명에서, 상기 접선은 반원을 지나서까지 구현될 수 있다. 그러나 상기 가공 공구가 집게에 의해 고정되는 경우, 이러한 접선으로 돌출한 영역은 더 이상 가공 공구의 샤프트와 함께 안내되지 않기 때문에, 이 해결책은 접촉 시클의 접촉 영역이 뒤에 배치되므로 접촉 가능성이 더 이상 없는 배치와 동일하게 작용하는 것으로 기술된다. In this regard, in the present invention, the tangent may be implemented even beyond the semicircle. However, since the tangentially projected area is no longer guided together with the shaft of the machining tool when the machining tool is held by tongs, this solution is no longer likely to be contacted since the contact area of the contacting cycle is placed behind it. It is described as acting the same as a batch.
본 발명은 도면에 개략적으로 도시된다.The invention is schematically illustrated in the drawings.
도 1에는 본 발명에 따른 공작 기계(1)의 제 1 변형예가 도시된다. 공작 기계(1)는 기계 베이스(10)로 형성되고, 상기 기계 베이스에서 상부를 향해 기계 스탠드(11)가 연장된다. 기계 베이스(10) 상에 작동 스핀들(2)이 고정된다. 여기에 도시된 실시예에서 2 개의 작동 스핀들, 즉 제 1 작동 스핀들(21) 및 제 2 작동 스핀들(22)이 도시된다. 양 스핀들(21, 22)은 하나의 스핀들 저장소(23)에 매립되고 가이드 레일(25) 상의 슬라이드(24)에 의해 X-방향으로 이동될 수 있다.1 shows a first variant of the
작동 스핀들(2)의 스핀들 축은 도면 부호 20으로 표시된다.The spindle axis of the working
여기에 도시된 실시예에서, 작동 스핀들(2) 위에 배치된 공구 매거진 디스크(3)가 제공된다.In the embodiment shown here, a
공구 매거진 디스크(3)가 표시된 Y-축을 따라, 여기서는 수직으로 이동될 수 있도록 형성되는 것이 바람직하다. 따라서 작동 스핀들 내의 복잡한 교차 슬라이드 가이드가 절약될 수 있다. 공구 매거진 디스크의 Y-운동을 달성하기 위해, 가이드가 제공되고, 공구 매거진 디스크(3)는 상기 가이드 상에서 상응하게 이동되어 위치 설정될 수 있다. 이로 인해, 공구 매거진 디스크(3)는 작동 스핀들(2) 위에 배치되고, 가공 공구(5)의 삽입 및 인출을 위한 상대 운동이 상기 선형 운동으로부터 도출된다.It is preferred that the
공구 매거진 디스크 상에 쌍으로 그룹화된 다수의 공구 집게(4)가 배치된다. 상기 공구 집게(4)는 실질적으로 공구 매거진 디스크(3)의 회전축(30)에 대해 방사 방향으로 배치된다. 공구 집게(4)의 집게 축(40)은 소정의 틸팅 각도(α)를 가진다. 상기 틸팅 각도(α)는 한편으로는 집게 축(40)과, 다른 한편으로는 공구 매거진 디스크(3)의 회전축(30)과 공구 집게(4) 내에 고정된 가공 공구의 공구 축(50) 사이의 연결 라인에 의해 형성된다.A plurality of
삽입을 위해 제공되는 다수의 공구 집게가 도시된다. 이 경우 각각의 공구 집게(4' 및 4")에 배치된 2 개의 가공 공구의 공구 축의 연결 라인(33)이 각 공구 집게(4', 4")의 각 집게 축에 대해 직각인 배치가 이루어진다. 이러한 배치의 경우, 집게 축(40)은 공구 매거진 디스크의 이동 방향(Y)에 대해 평행하다. 또한 관련 공구 집게(4', 4") 내의 공구 축들의 간격은 스핀들 축(20, 20')의 간격에 상응하는 것을 잘 알 수 있다.There are a number of tool tongs provided for insertion. In this case, the connection lines 33 of the tool axes of the two machining tools arranged on the
본 발명의 바람직한 실시예에서, 집게축과 회전축(30)-공구 축(50) 연결 라인 사이의 각도(α)는 예각이고, 특히 0.1°내지 35°사이이고, 바람직하게 5°내지 35°사이이다. 예컨대 도 1, 도 3, 도 4는 상기 예각이 어떻게 구현되는지에 대한 상이한 변형예를 도시한다. 그러나 모든 경우에서, 다수의 공구 집게가 공구 매거진 디스크(3)에 배치되는 것이 가능하다.In a preferred embodiment of the invention, the angle α between the forceps axis and the rotation axis 30-
도 2에는, 방사 방향으로 배치된 공구 집게(4)를 구비한 공구 매거진 디스크(3)(예컨대 도 5에서도 사용됨)가 매우 간단한 기계 내에서 사용될 수 있고, 즉 단 하나의 스핀들용 공구 저장기로서 사용될 수 있는 것이 도시된다. 이 경우 상기 공구 저장기는 상기 공구 매거진 디스크로만 형성된다. In FIG. 2 a tool magazine disk 3 (for example also used in FIG. 5) with radially arranged
도 1의 실시예와는 달리, 도 3에는 틸팅 각도(α)가 더 크며 또한 상이하다. 이것은 도 3에 도시된 공구 매거진 디스크를 구비한 본 발명에 따른 변형예에서 2 개의 스핀들(2, 2')에 큰 간격이 제공됨으로써 일어난 것이다.Unlike the embodiment of FIG. 1, the tilt angle α is larger and different in FIG. 3. This is caused by the large spacing of the two
다시 2 개의 스핀들(2, 2')은 하나의 공동 슬라이드(24) 상에서 이동될 수 있다. 그러나 2 개의 스핀들(2, 2') 사이의 간격이 현저히 크기 때문에, 다수의 추가 가공 공구가 평행하게 배치된 공구 집게(4', 4") 사이에 배치되는 것이 가능하다. 결국 공구 매거진 디스크(3)는 도 3에 도시된 바와 같이 위치 설정되고, 즉 각 선택된 공구 쌍은 정확하게 각 스핀들의 상부에 위치 설정됨으로써, 가공 디스크(3)가 방향(Y)을 따라 하강한 이후에 상대 운동에 의해 공구는 삽입 또는 인출된다.Again two
여러 도면에 도시된 변형예에 따른 여러 공작 기계의 구조가 실질적으로 항상 동일하기 때문에, 하기에서 각 동일한 부품의 반복 설명은 생략하겠다. 오히려 중요한 차이점이 강조된다.Since the structures of the various machine tools according to the variants shown in the various figures are substantially always the same, a repeated description of each identical part will be omitted below. Rather, an important difference is emphasized.
도 4에는 본 발명의 다른 변형예가 도시된다. 여기에 도시된 실시예에서 2 개의 스핀들(2)이 2번 제공된다. 기계는 실질적으로 대칭형으로 형성된다. 모두 4 개의 스핀들(4-스핀들-기계라고도 함)이 2 개의 스핀들(2)의 2 개의 스핀들 그룹(a')으로 통합된다.4 shows another variant of the invention. In the embodiment shown here, two
4 개의 스핀들 또는 각각 2 개의 작동 스핀들을 구비한 2 개의 스핀들 그룹은 하나의 공동 슬라이드(24) 상에 위치하며, 다시 X-방향으로 이동될 수 있다.Four spindles or two spindle groups with two working spindles each are located on one
이러한 실시예에서, 2 개의 공구 매거진 디스크(3)가 제공된다. 좌측의 공구 매거진 디스크는 도면 부호 35로, 우측의 공구 매거진 디스크는 도면 부호 36으로 표시된다. 좌측 스핀들 그룹은 공구 매거진 디스크(35)에 할당되고, 우측 스핀들 그룹은 공구 매거진 디스크(36)에 할당된다.In this embodiment, two
양 공구 매거진 디스크(35, 36)는 하나 또는 2 개의 가이드에 의해 수직으로 이동될 수 있다. 이로 인해 공구 매거진 디스크들(35, 36)은 작동 스핀들(2)에 대해 세워진다. 교체 프로세스 동안 모두 4개 이하의 공구가 삽입 또는 인출된다.Both
이것을 달성하기 위해, 각각 상호 작용하는 공구 집게 쌍(4, 4')이 도 3에 따른 해결책과 유사하게 서로 평행하게 방향 설정된다.To achieve this, the pair of tool clamps 4 and 4 ', respectively interacting, are oriented parallel to each other, similar to the solution according to FIG.
2 개의 작동 스핀들(2)에 동시에 공구가 제공되기 때문에, 결국 공구 집게(4)는 상이한 2 개의 원(37, 38) 상에 배치된다. 원(37, 38)은 회전축(30)을 중심으로 동심으로 배치된다. 상기 배치는, 회전축(30)에 대해 그 옆에 놓인 스핀들(2b)보다 큰 간격을 가진, 스핀들(2a)용으로 결정된 공구 집게(4)가 외부 원(37)에 놓이도록 선택된다. 내부 원(38)의 공구 집게에 의해 스핀들(2b)에 가공 공구가 공급된다. 이러한 배치는 원칙적으로 스핀들 그룹당 2 개의 스핀들 대신에 3개, 4개 또는 더 많은 수의 스핀들이 제공되는 배치로 확장될 수 있다.Since the tool is simultaneously provided to the two working
도 1 내지 도 4에서 상대 운동(R)이 각 디스크 매거진의 선형 운동(Y)과 평행하면, 도 5에 따른 변형예에서의 비율은 다르다.1 to 4, when the relative motion R is parallel to the linear motion Y of each disc magazine, the ratio in the modification according to FIG. 5 is different.
도 5에 따른 실시예에서 2 개의 공구 매거진 디스크(3)가 제공되고, 이것들은 2 개의 상이한 위치에 도시되고, 대기 위치에 놓인 배치는 3'으로 표시되고, 공구 매거진 디스크가 하부 공구 교체 위치에 있는 위치는 3으로 표시된다. 공구 매거진 디스크(3)를 위치 설정하기 위해, 공구 매거진 디스크(3)는 각각 가이드(32) 상에 위치한다. 공구 매거진 디스크가 함께 또는 서로 독립적으로 위치 설정될 수 있다. 여기에 도시된 실시예에서 공구 매거진 디스크(3)에는 각각 단 하나의 작동 스핀들(2)이 할당된다. 따라서 이를 위해 필요한 모든 공구 또는 공구 집게는 하나의 동심원 상에 위치한다.In the embodiment according to FIG. 5 two
회전 축(30)은 공구 축(40)을 형성하고, 스핀들 축(20)은 수직으로 진행하며 공구 매거진 디스크의 선형 운동에 대해서 평행한 직선을 형성하는, 도 2에 따른 디자인의 실시예와는 달리, 여기서는 상기 양 방향 사이에 각도가 존재한다.Unlike the embodiment of the design according to FIG. 2, the axis of
다르게 말하자면, 상대 운동(R)은 선형 운동(Y)과 평행하지 않으며, 상기 선형 운동에 의해 도 1 내지 도 4에 따른 변형예에서 이전에 상대 운동(R)이 도출되었다.In other words, the relative motion R is not parallel to the linear motion Y, in which the relative motion R has been previously derived in the variant according to FIGS. 1 to 4.
이것은 작동 스핀들(2)이 더 이상 회전축(30) 하부에 위치하지 않고, 각각 기계 내부로 향함으로써 달성된다.This is achieved by means that the working
본 발명에 따른 변형예에서 상대 운동은 예컨대 공구 매거진 디스크(3)와 작동 스핀들(2)의 적어도 2 개의 운동의 중첩으로부터 발생된다. 여기에 도시된 실시예에서 스핀들(2)은 각각 고유의 슬라이드(24, 24') 상에 배치되고, 가이드 레일(25) 상에서 X-방향으로 이동될 수 있다. 공구 매거진 디스크(3)의 선형 운동(Y)은 이에 대해 직각으로 연장한다. 상기 2 개의 운동의 적합한 중첩시 상대 운동(R)이 도시된 바와 같이 발생된다. 즉, 집게 축(40)은, 어떠한 운동 성분도 상대 운동(R)에 대해 평행하게 제공되지 않는데도 불구하고, 다시 상기 상대 운동(R)에 대해 평행한다. 이로 인해 간단한 방식으로 및 특히 이미 존재하는 요소들을 이중 사용해서, 작동 스핀들(2)이 좁게 위치 설정되고, 그럼에도 불구하고 다수의 가공 공구(5)가 각 공구 매거진 디스크에서 이용될 수 있다.In a variant according to the invention, the relative motion arises, for example, from the superposition of at least two movements of the
도 5에 도시된 바와 유사하게 도 6도, 2 개의 공구 매거진 디스크(3)가 (다시 2 개의 위치에 도시됨) 단 2 개의 작동 스핀들(2)에 공구를 제공하는 배치를 도시한다. 그러나 여기서 선형 운동(Y)은 다시 상대 운동(R)에 대해 평행하다. 그러나 이로부터 결과적으로 가이드 레일의 V-형 디자인 또는 좌우측 공구 매거진 디스크(3)의 선형 운동(Y 및 Y')이 발생된다. 상기 선형 운동들은 예각(β)으로 교차한다. 운동들의 중첩이 반드시 필요한 것은 아니며, 따라서 스핀들(2)은 다시 공동 슬라이드(24)에 배치된다.Similarly to FIG. 5, FIG. 6 also shows an arrangement in which two tool magazine disks 3 (shown in two positions again) provide tools to only two working
본 발명의 바람직한 실시예에서, 작동 스핀들(2)은 공구 매거진의 가공 챔버 내에 배치되며, 공구 교체 프로세스동안 개방될 수 있는 공구 매거진 도어(6)가 제공됨으로써, 공구 매거진 디스크(디스크들)가 작동 스핀들(스핀들들)(2)의 영역으로 이동된다. 이를 위해 2 개의 변형예가 도 5 또는 도 6에 도시된다. 도 5에는, 공구 매거진 도어(6)가 매달려서(hanging), 특히 기계 스탠드(11)에 이동 가능하도록 배치되는 것이 도시된다. 이를 위해 가이드 슬라이드(60)가 사용된다. 도 6에는 이와는 달리, 공구 매거진 도어가 포탈(portal)방식으로, 기계 테이블(10)에 지지되도록 형성되는 다른 변형예가 도시된다. 이를 위해 기계 테이블(10) 상에 경우에 따라 가이드 트랙(61)이 제공된다. 도 5의 공구 매거진 도어(6)의 디자인은 그루우브 방식이고, 도 6에서는 포탈 방식으로 스핀들을 오버랩한다.In a preferred embodiment of the invention, the
공구 매거진 도어(6)를 너무 크게, 따라서 취급하기 힘들게 디자인하지 않기 위해, 본 발명에 따른 다른 변형예에서는, 공구 매거진 도어(6)가 망원경 형태로 다수의 도어 요소들로 구성되지만, 상기 도어 요소들은 매달려서 또는 지지되어 이동될 수 있도록 형성된다.In order to avoid designing the
도 7에 도시된 상황은 도 5에 이미 제시된 본 발명에 따른 변형예와 유사하다. 여기서도 반복 설명을 피하기 위해 차이점만이 강조된다. 도 5에 따른 해결책과는 달리, 여기서는 2 개의 스핀들의 2 개의 스핀들 그룹(a')이 제공되고, 상기 그룹에는 각각 하나의 공구 매거진 디스크(3)에 의해 가공 공구가 제공된다.The situation shown in FIG. 7 is similar to a variant according to the invention already presented in FIG. 5. Again, only the differences are highlighted to avoid repeated explanations. In contrast to the solution according to FIG. 5, here two spindle groups a 'of two spindles are provided, which are each provided with a machining tool by one
양 공구 매거진 디스크들 사이의 중앙에 중앙 선형 구동부가 제공되고, 상기 선형 구동부는 Y-방향(여기서는 수직방향)으로의 선형 운동을 가능하게 한다. 각 스핀들 그룹에 대해 하나의 고유 슬라이드(24, 24')가 제공된다.A central linear drive is provided at the center between both tool magazine discs, which allows linear movement in the Y-direction (here vertical direction). One
회전 축(30)에 대해 방사 방향으로 방향 설정된 집게 축(40)은 도 7에 도시된 실시예에서 더 이상 상대 운동(R)에 대해 평행하지 않다. 오히려 상대 운동(R)은, 2 개의 집게 축들(40, 40') 사이에서 예컨대 각 이등분선으로서 연장한다. 결국 공구들은 약간의 에러 각도로 동시에 스핀들 그룹의 스핀들(2)에서 공구 집게(4) 내로 넣어지거나 또는 제거되며, 상기 에러 각도를, 즉 집게 축(40, 40')과 관련한 상대 운동(R)의 방향 편차를 보상하기 위한 조치가 취해져야 한다. 이를 위해 특히 도 9에서 논의되는 공구 집게(5)의 특수한 디자인이 사용된다.The
서로 직각으로 방향 설정된 선형 운동(Y)과 스핀들 운동(X)으로부터 다시 이에 대해 경사져서 연장하는 상대 운동(R)을 달성하기 위해, 상기 2 개의 운동 성분은 적합한 방식으로 중첩된다. 그럼에도 불구하고 남아 있는 에러 각도는 상대 운동의 방향으로서 각 이등분선에 의해 작고 동일한 형태이다.In order to achieve a linear movement Y oriented at right angles to each other and a relative movement R which extends inclined again against it from the spindle movement X, the two movement components are superimposed in a suitable manner. Nevertheless, the remaining error angle is small and identical by each bisector as the direction of relative motion.
본 발명에 따른 다른 변형예에서, 상대 운동(R)은 공구 매거진 디스크(3)의 선형 운동(Y)과 회전축(30)을 중심으로 하는 회전 운동의 중첩에 의해 실행된다. 이로 인해 관련 포인트와 관련하여, 즉 관련 공구 집게(40, 40')과 관련하여, 선형 운동(Y)에 대해 직각인 운동 성분이 발생하고, 상기 운동 성분은 적합한 방식으로, 경사진 상대 운동(R)이 발생하도록 조합될 수 있다. 이러한 배치에 의해 독립적인 슬라이드(24, 24') 상에서 개별 스핀들 또는 스핀들 그룹의 비교적 좁은 간격이 가능한 것을 알 수 있다. 적합한 방식으로 양 공구 매거진 디스크(3) 사이의 중간 챔버가 사용된다. 결국 이것은 본 발명에 따른 공작 기계의 더 작은 폭을 야기한다.In another variant according to the invention, the relative motion R is carried out by superimposing a linear motion Y of the
도 7과 도 5의 배치가 매우 유사하며, 도 6과 도 8의 배치도 비교적 유사하다. 도 8에서 다시 양 공구 매거진 디스크의 선형 운동(Y, Y')은 V-형태로 서로를 향한다. 상기 선형 운동들은 서로 각 공구 매거진 디스크의 하부에서 각도(β)로 교차한다. 다시 작동 스핀들(2)의 스핀들 축(20)과 회전 축(30)의 연결 라인들 사이에 에러 각도(σ)가 발생한다. 이러한 에러 각도는 공구 집게의 바람직한 디자인에 의해 보상된다. 도 6에서와 같이 도 8에서도 상대 운동(R)이 선형 운동(Y)으로부터 도출된다.The arrangements of FIGS. 7 and 5 are very similar, and the arrangements of FIGS. 6 and 8 are relatively similar. In FIG. 8 again the linear motions (Y, Y ') of both tool magazine discs face each other in a V-shape. The linear motions cross each other at an angle β at the bottom of each tool magazine disc. Again an error angle σ occurs between the
도 9에는 마찬가지로 본 발명을 위해 고려되는 공구 집게가 도시된다. 공구 집게(4)는 구부러진 접촉 시클(41)을 구비하고, 상기 접촉 시클은 수용형 가공 공구와 그의 회전 대칭 샤프트 영역(52)에서 상호 작용한다. 공구 집게(4)는 또한 고정 장치를 구비하고, 상기 고정 장치는 가공 공구가 공구 집게으로부터 빠져나오지 않는 것을 보장한다. 고정 장치는 여기에 도시된 실시예에서 고정 시클(43)로서 형성된다. 선택된 측면에서 접촉 시클(41)은 고정 시클(43)에 의해 덮인다. 따라서 접촉 시클(41)은 파선으로 도시된다.Figure 9 likewise shows tool tongs contemplated for the present invention. The tool tongs 4 have a
공구의 삽입 및 인출을, 특히 도 7 및 8에 따른 실시예에서 문제없이 달성하기 위해, 상대 운동(R)과 집게 축(40) 사이의 각도가 고려되어야 한다. 알려진 공구 집게에서 공구는 집게안에 공구 축(40)에 대해 평행하게 넣어지거나 또는 제거된다. 이러한 "에러"를 보상하기 위해, 본 발명에 따라, 접촉 시클의 단부 영역(42)이 샤프트(52)의 반원과 관련하여 뒤에 놓이는 것이 제안된다. 이러한 각이진 후방 배치는 도면 부호 46으로 표시된다. 상기 후방 배치는 상기 실시예에서 대략 20°이다.In order to achieve insertion and withdrawal of the tool without problems in particular in the embodiment according to FIGS. 7 and 8, the angle between the relative motion R and the
또한 본 발명에서, 고정 장치는 고정 시클(43)로서 형성되고, 고정 시클(43)도 샤프트(52)에 접촉한다.Also in the present invention, the fixing device is formed as a fixing
가공 공구(5)는 직경으로 배치된 리세스(51)를 포함하고, 상기 리세스 내에는 고정 시클(43)의 단부 영역(44)에 제공된 고정 돌출부(47)가 고정식으로 맞물린다.The
또한 고정 시클(43)의 단부 영역(44)이 샤프트(52)의 반원과 관련하여 뒤에 배치된다. 이러한 후방 배치는 접촉 시클(41)의 단부 영역(42)용과 동일한 각이진 후방 배치(46)에 상응한다. 그러나 추가로 본 발명에서는, 고정 시클(43)의 단부 영역이 공구 집게안에 고정된 가공 공구(5)의 공구 축(50)에 대해 접선(470)으로 진행한다. 상기 접선(470)의 방향 설정은 도 9에서 상기 접선이 집게 축(40)과 교차할 때까지 연장된다. 접선(470)과 집게 축(40) 사이에 존재하는 에러 각도는 45로 표시된다. 이러한 에러 각도(45)로 본 발명에 따른 공구 집게에 의해 문제 없이 공구가 삽입 또는 인출 이송될 수 있다. 따라서 도 7 및 8에 따른 배치에서 상기 공구 집게의 사용은, 거기서 결과적으로 나오는 에러 각을 보상하고, 본 발명에 따른 공작 기계에서 안전하고 효과적이며 신속한 가공 공구의 교체가 달성되는 것을 가능하게 한다.In addition, an
고정 시클(43)은 접힘 축(49)을 중심으로 접힘 가능하도록 형성된다.The fixed
여기서 구현된 에러각도(45)의 범위는 예컨대 대략 25°이다. 대칭형 디자인으로 인해 실제 범위는 ±25°이다. 각이진 후방 배치(46)의 디자인에 따라 상기 에러 각도(45)가 조절될 수 있다.The range of error angles 45 implemented here is, for example, approximately 25 degrees. The actual range is ± 25 ° due to the symmetrical design. The
알려진 방향 설정 핀을 이용하지 않고 공구 집게(4) 내로 가공 공구(5)의 임의의 삽입을 방지하기 위해, 방향 설정 핀(48)은 평평하며 따라서 가공 공구(5)의 방향 설정 노치(53) 내로 맞물린다.In order to prevent any insertion of the
스핀들이 기술되어 있는 범위 내에서, 이것은 작동 스핀들과 동일하다.To the extent that the spindle is described, this is the same as the working spindle.
지금 출원서에 의해 그리고 이후에 제안되는 청구항은 광범위한 보호를 달성하기 위한 전례 없는 작성 시도이다.The claims now proposed by and after the application are an unprecedented attempt to create broad protection.
여기서 특히 관련 선행 기술을 더 자세히 검증할 경우, 본 발명의 목적을 위한 하나 또는 다른 특징이 바람직하기는 하지만, 결정적으로 중요한 것은 아니므로, 이러한 특징, 특히 독립항의 특징을 더 이상 가지지 않는 작성이 추구되는 것은 당연하다.Herein, in particular when examining the relevant prior art in more detail, although one or other features for the purposes of the present invention are preferred, they are not critically important, and therefore no further preparation of such features, especially of the independent claims, is sought. It is natural to be.
종속항에서 제시된 인용은 각 종속항의 특징에 의한 독립항의 대상의 다른 실시예를 나타낸다. 그러나 이것이 인용된 항의 특징에 대한 독자적인, 객관적인 보호를 달성하는 것이 생략되는 것을 의미하는 것은 아니다.The references set forth in the dependent claims represent other embodiments of the subject matter of the independent claims by the features of each dependent claim. However, this does not mean that achieving independent, objective protection for the features of the cited paragraph is omitted.
지금까지 상기 설명부에만 공개된 특징은, 절차의 진행시 본 발명에 중요한 의미로서, 예컨대 선행 기술을 한정하기 위해 청구될 수 있다.Features disclosed so far only in the above description are important to the present invention in the course of a procedure and may be claimed, for example, to limit the prior art.
상기 설명부에만 공개된 특징 또는 다수의 특징을 포함하는 청구항의 개별 특징도 이제 선행 기술을 한정하기 위해 제 1 청구항에 포함될 수 있다. 특히, 이러한 특징은 다른 특징과 관련하여 언급되거나 또는 다른 특징과 관련하여 매우 바람직한 결과에 이를 수 있을 때 그러하다.Individual features of the claims, including features disclosed only in the above description or multiple features, can now also be included in the first claim to define the prior art. In particular, such a feature is said when it is mentioned in connection with another feature or when a very desirable result can be achieved in connection with the other feature.
본 발명의 목적에 따라, 서두에 언급된 바와 같이, 공구 매거진에서 가급적 높은 공구 밀도를 가지는 공작 기계가 이용된다.For the purposes of the present invention, as mentioned at the outset, machine tools are used which have as high a tool density as possible in the tool magazine.
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