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Hintergrund der Erfindung
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Werkzeugwechsler einer Werkzeugmaschine,
versehen mit einer Palettenwechslervorrichtung, in der eine maschinenseitige
Palette und eine vorbereitungsseitige Palette durch ein Drehteil
um eine Drehwelle gedreht werden, um automatisch gewechselt zu werden.
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Ein
horizontales Bearbeitungszentrum verwendet z. B. manchmal zur Bearbeitung
eines Werkstückes
ein langes Werkzeug, das länger
ist als ein übliches
Werkzeug von Standardgröße. Als
ein Beispiel eines Werkzeugwechslers, der in der Lage ist, automatisch
solche langen Werkzeuge zu wechseln, ist ein Werkzeugwechsler so
aufgebaut, dass ein Lagerungstisch, auf dem eine Mehrzahl langer
Werkzeuge angeordnet sind, durch eine Betätigungseinrichtung zwischen
einer Vorbereitungsposition (Standby-Position) und einer Werkzeugwechselposition
auf einem Bett bewegt wird, um hierdurch einer Spindel zu gestatten,
ein erforderliches Werkzeug zu greifen (siehe z. B. japanische Gebrauchsmustereintragung
Nr. 2532663). Als ein weiteres Beispiel gibt es einen Werkzeugwechsler,
der so aufgebaut ist, dass ein torförmiger Rahmen auf einem Bett
installiert ist und ein Werkzeughalter, der ein langes Werkzeug
hält, an
einer Querstütze
des Rahmens angeordnet ist, um durch eine Betätigungseinrichtung zwischen
dem Bereich außerhalb
des Bearbeitungsbereiches und innerhalb des Bearbeitungsbereiches bewegt
zu werden, um hierdurch eine Spindel zu gestatten, ein erforderliches
Werkzeug zu greifen (siehe z. B. japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift
Nr. Hei 11-58161).
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Beide
der vorerwähnten
herkömmlichen Werkzeugwechsler
erfordern jedoch eine spezielle Betätigungseinrichtung zum Bewegen
des Lagerungstisches und des Werk zeughalters und erfordern außerdem einen
separat vorgesehenen Raum zum Anordnen des großen Lagerungstisches und des
torförmigen
Rahmens auf dem Bett. Dies führt
zu einem Problem der Kostenerhöhung
und der Zunahme der Größe für die gesamte
Maschine.
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Die
vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die vorerwähnte herkömmliche
Situation entwickelt und es liegt ihr die Aufgabe zugrunde, einen Werkzeugwechsler
für eine
Werkzeugmaschine zu schaffen, der in der Lage ist, eine Kostenerhöhung zu unterdrücken und
eine Größenzunahme
für die
Maschine bei der Anordnung des Werkzeugmagazins zu vermeiden.
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Nach
der vorliegenden Erfindung ist ein Werkzeugwechsler einer Werkzeugmaschine
mit einer Palettenwechselvorrichtung versehen, in der eine maschinenseitige
Palette, angeordnet auf Seiten eines Bearbeitungsbereiches, und
eine vorbereitungsseitige Palette, angeordnet auf Seiten eines Vorbereitungsbereiches,
um eine Drehwelle durch ein Drehteil gedreht werden, um automatisch
ausgetauscht zu werden, wobei der Werkzeugwechsler aufweist: ein
Werkzeugmagazin, das zumindest ein Werkzeug hält und in einem Palettendrehbereich
des Drehteiles angeordnet ist, wobei das Werkzeugmagazin durch das
Drehteil drehbar ist, um das Werkzeug in einer Position zu bringen,
in der es einer Spindel, angeordnet auf Seiten des Bearbeitungsbereiches,
zugewandt ist.
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In
dem Werkzeugwechsler nach der vorliegenden Erfindung ist das Werkzeugmagazin
in dem Paletten-Drehbereich des Drehteiles angeordnet und ist durch
das Drehteil bewegbar, um einer Spindel zugewandt zu sein, die auf
Seiten des Bearbeitungsbereiches angeordnet ist. Daher kann ein
toter Raum zwischen der Maschinenseite und der Vorbereitungsseite
wirksam zur Anordnung des Werkzeugmagazines benutzt werden, was
verhindern kann, dass die Größe der Maschine
zunimmt. Außerdem
kann das existierende Drehteil zum Antrieb der Drehung der maschinenseitigen
und vorbereitungsseitigen Paletten wirksam verwendet werden, um
das Werkzeugmagazin auf die Seite des Bearbeitungsbereiches zu bewegen.
Dies kann eine Notwendigkeit für
eine spezielle Betätigungseinrichtung
für das
Werkzeugmagazin beseitigen, um die Kostenreduktion zu realisieren.
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Nach
einer bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist das Werkzeugmagazin, gedreht auf
die Seite des Bearbeitungsbereiches, durch einen Maschinentisch
gelagert, der auf Seiten des Bearbeitungsbereiches angeordnet ist,
um die maschinenseitige Palette zu lagern und der Bearbeitungstisch
und die Spindel sind relativ in Richtungen der X-Achse, Y-Achse
und Z-Achse bewegbar, um es der Spindel zu gestatten, das Werkzeug,
gehalten durch das Werkzeugmagazin, zu ergreifen.
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In
dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
ist das Werkzeugmagazin durch den existierenden Maschinentisch zum
Lagern der maschinenseitigen Palette gelagert. Daher muss die Anzahl
der Teile zur Lagerung des Werkzeugmagazines nicht erhöht werden,
was eine Kostenreduktion gestattet.
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Nach
einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist das Werkzeugmagazin, gedreht auf
die Seite des Bearbeitungsbereiches, fest durch eine Spannvorrichtung positioniert,
die auf dem Maschinentisch angeordnet ist, um die maschinenseitige
Palette fest zu positionieren.
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In
dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
ist das Werkzeugmagazin fest durch die Spannvorrichtung positioniert,
die auf dem Maschinentisch angeordnet ist, um die maschinenseitige
Palette zu positionieren. Daher ist es möglich, die existierende Spannvorrichtung,
wie sie ist zur Positionierung des Werkzeugmagazines zu verwenden,
was eine Kostenreduktion gestattet.
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In
noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung ist das Werkzeugmagazin zwischen einem Paar von Trennplatten
positioniert, die zwischen der maschinenseitigen Palette und der
vorbereitungsseitigen Palette in dem Drehteil voneinander beabstandet
vorgesehen sind, um die Seite des Bearbeitungsbereiches von der
Seite des Vorbereitungsbereiches voneinander zu trennen.
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In
dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
ist das Werkzeugmagazin in dem Paar von Trennplatten, die die Seite
des Bearbeitungsbereiches und die Seite des Vorbereitungsbereiches (Standby-Bereich)
voneinander trennen, aufgenommen. Daher ist es möglich, zu verhindern, dass
Späne und
Kühlmittel
während
der Bearbeitung sich zu dem Werkzeugmagazin verteilen.
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In
noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung ist das Werkzeugmagazin in einem äußeren Endabschnitt in einer
radialen Richtung des Drehteiles angeordnet und das Werkzeug wird
durch das Werkzeugmagazin so gehalten, dass es zu einer Innenseite
in radialer Richtung gerichtet ist.
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In
dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
ist das Werkzeugmagazin in dem äußeren Endabschnitt
in der radialen Richtung des Drehteiles angeordnet und das Werkzeug
ist so angeordnet, dass es zur Innenseite in radialer Richtung gerichtet ist.
Dies macht es möglich,
ein langes Werkzeug, das länger
ist als ein Werkzeug von Standardgröße, effizient aufzunehmen.
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In
noch einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung ist das Werkzeugmagazin in einem äußeren Endabschnitt in einer
radialen Richtung des Drehteiles angeordnet und das Werkzeug wird
durch das Werkzeugmagazin so gehalten, dass es in eine Richtung
gerichtet ist, die die Radialrichtung kreuzt.
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In
dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
wird das Werkzeug so gehalten, dass es in eine Richtung gerichtet
ist, die die Radialrichtung kreuzt. Daher wird ein freier Raum verwendet,
um effizient ein langes Werkzeug aufzunehmen.
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Die
Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen
näher erläutert. Diese
zeigen:
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1 eine
Draufsicht, um einen Werkzeugwechsler eines horizontalen Bearbeitungszentrums nach
einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung zu erläutern;
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2 ist
eine Draufsicht, die einen Werkzeugwechselvorgang des Werkzeugwechslers
zeigt;
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3 ist
eine Draufsicht, die einen Werkzeugwechselvorgang des Werkzeugwechslers
zeigt;
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4 ist
eine Draufsicht, die einen Werkzeugwechselvorgang des Werkzeugwechslers
zeigt;
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5 ist
eine Draufsicht, die einen Werkzeugwechselvorgang des Werkzeugwechslers
zeigt;
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6 ist
eine Draufsicht, die einen Werkzeugwechselvorgang des Werkzeugwechslers
zeigt;
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7 ist
eine Seitenansicht des horizontalen Bearbeitungszentrum;
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8 ist
eine perspektivische Ansicht des horizontalen Bearbeitungszentrums;
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9(a) und 9(b) sind
Ansichten eines Werkzeugmagazines des Werkzeugwechslers;
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10 ist
eine perspektivische Ansicht einer Werkzeughaltevorrichtung und
eines Werkzeughalters des Werkzeugmagazines; und
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11 ist
eine Querschnittsdarstellung einer Spannvorrichtung eines Palettenwechslers
des horizontalen Bearbeitungszentrums.
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Detaillierte Beschreibung
des bevorzugten Ausführungsbeispieles
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Nachfolgend
wird ein Ausführungsbeispiel der
vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
erläutert.
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Die 1 bis 11 sind
Ansichten, um einen Werkzeugwechsler eines horizontalen Bearbeitungszentrums
(Werkzeugmaschine) nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung zu erläutern. 1 ist
eine Draufsicht des horizontalen Bearbeitungszentrums, 2 bis 6 sind
Draufsichten, die Werkzeugwechseloperationen des Werkzeugwechslers
zeigen, 7 und 8 sind eine Seitenansicht
und eine perspektivische Darstellung des horizontalen Bearbeitungszentrums, 9(a) und 9(b) sind
perspektivische Darstellungen des Werkzeugmagazins, 10 ist
eine perspektivische Ansicht der Werkzeughaltevorrichtung und eines Werkzeughalters
und 11 ist eine Querschnittsdarstellung einer Spannvorrichtung
eines Palettenwechslers.
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In
den Zeichnungen bezeichnet 1 das horizontale Bearbeitungszentrum.
Das horizontale Bearbeitungszentrum 1, wenn gesehen von
einer Vorderseite der Maschine, ist so aufgebaut, dass es eine im Wesentlichen
rechteckige, parallelepipedförmige Säule 3 enthält, die
fest auf einem hinteren Endabschnitt 2a eines festen Bettes 2 angeordnet
ist, ein Sattel 4 ist an einer Vorderseite der Säule 3 angeordnet,
um in Richtung einer X-Achse (Rechts- und Links-Richtung) bewegbar
zu sein, ein Spindelkopf 6, mit dem eine Spindel 5 verbunden
ist, ist an dem Sattel 4 angeordnet, so dass er in Richtung
einer Y-Achse (Aufwärt-
und Abwärts-Richtung)
bewegbar ist, und ein Bearbeitungstisch 7 ist vor der Säule 3 auf dem
festen Bett 2 angeordnet, um in Richtung einer Z-Achse
(Vorwärts-
und Rückwärts-Richtung)
bewegbar zu sein.
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Der
Sattel 4 in der Spindel 6 sind bewegbar durch
eine nicht gezeigte Führungsschiene
gelagert und werden durch eine nicht gezeigte Kugelspindel und Servermotor
angetrieben, um eine hin- und hergehende Bewegung auszuführen. Die
Spindel 5 ist drehbar durch den Spindelkopf 6 gelagert
und wird zur Rotation durch einen nicht gezeigten Antriebsmotor
angetrieben. Der Maschinentisch oder Bearbeitungstisch 7 ist
beweglich durch ein Paar linker und rechter Führungsschienen 8 gelagert,
die auf dem festen Bett 2 angeordnet sind, und durch eine
oder mehrere nicht gezeigte Kugelspindeln mit Servermotor angetrieben
werden.
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Ein
Palettenwechsler 10 ist an einem vorderen Abschnitt 2b des
festen Bettes 2 angeordnet. Der Palettenwechsler 10 wechselt
automatisch eine maschinen- oder bearbeitungsseitige Palette 11,
gelagert durch den Maschinen- oder Bearbeitungstisch 7 und
eine vorbereitungsseitige Palette 12 (Standby-seitige Palette),
angeordnet an einer Vorderseite des festen Bettes 2 der
Maschine derart, dass die maschinenseitige Palette 11 und
die vorbereitungsseitige Palette 12 nach oben und unten
durch ein Drehteil bewegt werden, angetrieben durch eine nicht gezeigte
Vertikal- Antriebsvorrichtung
und werden um 180° um
eine Drehwelle 14 durch eine Drehantriebsvorrichtung gedreht.
In der vorbeschriebenen Weise wird ein bearbeitetes Werkstück, eingesetzt
in die maschinenseitige Palette 11, durch ein nachfolgend
bearbeitetes Werkstück,
eingesetzt in die vorbereitungsseitige Palette 12, ersetzt.
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Ein
Trennteil 15 ist zwischen der maschinenseitigen und der
vorbereitungsseitigen Palette 11, 12 in dem Drehteil 13 angeordnet.
Das Trennteil 15 trennt einen Raum über dem Vorderabschnitt 2b des festen
Bettes in eine Seite eines maschinen- oder bearbeitungsseitigen
Bereiches A und einer Seite eines vorbereitungsseitigen Bereiches
B, wodurch Späne und
Kühlmittel
daran gehindert werden, sich während der
Bearbeitung auf die Seite des Vorbereitungsbereiches B zu verteilen.
Das Trennteil 15 ist fixiert, so dass es sich mit dem Drehteil 13 dreht.
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Das
Drehteil 13 besteht aus einem Dreharm 13a, gebildet
in einer im Wesentlichen H-Form
in einer Draufsicht, um mit Bodenflächen der maschinen- und vorbereitungsseitigen
Paletten 11 und 12 sowie den im Wesentlichen halbkreisförmigen Drehtischen 13b, 13c,
befestigt an äußeren Seiten
des Dreharmes 13a in Eingriff bringbar zu sein. Die Drehwelle 14 ist
in der Drehmitte des Dreharms 13a fixiert.
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Außerdem ist
eine Dreh-Weiterschaltvorrichtung 18, die rotierend die
maschinenseitige Palette 11 in eine vorbestimmte Rotationswinkelposition
weiterschaltet und sind vier Spannvorrichtungen 19, die die
maschinenseitige Palette 11 fest positionieren, auf dem
Maschinentisch 7 (siehe 3) angeordnet. Die
Spannvorrichtungen 19 sind an einem Außenumfang der Rotations-Weiterschaltvorrichtung 18 in 90°-Intervallen
angeordnet. Auf Seiten des Vorbereitungsbereiches B ist außerdem eine
Dreh-Weiterschaltvorrichtung 17 angeordnet,
die rotierend die vorbereitungsseitige Palette 12 in eine
vorbestimmte Rotationswinkelposition weiterschaltet.
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Wie
in 11 gezeigt ist, ist jede der Spannvorrichtungen 19 im
Wesentlichen so aufgebaut, dass ein Zylinderteil 20 an
einem Basisteil 20',
befestigt an dem Maschinen- oder
Bearbeitungstisch 7, angeordnet ist, ein Kolben 21 ist
in das Zylinderteil 20 eingesetzt, um zwischen einer Spannposition
(unten) und einer Nichtspannposition (oben) aufwärts und abwärts bewegbar zu sein und eine
Mehrzahl von Verriegelungskugeln 22 sind in dem Zylinderteil 20 angeordnet,
um in radialer Richtung zurück
und vorwärts
bewegbar zu sein. Außerdem
sind ringförmige Positionierteile 23 an
Abschnitten einer Bodenseite der maschinenseitigen Palette 11 korrespondierend zu
den jeweiligen Spannvorrichtungen 19 befestigt und Vertiefungen 23a,
in die die Verriegelungskugeln 22 passend eingesetzt sind,
sind als Aussparung an einer inneren Umfangsfläche des Positionierteiles 23 ausgebildet.
Es wird darauf hingewiesen, dass 11 einen
nicht gespannten Zustand zeigt.
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Wenn
die maschinenseitige Palette 11 gedreht wird, um oberhalb
des Maschinen- oder
Bearbeitungstisches 7 angeordnet zu sein und anschließend nach
unten bewegt wird, ist das Zylinderteil 20 in das Positionierteil 23 eingesetzt,
ein Hydraulikdruck wird anschließend an eine abwärtsseitige
Hydraulikdruckkammer 20a eines Zylinderteiles 20 angelegt,
so dass der Kolben 21 sich nach unten bewegt und die Verriegelungskugeln 22 sind
in die Vertiefungen 23a eingesetzt. Infolgedessen ist die
maschinenseitige Palette 11 fest auf dem Maschinen- oder
Bearbeitungstisch 7 fixiert. Wenn der Hydraulikdruck der
nach unten weisenden Hydraulikdruckkammer 20a gelöst wird
und Öl
in die nach oben gerichtete Hydraulikdruckkammer 20b eingeführt wird,
bewegt sich der Kolben 21 nach oben und die Verriegelungskugeln 22 werden
aus den Vertiefungen 23a gelöst.
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Das
horizontale Bearbeitungszentrum nach diesem Ausführungsbeispiel enthält einen
ersten und einen zweiten Werkzeugwechsler 25, 26.
Wie in 1 gezeigt ist, ist der erste Werkzeugwechsler 25 überwiegend
an einer Seitenfläche
der Säule 3 des festen
Bettes 2 angeordnet und enthält: ein Werkzeugmagazin 25a,
das eine Mehrzahl von Werkzeugen von Standardgröße (nicht gezeigt) hält, die
parallel mit einer Achse der Spindel 5 eingesetzt sind, und
einen Werkzeugwechslerarm (nicht gezeigt), der zwischen dem Werkzeugmagazin 25a und
der Spindel 5 angeordnet ist. Der Werkzeugwechslerarm wechselt
automatisch ein vorhergehendes Bearbeitungswerkzeug, verbunden mit
der Spindel 5, gegen ein nachfolgendes Bearbeitungswerkzeug,
gehalten durch das Werkzeugmagazin 25a, aus.
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Der
zweite Werkzeugwechsler 26 enthält: ein Werkzeugmagazin 28,
indem eine Mehrzahl von langen Werkzeugen T1 bis T4, jedes gebildet
aus einer Bohrstange oder dergleichen, angeordnet sind, wobei eine
Achse desselben horizontal verläuft,
und Werkzeughaltevorrichtungen, die die jeweiligen langen Werkzeuge
T1 bis T4 an dem Werkzeugmagazin halten. Jedes der langen Werkzeuge
T1 bis T4 hat einen größeren Werkzeugdurchmesser
und eine größere Werkzeuglänge als
ein Werkzeug von Standardgröße und ist
z. B. ungefähr
200 mm im maximalen Werkzeugdurchmesser und ungefähr 1000
mm in der maximalen Werkzeuglänge.
Außerdem
hat jedes der langen Werkzeuge T1 bis T4 ein Schneidwerkzeug, fest
mit dem Werkzeughalter 27 verbunden. Der Werkzeughalter 27 hat
einen konischen Abschnitt 27a, der passend in die Spindel 5 eingesetzt wird
und eine Einsetznut 27b in einer Ringform, gehalten durch
die Werkzeughaltevorrichtung 29 (siehe 10).
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Das
Werkzeugmagazin 28 ist so aufgebaut, dass ein Werkzeughalteteil 31 fest
auf einer Lagerungsbasis 30 angeordnet ist und vier Regalabschnitte 31a sind
vertikal beabstandet in dem Werkzeughalteteil 31 vorgesehen.
Die langen Werkzeuge T1 bis T4 werden auf den jeweiligen Regalabschnitten 31a durch
die Werkzeughaltevorrichtungen 29 gehalten. Ein Paar von
Positionierteilen 23', ähnlich den vorerwähnten Positionierteilen 23 ist
fest an einer Bodenfläche
der Lagerungsbasis 30 angeordnet. Das Werkzeugmagazin 28 ist
fest durch die zwei Spannvorrichtungen 19 des Maschinen-
bzw. Bearbeitungstisches 7 über die jeweiligen Positionierteile 23' positioniert.
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Wie
in 10 gezeigt ist, ist die Werkzeughaltevorrichtung 29 so
aufgebaut, dass ein Hauptkörperabschnitt 29d,
befestigt an dem Regalabschnitt 31a, einen Halteabschnitt 29a aufweist,
eingesetzt in einen unteren Rand der Einsetznut 27b des
Werkzeughalters 27 und schwenkbar einen Werkzeughalter 29b lagernd,
eingesetzt in einen oberen Rand der Einsetznut 27b und
der Werkzeughalter 29b wird durch einen Hydraulikzylinderabschnitt 29c angetrieben,
um vorwärts
und rückwärts bewegt
zu werden.
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Das
Trennteil 15 enthält
ein Paar Trennplatten 15a, 15b, deren Nähe zur Außenseite
der Maschine liegende Abschnitte sich weiter von der Drehwelle 14 nach
rechts und links öffnen.
Die jeweiligen Trennplatten 15a, 15b sind mit
dem linken und rechten Drehtisch 13b, 13c verbunden.
Jede der Trennplatten 15a, 15b ist so aufgebaut,
dass eine Fensterplatte 15d, bestehend aus transparentem
Kunststoff, in ein Rahmenteil 15c in einer rechteckigen
Rahmenform eingesetzt ist, wie dies in 8 gezeigt
ist. Diese Fensterplatte 15d gestattet es, dass das Innere der
Maschine von außen
durch diese hindurch sichtbar ist. Außerdem haben der rechte und
der linke Drehtisch 13b, 13c Ausschnittsöffnungen 13b', 13c', die zwischen
den Trennplatten 15a, 15b ausgebildet sind.
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Das
Werkzeugmagazin 28, wenn gesehen von der Vorderseite der
Maschine, ist an dem linken Drehtisch 13b angeordnet, der
zwischen den Trennplatten 15a, 15b, angeordnet
zwischen der maschinenseitigen Palette 11 und der vorbereitungsseitigen Palette 12 angeordnet
ist. Das Werkzeugmagazin 28 ist in radialer Richtung des
Drehtisches 13b in einem äußeren Endabschnitt desselben
angeordnet und die langen Werkzeuge T1 bis T4 sind so angeordnet, dass
sie zur Innenseite in radialer Richtung vom äußeren Endabschnitt des Drehtisches 13b hin
gerichtet sind.
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Lagerungsteile 34, 34,
die das Werkzeugmagazin 28 lagern, sind an den unteren
Kanten der jeweiligen Trennplatten 15a, 15b befestigt.
Die Lagerungsteile 34 sind an der Bodenfläche der
Lagerungsbasis 30 eingesetzt, um das Werkzeugmagazin 28 zu
lagern. Außerdem
sind Trennteile 35, 36 aus Kunststoffmaterial
oder dergleichen zwischen den jeweiligen linken und rechten Trennplatten 15a, 15b und
einer Außenkante
des festen Bettes 2 angeordnet, um jeweils in Kontakt mit
den Trennteilen 15a, 15b zu sein. Durch die Trennteile 35, 36 wird
eine Werkzeuggehäusekammer
C getrennt von der Seite des Bearbeitungsbereiches A und von der
Seite des Vorbereitungsbereiches B, zwischen den Trennplatten 15a, 15b geschaffen,
welches das Ersetzen und die Wartung der langen Werkzeuge T1 bis
T4 von der Außenseite
der Maschine her gestatten.
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In
dem horizontalen Bearbeitungszentrum 1 nach diesem Ausführungsbeispiel
wird ein Werkstück (nicht
gezeigt) derart bearbeitet, dass ein Werkzeug (nicht gezeigt), verbunden
mit der Spindel 5, gedreht wird, während der Bearbeitungs- bzw.
Maschinentisch 7, auf dem das Werkstück angeordnet ist, der Sattel 4 und
der Spindelkopf 6 jeweils relativ zueinander in Richtung
der Z-Achse, der X-Achse und der Y-Achse bewegt werden.
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Zum
Werkzeugwechsel durch den zweiten Werkzeugwechsler 26 bewegt
das Drehteil 13 die maschinenseitigen und vorbereitungsseitigen
Paletten 11, 12 und das Werkzeugmagazin 28 nach
oben und in diesem Zustand dreht sich das Drehteil 13 um 90° im Uhrzeigersinn
(siehe 2). Dies veranlasst das Werkzeugmagazin 28,
sich zur Seite des Bearbeitungsbereiches A zu bewegen, so dass die
Werkzeughalter 27 der jeweiligen langen Werkzeuge T1 bis
T4 der Spindel 5 zugewandt sind. Anschließend bewegt
das Drehteil 13 das Werkzeugmagazin 28 nach unten
und die jeweiligen Positionierteile 23' sind durch die Spannvorrichtungen 19 des
Maschinen- bzw. Bearbeitungstisches 7 fixiert, so dass
das Werkzeugmagazin 28 fest auf dem Maschinen- bzw. Bearbeitungstisch 7 angeordnet
ist.
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Der
Bearbeitungstisch 7 bewegt sich in Richtung der Z-Achse
zur Seite der Spindel 5 und die Spindel 5 bewegt
sich in Richtung der X-Achse und der Y-Achse, um das lange Werkzeug
T1 zu ergreifen (siehe 3). In diesem Fall, wenn ein
langes Werkzeug aus einem vorhergehenden Prozess in der Spindel 5 aufgenommen
ist, wird zuerst das lange Werkzeug aus dem vorhergehenden Prozess
zu dem Werkzeugmagazin 28 zurückgeführt und anschließend in
einem nachfolgenden Verfahrensschritt wird das lange Werkzeug ergriffen.
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Wenn
der Bearbeitungs- bzw. Maschinentisch 7 sich in Richtung
der Z-Achse bewegt, um sich zurück
in eine Palettenwechselposition zu bewegen, wird das Werkzeugmagazin 28 nicht
mehr festgespannt und das Drehteil 13 bewegt sich nach
oben, um das Werkzeugmagazin 28 abzustützen (siehe 4).
Als nächstes
dreht sich das Drehteil 13 um 90° im Gegenuhrzeigersinn. Falls
diese Drehung eine Kollision zwischen dem langen Werkzeug T1, verbunden
mit der Spindel 5, und den Trennplatten 15a, 15b verursachen
würde,
wird zuerst der Sattel 4 in Richtung der X-Achse bewegt,
um das lange Werkzeug T1 zur Seite zu setzen, wie dies in 5 gezeigt
ist.
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Die
Drehung des Drehteiles 13 veranlasst das Werkzeugmagazin 28,
in der Werkzeuggehäusekammer
C aufgenommen zu sein und die maschinenseitige Palette 11 wird
auf dem Bearbeitungs- bzw. Maschinentisch 7 auf Seiten
des Bearbeitungsbereiches A festgespannt. In diesem Zustand wird
das Werkzeug mit dem langen Werkzeug T1 bearbeitet (siehe 6).
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Wie
vorbeschrieben, ist das Werkzeugmagazin 28 nach diesem
Ausführungsbeispiel
im Drehteil 13 angeordnet, das seinerseits zwischen der
maschinenseitigen Seite 11 und der vorbereitungsseitigen Seite
12 angeordnet ist und das Werkzeugmagazin 28 wird durch
das Drehteil 13 gedreht, so dass es der Spindel 5 auf
Seiten des Bearbei tungsbereichs A zugewandt ist. Daher kann ein
toter Raum zwischen der maschinenseitigen und der vorbereitungsseitigen Palette 11, 12 wirksam
zur Anordnung des Werkzeugmagazines 28 verwendet werden,
so dass eine Größenzunahme
der Maschine verhindert werden kann.
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Außerdem kann
das Drehteil 13 des Palettenwechslers 10 zum Antreiben
der Drehung der maschinenseitigen und vorbereitungsseitigen Paletten 11, 12 zur
Bewegung des Werkzeugmagazines 28 zur Seite des Bearbeitungsraumes
A verwendet werden. Dies kann eine Notwendigkeit für eine Betätigungseinrichtung
beseitigen, die für
das Werkzeugmagazin spezialisiert ist, so dass eine Kostenverminderung
möglich
ist.
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Diesem
Ausführungsbeispiel
wird das Werkzeugmagazin 28 durch den existierenden Maschinentisch 7 zum
Lagern der maschinenseitigen Palette 11 abgestützt. Daher
braucht die Anzahl der Teile für
die Lagerung des Werkzeugmagazines 28 nicht erhöht werden,
was zu einer Kostenverminderung beiträgt.
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Das
Werkzeugmagazin 28 ist durch die Spannvorrichtungen 19,
die auf dem Bearbeitungs- bzw. Maschinentisch 7 vorgesehen
sind, fest positioniert, zum Positionieren der maschinenseitigen
Palette 11. Dies gestattet, dass vorhandene, existierende
Spannvorrichtungen 19 zur Positionierung des Werkzeugmagazines 28 verwendet
werden. Auch in dieser Hinsicht kann eine Kostenreduktion erfolgen.
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In
diesem Ausführungsbeispiel
wird das Werkzeugmagazin 28 zwischen dem Paar Trennplatten 15a, 15b,
die die Seite des Bearbeitungsbereiches A und die Seite des Vorbereitungsbereiches
B voneinander trennen, aufgenommen. Dies kann verhindern, dass Späne und Kühlmittel über das
Werkzeugmagazin 28 während
der Bearbeitung sich verbreiten. In diesem Fall ist nur eine Änderung
der Spezifikation des Trennteiles 15 erforderlich, so dass eine
Kostenzunahme für
den gesamten Werkzeugwechsler 26 unterdrückt werden
kann und das Trennteil 15 nach einer Änderung der Spezifikation kann später montiert
werden, um ein ursprünglich
montiertes Trennteil zu ersetzen.
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Außerdem ist
das Werkzeugmagazin 28 in dem äußeren Endabschnitt in radialer
Richtung des Drehteiles 13 angeordnet und die langen Werkzeuge T1
bis T4 sind an geordnet, um in radialer Richtung nach innen gerichtet
zu sein. Dieser Aufbau gestattet eine effiziente Aufnahme und Beherbergung
der langen Werkzeuge T1 bis T4, die eine große Länge haben.
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Übrigens
ist in diesem Ausführungsbeispiel das
Werkzeugmagazin 28 auf dem linken Drehtisch 13b angeordnet,
wenn man von der Vorderseite der Maschine her sieht, aber in der
vorliegenden Erfindung kann ein Werkzeugmagazin 28' auch auf der Seite
des rechten Drehtisches 13c angeordnet sein, wie dies durch
eine unterbrochene Linie in 1 angedeutet
ist. Mit solch einem Aufbau kann die Anzahl der Werkzeuge, die aufgenommen
werden können, verdoppelt
werden.
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Außerdem ist
in dem vorerläuterten
Ausführungsbeispiel
die Beschreibung anhand eines Beispieles vorgenommen, bei dem das
Werkzeugmagazin auf dem Palettenwechsler montiert ist, der zwei Paletten
aufweist. Die vorliegende Erfindung ist aber auch auf einen Palettenwechsler
anwendbar, der drei Paletten aufweist. In diesem Fall können durch
Anordnen des Werkzeugmagazines zwischen den Paletten im Wesentlichen
die gleichen Effekte und Wirkungen erzielt werden, wie sie dem vorbeschriebenen
Ausführungsbeispiel
eignen.
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Außerdem ist
in dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
ein Beispiel erläutert,
bei dem der Maschinen- bzw. Bearbeitungstisch in Richtung der Z-Achse
bewegt, aber die vorliegende Erfindung ist auch auf einen Fall anwendbar,
bei dem die Säule sich
in Richtung der Z-Achse bewegt.
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In
dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel
sind die Werkzeuge T1 bis T4 so angeordnet, dass sie zur inneren
Seite in radialer Richtung des Drehteiles 13 gerichtet
sind, aber im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es auch möglich, dass
die Werkzeuge so angeordnet sind, dass sie in einer Richtung rechtwinklig
zur Radialrichtung sich erstrecken. Entsprechende bevorzugte Ausführungsbeispiele
sind in den Ansprüchen
7 und 8 dargelegt. In diesem Fall werden die Werkzeuge um 90° durch den Maschinen-
bzw. Bearbeitungstisch gedreht, so dass die Werkzeuge der Spindel
zugewandt sind, nachdem das Werkzeugmagazin auf dem Maschinentisch aufgespannt
ist.
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Die
Erfindung kann in anderen speziellen Ausführungsformen verwirklicht werden,
ohne dass vom Wesen oder wesentlichen Merkmalen derselben abgewichen
wird.
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Die
vorliegenden Ausführungsbeispiele
werden daher in jeder Hinsicht als illustrierend und nicht beschränkend angesehen
und der Umfang der Erfindung ist eher in den beigefügten Ansprüchen umrissen
als in der vorangehenden Beschreibung und alle Änderungen, die innerhalb der
Bedeutung und des Äquivalenzbereiches
der Ansprüche
liegen, sind als von diesen umfasst beabsichtigt.