DE19957217B4

DE19957217B4 - Arrangement for the automatic change of tools on a drive spindle of processing machines

Info

Publication number: DE19957217B4
Application number: DE1999157217
Authority: DE
Inventors: Ralf Wagner; Rüdiger HAUSCHILD
Original assignee: ACTech GmbH
Current assignee: ACTech GmbH
Priority date: 1999-11-27
Filing date: 1999-11-27
Publication date: 2005-07-28
Anticipated expiration: 2019-11-28
Also published as: DE19957217A1

Abstract

Anordnung zum automatischen Wechsel von Werkzeugen an einer Antriebsspindel einer Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Werkzeugmaschine zum mehrseitigen Bearbeiten von großen und schweren Werkstücken mit tiefen Konturen, Freiformflächen und Hinterschneidungen, vorzugsweise zum Formstoff – Fräsen für die direkte Herstellung von Formen für Gussteile, wobei die Bearbeitungsmaschine mindestens eine Antriebsspindel mit einer Schnittstelle für ein Werkzeug zum Fräsen oder Bohren aufweist, die einen Führungsabschnitt mit Rastausnehmungen zum formschlüssigen Arretieren der Antriebsspindel in einer definierten Winkelposition aufweist und mit einem das Werkzeug beim automatischen Wechsel haltenden Greifer versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsspindel (3) mit einer Plananlage (14) für das Werkzeug (7) sowie in Axialrichtung endseitig mit einem Spindelzapfen (15) versehen ist, der eine Außenkontur eines Kreiskeilprofils mit Kreiskeilprofilsegmenten (45) in Umfangsrichtung aufweist, wobei das Werkzeug (7) ein Nabenteil (17) mit einer Innenkontur besitzt, die eine an die Außenkontur des Spindelzapfen (15) angepasste Anzahl von Kreiskeilnutsegmenten (48) aufweist und wobei das Werkzeug...arrangement for the automatic change of tools on a drive spindle a processing machine, in particular a machine tool for multi-sided machining of large and heavy workpieces with deep contours, freeform surfaces and undercuts, preferably to the molding material - milling for direct Production of molds for castings, wherein the processing machine with at least one drive spindle with an interface for a tool for milling or drilling, which has a guide portion with recesses for positive locking Locking the drive spindle in a defined angular position and with a tool holding the automatic change Gripper is provided, characterized in that the drive spindle (3) with a plan system (14) for the tool (7) and in the axial direction end with a spindle pin (15), which has an outer contour a circular spline with circular spline segments (45) in the circumferential direction wherein the tool (7) has a hub part (17) with an inner contour owns one to the outer contour the spindle pin (15) adapted number of Kreiskeilnutsegmenten (48) and where the tool ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum automatischen Wechsel von Werkzeugen nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 oder 4.The The invention relates to an arrangement for the automatic change of Tools according to the preamble of claims 1 or 4.

Bekannt sind Bearbeitungsmaschinen, die für den automatischen Wechsel der Werkzeuge eine Motorspindel mit einem integrierten Spannsystem aufweisen, das durch Federkraft Werkzeuge spannt und durch Pneumatik oder Hydraulik Werkzeuge löst. Eine wichtige Voraussetzung für den automatischen Werkzeugwechsel ist das Vorhandensein einer geeigneten Schnittstelle zwischen dem Werkzeug und der Antriebsspindel. Bekannte Schnittstellen bei Werkzeugmaschinen sind zum einen die Steilkegelaufnahme (SK) und zum anderen die Hohlschaftkegelaufnahme (HSK). Für beide Bauarten gibt es mehrere genormte Baugrößen und Modifikationen. Bei der Steilkegelaufnahme wird über geschliffene kegelförmige Paßflächen durch Einzug des Werkzeughalters in die Spindelwelle ein Reibschluß erzeugt, welcher zur Übertragung des Drehmoments dient. Gleichzeitig wird das Werkzeug in der Spindelwelle über die kegelförmigen Paßflächen zentriert und positioniert.Known are processing machines for automatic change the tools have a motor spindle with an integrated clamping system, which is tensioned by spring force tools and by pneumatics or hydraulics Solves tools. A important condition for the automatic tool change is the presence of a suitable Interface between the tool and the drive spindle. Known Interfaces with machine tools are on the one hand the steep taper mount (SK) and on the other hand, the hollow shaft taper (HSK). For both There are several standardized sizes and modifications. In the Steep taper recording is over ground cone-shaped Passing through Indentation of the tool holder in the spindle shaft generates a frictional engagement, which for transmission of the torque is used. At the same time the tool in the spindle shaft on the conical Centered passport surfaces and positioned.

Weitere Modifikationen der Spannaufnahmen verfügen über Klauen, welche einen zusätzlichen Formschluß zum Übertragen hoher Drehmomente herstellen. Nachteilig ist, daß es bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung infolge der hohen Drehzahlen bei der Fliehkraft zur Aufweitung des Konus kommt, die nach dem Anhalten der Spindel wieder zurückgeht und zu einer Presspassung führt, so daß das Werkzeug nur unter Schwierigkeiten wieder gelöst werden kann.Further Modifications of the clamping fixtures have claws, which provide an additional Positive fit for transmission produce high torques. The disadvantage is that it is in the high-speed processing due to the high speeds of centrifugal force to widen the Cone comes back again after stopping the spindle and leads to a press fit, so that Tool can be solved again only with difficulty.

Kennzeichnend für die HSK – Aufnahmen ist die Plananlage zwischen Werkzeug und Antriebsspindel. Diese Verbindung ist sehr steif und erlaubt sehr hohe Drehzahlen.characteristic for the HSK recordings is the plan system between tool and drive spindle. These Connection is very stiff and allows very high speeds.

Antriebsspindeln mit HSK- Aufnahmen werden deshalb bevorzugt in Maschinen zur Hochgeschwindigkeitsbearbeitung eingesetzt.drive spindles with HSK recordings are therefore preferred in machines for high-speed machining used.

Sowohl die SK als auch die HSK – Aufnahmen erfordern einen komplizierten Aufbau der Antriebsspindeln mit einer Hohlwelle und einem Einzugsmechanismus. Die Fertigung einer Spindel für den automatischen Werkzeugwechsel gestaltet sich deshalb sehr kostenintensiv. Gleichzeitig sind die Aktivelemente des Einzugsmechanismus relativ verschleissanfällig. Weiterhin erhöht sich die Masse, der Außendurchmesser und die Länge der Spindel um ca. 30 bis 50% gegenüber einer Spindel mit einem Voll – Wellenquerschnitt. Entsprechend verschlechtert sich das Masse- Leistungsverhältnis des Spindelantriebs.Either the SK as well as the HSK recordings require a complicated structure of the drive spindles with a Hollow shaft and a feeder mechanism. The production of a spindle for the automatic tool change is therefore very costly. At the same time, the active elements of the feed mechanism are relative susceptible to wear. Continue to increase the mass, the outer diameter and the length the spindle by about 30 to 50% compared to a spindle with a full - shaft cross section. Accordingly, the mass-performance ratio of the deteriorated Spindle drive.

Bekannt ist des weiteren aus der WO 9847 655 A1 eine Werkzeugmaschine mit einer automatisch arbeitenden Wechselvorrichtung für Bearbeitungswerkzeuge. Die Wechselvorrichtung umfaßt eine Greiferhand und eine Adaptereinrichtung für die Schnittstelle. Die Schnittstelle weist einen Bajonettverschluß auf, der bei Drehung der Werkzeugspindel mit der Adaptereinrichtung mit dem Bajonett verriegelt wird. Für die Steuerung eines automatischen Werkzeugwechsels sind Sensoren erforderlich, die den Aufbau der Wechselvorrichtung aufwendiger gestalten können. Um eine definierte Lage der Antriebsspindel beim Einrasten des Bajonettverschlusses zu ermöglichen, ist eine Regelung für den Antrieb der Spindel erforderlich. Dabei ist das Bearbeitungswerkzeug drehfest zwischen den Backen der Greiferhand gehalten. Nachteilig ist, daß ein Bajonettverschluß als Schnittstelle bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung weniger gut geeignet ist. Ein wichtiges Kriterium ist hier die Steifigkeit der Spindel einschließlich der Werkzeugaufnahme sowie die Steifigkeit der bewegten Maschinenteile, was bei den bekannten Maschinenspindeln eine große Masse voraussetzt.Known Furthermore, from WO 9847 655 A1 a machine tool with an automatically working changing device for processing tools. The changing device comprises a Gripper hand and an adapter device for the interface. the interface has a bayonet lock, upon rotation of the tool spindle with the adapter device is locked to the bayonet. For the control of an automatic tool change are sensors required, the structure of the changing device consuming can shape. To a defined position of the drive spindle when snapping the bayonet lock to enable is a regulation for the drive of the spindle required. Here is the editing tool rotatably held between the jaws of the gripper hand. adversely is that one Bayonet lock as Interface for high-speed machining less well suitable is. An important criterion here is the rigidity of the Spindle including the Tool holder and the rigidity of the moving machine parts, which in the known machine spindles requires a large mass.

Ganz im Gegensatz dazu fordert die Bearbeitung von komplexen Werkstücken aus leicht zerspanbaren Werkstoffen relativ hohe Vorschubgeschwindigkeiten, wobei hohe Beschleunigungen in den Achsen erforderlich sind. Bei der mehrseitigen Bearbeitung großer Werkstücke in einer Aufspannung sowie bei tiefen Konturen, Freiformflächen und Hinterschneidungen sind außerdem Dreh – und Schwenkachsen erforderlich. Hier sind Masse und Einbauverhältnisse der Antriebsspindel kritische Faktoren. Bei der Bearbeitung derartiger Werkstücke in Verbindung mit einem automatischen Werkzeugwechsel ist der Einsatz der bekannten Antriebsspindeln wegen ihrer relativ großen Masse und ihres großen Platzbedarfs begrenzt.All In contrast, the machining of complex workpieces demands easily machinable materials relatively high feed rates, where high accelerations in the axes are required. at the multi-sided machining of large workpieces in a single clamping and for deep contours, free-form surfaces and undercuts are as well Rotary and swivel axes required. Here are the dimensions and installation conditions of the drive spindle critical factors. In the processing of such workpieces in conjunction with an automatic tool change is the use of the known Drive spindles because of their relatively large mass and their large footprint limited.

Der Erfindung liegt die Aufgaben zugrunde, eine konstruktiv einfache Anordnung zum automatischen Wechsel von Werkzeugen zu schaffen, die einen automatischen Wechsel von Werkzeugen bei der Hochgeschwindigkeitsbearbeitung gewährleistet, wobei die Antriebsspindel wenig Masse aufweisen soll und einen geringen Platzbedarf erfordern soll, um eine hohe Leistungsdichte zu gewährleisten.Of the Invention is based on the tasks, a structurally simple Arrangement for automatically changing tools to create the automatic replacement of tools in high-speed machining guaranteed, where the drive spindle should have little mass and a small Required space is required to ensure a high power density.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Anordnung zum automatischen Wechsel von Werkzeugen mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 4 gelöst.According to the invention Task by an arrangement for the automatic change of tools solved with the features of claims 1 and 4.

Mit Hilfe einer in konzentrischer Form zur Drehachse der Antriebsspindel angeordneten Klemmvorrichtung mit Klemmbacken und Rastelementen ist die Antriebsspindel in einer vorgegebenen Winkelposition arretierbar, wobei das Werkzeug mit einer Greifeinrichtung in Richtung der Achse der Antriebsspindel zuführbar und mit einer definierten rotarischen Bewegung entgegen der Schneidrichtung automatisch kuppelbar beziehungsweise mit einer Drehbewegung in Schneidrichtung entkuppelbar ist. Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann die Spindelwelle der Antriebsspindel als Vollwelle ausgeführt werden, was einen einfachen und raumsparenden Aufbau der Werkzeugmaschine zur Folge hat.With the help of a concentric form to The axis of rotation of the drive spindle arranged clamping device with clamping jaws and locking elements, the drive spindle can be locked in a predetermined angular position, the tool with a gripping device in the direction of the axis of the drive spindle can be fed and automatically coupled with a defined rotarische movement against the cutting direction or uncoupled with a rotational movement in the cutting direction , According to a further embodiment of the invention, the spindle shaft of the drive spindle can be designed as a solid shaft, which has a simple and space-saving construction of the machine tool result.

Die vorgeschlagene Lösung einer massesparenden Bauweise eignet sich infolgedessen besonders für die Bearbeitung von großen und schweren Werkstücken mit tiefen Konturen, Freiformflächen und Hinterschneidungen, bei denen es in der Praxis günstiger ist, die Vorschubbewegungen in das Werkzeug zu legen. Dadurch werden hohe Beschleunigungen in den Achsen der Bearbeitungsmaschine möglich, die zu kürzeren Bearbeitungszeiten führen. Die vorgeschlagen Erfindung eignet sich besonders für das Formstoff – Fräsen für die direkte Herstellung von Formen für Gußteile.The suggested solution a mass-saving design is therefore particularly suitable for the Processing of large and heavy workpieces with deep contours, free-form surfaces and undercuts that make it cheaper in practice is to put the feed movements in the tool. This will be high accelerations in the axes of the machine tool possible, the to shorter ones Lead processing times. The proposed invention is particularly suitable for the molding material - milling for direct Production of molds for Castings.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist eine nicht lagegeregelte Antriebsspindel zum Zwecke des Festsetzens in dem Führungsabschnitt eine Anzahl von n Rastausnehmungen auf, die im Winkel von 360°/n versetzt angeordnet sind. Die Rastausnehmungen sind axial oder radial wirkend, beispielsweise Nuten, Nocken oder Kurven mit prismatischen Führungsflanken, die beim Positionieren mit entsprechenden Rastelementen der Klemmeinrichtung zusammenwirken.To a further embodiment of the invention has a non-position-controlled Drive spindle for the purpose of setting in the guide section a number of n recesses on which offset at an angle of 360 ° / n are arranged. The recesses are axially or radially acting, For example, grooves, cams or curves with prismatic guide edges, when positioning with corresponding locking elements of the clamping device interact.

Das Arretieren der Spindel kann auf einfache Weise durch den Vorschub der Bearbeitungsmaschine erreicht werden, wobei die Spindel durch axialen Vorschub im Leerlauf ohne Drehmoment in die Rastposition eingedreht wird. Alternativ kann die Spindel langsam drehend mit kleinem Drehmoment in die Rastposition überführt werden.The Locking the spindle can be done easily by the feed the processing machine can be achieved, the spindle by axial feed in idle without torque in the detent position is screwed in. Alternatively, the spindle can rotate slowly with small torque can be transferred to the locked position.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung erfolgt das Festsetzen der Antriebsspindel in der Rastposition über eine Klemmvorrichtung mit einer Anzahl von synchron bewegbaren Arbeitszylindern, vorzugsweise mit drei Hydraulik – oder Pneumatikzylindern, welche konzentrisch zur Rotationsachse des Werkzeugs und in Umfangsrichtung in einem gleichmäßigen Winkelabstand versetzt angeordnet sind und radial zur Mittelachse der Klemmvorrichtung wirken. Jeder Arbeitszylinder trägt eine Formbacke mit einem Rastelemente, das formschlüssig mit der jeweiligen Rastausnehmung in dem Führungsabschnitt der Antriebsspindel versperrt werden kann. Die Antriebsspindel kann somit auf eine einfache mechanische Art und Weise in einer vorgeschriebenen Lage festgestellt und in die Werkzeugwechselposition gestellt werden.In In a preferred embodiment of the invention, the setting takes place the drive spindle in the locking position via a clamping device with a number of synchronously movable working cylinders, preferably with three hydraulic - or Pneumatic cylinders which are concentric with the axis of rotation of the tool and offset in the circumferential direction at a uniform angular distance are arranged and radially to the central axis of the clamping device Act. Each working cylinder carries a form jaw with a locking elements, the form-fitting with the respective recess in the guide portion of the drive spindle can be locked. The drive spindle can thus on a simple mechanical manner determined in a prescribed position and placed in the tool change position.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Antriebsspindel einen Spindelantrieb mit einer Regelung zum Einstellen einer definierten Winkelstellung aufweist. Das Werkzeug ist hierbei mit einer definierten Drehbewegung entgegen der Schneidrichtung automatisch kuppelbar beziehungsweise mit einer Drehbewegung in Schneidrichtung entkuppelbar.To Another embodiment of the invention provides that the drive spindle a spindle drive with a control for setting a defined Has angular position. The tool is here with a defined Rotary movement against the cutting direction automatically coupled or decoupled with a rotational movement in the cutting direction.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schnittstelle für die Werkzeugaufnahme des Spindelzapfens die Außenkontur eines Kreiskeilprofils mit Kreiskeilprofilsegmenten aufweist, wobei das Werkzeug eine Nabe mit einer Innenkontur besitzt, die eine an die Außenkontur des Spindelzapfen angepaßte Anzahl von Profilsegmenten mit einem Kreiskeilnutenprofil aufweist. Im Rahmen der Erfindung ist weiter vorgesehen, daß das Werkzeug mit Hilfe des Greifers in Richtung der Drehachse der Antriebsspindel axial zugeführt und gegen die Drehrichtung der Spindelwelle mit einem definierten Drehmoment beaufschlagbar ist.To an advantageous embodiment of the invention is provided that the Interface for the tool holder of the spindle pin the outer contour of a circular spline having circular spline segments, wherein the tool is a hub has an inner contour, the one to the outer contour adapted to the spindle pin Number of profile segments having a Kreiskeilnutenprofil. in the The invention further provides that the tool with the aid of Gripper fed axially in the direction of the axis of rotation of the drive spindle and against the direction of rotation of the spindle shaft with a defined torque can be acted upon.

Die Ausgestaltung der Schnittstelle mit einem Kreiskeilprofil mit Kreiskeilprofilsegmenten hat den Vorteil, daß für die Befestigung des Werkzeuges mit dem Greifer eine geringe Schwenkbewegung ähnlich wie bei einem Bajonettverschluß notwendig ist. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß die Werkzeugaufnahme mit einfachen Mitteln selbstzentrierend ist. Die Bearbeitungsmaschine kann damit bei hohen Drehzahlen schwingungsfrei und mit geringer Unwucht betrieben werden.The Design of the interface with a circular wedge profile with circular spline segments has the advantage that for the attachment the tool with the gripper a small pivoting movement similar to is necessary with a bayonet lock. Another significant advantage is that the tool holder is self-centering with simple means. The processing machine can so that at high speeds vibration-free and with low imbalance operate.

Der besondere Vorteil einer Kreiskeilverbindung ist darin zu sehen, daß die Werkzeugaufnahme sich selbsthemmend verkeilt und in radialer sowie in axialer Richtung Kräfte übertragen werden können.Of the particular advantage of a circular wedge connection can be seen therein that the Tool holder wedged self-locking and in radial as well transmitted forces in the axial direction can be.

Beim automatischen Bearbeiten von Werkstücken kann das Werkzeug mit einer Greifeinrichtung in Richtung der Achse der Antriebsspindel zugeführt und mit einer definierten koaxialen Drehbewegung automatisch gekuppelt oder entkuppelt werden. Schließlich kann die Greifeinrichtung in die Klemmeinrichtung integriert werden. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist ein Wechselgreifer vorgesehen, wobei die Mitnehmer des Drehantriebes der Spannvorrichtung formschlüssig in das Formsegment des Werkzeugs einkuppeln und dieses während des Arretierens und beim Lösevorgang mit einem Drehmoment beaufschlagen.At the Automatic machining of workpieces can be done with the tool a gripping device in the direction of the axis of the drive spindle supplied and automatically coupled with a defined coaxial rotary motion or decoupled. After all the gripping device can be integrated into the clamping device. According to a development of the invention, an exchange gripper is provided, wherein the drivers of the rotary drive of the clamping device in a form-fitting manner Engage the mold segment of the tool and do this during the Arretierens and during the release process apply a torque.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Die zu dem Ausführungsbeispiel gehörenden Zeichnungen zeigen inThe Invention will be explained in more detail below using an exemplary embodiment. The to the embodiment belonging Drawings show in

1 die Motorspindel einer Bearbeitungsmaschine, 1 the motor spindle of a processing machine,

2 die Antriebsspindel mit Klemmvorrichtung und dem Greifer mit dem Werkzeug, 2 the drive spindle with clamping device and the gripper with the tool,

3 die Anordnung gemäß 2 nach dem Werkzeugwechsel, 3 the arrangement according to 2 after the tool change,

4 die Anordnung nach 2 in Rastposition der Antriebsspindel, 4 the arrangement after 2 in locking position of the drive spindle,

5 die Anordnung nach 2 beim Ankuppeln des Werkzeugs, 5 the arrangement after 2 when coupling the tool,

6 die Seitenansicht einer Werkzeugausführung, 6 the side view of a tool design,

7 die perspektivische Ansicht des in 6 in der Seitenansicht gezeigten Werkzeugs, 7 the perspective view of the in 6 in the side view shown tool,

8 eine Klemmbacke mit Rastnase, 8th a jaw with latch,

9 eine Klemmbacke mit Rastbolzen, 9 a jaw with locking bolts,

10 die Seitenansicht eines Werkzeughalters für kleine Bearbeitungswerkzeuge und 10 the side view of a tool holder for small editing tools and

11 eine perspektivische Darstellung des Werkzeughalters gemäß 10 in schematischer Darstellung. 11 a perspective view of the tool holder according to 10 in a schematic representation.

1 zeigt stark schematisiert eine Motorspindel 1 mit einer um eine Drehachse 2 angetriebene Antriebsspindel 3, die aus dem Spindelgehäuse herausgeführt ist. Die Antriebsspindel 3 ist an ihrem abtriebsseitigen Endabschnitt 4 mit einem Führungsabschnitt 5 mit Rastausnehmungen 6 versehen, die zum formschlüssigen Arretieren der Antriebsspindel 3 in einer definierten Winkelposition vorgesehen sind. Die definierte Winkelposition ist erforderlich, um ein Bearbeitungswerkzeug, nachfolgend Werkzeug 7, in einer ebenfalls vorgeschriebenen Lage mit der Antriebsspindel 3 fügen zu können. Die Antriebsspindeln 3 werden im wesentlichen nach zwei unterschiedlichen Ausführungen unterschieden, wobei die eine Ausführung mit einer Regelung des Spindelantriebs zum Einstellen einer definierten Winkelstellung versehen ist. Bei der lagegeregelten Antriebsspindel 3 wird die Position der Spindelwelle für den Werkzeugwechsel in die speicherprogrammierbare Steuerung der Maschine programmiert, wobei beim Werkzeugwechsel die Antriebsspindel 3 stets in die entsprechende Position eindreht und mit vollem Drehmoment gehalten wird. Bei einer wesentlich konstengünstigeren Antriebsspindel 3, die keine Lageregelung besitzt, ist es erforderlich, die Winkelposition mit mechanischen Mitteln einzustellen. 1 shows very schematically a motor spindle 1 with one around a rotation axis 2 driven drive spindle 3 , which is led out of the spindle housing. The drive spindle 3 is at its output side end portion 4 with a guide section 5 with recesses 6 provided for the positive locking of the drive spindle 3 are provided in a defined angular position. The defined angular position is required to tool a machining tool, below 7 , in a likewise prescribed position with the drive spindle 3 to be able to add. The drive spindles 3 are distinguished essentially according to two different embodiments, wherein the one embodiment is provided with a control of the spindle drive for setting a defined angular position. In the position-controlled drive spindle 3 The position of the spindle shaft for the tool change is programmed in the programmable logic controller of the machine, wherein the tool spindle when changing the drive 3 always turned into the appropriate position and held at full torque. In a much konstengünstigeren drive spindle 3 , which has no position control, it is necessary to adjust the angular position by mechanical means.

Zum Festsetzen der Antriebsspindel 3 weist der Führungsabschnitt 5 der Antriebsspindel 3 eine Anzahl n im gleichmäßigen Winkelabstand auf der Mantelfläche versetzt angeordnete axial oder radial wirkende Rastausnehmungen 6, wie Nuten, Nocken oder Kurven mit prismatischen Führungsflanken auf. Die in 1 erkennbare Rastausnehmung 6 weist eine Nut 8 mit keilförmig divergierenden Flanken 9 auf, die zur Führung eines Rastelements 11 dienen, das in 8 und 9 dargestellt ist. Das Rastelement 11 kann durch eine Rastnase 12 in 8 oder einen Rastbolzen 13 in 9 gebildet werden.For fixing the drive spindle 3 has the guide section 5 the drive spindle 3 a number n at a uniform angular distance offset on the lateral surface arranged axially or radially acting recesses 6 , such as grooves, cams or curves with prismatic guide flanks. In the 1 recognizable recess 6 has a groove 8th with wedge-shaped diverging flanks 9 on, to guide a locking element 11 serve that in 8th and 9 is shown. The locking element 11 can by a catch 12 in 8th or a stop bolt 13 in 9 be formed.

Der Führungsabschnitt 5 der Antriebsspindel 3 in 1 wird durch eine wellenabsatzförmige Plananlage 14 begrenzt. In Axialrichtung endseitig ist die Antriebsspindel 3 mit einem Spindelzapfen 15 versehen, der mit einer Schnittstelle für das Werkzeug 7 ausgebildet ist. Das in 7 beispielhaft ausgeführte Werkzeug 7 weist ein Schneidenteil 16 und ein Nabenteil 17 mit einer über die Breite des Schneidenteils 16 hinausragenden Nabenhülse 18 auf. Die Nabenhülse 18 ist auf der Außenseite mit einer umlaufenden Ringnut 19 versehen, was in 6 deutlich erkennbar ist. Durch die Ringnut 19 wird ein Ringbund 21 gebildet wird, der im Bereich seiner Stirnseite mit einem axial angeordneten Formelement 23 in Umfangsrichtung unterbrochen wird. Das Formelement 23 kann eine U-förmige Ausnehmung 23' aufweisen, deren Innenflächen 22 leicht konisch gestaltet sind. Rechtwinklig zur Längserstreckung des Ringbundes 21 ist die Nabenhülse 18 mit einer Planfläche 24 abgeschlossen, die an der in 1 gezeigten Plananlage 14 der Antriebsspindel 3 zur Anlage kommt, wenn das Werkzeug 7 mit der Antriebsspindel 3 gekuppelt ist.The guide section 5 the drive spindle 3 in 1 is made by a wave heel-shaped plan system 14 limited. In the axial direction end is the drive spindle 3 with a spindle pin 15 provided with an interface for the tool 7 is trained. This in 7 exemplified tool 7 has a cutting part 16 and a hub part 17 with one across the width of the cutting part 16 protruding hub sleeve 18 on. The hub shell 18 is on the outside with a circumferential annular groove 19 provide what is in 6 is clearly visible. Through the annular groove 19 becomes a ring collar 21 is formed, in the region of its end face with an axially disposed form element 23 is interrupted in the circumferential direction. The form element 23 can be a U-shaped recess 23 ' have, their inner surfaces 22 are slightly conical. Right-angled to the longitudinal extent of the annular collar 21 is the hub shell 18 with a plane surface 24 completed at the in 1 shown plan system 14 the drive spindle 3 comes to rest when the tool 7 with the drive spindle 3 is coupled.

Zum Ankuppeln des Werkzeugs 7 ist eine Greifeinrichtung 25 mit einem Greifarm 26 vorgesehen, was in 2 und 3 abgebildet ist. In 3 ist die Greiferhand 27 mit Greifklauen 28 erkennbar, die in die Ringnut 19 eingreifen. Seitlich der Greifklauen 28 sind Greiffinger 29 erkennbar, die in U-förmige Ausnehmung 23' eingreifen, die im Ringbund 21 der Nabenhülse 18 angeordnet ist. Aus der angegebenen Darstellung ergibt sich, daß auf diese Weise das Werkzeug 7 und die Antriebsspindel 3 in einer definierten Winkelposition beim Werkzeugwechsel gehalten sind, wenn die Rastelemente 11 der Klemmvorrichtung 31 in die Rastausnehmungen 6 der Antriebsspindel 3 und die Greiffinger 29 der Greifeinrichtung 25 in die U-förmige Ausnehmung 23' des Werkzeugs 7 eingreifen. 2 zeigt die Greifeinrichtung 25 vor dem Werkzeugwechsel, während 3 die Greifeinrichtung 25 nach dem Werkzeugwechsel zeigt.For coupling the tool 7 is a gripping device 25 with a gripper arm 26 provided what is in 2 and 3 is shown. In 3 is the gripper hand 27 with gripping claws 28 recognizable in the annular groove 19 intervention. Side of the gripping claws 28 are gripping fingers 29 recognizable, in U-shaped recess 23 ' intervene in the ring collar 21 the hub shell 18 is arranged. From the given representation it follows that in this way the tool 7 and the drive spindle 3 are held in a defined angular position when changing tools when the locking elements 11 the clamping device 31 in the recesses 6 the drive spindle 3 and the gripper fingers 29 the gripping device 25 in the U-shaped recess 23 ' of the tool 7 intervention. 2 shows the gripping device 25 before the tool change, while 3 the gripping device 25 after the tool change points.

Im umgekehrten Sinn zeigt 3 die Greifeinrichtung 25 vor der Entnahme des Werkzeugs 7 aus der Antriebsspindel 3 beziehungsweise 2 die Entnahme des Werkzeugs 7, was mit ein und derselben Greifeinrichtung 25 vorgenommen werden kann.In the opposite sense shows 3 the gripping device 25 before removing the tool 7 from the drive spindle 3 respectively 2 the removal of the tool 7 , what with one and the same gripping device 25 can be made.

Aus der gezeigten Darstellung wird außerdem deutlich, daß die Entnahme des Werkzeugs 7 aus der Antriebsspindel 3 eine definierte Winkelstellung erforderlich macht, damit die Greiffinger 29 der Greifeinrichtung 25 in das Formelement 23 eingreifen können. Wenn die Antriebsspindel 3 nicht mit der oben erwähnten Regelung für die Lage ausgerüstet ist, wird eine Klemmeinrichtung 31 vorgesehen, die anhand von 2 näher erläutert werden soll. Die Klemmeinrichtung 31 weist auf einer Halteplatte 32 eine Durchgangsöffnung 33 auf, die konzentrisch zur der Drehachse 2 der Antriebsspindel 3 beziehungsweise der Rotationsachse des Werkzeugs 7 angeordnet ist. In konzentrischer Form zur Drehachse 2 der Antriebsspindel 3 ist eine Anzahl von synchron betätigbaren Arbeitszylindern 35 angeordnet.From the illustration shown is also clear that the removal of the tool 7 from the drive spindle 3 requires a defined angular position, so that the gripper fingers 29 the gripping device 25 in the form element 23 can intervene. If the drive spindle 3 is not equipped with the above-mentioned rule for the situation, is a clamping device 31 provided by means of 2 will be explained in more detail. The clamping device 31 points to a holding plate 32 a passage opening 33 on, concentric with the axis of rotation 2 the drive spindle 3 or the axis of rotation of the tool 7 is arranged. In concentric form to the axis of rotation 2 the drive spindle 3 is a number of synchronously actuable working cylinders 35 arranged.

Als Arbeitszylinder 35 werden vorzugsweise Hydraulik – oder Pneumatikzylinder eingesetzt, welche in Umfangsrichtung in einem gleichmäßigen Winkelabstand versetzt angeordnet sind und radial zur Mittelachse 36 der Klemmeinrichtung 31 wirken. Die Arbeitskolben 37 sind jeweils mit einer Klemmbacke 38 ausgerüstet, die mit einem Rastelement 11 versehen ist. Das Rastelement 11 ist in der gezeigten Darstellung eine Rastnase 12, welche eine etwas geringere Breite wie die in 1 gezeigte Nut 8 in dem Führungsabschnitt 5 der Antriebsspindel 3 aufweist.As a working cylinder 35 Hydraulic or pneumatic cylinders are preferably used, which are arranged offset in the circumferential direction at a uniform angular distance and radially to the central axis 36 the clamping device 31 Act. The working pistons 37 are each with a jaw 38 equipped with a locking element 11 is provided. The locking element 11 is a detent in the illustration shown 12 which have a slightly smaller width than the one in 1 shown groove 8th in the guide section 5 the drive spindle 3 having.

Um einen Werkzeugwechsel vornehmen zu können, befindet sich die Klemmeinrichtung 31 mit der Durchgangsöffnung 33 in konzentrischer Lage zur Drehachse 2 der Antriebsspindel 3, wie in 4 dargestellt. Die Arbeitskolben 37 der Arbeitszylindern 35 werden in die pfeilmäßig gekennzeichnete Kolbenrichtung 39 durch Betätigen der Arbeitszylindern 35 bis auf die Tiefe der Nut 8 in der Antriebsspindel 3 vorgeschoben und in dieser Stellung gehalten. Anschließend oder simultan wird der durch den Vorschubpfeil 41 verdeutlichte Vorschub der Antriebsspindel 3 in Betrieb genommen. Dadurch erfolgt gleichzeitig eine gegenseitige axiale und radiale Annäherung der Rastausnehmung 6 mit den Rastelementen 11, die durch die divergierenden Nutflanken 9 bis zum Einrasten der Rastnase 12 in die Nut 8 geführt werden.To make a tool change, there is the clamping device 31 with the passage opening 33 in concentric position to the axis of rotation 2 the drive spindle 3 , as in 4 shown. The working pistons 37 the working cylinders 35 are in the arrow marked piston direction 39 by actuating the working cylinders 35 down to the depth of the groove 8th in the drive spindle 3 advanced and held in this position. Subsequently or simultaneously by the feed arrow 41 clarified feed of the drive spindle 3 put into operation. As a result, a mutual axial and radial approach of the recess occurs simultaneously 6 with the locking elements 11 passing through the diverging groove flanks 9 until the catch clicks into place 12 in the groove 8th be guided.

Das Eindrehen der Antriebsspindel 3 in die Raststellung kann somit einfach durch axialen Vorschub im Leerlauf ohne Drehmoment der Werkzeugmaschine vorgenommen werden. Soweit erforderlich kann die Antriebsspindel 3 langsam drehend mit kleinem Drehmoment bewegt werden, wobei eine Endabschaltung erforderlich ist.The screwing in of the drive spindle 3 in the locking position can thus be made easily by axial feed idle torque of the machine tool. If necessary, the drive spindle 3 be moved slowly rotating with low torque, with an end stop is required.

Nach dem Einfahren der Antriebsspindel 3 können in der Raststellung die zum Werkzeugwechsel erforderlichen Drehmomente übertragen werden. Im Gegensatz zu herkömmlichen Werkzeugmaschinen, wird das Drehmoment nicht mit der Antriebsspindel 3, sondern mit der Greifeinrichtung 25 für das Werkzeug 7 bewerkstelligt, wodurch das Drehmoment wesentlich einfacher regelbar und einstellbar ist. Eine übermäßige Beanspruchung der Werkzeugwechselvorrichtung ist aus diesem Grunde ausgeschlossen.After retraction of the drive spindle 3 can be transmitted in the locking position required for tool change torques. Unlike conventional machine tools, torque is not with the drive spindle 3 but with the gripping device 25 for the tool 7 accomplished, whereby the torque is much easier adjustable and adjustable. Excessive stress on the tool changing device is excluded for this reason.

Zum Werkzeugwechsel wird das Werkzeug 7 mit der Greifeinrichtung 25 gemäß 4 in die pfeilmäßig gekennzeichnete Achsrichtung 42 der Antriebsspindel 3 zugeführt, bis mit der Planfläche 24 des Werkzeugs 7 die Plananlage 14 der Antriebsspindel 3 erreicht ist, was in 5 zeichnerisch verdeutlicht ist. Das automatisch Kuppeln des Werkzeugs 7 erfolgt mit einer definierten Drehbewegung 43 entgegen der Schneidrichtung beziehungsweise mit einer Drehbewegung 44 in Schneidrichtung, wenn das Werkzeug 7 abzukuppeln ist. Die zum Kuppeln erforderlichen Drehmomente werden hierbei nicht durch die Antriebsspindel 3 übertragen, sondern mit der Greifeinrichtung 25 vorgegeben, was insbesondere bei kleinen Spindelabmessungen von Bedeutung ist. Die Antriebsspindel 3 kann somit eine leichte Bauweise und eine geringe Masse aufweisen.For tool change, the tool 7 with the gripping device 25 according to 4 in the arrowed axial direction 42 the drive spindle 3 fed up to the plane surface 24 of the tool 7 the plan system 14 the drive spindle 3 what is achieved in 5 illustrated by drawings. The automatic coupling of the tool 7 takes place with a defined rotational movement 43 against the cutting direction or with a rotary movement 44 in the cutting direction when the tool 7 disconnect is. The torques required for coupling are not affected by the drive spindle 3 transferred, but with the gripping device 25 predetermined, which is particularly important for small spindle dimensions. The drive spindle 3 can thus have a lightweight construction and a low mass.

Um eine drehfeste Vereinigung der Antriebsspindel 3 mit dem Werkzeug 7 zu gewährleisten, ist diese an ihrem abtriebsseitigen Endabschnitt 4 mit einem Spindelzapfen 15 versehen, der als Schnittstelle für das Werkzeug 7 ausgebildet ist. Die Schnittstelle des Spindelzapfens 15 weist die Außenkontur eines Kreiskeilprofils 45 mit mindestens drei Kreiskeilprofilsegmenten 46 in Umfangsrichtung auf, was in 1 erkennbar ist. Das in 7 gezeichnete Werkzeug 7 weist in der Nabenbohrung 47 eine Innenkontur mit mindestens drei Kreiskeilnutsegmenten 48 auf, die aus Kreiskeilnuten 49 gebildet sind. Eine Kreiskeilverbindung ist an sich bekannt und braucht an dieser Stelle nicht weiter ausgeführt werden.To a non-rotatable union of the drive spindle 3 with the tool 7 to ensure this is at its output side end portion 4 with a spindle pin 15 provided as an interface for the tool 7 is trained. The interface of the spindle pin 15 indicates the outer contour of a circular wedge profile 45 with at least three circular spline segments 46 in the circumferential direction on what is in 1 is recognizable. This in 7 drawn tool 7 points in the hub bore 47 an inner contour with at least three Kreiskeilnutsegmenten 48 on, from Kreiskeilnuten 49 are formed. A circular wedge connection is known per se and need not be further elaborated at this point.

Die Kreiskeilverbindung mit Kreiskeilprofilsegmenten 46, 48 hat den Vorteil, daß das Werkzeug 7 mit Hilfe des Greifarms 26 gegen oder in Drehrichtung der Antriebsspindel 3 mit einer Rotationsänderung in einem Winkelbereich kleiner als 120° kuppelbar und mit einem definierten Drehmoment beaufschlagbar ist.The circular wedge connection with circular spline segments 46 . 48 has the advantage that the tool 7 with the help of the gripper arm 26 against or in the direction of rotation of the drive spindle 3 with a change in rotation in an angular range smaller than 120 ° can be coupled and acted upon by a defined torque.

Eine Vereinfachung der Anordnung zum Werkzeugwechsel kann dadurch erreicht werden, daß die Klemmeinrichtung 31 und die Greifeinrichtung 25 in einen gemeinsamen Wechselgreifer integriert sind, was zeichnerisch nicht weiter ausgeführt ist.A simplification of the arrangement for tool change can be achieved, that the clamping device 31 and the gripping device 25 are integrated into a common change gripper, which is not further developed in the drawing.

Der Werkzeugwechsel kann bei einer Werkzeugmaschine auf kleinstem Raum bei geringer Baugröße realisiert werden. Neben der konstruktiven Vereinfachung und der Leistungssteigerung zeichnet sich die Erfindung durch eine Unempfindlichkeit gegenüber nicht – schmierenden oder abrasiv wirkenden Bearbeitungsrückständen aus, die insbesondere bei der Bearbeitung von Formstoffen bei der Herstellung von Formen für die Produktion von Gußteilen entstehen können. Damit bei kleiner Baugröße und geringem Gewicht Werkzeuge 7 mit geringen Werkzeugabmessungen eingesetzt werden können, ist ein in 11 gezeichneter Werkzeughalter 51 vorgesehen, der mit einer Nabe 52 und einer im oberen Teil der Nabe 52 umlaufenden Ringnut 19 ausgebildet ist, wobei die Ringnut 19 mit einem Formelement 23 in der oben beschriebenen Weise unterbrochen ist. Die Innenkontur der Nabe 52 ist mit den Kreiskeilnutsegmenten 48 ausgebildet. In Werkzeugrichtung weist der Werkzeughalter 51 nach 10 einen Hohlschaft 53 zur Aufnahme eines Werkzeugschaftes 54 auf, der in der vorliegenden Zeichnung strichpunktiert angedeutet ist. Mit Hilfe des Werkzeughalters 52 können sehr kleine Werkzeuge 7 mittels der Greifeinrichtung 25 in den automatischen Werkzeugwechsel einbezogen werden. Dadurch kann der Werkzeugwechsel von Hand vermieden werden.The tool change can be realized in a small machine in a small size with a machine tool. In addition to the structural simplification and the increase in performance, the invention is characterized by its insensitivity to non-lubricating or abrasive processing residues, which can be produced in particular during the processing of molded materials in the production of molds for the production of castings. So with small size and low weight tools 7 can be used with small tool dimensions, is an in 11 drawn tool holder 51 provided with a hub 52 and one in the upper part of the hub 52 circumferential annular groove 19 is formed, wherein the annular groove 19 with a form element 23 is interrupted in the manner described above. The inner contour of the hub 52 is with the circular keyway segments 48 educated. In the tool direction, the tool holder 51 to 10 a hollow shaft 53 for receiving a tool shank 54 on, which is indicated by dash-dotted lines in the present drawing. With the help of the tool holder 52 can be very small tools 7 by means of the gripping device 25 be included in the automatic tool change. As a result, the tool change can be avoided by hand.

Claims

Anordnung zum automatischen Wechsel von Werkzeugen an einer Antriebsspindel einer Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Werkzeugmaschine zum mehrseitigen Bearbeiten von großen und schweren Werkstücken mit tiefen Konturen, Freiformflächen und Hinterschneidungen, vorzugsweise zum Formstoff – Fräsen für die direkte Herstellung von Formen für Gussteile, wobei die Bearbeitungsmaschine mindestens eine Antriebsspindel mit einer Schnittstelle für ein Werkzeug zum Fräsen oder Bohren aufweist, die einen Führungsabschnitt mit Rastausnehmungen zum formschlüssigen Arretieren der Antriebsspindel in einer definierten Winkelposition aufweist und mit einem das Werkzeug beim automatischen Wechsel haltenden Greifer versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsspindel (3) mit einer Plananlage (14) für das Werkzeug (7) sowie in Axialrichtung endseitig mit einem Spindelzapfen (15) versehen ist, der eine Außenkontur eines Kreiskeilprofils mit Kreiskeilprofilsegmenten (45) in Umfangsrichtung aufweist, wobei das Werkzeug (7) ein Nabenteil (17) mit einer Innenkontur besitzt, die eine an die Außenkontur des Spindelzapfen (15) angepasste Anzahl von Kreiskeilnutsegmenten (48) aufweist und wobei das Werkzeug (7) mit Hilfe des Greifarms (26) gegen oder in Drehrichtung der Antriebsspindel (3) mit einer Rotationsänderung in einem Winkelbereich kleiner als 120° gegenüber der Antriebsspindel (3) verdrehbar und mit einem definierten Drehmoment beaufschlagbar ist, wobei in konzentrischer Form zur Achse der Antriebsspindel (3) eine Klemmeinrichtung (31) mit Klemmbacken (38) vorgesehen ist, welche Rastelemente (11) mit einer Gegenkontur zu den Rastausnehmungen (6) zum Arretieren der Antriebsspindel (3) in der vorgegebenen Winkelposition enthalten, wobei das Werkzeug (7) mit der Greifeinrichtung (25) in Richtung der Achse der Antriebsspindel (3) zuführbar und mit einer definierten koaxialen Drehbewegung (43) entgegen der Schneidrichtung automatisch kuppelbar beziehungsweise mit einer Drehbewegung (44) in Schneidrichtung bei einem Winkel unter 120° entkuppelbar ist.Arrangement for automatically changing tools on a drive spindle of a processing machine, in particular a machine tool for multi-sided machining of large and heavy workpieces with deep contours, free-form surfaces and undercuts, preferably to molding material - milling for the direct production of molds for castings, wherein the processing machine at least one Drive spindle with an interface for a tool for milling or drilling, which has a guide portion with locking recesses for positive locking of the drive spindle in a defined angular position and is provided with a tool holding the automatic change gripper, characterized in that the drive spindle ( 3 ) with a plan system ( 14 ) for the tool ( 7 ) and in the axial direction end with a spindle pin ( 15 ), which has an outer contour of a circular spline profile with circular spline segments ( 45 ) in the circumferential direction, wherein the tool ( 7 ) a hub part ( 17 ) has an inner contour, the one to the outer contour of the spindle pin ( 15 ) adapted number of Kreiskeilnutsegmenten ( 48 ) and wherein the tool ( 7 ) with the help of the gripper arm ( 26 ) against or in the direction of rotation of the drive spindle ( 3 ) with a rotation change in an angular range smaller than 120 ° with respect to the drive spindle ( 3 ) is rotatable and acted upon by a defined torque, wherein in concentric form to the axis of the drive spindle ( 3 ) a clamping device ( 31 ) with jaws ( 38 ) is provided, which locking elements ( 11 ) with a counter contour to the recesses ( 6 ) for locking the drive spindle ( 3 ) in the predetermined angular position, the tool ( 7 ) with the gripping device ( 25 ) in the direction of the axis of the drive spindle ( 3 ) and with a defined coaxial rotary motion ( 43 ) automatically coupled against the cutting direction or with a rotary movement ( 44 ) can be uncoupled in the cutting direction at an angle of less than 120 °.

Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer nicht lagegeregelten Antriebsspindel (3), zum Festsetzen, der Führungsabschnitt (5) der Spindelwelle n im Winkel von 360°/n versetzt angeordnete, axial oder radial wirkende Rastausnehmungen (6) wie Nuten, Nocken oder Kurven mit prismatischen Führungsflanken (9) aufweist, die zur Übertragung des Drehmoments und beim Positionieren mit entsprechenden Klemmbacken (38) mit Rastelementen (11) zusammenwirken, wobei das Eindrehen der Antriebsspindel (3) durch axialen Vorschub im Leerlauf ohne Drehmoment oder langsam drehend mit kleinem Drehmoment ausführbar ist.Arrangement according to claim 1, characterized in that in a non-position-controlled drive spindle ( 3 ), for fixing, the guide section ( 5 ) of the spindle shaft n offset at an angle of 360 ° / n, axially or radially acting recesses ( 6 ) such as grooves, cams or curves with prismatic guide flanks ( 9 ) for transmitting the torque and when positioning with corresponding jaws ( 38 ) with locking elements ( 11 ), whereby the screwing in of the drive spindle ( 3 ) by axial feed idle without torque or slowly rotating with small torque is executable.

Anordnung nach Anspruch 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Festsetzen der Antriebsspindel 3 über die Klemmeinrichtung (31) mit einer Anzahl von synchron bewegbaren Arbeitszylindern (35), vorzugsweise mit drei Hydraulik – oder Pneumatikzylindern erfolgt, welche konzentrisch zur Rotationsachse (34) des Werkzeugs (7) und in Umfangsrichtung in einem gleichmäßigen Winkelabstand versetzt angeordnet sind und radial zur Mittelachse (36) der Klemmeinrichtung (31) wirken, wobei jeder Arbeitszylindern (35) eine Klemmbacke (38) trägt.Arrangement according to claim 1 to 2, characterized in that the setting of the drive spindle 3 via the clamping device ( 31 ) with a number of synchronously movable working cylinders ( 35 ), preferably with three hydraulic or pneumatic cylinders which are concentric with the axis of rotation ( 34 ) of the tool ( 7 ) and offset in the circumferential direction at a uniform angular distance and radially to the central axis ( 36 ) of the clamping device ( 31 ), whereby each working cylinder ( 35 ) a jaw ( 38 ) wearing.

Anordnung zum automatischen Wechsel von Werkzeugen an einer Antriebsspindel einer Bearbeitungsmaschine, insbesondere einer Werkzeugmaschine zum mehrseitigen Bearbeiten von großen und schweren Werkstücken mit tiefen Konturen, Freiformflächen und Hinterschneidungen, vorzugsweise zum Formstoff – Fräsen für die direkte Herstellung von Formen für Gussteile, wobei die Bearbeitungsmaschine mindestens eine Antriebsspindel mit einer Schnittstelle für ein Werkzeug zum Fräsen oder Bohren aufweist, die mit einem das Werkzeug beim automatischen Wechsel haltenden Greifer versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsspindel (3) mit einer Plananlage (14) für das Werkzeug (7) sowie in Axialrichtung endseitig mit einem Spindelzapfen (15) versehen ist, der die Außenkontur eines Kreiskeilprofils mit Kreiskeilprofilsegmenten (45) in Umfangsrichtung aufweist, wobei das Werkzeug (7) ein Nabenteil (17) mit einer Innenkontur besitzt, die eine an die Außenkontur des Spindelzapfen (15) angepasste Anzahl von Kreiskeilnutsegmenten (48) aufweist und wobei das Werkzeug (7) mit Hilfe des Greifarms (26) gegen oder in Drehrichtung der Antriebsspindel (3) mit einer Rotationsänderung in einem Winkelbereich kleiner als 120° gegenüber der Antriebsspindel (3) verdrehbar und mit einem definierten Drehmoment beaufschlagbar ist, wobei die Antriebsspindel (3) einen Spindelantrieb mit einer Regelung zum Einstellen einer definierten Winkelstellung aufweist.Arrangement for automatically changing tools on a drive spindle of a processing machine, in particular a machine tool for multi-sided machining of large and heavy workpieces with deep contours, free-form surfaces and undercuts, preferably to molding material - milling for the direct production of molds for castings, wherein the processing machine at least one Drive spindle with an interface for a tool for milling or drilling, which is provided with a tool holding the automatic change gripper, characterized in that the drive spindle ( 3 ) with a plan system ( 14 ) for the tool ( 7 ) and in the axial direction end with a spindle tap ( 15 ), the outer contour of a circular spline profile with circular spline segments ( 45 ) in the circumferential direction, wherein the tool ( 7 ) a hub part ( 17 ) has an inner contour, the one to the outer contour of the spindle pin ( 15 ) adapted number of Kreiskeilnutsegmenten ( 48 ) and wherein the tool ( 7 ) with the help of the gripper arm ( 26 ) against or in the direction of rotation of the drive spindle ( 3 ) with a rotation change in an angular range smaller than 120 ° with respect to the drive spindle ( 3 ) is rotatable and acted upon by a defined torque, wherein the drive spindle ( 3 ) has a spindle drive with a control for setting a defined angular position.

Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der lagegeregelten Antriebsspindel (3) die Position der Spindelwelle für den Werkzeugwechsel in die speicherprogrammierbare Steuerung der Maschine programmierbar ist, wobei beim Werkzeugwechsel die Antriebsspindel (3) stets in die entsprechende Position eindrehbar und mit vollem Drehmoment angehalten ist.Arrangement according to claim 4, characterized in that in the position-controlled drive spindle ( 3 ) the position of the spindle shaft for the tool change in the programmable logic controller of the machine is programmable, wherein during the tool change the drive spindle ( 3 ) is always screwed into the appropriate position and stopped with full torque.

Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle des Werkzeugs (7) als Nabenteil (17) ausgebildet ist, deren Innenkontur mit mindestens drei Kreiskeilnutsegmenten (48) mit Kreiskeilnuten (49) ausgebildet ist.Arrangement according to one of claims 1 to 5, characterized in that the interface of the tool ( 7 ) as hub part ( 17 ) is formed, the inner contour with at least three Kreiskeilnutsegmenten ( 48 ) with circular keyways ( 49 ) is trained.

Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (7) einen Ringbund (21) mit einer Planfläche (24) enthält.Arrangement according to one of claims 1 to 6, characterized in that the tool ( 7 ) an annular collar ( 21 ) with a plane surface ( 24 ) contains.

Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (7) im Ringbund (21) oder in Verlängerung des Nabenteils (17) mit einer Ringnut (19) für den Wechselgreifer und mit Formelementen (23) für die Positionierung und Übertragung von Drehmomenten versehen ist.Arrangement according to one of claims 1 to 7, characterized in that the tool ( 7 ) in the collar ( 21 ) or in extension of the hub part ( 17 ) with an annular groove ( 19 ) for the change gripper and with form elements ( 23 ) is provided for the positioning and transmission of torques.

Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmvorrichtung (31) in einen Wechselgreifer integriert ist, wobei die Mitnehmer des Drehantriebes der Spannvorrichtung formschlüssig in das Formsegment des Werkzeugs (7) einkuppeln und dieses während des Arretierens und beim Lösevorgang mit einem Drehmoment beaufschlagbar ist.Arrangement according to one of claims 1 to 8, characterized in that the clamping device ( 31 ) is integrated in an exchange gripper, wherein the drivers of the rotary drive of the clamping device form-fitting manner in the mold segment of the tool ( 7 Engage and this is acted upon during the locking and during the release process with a torque.

Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsspindel (3) als Vollwelle ausgeführt ist.Arrangement according to one of claims 1 to 9, characterized in that the drive spindle ( 3 ) is designed as a solid shaft.

Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass anstelle des Werkzeuges (7) ein Werkzeughalter (51) vorgesehen ist, der mit einer adäquaten Schnittstelle für den Spindelzapfen (15) ausgebildet ist.Arrangement according to one of claims 1 to 10, characterized in that instead of the tool ( 7 ) a tool holder ( 51 ) provided with an adequate interface for the spindle journal ( 15 ) is trained.