DE3317554C2 - - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Bearbeitungszentrum zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei Werkzeugmaschinen bzw. Bearbeitungszentren zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken werden bisher verschiedene Werkzeugwechselsysteme ver­ wendet, die im wesentlichen in vier Systemtypen unterteilbar sind.

Gemäß einem ersten Werkzeugwechselsystem ist das Werkzeugmagazin als starres Element ortsfest an einem der Werkzeugspindel entfernten Bereich ange­ ordnet. Die Werkzeugspindel ist in Richtung des Magazins hin und her verfahrbar, wobei die Werkzeug­ spindel an jedem Werkzeugplatz des Magazins ein Werkzeug entnehmen bzw. ablegen kann. Dieses System ist zwar in der Herstellung kostengünstig und hat den weiteren Vorteil, daß das Magazin außerhalb des Spänebereiches angeordnet ist, hat jedoch den erheblichen Nachteil, daß die Werkzeugwechselzeit sehr lang ist, da während der Bearbeitung mit einem Werkzeug innerhalb des Magazins kein Such­ lauf bezüglich eines danach zu entnehmenden Werk­ zeugs vorgesehen ist.

Bei einem zweiten System, das ähnlich wie das erste System aufgebaut ist, ist zusätzlich das Werkzeug­ magazin in sich derart drehbar, daß das jeweils zu verwendende Werkzeug innerhalb des Magazins in eine bestimmte Übergabeposition gebracht wird, aus der die Werkzeugspindel sich das Werkzeug holt und in die sie es wieder ablegt. Da dies bedeutet, daß die Werkzeugspindel nach dem Ablegen eines Werkzeugs in Übernahmeposition so lange gehalten werden muß, bis das folgende Werkzeug innerhalb des Magazins in die Übergabeposition gebracht wird, ergeben sich im wesentlichen dieselben Nachteile, denn auch hier ist wegen des fehlenden Suchlaufes während der Bearbeitung die Werkzeugwechselzeit nach wie vor erheblich.

Bei einem dritten System ist das ebenfalls ortsfeste, jedoch in sich drehbare Werkzeugmagazin in bezug auf die nur in Z-Richtung verfahrbare Werkzeug­ spindel derart angeordnet, daß die umlaufende Magazinbahn an einer Übergabeposition die Vor­ schubbewegungsachse der Werkzeugspindel schneidet. Da also das Werkzeugmagazin drehbar ist und mit seiner Führungsbahn die Spindelachse durchläuft und damit diese Übergabeposition gleichzeitig die Bearbeitungsposition ist, bedeutet dies, daß nach dem Einbringen des betreffenden Werkzeuges in die Übergabeposition innerhalb des Magazins die Werkzeugspindel auf dem Weg in ihre Bearbeitungs­ stellung das betreffende Werkzeug mitnimmt bzw. mit diesem gekuppelt wird. Damit ist zwar, obwohl kein Suchlauf erfolgt, ein wesentlich schnellerer Werkzeugwechsel erreicht, da die der Übernahme nach­ folgende Bewegung der Werkzeugspindel von einer Übergabeposition in eine Bearbeitungsposition ent­ fällt, da diese hier zusammenfallen. Nachteilig hieran ist jedoch die Tatsache der Nähe des Magazins zur Bearbeitungsposition, da die Verschmutzungsgefahr der Werkzeughälfte im Magazin erheblich ist. Außer­ dem ergeben sich bei der Bearbeitung sogenannte Störkanten, d. h. die dem gerade verwendeten Werkzeug im Magazin benachbarten Werkzeuge können, wenn sie lang und/oder breit ausgebildet sind, die Bearbeitung des Werkstücks hindern bzw. dessen Bearbeitungsmöglichkeiten einschränken. Außerdem ist die Schnelligkeit des Werkzeugwechsels wesent­ lich von der Organisation bezüglich der Anordnung der einzelnen Werkzeuge im Magazin und deren Aufeinanderfolge bei der Bearbeitung abhängig. Mit anderen Worten, der Werkzeugwechsel ist nur dann schnell, wenn zur Bearbeitung ein jeweils dem vorhergehenden Werkzeug naheliegendes Werkzeug verwendet werden kann.

Bei einem vierten System ist das Werkzeugmagazin ebenfalls ortsfest und in sich drehbar, jedoch wiederum an einer von der Werkzeugspindel ent­ fernten Stelle angeordnet. Zwischen Werkzeugspindel und einer Übergabeposition im Magazin ist ein Manipulator bspw. in Form eines Doppelarmgreifers angeordnet, der beidendig Werkzeuge aufnehmen kann, d. h., der bei einem Werkzeugwechsel mit dem einen Ende das abgearbeitete Werkzeug von der Werkzeug­ spindel und mit dem anderen Ende das folgende Werk­ zeug aus dem Magazin nimmt, eine etwa bspw. 180°-Drehung vollzieht und das abgearbeitete Werkzeug ins Magazin und das neue folgende Werk­ zeug auf die Werkzeugspindel setzt. Vorteilhaft hierbei ist der sehr schnelle Werkzeugwechsel, da während der Bearbeitung mit der Werkzeugspindel ein Suchlauf innerhalb des Magazins erfolgen kann, derart, daß das benötigte folgende Werkzeug während der Bearbeitung des Werkstücks in die Übergabe­ position gebracht wird. Außerdem sind auch hier die Werkzeuge außerhalb des Spänebereiches, was auch zur Folge hat, daß keine Störkanten auftreten. Nachteilig hieran ist jedoch der konstruktive und damit finanzielle Aufwand, da der Doppelarmgreifer mindestens drei elektromechanisch, hydraulisch od. dgl. angetriebene Bewegungen ausführen muß, nämlich eine Greif- und Loslaßbewegung bezüglich der Werk­ zeuge, eine senkrecht zur Werkzeugspindelachse gerichtete hin- und hergehende Bewegung zum Entnehmen und Aufsetzen der Werkzeuge und eine Drehbewegung zum Überbringen der Werkzeuge von der Werkzeugspindel zum Magazin bzw. umgekehrt.

Durch die DE 29 45 770 A1 ist ein gattungsgemäßes Bearbeitungzentrum bekanntgeworden. Es besitzt ein kreisförmiges Magazin, in welchem sich Werkzeugträger befinden, die mit Hilfe eines Sternrads antreibbar sind. Jeder Werkzeugträger trägt einen drehbaren Werkzeughalter, der seinerseits das Werkzeug aufnimmt. Aus diesem Grunde kann das Sternrad während der Bearbeitung eines Werkstücks nicht weitergedreht werden. Um einen Werkzeugwechsel durchzuführen, muß man zunächst die Werkzeugspindel vom Werkzeughalter lösen. Nunmehr kann über das Sternrad der nächste Werkzeughalter mit seinem Werkzeugträger unter die Werkzeugspindel gefahren werden. Im Mittel betrachtet führt dies zu relativ langen Werkzeugwechselzeiten.

Durch die DE-OS 17 52 605 ist ein anderes Bearbeitungszentrum mit einem Werkzeugmagazin bekanntgeworden. Die das Werkzeug tragenden Halter werden dabei entlang einer ovalen Bahn verschoben, wobei ein gerades Mittelstück der ovalen Bahn mit Hilfe eines Werkzeug-Übertragungsarms parallel zu sich und gegen zwei Spindeln des Bearbeitungszentrums hin verschoben werden kann. Dies hat zur Folge, daß die endlose Antriebskette über dieses gerade Teilstück der ovalen Bahn nicht geführt werden kann. Infolgedessen muß man die Halter rechtzeitig vor Erreichen des beweglichen Schienenstücks am Übertragungsarm von der Antriebskette abkuppeln. Ein Weitertransport ist nur dadurch möglich, daß man mehrere Halter gegeneinander laufen läßt und der letzte mit der Antriebskette noch gekuppelte Halter alle in Vorschubrichtung vor ihm liegenden Halter vor sich herschiebt.

Auf dem beweglichen Schienenstück der Wechselstation müssen sich zwei Halter befinden, wobei einer leer ist und der andere das als nächstes benötigte Werkzeug trägt. Der leere Halter übernimmt das ausgebrauchte Werkzeug. Zunächst muß letzteres aus der Spindel entnommen werden. Anschließend kann dann nach einer entsprechenden Querverfahrung des Halters das nächste Werkzeug eingewechselt werden. Währenddessen ist ein Weitertransport aller Halter auf der ovalen Bahn des Magazins nicht möglich. Diese Konstruktion ist sehr kompliziert und dementsprechend auch störanfällig. Wenn sich in Umlaufrichtung gesehen das als nächstes einzuwechselnde Werkzeug nicht auf dem auf den leeren Halter folgenden Halter befindet, so kann man es erst dann in eine für die Übergabe geeignete Position auf das bewegliche Schienenstück bringen, wenn man zunächst das ausgebrauchte Werkzeug mit seinem leeren Halter aus der Spindel geholt, den Übertragungsarm wieder zurückgefahren und dann den Antrieb des Magazins so lange weiterbewegt hat, bis sich das als nächstes einzuwechselnde Werkzeug mit seinem Halter an der richtigen Stelle des beweglichen Schienenstücks befindet. Infolgedessen ergeben sich auch hier unter Umständen recht lange Wechselzeiten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Bearbeitungszentrum zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem außer den Vorteilen des letzt­ genannten Systems zusätzlich erreicht ist, daß die Werkzeugwechseleinrichtung weniger kostenauf­ wendig ausgebildet ist.

Diese Aufgabe wird bei einem Bearbeitungszentrum zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken der eingangs genannten Art durch die im Kenn­ zeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrum ist somit ein sehr schneller Werkzeugwechsel möglich, da auch hier gewährleistet ist, daß ein Suchlauf für das nächstfolgende Werkzeug während der Be­ arbeitung mit dem vorangehend verwendeten Werkzeug erfolgt. Das Werkzeugmagazin ist ebenfalls außer­ halb des Spänebereiches, so daß weder eine Ver­ schmutzungsgefahr noch Störkanten vorhanden sind. Die Werkzeugwechseleinrichtung ist wesentlich weniger kostenaufwendig, da keinerlei Manipulatoren, wie Doppelarmgreifer, zum Übernehmen und Über­ bringen der einzelnen Werkzeuge zwischen Magazin und Werkzeugspindel vorhanden sein müssen. Dieses Übernehmen und Übergeben wird von der Werkzeug­ spindel selbst vorgenommen, ohne daß weite Wege in Kauf genommen werden müssen und ohne daß aufwendige, zusätzliche Antriebe installiert werden müssen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vor­ liegender Erfindung ist das Werkzeugmagazin orts­ fest und die Werkzeugspindel bewegbar. Dabei ist zweckmäßigerweise das Aufspreizen des Werkzeug­ magazins durch die Bewegung der Werkzeugspindel zum Werkzeugmagazin hin bzw. von ihm weg vorge­ nommen. Dies bedeutet, daß in einfacher und kostengünstiger Weise einer der Antriebe für die Werkzeugspindel gleichzeitig für die Spreizbewegung des Magazins verwendet wird.

Gemäß einem Ausführungsbeispiel vorliegender Er­ findung ist das umlaufende Werkzeugmagazin mit zwei parallelen Führungsschienen versehen, deren an der Aufspreizstelle befindliche Enden in nicht aufge­ spreiztem Zustand aneinander anliegen und zwischen die in aufgespreiztem Zustand zwei parallelen Führungs­ schienenstücke derart einfügbar sind, daß eine umlaufende Werkzeugführungsbahn erhalten bleibt. Damit ist gewährleistet, daß sowohl in nicht auf­ gespreiztem als auch in aufgespreiztem Zustand eine umlaufende Bewegung bzw. Führung der Werk­ zeuge innerhalb des Magazins möglich ist, so daß bspw. während der Bearbeitung mit einem Werkzeug das nächstfolgende in eine Position innerhalb des Magazins gebracht wird, die der Aufspreiz­ stelle links oder rechts benachbart ist, so daß dann in der Übergabeposition in aufgespreiztem Zustand eine Bewegung der Werkzeuge innerhalb des Magazins lediglich um eine Werkzeugposition er­ folgen muß. Zum Aufspreizen können die Führungs­ schienen an einer oder zwei Stellen bspw. mit einem Gelenk versehen sein. Gemäß einer bevorzugten Variante ist es jedoch kostengünstiger, die Führungsschienen in Richtung der Aufspreizbewegung des Werkzeugmagazins elastisch auszubilden, da dann keinerlei Gelenke erforderlich sind.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungs­ beispiels näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigt

Fig. 1 in schematischer Seitenansicht ein Bearbeitungszentrum zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vor­ liegender Erfindung, wobei zwei unter­ schiedliche Arbeitsstellungen darge­ stellt sind,

Fig. 2 eine Ansicht gemäß Pfeil II der Fig. 1,

Fig. 3 in vergrößerter ebenfalls schematischer Darstellung eine dem Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 1 entsprechende, teilweise abgebrochene Draufsicht auf ein Werkzeugmagazin des Bearbeitungszentrums nach den Fig. 1 und 2 in Arbeitsstellung und

Fig. 4 eine der Fig. 3 entsprechende Dar­ stellung des Werkzeugmagazins, jedoch in Werkzeugwechselstellung.

Die im folgenden als Bearbeitungszentrum bezeichnete Werkzeugmaschine 11 dient zum spanabhebenden Be­ arbeiten von Werkstücken, bspw. zum Bohren, Ge­ windeschneiden, Fräsen und dergleichen. Gemäß vor­ liegender Erfindung ist das Bearbeitungszentrum 11 mit einem Werkzeugmagazin versehen derart, daß ohne zuhilfenahme von Zwischengliedern als Mani­ pulatoren zwischen Werkzeugmagazin 12 und einer Werkzeugspindel 13 die betreffenden Werkzeuge 14 gewechselt werden können, wobei eine sehr kurze Werkzeugwechselzeit aufgrund eines während einer Bearbeitung erfolgenden Suchlaufs innerhalb des Magazins gewährleistet ist.

Beim dargestellten Ausführungsbeispiel besitzt das Bearbeitungszentrum 11 gemäß den Fig. 1 und 2 ein Maschinengestell 16, an dessen der Bedienungs­ person zugewandten Seite ein Tisch 17 üblicher Bauart zum Aufspannen von Werkstücken befestigt ist und an dessen parallel dazu verlaufenden, der Be­ dienungsperson abgewandten Bereich eine erste horizontale Schlittenführung 18 gehalten ist, auf der ein erster Koordinaten-Schlitten 19 parallel zum Tisch 17 in X-Richtung verfahrbar ist, wobei der dafür erforderliche Antrieb in nicht darge­ stellter Weise innerhalb des Maschinengestells 16 angeordnet ist. Auf dem ersten Schlitten 19 ist eine zweite horizontale, senkrecht dazu verlaufende Schlittenführung 21 vorgesehen, längs der in Y-Richtung ein zweiter Koordinaten-Schlitten 22, der Teil eines Maschinenständers 26 ist, mit Hilfe eines Antriebsmotors 23 verfahrbar ist. Der Ständer 24 ist an seiner dem hier ortsfest gehaltenen oder in horizontaler Ebene schwenkbar gelagerten Tisch 17 zugewandten Vorderseite 26 mit einer vertikalen Führung 27 für einen Spindelstock 28 versehen, der die Werkzeugspindel 13 drehbar hält. Der Spindelstock 28 ist in Richtung der vertikalen Z-Achse mit Hilfe eines Antriebsmotors 29 auf- und abbewegbar. Die innerhalb des Spindelstocks 28 drehbar gelagerte Werkzeugspindel 13 ist von einem ebenfalls am Ständer 24 befestigten Hauptantriebs­ motor 31 rotierend angetrieben. Bei diesem dar­ gestellten Ausführungsbeispiel ist also der Werkstücktisch 17 fest oder allenfalls in horizontaler Ebene schwenkbar, so daß an einem Ende des Tisches ein Werkstück bearbeitet und währenddessen an dessen anderem Ende ein Werkstück aufgespannt werden kann. Dagegen ist die Werkzeug­ spindel 13 in allen drei zueinander senkrecht stehenden Koordinatenachsen X, Y und Z verfahrbar. Zwar ist das Bearbeitungszentrum 11 als eine mit vertikal angeordneter Werkzeugspindel 13 versehene Werkzeugmaschine dargestellt, jedoch versteht es sich, daß die im folgenden bezüglich der Werkzeug­ wechseleinrichtung beschriebenen Merkmale auch bei einem Bearbeitungszentrum entsprechend angewandt werden können, dessen Werkzeugspindel horizontal angeordnet ist und/oder bei dem der Werkstücktisch 17 die Bewegung in einer der drei Koordinaten­ achsen, die für den Werkzeugwechsel nicht benötigt werden, übernimmt. Bezüglich des Maschinengestells 16 bleibt noch zu erwähnen, daß sich an dessen unteren und seitlichen Bereich ein Späneförderer 32 be­ findet.

Das Werkzeugmagazin 12 ist am in X-Richtung ver­ fahrbaren ersten Schlitten 19 ortsfest gehalten und in der horizontalen Ebene angeordnet, so daß gegenüber diesem die Werkzeugspindel 13 in zwei Richtungen, nämlich entlang der Y- und Z-Achse verfahrbar ist, die somit radial und längsaxial zum Magazinumlauf verlaufen. Gemäß den Fig. 3 und 4 besitzt das Werkzeugmagazin 12 zwei parallele Führungsschienen 36 und 37, die in konstantem Abstand zueinander angeordnet sind und eine umlaufende Führungsbahn 38 bilden, die beim dargestellten Ausführungsbeispiel eine etwa ovale Form besitzt. Es versteht sich, daß auch Führungsbahnen anderer geometrischer Form möglich sind. Längs der Führungs­ bahn 38 sind aneinandergereiht eine Vielzahl von Werkzeugen 14 mittels ihrer Adapter 39 parallel aufgenommen, kulissenartig geführt und verfahrbar. Die Werkzeuge 14, von denen schematisch in den Fig. 1 und 2 nur der Einzugskonus 41 gezeigt ist, sind in den Adaptern 39 derart gehalten, daß ihre Schneidenbereiche od. dgl. nach unten weisen. Die äußere Führungsschiene 37 ist von einer senkrecht nach unten abstehenden Schutzabdeckung 42 umgeben, die die im Magazin 12 befindlichen Werkzeuge 14 vor Verschmutzung bspw. durch Späne aus dem Be­ arbeitungsbereich schützen. Die Werkzeuge 14, die mit ihren Adaptern 39 längs der Führungsbahn 38 aneinander anliegen, werden längs der Führungsbahn 38 in einer oder beiden Richtungen mit Hilfe eines nur angedeuteten Rades 43 in Form eines Kettenrades über einen Antriebsmotor 44 angetrieben, wobei jeweils zwei benachbarte Zähne des Ketten­ rades 43 um einen bestimmten Bereich eines Werkzeugs 14 bzw. dessen Adapter 39 greifen und so die Werk­ zeuge 14 längs der Führungsbahn 38 bewegen. Dieser Antrieb 43, 44 des Werkzeugmagazins 12 ist vor­ zugsweise an einem dem Spindelstock 28 abgewandten Ende des Magazins vorgesehen.

Das Werkzeugmagazin 12 ist in bezug auf den Spindel­ stock 28 derart angeordnet, daß die Führungsbahn 38 an einer Stelle 46 von der Spindelachse 47 dann geschnitten wird, wenn die Werkzeugspindel 13 in ihrer Werkzeugwechselstellung gemäß Fig. 4 ange­ ordnet ist, in der das Werkzeugmagazin 12 eine sogenannte Spreizstellung einnimmt. Im Gegensatz dazu nimmt bei einer von einer Vielzahl von er­ reichbaren Arbeitsstellungen der Werkzeugspindel 13 das Werkzeugmagazin 12 eine sogenannte Suchlauf­ stellung ein, in der es nicht gespreizt ist. Damit das Werkzeugmagazin 12 diese beiden Stellungen der Fig. 3 und 4 einnehmen kann, sind seine beiden Führungsschienen 36, 37 an der Stelle 46 geschlitzt und insgesamt derart ausge­ bildet, daß sie in einer radialen Richtung bzw. Richtung senkrecht zum Verlauf der Führungsbahn 38 elastisch derart verformbar sind, daß die in Suchlaufstellung der Fig. 3 eng aneinanderliegenden Enden 51, 52 der Führungsschienen 36, 37 um einen bestimmten Betrag, der der Breite eines Werkzeug­ platzes entspricht, auseinandergedrängt werden können, d. h., daß die Führungsbahn 38 an dieser Stelle 46 zangenartig aufspreizbar bzw. aufweitbar ist. Dies erfolgt in der in den Fig. 3 und 4 erfolgten schematischen Darstellung mit Hilfe eines Spreizmechanismus 53, der zwei Spreizstangen 56, 57 aufweist, die in Richtung der Spreizbewegung in Lagern 54 bewegbar sind und deren äußere Enden bspw. an einem geradlinigen Bereich der Führungs­ schienen 36 und 37 mit diesen über ein Gelenk 58 verbunden sind. Die inneren Enden der Spreizstangen 56, 57 sind mit einer Rolle 59 versehen, die mit je einer Kulissenbahn 61 eines zur Längsachse des Magazins 12 symmetrischen Kulissenschiebers 62 in Eingriff gebracht werden können. Dieser Kulissenschieber 62 ist mit dem Ständer 24 fest verbunden, wird also ebenso wie dieser über den Motor 23 in Y-Richtung relativ zum Magazin 12 angetrieben. Wird der Kulissenschieber 62 aus der Stellung der Fig. 3 nach rechts in die Stel­ lung der Fig. 4 verschoben, so werden die Spreiz­ stangen 56, 57 und damit die Längsbereiche der Führungsschienen 36, 37, die elastisch nachgeben, auseinandergedrängt. Dadurch ergibt sich eine Aufspreizung der Führungsbahn 38 an der Spreiz­ stelle 46, wobei die Größe der Spreizung derart gewählt ist, daß zwischen den beiden, den Enden 51 und 52 der Führungsschienen 36, 37 benachbarten Werkzeugen 14L und 14R ein zusätzliches Werkzeug 14A Platz findet.

Dieses in der Werkzeugwechselstellung in das Werkzeugmagazin 12 abzulegende, abgearbeitete Werkzeug 14A ist an zwei parallelen, nahezu geradlinigen oder leicht gebogenen parallelen Hilfs- bzw. Führungsschienenstücken 66, 67 gelagert, welche am unteren Ende des Spindelstocks 28 gehalten sind. Die Führungsschienenstücke 66, 67 sind derart ausgebildet, daß sie in der Werk­ zeugwechselstellung in der Lücke der aufge­ spreizten Führungsbahn 38 eine Ergänzung zu einer wieder lückenlos umlaufenden Führungsbahn bilden, d. h., sie liegen mit ihren einander abge­ wandten Enden 68 und 69 eng an den betreffenden gegenüberliegenden Enden 51, 52 der Führungsschienen 36, 37 an. Die Führungsschienenstücke 66, 67 sind über einen Schaft 71 innerhalb eines Ansatzes 72 am Spindelstock 28 in vertikaler Richtung entgegen der Wirkung einer nicht dargestellten Druckfeder bewegbar gelagert, um, wie noch beschrieben wird, zu gewährleisten, daß dann, wenn die Werkzeug­ spindel 13 mit dem Werkzeug 14A außer Eingriff kommt, die Führungsschienenstücke 66, 67 in Höhe der Führungsbahn 38 verbleiben und dieses Werkzeug 14A halten.

Der Vorgang des Werkzeugwechsels ist nun folgender: Gemäß der in Fig. 3 und auch in den Fig. 1 und 2 dargestellten Arbeitsstellung der Werkzeug­ spindel 13 bzw. Suchlaufstellung des Werkzeug­ magazins 12 wird ein auf dem Tisch 17 aufge­ spanntes Werkstück durch Verfahren der Werkzeug­ spindel 13 in ggf. allen drei Koordinatenachsen bearbeitet. Fig. 1 zeigt anhand einer in ausge­ zogenen Linien dargestellten einen Arbeitsposition und anhand einer in strichpunktierten Linien dargestellten anderen Arbeitsposition den hier möglichen Hub der Werkzeugspindel 13 in Y- und Z- Richtung. Dabei ist auch ersichtlich, daß mit dem betreffenden Werkzeug 14 auch die Führungsschienen­ stücke 66, 67 am Spindelstock 28 mitgeführt werden. Die Position des Werkzeugmagazins 12 ändert sich bezüglich des Maschinengestelles 16 nur in X-Richtung. Zur Vorbereitung eines Werkzeugwechsels wird während der Bearbeitung eines Werkstückes mit Hilfe des betreffenden Werkzeugs 14 an der Werk­ zeugspindel 13 im Magazin 12 ein Suchlauf durchge­ führt, d. h., es wird dasjenige Werkzeug 14, das als nächstes bei der Bearbeitung des Werkstücks Verwendung finden soll, in Nachbarschaft zur Spreiz- bzw. Übergabestelle 46 gebracht, also entweder in die eine Position als Werkzeug 14L oder in die andere als 14R.

Soll nun der Werkzeugwechsel erfolgen, so wird der Spindelstock 28 in Z-Richtung derart ver­ fahren, daß die Führungsschienenstücke 66, 67 in Höhe der Führungsschienen 36, 37 der Führungs­ bahn 38 angeordnet sind. Außerdem wird der Spindel­ stock 28 in Y-Richtung zum Magazin 12 hin ver­ fahren, wobei diese Bewegung teilweise der Z- Bewegung überlagert sein kann. Spätestens in der in Fig. 3 dargestellten Position muß die Bewegung in Z-Richtung abgeschlossen sein, da bei einer weiteren Bewegung des Spindelstocks 28 in Y-Richtung zum Magazin 12 hin ein Aufspreizen der Führungsbahn 38 mit Hilfe des Spreizmechanismus 53 erfolgt. Dies bedeutet, daß die Führungsschienen 36, 37 und damit die Führungsbahn 38 an der Aufspreiz­ stelle 46 auseinandergehen und damit eine Lücke bilden, in die die Führungsschienenstücke 66, 67 mit dem Werkzeug 14A eingefahren werden können. Daraus ergibt sich, daß das Aufspreizen der Führungsbahn 38 aus der Bewegung des Spindelstocks 28 in Y-Richtung resultiert bzw. unmittelbar von dieser abgeleitet ist, so daß für das Aufspreizen kein eigener Antrieb vorgesehen sein muß. Es versteht sich, daß der Kulissenschieber 62 auch unmittelbar im Bereich des Spindelstocks 28 vorgesehen sein kann. In der in Fig. 4 dargestellten Werkzeugwechselstellung, d. h., in der gespreizten Stellung des Werkzeugmagazins 12 haben die Führungsschienenstücke 66, 67 die durch das Spreizen geöffnete Führungsbahn 38 durch Aus­ füllen der Lücke wieder geschlossen. Die Führungs­ schienenstücke 66, 67 werden durch geeignete Mittel während des Werkzeugwechsels in dieser Position gehalten.

Nun wird die Werkzeugspindel 13 längs der Z-Achse mit Hilfe des Spindelstocks 28 gemäß Fig. 1 nach oben soweit verfahren, daß ein Entkuppeln der Werkzeugspindel 13 vom Werkzeug 14A statt­ findet und die Werkzeugspindel mit dem Werkzeug außer Eingriff kommt. Da der Spindelstock 28, wie erwähnt, nach oben verfahren wird, ergibt sich eine Relativbewegung zwischen den Führungs­ schienenstücken 66, 67 und dem unteren Ende des Spindelstocks 28 bzw. dessen Ansatzes 72 derart, daß die Führungsschienenstücke 66, 67 an einem eine horizontale Lage haltenden, nicht dargestellten Anschlag anliegen und entgegen der Wirkung der genannten Druckfeder eine Relativbewegung zwischen ihrem Schaft 71 und dem Ansatz 72 stattfindet. Ist die Werkzeugspindel 13 mit dem Werkzeug 14A außer Eingriff, so wird das Werkzeugmagazin 12 bzw. die in der Führungsbahn 38 befindlichen Werkzeuge 14 um eine Position, d. h. um einen Werkzeugplatz in die eine oder andere Richtung gedreht, so daß das Werkzeug 14L oder 14R an die Übergabestelle 46 zwischen die Führungsschienenstücke 66, 67 gelangt. Darauf­ hin bewegt sich der Spindelstock 28 wieder nach unten, so daß die Werkzeugspindel 13 mit dem neuen Werkzeug 14L oder 14R in Eingriff kommt und gekoppelt wird, wobei sich auch die ursprüng­ liche relative Lage von Führungsschienenstücken 66, 67 und unterem Ende des Spindelstockes 28 bzw. Ansatzes 72 wieder ergibt. Damit ist der Werkzeugwechsel erfolgt.

Zur Bearbeitung des betreffenden Werkstückes mit diesem neuen Werkzeug 14L oder 14R wird der Spindelstock 28 in Y-Richtung aus dem Werk­ zeugmagazin 12 herausgefahren, so daß sich die Spreizstangen 56, 57 wieder aufeinander zu bewegen können, bspw. aufgrund der nach innen gerichteten Federwirkung der auseinandergedrängten Führungs­ schienen 36, 37. Damit gelangen die Enden 51, 52 der Führungsschienen 36, 37 wieder aneinander, so daß wiederum eine geschlossene Führungsbahn 38 ohne die Führungsschienenstücke 66, 67 erreicht wird, so daß während dieser folgenden Bearbeitung des Werkstückes ein erneuter Suchlauf innerhalb des Magazins 12 zur Bereitstellung eines nächsten Werkzeugs in eine der genannten Positionen, die der Stelle 46 benachbart sind, erfolgen kann. Die Werkzeuge sind also sowohl bei geschlossenen als auch bei gespreizten Führungsschienen im Magazin transportfähig.

Es versteht sich, daß das Werkzeugmagazin 12 nicht nur eine beliebige geometrische Form haben kann, sondern daß es auch in beliebig anderer relativer Lage zum Ständer 24 angeordnet sein kann, und daß gegebenenfalls die Spreizbewegung statt mit der Bewegung in Y-Richtung auch mit der Bewegung in X-Richtung gekoppelt sein und/oder auch asymmetrisch erfolgen kann. Jedenfalls wird diese Spreizbewegung von einer der bereits vor­ handenen, mittels eines vorhandenen Antriebs er­ folgten Bewegung unmittelbar abgeleitet. Es ist ferner möglich, die Führungsschienen der Führungs­ bahn des Werkzeugmagazins für das Aufspreizen mit entsprechenden Gelenken zu versehen.

Claims (7)

1. Bearbeitungszentrum zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken, mit einem an einem Maschinen­ gestell angeordneten Tisch zum Aufspannen der Werk­ stücke, mit einem Ständer, an dem eine vertikale oder horizontale Werkzeugspindel angeordnet ist, der ein am Maschinengestell angeordnetes Werkzeug­ magazin für den Werkzeugwechsel zugeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin (12) an einer der relativ zu ihm verfahrbaren Werkzeug­ spindel (13) zugewandten Umfangsstelle (46) auf­ spreizbar ist. und daß in aufgespreiztem Zustand durch eine Relativbewegung von Werkzeugspindel (13) und Werkzeugmagazin (12) in das letztere ein Werkzeug (14) ablegbar bzw. aus ihm entnehmbar ist.

2. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Werkzeugmagazin (12) ortsfest und die Werkzeugspindel (13) bewegbar ist.

3. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufspreizen des Werkzeug­ magazins (12) durch die Bewegung der Werkzeug­ spindel (13) zum Werkzeugmagazin (12) hin vorge­ nommen ist.

4. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Werkzeugspindel (13) mit einem Spreizglied (62) gekoppelt ist, mit dem das Werk­ zeugmagazin (12) in einer Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Werkzeugspindel (13) aus­ einanderdrängbar ist.

5. Bearbeitungszentrum nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin (12) eine umlaufende Führungsbahn (38) mit zwei parallelen Führungsschienen (36, 37) aufweist, deren an der Aufspreizstelle (46) befindliche Enden (51, 52) in nicht aufgespreiztem Zustand aneinander anliegen und zwischen die in aufgespreiztem Zustand zwei parallele Führungsschienenstücke (66, 67) derart einfügbar sind, daß die umlaufende Werkzeug-Führungsbahn (38) erhalten bleibt.

6. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Führungsschienen (36, 37) in Richtung der Aufspreizbewegung des Werkzeugmagazins (12) elastisch ausgebildet sind.

7. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die parallelen Führungsschienen­ stücke (66, 67) an einem die Werkzeugspindel (13) aufnehmenden Spindelstock (28) derart in Richtung senkrecht zum Werkzeugmagazin (12) beweglich gehalten sind, daß bei Außereingriffbringen von Werkzeug­ spindel (13) und einem Werkzeug (14) in Werkzeug­ wechselstellung die Führungsschienenstücke (66, 67) in Höhe der Magazinführungsbahn (38) verbleiben.