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Die Erfindung betrifft einen Werkzeugwechsler für eine Werkzeugmaschine, insbesondere ein Bearbeitungszentrum sowie eine mit einem solchen Werkzeugwechsler ausgerüstete Werkzeugmaschine und ein Verfahren zum Wechseln von Werkzeugen an einer Werkzeugmaschine.
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Aus der
DE 10 2014 226 969 A1 ist ein Werkzeugwechsler für eine Werkzeugmaschine bekannt, der in der Lage ist, von einem Werkzeughalter getragene Werkzeuge in eine Arbeitsspindel oder alternativ in einen Winkelkopf einzusetzen, der an der Arbeitsspindel gehalten ist. Dazu sind die in den Winkelkopf einzusetzenden Werkzeughalter bzw. Werkzeuge von einem Adapter aufgenommen, der an einem Ende einen zu dem Werkzeugwechsler und dem Werkzeugmagazin passenden Anschluss und an seinem anderen, im Winkel dazu stehenden Ende eine Aufnahme für das Werkzeug bzw. den Werkzeughalter aufweist, der in den Winkelkopf einzusetzen ist. Der Adapter verbleibt nach dem Werkzeugwechsel zunächst an dem Werkzeugwechsler und wird dann in das Werkzeugmagazin rücküberführt. Die in den Winkelkopf einzusetzenden Werkzeuge sind von einem Werkzeughalter aufgenommen, dessen Abmessungen geringer sind als die Werkzeughalter der übrigen direkt in die Arbeitsspindel einzusetzenden Werkzeughalter. Der längliche Winkeladapter stellt somit auch einen Adapter zur Handhabung von Werkzeughaltern mit unterschiedlichen Spannschaftdurchmessern in ein und derselben Werkzeugmaschine dar.
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Die Nutzung gewinkelter Zwischenadapter ermöglicht das Einsetzen von Werkzeughaltern mit geringerem Durchmesser in Winkelköpfe und stellt somit eine Speziallösung dar.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Konzept anzugeben, mit dem sich die Flexibilität einer Werkzeugmaschine, insbesondere eines Bearbeitungszentrums auch im Hinblick auf die Verwendung unterschiedlicher Werkzeughalter erhöhen lässt.
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Diese Aufgabe wird mit dem Werkzeugwechsler nach Anspruch 1, alternativ der Werkzeugmaschine nach Anspruch 13 sowie auch dem Verfahren nach Anspruch 14 gelöst:
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Der erfindungsgemäße Werkzeugwechsler weist mindestens einen Greifer auf, der eine erste Greiferkontur für einen ersten Werkzeughalter und einen zweite Greiferkontur für einen zweiten Werkzeughalter aufweist. Vorzugsweise sind die Greiferkonturen unterschiedlichen Werkzeughaltern, insbesondere Werkzeughaltern unterschiedlicher Größe, insbesondere mit unterschiedlichem Greifscheibendurchmesser, zugeordnet. Damit kann der Greifer bedarfsweise wenigstens zwei Werkzeughalter verschiedener Größe von dem Werkzeugmagazin zu der Arbeitsspindel (und/oder einem von dieser angetriebenen Aufsatz, zum Beispiel einem Winkelkopf) und zurück transportieren. Der Greifer kann somit als „Zwei-Größen-Greifer“ oder „Zwei-Typen-Greifer“ angesehen werden.
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Der Greifer kann an Werkzeugmaschinen mit einer oder mit mehreren Arbeitsspindeln, die gleiche oder unterschiedliche Werkzeughalteraufnahmen aufweisen, und die mit Revolverköpfen, mit Winkelköpfen oder mit anderweitigen Aufsätzen bestückt sein können, oder in ähnlichen Fällen eingesetzt werden. Der erfindungsgemäße Werkzeugwechsler kann insbesondere auch mit Werkzeugmagazinen zusammenarbeiten, die unterschiedliche Werkzeughalter bereithalten und oder unterschiedliche Werkzeughalteraufnahmen aufweisen. Alternativ können in dem Werkzeugmagazin Adapter vorgesehen sein, die magazinseitig oder ladeportalseitig einheitliche Abmessungen und werkzeugseitig eine Aufnahme für einen Werkzeughalter kleinerer Größe (z.B. mit kleinerem Nenndurchmesser) aufweisen. Damit lassen sich herkömmliche Werkzeugmaschinen oder Bearbeitungszentren durch den neuartigen Werkzeugwechsler und gegebenenfalls unter Hinzunahme entsprechender Adapter für das Werkzeugmagazin flexibler als bisher nutzen.
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Bevorzugter Weise ist der Greifer wie bei einem herkömmlichen Werkzeugwechsler um eine Greiferachse schwenkbar angeordnet, wobei aber die beiden alternativ nutzbaren Greiferkonturen von der Greiferachse aus gesehen hintereinander angeordnet sind. Bevorzugter Weise legen die Greiferkonturen dabei Konturmittelpunkte fest, die auf einer Radialen zur Greiferachse angeordnet sind. Dies ergibt einen einfachen Greiferaufbau mit dem sich auch der Wechsel verschieden großer Werkzeughalter leicht in den Bewegungsablauf beim Werkzeugwechsel integrieren lässt.
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Besonders kompakt baut der Greifer dabei, wenn die beiden Greiferkonturen, Kreiskonturen festlegen, die einander überlappend angeordnet sind. Mit anderen Worten, der Abstand der beiden Kreismittelpunkte voneinander ist kleiner, als die Summe der Radien der beiden Kreise. Vorzugsweise ist der Abstand jedoch wenigstens geringfügig größer als der Durchmesser der größeren der beiden Greiferkonturen. Damit werden ein kompakter Aufbau und sicheres Greifverhalten gleichermaßen erreicht. Die Größe der Greiferkontur ist dabei durch ihren Durchmesser bestimmt. Der Durchmesser der Greiferkontur entspricht wiederum dem Durchmesser der Greifscheibe eines Werkzeughalters (oder Werkzeugs).
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Der Greifer weist vorzugsweise zwei Finger auf, die an ihren aufeinander zu weisenden Seiten die Greiferkontur festlegen. Wenigstens einer der beiden Finger, vorzugsweise beide, sind aufeinander zu und voneinander weg beweglich gelagert und vorzugsweise federnd aufeinander zu gespannt. Dabei können die beiden Finger durch Verschwenken etwas näher aneinander heran geraten, als es dem Durchmesser der Greiferkontur entspricht. Der Durchmesser der Greiferkontur ist für die Arbeitsposition der Finger festgelegt, in der sie zwischen einander eine Greifscheibe eines Werkzeughalters sicher fassen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform gehört zu dem Werkzeugwechsler ein Adapter, der eine Adapterkontur aufweist, die zumindest im Hinblick auf die für den Werkzeugwechsler und ein Werkzeugmagazin bedeutsamen Flächen einem Werkzeughalter entspricht. Der Adapter ist insoweit zum Zusammenwirken mit einer der Greiferkonturen, vorzugsweise der größeren der Greiferkonturen, eingerichtet. Außerdem weist der Werkzeugwechsler vorzugsweise eine Werkzeugaufnahme auf, die einen kleineren Werkzeughalter aufnehmen kann, der zu der kleineren der Greiferkonturen des Werkzeugwechslers passt.
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Die Werkzeugaufnahme ist vorzugsweise zu der Adapterkontur konzentrisch angeordnet und gleich orientiert. Zum Beispiel kann die Adapterkontur durch eine in dem Adapter ausgebildete Öffnung gebildet sein, die so angeordnet ist, dass die Greifscheibe des in dem Adapter befindlichen Werkzeughalters der Greifscheibe des Adapters unmittelbar benachbart angeordnet ist. Ein solcher Adapter kann in dem Werkzeugmagazin angeordnet werden und Werkzeuge bzw. Werkzeughalter kleinerer Bauart aufnehmen. Vorzugsweise ist der Adapter magazinresident, d.h. er verlässt beim Werkzeugwechsel das Magazin einschließlich eines zu dem Magazin gehörigen Portalladers nicht. Er wird insbesondere nicht von dem Werkzeugwechsler aufgenommen. Der Werkzeugwechsler entnimmt aus dem Magazin oder dem Portallader das entsprechende Werkzeug bzw. den Werkzeughalter (kleinerer Bauart) und lässt den Adapter in dem Portallader bzw. Magazin. Aus Sicht des Werkzeugwechslers und der Werkzeugmaschine präsentiert das Werkzeugmagazin (einschließlich eventuell vorhandenem Portallader) dann sowohl Werkzeughalter größerer Bauart wie auch Werkzeughalter kleinerer Bauart. Damit wird die Vielseitigkeit der Verwendung der Werkzeugmaschine erhöht. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Werkzeugwechsler einen um eine Schwenkachse drehbaren Schwenkarm auf, der an seinen gegenüberliegenden radialen Enden jeweils einen Greifer trägt. Diese Anordnung kann als Doppelgreifer bezeichnet werden.
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Zu der Werkzeugmaschine und/oder dem Werkzeugmagazin können außerdem Spindelaufsätze, wie zum Beispiel ein Winkelkopf, ein Revolverkopf oder auch Spindelverlängerungen gehören. Der Werkzeugwechsler kann nun Werkzeughalter großer Bauart in die Arbeitsspindel oder alternativ Werkzeuge ebenfalls großer oder auch kleinerer Bauart in den jeweiligen Spindelaufsatz, insbesondere den Winkelkopf, einsetzen. Dies ist insbesondere dann leicht durchführbar, wenn die Arbeitsspindel um eine Achse um den von dem Winkelkopf festgelegten Winkel schwenkbar ist, so dass die Drehachse der winkelkopfseitigen Aufnahme für den Werkzeughalter parallel zu der Dreh- und Hubachse des Werkzeugwechsler orientiert werden kann. Der Greifer mit zwei Greiferkonturen hat insbesondere im Zusammenspiel mit Winkelköpfen oder anderen Spindelaufsätzen den Vorzug, dass die Anzahl der vorzuhaltenden Winkelköpfe oder Aufsätze mit der Anzahl der Werkzeughalter nicht übereinstimmen muss. Insbesondere kann für eine große Anzahl von Werkzeugen (die in entsprechenden Werkzeughaltern gefasst sind) lediglich eine geringe Anzahl (z.B. lediglich einer) von Winkelköpfen vorgehalten werden. Dies hat insbesondere Vorteile bei Zerspanungsaufgaben mit hohem Werkzeugverschleiß. Die Bestückung der Werkzeugmaschine und des Werkzeugmagazins lässt sich mit gegenüber herkömmlichen Lösungen vermindertem Aufwand durchführen.
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Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung oder von Ansprüchen. Es zeigen:
- 1 eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine mit erfindungsgemäßem Werkzeuggreifer, in schematisierter Darstellung,
- 2 den Werkzeugwechsler der Werkzeugmaschine nach 1, in schematisierter Ansicht,
- 3 das Werkzeugmagazin der Werkzeugmaschine nach 1, in schematisierter beispielhafter Darstellung,
- 4 einen Werkzeughalter mit Adapter für die Werkzeugmaschine und/oder das Werkzeugmagazin nach 3, in schematisierter Darstellung,
- 5 einen an der Arbeitsspindel gehaltenen Winkelkopf mit Werkzeug in Arbeitsstellung, in schematisierter Seitenansicht, und
- 6 die Arbeitsspindel und den Winkelkopf nach 5 in Werkzeugwechselstellung, in schematisierter Seitenansicht.
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In 1 ist eine Werkzeugmaschine 10 schematisch veranschaulicht, die über eine Werkzeugwechselvorrichtung 11 mit einem Werkzeugmagazin 12 verknüpft ist. Dieses dient zur Vorhaltung mehrerer Werkzeuge 13, 14, 15 (sowie weitere), die mit der Werkzeugwechselvorrichtung 11 in eine Arbeitsspindel 16 der Werkzeugmaschine 10 überführbar und aus dieser herausführbar sind. Die Werkzeugmaschine 10 weist mindestens diese eine Arbeitsspindel 16 sowie gegebenenfalls auch mehrere solcher Arbeitsspindeln auf.
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Die Arbeitsspindel 16 ist vorzugsweise beweglich geführt. Dazu kann sie beispielsweise, wie in 1 dargestellt, in Vertikalrichtung (Y-Richtung) sowie in quer dazu gelegener Horizontalrichtung (X-Richtung) gesteuert bewegbar sein. Die Arbeitsspindel 16 selbst ist um eine Antriebsachse 17 drehbar gelagert, die quer zu der X-Achse orientiert ist. Auf die Arbeitsspindel 16 hin und von dieser weg (Z-Richtung) kann ein nicht weiter veranschaulichtes Werkstück bewegt werden, wozu ein entsprechender Werkstückschlitten dient. Dieser kann außerdem weitere Bewegungsmöglichkeiten wie Drehbewegung oder Neigebewegung vorsehen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Arbeitsspindel 16 außerdem um eine vorzugsweise horizontale Neigeachse 18 beweglich sein.
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Die Arbeitsspindel 16 ist an ihrem dem Arbeitsraum zugewandten Ende mit einer Werkzeughalteraufnahme 19 versehen, die mit einer üblichen Spanneinrichtung, beispielsweise für Hohlkegelschäfte oder für Steilkegelschäfte oder dergleichen ausgerüstet ist.
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Zur weiteren Veranschaulichung wird auf 3 Bezug genommen. Diese veranschaulicht in schematischer Weise das Werkzeugmagazin 12, in dem die Werkzeuge 13, 14, 15 sowie weitere Werkzeuge 20, 21 veranschaulicht sind. Jedes dieser Werkzeuge 13 bis 15 sowie 20, 21 ist von einem Werkzeughalter 22 getragen, der einen zum Beispiel kegelstumpfförmigen oder hohlkegelstumpfförmigen Körper 23 aufweist, der in eine Greifscheibe 24 übergeht. Diese konischen oder hohlkonischen Körper 23 aller Werkzeughalter 22 sind untereinander gleich ausgebildet. Ebenso sind die Greifscheiben 24 untereinander gleich ausgebildet. Damit können die Werkzeughalter 22 von einem Portalladersystem 25 aus den einzelnen Ablagen in dem Werkzeugmagazin 12 aufgenommen und der Werkzeugwechselvorrichtung 11 zugeführt oder von der Werkzeugwechselvorrichtung 11 abgenommen und den Ablagen zugeführt werden. Der Portallader ist dabei in mehreren Richtungen X, Y, Z bewegbar und gegebenenfalls auch um eine Achse, zum Beispiel eine Vertikalachse, dreh- oder schwenkbar, wie in 3 durch einen Pfeil 26 angedeutet ist.
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Das Werkzeugmagazin 12 dieser Bauart sowie der zugehörige Portallader 25 dienen lediglich zur Veranschaulichung. Es sei darauf hingewiesen, dass die Werkzeugwechselvorrichtung 11 gleichermaßen auch mit anderen Werkzeugmagazinen 12 kooperieren kann.
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Die Werkzeugwechselvorrichtung 11 umfasst einen Werkzeugwechsler 27 mit einem Schwenkarm 28, der wenigstens einen, vorzugsweise aber zwei oder mehrere Greifer 29 enthält. Der Greifer 29 ist in 2 gesondert veranschaulicht. Der um eine vorzugsweise horizontale, zur Z-Richtung parallele Greiferachse 30 wenigstens um 180° drehbar gelagerte Schwenkarm 28 trägt an seinem radial äußeren Ende den Greifer 29, der zwei Greiferfinger 31, 32 aufweist. Mindestens einer dieser beiden Finger 31, 32, vorzugsweise beide, sind an dem Schwenkarm 28 um Schenkzentren 33, 34 verschwenkbar gelagert und über ein nicht weiter veranschaulichtes Federmittel aufeinander zu vorgespannt.
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Die Greiferfinger 31, 32 weisen an den einander zugewandten Seiten eine Form auf, so dass sie miteinander paarweise eine erste Greiferkontur 35 und eine zweite Greiferkontur 36 festlegen. Die beiden Greiferkonturen 35, 36 liegen jeweils auf in 2 gestrichelt veranschaulichten Kreisen 37, 38, die den Durchmessern von unterschiedlich großen Greifscheiben entsprechen. Die Greiferkonturen 35, 36 sind dabei vorzugsweise so angeordnet, dass die größere Greiferkontur 35 bezüglich der Greiferachse 30 radial außen und die kleinere Greiferkontur 36 radial weiter innen liegend angeordnet ist. Vorzugsweise sind dabei die beiden von den Kreisen 37, 38 festgelegten Mittelpunkte 39, 40 auf einer zu der Greiferachse 30 radial orientierten Linie 41 angeordnet. Die Greiferachse 30 schneidet die Linie 41.
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In entspanntem Zustand, d.h. ohne eine zwischen den Fingern 31, 32 gefasste Greifscheibe 24, können die Finger 31, 32 aus der in 2 veranschaulichten Arbeitsposition etwas weiter aufeinander zu verstellt sein. Die Position nach 2 entspricht der Stellung der Finger 31, 32 bei gefasstem Werkzeughalter.
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Die Greiferkonturen 35, 36 sind einander überschneidend angeordnet. Dies bedeutet, dass die Kreise 37, 38 eine gemeinsame Fläche überdecken oder, mit anderen Worten, der Abstand zwischen den Mittelpunkt 39, 40 ist geringer als die Summe der Radien der beiden Kreise 37, 38. Vorzugsweise ist der Abstand jedoch nicht geringer als der Radius des größeren Kreises 37 jedenfalls aber nicht geringer als der Radius des kleineren Kreises 38. Auf diese Weise werden sowohl große als auch kleine Greifscheiben entsprechend den Durchmessern der Kreise 37, 38 in dem Greifer 29 alternativ fixiert und sicher gehalten. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Schwenkarm 28 zwei Greifer 29, die zur Schwenkachse 30 um 180° versetzt zueinander angeordnet sind (wie in 1 dargestellt). Dieser sogenannte Doppelgreifer mit an gegenüberliegenden radialen Enden des Schwenkarms 28 angeordneten Greifern 29 baut sehr schmal und kann bei Nichtbenutzung in eine gegenüber der Darstellung in 1 um 90° gedrehte Position geschwenkt werden. Dadurch kann die Gesamtbreite einer Werkzeugmaschine gering gehalten werden.
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Zu dem insoweit veranschaulichten System gehört außerdem ein Werkzeughalter 22 nach 4, der einen Adapter 22-1 für die Aufnahme eines kleineren Werkzeughalters 42 bildet. Der Werkzeughalter 42 weist einen konischen, d.h. kegelstumpfförmigen oder hohlkegelstumpfförmigen Körper 43 auf, der kleiner ist als der Hohlkörper 23 des Adapters 22-1. Außerdem weist der Werkzeughalter 42 eine Greifscheibe 44 auf, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Greifscheibe 24. Die beiden Greifscheiben 24, 44 weisen jeweils an ihrem Außenumfang eine Greifernut auf, deren Durchmesser mit dem Durchmesser des Kreises 37 (Greifernut der Greifscheibe 24) oder mit dem Durchmesser des Kreises 38 (Greifernut der Greifscheibe 44) übereinstimmt.
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Der Adapter 22-1 nach 4 bildet einen Adapter mit einer Werkzeughalteraufnahme für den Werkzeughalter 42. Zu der Werkzeughalteraufnahme gehört ein in 4 gestrichelt veranschaulichter Sitz 45, der durch eine an den Körper 43 angepasste Ausnehmung gebildet ist. Der Adapter 22-1, insbesondere der Körper 23, ist an seiner in 4 linken Stirnseite vorzugsweise offen, so dass Halte- oder Spannmittel eine in dem Körper 43 ausgebildete Spannkontur 46 erreichen können.
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Zu der Werkzeugmaschine 10 kann außerdem eine Winkelkopf 47 gehören, wie er in 5 veranschaulicht ist. Dieser Winkelkopf 47 enthält ein Winkelgetriebe und kann so mit der Arbeitsspindel 16 starr verbunden werden, dass der Winkelkopf 47 und die Arbeitsspindel 16 eine gemeinsam bewegbare Einheit bilden. An seinem freien Ende weist der Winkelkopf eine Werkzeughalteraufnahme 48 zur Aufnahme eines Werkzeughalters 22 oder des Werkzeughalters 42 auf.
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Das Werkzeugmagazin 12 kann bei einer entsprechenden Ausführungsform auch mehrere solcher Winkelköpfe 47 vorhalten, die bedarfsweise ein- und ausgewechselt werden können. Es können Winkelköpfe mit großer Aufnahme für Werkzeughalter 22 und Winkelköpfe mit kleiner Aufnahme für Werkzeughalter 42 vorgesehen sein. Ebenso ist es möglich, Winkelköpfe unterschiedlicher Orientierung vorzusehen. Beispielsweise kann dazu der aus 3 ersichtliche spezielle Adapter 49 vorgesehen sein, der ein Werkzeug 50 mit Werkzeughalter 42 in einer Position hält, in der sein Körper 43 in die entgegengesetzte Richtung weist wie der Körper 23.
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Die insoweit beschriebene Werkzeugmaschine 10 und ihr Werkzeugwechsler 11 arbeiten wie folgt:
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Es wird zunächst davon ausgegangen, dass eines der Werkzeuge 13, 14, 15 in die Arbeitsspindel 1 zu überführen ist. Dieser Vorgang läuft wie bei herkömmlichen Werkzeugmaschinen ab, indem der Portallader 25 zunächst das betreffende Werkzeug 13, 14 oder 15 aufnimmt und an den Greifer 29 übergibt. Die Greifscheibe 24 des betreffenden Werkzeughalters passt in die Greiferkontur 35, so dass der Werkzeughalter 22 zwischen den Fingern 31, 32 sicher gehalten ist. So wird der Werkzeughalter 22 durch Axialhub des Greiferarms 28 in Richtung der Schwenkachse 30 aus dem Portallader 25 heraus und durch 180° Schwenkung des Greiferarms 28 vor die Werkzeughalteraufnahme 19 der Arbeitsspindel 16 positioniert. Durch entgegengesetzten Axialhub des Greiferarms 28 wird der Werkzeughalter 22 in die Werkzeughalteraufnahme 19 eingesetzt und dort gespannt. Eine seitliche Bewegung der Arbeitsspindel 16 in X-Richtung entkoppelt den Werkzeughalter 22 von dem Greifer 29.
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Das Herausführen eines Werkzeugs oder Werkzeughalters 22 aus der Arbeitsspindel 16 läuft in umgekehrter Reihenfolge ab.
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In gleicher Weise wie der Werkzeughalter 22 kann der Winkelkopf 47 in die Arbeitsspindel 16 überführt und mit dieser gekoppelt werden. Ist dieser Winkelkopf 47 zur Aufnahme von Werkzeughaltern 22 mit großer Greifscheibe 24 vorgesehen, kann dies unter Zuhilfenahme der großen Greiferkontur 35 des Werkzeugwechslers 27 erfolgen, indem zunächst die Arbeitsspindel 16 aus der Horizontalposition nach 5 in die Vertikalposition nach 6 verschwenkt wird. Dazu genügt eine 90°-Drehung um die Neigeachse 18. Das nunmehr horizontal und parallel zur Schwenkachse 30 orientierte Werkzeug kann durch Bewegung der Arbeitsspindel 16 in X- und Y-Richtung wiederum mit dem Greifer 29 gekoppelt und von diesem bedient werden, um einen Werkzeugwechsel zu bewirken. Dies erfolgt wie eingangs im Zusammenhang mit dem Werkzeughalter 22 beschrieben.
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Weist der Winkelkopf 47 eine Aufnahme 48 mit geringerer Größe für den Werkzeughalter 42 auf, ist das Werkzeugwechselverfahren modifiziert:
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Der Portallader 25 holt dazu den als Adapter 22-1 anzusehenden Werkzeughalter 22 gemäß 4 bzw. 3 links oben aus der Ablage des Werkzeugmagazins 12 ab und präsentiert die Anordnung, bestehend aus dem Adapter 22-1 und dem Werkzeughalter 42, dem Werkzeugwechsler 27. Dieser nimmt nun mit seiner kleineren Greiferkontur 36 den Werkzeughalter 42 an seiner Greifscheibe 44 auf, die in die kleinere Greiferkontur 36 passt. Durch Axialhub in Richtung der Schwenkachse 30 wird der Werkzeughalter 42 aus dem als Adapter 22-1 dienenden Werkzeughalter 22, d.h. insbesondere dem Sitz 45 herausgeführt und durch 180° -Schwenkung um die Schwenkachse 30 vor die Werkzeughalteraufnahme 48 des Winkelkopfs 47 gemäß 6 positioniert. Durch Axialhub wird der Werkzeughalter 42 in die Werkzeughalteraufnahme 48 eingesetzt. Eine Querbewegung der Arbeitsspindel 16 in X-Richtung entkoppelt den Werkzeughalter 42 von dem Greifer 29.
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Bei diesem Werkzeugwechselvorgang verbleibt der Werkzeughalter 22 als Adapter 22-1 in dem Portallader 25 und wird von diesem bedarfsweise auch leer an die Ablage zurück übergeben.
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Nach diesem Konzept können durch den Portallader 25 und den Werkzeugwechsler 27 eine ganze Anzahl verschiedener Werkzeuge mit kleinerem Maß, wie zum Beispiel der Werkzeughalter 42, nacheinander an den Winkelkopf 47 übergeben und von diesem wieder weg geführt werden. Damit kann die Anzahl der Winkelköpfe von der Anzahl passender Werkzeuge verschieden gewählt werden, und zwar auch dann, wenn die von dem Winkelkopf oder sonstigen Spindelaufsätzen aufzunehmenden Werkzeuge von der in der Arbeitsspindel 16 vorgesehenen Werkzeughalteraufnahme 19 maßlich abweichen.
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Es ist auch die Bedienung von Winkelköpfen mit dem Werkzeugwechsler 27 möglich, bei denen das Werkzeug bei Horizontalposition der Arbeitsspindel 16 gemäß 5 nicht nach oben, sondern nach unten weist. Sollte eine Schwenkbewegung der Arbeitsspindel 16 um 90° nach oben nicht möglich sein, wird die Arbeitsspindel 16 zum Werkzeugwechsel ähnlich wie in 6 nach unten verschenkt. Das Werkzeug zeigt in einem solchen Fall jedoch nach rechts, d.h. von dem Arbeitsraum weg. In diesem Fall kann ein Werkzeugwechsel bewirkt werden, wenn das Werkzeug, wie in 3 ersichtlich, mit dem speziellen Werkzeughalter 49 in einer um 180° verdrehten Position bereitgehalten wird. Der Portallader 25 übernimmt den Werkzeughalter 49 und präsentiert das Werkzeug 50 mit Werkzeughalter 42 in dieser Weise dem Werkzeuggreifer 27. Dieser übernimmt nun das 180°-verdreht positionierte Werkzeug und setzt es in den Winkelkopf 47 gewissermaßen „von hinten“ ein. Während das Einführen des Werkzeughalters 22 in die Arbeitsspindel 16 sonst in einer Hubbewegung in Z-Richtung erfolgt, die von dem Arbeitsraum weg gerichtet ist, erfolgt das Einsetzen des Werkzeugs 50 bzw. Werkzeughalters 42 im Falle des Winkelkopfs mit vom Arbeitsraum weg weisenden Werkzeug in einer Hubbewegung in Z-Richtung, die zum Arbeitsraum hin gerichtet ist.
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Der in 2 veranschaulichte Werkzeuggreifer 29 weist zwei Greiferkonturen 35, 36 auf, die sich vorzugsweise einander überschneidend angeordnet sind. Mit diesem kombinierten Greifer 29 lassen sich Werkzeughalter 22, 42 verschiedener Größen fassen und entsprechend zwischen einer Arbeitsspindel bzw. einem Spindelaufsatz und einem Werkzeugmagazin 12 hin und her transportieren. Das Spektrum der Anwendungsmöglichkeiten der Werkzeugmaschine 10 wird durch die optionale Bedienung von Werkzeughaltern 22, 42 unterschiedlicher Größe wesentlich erweitert.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Werkzeugmaschine
- 11
- Werkzeugwechselvorrichtung
- 12
- Werkzeugmagazin
- 13 - 15
- Werkzeuge
- 16
- Arbeitsspindel
- 17
- Antriebsachse
- 18
- Neigeachse
- 19
- Werkzeughalteraufnahme
- 20, 21
- Werkzeuge
- 22
- Werkzeughalter
- 23
- Körper (z.B. kegelförmig oder hohlkegelförmig)
- 24
- Greifscheiben
- 25
- Portallader
- 26
- Pfeil
- 27
- Werkzeugwechsler
- 28
- Schwenkarm
- 29
- Greifer
- 30
- Schwenkachse (Greiferachse)
- 31, 32
- Finger
- 33, 34
- Schwenkzentren
- 35
- erste Greiferkontur
- 36
- zweite Greiferkontur
- 37, 38
- Kreise
- 39, 40
- Mittelpunkte der Kreise 37, 38
- 41
- Linie, radial zu der Schwenkachse 30
- 42
- Werkzeughalter
- 43
- konischer Körper
- 44
- Greifscheibe
- 45
- Sitz
- 46
- Spannkontur
- 47
- Winkelbohrkkopf
- 48
- Werkzeughalteraufnahme
- 49
- Adapter für Werkzeughalter 42
- 50
- Werkzeug
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102014226969 A1 [0002]