Die Erfindung betrifft eine Werkzeugwechselvorrichtung für eine Werkzeugmaschine, die ein Werkzeugwechselmagazin mit einem Magazinring aufweist, entlang dessen Umfang eine Anzahl von Werkzeughaltern zur Aufnahme von in eine Werkzeugspindel der Werkzeugmaschine aufnehmbaren Werkzeugen mit in Bezug auf den Magazinring ausgerichteten Schäften angeordnet sind, eine Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugspindel zur Aufnahme eines in einem Werkzeugwechselmagazin gehaltenen Werkzeugs sowie ein Verfahren zum Ein- und Auswechseln eines Werkzeugs in bzw. aus einer Werkzeugspindel der Werkzeugmaschine.The invention relates to a tool changing device for a machine tool, which has a tool changer magazine with a magazine ring, along the circumference of a number of tool holders for receiving in a tool spindle of the machine tool absorbable tools are arranged with respect to the magazine ring shafts, a machine tool with a tool spindle for receiving a tool held in a tool changer magazine and a method for inserting and replacing a tool in or out of a tool spindle of the machine tool.
Eine derartige Werkzeugwechselvorrichtung sowie eine diese verwendende Werkzeugmaschine sind aus der DE 10 2013 010 701 A1 der Anmelderin bekannt. Hierbei ist vorgesehen, dass die in die Werkzeugspindel der Werkzeugmaschine einzuwechselnden Werkzeuge im Werkzeugwechselmagazin der Werkzeugwechselvorrichtung jeweils mit einem in das Innere des Magazinrings gerichteten Schaft aufgenommen sind. Der Magazinring ist um eine Zentralsäule der Werkzeugmaschine drehbar und die die Werkzeuge aufnehmenden Werkzeughalter sind nur entlang eines Umfangssegments des Werkzeugwechselmagazins angeordnet, so dass im übrigen Bereich des Magazinrings ein freier Umfangsraum ausgebildet ist. Das Werkzeugwechselmagazin weist einen Drehantrieb zur Durchführung einer Drehbewegung um eine zur Ebene des Magazinrings im wesentlichen orthogonalen und durch sein Zentrum verlaufenden Achse auf.Such a tool changing device and a machine tool using this are from the DE 10 2013 010 701 A1 the applicant known. In this case, it is provided that the tools to be loaded into the tool spindle of the machine tool are respectively received in the tool change magazine of the tool changing device with a shaft directed into the interior of the magazine ring. The magazine ring is rotatable about a central column of the machine tool and the tool holders receiving the tools are arranged only along a circumferential segment of the tool changing magazine, so that a free peripheral space is formed in the remaining region of the magazine ring. The tool change magazine has a rotary drive for carrying out a rotary movement about an axis substantially orthogonal to the plane of the magazine ring and extending through its center.
Zum Auswechseln eines in der Werkzeugspindel aufgenommenen Werkzeugs wird das Werkzeugwechselmagazin von seiner Parkposition ausgehend um einen Verschiebeweg, der größer gleich der Futterlänge des in der Werkzeugspindel befindlichen Werkzeugs ist, verschoben, und das Werkzeugwechselmagazin wird um seine Drehachse gedreht, bis ein freier Werkzeughalter vor der Werkzeugspindel positioniert ist. Danach wird das Werkzeugwechselmagazin in einer der vorgenannten Verschieberichtung entgegengesetzten Verschieberichtung verschoben, bis der freie Werkzeughalter sich in seiner Ablageposition unter der Werkzeugspindel befindet. Durch deren Bewegung wird das in ihr aufgenommene Werkzeug in diesen Werkzeughalter abgelegt und durch eine erneute Verschiebebewegung des Magazinrings wird der das ausgewechselte Werkzeug aufnehmende Werkzeughalter von der Werkzeugspindel wegbewegt.To replace a tool received in the tool spindle, the tool change magazine is moved from its parking position by a displacement greater than or equal to the feed length of the tool located in the tool spindle, and the tool change magazine is rotated about its axis of rotation until a free tool holder in front of the tool spindle is positioned. Thereafter, the tool change magazine is moved in one of the aforementioned direction of displacement opposite direction of displacement until the free tool holder is in its storage position under the tool spindle. As a result of their movement, the tool accommodated in it is deposited in this tool holder, and the tool holder receiving the replaced tool moves away from the tool spindle by a renewed displacement movement of the magazine ring.
Um ein im Werkzeugwechselmagazin aufgenommenes Werkzeug einzuwechseln, wird das Werkzeugwechselmagazin der Werkzeugwechselvorrichtung durch deren Dreheinrichtung solange gedreht, bis der Werkzeughalter, welcher das einzuwechselnde Werkzeug enthält, vor der Werkzeugspindel positioniert ist. Durch eine Verschiebebewegung des Magazinrings des Werkzeugwechselmagazins der Werkzeugwechselvorrichtung wird der Werkzeugschaft dieses Werkzeugs in die Werkzeugspindel eingefuttert. Nach diesem Einfuttern des Werkzeugs wird der Magazinring durch eine Verschiebebewegung von der Werkzeugspindel wegbewegt und der Magazinring wird durch eine Drehbewegung in seine Parkposition zurückbewegt.In order to load a tool received in the tool changer magazine, the tool changer magazine of the tool changer is rotated by its rotating means until the tool holder containing the tool to be loaded is positioned in front of the tool spindle. By a sliding movement of the magazine ring of the tool change magazine of the tool changing device of the tool shank of this tool is fitted in the tool spindle. After this insertion of the tool, the magazine ring is moved away by a sliding movement of the tool spindle and the magazine ring is moved back by a rotational movement in its parking position.
Aus der DE 10 2008 059 089 A1 der Anmelderin ist eine Werkzeugmaschine, die eine Werkzeugspindel zur Bearbeitung eines Werkstücks mittels eines in die Werkzeugspindel aufgenommenen Werkzeugs besitzt und die ein drehbares Werkzeugwechselmagazin aufweist, bekannt. Das Werkzeugwechselmagazin besitzt an seinem Umfang angeordnete Werkzeughalter, in welche Werkzeuge in einer definierten Lage ihres Schafts aufnehmbar sind. Für einen Werkzeugwechsel wird die Werkzeugspindel durch eine Verstellbewegung der Verstelleinrichtung zu dem sich in seiner Grundstellung befindlichen, verschwenkbar in der Werkzeugmaschine aufgenommenen Werkzeugwechselmagazin verfahren. Das Werkzeugwechselmagazin ist dabei derart verschwenkbar, dass der Schaft des im Werkzeughalter aufgenommenen, auszuwechselnden Werkzeugs in einer Wechselstellung des Werkzeugwechselmagazins vor einer Aufnahme der Werkzeugspindel angeordnet ist, so dass durch eine Relativbewegung zwischen der im Werkzeugwechselmagazin aufgenommenen Werkzeugspindel und dem Werkzeugwechselmagazin der Schaft dieses Werkzeuges in der Aufnahme der Werkzeugspindel spannbar ist, und dass durch eine Relativbewegung zwischen der Werkzeugspindel und dem Werkzeugwechselmagazin das einzuwechselnde Werkzeug aus seiner Werkzeughalterung bewegbar ist.From the DE 10 2008 059 089 A1 The applicant is a machine tool, which has a tool spindle for machining a workpiece by means of a recorded in the tool spindle tool and having a rotatable tool change magazine known. The tool changer magazine has tool holders arranged on its circumference into which tools can be received in a defined position of their shank. For a tool change, the tool spindle is moved by an adjusting movement of the adjusting device to the tool change magazine, which is located in its basic position and can be swiveled in the machine tool. The tool change magazine is pivotable in such a way that the shank of the tool to be replaced received in the tool holder is arranged in a change position of the tool change magazine before receiving the tool spindle, so that by a relative movement between the recorded in the tool changer tool spindle and the tool change magazine, the shank of this tool in the Recording of the tool spindle can be tensioned, and that by a relative movement between the tool spindle and the tool change magazine, the tool to be changed from its tool holder is movable.
Aus der DE 10 2006 037 435 A1 ist ein Werkzeugwechselmagazin bekannt, bestehend aus einer in der horizontalen Ebene liegenden kreisförmigen Magazinscheibe, an deren Außenumfang ein vertikal nach oben weisender Magazinring angeordnet ist. Die Magazinscheibe, der Magazinring und somit das gesamte Magazinrad ist in einem Winkelbereich kreissegmentförmig und damit mit einem segmentförmigen freien Ausschnitt ausgebildet. Dieser Ausschnitt dient dazu, dass - nachdem das bekannte Werkzeugwechselmagazin aus einem Arbeitsbereich einer dieses verwendenden Werkzeugmaschine hinausbewegt wurde - Trennwände in radialer Richtung des Magazinrads in diesen Ausschnitt hineinbewegt werden können, um derart den Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine zu verschließen: Sind die Trennwände von ihrer das bekannte Werkzeugwechselmagazin gegenüber dem Arbeitsbereich abschirmenden Schließstellung in eine Offenstellung bewegt, so kann dieses Werkzeugwechselmagazin um seine vertikale Achse gedreht werden und greift mit seinem Umfang in den Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine hinein, so dass ein Werkzeugwechsel durchgeführt werden kann. In den oberen Rand des Werkzeugwechselmagazins ist eine koaxial umlaufende T-Nut eingearbeitet, in welche den Magazinring ausbildende Werkzeughalter eingesetzt sind, die mit einem Fuß auf der Magazinscheibe aufsitzen und in die T-Nut eingreifen, so dass die Werkzeughalter in der T-Nut in Umfangrichtung des Magazins verschoben und in der gewünschten Position geklemmt werden können. Die Werkzeughalter weisen des weiteren von ihrem Fuß vertikal nach oben und bilden jeweils eine sich U-förmig nach oben öffnende Aufnahme für jeweils ein Werkzeug aus. Die Aufnahmen sind dabei so ausgebildet, dass das Werkzeug von oben in die Aufnahme eingelegt werden kann, die Werkzeuge werden dabei so in die Werkzeughalter eingesetzt, dass ihre Schäfte von dem Magazinrad radial nach innen gerichtet sind, während das eigentliche Werkzeug radial nach außen gerichtet ist.From the DE 10 2006 037 435 A1 a tool change magazine is known, consisting of a lying in the horizontal plane circular magazine disk, on whose outer periphery a vertically upwardly facing magazine ring is arranged. The magazine disc, the magazine ring and thus the entire magazine wheel is circular segment-shaped in an angular range and thus formed with a segment-shaped free cutout. This cutout serves the purpose - after the known tool change magazine has been moved out of a working area of a machine tool using this - partitions in the radial direction of the magazine wheel can be moved into this cutout so as to close the working area of the machine tool: Are the partitions of their the well-known Tool change magazine relative to the working area shielding closed position moves to an open position, so can This tool change magazine are rotated about its vertical axis and engages with its circumference in the working area of the machine tool, so that a tool change can be performed. In the upper edge of the tool change magazine a coaxial T-groove is incorporated, in which the magazine ring forming tool holder are used, which sit with one foot on the magazine disc and engage in the T-slot, so that the tool holder in the T-slot in Scope direction of the magazine can be moved and clamped in the desired position. Furthermore, the tool holders point vertically upwards from their feet and in each case form a receptacle which opens upwards in a U-shaped manner for a respective tool. The recordings are designed so that the tool can be inserted from above into the receptacle, the tools are thereby inserted into the tool holder, that their shafts are directed radially inward of the magazine wheel, while the actual tool is directed radially outward ,
Aus der DE 10 2006 037 437 A1 ist eine ein derartiges Werkzeugwechselmagazin verwendende Werkzeugmaschine bekannt. Diese weist ein horizontales Maschinenbett auf, auf welchem horizontal in der X-Richtung verfahrbar eine Werkzeugspindel gelagert ist, in der ein Werkstück gespannt werden kann. Der Arbeitsbereich der Werkzeugspindel ist durch verschiebbare Trennwände abgeschlossen. Hinter den geschlossenen Trennwänden befindet sich das vorstehend beschriebene Werkzeugwechselmagazin, in welchem Werkzeuge gespeichert und zum Einwechseln in die Werkzeugspindel bereitgestellt sind. Die Trennwände der Werkzeugmaschine greifen dabei in den segmentartigen Ausschnitt des Magazinrads ein. Um einen Werkzeugwechsel durchzuführen, werden zunächst die Trennwände weggefahren, so dass das Magazinrad in den Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine hineingedreht werden kann. Dann wird dieses über einen gesteuerten motorischen Antrieb so gedreht, dass ein freier Werkzeughalter in die Wechselposition gebracht wird.From the DE 10 2006 037 437 A1 For example, a machine tool using such a tool change magazine is known. This has a horizontal machine bed, on which horizontally movable in the X direction a tool spindle is mounted, in which a workpiece can be clamped. The working range of the tool spindle is completed by sliding partitions. Behind the closed dividing walls is the tool change magazine described above, in which tools are stored and provided for replacement in the tool spindle. The partitions of the machine tool engage in the segment-like section of the magazine wheel. In order to carry out a tool change, first the partitions are moved away, so that the magazine wheel can be screwed into the working area of the machine tool. Then this is rotated via a controlled motor drive so that a free tool holder is brought into the change position.
In der europäischen Patentanmeldung EP-A 1 886 762 ist eine Werkzeugmaschine beschrieben, die ein horizontales Maschinenbett aufweist, auf welchem horizontal in einer X-Achse verfahrbar eine Werkzeugspindel gelagert ist. Diese ist horizontal angeordnet und über einen Werkstückspindelantrieb rotierend antreibbar. An beiden Seiten des Maschinenbetts ist jeweils eine vertikal nach oben gerichtete Seitenwange ausgebildet. Auf den horizontalen, in der Y-Achse verlaufenden Oberseiten der Seitenwange ist jeweils eine Y-Führung angeordnet, auf denen eine Brücke gelagert ist, die in der Y-Achse gesteuert angetrieben verfahrbar ist und einen Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine zwischen den Seitenwangen überspannt. Zentrisch in der Brücke ist ein Z-Schlitten angeordnet, der gesteuert antreibbar in der vertikalen Z-Achse verfahrbar und gesteuert antreibbar um seine vertikale C-Achse drehbar ist. Am unteren Ende des Z-Schlittens ist ein Träger befestigt, an welchem eine drehantreibbare Werkzeugspindel mit horizontaler Achse gelagert ist, die in der horizontalen Achse gesteuert verfahrbar ist. Die Werkzeugmaschine weist ein Magazinrad auf, welches um eine vertikale, zur Z-Achse parallele Achse gesteuert drehbar angetrieben wird. Das Magazinrad besteht aus einer in einer horizontalen Ebene liegenden kreisförmigen Magazinscheibe, an deren Außenumfang ein vertikal nach oben weisender Magazinring angeordnet ist. Die Magazinscheibe sitzt zentrisch auf einer vertikalen Antriebswelle und ist zu ihrer Drehbewegung von einem Motor antreibbar. Der Magazinring weist mehrere Werkzeughalter auf, in denen Werkzeuge mit ins Innere des Magazinrads weisenden Schäften aufgenommen sind. Um nun ein Werkzeug zu wechseln, wird das Magazinrad von seiner Grundstellung in den Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine hineingedreht, und zwar derart, dass ein freier Werkzeughalter in eine Wechselposition gebracht wird, d. h. in der Ebene der Y-Bewegung des Z-Schlittens positioniert ist. Der Z-Schlitten wird dann so gedreht, dass der Träger mit der Werkzeugspindel ebenfalls in dieser Ebene ausgerichtet ist. Nun fährt die Brücke in der Y-Achse nach hinten, bis sich die Werkzeugspindel oberhalb des Magazinrads und innerhalb des Umfangs des Magazinrings befindet. Dann wird der Z-Schlitten vertikal nach unten gefahren, wobei das Werkzeug mit seiner Greifrille in die Aufnahme des freien Werkzeughalters eingelegt wird. Anschließend fährt der Z-Schlitten in der Y-Achse weiter nach hinten, wodurch die Werkzeugspindel radial von dem Magazinring nach innen bewegt wird. Nach dieser Ablage des Werkzeugs im Magazinrad wird nun das Magazinrad über den Motor gesteuert verdreht, bis das nächste ausgewählte Werkzeug in der Wechselposition radial vor der Werkzeugaufnahme der Werkzeugspindel positioniert ist. In dieser Stellung wird die Werkzeugspindel mittels des Z-Schlittens wieder radial nach außen geschoben, wodurch sich ihre Werkzeugaufnahme auf den Schaft des nun positionierten nächsten Werkzeugs schiebt und dieses spannt. Mittels des Z-Schlittens wird nun die Werkzeugspindel mit dem gespannten nächsten Werkzeug nach oben gefahren, wodurch das Werkzeug aus dem Werkzeughalter herausgehoben wird. Sobald sich die Werkzeugspindel mit dem Werkzeug oberhalb des Magazinrings befindet, kann die Werkzeugspindel wieder in ihre Arbeitsstellung gefahren werden und das Magazinrad wird in seine Grundstellung zurückgedreht, so dass die den Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine vom Magazinrad trennenden Wände geschlossen und die Bearbeitung des Werkstücks mit einem neuen Werkzeug beginnen kann.In the European patent application EP-A 1 886 762 is a machine tool described, which has a horizontal machine bed on which a tool spindle is mounted horizontally movable in an X-axis. This is arranged horizontally and driven in rotation via a workpiece spindle drive. On both sides of the machine bed in each case a vertically upwardly directed side cheek is formed. On the horizontal, in the Y-axis extending upper sides of the side cheek, a Y-guide is arranged in each case, on which a bridge is mounted, which is driven driven driven in the Y-axis and spans a working area of the machine tool between the side cheeks. Centrally in the bridge, a Z-slide is arranged, which is driven drivable in the vertical Z-axis movable and controlled driven to rotate about its vertical C-axis. At the lower end of the Z-carriage, a carrier is attached, on which a rotatably driven tool spindle is mounted with a horizontal axis, which is controlled in the horizontal axis movable. The machine tool has a magazine wheel, which is rotatably driven controlled about a vertical, parallel to the Z axis axis. The magazine wheel consists of a lying in a horizontal plane circular magazine disk on the outer periphery of a vertically upwardly facing magazine ring is arranged. The magazine disc is seated centrally on a vertical drive shaft and can be driven by a motor for its rotational movement. The magazine ring has a plurality of tool holders, in which tools are accommodated with shafts pointing into the interior of the magazine wheel. In order to change a tool, the magazine wheel is rotated from its basic position in the working area of the machine tool, in such a way that a free tool holder is brought into a change position, that is positioned in the Y-movement plane of the Z-carriage. The Z-carriage is then rotated so that the carrier with the tool spindle is also aligned in this plane. Now the bridge moves backwards in the Y-axis until the tool spindle is above the magazine wheel and inside the circumference of the magazine ring. Then, the Z-carriage is moved vertically down, the tool is inserted with its gripping groove in the receptacle of the free tool holder. Subsequently, the Z-carriage moves further back in the Y-axis, whereby the tool spindle is moved radially inwardly of the magazine ring. After this storage of the tool in the magazine wheel, the magazine wheel is now rotated controlled by the motor until the next selected tool in the change position is positioned radially in front of the tool holder of the tool spindle. In this position, the tool spindle is again pushed radially outwards by means of the Z-slide, whereby its tool holder pushes on the shaft of the next tool now positioned and tensions this. By means of the Z-carriage, the tool spindle is now moved upwards with the tensioned next tool, whereby the tool is lifted out of the tool holder. Once the tool spindle with the tool is above the magazine ring, the tool spindle can be moved back to its working position and the magazine wheel is rotated back to its normal position, so that the working area of the machine tool from the magazine wheel separating walls closed and the machining of the workpiece with a new Tool can start.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Werkzeugwechselvorrichtung für eine Werkzeugmaschine, insbesondere für eine Werkzeugmaschine zur spanenden Materialbearbeitung, zu schaffen, die einen einfachen Werkzeugwechsel ermöglicht. Auch soll eine diese Werkzeugwechselvorrichtung verwendende Werkzeugmaschine sowie ein Verfahren zum Wechseln eines Werkzeugs vorgeschlagen werden. It is therefore an object of the present invention to provide a tool changing device for a machine tool, in particular for a machine tool for cutting material processing, which enables a simple tool change. It is also intended to propose a machine tool using this tool changer and a method for changing a tool.
Die erfindungsgemäße Werkzeugwechselvorrichtung sieht vor, dass die Werkzeugwechselvorrichtung eine Verstelleinrichtung aufweist, durch welche sie von einer Parkposition in eine Wechselposition bewegbar ist, dass die Werkzeugwechselvorrichtung eine Verstelleinrichtung aufweist, durch welche das Werkzeugwechselmagazin zumindest um eine Futterlänge des ein- oder auszuwechselnden Werkzeugs relativ zu der das jeweilige Werkzeug aufnehmenden Werkzeugspindel der Werkzeugmaschine bewegbar ist, dass mindestens ein Werkzeug im Magazinring des Werkzeugwechselmagazins mit einem nach außen weisenden Schaft in dem oder einen der Werkzeughalter aufnehmbar ist, so dass durch die Verstelleinrichtung der Schaft des aus- bzw. einzuwechselnden Werkzeugs in die Werkzeugspindel aus- bzw. einfutterbar ist.The tool changing device according to the invention provides that the tool changing device has an adjusting device, by which it is movable from a parking position to a change position, that the tool changing device has an adjusting device, by which the tool change magazine at least by a feed length of the tool to be replaced or relative to the each tool accommodating tool spindle of the machine tool is movable, that at least one tool in the magazine ring of the tool change magazine with an outwardly facing shaft in the or one of the tool holder is receivable, so that by the adjustment of the shank of the tool to be loaded or changed into the tool spindle - or is einfutterbar.
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zeichnet sich dadurch aus, dass sie die erfindungsgemäße Werkzeugwechselvorrichtung besitzt.The machine tool according to the invention is characterized in that it has the tool changing device according to the invention.
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht vor, dass die erfindungsgemäße Werkzeugwechselvorrichtung verwendet wird, wobei vorzugsweise vorgesehen ist, dass die Werkzeugspindel der Werkzeugmaschine beim Werkzeugwechsel entgegengesetzt zur Richtung des Werkzeugwechselmagazins von seiner Parkposition in seine Wechselposition bewegt wird.The inventive method provides that the tool changing device according to the invention is used, wherein it is preferably provided that the tool spindle of the machine tool is moved during tool change opposite to the direction of the tool changing magazine from its parking position to its change position.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird in vorteilhafter Art und Weise eine Werkzeugwechselvorrichtung, eine diese verwendende Werkzeugmaschine sowie ein Verfahren zum Wechseln eines Werkzeugs einer Werkzeugmaschine durch die erfindungsgemäße Werkzeugwechselvorrichtung geschaffen, welche sich dadurch auszeichnen, dass der Werkzeugwechselvorgang in besonders einfacher Art und Weise durchführbar ist. Indem nun erfindungsgemäß vorgesehen ist, dass das Werkzeugwechselmagazin durch eine Verstelleinrichtung von einer Parkposition, in der sie sich vorzugsweise außerhalb des Arbeitsbereichs der Werkzeugmaschine befindet, in eine Werkzeugwechselposition, in der sich das Werkzeugwechselmagazin vor der Werkzeugspindel der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine und somit in deren Arbeitsbereich befindet, bewegt werden kann, und dass das Werkzeugwechselmagazin durch eine Verstelleinrichtung in diese Wechselposition relativ zur Werkzeugspindel bewegbar ist, wird in vorteilhafter Art und Weise ein besonders einfacher und rascher Werkzeugwechsel erreicht. Von Vorteil hierbei ist, dass durch die vorgenannte Verschiebbarkeit des Werkzeugwechselmagazins durch die Verstelleinrichtung eine Verschiebebewegung der Werkzeugspindel vermieden werden kann, was nicht nur zu kurzen Wechselzeiten, sondern auch in vorteilhafter Art und Weise zu einem geringeren Verschleiß der die Werkzeugspindel bewegenden Hubeinrichtung führt.The inventive measures a tool changing device, a machine tool using them and a method for changing a tool of a machine tool by the tool changing device according to the invention is provided in an advantageous manner, which are characterized in that the tool changing operation is carried out in a particularly simple manner. By now according to the invention it is provided that the tool change magazine by an adjustment of a parking position in which it is preferably located outside the working range of the machine tool, in a tool change position in which the tool change magazine in front of the tool spindle of the machine tool according to the invention and thus in the work area, can be moved, and that the tool change magazine is movable relative to the tool spindle by an adjustment in this change position, a particularly simple and rapid tool change is achieved in an advantageous manner. The advantage here is that a displacement movement of the tool spindle can be avoided by the aforementioned displaceability of the tool changing magazine by the adjustment, which leads not only to short change times, but also in an advantageous manner to a lower wear of the tool spindle moving lifting device.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein Werkzeughalter des Magazinrings des Werkzeugwechselmagazins der erfindungsgemäßen Werkzeugwechselvorrichtung in radialer Richtung derart im Magazinring angeordnet ist, dass in der Wechselposition die Ausrichtung des Schafts des in ihm aufgenommenen Werkzeugs mit der Bewegungsrichtung der Verstelleinrichtung zusammenfällt. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass hierdurch eine einfache Kinematik des Werkzeugwechselvorgangs erzielbar ist.An advantageous development of the invention provides that at least one tool holder of the magazine ring of the tool change magazine of the tool changing device according to the invention is arranged in the radial direction in the magazine ring, that coincides in the change position, the alignment of the shaft of the tool received in it with the direction of movement of the adjustment. Such a measure has the advantage that in this way a simple kinematics of the tool changing operation can be achieved.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass mindestens ein Werkzeughalter des Magazinrings des Werkzeugwechselmagazins der erfindungsgemäßen Werkzeugwechselvorrichtung zur Bewegungsrichtung der Verstelleinrichtung der erfindungsgemäßen Werkzeugwechselvorrichtung versetzt angeordnet ist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass hierdurch der für einen derartig versetzt angeordneten Werkzeughalter zur Verfügung stehende Aufnahmeraum für ein Werkzeug vergrößert ist.A further advantageous embodiment of the invention provides that at least one tool holder of the magazine ring of the tool changing magazine of the tool changing device according to the invention is arranged offset to the direction of movement of the adjusting device of the tool changing device according to the invention. Such a measure has the advantage that in this way the space available for such a staggered tool holder receiving space for a tool is increased.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Verstelleinrichtung der Werkzeugwechselvorrichtung einen das Werkzeugwechselmagazin tragenden Ausleger aufweist, der von einer Betätigungseinheit beaufschlagt ist, durch welche der Ausleger von der Parkposition des Werkzeugwechselmagazins in dessen Wechselposition bewegbar ist, wobei vorzugsweise diese Betätigungseinheit einen am Ausleger angreifenden Pneumatikzylinder besitzt, dessen Kolbenstange den Ausleger beaufschlagt. Die erfindungsgemäßen Maßnahmen besitzen den Vorteil, dass hierdurch in einfacher Art und Weise eine Verschwenkbewegung des erfindungsgemäßen Werkzeugwechselmagazins von seiner Parkposition in seine Wechselposition erzielbar ist.A further advantageous development of the invention provides that the adjusting device of the tool changing device has a tool changer carrying the boom, which is acted upon by an actuating unit, by which the boom of the parking position of the tool changing magazine in the change position is movable, preferably this actuating unit one on the boom has attacking pneumatic cylinder whose piston rod acts on the boom. The measures according to the invention have the advantage that in this way a pivoting movement of the tool changing magazine according to the invention from its parking position to its change position can be achieved in a simple manner.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.Further advantageous developments of the invention are the subject of the dependent claims.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung sind dem Ausführungsbeispiel zu entnehmen, das im Folgenden anhand der Figuren beschrieben wird. Es zeigen:
- 1 ein Ausführungsbeispiel einer Werkzeugmaschine zusammen mit einer Ausführungsform einer sich in ihrer Parkposition befindlichen Werkzeugwechselvorrichtung,
- 2 das Ausführungsbeispiel der 1, wobei sich das Werkzeugwechselmagazin der Werkzeugwechselvorrichtung in seiner Wechselposition befindet,
- 3 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß 1,
- 4 eine Draufsicht auf das Ausführungsbeispiel gemäß 2,
- 5 die Werkzeugwechselvorrichtung der 1 bis 4,
- 6 das Werkzeugwechselmagazin der 1 bis 5,
- 7a bis 7i eine schematische Darstellung eines Werkzeugwechsels,
- 8 eine schematische Draufsicht auf den Magazinring der Werkzeugwechselvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel, und
- 9 eine schematische Draufsicht auf einen Magazinring eines zweiten Ausführungsbeispiels der Werkzeugwechselvorrichtung.
Further details and advantages of the invention can be taken from the exemplary embodiment, which is described below with reference to the figures. Show it: - 1 an embodiment of a machine tool together with an embodiment of a located in its parking position tool changing device,
- 2 the embodiment of 1 , wherein the tool changer magazine of the tool changer is in its change position,
- 3 a plan view of the embodiment according to 1 .
- 4 a plan view of the embodiment according to 2 .
- 5 the tool changing device of 1 to 4 .
- 6 the tool change magazine of 1 to 5 .
- 7a to 7i a schematic representation of a tool change,
- 8th a schematic plan view of the magazine ring of the tool changing device according to the first embodiment, and
- 9 a schematic plan view of a magazine ring of a second embodiment of the tool changing device.
In den Figuren ist nun eine allgemein mit 1 bezeichnete Werkzeugmaschine dargestellt, deren Grundaufbau bekannt ist und daher nicht mehr näher beschrieben wird. Die Werkzeugmaschine 1 weist ein Maschinenbett 2 auf, auf dem ein in einer X-Richtung verfahrbarer Werkstückschlitten 3 angeordnet ist, welcher eine Werkstückschlittenspindel 4 trägt, in der das zu bearbeitende Werkstück (nicht gezeigt) spannbar ist. Das Werkstück wird von einem Werkzeug W bearbeitet, das in einer Werkzeugspindel 5 aufnehmbar und von dieser drehantreibbar ist. Die Werkzeugspindel 5 wird von einer Hubeinrichtung 6, die hier als ein in Y-Richtung verfahrbarer und auf Linearführungen 6" laufender Schlitten 6' ausgebildet ist, getragen. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Werkzeugspindel 5 um eine Drehachse B verschwenkbar ist, welche parallel zur vorgenannten Y-Richtung verläuft.In the figures, a machine tool generally designated 1 is shown, the basic structure is known and will therefore not be described in detail. The machine tool 1 has a machine bed 2 on, on which a movable in an X-direction workpiece slide 3 is arranged, which a workpiece carriage spindle 4 carries, in which the workpiece to be machined (not shown) can be tensioned. The workpiece is machined by a tool W, which is in a tool spindle 5 can be taken up and is rotatably drivable by this. The tool spindle 5 is from a lifting device 6 , here as a movable in the Y direction and on linear guides 6 " running sledge 6 ' is formed, worn. It is preferably provided that the tool spindle 5 about a rotational axis B is pivotable, which is parallel to the aforementioned Y-direction.
Die Werkzeugmaschine 1 weist eine Werkzeugwechselvorrichtung 10 auf, die ein Werkzeugwechselmagazin 20 besitzt, welches durch eine Verstelleinrichtung 11 der Werkzeugwechselvorrichtung 10 von einer in den 1 und 3 gezeigten Parkposition in eine in den 2 und 4 gezeigte Wechselposition bewegbar ist. Das Werkzeugwechselmagazin 20 ist - wie nachstehend ebenfalls noch weiter beschrieben - drehbar sowie relativ zur Werkzeugspindel 5 verfahrbar. Wie am besten aus der 3 ersichtlich ist, befindet sich das Werkzeugwechselmagazin 20 in seiner Parkposition außerhalb eines Arbeitsbereichs der Werkzeugmaschine 1.The machine tool 1 has a tool changing device 10 on, which is a tool change magazine 20 owns, which by an adjusting device 11 the tool changer 10 from one to the 1 and 3 shown parking position in one in the 2 and 4 shown changing position is movable. The tool change magazine 20 is - as also described further below - rotatable and relative to the tool spindle 5 traversable. How best of the 3 can be seen, there is the tool change magazine 20 in its parking position outside a working area of the machine tool 1 ,
Um das Werkzeugwechselmagazin 20 von seiner Parkposition außerhalb des Arbeitsbereichs der Werkzeugmaschine 1 in seine Wechselposition zu bewegen, in der sich das Werkzeugwechselmagazin 20 vor der Werkzeugspindel 5 und somit im Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine 1 befindet, wird das Werkzeugwechselmagazin 20 in seine Wechselposition verschwenkt.To the tool change magazine 20 from its parking position outside the working area of the machine tool 1 to move into its change position in which the tool change magazine 20 in front of the tool spindle 5 and thus in the work area of the machine tool 1 is the tool change magazine 20 pivoted into his position of change.
Um diese Verschwenkbarkeit des Werkzeugwechselmagazins 20 von seiner Parkposition in seine Wechselposition und zurück zu erreichen, ist bei der beschriebenen Ausführungsform der Werkzeugwechselvorrichtung 10 vorgesehen, dass - wie am besten aus den 5 und 6 ersichtlich ist - das Werkzeugwechselmagazin 20 an einem Ausleger 13 einer Verstelleinrichtung 11 der Werkzeugwechselvorrichtung 10 angeordnet ist. Dieser ist an einer Säule 12 der Verstelleinrichtung 11 drehbar und von einer Betätigungseinheit 14 bewegbar angeordnet. Am Ausleger 13 ist ein Kolben 15 eines Pneumatikzylinders 16 der Betätigungseinheit 14 angelenkt, wobei der Pneumatikzylinder 16 an einem Trägerelement 17 der Verstelleinrichtung 11 angelenkt ist. Durch ein Ein- bzw. Ausfahren des Kolbens 15 des Pneumatikzylinders 16 wird eine Schwenkbewegung des Auslegers 13 und somit des von diesem getragenen Werkzeugwechselmagazins 20 bewirkt, so dass in vorteilhafter Art und Weise einfach eine Bewegung des Werkzeugwechselmagazins 20 zwischen der Parkposition und der Wechselposition erzielbar ist.To this pivotability of the tool change magazine 20 from its parking position to its change position and back, is in the described embodiment of the tool changing device 10 provided that - as best of the 5 and 6 is apparent - the tool change magazine 20 on a boom 13 an adjustment 11 the tool changer 10 is arranged. This one is on a pillar 12 the adjustment 11 rotatable and by an actuator unit 14 movably arranged. On the boom 13 is a piston 15 a pneumatic cylinder 16 the operating unit 14 articulated, the pneumatic cylinder 16 on a support element 17 the adjustment 11 is articulated. By retraction or extension of the piston 15 of the pneumatic cylinder 16 is a pivoting movement of the boom 13 and thus of the tool change magazine carried by this 20 causes, so that in an advantageous manner simply a movement of the tool change magazine 20 between the parking position and the change position can be achieved.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Ausleger 13 längenverstellbar ausgeführt ist. Im hier beschriebenen Fall wird dies dadurch erreicht, dass der Ausleger 13 einen Schlitten 13a aufweist, der auf einer Schlittenführung 13b verschiebbar ist. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass die beschriebene Werkzeugwechselvorrichtung 10 in einfacher Art und Weise an unterschiedlich dimensionierte Werkzeugmaschinen 1 und/oder Werkzeuge anpassbar ist. Diese längenveränderliche Ausgestaltung des Auslegers 13 der Verstelleinrichtung 11 besitzt auch den Vorteil einer einfachen Erst-Justage des Werkzeugwechselmagazins 20 relativ zur Werkzeugspindel 5: Die Werkzeugwechselvorrichtung 10 wird hierzu in die Werkzeugmaschine 1 montiert, wobei der Ausleger 13 zusammengeschoben ist. Hierdurch wird die Gefahr einer Kollision und somit Beschädigung der Werkzeugspindel 5 reduziert. Erst nach der Montage der Werkzeugwechselvorrichtung 10 in der Werkzeugmaschine 1 wird dann der Ausleger 13 soweit auseinandergezogen, bis das Werkzeugwechselmagazin 20 in der Wechselposition lagerichtig vor der Werkzeugspindel 5 positioniert ist.It is preferably provided that the boom 13 is designed adjustable in length. In the case described here, this is achieved in that the boom 13 a sled 13a which is on a carriage guide 13b is displaceable. Such a measure has the advantage that the tool changing device described 10 in a simple manner to differently sized machine tools 1 and / or tools is customizable. This variable-length configuration of the boom 13 the adjustment 11 also has the advantage of a simple initial adjustment of the tool change magazine 20 relative to the tool spindle 5 : The tool change device 10 is this in the machine tool 1 mounted, the boom 13 pushed together. This creates the risk of a collision and thus damage to the tool spindle 5 reduced. Only after the assembly of the tool changing device 10 in the machine tool 1 then becomes the boom 13 as far as pulled apart until the tool change magazine 20 in the correct position in the correct position in front of the tool spindle 5 is positioned.
Das Werkzeugwechselmagazin 20 ist nun in 6 dargestellt. Es weist einen Magazinring 21 auf, der ein Grundelement 23 besitzt, auf dem eine Anzahl von Werkzeughaltern 22 angeordnet ist. Im hier beschriebenen Fall sind acht Werkzeughalter 22 vorgesehen. Dem Fachmann ist aber klar ersichtlich, dass die hier genannte Anzahl von acht Werkzeughaltern 22 nur exemplarischen Charakter besitzt. Die Werkzeughalter 22 sind nach oben offen ausgebildet, so dass in jeden Werkzeughalter 22 von oben, also in Richtung der negativen Y-Achse, ein Werkzeug W einsetzbar und entgegen der vorgenannten Richtung, also in Y-Richtung, aus dem jeweiligen Werkzeughalter 22 entnehmbar ist. Wie aus der 6 deutlich ersichtlich, ist vorgesehen, dass die Schäfte S der Werkzeuge W beim ersten Ausführungsbeispiel radial ausgerichtet in den jeweiligen Werkzeughaltern 22 aufgenommen sind, und zwar derart, dass die Schäfte S der Werkzeuge W nach außen weisen. Die Bearbeitungselemente W‘ der Werkzeuge W liegen somit im Inneren des durch die Werkzeughalter 22 definierten Magazinrings 21 des Werkzeugwechselmagazins 20. The tool change magazine 20 is now in 6 shown. It has a magazine ring 21 on, which is a primitive element 23 owns, on which a number of tool holders 22 is arranged. In the case described here are eight tool holders 22 intended. However, it is clear to the person skilled in the art that the number of eight tool holders mentioned here 22 has only exemplary character. The tool holders 22 are designed to be open at the top, so that every tool holder 22 From above, ie in the direction of the negative Y axis, a tool W can be used and counter to the aforementioned direction, ie in the Y direction, from the respective tool holder 22 is removable. Like from the 6 clearly visible, it is provided that the shafts S of the tools W in the first embodiment radially aligned in the respective tool holders 22 are received, in such a way that the shafts S of the tools W point outward. The processing elements W 'of the tools W thus lie in the interior of the tool holder 22 defined magazine ring 21 of the tool change magazine 20 ,
Im hier gezeigten Fall sind die einzelnen Werkzeuge W noch mit einer Kühlmittelzufuhr K ausgebildet. Dem Fachmann ist aber aus nachfolgender Beschreibung des Werkzeugwechselvorgangs klar ersichtlich, dass die spezielle Ausgestaltung der Werkzeuge W von untergeordneter Bedeutung ist. Wesentlich ist nur, dass die Schäfte S der in den Werkzeughaltern 22 aufgenommenen Werkzeuge W nach außenliegend angeordnet sind.In the case shown here, the individual tools W are still formed with a coolant supply K. However, it is clear to the person skilled in the art from the following description of the tool changing process that the special configuration of the tools W is of subordinate importance. It is only important that the shafts S in the tool holders 22 recorded tools W are arranged outboard.
Die Werkzeugwechselvorrichtung 10 weist eine Antriebseinrichtung 24 für das Werkzeugwechselmagazin 20 auf, durch welche der Magazinring 21 des Werkzeugwechselmagazins 20 um seine Hochachse rotierbar ist. Hierdurch wird erreicht, dass derjenige der Werkzeughalter 22, welcher das einzuwechselnde Werkzeug W aufnimmt, oder derjenige der Werkzeughalter 22, hier der Werkzeughalter 22a, in den das in der Werkzeugspindel 5 befindliche, auszuwechselnde Werkzeug W abzulegen ist, vor der Werkzeugspindel 5 positioniert werden kann.The tool changer 10 has a drive device 24 for the tool change magazine 20 on, through which the magazine ring 21 of the tool change magazine 20 is rotatable about its vertical axis. This ensures that the one of the tool holder 22 , which receives the tool W to be loaded, or that of the tool holder 22 , here the tool holder 22a into the tool spindle 5 to be replaced, to be replaced tool W, in front of the tool spindle 5 can be positioned.
Der Magazinring 21 ist auf einer Verschiebeeinrichtung 25 angeordnet, welche Linearführungen 25a, 25b besitzt, auf denen ein das Grundelement 23 des Magazinrings 21 tragender Schlitten 26 verschiebbar ist. Der Schlitten 26 wird von einem Pneumatikzylinder 27 angetrieben, welcher für die nachstehend beschriebene Hubbewegung des Magazinrings 21 sorgt. Dem Fachmann ist aus nachfolgender Beschreibung ebenfalls ersichtlich, dass die beschriebene Ausgestaltung der Verschiebeeinrichtung 25, nämlich ein von dem Pneumatikzylinder 27 beaufschlagter Schlitten 26, nicht zwingend ist. Es ist auch möglich, den Magazinring 21 durch andere Mittel, z. B. durch einen Elektromotor, linear zu verschieben. Wesentlich ist nur, dass durch die Verschiebeeinrichtung 25 die nachfolgend beschriebene Hubbewegung des Magazinrings 21 beim Werkzeugwechselvorgang erzielbar ist.The magazine ring 21 is on a displacement device 25 arranged, which linear guides 25a . 25b possesses, on which one the basic element 23 of the magazine ring 21 carrying sledge 26 is displaceable. The sled 26 is from a pneumatic cylinder 27 driven, which for the lifting movement of the magazine ring described below 21 provides. The skilled person will also be apparent from the following description that the described embodiment of the displacement device 25 namely, one from the pneumatic cylinder 27 acted sled 26 , is not mandatory. It is also possible to use the magazine ring 21 by other means, e.g. B. by an electric motor to move linearly. It is essential only that by the displacement device 25 the lifting movement of the magazine ring described below 21 can be achieved during the tool change process.
Der Werkzeugwechselvorgang wird nun anhand der 7a bis 7i beschrieben. Aus Gründen einer übersichtlicheren Darstellung wurden sämtliche Komponenten der Werkzeugmaschine 1, die zur Erläuterung des Werkzeugwechselvorgangs nicht erforderlich sind, in den schematischen Darstellungen der 7a bis 7i weggelassen.The tool change process is now based on the 7a to 7i described. For reasons of a clearer presentation, all components of the machine tool 1 , which are not required to explain the tool change operation, in the schematic representations of 7a to 7i omitted.
Das Werkzeugwechselmagazin 20 wird von seiner in 7a dargestellten Parkposition in seine in 7b gezeigte Wechselposition bewegt. Gemäß der Darstellung der 7b wurde die Werkzeugspindel 5 um ihre parallel zur Y-Achse verlaufenden Drehachse B aus ihrer in den 1 bis 4 dargestellten Arbeitsrichtung in ihre Werkzeugwechselstellung verschwenkt. Die in 7b gezeigte Konstellation entspricht einer Verschwenkung von ungefähr 20° in einer gegen den Uhrzeigersinn verlaufenden Drehrichtung. Wie aus der 7b leicht ersichtlich ist, erfolgt hierbei die Schwenkbewegung der Werkzeugspindel 5 entgegen der Schwenkrichtung des Werkzeugwechselmagazins 20 von seiner Parkposition in seine Wechselposition. Die Werkzeugspindel 5 läuft somit auf das sich in ihre Richtung bewegende Werkzeugwechselmagazin 20 zu. Eine derartige Maßnahme bewirkt, dass hierdurch der Schwenkweg des Werkzeugwechselmagazins 20 von seiner Parkposition in seine Wechselposition verkürzt und somit die Zeitspanne, welche das Werkzeugwechselmagazin 20 für diese Schwenkbewegung benötigt, verringert wird. Dies besitzt den Vorteil, dass hierdurch eine verringerte Werkzeugwechselzeit erzielt wird. Bevorzugt wird, dass die Schwenkbewegung der Werkzeugspindel 5 von ihrer Arbeitsposition in ihre Wechselposition gleichzeitig oder im wesentlichen gleichzeitig mit der Schwenkbewegung des Werkzeugwechselmagazins 20 von seiner Parkposition in seine Wechselposition durchgeführt wird.The tool change magazine 20 is from his in 7a shown parking position in his in 7b moved changing position moves. According to the presentation of the 7b became the tool spindle 5 about their axis of rotation B extending parallel to the Y-axis from their in the 1 to 4 pivoted working direction shown in its tool change position. In the 7b shown constellation corresponds to a pivoting of about 20 ° in a counterclockwise direction of rotation. Like from the 7b is easily apparent, in this case takes place the pivoting movement of the tool spindle 5 against the pivoting direction of the tool change magazine 20 from his parking position to his changing position. The tool spindle 5 thus runs on the tool change magazine moving in its direction 20 to. Such a measure causes thereby the pivoting of the tool change magazine 20 shortened from its parking position to its change position and thus the time span, which the tool change magazine 20 needed for this pivoting movement is reduced. This has the advantage that thereby a reduced tool change time is achieved. It is preferred that the pivoting movement of the tool spindle 5 from their working position to their changing position simultaneously or substantially simultaneously with the pivoting movement of the tool changing magazine 20 from his parking position to his changing position.
Die beschriebene Ausgestaltung der Werkzeugwechselvorrichtung 10 und der damit erzielbare Werkzeugwechselvorgang bewirken somit eine verringerte Belastung der Hubeinrichtung 6 und somit eine höhere Standzeit der Werkzeugmaschine 1.The described embodiment of the tool changing device 10 and thus achievable tool change process thus cause a reduced load on the lifting device 6 and thus a longer service life of the machine tool 1 ,
Das Werkzeugwechselmagazin 20 wird also durch eine entsprechende Verschwenkbewegung aus seiner Parkposition, in der es sich außerhalb des Arbeitsbereichs der Werkzeugmaschine 1 befindet, in den Arbeitsbereich derselben verschwenkt und in seiner Wechselposition vor der Werkzeugspindel 5 positioniert, während die Werkzeugspindel 5 ihre vorstehend beschriebene Schwenkbewegung um ihre B-Achse durchführt.The tool change magazine 20 Thus, by a corresponding pivoting movement from its parking position, in which it is outside the working range of the machine tool 1 is pivoted in the work area of the same and in its change position in front of the tool spindle 5 positioned while the tool spindle 5 their pivotal movement described above performs around their B-axis.
Der Magazinring 21 wird vorzugsweise gleichzeitig solange gedreht, bis der leere Werkzeughalter 22a, in den das in der Werkzeugspindel 5 befindliche Werkzeug W auszuwechseln ist, sich - wie in 7b dargestellt - vor der Werkzeugspindel 5 befindet. The magazine ring 21 is preferably simultaneously rotated until the empty tool holder 22a into the tool spindle 5 tool W to replace, is - as in 7b shown - in front of the tool spindle 5 located.
Wie aus der 7c ersichtlich, wird dann der Magazinring 21 durch die Verschiebeeinrichtung 25 in Richtung der Werkzeugspindel 5 bewegt, wobei die Länge dieser Verschiebebewegung mindestens die Futterlänge des auszuwechselnden Werkzeugs W beträgt. Man erkennt aus der 7c, dass sich der den Magazinring 21 tragende Schlitten 26 der Verschiebeeinrichtung 25 in seiner in 7c linken Endstellung befindet, er wurde also durch die Verschiebeeinrichtung 25 entlang der Linearführungen 25a, 25b verschoben. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird dies durch eine entsprechende Hubbewegung des Pneumatikzylinders 16 bewirkt.Like from the 7c can be seen, then the magazine ring 21 through the displacement device 25 in the direction of the tool spindle 5 moves, wherein the length of this sliding movement is at least the feed length of the tool W to be replaced. One recognizes from the 7c that is the magazine ring 21 carrying sledges 26 the displacement device 25 in his in 7c left end position, so he was through the displacement device 25 along the linear guides 25a . 25b postponed. In the embodiment shown here, this is achieved by a corresponding stroke movement of the pneumatic cylinder 16 causes.
Wie aus der 7d entnehmbar, wird die Werkzeugspindel 5 in Y-Richtung abgesenkt. Dies erfolgt hier dadurch, dass der die Werkzeugspindel 5 tragende Schlitten 6' entlang der Linearführungen 6" der Hubeinrichtung 6 der Werkzeugmaschine 1 nach unten verschoben wird. Diese Bewegung der Werkzeugspindel 5 bewirkt, dass das in ihr aufgenommene Werkzeug W in den freien Werkzeughalter 22a abgelegt wird.Like from the 7d removed, the tool spindle 5 lowered in the Y direction. This is done here by the tool spindle 5 carrying sledges 6 ' along the linear guides 6 " the lifting device 6 the machine tool 1 is moved down. This movement of the tool spindle 5 causes the tool W received in it to move into the free tool holder 22a is filed.
Wie aus der 7e ersichtlich, wird dann der Magazinring 21 durch die Verschiebeeinrichtung 25 zumindest um die Futterlänge des auszuwechselnden Werkzeugs W zurückgefahren, indem der das Grundelement 23 des Magazinrings 21 tragende Schlitten 26 entlang der Linearführungen 25a, 25b durch eine entsprechende Betätigungsbewegung des Pneumatikzylinders 27 von seiner in den 7b und 7c gezeigten, linken Endposition in seine in 7e dargestellte, weiter rechts befindliche Position bewegt wird. Diese Bewegung des Magazinrings 21 bewirkt, dass der Schaft S des auszuwechselnden Werkzeugs W aus der Werkzeugspindel 5 ausgefuttert wird. Der Auswechselvorgang des Werkzeugs W ist somit beendet.Like from the 7e can be seen, then the magazine ring 21 through the displacement device 25 at least reduced by the feed length of the tool W to be replaced by the basic element 23 of the magazine ring 21 carrying sledges 26 along the linear guides 25a . 25b by a corresponding actuating movement of the pneumatic cylinder 27 from his to the 7b and 7c shown, left end position in his in 7e shown, further to the right position is moved. This movement of the magazine ring 21 causes the shaft S of the tool W to be replaced from the tool spindle 5 is ausgefuttert. The replacement operation of the tool W is thus completed.
Um nun ein in einem anderen Werkzeughalter 22 aufgenommenes Folgewerkzeug W in die Werkzeugspindel 5 einzufuttern, wird der Magazinring 21 solange gedreht, bis das einzuwechselnde Werkzeug W sich vor der Werkzeugspindel 5 befindet.To get one in another tool holder 22 recorded follower tool W in the tool spindle 5 to feed, the magazine ring 21 until the tool to be loaded W is in front of the tool spindle 5 located.
Wie aus der 7f entnehmbar, wird der Magazinring 21 wieder durch die Verschiebeeinrichtung 25 der Werkzeugwechselvorrichtung 10 in Richtung der Werkzeugspindel 5 vorgeschoben, so dass der Schaft S des Werkzeugs W in die Werkzeugspindel 5 eingeführt und derart das Werkzeug W eingefuttert wird. Da sich die Werkzeugspindel 5 in der Zwischenzeit nicht bewegt hat, fluchtet der Schaft S des einzuwechselnden Werkzeugs W mit der Werkzeugspindel 5. Eine irgendwie geartete Fahrbewegung der Werkzeugspindel 5 ist somit zum Einfuttern des Folgewerkzeugs W nicht erforderlich. Dies erlaubt in vorteilhafter Art und Weise nicht nur kurze Werkzeugwechselzeiten.Like from the 7f Removable, the magazine ring 21 again through the displacement device 25 the tool changer 10 in the direction of the tool spindle 5 advanced, so that the shank S of the tool W in the tool spindle 5 introduced and so the tool W is fed. Because the tool spindle 5 has not moved in the meantime, the shaft S of the tool to be loaded W is aligned with the tool spindle 5 , A kind of driving movement of the tool spindle 5 is thus not required for feeding the follower tool W. This advantageously allows not only short tool change times.
Hierdurch wird auch eine nicht zwingend erforderliche Verschiebebewegung der Werkzeugspindel 5 vermieden: Um hohen Präzisionsanforderungen zu genügen, muss die Hubeinrichtung 6 für die Werkzeugspindel 5 äußerst präzise ausgebildet sein, um die Werkzeugspindel 5 und somit das in ihr aufgenommene Werkzeug W hinreichend genau in Bezug zu dem zu bearbeitenden Werkstück zu positionieren. Dies bedingt eine präzise Führung des Schlittens 6' in den Linearführungen 6" der Hubeinrichtung 6. Es ist bekannt, dass derartige hochpräzise Führungen äußerst empfindlich sind und erfüllt daher das Bestreben, unnötige Verfahrbewegungen der Werkzeugspindel 5 und somit der des diese tragenden Schlittens 6' zu vermeiden.As a result, a not necessarily required displacement movement of the tool spindle 5 avoided: To meet high precision requirements, the lifting device must 6 for the tool spindle 5 be extremely precise trained to the tool spindle 5 and thus to position the tool W received in it sufficiently precisely in relation to the workpiece to be machined. This requires a precise guidance of the carriage 6 ' in the linear guides 6 " the lifting device 6 , It is known that such high-precision guides are extremely sensitive and therefore fulfills the desire to unnecessary movement of movement of the tool spindle 5 and thus of the carrying this sled 6 ' to avoid.
Wie in 7g dargestellt, wird dann die Werkzeugspindel 5 in der Y-Richtung angehoben, wodurch das eingewechselte Werkzeug W aus dem Werkzeughalter 22b des Werkzeugwechselmagazins 20 entnommen wird.As in 7g shown, then the tool spindle 5 lifted in the Y direction, whereby the substitute tool W from the tool holder 22b of the tool change magazine 20 is removed.
Nach dem Zurückbewegen des Magazinrings 21 in seine in den Figuren rechte Endposition (siehe 7h) wird das Werkzeugwechselmagazin 20 in seine Parkposition (siehe 7i) zurückbewegt, der Werkzeugwechsel ist somit abgeschlossen.After moving back the magazine ring 21 in his right in the figures end position (see 7h ) becomes the tool change magazine 20 in his parking position (see 7i ), the tool change is thus completed.
Wie bereits vorstehend erwähnt, sind beim ersten Ausführungsbeispiel der beschriebenen Werkzeugwechselvorrichtung 10 Werkzeuge W derart im Magazinring 21 des Werkzeugwechselmagazins 20 der beschriebenen Werkzeugwechselvorrichtung 10 aufgenommen, dass ihre Schäfte S jeweils in radialer Richtung, also in Richtung der Radialen R, des Magazinrings 21 verlaufen. Dies ist aus der Draufsicht der 8 ersichtlich. Man erkennt, dass die Werkzeughalter 22 derart ausgerichtet sind, dass die Schäfte S der in diesen aufgenommenen Werkzeuge W jeweils in der vorgenannten radialen Richtung des Magazinrings 21 verlaufen. Hierzu sind die Werkzeughalter 22 vorzugsweise jeweils orthogonal zu dieser radialen Richtung angeordnet. Man erkennt aus der 8 ebenfalls, dass in der Wechselposition dadurch der Schaft des ein- oder auszuwechselnden Werkzeugs, hier der Schaft S des einzuwechselnden Werkzeugs W, in der Verschieberichtung der Verschiebeeinrichtung 25 liegt, so dass durch eine entsprechende Verschiebebewegung dieser den Magazinring 21 des Werkzeugwechselmagazins 20 des ersten Ausführungsbeispiels der in der Werkzeugwechselvorrichtung 10 enthaltenen Verschiebeeinrichtung 25 durch eine und somit in Schaftrichtung verlaufende Verschiebebewegung der Verschiebeeinrichtung 25 und somit des Magazinrings 21 in die Werkzeugspindel 5 eingebracht bzw. aus dieser entnommen werden kann. Eine derartige Anordnung der Werkzeughalter 22 besitzt den Vorteil, dass eine relativ einfache Kinematik der Werkzeugwechselvorrichtung 10 beim Ein- oder Ausfuttern des ein- oder auszuwechselnden Werkzeugs W gegeben ist.As already mentioned above, in the first embodiment of the described tool changing device 10 Tools W so in the magazine ring 21 of the tool change magazine 20 the described tool changing device 10 recorded that their shafts S respectively in the radial direction, ie in the direction of the radial R, the magazine ring 21 run. This is from the top view of 8th seen. It can be seen that the tool holder 22 are aligned such that the shafts S of the recorded in these tools W respectively in the aforementioned radial direction of the magazine ring 21 run. These are the tool holders 22 preferably arranged in each case orthogonal to this radial direction. One recognizes from the 8th also that in the change position thereby the shaft of the tool to be replaced or replaced, here the shaft S of the tool W to be loaded, in the direction of displacement of the displacement device 25 is, so that by a corresponding displacement movement of this the magazine ring 21 of the tool change magazine 20 of the first embodiment of the in the Tool changing device 10 contained displacement device 25 by a sliding movement of the displacement device, which thus extends in the direction of the shaft 25 and thus the magazine ring 21 into the tool spindle 5 can be introduced or removed from this. Such an arrangement of the tool holder 22 has the advantage that a relatively simple kinematics of the tool changing device 10 is given when entering or chopping the tool to be replaced or replaced.
In 9 ist nun eine der Darstellung der 8 entsprechende Draufsicht auf eine Werkzeugwechselvorrichtung 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel dargestellt. Das erste und das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich - wie nachstehend erläutert - nur in der Anordnung der Werkzeughalter 22, so dass eine erneute Beschreibung des sonstigen Aufbaus der Werkzeugwechselvorrichtung 10, dessen Werkzeugwechselmagazin 20 einer die Werkzeugwechselvorrichtung 10 verwendenden Werkzeugmaschine 1 nicht erforderlich ist. Wie vorstehend anhand der 8 erläutert, ist beim ersten Ausführungsbeispiel der Werkzeugwechselvorrichtung 10 vorgesehen, dass die Werkzeughalter 22 derart angeordnet sind, dass die Schäfte S der Werkzeuge W in radialer Richtung des Magazinrings 21 verlaufen, so dass die Schaftrichtung des jeweils in die Werkzeugspindel 6 ein- bzw. auszuwechselnden Werkzeugs W mit der Bewegungsrichtung der den Magazinring 21 bewegenden Verschiebeeinrichtung 25 zusammenfällt.In 9 is now one of the representation of 8th corresponding plan view of a tool changing device 10 shown according to a second embodiment. The first and the second embodiment differs - as explained below - only in the arrangement of the tool holder 22 , so that a new description of the other structure of the tool changing device 10, the tool change magazine 20 one the tool changing device 10 using machine tool 1 is not required. As described above with reference to 8th is explained, in the first embodiment of the tool changing device 10 provided that the tool holder 22 are arranged such that the shafts S of the tools W in the radial direction of the magazine ring 21 run so that the shaft direction of each in the tool spindle 6 tool to be replaced or replaced W with the direction of movement of the magazine ring 21 moving displacement device 25 coincides.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel ist nun vorgesehen, dass - wie aus der 9 ersichtlich - die Werkzeughalter 22 nun nicht mehr wie vorstehend beschrieben im Werkzeugwechselmagazin 20 angeordnet sind. Vielmehr ist vorgesehen, dass die Werkzeughalter 22 derart im Magazinring 21 des Werkzeugwechselmagazins 20 des zweiten Ausführungsbeispiels angeordnet sind, dass in der Werkzeugwechselposition der Schaft S des jeweils ein- bzw. auszuwechselnden Werkzeugs W parallel versetzt zur Verschieberichtung der Verschiebeeinrichtung 25 verläuft. Die entsprechenden Werkzeughalter 22 sind dann wiederum vorzugsweise orthogonal zu dieser Schaftrichtung angeordnet. Eine derartige Maßnahme besitzt den Vorteil, dass durch diese Schräganordnung der Werkzeughalter 22 der Raum, der zur Aufnahme eines ein- oder auszuwechselnden Werkzeugs zur Verfügung steht, vergrößert wird. Es ist somit durch diese Maßnahme in vorteilhafter Art und Weise möglich, entweder größere Werkzeuge W im Magazinring 21 aufzunehmen, oder den Magazinring 21 entsprechend zu verkleinern, was zu einer kompakteren Bauweise der beschriebenen Werkzeugwechselvorrichtung 10 führt.In the second embodiment is now provided that - as from the 9 visible - the tool holder 22 no longer as described above in the tool changer magazine 20 are arranged. Rather, it is provided that the tool holder 22 such in the magazine ring 21 of the tool change magazine 20 of the second embodiment are arranged, that in the tool change position, the shank S of each tool W to be replaced or replaced offset parallel to the displacement direction of the displacement device 25 runs. The corresponding tool holder 22 are then in turn preferably arranged orthogonal to this direction of the shaft. Such a measure has the advantage that by this oblique arrangement of the tool holder 22 the space available for receiving a tool to be changed or replaced is increased. It is thus possible by this measure in an advantageous manner, either larger tools W in the magazine ring 21 or the magazine ring 21 to reduce accordingly, resulting in a more compact design of the tool changing device described 10 leads.
Bei der vorstehenden Beschreibung wird davon ausgegangen, dass alle Werkzeughalter 22 des Werkzeugwechselmagazins 20 entweder - wie beim ersten Ausführungsbeispiel - radial verlaufend, d. h. eine Aufnahme der Werkzeuge W mit radial verlaufendem Schaft S, oder - wie beim zweiten Ausführungsbeispiel - zur Verschieberichtung der Verschiebeeinrichtung 25 versetzt angeordnet sind. In the above description, it is assumed that all tool holders 22 of the tool change magazine 20 either - as in the first embodiment - radially extending, ie a recording of the tools W with radially extending shaft S, or - as in the second embodiment - the direction of displacement of the displacement device 25 are arranged offset.
Es ist natürlich nicht zwingend erforderlich, dass alle Werkzeughalter 22 des Werkzeugwechselmagazins 20 stets die gleiche Orientierung aufweisen.It is of course not mandatory that all tool holders 22 of the tool change magazine 20 always have the same orientation.
Zusammenfassend ist festzuhalten, dass durch die beschriebenen Maßnahmen eine Werkzeugwechselvorrichtung 10 ausgebildet wird, welche sich durch ihren einfachen Aufbau auszeichnet. Von besonderem Vorteil ist, dass das Ausfuttern des auszuwechselnden Werkzeugs W und das Einfuttern des Folgewerkzeugs W‘ im wesentlichen durch eine Bewegung des Werkzeugwechselmagazins 20 erfolgt. Die Werkzeugspindel 5 wird zwischen dem Ausfuttern des Werkzeugs W und dem Einfuttern des Folgewerkzeugs W nicht bewegt, was nicht nur zu kurzen Werkzeugwechselzeiten führt. Vielmehr werden hierdurch auch Verfahrbewegungen der Werkzeugspindel 5 vermieden, was zu einer geringen Abnutzung der die Werkzeugspindel 5 tragenden Linearführungen 6a, 6b führt.In summary, it should be noted that the measures described a tool changing device 10 is formed, which is characterized by its simple structure. It is particularly advantageous that the chipping of the tool W to be replaced and the feeding of the follower tool W 'essentially by a movement of the tool changer magazine 20 he follows. The tool spindle 5 is not moved between the chipping of the tool W and the feeding of the follower tool W, which leads not only to short tool change times. Rather, thereby also traversing movements of the tool spindle 5 avoided, resulting in low wear of the tool spindle 5 supporting linear guides 6a . 6b leads.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
-
DE 102013010701 A1 [0002]DE 102013010701 A1 [0002]
-
DE 102008059089 A1 [0005]DE 102008059089 A1 [0005]
-
DE 102006037435 A1 [0006]DE 102006037435 A1 [0006]
-
DE 102006037437 A1 [0007]DE 102006037437 A1 [0007]
-
EP 1886762 A [0008]EP 1886762 A [0008]