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DE102014207943A1 - Verfahren zum Auswechseln eines Werkzeugs und Werkzeugmaschine - Google Patents

Verfahren zum Auswechseln eines Werkzeugs und Werkzeugmaschine Download PDF

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DE102014207943A1
DE102014207943A1 DE102014207943.8A DE102014207943A DE102014207943A1 DE 102014207943 A1 DE102014207943 A1 DE 102014207943A1 DE 102014207943 A DE102014207943 A DE 102014207943A DE 102014207943 A1 DE102014207943 A1 DE 102014207943A1
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Germany
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tool
spindle
arm
tool change
rotation
Prior art date
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DE102014207943.8A
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Inventor
Satoshi Miyamoto
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DMG Mori Co Ltd
Original Assignee
DMG Mori Seiki Co Ltd
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Publication date
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Eine Werkzeugmaschine 1 weist eine Spindel 5, welche an einem Spindelkopf 4 drehbar gelagert ist, einen Antriebsmechanismus 8 für die Drehung der Spindel zum Drehen der Spindel 5, ein Werkzeugmagazin 10, einen Mechanismus 20 für einen Werkzeugwechsel, welcher an einem unteren Ende des Werkzeugmagazins 10 vorgesehen ist, und eine rotierende Welle 21, einen Antriebsmotor 23 zum Drehen der rotierenden Welle 21, einen Detektor 24 für eine Winkelposition und einen Arm 25 für einen Werkzeugwechsel aufweist, welcher Greifeinheiten 26 an beiden Enden besitzt, und ein Steuergerät 40 zum Steuern von ihren Tätigkeiten auf. Nach dem Austauschen eines Werkzeugs T, welches an der Spindel 5 montiert ist, und eines Werkzeugs T', welches in einem Werkzeugplatz 11 gehalten wird, wenn der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel an eine Zwischenposition gedreht wird, dann wird die Drehung der Spindel 5 zu einem Zeitpunkt angefangen, wenn dasjenige Werkzeug T', welches an der Spindel 5 montiert ist, und die Greifeinheit 26 in einen berührungslosen Zustand miteinander gebracht werden.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auswechseln eines Werkzeugs für das Auswechseln eines Werkzeugs, welches an einer Spindel einer Werkzeugmaschine montiert ist, mit einem anderen Werkzeug, und eine Werkzeugmaschine zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks, während des Auswechselns von Werkzeugen durch dieses Verfahren zum Auswechseln eines Werkzeugs.
  • Beschreibung der zugehörigen Technik
  • Für gewöhnlich wird in einem Bearbeitungszentrum oder dergleichen ein optimales Werkzeug aus einer Vielzahl von Werkzeugen ausgewählt, welche in einem Werkzeugmagazin aufbewahrt sind, in Übereinstimmung mit der Gestalt eines Werkstücks als ein Zielobjekt für die maschinelle Bearbeitung und dem Bearbeitungsverfahren, wenn dieses Werkstück maschinell bearbeitet wird, und das Montieren und Abnehmen des Werkzeugs an und von einer Spindel wird durch die Verwendung eines automatischen Werkzeugwechslers (ein ATC (engl. automatic tool changer) Gerät) automatisch vorgenommen. Als ein Gerät, welches ein Werkzeug automatisch an und von einer Spindel montiert und abnimmt, wurde ein Werkzeugwechsler, wie in der Offenlegungsschrift der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 63-123646 offenbart, und dergleichen vorgeschlagen.
  • Dieser herkömmliche Werkzeugwechsler weist eine erste Hülse, welche an einem Spindelstock drehbar gelagert ist, eine zweite Hülse, welche integral zusammen mit der ersten Hülse gedreht werden soll und derart gelagert ist, damit sie in ihrer axialen Richtung verschiebbar ist, einen sich drehenden Arm, welcher an einer Spitze der zweiten Hülse befestigt ist und Klauen zum Greifen von einem Werkzeug besitzt, eine rotierende Welle, welche durch einen Motor zum sich drehen angetrieben wird, welche drehbar an dem Spindelstock abgestützt ist, einen Nockenzeigermechanismus, welcher einem ersten Nocken folgt, welcher basierend auf der Drehung der rotierenden Welle betätigt wird, um die erste Hülse dazu zu veranlassen, sich zu drehen, einen Mechanismus für den Achsenvorschub, welcher einem zweiten Nocken folgt, welcher basierend auf der Drehung der rotierenden Welle betätigt wird, um die zweite Hülse dazu zu veranlassen, sich in ihrer axialen Richtung hin- und her zu bewegen, einen Antriebsmechanismus für eine Vorrichtung zum Montieren und Abnehmen eines Werkzeugs, welcher in ähnlicher Weise einem vierten Nocken folgt, welcher basierend auf der Drehung der rotierenden Welle betätigt wird, um eine Vorrichtung zum Montieren und Abnehmen eines Werkzeugs an einer Spindel dazu zu veranlassen, angetrieben zu sein, und um ein Werkzeug dazu zu veranlassen, in einem gespannten/ungespannten Zustand zu sein, und andere Bauteile auf.
  • In Übereinstimmung mit diesem Werkzeugwechsler wird als erstes, nachdem ein Arbeitsgang der maschinellen Bearbeitung abgeschlossen ist, die Spindel zu einer Position zum Auswechseln des Werkzeugs bewegt, welche eine ATC Ursprungs-Position (eine Werkzeugwechsel-Position) genannt wird, und die Drehung der Spindel ist angehalten. Unter den Werkzeugplätzen, welche in einem Werkzeugmagazin enthalten sind, wird ein Werkzeugplatz, in welchem das nächste Werkzeug gehalten wird, ebenfalls an der Position zum Auswechseln des Werkzeugs indiziert. Als nächstes wird durch das Drehen der Antriebswelle der sich drehende Arm in einer vorbestimmten Richtung aus seiner ursprünglichen Position mit Hilfe der ersten Hülse und der zweiten Hülse durch den Nockenzeigermechanismus gedreht. Dadurch wird die zweite Hülse, an welche der sich drehende Arm befestigt ist, durch den Mechanismus für den Achsenvorschub nach oben bewegt, und das aktuelle Werkzeug, welches an der Spindel montiert ist, und das nächste Werkzeug, welches in dem Werkzeugplatz gehalten wird, werden von den Klauen zum Greifen von einem Werkzeug gegriffen.
  • Als nächstes wird durch das weitere Drehen des sich drehenden Arms in der vorbestimmten Richtung, wobei die beiden Werkzeuge von den Klauen zum Greifen von einem Werkzeug gegriffen werden, dasjenige Werkzeug, welches an der Spindel montiert ist, dazu veranlasst, durch den Antriebsmechanismus für eine Vorrichtung zum Montieren und Abnehmen eines Werkzeugs in einem ungespannten Zustand zu sein. Überdies wird die zweite Hülse durch den Mechanismus für den Achsenvorschub nach unten bewegt, um das aktuelle Werkzeug und das nächste Werkzeug dazu zu veranlassen, jeweils von der Spindel und dem Werkzeugplatz herausgezogen zu werden. Danach wird der sich drehende Arm weiter in derselben Richtung gedreht, um die zweite Hülse nach oben zu bewegen, das heißt, um den sich drehenden Arm nach oben zu bewegen, und das nächste Werkzeug und das aktuelle Werkzeug sind jeweils an der Spindel und dem Werkzeugplatz montiert, und das Werkzeug, welches an der Spindel montiert ist, wird dazu veranlasst, in einem gespannten Zustand zu sein. Dann wird der sich drehende Arm gedreht, um das Greifen des nächsten Werkzeugs und des aktuellen Werkzeugs durch die Klauen zum Greifen von einem Werkzeug zu lösen, und der sich drehende Arm wird in seine ursprüngliche Position zurückgefahren, und damit endet die Abfolge von Prozessen für einen Werkzeugwechsel.
  • Unterdessen wird in dem oberhalb erläuterten herkömmlichen Werkzeugwechsler ein Spindelkopf einschließlich der Spindel an der Werkzeugwechsel-Position während des Werkzeugwechsels angehalten, um eine Störung mit dem sich drehenden Arm zu vermeiden, und der Spindelkopf wird nach dem Abschließen des Werkzeugwechsels an eine Position bewegt, wo das maschinelle Bearbeiten begonnen wird (eine Bearbeitungsposition). Da der Spindelkopf nach dem Abschließen des Werkzeugwechsels bewegt wird, ist es jedoch unmöglich mit der nächsten maschinellen Bearbeitung fortzufahren, bis der Werkzeugwechsel abgeschlossen ist, was eine Wartezeit bis zu der nächsten maschinellen Bearbeitung verursacht.
  • Um dies zu beheben, wurde als eine Technik zum Verringern der Wartezeit ein Werkzeugwechselsystem vorgeschlagen, bei welchem, wenn festgestellt wird, dass es keine Möglichkeit einer Störung zwischen dem sich drehenden Arm und dem Spindelkopf gibt, dann wird der Spindelkopf bewegt, bevor der sich drehende Arm in seine ursprüngliche Position zurückgefahren wird, und die Drehung der Spindel wird zusammen mit der Bewegung des Spindelkopfs begonnen (die Offenlegungsschrift der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-237305 ).
  • Somit macht es das Anfangen der Bewegung des Spindelkopfs und der Drehung der Spindel bevor der sich drehende Arm zu seiner ursprünglichen Position zurückgefahren wird, das heißt bevor der Werkzeugwechsel abgeschlossen ist, möglich, die Wartezeit bis zum nächsten maschinellen Bearbeiten zu verkürzen.
  • Liste der zitierten Dokumente
  • Patentliteratur
    • [PTL 1] Offenlegungsschrift der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 63-123646
    • [PTL 2] Offenlegungsschrift der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2007-237305
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Derweil muss in dem oberhalb erläuterten Werkzeugwechselsystem, wenn die Spindel zu der Bearbeitungsposition hin bewegt wird, nachdem das nächste Werkzeug an der Spindel montiert ist, die Spindel dann entlang einer tangentialen Richtung bewegt werden, um damit weg von dem sich drehenden Arm zu sein, um somit eine Kollision zwischen der Spindel und dem sich drehenden Arm zu verhindern.
  • Unter den Werkzeugmaschinen sind jedoch manche dazu eingerichtet, um die Spindel in einer Richtung entlang der Achse der Spindel zu bewegen, wenn die Spindel zu der Bearbeitungsposition hin bewegt wird, nachdem das nächste Werkzeug an der Spindel montiert ist. In einer derart konfigurierten Werkzeugmaschine können die Bewegung des Spindelkopfs und die Drehung der Spindel nicht angefangen werden, außer wenn der sich drehende Arm in seine ursprüngliche Position zurückgefahren wurde, um eine Kollision zwischen der Spindel und dem sich drehenden Arm zu vermeiden.
  • Das heißt, bei dem oberhalb erläuterten Werkzeugwechselsystem ist es lediglich möglich die Wartezeit bis zum nächsten maschinellen Bearbeiten zu verkürzen, nur wenn die Spindel entlang einer tangentialen Richtung bewegt wird, um damit weg von dem sich drehenden Arm zu sein, nachdem das nächste Werkzeug an der Spindel montiert ist. In anderen Fällen verbleibt immer noch ein Problem des Auftretens der Wartezeit. Ferner werden in der PTL 2 weder ein spezielles Verfahren noch Mittel zum Verkürzen der Wartezeit bis zum nächsten maschinellen Bearbeiten in anderen Fällen offenbart.
  • Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die oberhalb erläuterten Umstände erzielt, und eine Aufgabe von selbiger ist es, ein Verfahren zum Auswechseln eines Werkzeugs, welches dazu in der Lage ist, die Wartezeit ungeachtet derjenigen Richtung zu verkürzen, in welcher die Spindel zu der Bearbeitungsposition hin bewegt wird, und eine Werkzeugmaschine zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks zur Verfügung zu stellen, während des Auswechseln von Werkzeugen durch dieses Verfahren zum Auswechseln eines Werkzeugs.
  • Lösung des Problems
  • Die vorliegende Erfindung zum Lösen des oberhalb erläuterten Problems betrifft eine Werkzeugmaschine, welche eine Spindel, an welcher ein Werkzeug montiert werden soll, einen Vorschubmechanismus, welcher die Spindel bewegt, einen Antriebsmechanismus für die Drehung der Spindel, welcher die Spindel dreht, ein Werkzeugmagazin, welches eine Vielzahl von Werkzeugen hält und aufbewahrt, einen Arm für einen Werkzeugwechsel, welcher mit Greifeinheiten an beiden Enden versehen ist und zwischen einem Werkzeug, welches an der Spindel montiert ist, und einem Werkzeug angeordnet ist, welches in einem Haltegerät an einer Bereitschafts-Position gehalten wird, einen Antriebsmechanismus für die Drehung des Arms, welcher den Arm für einen Werkzeugwechsel um eine Achse parallel zu einer Achse der Spindel dreht, einen ermittelnden Mechanismus, welcher einen Zustand erfasst, in welchem das Werkzeug und die Greifeinheit des Arm für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, und ein Steuergerät aufweist, welches die Tätigkeiten des Vorschubmechanismus, des Antriebsmechanismus für die Drehung der Spindel und des Antriebsmechanismus für die Drehung des Arms steuert, wobei
    das Steuergerät eingerichtet ist zum Durchführen:
    eines Prozess des Bewegens der Spindel an eine Werkzeugwechsel-Position;
    eines Prozess des Greifens des Werkzeugs, welches an der Spindel montiert ist, und desjenigen Werkzeugs, welches in dem Haltegerät an der Bereitschafts-Position durch die Greifeinheiten gehalten wird;
    eines Prozess des Abnehmens der Werkzeuge von der Spindel und dem Haltegerät, und dann Drehen des Arms für einen Werkzeugwechsel um 180°, so dass die Positionen der Werkzeuge miteinander ausgetauscht sind, und Montieren der zwei Werkzeuge, welche in der Position getauscht sind, an der Spindel und dem Haltegerät;
    eines Prozess des Lösens des Greifens des Werkzeugs, welches an der Spindel montiert ist, nach dem Austausch;
    eines Prozess des Anfangens der Drehung der Spindel; und
    eines Prozess des Bewegens der Spindel an eine Bearbeitungsposition,
    wobei der Prozess des Anfangens der Drehung der Spindel ausgeführt wird, basierend auf einem Erfassungsergebnis von dem ermittelnden Mechanismus, zu einem Zeitpunkt, wenn das Werkzeug, welches nach dem Austausch an der Spindel montiert ist, und die Greifeinheit des Arms für einen Werkzeugwechsel in einen berührungslosen Zustand miteinander gebracht werden, und
    der Prozess des Bewegens der Spindel zu der Bearbeitungsposition wird gleichzeitig mit dem Prozess des Anfangens der Drehung der Spindel oder nach dem Prozess des Anfangens der Drehung der Spindel ausgeführt.
  • Zudem betrifft die vorliegende Erfindung, um das oberhalb erläuterte Problem zu lösen, ein Verfahren zum Auswechseln eines Werkzeugs in einer Werkzeugmaschine, welche eine Spindel, an welcher ein Werkzeug montiert werden soll, ein Werkzeugmagazin, welches eine Vielzahl von Werkzeugen hält und aufbewahrt, und einen Arm für einen Werkzeugwechsel aufweist, welcher mit Greifeinheiten an beiden Enden von selbigem versehen ist, und sich um eine Achse parallel zu einer Achse der Spindel dreht, wobei das Verfahren aufweist:
    Bewegen der Spindel zu einer Werkzeugwechsel-Position, und dann durch die Greifeinheiten Greifen eines Werkzeugs, welches an der Spindel montiert ist, und eines Werkzeugs, welches in einem Haltegerät an einer Bereitschafts-Position gehalten wird;
    im Weiteren, Abnehmen der Werkzeuge von der Spindel und dem Haltegerät, Drehen des Arms für einen Werkzeugwechsel um 180°, um die Positionen der zwei Werkzeuge miteinander auszutauschen, und Montieren der Werkzeuge, welche in der Position getauscht sind, an der Spindel und dem Haltegerät;
    danach, Lösen des Greifens desjenigen Werkzeugs, welches nach dem Austausch an der Spindel montiert ist; und
    nach dem Lösen, Bewegen der Spindel zu einer Bearbeitungsposition, wobei
    während ein Zustand erfasst wird, bei dem das Werkzeug, welches an der Spindel montiert ist, und die Greifeinheit des Arms für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, wird die Drehung der Spindel zu einem Zeitpunkt gestartet, wenn das Werkzeug, welches nach dem Austausch an der Spindel montiert ist, und die Greifeinheit des Arms für einen Werkzeugwechsel in einen berührungslosen Zustand miteinander gebracht werden, und
    die Spindel wird gleichzeitig mit dem Anfangen der Drehung der Spindel oder nach dem Anfangen der Drehung der Spindel zu der Bearbeitungsposition bewegt.
  • Gemäß der Werkzeugmaschine wird als erstes, nachdem ein Werkstück durch ein Werkzeug maschinell bearbeitet wird, welches an der Spindel (ein augenblickliches Werkzeug) montiert ist, die Spindel durch den Vorschubmechanismus an die Werkzeugwechsel-Position als eine Position bewegt, bei der der Werkzeugwechsel ausgeführt werden soll. Zudem wird unter der Vielzahl von Werkzeugen, welche in dem Werkzeugmagazin gehalten werden, ein Werkzeug zur Verwendung bei dem nächsten maschinellen Bearbeiten (ein nächstes Werkzeug) an der Bereitschafts-Position zusammen mit dem Haltegerät indiziert.
  • Danach werden das augenblickliche Werkzeug und das nächste Werkzeug von den Greifeinheiten des Arms für einen Werkzeugwechsel gegriffen. Beachten Sie, dass ein geeignetes Verfahren als das Verfahren des Greifens der zwei Werkzeuge durch die Greifeinheiten des Arms für einen Werkzeugwechsel in Übereinstimmung mit der Gestalt des Arms für einen Werkzeugwechsel und dergleichen herangezogen werden kann. Spezielle Beispiele umfassen ein Verfahren des Drehens eines S-förmigen Arms für einen Werkzeugwechsel, um die Greifeinheiten in Richtung zu den Werkzeugen hin zum Greifen zu schwenken, und ein Verfahren des Greifens der Werkzeuge, nachdem die Spindel zu einem H-förmigen Arm für einen Werkzeugwechsel hin bewegt wird. Beachten Sie, dass bei dem Verfahren des Bewegens der Spindel zu einem H-förmigen Arm für einen Werkzeugwechsel hin, die Werkzeugwechsel-Position die Position der Greifeinheit an einem Ende des Arms für einen Werkzeugwechsel ist.
  • Als nächstes werden die Werkzeuge jeweils von der Spindel und dem Haltegerät abgenommen, der Arm für einen Werkzeugwechsel wird um 180° gedreht, um die Positionen des augenblicklichen Werkzeugs und des nächsten Werkzeugs miteinander auszutauschen, und die zwei in ihrer Position ausgetauschten Werkzeuge werden jeweils an die Spindel und das Haltegerät montiert. Dabei ist der Zustand derart, dass das nächste Werkzeug an der Spindel montiert ist und das augenblickliche Werkzeug, welches zuvor an der Spindel montiert wurde, von dem Haltegerät gehalten wird. Beachten Sie, dass das Abnehmen der Werkzeuge und das Montieren der Werkzeuge in Verbindung mit der Drehung des Arms für einen Werkzeugwechsel ausgeführt werden kann oder einzeln ausgeführt werden kann.
  • Danach wird das Greifen desjenigen Werkzeugs gelöst, welches nach dem Austausch (das nächste Werkzeug) an der Spindel montiert ist. Zu diesem Zeitpunkt wird ein Zustand, bei dem das nächste Werkzeug, welches an der Spindel montiert ist, und die Greifeinheit des Arms für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, durch den ermittelnden Mechanismus erfasst, und die Drehung der Spindel wird zu dem Zeitpunkt gestartet, wenn sie in den berührungslosen Zustand miteinander gebracht werden. Gleichzeitig mit dem Anfangen der Drehung der Spindel oder nach dem Anfangen der Drehung der Spindel, wird dann die Spindel an die Bearbeitungsposition als eine Position bewegt, wo das maschinelle Bearbeiten gestartet wird, was auf diese Weise den Werkzeugwechsel abschließt.
  • Im eigentlichen Sinn wird bei der Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung der Zustand erfasst, bei dem das nächste Werkzeug, welches an der Spindel montiert ist, und die Greifeinheit des Arms für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, und die Drehung der Spindel wird zu dem Zeitpunkt gestartet, wenn sie in den berührungslosen Zustand miteinander gebracht werden. Deshalb kann ungeachtet der Richtung, in welche die Spindel zu der Bearbeitungsposition hin bewegt wird, die Drehung der Spindel gestartet werden, und auf diese Weise kann eine Wartezeit verkürzt werden, bis das maschinelle Bearbeiten gestartet wird.
  • Beachten Sie, dass der ermittelnde Mechanismus dazu eingerichtet sein kann, einen Detektor für eine Winkelposition aufzuweisen, welcher eine Winkelposition des Arms für einen Werkzeugwechsel erfasst, und basierend auf der Winkelposition den Zustand erfasst, bei dem das Werkzeug und die Greifeinheit des Arms für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind. In diesem Fall kann zum Beispiel der berührungslose Zustand basierend auf den Abmaßen des Werkzeugs, der Gestalt der Greifeinheit oder dergleichen, durch das Festlegen im Voraus einer Winkelposition des Arms für einen Werkzeugwechsel erfasst werden, bei der das Werkzeug und die Greifeinheit in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, und durch das Vergleichen der erfassten Winkelposition und der festgelegten Winkelposition.
  • Zudem kann der ermittelnde Mechanismus dazu eingerichtet sein, einen Positionsdetektor aufzuweisen, welcher eine Position des Arms für einen Werkzeugwechsel in Bezug auf die Spindel erfasst, und basierend auf der erfassten Position den Zustand erfasst, bei dem das Werkzeug und die Greifeinheit des Arms für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind. In diesem Fall kann der berührungslose Zustand ebenfalls basierend auf den Abmaßen des Werkzeugs, der Gestalt der Greifeinheit oder dergleichen, durch das Festlegen im Voraus einer Position des Arms für einen Werkzeugwechsel erfasst werden, bei der das Werkzeug und die Greifeinheit in dem berührungslosen Zustand miteinander sind, und durch das Vergleichen der erfassten Position und der festgelegten Position.
  • Darüber hinaus kann jede der Greifeinheiten an beiden Enden des Arms für einen Werkzeugwechsel dazu eingerichtet sein, eine feststehende Klaue, welche an dem Ende des Arms für einen Werkzeugwechsel ausgebildet ist, und eine bewegliche Klaue aufzuweisen, welche derart angeordnet ist, dass sie der feststehenden Klaue gegenüberliegt, und ein Werkzeug durch die feststehende Klaue und die bewegliche Klaue zu greifen, und der ermittelnde Mechanismus kann dazu eingerichtet sein, einen Vorwärts-Rückwärts Positionsdetektor aufzuweisen, welcher eine Vorwärts-Rückwärts Position der beweglichen Klaue erfasst, und basierend auf der Vorwärts-Rückwärts Position den Zustand erfasst, bei dem das Werkzeug und die Greifeinheit des Arms für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind. In diesem Fall, so wie bei den oberhalb erläuterten, kann der berührungslose Zustand ebenfalls durch das Festlegen im Voraus einer Vorwärts-Rückwärts Position der beweglichen Klaue erfasst werden, bei der das Werkzeug und die Greifeinheit des Arms für einen Werkzeugwechsel in dem berührungslosen Zustand miteinander sind, und durch das Vergleichen der erfassten Vorwärts-Rückwärts Position und der festgelegten Vorwärts-Rückwärts Position.
  • Zudem kann der ermittelnde Mechanismus dazu eingerichtet sein, einen Detektor aufzuweisen, welcher die Bildung eines elektrisch geschlossenen Stromkreises zwischen dem Werkzeug, welches an der Spindel montiert ist, der Spindel, einem Maschinenkörper der Werkzeugmaschine und der Greifeinheit des Arms für einen Werkzeugwechsel erfasst, und basierend darauf, ob ein elektrisch geschlossener Stromkreis ausgebildet ist, den Zustand erfasst, bei dem das Werkzeug und die Greifeinheit des Arms für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind. In diesem Fall, während ein elektrisch geschlossener Stromkreis in einem Zustand gebildet wird, bei dem das Werkzeug und die Greifeinheit des Arms für einen Werkzeugwechsel miteinander in Kontakt sind, wird in dem berührungslosen Zustand kein elektrisch geschlossener Stromkreis ausgebildet. Deshalb kann der berührungslose Zustand durch das Erfassen der Bildung eines elektrisch geschlossenen Stromkreises erfasst werden.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Wie oberhalb erläutert kann in Übereinstimmung mit dem Verfahren zum Auswechseln eines Werkzeugs und der Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung die Wartezeit durch das Anfangen der Drehung der Spindel ungeachtet der Richtung, in welcher die Spindel zu der Bearbeitungsposition hin bewegt wird, verkürzt werden, und im Gegenzug kann eine gesamte Bearbeitungszeit verkürzt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • 1 ist eine Vorderansicht einer Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ist eine Seitenansicht in der Richtung eines Pfeils A in 1 gesehen; 3 ist eine Draufsicht eines Arms für einen Werkzeugwechsel mit teilweisem Schnitt;
  • 4 ist eine Schnittansicht entlang den Pfeilen B-B in 3;
  • 5 ist ein Ablaufdiagramm eines Ablaufs für einen Werkzeugwechsel in einer Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform;
  • 6 ist ein Ablaufdiagramm des Ablaufs für einen Werkzeugwechsel in der Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit der ersten Ausführungsform;
  • 7 ist eine teilweise vergrößerte Vorderansicht einer Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ist ein Ablaufdiagramm eines Ablaufs für einen Werkzeugwechsel in der Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform;
  • 9 ist eine Vorderansicht eines Arms für einen Werkzeugwechsel mit teilweisem Schnitt in einer Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 10 ist ein Ablaufdiagramm eines Ablaufs für einen Werkzeugwechsel in der Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform;
  • 11 ist eine teilweise Vorderansicht einer Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und
  • 12 ist ein Ablaufdiagramm eines Ablaufs für einen Werkzeugwechsel in der Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit der vierten Ausführungsform.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Bestimmte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unterhalb mit Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert.
  • [Erste Ausführungsform]
  • Wie in 1 bis 4 abgebildet, ist eine Werkzeugmaschine 1 in Übereinstimmung mit einer ersten Ausführungsform ein vertikales Bearbeitungszentrum, und weist ein Bett 2, einen Ständer 3, welcher in vertikaler Richtung an dem Bett 2 vorgesehen ist, einen Spindelkopf 4, welcher von dem Ständer 3 abgestützt wird und in der vertikalen Richtung bewegbar ist, eine Spindel 5, welche von dem Spindelkopf 4 derart gelagert wird, damit sie um ihre Achse drehbar ist, einen Tisch 6, welcher an dem Bett 2 unter der Spindel 5 angeordnet ist, einen Vorschubmechanismus 7 zum Bewegen des Spindelkopfs 4, einen Antriebsmechanismus 8 für die Drehung der Spindel zum Drehen der Spindel 5, ein Werkzeugmagazin 10, welches an einer Seite des Spindelkopfs 4 angeordnet ist, einen Mechanismus 20 für einen Werkzeugwechsel, welcher an einem unteren Endbereich des Werkzeugmagazins 10 zum Auswechseln eines Werkzeugs T vorgesehen ist, welches an der Spindel 5 montiert ist, durch ein Werkzeug T', welches in einem Werkzeugplatz 11 des Werkzeugmagazins 10 aufbewahrt ist, und ein Steuergerät 40 zum Steuern von Tätigkeiten dieser Bauteile auf.
  • Das Werkzeugmagazin 10 weist eine Vielzahl von Werkzeugplätzen 11, welche jeweils ein Werkzeug T' tragen, eine scheibenförmige Halteplatte 12, welche die Werkzeugplätze 11 in regelmäßigen Abständen an ihrem äußeren Umfangsbereich trägt, und einen Abdeckungskörper 13 auf, welcher die Werkzeugplätze 11 und die Halteplatte 12 umgibt und eine Öffnung 13a besitzt, welche an ihrem unteren Bereich ausgebildet ist. Außerdem ist die Halteplatte 12 dazu eingerichtet, um für eine Drehung um ihre Mittelachse durch einen geeigneten Antriebsmechanismus für die Drehung (nicht dargestellt) angetrieben zu werden, und ein Werkzeugplatz 11, welcher ein gewünschtes Werkzeug T' trägt, kann durch die Drehung der Halteplatte 12 an der Öffnung 13a des Abdeckungskörpers 13 (im Folgenden als eine ”indizierte Position” bezeichnet) aus den Werkzeugplätzen 11 indiziert werden, welche von der Halteplatte 12 getragen werden. Des Weiteren wird der Werkzeugplatz 11, welcher an der indizierten Position indiziert ist, in einer vertikalen Ebene durch einen geeigneten Drehmechanismus (nicht dargestellt) gedreht und an eine Bereitschafts-Position überführt werden, bei der der Werkzeugplatz 11 parallel zu der Spindel 5 ist. Der Werkzeugplatz 11, welcher zu der Bereitschafts-Position überführt wird, wird in ähnlicher Weise in einer vertikalen Ebene durch den Drehmechanismus gedreht und erneut an die indizierte Position überführt.
  • Der Mechanismus 20 für einen Werkzeugwechsel weist eine rotierende Welle 21, welche an einem Zwischenpunkt zwischen der Spindel 5 und demjenigen Werkzeugplatz 11 angeordnet ist, welcher an die Bereitschafts-Position überführt wurde, so dass ihre Achse parallel zu der Achse der Spindel 5 ist, und eine fassende Bohrung 21a aufweist, welche an ihrem unteren Ende ausgebildet ist, einen Antriebsmotor 23 als einen Antriebsmechanismus für die Drehung des Arms zum Drehen der rotierenden Welle 21 um ihre Achse mittels eines Kurvengetriebes 22, einen Detektor 24 für eine Winkelposition, welcher an dem Antriebsmotor 23 vorgesehen ist, einen Arm 25 für einen Werkzeugwechsel, welcher Greifeinheiten 26 zum Greifen der Werkzeuge T und T', welche an beiden Enden von selbigem ausgebildet sind, wobei der Arm unbeweglich an einem unteren Ende der rotierenden Welle 21 vorgesehen ist, und einen Fixierungsmechanismus 30 zum Festsetzen eines Greifzustands der Werkzeuge T und T', welche von den Greifeinheiten 26 gegriffen werden, auf. Beachten Sie, dass sich bei einer drehenden Kraft, welche von dem Antriebsmotor 23 auf das Kurvengetriebe 22 übertragen wird, die rotierende Welle 21 um ihre Achse dreht und sich in ihrer axialen Richtung vertikal bewegt, und der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel dreht sich und bewegt sich in vertikaler Richtung zusammen mit der rotierenden Welle 21. Und der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel ist dazu eingerichtet, um an der obersten/unteren Position in dem in 1 abgebildeten Zustand zu sein, das heißt, in dem Zustand des an einer Greifposition positioniert Seins.
  • Außerdem umfasst der Detektor 24 für eine Winkelposition einen Drehgeber, welcher an den Antriebsmotor 23 und andere gekoppelt ist, und dazu eingerichtet ist, um eine Winkelposition der rotierenden Welle 21 zu erfassen, das heißt eine Winkelposition des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel, basierend auf der Drehstellung des Antriebsmotors 23, und um das Erfassungsergebnis an das Steuergerät 40 zu übertragen.
  • Jede Greifeinheit 26 an beiden Enden des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel weist eine feststehende Klaue 26a, welche in einer planaren Ansicht eine Bogenform besitzt und an dem Ende des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel ausgebildet ist, und eine bewegliche Klaue 26b auf, welche an einem Hauptkörper des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel durch einen Stift 27 in einem Zustand des Gegenüberliegens der feststehenden Klaue 26a gelagert ist. Die bewegliche Klaue 26b ist dazu eingerichtet, damit sie um den Stift 27 herum schwenkt. Beachten Sie, dass der Hauptkörper des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel ein darin ausgebildetes Führungsloch 25b aufweist, wobei das Loch mit einem Durchgangsloch 25a zusammenwirkt, durch welches die rotierende Welle 21 eingefügt ist, und an einem Bereich offen ist, welcher der beweglichen Klaue 26b des Hauptkörpers des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel gegenüberliegt.
  • Der Fixierungsmechanismus 30 umfasst eine vorspannende Stange 31, welche eine Einheit 31a mit großem Durchmesser, welche an einem Ende von selbiger ausgebildet ist, und eine Einheit 31b mit kleinem Durchmesser aufweist, welche an dem anderen Ende von selbiger ausgebildet und in dem Führungsloch 25b des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel umfasst ist, um auf diese Weise vorwärts und rückwärts beweglich zu sein, wobei die Spitze der Einheit 31a mit großem Durchmesser auf die bewegliche Klaue 26b gedrückt wird, und eine regulierende Stange 33, welche in der fassenden Bohrung 21a der rotierenden Welle 21 umfasst ist, um auf diese Weise vorwärts und rückwärts beweglich zu sein, und welche die Rückwärtsbewegung der vorspannenden Stange 31 steuert.
  • Die vorspannende Stange 31 besitzt eine Vorspannfeder 32, welche um die Einheit 31b mit kleinem Durchmesser herum gewickelt ist. Mit dieser Vorspannfeder 32 wird die Spitze der Einheit 31a mit großem Durchmesser wie oberhalb erläutert auf die bewegliche Klaue 26b gedrückt. Auf diese Weise ist die bewegliche Klaue 26b in einem Zustand des geschwenkt Werdens um den Stift 27 und des vorgespannt Werdens gegen die feststehende Klaue 26a.
  • Die regulierende Stange 33 weist, in der Reihenfolge ausgehend von ihrer oberen Stirnseite, eine gepresste Einheit 34, eine Einheit 35 mit kleinem Durchmesser, und eine darin ausgebildete Einheit 36 mit großem Durchmesser auf. Die Einheit 36 mit großem Durchmesser besitzt eine darin ausgebildete fassende Bohrung 36a, welche sich zu einer unteren Stirnfläche der Einheit 36 mit großem Durchmesser öffnet. Durch eine Vorspannfeder 37, welche im Inneren der fassenden Bohrung 36a angeordnet ist, wird die Einheit 36 mit großem Durchmesser nach oben hin vorgespannt. Und in einem Zustand, bei dem die Einheit 36 mit großem Durchmesser der regulierenden Stange 33 nach oben hin durch die Vorspannfeder 37 vorgespannt wird, wobei der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel nach unten bewegt wird, ist ein hinteres Ende der Einheit 31b mit kleinem Durchmesser der vorspannenden Stange 31 in Kontakt mit der Einheit 36 mit großem Durchmesser. Auf diese Weise wird die Rückwärtsbewegung der vorspannenden Stange 31 gesteuert, und die bewegliche Klaue 26b wird in einen Zustand des fixiert Seins gebracht. Beachten Sie, dass dieser Zustand im Folgenden als ein ”fester Zustand” bezeichnet wird. Andererseits wird in einem Zustand, bei dem ein geeignetes drückendes Element auf die gepresste Einheit 34 der regulierenden Stange 33 durch eine Kraft gleich wie oder größer als eine Vorspannkraft der Vorspannfeder 37 gedrückt wird, wobei der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel nach oben bewegt wird, derjenige Zustand gelöst, bei dem das hintere Ende der Einheit 31b mit kleinem Durchmesser der vorspannenden Stange 31 in Kontakt mit der Einheit 36 mit großem Durchmesser ist. Dadurch wird die Regulierung der Rückwärtsbewegung der vorspannenden Stange 31 freigegeben, und der feste Zustand der beweglichen Klaue 26b wird gelöst. Beachten Sie, dass dieser Zustand im Folgenden als ein ”nicht-fester Zustand” bezeichnet wird.
  • Deshalb wird bei dem Mechanismus 20 für einen Werkzeugwechsel durch das Drehen des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel um 90° um die Achse der rotierenden Welle 21 (dies wird in einer ”positiven Richtung” ausgeführt) aus dem Zustand, bei dem der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel an einer Zwischenposition ist, der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel um 90° gedreht, um somit an der Greifposition positioniert zu sein, und der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel wird davon nach unten bewegt, und veranlasst damit die bewegliche Klaue 26b dazu, in dem festen Zustand zu sein. Auf der anderen Seite wird der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel um 180° in die entgegengesetzte Richtung aus der Greifposition gedreht und wird davon nach oben bewegt, und veranlasst damit die bewegliche Klaue 26b dazu, in dem nicht-festen Zustand zu sein.
  • Als nächstes wird das Steuergerät 40 mit Bezugnahme auf 5 und 6 erläutert.
  • Das Steuergerät 40 ist, wie oberhalb beschrieben, ein Gerät, welches die Tätigkeiten der Bauteile der Werkzeugmaschine 1 steuert, und ist dazu eingerichtet, um eine Abfolge von Prozessen durchzuführen, welche in 5 und 6 dargestellt sind, um einen Werkzeugwechsel auszuführen.
  • Zuerst wird ein Betriebsbefehl an den Vorschubmechanismus 7 übertragen und durch den Vorschubmechanismus 7 wird die Bewegung der Spindel 5 zusammen mit dem Spindelkopf 4 angefangen (Schritt S1). Es wird festgestellt, ob sich die Spindel 5 an die Werkzeugwechsel-Position bewegt hat (Schritt S2). Wenn festgestellt wird, dass sich die Spindel 5 an die Werkzeugwechsel-Position bewegt hat, dann wird die Bewegung der Spindel 5 angehalten (Schritt S3), und der Ablauf geht weiter zu Schritt S4. Wenn festgestellt wird, dass sich die Spindel 5 nicht bewegt hat, dann wird der Prozess bei Schritt S2 erneut ausgeführt.
  • Als nächstes wird bei Schritt S4 ein Vorgang für einen Werkzeugwechsel angefangen. Genauer gesagt wird ein Betriebsbefehl an den Antriebsmotor 23 übertragen, um den Arm 25 für einen Werkzeugwechsel um 90° in der positiven Richtung zu drehen, und das Werkzeug T, welches an der Spindel 5 montiert ist, und das Werkzeug T', welches in dem Werkzeugplatz 11 gehalten wird, welcher an der Bereitschafts-Position indiziert ist, werden von den Greifeinheiten 26 gegriffen. Danach wird der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel um 180° in die entgegengesetzte Richtung gedreht, um das Werkzeug T' an die Spindel 5 zu montieren, und um das Werkzeug T dazu zu veranlassen, dass es in dem Werkzeugplatz 11 gehalten wird. Dann wird festgestellt, ob das Werkzeug T, welches an der Spindel 5 montiert ist, und das Werkzeug T', welches in dem Werkzeugplatz 11 gehalten wird, miteinander ausgetauscht wurden (Schritt S5). Wenn festgestellt wird, dass sie miteinander ausgetauscht wurden, dann wird der Vorgang für einen Werkzeugwechsel angehalten (Schritt S6), und der Ablauf geht weiter zu Schritt 57. Wenn festgestellt wird, dass sie nicht miteinander ausgetauscht wurden, dann wird der Prozess bei Schritt S5 erneut ausgeführt.
  • Als nächstes wird ein Betriebsbefehl an den Antriebsmotor 23 übertragen, um die Drehung des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel in der entgegengesetzten Richtung anzufangen, so dass sich der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel zu der Zwischenposition dreht (Schritt S7). Dann wird festgestellt, ob die Winkelposition des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel eine Winkelposition ist, bei der die Greifeinheit 26 und das Werkzeug T', welches an der Spindel 5 montiert ist, in einem berührungslosen Zustand miteinander sind (Schritt S8). Wenn festgestellt wird, dass die Winkelposition die Winkelposition in einem berührungslosen Zustand ist, dann wird ein Betriebsbefehl an den Antriebsmechanismus 8 für die Drehung der Spindel übertragen, um die Drehung der Spindel 5 anzufangen (Schritt S9), und der Ablauf geht weiter zu Schritt S10. Wenn festgestellt wird, dass die Winkelposition nicht die Winkelposition in einem berührungslosen Zustand ist, dann wird der Prozess bei Schritt S8 erneut ausgeführt.
  • Dann wird festgestellt, ob es eine Möglichkeit der Behinderung zwischen der Spindel 5 und dem Arm 25 für einen Werkzeugwechsel gibt (Schritt S10). Wenn festgestellt wird, dass es keine Möglichkeit der Behinderung gibt, dann wird ein Betriebsbefehl an den Vorschubmechanismus 7 übertragen und durch diesen Vorschubmechanismus 7 wird die Bewegung der Spindel 5 zusammen mit dem Spindelkopf 4 angefangen (Schritt S11). Dann wird festgestellt, ob sich die Spindel 5 an eine Position bewegt hat, wo das maschinelle Bearbeiten angefangen wird (eine Bearbeitungsposition) und sich der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel an die Zwischenposition gedreht hat (Schritt S12). Wenn festgestellt wird, dass die Bewegung der Spindel 5 und die Drehung des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel abgeschlossen wurden, dann werden die Bewegung der Spindel 5 und die Drehung des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel angehalten (Schritt S13) und die Abfolge von Prozessen des Werkzeugwechsels ist beendet. Wenn andererseits festgestellt wird, dass sich die Spindel 5 nicht zu der Bearbeitungsposition bewegt hat und der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel sich nicht zu der Zwischenposition gedreht hat, dann wird der Prozess bei Schritt S12 erneut ausgeführt.
  • Als nächstes wird ein Werkzeugwechsel in der Werkzeugmaschine 1, welche die oberhalb beschriebene Konfiguration aufweist, im Detail erläutert.
  • In Übereinstimmung mit der Werkzeugmaschine 1 der vorliegenden Ausführungsform, wobei der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel an der Zwischenposition positioniert ist, wird in einem Fall, bei dem nach dem maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks durch dasjenige Werkzeug T, welches an der Spindel 5 montiert ist, das Werkstück maschinell bearbeitet werden soll unter Verwendung des Werkzeugs T', welches von demjenigen Werkzeug T bei dem nächsten maschinellen Bearbeiten verschieden ist, durch den Vorschubmechanismus 7 die Spindel 5 dann zuerst an die Werkzeugwechsel-Position zusammen mit dem Spindelkopf 4 bewegt. Wie oberhalb erläutert, wird der Werkzeugplatz 11, in welchem das nächste Werkzeug T' gehalten wird, ebenfalls an der indizierten Position durch einen geeigneten Antriebsmechanismus für die Drehung indiziert, und wird dann zu der Bereitschafts-Position durch einen geeigneten Drehmechanismus überführt.
  • Dann wird der Antriebsmotor 23 in Gang gesetzt, um die rotierende Welle 21 um 90° in der positiven Richtung zu drehen. Dadurch dreht sich der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel um die rotierende Welle 21 aus der Zwischenposition und wird in einen Zustand des positioniert Seins an der Greifposition um 90° von der Zwischenposition gebracht, und das Werkzeug T, welches an der Spindel 5 montiert ist, und das Werkzeug T', welches in dem Werkzeugplatz 11 gehalten wird, werden jeweils durch die Greifeinheiten 26 gegriffen. Beachten Sie, dass zu diesem Zeitpunkt die beweglichen Klauen 26b in dem nicht-festen Zustand sind, und jede der Greifkräfte, welche an den Werkzeugen T und T' wirken, von einer Kraft abhängt, mit welcher die vorspannende Stange 31 auf die bewegliche Klaue 26b gedrückt wird, das heißt eine Vorspannkraft durch die Vorspannfeder 32.
  • Als nächstes bewegt sich der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel in einer Richtung entlang der Achse der rotierenden Welle 21 nach unten, um die Werkzeuge T und T' dazu zu veranlassen, jeweils von der Spindel 5 und dem Werkzeugplatz 11 entnommen zu werden. Danach wird der Antriebsmotor 23 in Gang gesetzt, um die rotierende Welle 21 um 180° in die entgegengesetzte Richtung zu drehen. Danach bewegt sich der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel in ähnlicher Weise in der Richtung entlang der Achse der rotierenden Welle 21 nach oben, um das nächste Werkzeug T' an der Spindel 5 zu montieren und hält das aktuelle Werkzeug T in dem Werkzeugplatz 11. Im eigentlichen Sinn wird das Werkzeug T, welches an der Spindel 5 montiert ist, mit dem Werkzeug T' für den Einsatz beim nächsten maschinellen Bearbeiten ausgetauscht. Beachten Sie, dass während der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel an der Greifposition um 180° in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird, die beweglichen Klauen 26b in den festen Zustand gebracht werden, was auf diese Weise die Werkzeuge T und T', welche von den Greifeinheiten 26 gegriffen werden, am Abrutschen hindert.
  • Danach wird der Antriebsmotor 23 in Gang gesetzt, um die Drehung der rotierenden Welle 21 in der entgegengesetzten Richtung zu starten. Dann wird die Winkelposition des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel durch den Detektor 24 für eine Winkelposition erfasst und, wenn die erfasste Winkelposition zu einer Winkelposition wird, bei der die Greifeinheit 26 und das Werkzeug T', welches an der Spindel 5 montiert ist, in einen berührungslosen Zustand miteinander gebracht werden, dann wird die Drehung der Spindel 5 durch den Antriebsmechanismus 8 für die Drehung der Spindel angefangen. Beachten Sie, dass die Winkelposition, bei der die Greifeinheit 26 und das Werkzeug T', welches an der Spindel 5 montiert ist, in einen berührungslosen Zustand miteinander gebracht werden, basierend auf den Abmaßen des Werkzeugs T', der Form der Greifeinheit 26 und dergleichen festgelegt werden kann.
  • Nachdem der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel zu einer Position gedreht wird, bei der es keine Möglichkeit der Behinderung zwischen dem Arm 25 für einen Werkzeugwechsel und der Spindel 5 gibt, wenn die Bewegung der Spindel 5 zu der Bearbeitungsposition hin gestartet wird, wird danach die Bewegung der Spindel 5 angefangen.
  • Während die Bewegung der Spindel 5 zu dem Zeitpunkt angehalten ist, wenn die Spindel 5 zu der Bearbeitungsposition bewegt wird, ist dann die Drehung des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel zu dem Zeitpunkt angehalten, wenn der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel zu der Zwischenposition gedreht wird. Auf diese Weise ist die Abfolge von Prozessen für den Werkzeugwechsel beendet, und dann wird das nächste maschinelle Bearbeiten gestartet.
  • Wie oberhalb erläutert kann in Übereinstimmung mit der Werkzeugmaschine 1 der vorliegenden Ausführungsform der Werkzeugwechsel automatisch unter der Kontrolle durch das Steuergerät 40 durchgeführt werden. Nachdem das Werkzeug T' zur Verwendung bei dem nächsten maschinellen Bearbeiten an der Spindel 5 montiert ist, wird außerdem ein Zustand, bei dem die Greifeinheit 26 des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel und das Werkzeug T' in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, basierend auf der Winkelposition des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel erfasst, und zu dem Zeitpunkt, wenn sie in einen berührungslosen Zustand miteinander gebracht werden, kann die Drehung der Spindel 5 angefangen werden. Deshalb kann ungeachtet der Richtung, in welcher die Spindel 5 zu der Bearbeitungsposition hin bewegt wird, die Drehung der Spindel 5 vor der Bewegung der Spindel 5 angefangen werden, und dadurch kann die Wartezeit soweit wie möglich verkürzt werden, und im Gegenzug kann die gesamte Bearbeitungszeit verkürzt werden.
  • Obwohl im Vorhergehenden eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert wurde, sind bestimmte Formen, welche bei der vorliegenden Erfindung angepasst werden können, überhaupt nicht darauf beschränkt.
  • Zum Beispiel, obwohl in dem oberhalb erläuterten Beispiel die Bewegung der Spindel 5 angefangen wird, nachdem die Drehung der Spindel 5 angefangen wird, kann die Bewegung der Spindel 5 gleichzeitig mit dem Anfangen der Drehung der Spindel 5 angefangen werden.
  • Obwohl in dem oberhalb erläuterten Beispiel der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel gedreht wird, um die Greifeinheiten 26 zu dem Werkzeug T an die Werkzeugwechsel-Position und das Werkzeug T' an die Bereitschafts-Position zu schwenken, soll dies ebenso nicht einschränkend sein. Zum Beispiel können die Greifeinheiten des Arms für einen Werkzeugwechsel im Voraus an der Werkzeugwechsel-Position positioniert sein, und die Spindel kann zu den Greifeinheiten hin bewegt werden. Beachten Sie, dass in diesem Fall die Gestalt des Arms für einen Werkzeugwechsel nicht auf eine S Form beschränkt ist, sondern eine H Form sein kann.
  • Darüber hinaus, obwohl in dem oberhalb erläuterten Beispiel der Zustand, bei dem die Greifeinheit 26 und das Werkzeug T' in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, basierend auf der Winkelposition des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel erfasst wird, soll dies nicht einschränkend sein. Der Zustand, bei dem sie in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, kann durch einen anderen ermittelnden Mechanismus erfasst werden. Dies wird unterhalb als zweite bis vierte Ausführungsformen erläutert.
  • [Zweite Ausführungsform]
  • Als erstes wird eine zweite Ausführungsform mit Bezugnahme auf 7 und 8 erläutert, bei dem der Zustand, in welchem das Werkzeug, welches an der Spindel montiert ist, und der Arm für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, basierend auf der Position des Arms für einen Werkzeugwechsel in Bezug auf die Spindel erfasst wird. Beachten Sie, dass 7 eine teilweise vergrößerte Vorderansicht einer Werkzeugmaschine 50 in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform ist, und diejenigen Komponenten, welche in ihrer Struktur identisch mit denjenigen der Werkzeugmaschine 1 sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht im Detail erläutert. Des Weiteren ist 8 ein Ablaufdiagramm eines Ablaufs für einen Werkzeugwechsel in der Werkzeugmaschine 50.
  • Bei dieser Werkzeugmaschine 50 sind paarweise Näherungssensoren 51 als ein Positionsdetektor zum Erfassen der Position des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel in Bezug auf die Spindel 5 an einem Spitzenbereich der Spindel 5 und der Greifeinheit an einer Stirnseite des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel vorgesehen. Die Näherungssensoren 51 sind dazu eingerichtet, um das Erfassungsergebnis an ein Steuergerät 52 zu übertragen.
  • Und nach dem Ausführen der Abläufe bis zu Schritt S6 in dem Steuergerät 40 der Werkzeugmaschine 1, wie in 8 abgebildet, überträgt das Steuergerät 52 einen Betriebsbefehl an den Antriebsmotor 23, um die Drehung des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel in der entgegengesetzten Richtung anzufangen, so dass sich der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel zu der Zwischenposition dreht (Schritt S15), und stellt fest, ob die Position des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel in Bezug auf die Spindel 5 eine Position ist, bei der die Greifeinheit 26 und das Werkzeug T', welches an der Spindel 5 montiert ist, in einem berührungslosen Zustand miteinander sind (Schritt S16). Wenn festgestellt wird, dass die Position des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel diejenige Position ist, bei der sie in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, dann wird ein Betriebsbefehl an den Antriebsmechanismus 8 für die Drehung der Spindel übertragen, um die Drehung der Spindel 5 anzufangen (Schritt S17), und der Ablauf geht weiter zu Schritt S18. Wenn andererseits festgestellt wird, dass die Position des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel nicht die Position ist, bei der sie in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, dann wird der Prozess bei Schritt S16 erneut ausgeführt.
  • Als nächstes wird festgestellt, ob es eine Möglichkeit der Behinderung zwischen der Spindel 5 und dem Arm 25 für einen Werkzeugwechsel gibt (Schritt S18). Wenn festgestellt wird, dass es keine Möglichkeit der Behinderung gibt, dann wird ein Betriebsbefehl an den Vorschubmechanismus 7 übertragen, um die Bewegung der Spindel 5 anzufangen (Schritt S19). Dann wird festgestellt, ob sich die Spindel 5 zu der Bearbeitungsposition bewegt hat und sich der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel zu der Zwischenposition gedreht hat (Schritt S20). Wenn festgestellt wird, dass die Bewegung der Spindel 5 und die Drehung des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel abgeschlossen wurden, dann werden die Bewegung der Spindel 5 und die Drehung des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel angehalten (Schritt S21), und die Abfolge von Prozessen für den Werkzeugwechsel ist beendet. Auf der anderen Seite, wenn festgestellt wird, dass sich die Spindel 5 nicht zu der Bearbeitungsposition bewegt hat und der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel sich nicht zu der Zwischenposition gedreht hat, dann wird der Prozess bei Schritt S20 erneut ausgeführt.
  • Gemäß der Werkzeugmaschine 50, welche wie oberhalb erläutert konfiguriert ist, werden in Übereinstimmung mit demselben Ablauf wie in der Werkzeugmaschine 1, das Werkzeug T, welches an der Spindel 5 montiert ist, und das Werkzeug T', welches in dem Werkzeugplatz 11 gehalten wird, miteinander getauscht, um das Werkzeug T' an der Spindel 5 zu montieren, und das Werkzeug T in dem Werkzeugplatz 11 zu halten. Danach wird mit dem Drehen der rotierenden Welle 21 in die entgegengesetzte Richtung anfangen, und die Position des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel in Bezug auf die Spindel 5 wird von den Näherungssensoren 51 erfasst. Wenn die erfasste Position eine Position wird, bei der die Greifeinheit 26 und das Werkzeug T', welches an der Spindel 5 montiert ist, in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, dann wird mit der Drehung der Spindel 5 anfangen. Mit der zu der Bearbeitungsposition bewegten Spindel 5 und dem zu der Zwischenposition gedrehten Arm 25 für einen Werkzeugwechsel, werden danach die Bewegung der Spindel 5 und die Drehung des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel angehalten. Beachten Sie, dass die Position, bei der die Greifeinheit 26 und das Werkzeug T', welches an der Spindel 5 montiert ist, in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, im Voraus basierend auf den Abmaßen des Werkzeugs T', der Gestalt der Greifeinheit 26 und dergleichen festgelegt sein kann.
  • Im eigentlichen Sinn kann bei der Werkzeugmaschine 50 in Übereinstimmung mit der zweiten Ausführungsform, basierend auf der Position des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel in Bezug auf die Spindel 5, welche von den Näherungssensoren 51 erfasst wird, die Spindel 5 ebenfalls zu dem Zeitpunkt gedreht werden, wenn die Greifeinheit 26 und das Werkzeug T', welches an der Spindel 5 montiert ist, in den berührungslosen Zustand gebracht werden. Deshalb kann ungeachtet der Bewegung und der Bewegungsrichtung der Spindel 5, die Drehung der Spindel 5 zu dem Zeitpunkt angefangen werden, wenn es möglich wird, die Spindel 5 zu drehen, und dadurch kann die Wartezeit bis das maschinelle Bearbeiten anfängt mehr als jemals zuvor verkürzt werden.
  • [Dritte Ausführungsform]
  • Als nächstes wird eine dritte Ausführungsform mit Bezugnahme auf 9 und 10 erläutert, wobei der Zustand, bei dem das Werkzeug, welches an der Spindel montiert ist, und der Arm für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, basierend auf einer Vorwärts-Rückwärts Position der beweglichen Klaue erfasst wird. Beachten Sie, dass 9 eine Vorderansicht eines Arms 56 für einen Werkzeugwechsel mit teilweisem Schnitt ist, welcher an einer Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform vorgesehen ist, und diejenigen Komponenten, welche in ihrer Struktur identisch mit denjenigen des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel in der Werkzeugmaschine 1 sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht im Detail erläutert. Des Weiteren ist 10 ein Ablaufdiagramm eines Ablaufs für einen Werkzeugwechsel in der Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform.
  • In dem Arm 56 für einen Werkzeugwechsel, welcher an der Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform vorgesehen ist, ist ein Vorwärts-Rückwärts Positionsdetektor 57 an einer hinteren Stirnseite der Einheit 31b mit kleinem Durchmesser der vorspannenden Stange 31 vorgesehen. Der Vorwärts-Rückwärts Positionsdetektor 57 ist dazu eingerichtet, um eine Vorwärts-Rückwärts Position der beweglichen Klaue 26b zu erfassen, basierend auf einer Verschiebung der vorspannenden Stange 31, und überträgt das Erfassungsergebnis an ein Steuergerät 58.
  • Wie bei dem Steuergerät 40 überträgt des Weiteren nach dem Ausführen der Abläufe bis zu Schritt S6, wie in 10 abgebildet, das Steuergerät 58 einen Betriebsbefehl an den Antriebsmotor 23, um die Drehung des Arms 56 für einen Werkzeugwechsel in der entgegengesetzten Richtung anzufangen, so dass sich der Arm 56 für einen Werkzeugwechsel an die Zwischenposition dreht (Schritt S25), und stellt fest, ob die Vorwärts-Rückwärts Position der beweglichen Klaue 26b eine Position ist, bei der die Greifeinheit 26 und das Werkzeug T', welches an der Spindel 5 montiert ist, in einem berührungslosen Zustand miteinander sind (Schritt S26). Wenn festgestellt wird, dass die Vorwärts-Rückwärts Position diejenige Position ist, bei der sie in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, dann wird ein Betriebsbefehl an den Antriebsmechanismus 8 für die Drehung der Spindel übertragen, um die Drehung der Spindel 5 anzufangen (Schritt S27), und der Ablauf geht weiter zu Schritt S28. Wenn andererseits festgestellt wird, dass die Vorwärts-Rückwärts Position nicht die Position ist, bei der sie in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, dann wird der Prozess bei Schritt S26 erneut ausgeführt.
  • Dann wird festgestellt, ob es eine Möglichkeit der Behinderung zwischen der Spindel 5 und dem Arm 56 für einen Werkzeugwechsel gibt (Schritt S28). Wenn festgestellt wird, dass es keine Möglichkeit der Behinderung gibt, dann wird ein Betriebsbefehl an den Vorschubmechanismus 7 übertragen, um die Bewegung der Spindel 5 anzufangen (Schritt S29). Dann wird festgestellt, ob sich die Spindel 5 zu der Bearbeitungsposition bewegt hat und der Arm 56 für einen Werkzeugwechsel sich zu der Zwischenposition gedreht hat (Schritt S30). Wenn festgestellt wird, dass sich die Spindel 5 zu der Bearbeitungsposition bewegt hat und der Arm 56 für einen Werkzeugwechsel sich zu der Zwischenposition gedreht hat, dann werden die Bewegung der Spindel 5 und die Drehung des Arms 56 für einen Werkzeugwechsel angehalten (Schritt S31), und die Abfolge von Prozessen für den Werkzeugwechsel ist beendet. Auf der anderen Seite, wenn festgestellt wird, dass sich die Spindel 5 nicht zu der Bearbeitungsposition bewegt hat und der Arm 56 für einen Werkzeugwechsel sich nicht zu der Zwischenposition gedreht hat, dann wird der Prozess bei Schritt S30 erneut ausgeführt.
  • Gemäß der Werkzeugmaschine der dritten Ausführungsform, nachdem in Übereinstimmung mit demselben Ablauf wie in der Werkzeugmaschine 1 das Werkzeug T' an der Spindel 5 montiert ist und das Werkzeug T in dem Werkzeugplatz 11 gehalten wird, wird die Drehung der rotierenden Welle 21 in der entgegengesetzten Richtung angefangen, und eine Vorwärts-Rückwärts Position der beweglichen Klaue 26b wird von dem Vorwärts-Rückwärts Positionsdetektor 57 erfasst. Dann wird die Drehung der Spindel 5 zu dem Zeitpunkt angefangen, wenn die erfasste Vorwärts-Rückwärts Position eine Vorwärts-Rückwärts Position wird, bei der die Greifeinheit 26 und das Werkzeug T', welches an der Spindel 5 montiert ist, in einem berührungslosen Zustand miteinander sind. Danach wird die Spindel 5 zu der Bearbeitungsposition bewegt und der Arm 56 für einen Werkzeugwechsel wird zu der Zwischenposition gedreht, was auf diese Weise den Werkzeugwechsel abschließt. Beachten Sie, dass in ähnlicher Weise zu dem obigen, die Position, bei der die Greifeinheit 26 und das Werkzeug T', welches an der Spindel 5 montiert ist, in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, basierend auf den Abmaßen des Werkzeugs T', der Gestalt der Greifeinheit 26 und dergleichen festgelegt werden kann.
  • Im eigentlichen Sinn wird bei der Werkzeugmaschine in Übereinstimmung mit der dritten Ausführungsform basierend auf der Vorwärts-Rückwärts Position der beweglichen Klaue 26b, welche durch den Vorwärts-Rückwärts Positionsdetektor 57 erfasst wird, ebenfalls die Drehung der Spindel 5 zu einem Zeitpunkt angefangen, wenn die Greifeinheit 26 und das Werkzeug T', welches an der Spindel 5 montiert ist, in den berührungslosen Zustand miteinander gebracht werden. Deshalb kann ungeachtet der Bewegung und der Bewegungsrichtung der Spindel 5, die Drehung der Spindel 5 angefangen werden, und die Zeit, bis die Spindel 5 eine vorbestimmte Umdrehungszahl erreicht, kann verkürzt werden.
  • [Vierte Ausführungsform]
  • Als nächstes wird eine vierte Ausführungsform mit Bezugnahme auf 11 und 12 erläutert, bei welcher der Zustand, bei dem das Werkzeug, welches an der Spindel montiert ist, und der Arm für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, basierend darauf erfasst wird, ob ein elektrisch geschlossener Stromkreis zwischen dem Werkzeug, welches an der Spindel montiert ist, der Spindel, einem Maschinenkörper der Werkzeugmaschine und der Greifeinheit des Arms für einen Werkzeugwechsel ausgebildet ist. Beachten Sie, dass 11 eine teilweise Vorderansicht einer Werkzeugmaschine 60 in Übereinstimmung mit der vierten Ausführungsform ist, und diejenigen Komponenten, welche in ihrer Struktur identisch mit denjenigen der Werkzeugmaschine 1 sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen und werden nicht im Detail erläutert. Des Weiteren ist 12 ein Ablaufdiagramm eines Ablaufs für einen Werkzeugwechsel in der Werkzeugmaschine 60.
  • Die Werkzeugmaschine 60 weist einen Stromkreis 61 zum Ausbilden eines elektrisch geschlossenen Stromkreises zwischen dem Werkzeug T', welches an der Spindel montiert ist, der Spindel 5, dem Spindelkopf 4, dem Werkzeugmagazin 10, dem Werkzeugplatz 11, welcher zu der Bereitschafts-Position überführt wird, dem Werkzeug T, welches in diesem Werkzeugplatz 11 gehalten wird, und dem Arm 25 für einen Werkzeugwechsel, und einen Stromdetektor 62 für das Erfassen auf, ob ein elektrischer Strom durch den Stromkreis 61 fließt. Bei der Werkzeugmaschine 60 wird in einem Zustand, bei dem die Werkzeuge T und T' von den Greifeinheiten 26 des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel gegriffen werden, das heißt in einem Zustand, bei dem die Greifeinheiten 26 und die Werkzeuge T und T' miteinander in Kontakt sind, ein elektrisch geschlossener Stromkreis gebildet und deshalb fließt ein elektrischer Strom durch den Stromkreis 61. Andererseits wird in einem Zustand, bei dem die Werkzeuge T und T' nicht von den Greifeinheiten 26 des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel gegriffen werden, das heißt in einem Zustand, bei dem die Greifeinheiten 26 und die Werkzeuge T und T' in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, ein elektrisch geschlossener Stromkreis nicht gebildet und deshalb fließt kein elektrischer Strom durch den Stromkreist 61. Und der Stromdetektor 62 erfasst, ob ein elektrischer Strom durch den Stromkreis 61 fließt, und überträgt das Erfassungsergebnis an ein Steuergerät 63.
  • Nach dem Ausführen der Abläufe bis zu Schritt S6 in ähnlicher Weise wie bei dem Steuergerät 40, wie in 12 abgebildet, überträgt das Steuergerät 63 einen Betriebsbefehl an den Antriebsmotor 23, um die Drehung des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel in die entgegengesetzte Richtung anzufangen, so dass sich der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel zu der Zwischenposition dreht (Schritt S35), und stellt fest, ob ein elektrisch geschlossener Stromkreis gebildet ist (Schritt S36). Wenn festgestellt wird, dass kein elektrisch geschlossener Stromkreis gebildet ist, dann wird ein Betriebsbefehl an den Antriebsmechanismus 8 für die Drehung der Spindel übertragen, um die Drehung der Spindel 5 anzufangen (Schritt S37), und der Ablauf geht weiter zu Schritt S38. Wenn andererseits festgestellt wird, dass ein elektrisch geschlossener Stromkreis gebildet ist, dann wird der Prozess bei Schritt S36 erneut ausgeführt.
  • Dann wird festgestellt, ob es eine Möglichkeit der Behinderung zwischen der Spindel 5 und dem Arm 25 für einen Werkzeugwechsel gibt (Schritt S38). Wenn festgestellt wird, dass es keine Möglichkeit der Behinderung gibt, dann wird ein Betriebsbefehl an den Vorschubmechanismus 7 übertragen, um die Bewegung der Spindel 5 anzufangen (Schritt S39). Danach wird festgestellt, ob sich die Spindel 5 zu der Bearbeitungsposition bewegt hat und der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel sich zu der Zwischenposition gedreht hat (Schritt S40). Wenn festgestellt wird, dass sich die Spindel 5 zu der Bearbeitungsposition bewegt hat und der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel sich zu der Zwischenposition gedreht hat, dann werden die Bewegung der Spindel 5 und die Drehung des Arms 25 für einen Werkzeugwechsel angehalten (Schritt S41), und die Abfolge von Prozessen für den Werkzeugwechsel ist beendet. Wenn andererseits festgestellt wird, dass sich die Spindel 5 nicht zu der Bearbeitungsposition bewegt hat und der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel sich nicht zu der Zwischenposition gedreht hat, dann wird der Prozess bei Schritt S40 erneut ausgeführt.
  • Gemäß der Werkzeugmaschine 60 ist in Übereinstimmung mit demselben Ablauf wie in der Werkzeugmaschine 1 das Werkzeug T' an der Spindel 5 montiert und das Werkzeug T wird in dem Werkzeugplatz 11 gehalten. Dann wird die Drehung der rotierenden Welle 21 in der entgegengesetzten Richtung gestartet, und es wird von dem Stromdetektor 62 erfasst, ob ein elektrischer Strom durch den Stromkreis 61 fließt. Zu dem Zeitpunkt, wenn kein elektrischer Strom mehr fließt, das heißt, die Bildung eines elektrisch geschlossenen Stromkreises aufhört, wird die Drehung der Spindel 5 angefangen. Danach wird die Spindel 5 zu der Bearbeitungsposition bewegt und der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel wird zu der Zwischenposition gedreht, was auf diese Weise den Werkzeugwechsel abschließt.
  • Im eigentlichen Sinn wird in der Werkzeugmaschine 60 in Übereinstimmung mit der vierten Ausführungsform, basierend auf dem Erfassungsergebnis von dem Stromdetektor 62, die Drehung der Spindel 5 zu dem Zeitpunkt angefangen, wenn ein elektrisch geschlossener Stromkreis nicht mehr gebildet wird, das heißt, wenn der Arm 25 für einen Werkzeugwechsel und das Werkzeug T', welches an der Spindel 5 montiert ist, in einen berührungslosen Zustand miteinander gebracht werden. Deshalb kann in ähnlicher Weise zu dem obigen ungeachtet der Bewegung und der Bewegungsrichtung der Spindel 5, die Drehung der Spindel 5 vor deren Bewegung angefangen werden, und die Wartezeit, bis das maschinelle Bearbeiten gestartet wird, kann verkürzt werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Werkzeugmaschine
    2
    Bett
    3
    Ständer
    4
    Spindelkopf
    5
    Spindel
    6
    Tisch
    7
    Vorschubmechanismus
    8
    Antriebsmechanismus für die Drehung der Spindel
    10
    Werkzeugmagazin
    11
    Werkzeugplatz
    21
    rotierende Welle
    22
    Kurvengetriebe
    23
    Antriebsmotor
    24
    Detektor für eine Winkelposition
    25
    Arm für einen Werkzeugwechsel
    26
    Greifeinheit
    26a
    feststehende Klaue
    26b
    bewegliche Klaue
    31
    vorspannende Stange
    33
    regulierende Stange
    40
    Steuergerät
    50
    Werkzeugmaschine
    51
    Näherungssensor
    56
    Arm für einen Werkzeugwechsel
    57
    Vorwärts-Rückwärts Positionsdetektor
    60
    Werkzeugmaschine
    61
    Stromkreis
    62
    Stromdetektor
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • 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.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 63-123646 [0002]
    • JP 2007-237305 [0007]

Claims (6)

  1. Werkzeugmaschine (1) mit einer Spindel (5), an welcher ein Werkzeug (T) montiert werden soll, einem Vorschubmechanismus (7), welcher die Spindel (5) bewegt, einem Antriebsmechanismus (8) für die Drehung der Spindel, welcher die Spindel (5) dreht, einem Werkzeugmagazin (10), welches eine Vielzahl von Werkzeugen hält und aufbewahrt, einem Arm (25) für einen Werkzeugwechsel, welcher mit Greifeinheiten (26) an beiden Enden von selbigem versehen ist, und zwischen einem Werkzeug (T), welches an der Spindel (5) montiert ist, und einem Werkzeug (T') angeordnet ist, welches in einem Haltegerät an einer Bereitschafts-Position gehalten wird, einem Antriebsmechanismus (23) für die Drehung des Arms, welcher den Arm (25) für einen Werkzeugwechsel um eine Achse parallel zu einer Achse der Spindel (5) dreht, einem ermittelnden Mechanismus, welcher einen Zustand erfasst, bei dem das Werkzeug (T) und die Greifeinheit (26) des Arms (25) für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, und einem Steuergerät (40), welches die Tätigkeiten des Vorschubmechanismus (7), des Antriebsmechanismus (8) für die Drehung der Spindel und des Antriebsmechanismus (23) für die Drehung des Arms steuert, wobei das Steuergerät (40) eingerichtet ist zum Durchführen: eines Prozess des Bewegens der Spindel (5) zu einer Werkzeugwechsel-Position; eines Prozess des Greifens des Werkzeugs (T), welches an der Spindel (5) montiert ist, und desjenigen Werkzeugs (T'), welches in dem Haltegerät an der Bereitschafts-Position durch die Greifeinheiten (26) gehalten wird; eines Prozess des Abnehmens der Werkzeuge von der Spindel (5) und dem Haltegerät, und dann Drehen des Arms (25) für einen Werkzeugwechsel um 180°, so dass die Positionen der Werkzeuge (T, T') miteinander ausgetauscht sind, und Montieren der zwei Werkzeuge (T, T'), welche in der Position getauscht sind, an der Spindel (5) und dem Haltegerät; eines Prozess des Lösens des Greifens des Werkzeugs (T), welches an der Spindel (5) montiert ist, nach dem Austausch; eines Prozess des Anfangens der Drehung der Spindel (5); und eines Prozess des Bewegens der Spindel (5) an eine Bearbeitungsposition, wobei der Prozess des Anfangens der Drehung der Spindel (5) ausgeführt wird, basierend auf einem Erfassungsergebnis von dem ermittelnden Mechanismus, zu einem Zeitpunkt, wenn das Werkzeug (T), welches nach dem Austausch an der Spindel (5) montiert ist, und die Greifeinheit (26) des Arms (25) für einen Werkzeugwechsel in einen berührungslosen Zustand miteinander gebracht werden, und der Prozess des Bewegens der Spindel (5) zu der Bearbeitungsposition wird gleichzeitig mit dem Prozess des Anfangens der Drehung der Spindel (5) oder nach dem Prozess des Anfangens der Drehung der Spindel (5) ausgeführt.
  2. Werkzeugmaschine (1) nach Anspruch 1, wobei der ermittelnde Mechanismus einen Detektor (24) für eine Winkelposition aufweist, welcher eine Winkelposition des Arms (25) für einen Werkzeugwechsel erfasst, und, basierend auf der Winkelposition, zum Erfassen des Zustands eingerichtet ist, bei dem das Werkzeug (T) und die Greifeinheit (26) des Arms (25) für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind.
  3. Werkzeugmaschine (1) nach Anspruch 1, wobei der ermittelnde Mechanismus einen Positionsdetektor (51) aufweist, welcher eine Position des Arms (25) für einen Werkzeugwechsel in Bezug auf die Spindel (5) erfasst, und, basierend auf der Position, zum Erfassen des Zustands eingerichtet ist, bei dem das Werkzeug (T) und die Greifeinheit (26) des Arms (25) für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind.
  4. Werkzeugmaschine (1) nach Anspruch 1, wobei jede der Greifeinheiten (26) eine feststehende Klaue (26a), welche an einem Endbereich des Arms (25) für einen Werkzeugwechsel ausgebildet ist, und eine bewegliche Klaue (26b) aufweist, welche derart angeordnet ist, dass sie der feststehenden Klaue (26a) gegenüberliegt, und dazu eingerichtet ist, um ein Werkzeug (T) durch die feststehende Klaue (26a) und die bewegliche Klaue (26b) zu greifen, und der ermittelnde Mechanismus einen Vorwärts-Rückwärts Positionsdetektor (57) aufweist, welcher eine Vorwärts-Rückwärts Position der beweglichen Klaue (26b) erfasst, und basierend auf der Vorwärts-Rückwärts Position zum Erfassen des Zustands eingerichtet ist, bei dem das Werkzeug (T) und die Greifeinheit (26) des Arms (25) für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind.
  5. Werkzeugmaschine (1) nach Anspruch 1, wobei der ermittelnde Mechanismus einen Detektor (62) aufweist, welcher die Bildung eines elektrisch geschlossenen Stromkreises (61) zwischen dem Werkzeug (T), welches an der Spindel (5) montiert ist, der Spindel (5), eines Maschinenkörpers der Werkzeugmaschine (1) und der Greifeinheit (26) des Arms (25) für einen Werkzeugwechsel erfasst, und basierend darauf, ob der elektrisch geschlossene Stromkreis (61) ausgebildet ist, zum Erfassen des Zustands eingerichtet ist, bei dem das Werkzeug (T) und die Greifeinheit (26) des Arms (25) für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind.
  6. Verfahren zum Auswechseln eines Werkzeugs in einer Werkzeugmaschine (1), welche eine Spindel (5), an welcher ein Werkzeug (T) montiert werden soll, ein Werkzeugmagazin (10), welches eine Vielzahl von Werkzeugen hält und aufbewahrt, und einen Arm (25) für einen Werkzeugwechsel aufweist, welcher mit Greifeinheiten (26) an beiden Enden von selbigem versehen ist, und sich um eine Achse parallel zu einer Achse der Spindel (5) dreht, wobei das Verfahren aufweist: Bewegen der Spindel (5) zu einer Werkzeugwechsel-Position, und dann durch die Greifeinheiten (26) Greifen eines Werkzeugs (T), welches an der Spindel (5) montiert ist, und eines Werkzeugs (T'), welches in einem Haltegerät an einer Bereitschafts-Position gehalten wird; im Weiteren Abnehmen der Werkzeuge (T, T') von der Spindel (5) und dem Haltegerät, Drehen des Arms (25) für einen Werkzeugwechsel um 180°, um die Positionen der zwei Werkzeuge (T, T') miteinander auszutauschen, und Montieren der Werkzeuge (T, T'), welche in der Position getauscht sind, an der Spindel (5) und dem Haltegerät; danach Lösen des Greifens desjenigen Werkzeugs (T), welches nach dem Austausch an der Spindel (5) montiert ist; und nach dem Lösen, Bewegen der Spindel (5) zu einer Bearbeitungsposition, wobei während ein Zustand erfasst wird, bei dem das Werkzeug (T), welches an der Spindel (5) montiert ist, und die Greifeinheit (26) des Arms (25) für einen Werkzeugwechsel in einem berührungslosen Zustand miteinander sind, wird die Drehung der Spindel (5) zu einem Zeitpunkt angefangen, wenn das Werkzeug (T), welches nach dem Austausch an der Spindel (5) montiert ist, und die Greifeinheit (26) des Arms (25) für einen Werkzeugwechsel in einen berührungslosen Zustand miteinander gebracht werden, und die Spindel (5) wird gleichzeitig mit dem Anfangen der Drehung der Spindel (5) oder nach dem Anfangen der Drehung der Spindel (5) zu der Bearbeitungsposition bewegt.
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