DE4320019A1

DE4320019A1 - Werkzeugmaschine mit einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung

Info

Publication number: DE4320019A1
Application number: DE4320019A
Authority: DE
Inventors: Nobuyuki Matsuoka
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 1992-06-18
Filing date: 1993-06-17
Publication date: 1993-12-23
Also published as: JPH06740A; KR940000210A; KR100289138B1; US5372568A; JP3254648B2

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine mit einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 oder dem Oberbegriff des Patentanspruches 20.

Es ist eine universale oder multifunktionelle Werkzeugmaschine oder ein entsprechendes Maschinenzentrum bekannt, das in der Lage ist, eine Vielzahl von Maschinentätigkeiten an Werkstücken auszuführen. Diese Werkzeugmaschine ist mit einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung versehen, die ein Werkzeugmagazin oder eine Werkzeugaufnahmetrommel aufweist, die eine relativ große Zahl von Schneidwerkzeugen von entweder dem Drehtyp, wie Gewindebohrer, Bohrmaschinen, Fräswerkzeuge (Endfräswerkzeuge) und Ausbohrmeißeln, oder vom Nicht-Drehtyp, wie Drehwerkzeuge, aufnimmt. Die automatische Werkzeugwechselvorrichtung ist ge eignet zum Zurückgeben eines gebrauchten Werkzeuges zu dem Werkzeugmagazin und zum Auswählen eines neuen Werkzeuges von dem Werkzeugmagazin und zum Anbringen des ausgewählten neuen Werk zeuges auf zum Beispiel einer Spindel der Maschine. Beispiele von Werkzeugmaschinen, die mit solchen automatischen Werkzeug wechselvorrichtungen versehen sind, sind in den japanischen Offenlegungsschriften JP 63-267136 A und JP 2-274448 A offen bart.

Die in der JP 63-267136 A offenbarte automatische Werkzeugwech selvorrichtung verwendet vertikale Hin- und Herbewegungen eines Spindelstockes zum Aktivieren zweier Nockenmechanismen zum Aus wechseln von Werkzeugen an dem Werkzeuganbringungsende der Maschinenspindel. Genauer gesagt, einer der Nockenmechanismen wird zum Steuern der Tätigkeiten eines Werkzeugspannmechanismus zum Ausspannen eines benutzten Werkzeuges von der Spindel und zum Einspannen eines neuen Werkzeuges an der Spindel benutzt, und der andere Nockenmechanismus wird zum Steuern der Tätigkei ten eines drehenden Werkzeugwechselarmes zum Auswechseln der Werkzeuge benutzt. Ein auf dem Spindelstock vorgesehener Kur belhebel ist schwenkbar durch einen Nocken während der Aufwärts- und Abwärtsbewegung des Spindelstockes vorgesehen, und Schwenk bewegungen des Kurbelhebels werden in Bewegungen des Werkzeug spannmechanismus zum Abspannen und Einspannen der Werkzeuge um gewandelt. Der drehende Werkzeugwechselarm ist drehbar auf dem Werkzeugmagazin vorgesehen, das einstellbar oder einrastbar zum Auswählen eines gewünschten Werkzeuges ist. Der Werkzeugwech selarm ist zu dem Spindelstock federvorgespannt, und die verti kalen Bewegungen des Spindelstockes bewirken, daß ein Nocken den Werkzeugwechselarm zum Entfernen des benutzten Werkzeuges von der Spindel und zum Einbauen des neuen Werkzeuges auf der Spin del dreht.

Bei der in der JP 2-274448 A offenbarten automatischen Werk zeugwechselvorrichtung wird die Spindel zu einer vorbestimmten Werkzeugwechselposition bewegt, an der das benutzte und das neue Werkzeug ausgewechselt werden, dann kehrt sie zu einer Bearbei tungsposition zurück. Das auf der Spindel, die an der Werkzeug wechselposition angeordnet ist, eingespannte Werkzeug wird zu erst von einem einer Mehrzahl von Werkzeuggreifern ergriffen, die auf einem einstellbaren oder einrastbaren Werkzeugmagazin vorgesehen sind. Dann wird das Werkzeug abgespannt oder ausge spannt von der Spindel durch einen hydraulischen Zylinder, und das Werkzeugmagazin wird vorgeschoben zum Entfernen des benutz ten Werkzeuges von der Spindel, gedreht zum Einstellen zum Aus richten des neuen Werkzeuges mit der Spindel und schließlich zurückgezogen zum Anbringen des neuen Werkzeuges auf der Spin del. Das angebrachte neue Werkzeug wird durch Aktivieren des Hydraulikzylinders eingespannt, und die Spindel wird von der Werkzeugwechselposition zu der Bearbeitungsposition bewegt.

Obwohl die automatischen Werkzeugwechselvorrichtungen, die oben beschrieben wurden, zum Handhaben drehender Schneidwerkzeuge geeignet sind, sind ähnliche Mechanismen zum Auswechseln der Werkzeuge, wie oben beschrieben wurde, auf nicht-drehende Schneidwerkzeuge anwendbar.

Die in der JP 63-267136 A offenbarte automatische Werkzeugwech selvorrichtung, die einen Nockenmechanismus zum Steuern des Werkzeugeinspannmechanismus benutzt, benutzt jedoch auch einen anderen Nockenmechanismus zum Steuern des drehenden Werkzeug wechselarmes zum Auswechseln der Werkzeuge und ist folglich kompliziert in der Konstruktion. Auf der anderen Seite benötigt die in der JP 2-274448 A offenbarte automatische Werkzeugwech selvorrichtung eine ausschließliche Kraftquelle zum Aktivieren des Hydraulikzylinders zum Betätigen des Werkzeugspannmechanis mus und eine Erfassungsvorrichtung zum Steuern der Tätigkeit des Hydraulikzylinders. Die Benutzung einer solchen ausschließlichen Kraftquelle und einer Erfassungsvorrichtung führt zu erhöhter Komplexität der Werkzeugwechselvorrichtung. Daher leiden die oben beschriebenen bekannten automatischen Werkzeugwechselvor richtungen unter relativ hohen Herstellungskosten und einer re lativ niedrigen Betriebszuverlässigkeit aufgrund der konstruk tionsgemäßen Kompliziertheit.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Werkzeug maschine mit einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung vorzusehen, die einfach in der Konstruktion und zuverlässig im Betrieb ist.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Werkzeugmaschine mit einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung, die die Merkmale des Patentanspruches 1 oder die Merkmale des Patentanspruches 20 aufweist.

Insbesondere enthält die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine

(a) eine Werkzeugtragvorrichtung, die zum Halten eines Schneid werkzeuges zum Ausführen einer Bearbeitungstätigkeit auf einem Werkstück geeignet ist und einen Werkzeugspannmechanismus zum Halten des Schneidwerkzeuges auf der Werkzeugtragvorrichtung aufweist;
(b) eine Werkzeugübertragungsvorrichtung zum Übertragen des Schneidwerkzeuges zu und von der Werkzeugtragvorrichtung an einer vorbestimmten Werkzeugwechselposition, wobei die Werk zeugübertragungsvorrichtung einen Werkzeuggreifer mit einem Paar von Greiferklauen zum Greifen eines Spannabschnittes des Schneidwerkzeuges so aufweist, daß die Achse des von dem Werk zeuggreifer ergriffenen Werkzeuges parallel zu dem Werkzeug liegt, das auf der Werkzeugtragvorrichtung gehalten wird, zu mindestens dann, wenn die Werkzeugtrag- und -übertragungsvor richtung an der Werkzeugwechselposition angeordnet sind, wobei der Werkzeuggreifer an der Werkzeugwechselposition und der Spannabschnitt des auf der Werkzeugtragvorrichtung gehaltenen Werkzeuges miteinander in einer Richtung parallel zu der Achse des Werkzeuges ausgerichtet sind, das auf der Werkzeugtragvor richtung gehalten ist,
(c) eine Bewegungsvorrichtung zum Bewegen der Werkzeugtragvor richtung und der Werkzeugübertragungsvorrichtung zueinander und weg voneinander in eine Richtung senkrecht zu einer Achse des Werkzeuges, das auf der Werkzeugtragvorrichtung gehalten ist, und
(d) einen Bewegungswandelmechanismus zum Umwandeln einer ersten Relativbewegung des Werkzeuggreifers der Werkzeugübertragungs vorrichtung und der Werkzeugtragvorrichtung zueinander nahe der Werkzeugwechselposition in eine Bewegung des Werkzeugspann mechanismus zum Ausspannen des Werkzeuges von der Werkzeug tragvorrichtung und zum Umwandeln einer zweiten Relativbewegung des Werkzeuggreifers und der Werkzeugtragvorrichtung voneinander weg nahe der Werkzeugwechselposition in eine Bewegung des Werk zeugspannmechanismus zum Einspannen des Werkzeuges an der Werk zeugtragvorrichtung, wobei das Paar von Greiferklauen des Werk zeuggreifers so geformt sind, daß sie den Greifabschnitt des auf der Werkzeugtragvorrichtung gehaltenen Werkzeuges angreifen, bevor das Werkzeug von dem Werkzeugspannmechanismus ausgespannt wird, und zum Ermöglichen, daß die erste Relativbewegung an der vorbestimmten Werkzeugwechselposition beendet wird, nachdem das Werkzeug ausgespannt ist.

Bei der Werkzeugmaschine, die mit einer wie oben beschriebenen automatischen Werkzeugwechselvorrichtung ausgerüstet ist, wird das Werkzeug automatisch ausgespannt und eingespannt in Bezug auf die Werkzeugtragvorrichtung, wie eine Maschinenspindel, wenn die Werkzeugtragvorrichtung und die Werkzeugübertragungsvor richtung zueinander oder voneinander bewegt werden.

Das heißt, wenn die Werkzeugtragvorrichtung, die das darin ein gespannte Schneidwerkzeug trägt, und die Werkzeugübertragungs vorrichtung, die den Werkzeuggreifer aufweist, zueinander in die Richtung senkrecht zu der Längsrichtung des Werkzeuges bewegt werden, das auf der Werkzeugtragvorrichtung gehalten ist, wird diese Relativbewegung durch den Bewegungsänderungsmechanismus in die Bewegung des Werkzeugspannmechanismus zum Ausspannen des Werkzeuges von der Werkzeugtragvorrichtung umgewandelt. Zum Verhindern des Entfernens oder Versetzens des ausgespannten Werkzeuges greifen die Greiferklauen des Werkzeuggreifers der Werkzeugübertragungsvorrichtung an das Werkzeug während der Relativbewegung des Werkzeuges und des Werkzeuggreifers zuein ander an, bevor das Ausspannen des Werkzeuges begonnen wird.

Die Greiferklauen des Werkzeuggreifers sind so geformt, daß sie das gegenseitige Eingreifen des Werkzeuges und des Werkzeug greifers so ermöglichen, daß sie weiter zueinander bewegt werden können, bis sie an der vorbestimmten Werkzeugwechselposition angeordnet sind (an der der Abstand zwischen der Werkzeugtrag vorrichtung und der Werkzeugübertragungsvorrichtung der kürzeste ist). Somit wird das Werkzeug nur dann ausgespannt, nachdem die Greiferklauen das Werkzeug angegriffen haben und bevor die Werkzeugwechselposition erreicht ist. Da das von dem Werkzeug greifer ergriffene Werkzeug der Werkzeugübertragungsvorrichtung von der Werkzeugtragvorrichtung ausgespannt wird, bevor die Werkzeugwechselposition erreicht ist, kann das Werkzeug von der Werkzeugtragvorrichtung durch die folgende Tätigkeit der Werk zeugübertragungsvorrichtung in der Werkzeugwechselposition ent fernt werden und durch ein anderes Werkzeug ersetzt werden, das auf der Werkzeugtragvorrichtung angebracht ist, durch eine wei tere Tätigkeit der Werkzeugübertragungsvorrichtung. Nachdem das Auswechseln der Werkzeuge beendet ist, werden die Werkzeugüber tragungsvorrichtung und die Werkzeugtragvorrichtung voneinander weg bewegt. Diese Bewegung verursacht, daß das neu angebrachte Werkzeug an der Werkzeugtragvorrichtung eingespannt wird, bevor das neue Werkzeug von dem Werkzeuggreifer während der Bewegung freigegeben wird.

Diese automatische Werkzeugwechselvorrichtung benutzt die Bewe gungen der Werkzeugtragvorrichtung und der Werkzeugübertra gungsvorrichtung zueinander und voneinander, die durch den Be wegungswandelmechanismus in Bewegungen des Werkzeugspannmecha nismus umgewandelt werden zum Ausspannen und Einspannen des Werkzeuges an der Werkzeugtragvorrichtung. Die Greiferklauen des Werkzeuggreifers greifen kontinuierlich an das benutzte Werkzeug an, das von der Werkzeugtragvorrichtung getragen wird, während des letzten Abschnittes der Bewegung des Werkzeuges und des Werkzeuggreifers zueinander, bevor das Werkzeug ausgespannt wird, und sie greifen an das neue Werkzeug an, bis das neue Werkzeug an der Werkzeugtragvorrichtung während eines anfängli chen Abschnittes der Bewegung des Werkzeuges und des Werkzeug greifers voneinander weg eingespannt ist. Diese Anordnung ver hindert das Entfernen oder die Verschiebung der Werkzeuge in Bezug auf die Werkzeugtragvorrichtung, nachdem das benutzte Werkzeug ausgespannt ist oder bevor das neue Werkzeug einge spannt ist.

Die automatische Werkzeugwechselvorrichtung ist einfacher in der Konstruktion und wirtschaftlicher herzustellen als die bekannte automatische Werkzeugwechselvorrichtung, die zwei Nockenmecha nismen benutzt, wobei einer für den drehenden Werkzeugwechselarm benutzt wird, wie in der oben genannten JP 63-267136 A offenbart ist, und die automatische Werkzeugwechselvorrichtung, die eine ausschließliche Kraftquelle für den Hydraulikzylinder zum Betä tigen des Werkzeugeinspannmechanismus benutzt, wie in der obigen JP 2-274448 A offenbart ist.

Es sei angemerkt, daß der Ausdruck "Schneidwerkzeug", der oben benutzt ist, weit ausgelegt werden soll, so daß er nicht nur ein Schneidwerkzeug per se umfaßt, sondern auch eine Kombination eines Schneidwerkzeuges und eines geeigneten Werkzeughhalters oder -adapters, der zum Anbringen des Werkzeuges an der Werk zeugtragvorrichtung, wie eine Spindel einer Bohr- oder Fräs maschine oder eines Maschinenzentrums, benutzt wird.

Der Werkzeugspannmechanismus kann eine Zugstange zum Ausspannen des Werkzeuges von der Werkzeugtragvorrichtung, wenn die Zug stange in eine Richtung zu dem Schneidwerkzeug vorgeschoben wird, und zum Einspannen des Schneidwerkzeuges an der Werkzeug tragvorrichtung, wenn die Zugstange in eine Richtung weg von dem Schneidwerkzeug zurückgezogen wird, benutzen. In diesem Fall wandelt der Bewegungswandelmechanismus die erste und zweite Relativbewegung des Werkzeuggreifers und der Werkzeugtragvor richtung in eine vorschiebende bzw. zurückziehende Bewegung der Zugstange um.

Bei einer Ausbildung der obigen Anordnung ist die Werkzeugtrag vorrichtung ein Spindelstock der Werkzeugmaschine, die einen Gehäusekörper und eine Hauptspindel aufweist, die drehbar von dem Gehäusekörper getragen wird und das Schneidwerkzeug an einem Ende davon hält. Die Hauptspindel weist eine Mittelbohrung auf, in der die Zugstange axial verschiebbar bewegbar ist, und der Werkzeugspannmechanismus enthält weiter ein Vorspannteil zum Vorspannen der Zugstange zu einer voll zurückgezogenen Position davon.

Bevorzugt enthält der Bewegungswandelmechanismus: einen Aus spannhebel, der von dem Gehäusekörper schwenkbar um eine Achse getragen wird, die in einem Abstand von einer Achse der Haupt spindel angeordnet ist und senkrecht zu der Achse der Haupt spindel liegt; einen Linear-Rotations-Wandelmechanismus zum Umwandeln der ersten und zweiten Relativbewegung des Werkzeug greifers und des Spindelkopfes in Schwenkbewegungen des Aus spannhebels und einen Rotations-Linear-Wandelmechanismus zum Umwandeln der Schwenkbewegungen des Ausspannhebels in die vor schiebende und zurückziehende Bewegung der Zugstange.

Der oben angegebene Linear-Rotations-Wandelmechamismus weist bevorzugt einen Nocken und einen Nockenfolger auf, wobei der Nocken auf einem des Ausspannhebels und eines getrennten Teiles vorgesehen ist, dessen Abstand zu dem Gehäusekörper des Spin delstockes sich während der ersten und zweiten Bewegung des Werkzeuggreifers und des Spindelkopfes ändert. Anstelle des Nockens und des Nockenfolgers kann der Linear-Rotations-Wandel mechamismus einen schwenkbaren Hebel verwenden, der schwenkbar an einem von seinen entgegengesetzten Enden mit dem oben ange führten getrennten Teil verbunden ist und der an dem anderen Ende mit dem Ausspannhebel so verbunden ist, daß der schwenkbare Hebel in Bezug auf die Achse der Hauptspindel geneigt ist und der Ausspannhebel um das freie Ende so geschwenkt wird, daß er die Zugstange während der Relativbewegung des Werkzeuggreifers und des Spindelkopfes zieht.

Das oben angeführte getrennte Teil kann ein Abschnitt eines Körpers der Werkzeugmaschine sein. Der Spindelkopf kann durch die Bewegungsvorrichtung relativ zu dem Körper der Werkzeugma schine bewegt werden. In diesem Fall kann der oben angegebene Abschnitt des Werkzeugmaschinenkörpers als eine Säule benutzt werden, die sich aufrecht erstreckt und die verschiebbar den Spindelstock trägt. Bei dieser Anordnung wird die Bewegungs vorrichtung zum Bewegen des Spindelstockes auf der Säule be tätigt.

Bevorzugt weist der Rotations-Linear-Wandelmechanismus ein Anschlagteil auf, das sich in eine radial einwärtige Richtung der Hauptspindel von einem des Ausspannhebels und der Zugstange durch ein Loch erstreckt, das in der zylindrischen Wand der Hauptspindel gebildet ist, so daß das Anschlagteil gegen einen des Ausspannhebels und der Zugstange stößt, wenn der Ausspann hebel geschwenkt wird. Diese Anordnung ermöglicht dem Ausspann hebel, auf die Zugstange an einem axial mittleren Abschnitt der Hauptspindel zu wirken und macht es daher möglich, die Lager für die Hauptspindel so vorzusehen, daß die äußersten Lager in einem beträchtlichen Abstand voneinander in der axialen Richtung der Hauptspindel angeordnet sind. Die gleiche Anordnung macht es auch möglich, den Ausspannhebel innerhalb der Länge der Haupt spindel zu positionieren.

Das Anschlagteil kann ein Teil sein, das sich von der Zugstange in die radial auswärtige Richtung der Zugstange so erstreckt, daß das Teil gegen den Ausspannhebel stoßen kann. Alternativ kann sich das Anschlagteil von dem Ausspannhebel in die radiale einwärtige Richtung der Zugstange so erstrecken, daß das Teil gegen einen geeigneten Abschnitt der Zugstange oder ein an der Zugstange befestigtes Teil stoßen kann.

Bei der obigen Anordnung, die das Anschlagteil benutzt, das sich durch das durch die zylindrische Wand der Hauptspindel gebildete Loch erstreckt, kann der Ausspannhebel schwenkbar von dem Ge häusekörper des Spindelstockes an einem von in der Längsrichtung gegenüberliegenden Enden getragen werden und weist an dem ande ren Ende ein Element eines Nockens und eines Nockenfolgers auf, die ineinander eingreifen können, und das andere Element des Nockens und des Nockenfolgers ist auf einem getrennten Teil vorgesehen, dessen Abstand zu dem Gehäusekörper des Spindel kopfes sich während der ersten und zweiten Bewegung des Werk zeuggreifers und des Spindelstockes verändert. In diesem Fall weist der Ausspannhebel weiter ein Durchgangsloch auf, das durch einen mittleren Abschnitt davon zwischen den in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden gebildet ist, und die Hauptspindel er streckt sich durch dieses Durchgangsloch, wobei ein radialer Freiraum dazwischen vorgesehen ist. Das Anschlagteil kann ein Paar von Vorsprüngen, wie Stifte, die an der Zugstange befestigt sind, aufweisen, die gegen entsprechende Teile des mittleren Abschnittes des Ausspannhebels stoßen können, die einander ge genüber durch das Durchgangsloch in der diametralen Richtung der Zugstange vorgesehen sind. Diese Anordnung ermöglicht es, daß der Ausspannhebel an die Zugstange über die zwei Vorsprünge an einem axial mittleren Abschnitt der Hauptspindel angreift und zum Schützen des Ausspannhebels gegen ein Drehmoment um eine Achse parallel zu der Längsrichtung des Ausspannhebels wirksam ist, wodurch es möglich ist, die Größe der Komponenten, wie des Ausspannhebels und des Teiles oder der schwenkbar den Ausspann hebel tragenden Teile zu verringern.

Anstelle der obigen Anordnung, bei der sich das Anschlagteil von der Zugstange oder dem Ausspannhebel durch das in der zylindri schen Wand der Hauptspindel gebildete Loch erstreckt, kann der Rotations-Linear-Wandelmechanismus eine Anordnung benutzen, bei der der hintere Endabschnitt der Zugstange sich durch das hin tere offene Ende der Hauptspindel in die Längsrichtung so er streckt, daß der Ausspannhebel per se oder eine an dem Aus spannhebel befestigte Rolle gegen den hinteren Endabschnitt oder die hintere Endfläche der Zugstange oder eines an dem hinteren Endabschnitt der Zugstange angebrachten Teiles anstoßen kann.

Bei der oben beschriebenen Ausgestaltung der Erfindung, bei der der Werkzeugspannmechanismus eine gleitbar in der Mittelbohrung der Hauptspindel des Spindelstockes aufgenommene Zugstange be nutzt, kann der Bewegungswandelmechanismus so ausgelegt sein, daß er aufweist:
einen Unterzylinder mit einem koaxial mit der Zugstange und axial gleitend und fluiddicht in der Mittelbohrung aufgenommenen ersten Kolben und einem in der Mittelbohrung fest aufgenommenen Verschlußblock, wobei der Verschlußblock mit der Hauptspindel und dem ersten Kolben zum Abgrenzen einer Fluidkammer zusammen wirkt;
einen Hauptzylinder mit einem Zylindergehäuse, das auf einem von dem Gehäusekörper der Hauptspindel und einem getrennten Teil, dessen Abstand zu dem Gehäuse sich während der ersten und zwei ten Bewegung des Werkzeuggreifers und des Spindelstockes ändert, vorgesehen ist, wobei der Hauptzylinder weiter einen zweiten Kolben aufweist, der axial verschiebbar und fluiddicht in dem Gehäuse aufgenommen ist und der durch das andere Element des Gehäusekörpers und des getrennten Teiles bewegt wird zum Ausüben eines Fluiddruckes auf die Fluidkammer;
und ein Verbindungsstück zum Verbinden der Fluidkammer des Unterzylinders und des Hauptzylinders, während die Rotation der Hauptspindel ermöglicht ist.

Bei einer anderen Ausgestaltung dieser Erfindung ist das Paar von Greiferklauen schwenkbar vorgesehen zum Bewirken einer öff nenden und schließenden Tätigkeit an dem Schneidwerkzeug, und sie enthalten ein Paar von Greifabschnitten zum Positionieren und Greifen des Werkzeuges an dem Spannabschnitt derart, daß das Werkzeug in seine radiale und axiale Richtung unbewegbar ist, und ein Paar von Verriegelungsabschnitten, die sich im wesent lichen parallel von den entsprechenden Greifabschnitten er strecken zu den freien Enden der Greiferklauen. Die Ver riegelungsabschnitte können mit dem Spannabschnitt des Werk zeuges so in Eingriff stehen, daß sich das Werkzeug in eine radiale Richtung bewegen kann, aber in der axialen Richtung un bewegbar ist. Jeder der Greifabschnitte kann eine bogenförmige innere Kante aufweisen mit einer Krümmung, die einem äußeren Umfang des Spannabschnittes des Werkzeuges entspricht.

Das Paar von oben angegebenen Verriegelungsabschnitten kann aus einem Paar von geraden Abschnitten mit entsprechenden geraden inneren Kanten, die einander gegenüberstehen, und einem Paar von Führungsabschnitten, die sich von den geraden Abschnitten zu den freien Enden der Greiferklauen erstrecken, bestehen. Die Füh rungsabschnitte weisen entsprechende innere Kanten auf, die in Bezug auf die geraden inneren Kanten der geraden Abschnitte so geneigt sind, daß sich ein Abstand zwischen den inneren Kanten der Führungsabschnitte in eine Richtung zu den freien Enden erhöht.

Alternativ können die Verriegelungsabschnitte aus einem Paar von Nockenabschnitten mit entsprechenden gekrümmten inneren Kanten bestehen, die so gebildet sind, daß sich ein Abstand zwischen den gekrümmten inneren Kanten in eine Richtung zu den freien Enden der Greiferklauen mit einer Rate, die sich in die Richtung zu den freien Enden erhöht, erhöht.

Das Paar von Greiferklauen kann ein Paar von schwenkbaren Tei len, die schwenkbar auf einer Ebene so vorgesehen sind, daß sie die öffnende und schließende Tätigkeit auf den Spannabschnitt des Werkzeuges bewirken, und ein Paar von drehbaren Teilen, die drehbar an dem Paar von entsprechenden schwenkbaren Teilen an gebracht sind, aufweisen. Die drehbaren Teile sind drehbar um entsprechende Achsen, die senkrecht zu der Ebene liegen, in der die schwenkbaren Teile geschwenkt werden.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figu ren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Ausführungsform der vorlie genden Erfindung in der Form einer Bohrmaschine, die mit einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung versehen ist;

Fig. 2 eine Seitenansicht im Schnitt eines oberen Teiles der Bohrmaschine von Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht im Schnitt eines oberen Teiles der automatischen Werkzeugwechselvorrichtung;

Fig. 4(A) eine Teilansicht im Schnitt, die eine Betriebsposition eines Ausspannhebels zeigt, der zum Ausspannen eines auf einer Spindel der Maschine angebrachten Werkzeug halters benutzt wird;

Fig. 4(B) eine Teilansicht im Schnitt, die eine andere Betriebs position des Ausspannhebels von Fig. 4(A) zeigt;

Fig. 5 eine perspektivische Ansicht, die den Ausspannhebel und einen an einer Zugstange innerhalb der Spindel befe stigten Stift darstellt;

Fig. 6 eine Vorderansicht eines Werkzeuggreifers, der in der in Fig. 1 gezeigten automatischen Werkzeugwechselvor richtung benutzt wird;

Fig. 7 eine Draufsicht im Schnitt, die den Werkzeuggreifer zeigt, der einen auf der Maschinenspindel angebrachten Werkzeughalter ergreift;

Fig. 8 eine Ansicht, die der von Fig. 6 entspricht und einen Werkzeuggreifer alternativ zu dem der Fig. 6 zeigt, der bei einer zweiten Ausführungsform dieser Erfindung be nutzt wird;

Fig. 9 eine Frontansicht einer anderen alternativen Form des Werkzeuggreifers, der bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung benutzt wird;

Fig. 10 eine Teilansicht, die der von Fig. 4(A) entspricht und eine vierte Ausführungsform der Erfindung zeigt;

Fig. 11 eine Ansicht, die einen Bewegungswandelmechanismus zeigt, der in einer fünften Ausführungsform der Erfin dung benutzt wird anstelle des in den Ausführungsformen der Fig. 1 bis 7 benutzten Mechanismus; und

Fig. 12 eine Teilansicht im Schnitt, die eine sechste Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, die eine andere alternative Form des Bewegungswandelmechanismus benutzt.

Zuerst wird Bezug genommen auf die Front- und Seitenansicht der Fig. 1 und 2, eine Werkzeugmaschine in der Form einer Bohr maschine weist eine Basis 10, eine an der Basis 10 befestigte Säule 12, einen an der Säule 12 verschiebbar angebrachten Spin delstock 14, ein an der Säule 12 gesichertes Werkzeugmagazin stellglied 16 und ein Werkzeugmagazin 18 auf, das drehbar von dem Stellglied 16 getragen ist und eine Mehrzahl von Werkzeug greifern 26 aufweist. Der Spindelstock 14 ist fast vollständig in einer Öffnung 20 aufgenommen, die in der Säule 12 so gebildet ist, daß sie sich in die vertikale Richtung erstreckt. Der Spindelstock 14 wird in der vertikalen Richtung durch einen Servomotor 22, der oben auf der Säule 12 angebracht ist, über eine Kugelumlaufspindel 24, die mit dem Motor 22 verbunden ist, verschoben.

Das Werkzeugmagazin 18 kann eine Mehrzahl von drehenden Schneidwerkzeugen 40 (bohrende Werkzeuge, gewindeschneidende Werkzeuge usw.) aufnehmen, die in entsprechenden Werkzeughaltern 42 so gehalten werden, daß die Werkzeughalter 42 von den ent sprechenden Werkzeuggreifern 26 gegriffen werden. Wie am deut lichsten in Fig. 1 gezeigt ist, sind die Werkzeuggreifer 26 in einem Abstand voneinander in die Drehrichtung des Werkzeugmaga zins 18 angeordnet. Wie unten beschrieben wird, wird das Werk zeugmagazin 18 durch das Stellglied 16 zum Auswählen eines ge wünschten Schneidwerkzeuges 40 gedreht und dann durch das Stellglied 16 in eine Richtung parallel zu der Achse der Drehung bewegt.

Es wird weiter Bezug genommen auf Fig. 3 und 4, die Konstruktion des Spindelstockes 14, des Werkzeugmagazinstellgliedes 16 und des Werkzeugmagazins 18 werden im einzelnen beschrieben.

Der Spindelstock 14 ist mit einer Werkzeugtragvorrichtung in der Form einer Hauptspindel 28, einem Spindelantriebsmotor 30 und einem Ausspannhebel 32 versehen. Die Hauptspindel 28 ist mit dem Motor 30 durch eine Kupplung 34 verbunden.

Wie in Fig. 4(A) gezeigt ist, ist die Hauptspindel 28 drehbar von einem Gehäusekörper 37 des Spindelstockes 14 über eine Mehrzahl von Lagern 36 getragen. Die Spindel 28 weist eine Mit telbohrung 38 auf, die dadurch in der axialen Richtung gebildet ist. Der vordere Endabschnitt der Bohrung 38 ist angeschrägt und sieht ein Anbringungsloch 44 zum Aufnehmen einer angeschrägten Welle des Werkzeughalters 42 vor, der ein Schneidwerkzeug 40 trägt, das für eine Bearbeitungstätigkeit an dem Werkstück be nutzt wird. Der verbleibende Abschnitt der Bohrung 38 besteht aus Löchern mit verschiedenen Durchmessern, in denen eine Zug stange 46 in koaxialer Beziehung zu der Hauptspindel 28 aufge nommen ist. Die Zugstange 46, die axial verschiebbar in Bezug auf die Bohrung 38 ist, besteht aus einem vorderen Spannab schnitt 48 benachbart zu dem angeschrägten Anbringungsloch 44, einem mittleren Stangenabschnitt 50 und einem hinteren Kolben abschnitt 52.

Der Spannabschnitt 48 weist eine Ausnehmungsöffnung axial an seiner vorderen Endfläche auf. Die zylindrische Wand, die den Durchmesser dieser Ausnehmung definiert, weist eine Mehrzahl von radialen Löchern 53 auf, die in der radialen Richtung der Zug stange 46 gebildet sind, die radialen Löcher 53 sind in gleichen Abständen voneinander in der Umfangsrichtung des Spannabschnitts 48 angeordnet. Jedes radiale Loch 53 nimmt eine Stahlkugel 54 so auf, daß die Kugel 54 in der radialen Richtung des Spannab schnitts 48 bewegbar ist. Das radiale Loch 53 ist so geformt und dimensioniert, daß die Stahlkugel 54 daran gehindert wird, sich aus dem Loch 53 zu bewegen. Wenn die Zugstange 46 in die Rich tung weg von dem angeschrägten Anbringungsloch 44 zurückgezogen wird, werden die Kugeln 54 in die radialen Löcher 44 durch eine Nockenoberfläche 56 gestoßen, die teilweise einen Abschnitt der abgestuften Bohrung 38 nahe des Anbringungsloches 44 definiert, wodurch die Kugeln 54 an einen Zugansatz 58 angreifen, der an dem hinteren Ende des Werkzeughalters 42 vorgesehen ist, wie am deutlichsten in Fig. 7 gezeigt ist. Wenn die Zugstange 46 in der voll zurückgezogenen Position angeordnet ist, wird die ange schrägte Welle des Werkzeughalters 42 gegen das Anbringungsloch 44 gedrückt und ist somit an der Hauptspindel 28 eingespannt. Wenn die Zugstange 46 in der voll vorgeschobenen Position ange ordnet ist, sind andererseits die Stahlkugeln 54 bewegbar radial außerhalb der radialen Löcher 44 vorgesehen, wodurch, wenn der Werkzeughalter 42 aus dem Anbringungsloch 44 gezogen wird, die Kugeln 54 durch den Zugansatz 58 radial nach außen aus den radialen Löchern 44 gedrückt werden und es ermöglichen, daß der Zugansatz 58 von den Kugeln 54 freikommt. Somit wird der Werk zeughalter 42 von der Spindel 28 ausgespannt, wenn die Zugstange 46 an ihrer voll vorgeschobenen Position angeordnet ist.

Der an dem hinteren Ende der Zugstange 46 vorgesehene Kolbenab schnitt 52 weist ein Anschlagteil in der Form eines Stiftes 60 auf, der sich fest dadurch in die radiale Richtung und auch durch Langlöcher 62 erstreckt, die durch die zylindrische Wand der Spindel 28 gebildet sind, wie in Fig. 5 gezeigt ist. Die Langlöcher 62 sind in der axialen Richtung der Spindel 28 läng lich vorgesehen. Ein Reihenfeld 66 von Tellerfedern (konische Scheibenfedern) 64 ist um den mittleren Stangenabschnitt 50 zwischen dem vorderen Spannabschnitt 48 und dem hinteren Kol benabschnitt 52 vorgesehen. Das aus Tellerfedern 64 bestehende Federfeld 66 wird in drückendem Kontakt an einem Ende einer Schulter 68 der abgestuften Bohrung 38 und an dem anderen Ende mit dem vorderen Ende des Kolbenabschnittes 52 so gehalten, daß die Zugstange 46 zu ihrer voll zurückgezogenen Position vorge spannt ist, in der der Werkzeughalter 42 normalerweise an der Spindel 28 eingespannt ist.

Der Ausspannhebel 32 wird durch den Gehäusekörper 37 schwenkbar um einen Schwenkstift 70 getragen, der an dem Körper 37 befe stigt ist. Der Stift 70 ist in einem Abstand von der Achse der Hauptspindel 28 angeordnet und erstreckt sich in die horizontale Richtung parallel zu der Richtung des Vorstehens des Stiftes 60, d. h. senkrecht zu der Achse der Hauptspindel 28. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, weist der Ausspannhebel 32 ein Durchgangsloch 72 auf, das in einem Mittelabschnitt davon gebildet ist und es der Spindel 28 ermöglicht, sich dadurch mit einem radialen Freiraum dazwischen zu erstrecken. Der Hebel 32 weist auch Kontaktab schnitte 74 auf, die für einen anstoßenden Kontakt mit den ent gegengesetzten Endabschnitten des Stiftes 60 gebildet sind, der an dem Kolbenabschnitt 52 der Zugstange 46 befestigt ist. Der Hebel 32 weist weiter eine Nockenoberfläche 76 an seiner Seite auf, die von den Kontaktabschnitten 74 entfernt ist. Wie in den Fig. 4(A) und 4(B) gezeigt ist, ist ein drehbarer Nockenfol ger 78 auf der Säule 12 so vorgesehen, daß die Nockenoberfläche 76 des Ausspannhebels 32 in Eingriff mit dem Nockenfolger 78 kommt, wenn der Spindelstock 14 aufwärts bewegt wird und an einer Position in einem kurzen Abstand unterhalb einer vorbe stimmten Werkzeugwechselposition 108 angeordnet ist, die in Fig. 2 gezeigt ist. Wenn der Ausspannhebel 32 an der Nockenoberfläche 76 durch den Nockenfolger 78 gedrückt wird, wird der Hebel 32 entgegengesetzt zu dem Uhrzeigersinne der Position von Fig. 4(B) geschwenkt, wodurch sich die Zugstange 46 schließlich in ihre vollständig vorgeschobene Position zum Ausspannen des Werkzeug halters 42 von der Spindel 28 bewegt.

Das Werkzeugmagazinstellglied 16 ist wie in Fig. 3 gezeigt kon struiert. Genauer gesagt, das Werkzeugmagazinstellglied 16 ent hält eine Vorschubmutter 82 und ein Keilteil 86, die drehbar in entsprechenden Gehäusen 80 und 84 aufgenommen sind, die auf einer oberen Oberfläche 79 der Säule 12 angebracht sind. Die Mutter 82 und das Keilteil 86 sind koaxial zueinander und betriebsmäßig mit einer Magazinwelle 88 verbunden, die das Werkzeugmagazin 18 so trägt, daß das Magazin 18 und die Welle 88 als eine Einheit gedreht werden. Die Magazinwelle 88 weist einen Außengewindeabschnitt in der Form einer Kugelumlaufspindel auf, die in die Vorschubmutter 82 eingreift, und einen gekeilten Ab schnitt, der mit dem Keilteil 86 in Eingriff steht.

Ein Wellenantriebsmotor 90 ist an dem Gehäuse 80 befestigt und ebenfalls mit der Vorschubmutter 82 durch einen Synchronriemen 92 verbunden. An dem Gehäuse 84 ist ein Wellenrotationsmotor 94 befestigt, der mit dem Keilteil 86 durch einen Synchronriemen 96 verbunden ist. Zum Bewegen der Magazinwelle 88 (Werkzeugmagazin 18) in der axialen Richtung ohne deren Drehung wird nur der Wellenantriebsmotor 90 zum Drehen der Vorschubmutter 82 akti viert. Zum Drehen der Welle 88 (Werkzeugmagazin 18) ohne deren axiale Bewegung wird der Wellenantriebsmotor 90 und der Wellen rotationsmotor 94 synchron zum Drehen sowohl der Mutter 82 als auch des Keilteiles 86 betätigt. Die Drehung der Mutter 82 in Synchronisation mit dem Keilteil 86 ermöglicht es der Welle 88, in der gleichen axialen Position zu bleiben, selbst wenn die Welle 88 durch das Keilteil 86 gedreht wird.

Das Werkzeugmagazin 18 weist einen Körper in Form einer Scheibe 97 auf, an der das Magazin 18 an dem vorderen Ende der Magazin welle 88 angebracht ist. Die Scheibe 97 trägt zehn Werkzeug greifer 26, die an ihrem äußeren Umfang so befestigt sind, daß die Werkzeuggreifer 26 in einem vorbestimmten Winkelabstand entlang des Umfanges der Scheibe 97 angeordnet sind. Wie in Fig. 6 gezeigt ist, enthält jeder Werkzeuggreifer 26 ein Paar von schwenkbaren Teilen in der Form eines Paares von Greiferklauen 100, die je schwenkbar um entsprechende Tragstifte 98 vorgesehen sind. Die schwenkbaren Klauen 100 werden in einer vertikalen Ebene geöffnet und geschlossen. Jede Greiferklaue 100 weist einen Greifabschnitt 102 auf, der nahe dem Stift 98 angeordnet ist. Der Greifabschnitt 102 weist eine bogenförmige innere Kante mit einer Krümmung auf, die einer äußeren Umfangsfläche des Werkzeughalters 42 folgt. Die zwei Greiferklauen 100 werden durch eine Schraubenfeder 104 so vorgespannt, daß die zwei Greifabschnitte 102 zum Positionieren und Greifen des Werk zeughalters 42 zusammenwirken. Jede Greiferklaue 100 weist wei ter einen geraden Abschnitt 105, der der bogenförmigen inneren Kante des Greifabschnittes 102 folgt, und einen Führungsab schnitt 106, der dem geraden Abschnitt 105 folgt, auf. Der gerade Abschnitt 105 weist eine gerade innere Kante und eine konstante Breite auf, wenn sie senkrecht zu der Längsrichtung der Klaue 100 gemessen wird. Der Führungsabschnitt 106 ist an einem Ende der Klaue 100 gegenüber dem Ende vorgesehen, an dem die Schraubenfeder 104 vorgesehen ist. Der Führungsabschnitt 106 weist eine innere Kante auf, die in Bezug auf die gerade innere Kante des geraden Abschnittes 105 so geneigt ist, daß sich die Breite des Führungsabschnittes 106 in die Richtung von dem ge raden Abschnitt 105 zu dem extremen Ende des Führungsabschnittes 106 erhöht. Wie in Fig. 7 gezeigt ist, weisen die Greifab schnitte 102, die geraden Abschnitte 105 und die Führungsab schnitte 106 der Greiferklaue 100 eine trapezförmige Quer schnittsform ähnlich einem Profil einer V-Rille 110 auf, die in der äußeren Oberfläche eines Spannabschnittes des Werkzeughal ters 42 gebildet ist.

Bei der gegenwärtigen Ausführungsform wirkt das Werkzeugmagazin 18 als eine Vorrichtung zum Aufnehmen oder Lagern der Schneid werkzeuge 40 (mit den Werkzeughaltern 42) und wirkt mit dem Stellglied 16 zum Funktionieren als eine Werkzeugübertragungs vorrichtung zum Übertragen der Werkzeuge 40 zu und von der Hauptspindel 28 zusammen.

Es ist verständlich, daß die automatische Werkzeugwechselvor richtung aufweist: das Werkzeugmagazinstellglied 16; das Werk zeugmagazin 18 mit den Werkzeuggreifern 26; einen Werkzeug spannmechanismus mit der Zugstange 46, den Kugeln 54, der Nockenoberfläche 56 und dem Federfeld 66; einen Bewegungswan delmechanismus mit dem Ausspannhebel 32, dem Stift 60 und dem Nockenfolger 78; und einer Bewegungsvorrichtung mit dem Servo motor 22 und der Kugelumlaufspindel 24 zum Bewegen des Spindel stockes 14.

Als nächstes wird ein Betrieb der auf der Bohrmaschine vorgese henen automatischen Werkzeugwechselvorrichtung beschrieben.

Nachdem eine Maschinenbearbeitung eines Werkstückes unter Be nutzung eines Schneidwerkzeuges 40, das von dem auf der Spindel 28 angebrachten Werkzeughalter 42 gehalten ist, beendet ist, wird die Drehung der Spindel 28 angehalten, und der Spindelstock 14 wird zu der vorbestimmten Werkzeugwechselposition 108 mittels des Servomotors 22 und der Kugelumlaufspindel 24 bewegt. Bevor der Spindelstock 14 die Werkzeugwechselposition 108 erreicht, kommt der auf der Spindel 28 angebrachte Werkzeughalter 42 in Eingriff mit den Führungsabschnitten 106 der Greiferklauen 100 des untersten Werkzeuggreifers 26, der in der Werkzeugwechsel position 108 angeordnet ist, nämlich des Werkzeuggreifers 26 direkt über der Achse der Spindel 28. In diesem Zustand ist der Werkzeuggreifer 26 mit der V-Rille 110 des auf der Spindel 28 angebrachten Werkzeughalters 42 ausgerichtet. Während sich der Werkzeughalter 42 mit dem Spindelstock 14 um einen weiteren Ab stand aufwärts bewegt, werden die Greiferklauen 100 von dem Werkzeughalter 42 gegen eine Vorspannkraft der Schraubenfeder 104 geöffnet, und dann kommt die V-Rille 110 des Werkzeughalters 42 in Eingriff mit den geraden Abschnitten 105 der Greifklauen 100, wie in den Fig. 6 und 7 gezeigt ist. In diesem Zustand wird der Werkzeughalter 42 daran gehindert, sich relativ zu der Spindel 28 zu bewegen, und er wird immer noch an der Spindel 28 unter der Vorspannwirkung der Tellerfedern 64 eingespannt ge halten, da die Nockenoberfläche 76 des Ausspannhebels 32, der auf dem Spindelstock 14 vorgesehen ist, noch in einem Abstand von dem Nockenfolger 78 angeordnet ist, der auf der Säule 12 vorgesehen ist, wobei die Kontaktabschnitte 74 des Hebels 32 in einem Abstand von dem Stift 60 angeordnet sind, wie in Fig. 4(A) gezeigt ist.

Während der Spindelstock 14 weiter aufwärts bewegt wird, wird die Nockenoberfläche 76 des Ausspannhebels 32 in anstoßenden Kontakt mit den Nockenfolgern 78 gebracht, und der Hebel 32 wird entgegengesetzt zu dem Uhrzeigersinne um die Tragwelle 70 in seine Ausspannposition geschwenkt, wie in Fig. 4(B) gezeigt ist. Diese Schwenkbewegung des Ausspannhebels 32 bewirkt, daß die Kontaktabschnitte 74 an den Stift 60 anstoßen, wodurch eine Vorwärtsbewegung der Zugstange 46 gegen die vorspannende Kraft der Tellerfedern 64 verursacht wird. Als Resultat wird der Werkzeughalter 42 von der Spindel 28 ausgespannt. In diesem Zu stand wird jedoch der Werkzeughalter 42 von einer Bewegung in der axialen Richtung weg von dem Anbringungsloch 44 der Spindel 28 gehindert, da die V-Rille 110 des Werkzeughalters 42 an die geraden Abschnitte 105 der Greiferklauen 100 des Werkzeuggrei fers 26 angreifen. Der ausgespannte Werkzeughalter 42 wird um einen weiteren Abstand mit der Spindel 28 bewegt, bis die Spin del 28 die vorbestimmten Werkzeugwechselposition 108 erreicht, an der die Aufwärtsbewegung des Spindelstockes 14 angehalten wird. In dieser Werkzeugwechselposition 108 wird der Werkzeug halter 42 fest von den Greifabschnitten 102 der Greiferklauen 100 gegriffen, und die geraden Abschnitte 105 dienen als Ver riegelungsabschnitte zum Verhindern, daß sich der Werkzeughalter 42 abwärts von den Greifabschnitten 102 bewegt, und daß er sich in die axiale Richtung relativ zu den Klauen 100 bewegt. Das Werkzeugmagazinstellglied 16 wird dann zum Bewirken einer auto matischen Werkzeugwechseltätigkeit aktiviert, wie unten be schrieben wird.

Anfänglich wird die Vorschubmutter 82 zum Vorschieben des Werkzeugmagazines 18 gedreht, wodurch der Werkzeughalter 42 von dem Anbringungsloch 44 der Spindel 28 bewegt wird. Dann werden die Vorschubmutter 82 und das Keilteil 86 synchron um einen Be trag gedreht, der einem Drehwinkel des Werkzeugmagazines 18 entspricht, der notwendig ist, daß das nächste Werkzeug 40 zu der Werkzeugwechselposition 108 gebracht wird. Das heißt, das Werkzeugmagazin 18 wird so lange gedreht, bis der Werkzeughalter 42 mit dem Werkzeug 40, das als nächstes zu benutzen ist, mit der Achse der Spindel 28 ausgerichtet ist, die in der Werkzeug wechselposition 108 angeordnet ist. Darauf folgend wird die Vor schubmutter 82 in die Rückwärtsrichtung zum Zurückziehen des Werkzeugmagazines 18 zu dem Stellglied 16 gedreht, so daß der Werkzeughalter 42 mit dem nächsten Werkzeug 40 an der Spindel 28 angebracht wird. Dann wird der Spindelstock 14 abwärts von dem Werkzeugmagazin 18 bewegt zum Ausüben einer Bearbeitungstätig keit unter Benutzung des neuen Werkzeuges 40, das jetzt an der Spindel 28 angebracht ist.

Während einer anfänglichen Zeitdauer der Abwärtsbewegung des Werkzeughalters 42 mit dem Spindelkopf 14 bleibt die V-Rille 110 des Werkzeughalters 42 auf der Spindel 28 im Eingriff mit den geraden Abschnitten 105 der Greiferklauen 100 des Werkzeuggrei fers 26, wodurch der Werkzeughalter 42 in der vorbestimmten axialen Position relativ zu der Spindel 28 (Anbringungsloch 44) gehalten wird. Während sich der Spindelstock 14 weiter absenkt, kommt die Nockenoberfläche 76 des Ausspannhebels 32 frei von dem Nockenfolger 78 auf der Säule 12, wodurch der Hebel 32 im Uhr zeigersinne geschwenkt wird, wodurch der Zugstange 26 ermöglicht wird, sich in die Einspannposition unter der Vorspannwirkung der Tellerfedern 64 zurückzuziehen. Somit ist der Werkzeughalter 42 an der Spindel 28 durch die Vorspannkraft der Tellerfedern 64 eingespannt. Bei einer weiteren Abwärtsbewegung des Werkzeug halters 42 mit der Spindel 28 kommt der Werkzeughalter 42 von den Greifklauen 100 des Werkzeuggreifers 26 in der Werkzeug wechselposition 108 frei. Als nächstes kann eine Bearbeitungs tätigkeit mit dem neuen Schneidwerkzeug 40 begonnen werden.

Es ist aus der obigen Beschreibung zu verstehen, daß die verti kale Bewegung der Spindel 28 (Spindelstock 14) zu und von der Werkzeugwechselposition 108 verursacht oder Anlaß gibt zum automatischen Ausspannen und Einspannen des Werkzeughalters 42 zu und von der Spindel 28, der automatischen Übertragung des ausgespannten Werkzeughalters 42 zu dem Werkzeuggreifer 26 des Werkzeugmagazines 18 und einer automatischen Freigabe des neuen Werkzeughalters 42 von dem Werkzeuggreifer 26. Diese automati schen Werkzeugwechseltätigkeiten werden aufeinanderfolgend mit hoher Zuverlässigkeit in einer relativ kurzen Zeitdauer durch geführt, während der der Spindelstock 14 zu und von der Werk zeugwechselposition 108 bewegt wird. Da weiterhin der Nocken mechanismus (76, 78) zum Einspannen und Ausspannen des Werk zeughalters 42 in Bezug auf die Spindel 28 durch die Bewegungen des Spindelstockes 14 aktiviert wird, benötigt die vorliegende automatische Werkzeugwechselvorrichtung keine ausschließliche Kraftquelle (z. B. hydraulische Kraftquelle) zum Einspannen und Ausspannen des Werkzeughalters 42 und Näherungssensoren oder ähnliche Erfassungsmittel zum Steuern einer derartigen aus schließlichen Kraftquelle. Das heißt, die vorliegende automati sche Werkzeugwechselvorrichtung ist einfach in der Konstruktion, wirtschaftlich herzustellen und zuverlässig im Betrieb.

Bei der obigen ersten Ausführungsform der Fig. 1 bis 7 weist die Greifklaue 100 des Werkzeuggreifers 26 den geraden Abschnitt 105 und den Führungsabschnitt 106 zusätzlich zu dem Greifab schnitt 102 auf. Die Greifklauen 100 können modifiziert werden, wie es gewünscht ist, solange vorgesehen wird, daß die modifi zierten Greifklauen zum Verhindern einer axialen Bewegung des Werkzeughalters 42 relativ zu der Spindel 28 während der Auf wärtsbewegung des Spindelstockes 14 zu der Werkzeugwechselposi tion 108 funktioniert. Modifikationsbeispiele des Werkzeuggrei fers sind in den Fig. 8 und 9 dargestellt.

Bei einer zweiten Ausführungsform benutzt das Werkzeugmagazin 18 Werkzeuggreifer 26a, wie sie in Fig. 8 gezeigt sind. Jeder Werkzeuggreifer 26a weist ein Paar von Greifklauen 100a auf, von denen jede einen bogenförmigen Greifabschnitt 102, wie er auf dem Werkzeuggreifer 26 vorgesehen ist, und einen Nockenabschnitt 105a mit einer gekrümmten inneren Kante 111 anschließend an die V-förmige innere Kante aufweist. Die gekrümmten inneren Kanten 111 der zwei Greifklauen 100a sind so geformt, daß ein Abstand zwischen den zwei inneren Kanten 111 sich in die Richtung von dem Greifabschnitt 102a zu den freien Enden der Klauen 100a mit einer Rate erhöht, die sich in die gleiche Richtung erhöht. Der Nockenabschnitt 105a führt die gleiche Funktion wie der gerade Abschnitt 105 (Verriegelungsabschnitt) und der Führungsabschnitt 106 des in der ersten Ausführungsform benutzten Werkzeuggreifers 26 aus.

Bei einer dritten Ausführungsform der Erfindung benutzt das Werkzeugmagazin 18 Werkzeuggreifer 26b, wie sie in Fig. 9 ge zeigt sind. Jeder Werkzeuggreifer 26b weist ein Paar von Greif klauen 100b auf, von denen jede ein drehbares Teil in der Form einer Rolle 112 an dem Ende trägt, das dem Ende abgewandt ist, an dem die Klaue 100b durch die Feder 104 vorgespannt ist. Die die Greifklauen 100b tragenden Stifte 98 erstrecken sich von einer Platte 113, die zwei Stoppstifte 114 zum Bestimmen der Winkelpositionen der zwei Greifklauen 100b aufweist, in der der Werkzeughalter 42 schließlich von den Klauen 100b ergriffen wird. Wenn der Werkzeughalter 42 von dem Werkzeuggreifer 26b ergriffen wird, drückt der Werkzeughalter 42 die drehbar von den Greifklauen 100b getragenen Rollen 112, wodurch die Greifklauen 100b um die entsprechenden Stifte 98 so geschwenkt werden, daß die Rollen 112 in rollendem Kontakt mit der V-Rille 110 des Werkzeughalters 42 voneinander weg bewegt werden, wodurch dem Werkzeughalter 42 ermöglicht wird, sich in den Werkzeuggreifer 26 zu bewegen, bis der Werkzeughalter 42 eine bogenförmige Aus nehmung 113a angreift, die in der Platte 113 gebildet ist, wo durch die Schwenkbewegungen der Greifklauen 100b an den ent sprechenden Stoppstiften 114 gestoppt werden. Die Platte 113 weist einen Keil 113b auf, der daran zum Eingriff mit einer Rille befestigt ist, die in dem Werkzeughalter 42 gebildet ist, zum umfangsmäßigen Positionieren des Werkzeughalters 42. Der Keil 113b kann auch an dem Werkzeughalter 42 befestigt sein. Bei dieser Ausführungsform dienen die Rollen 112 und die bogenför mige Ausnehmung 113a als Werkzeuggreifabschnitte. Die Rollen 112 dienen auch als Verriegelungsabschnitte, wie die geraden Ab schnitte 105 und Führungsabschnitte 106. Jede Rolle 112 weist eine ringförmige Rippe auf, die auf der äußeren Umfangsoberflä che gebildet ist, welche Rippe dem Profil der V-Rille 110 des Werkzeughalters 42 folgend gebildet ist. Die die bogenförmige Ausnehmung 113a definierende Oberfläche weist ebenfalls eine Rippe entsprechend der V-Rille 110 auf.

Bei den obigen drei Ausführungsformen wirken der Ausspannhebel 32 mit den Kontaktabschnitten 74 und der Nockenoberfläche 76, der an der Zugstange 46 befestigte Stift 60 und der auf der Säule 12 vorgesehene Nockenfolger 78 zum Vorsehen des Bewe gungswandelmechanismus zum Umwandeln der vertikalen Bewegungen der Spindel 28 zu und weg von dem Werkzeugmagazin 18 (Werkzeug übertragungsvorrichtung mit den Werkzeuggreifern 26, 26a, 26b) in Hin- und Herbewegungen der Zugstange 46 zum Ausspannen und Einspannen des Werkzeughalters 42 (Werkzeug 40) in Bezug auf die Spindel 28 zusammen.

Obwohl die Nockenoberfläche 76 und der Nockenfolger 78 auf dem Ausspannhebel 32 bzw. der Säule 12 vorgesehen sind, ist eine umgekehrte Anordnung in Fig. 10 gezeigt, die eine vierte Aus führungsform zeigt, bei der ein Nockenfolger 77 an dem freien Ende des Ausspannhebels 32 befestigt ist, während ein Nockenteil 79 mit einer Nockenoberfläche 79a an der Säule 12 befestigt ist.

In einer fünften Ausführungsform ist jedoch die Kombination der Nockenoberfläche 76 und des Nockenfolgers 78, die einen wesent lichen Teil des Bewegungswandelmechanismus in den obigen Aus führungsformen darstellen, durch eine Anordnung ersetzt, wie sie in Fig. 11 gezeigt ist, bei der der Hebel 32, der die Kontakt abschnitte 74 aufweist, schwenkbar an seinem oberen oder freien Ende (von dem Stift 70 abgewandt) mit einem Ende eines schwenk baren Hebels 115 verbunden ist, der wiederum schwenkbar an dem anderen Ende mit einem Stift 116 verbunden ist, der auf der Ma schinensäule 12 befestigt ist. Wenn der Spindelstock 14 an einer Position niedriger als die Werkzeugwechselposition 108 (Fig. 2) angeordnet ist, sind die beiden Hebel 32, 115 relativ zu der Achse der Hauptspindel 28 und relativ zueinander geneigt, wie durch die strich-doppelpunktierte Linie in Fig. 11 gezeigt ist. Gemäß dieser Anordnung bewirkt eine Aufwärtsbewegung des Spin delstocks 14 um einen Abstand L zu der Werkzeugwechselposition 108 eine Schwenkbewegung des Ausspannhebels 32 um einen Winkel R. Ein vorbestimmter Endabschnitt des Schwenkwinkels R des Aus spannhebels 32 wird zum Bewegen der Zugstange 46 in die Vor wärtsrichtung benutzt, wobei die Kontaktabschnitte 74 des Hebels 32 gegen den Stift 60 stoßen, der an der Zugstange 46 befestigt ist, wie oben beschrieben wurde. Diese Ausführungsform wird be vorzugt, wenn der Spindelstock 14 in seiner vertikalen Position während einer Bearbeitungstätigkeit fixiert ist, oder wenn der vertikale Hub des Spindelstockes 14, der zur Bearbeitungstätig keit benutzt wird, relativ klein ist.

Unter Bezugnahme auf Fig. 12 wird als nächstes eine sechste Ausführungsform beschrieben, die eine weiter modifizierte Form des Bewegungswandelmechanismus benutzt, der keinen Nockenmecha nismus zum Einspannen und Ausspannen des Werkzeughalters 42 einsetzt.

Bei der sechsten Ausführungsform, wie sie in Fig. 12 gezeigt ist, weist ein Spindelstock 118 ein Gehäuse 120 auf, das drehbar eine Hauptspindel 124 trägt, die eine Zugstange 122 enthält. Der Gehäusekörper 120 weist ein axiales Durchgangsloch 126, durch das sich die Spindel 124 erstreckt, und einen ringförmigen Vor sprung 128, der radial nach innen in das Durchgangsloch 126 vorsteht, auf. Der ringförmige Vorsprung 128 weist eine um fangsmäßige Rille 130 auf, die an dessen innerer Umfangsober fläche gebildet ist, die gleitend die drehende Spindel 124 be rührt. Die Spindel 124 weist eine Spindelbohrung 132, in der die Zugstange 122 axial verschiebbar und fluiddicht aufgenommen ist, und ein radiales Loch 134, das durch ihre zylindrische Wand ge bildet ist, auf. Das radiale Loch 134 ist in Ausrichtung mit der umfangsmäßigen Rille 130 des ringförmigen Vorsprunges 128 ange ordnet. Die Spindelbohrung 132 nimmt ebenfalls einen darin be festigten Schließblock 138 so auf, daß der Block 138 mit der Spindel 124 und einem rückwärtigen Kolbenabschnitt 142 der Zug stange 122 zum Abgrenzen einer Fluidkammer 144 zusammenwirkt. Der Block 138 weist einen Durchgang 136 auf, der in Verbindung mit der Fluidkammer 144 und der umfangsmäßigen Rille 130 durch das radiale Loch 134 in Verbindung steht. Dieser Durchgang 136, das radiale Loch 134 und die Rille 130 sehen einen Fluiddurch gang 140 vor zum Zuführen eines Fluids unter Druck zu der Fluidkammer 144 zum Vorschieben der Zugstange 122 und dadurch Ausspannen des Werkzeughalters 42 von der Spindel 124. Dich tungsteile 150 sind zwischen der äußeren Umfangsoberfläche der Spindel 124 und dem ringförmigen Vorsprung 128 vorgesehen, wäh rend abdichtende O-Ringe 152 zwischen der inneren Umfangsober fläche der Spindel 124 und dem Block 138 und dem Kolbenabschnitt 142 der Zugstange 122 zum Sicherstellen einer Fluiddichtheit zwischen der Spindel 124 und dem Kolbenabschnitt 142 und zwi schen der Spindel 124 und dem Block 138 vorgesehen sind.

Die Hauptspindel 124, der Kolbenabschnitt 142 der Zugstange 122 und der Block 138 wirken zusammen zum Darstellen eines Unter zylinders mit der Fluidkammer 144, die mit dem Fluiddurchgang 140 in Verbindung steht. Der Fluiddurchgang 140, eine Leitung 156 und eine Verbindung 158 stellen ein Verbindungselement zum Verbinden des Hauptzylinders 154 und der Fluidkammer 144 dar, während die Drehung der Spindel 124 ermöglicht wird.

Der Spindelstock 118 ist mit einem Ausspannhauptzylinder 154 versehen, der mit dem Fluiddurchgang 140 durch eine Leitung 156 und eine Verbindung 158 verbunden ist. Der Hauptzylinder 154 weist einen Kolben 164 auf, der axial verschiebbar und fluid dicht in einem Gehäuse 164 aufgenommen ist. Der Hauptzylinder wird mit dem Spindelstock 118 bewegt und ist ausgelegt zum Lie fern eines Fluids unter Druck zum Erhöhen des Fluiddruckes in der Fluidkammer 144 des Unterzylinders, wenn der Kolben 164 ab gesenkt wird. Im einzelnen beschrieben, wenn der Spindelstock 118 aufwärts zu der Werkzeugwechselposition bewegt wird, wie bei 108 in Fig. 2 gezeigt ist, kommt eine Kolbenstange 166, die an dem Kolben 164 des Hauptzylinders 154 befestigt ist, in ansto ßenden Kontakt mit einem Anschlag, der an einer geeigneten Position auf der Säule 12 vorgesehen ist, wodurch der Kolben 164 zu seiner Ausspannposition abgesenkt wird zum Zuführen von Fluid unter Druck in die Fluidkammer 144 durch die Leitung 156 und den Durchgang 140. Als Resultat wird die Zugstange 122 gegen die Vorspannkraft der Tellerfedern (konische Scheibenfedern) 168 vorgeschoben, die um die Stange 122 vorgesehen sind.

Wenn der Spindelstock 118 abwärts von der Werkzeugwechselposi tion weg bewegt wird, kann der Kolben 164 in die Einspannposi tion zurückkehren, in der der Fluiddruck in der Fluidkammer 144 niedrig genug ist, so daß die Zugstange 122 in ihre ursprüngli che Einspannposition unter der Vorspannkraft der Tellerfedern 168 zurückkehren kann.

Obwohl die vorliegende Erfindung in bevorzugten Ausführungsfor men mit einem gewissen Grad von Eigentümlichkeiten erläutert ist, ist zu verstehen, daß die vorliegende Erfindung nicht auf die Details der dargestellten Ausführungsform beschränkt ist, sie kann verschiedene Änderungen, Modifikationen und Verbesse rungen enthalten, wie sie unten beschrieben werden, und die dem Fachmann ersichtlich sind.

Obwohl die automatische Werkzeugwechselvorrichtung in Anwendung auf eine Bohrmaschine unter Benutzung von Drehschneidwerkzeugen 40 zu darstellenden Zwecken beschrieben worden ist, kann das Prin zip der vorliegenden Erfindung auch auf andere Arten von Werk zeugmaschinen, wie Drehmaschinen oder Drehbänke angewendet wer den, die nicht-drehende Schneidwerkzeuge benutzen. Wenn die automatische Werkzeugwechselvorrichtung der vorliegenden Erfin dung auf eine z. B. Drehmaschine angewendet wird, ist ein nicht drehende Schneidwerkzeuge aufnehmendes Werkzeugmagazin an einem Ende des Maschinenbettes zum Beispiel vorgesehen, und eine automatische Werkzeugwechseltätigkeit zwischen dem Werkzeugma gazin und einer Werkzeugtragvorrichtung in der Form eines nicht indexierbaren Werkzeugständers oder eines indexierbaren Werk zeugrevolverkopfes wird bewirkt, indem die Bewegungen des Werk zeugständers oder des Werkzeugrevolverkopfes zu und von einer vorbestimmten Werkzeugwechselposition nahe dem Werkzeugmagazin benutzt wird. In diesem Fall ist mindestens ein Werkzeugein spannmechanismus auf dem Werkzeugständer oder dem Werkzeugre volverkopf vorgesehen und so ausgelegt, daß die Bewegungen des Werkzeugständers oder -revolverkopfes automatisches Einspannen und Ausspannen des Werkzeughalters auf dem Werkzeugständer oder -revolverkopf bewirkt werden.

Bei den dargestellten Ausführungsformen werden die Auswechslun gen der Werkzeughalter 42 (Werkzeuge 40) zwischen der Spindel 28, 124 und dem Werkzeugmagazin 18 bewirkt. Der Werkzeughalter 42, der das benutzte Werkzeug 40 aufnimmt, wird nämlich von der Spindel 28, 124 direkt zu dem Werkzeugmagazin 18 zurückgebracht, und der Werkzeughalter 42, der das neue Werkzeug 40 aufnimmt, wird von dem Werkzeugmagazin 18 direkt zu der Spindel 28, 124 übertragen. Die automatische Werkzeugwechselvorrichtung kann jedoch eine Werkzeugübertragungsvorrichtung in der Form eines Werkzeugwechselarmes oder Armen mit einem Werkzeuggreifer oder -greifern benutzen, die zwischen der Spindel und dem Werkzeug magazin so vorgesehen ist, daß der Werkzeughalter zuerst zu dem Werkzeugwechselarm übertragen wird, bevor der Werkzeughalter auf der Spindel angebracht wird oder zu dem Werkzeugmagazin zurück gebracht wird. Zum Beispiel weist ein Werkzeugwechselarm zwei Werkzeuggreifer an seinen gegenüberliegenden Enden so auf, daß, wenn das benutzte und das neue Werkzeug ausgewechselt werden, der auf der Spindel angebrachte Werkzeughalter von einem der zwei Werkzeuggreifer ergriffen wird, während einer der Werk zeughalter, der aus dem Werkzeugmagazin durch geeignetes Indi zieren des Werkzeugmagazines ausgewählt worden ist, von dem anderen Werkzeuggreifer ergriffen wird.

Bei den dargestellten Ausführungsformen wird der Spindelkopf 14 vertikal relativ zu dem Werkzeugmagazin 18 bewegt, das an der Säule 12 befestigt ist, wenn die Werkzeugwechseltätigkeit aus geführt wird. Das Werkzeugmagazin 18 und das Werkzeugmagazin stellglied 16 können jedoch so ausgelegt werden, daß sie verti kal relativ zu dem Spindelstock 14 bewegbar sind, der an einer vorbestimmten Werkzeugwechselposition angeordnet ist, die ent lang des Betriebshubes des Spindelstockes ausgewählt ist, so daß die Bewegungen des Werkzeugmagazines 18 ein automatisches Aus spannen und Einspannen des Werkzeughalters 42 und eine automa tische Übertragung des Werkzeughalters 42 zwischen dem Werk zeuggreifer 26 und der Hauptspindel 28 bewirken.

Claims

1. Werkzeugmaschine mit einer automatischen Werkzeugwechselvorrichtung, mit

(a) - einer Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118), die zum Halten eines Schneidwerkzeuges (40, 42) zum Ausführen einer Bearbeitungstätigkeit an einem Werkstück ausgelegt ist und
- die einen Werkzeugspannmechanismus (46, 54, 46, 66, 122, 168) zum Halten des Schneidwerkzeuges (40, 42) an der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118) aufweist;
(b) - einer Werkzeugübertragungsvorrichtung (16, 18) zum Über tragen des Schneidwerkzeuges zu und von der Werkzeugauf nahmevorrichtung (14, 118) an einer vorbestimmten Werk zeugwechselposition (108),
- wobei die Werkzeugübertragungsvorrichtung (16, 18) einen Werkzeuggreifer (26, 26a, 26b) mit einem Paar von Greif klauen (100, 100a, 100b) zum Ergreifen eines Spannab schnittes (110) des Schneidwerkzeuges (40, 42) aufweist;
(c) - einer Bewegungsvorrichtung (22, 24) zum Bewegen der Werk zeugaufnahmevorrichtung (14, 118) und der Werkzeugüber tragungsvorrichtung (16, 18) zueinander und voneinander in eine Richtung senkrecht zu einer Achse des von der Werk zeugaufnahmevorrichtung (14, 118) gehaltenen Werkzeuges (40, 42),
- bei der die Achse des von dem Werkzeuggreifer (26, 26a, 26b) ergriffenen Werkzeuges (40, 42) und die Achse des von der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118) gehaltenen Werkzeuges (40, 42) parallel zueinander mindestens dann sind, wenn die Werkzeugaufnahme- (14, 118) und Werkzeug übertragungsvorrichtung (16, 18) an der Werkzeugwechsel position (108) angeordnet sind,
- und der Werkzeuggreifer (26, 26a, 26b) an der Werkzeug wechselposition (108) und der Spannabschnitt (110) des von der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118) gehaltenen Werkzeuges (40, 42) miteinander in einer Richtung parallel zu der Achse des von dem Werkzeuggreifer (26, 26a, 26b) ergriffenen Werkzeuges (40, 42) ausgerichtet sind;
dadurch gekennzeichnet,
(d) - daß ein Bewegungswandelmechanismus (32, 60, 66, 78. 138, 144, 154, 156, 158, 168) vorgesehen ist,
- zum Umwandeln einer ersten Relativbewegung des Werkzeug greifers (26, 26a, 26b) der Werkzeugübertragungsvorrich tung (16, 18) und der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118) zueinander nahe der Werkzeugwechselposition (108) in eine Bewegung des Werkzeugeinspannmechanismus (46, 54, 56, 58, 66, 122, 168) zum Ausspannen des Werkzeuges (40, 42) aus der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118) und
- zum Umwandeln einer zweiten Relativbewegung des Werkzeug greifers (26, 26a, 26b) und der Werkzeugaufnahmevorrich tung (14, 118) voneinander nahe der Werkzeugwechselposi tion (108) in eine Bewegung des Werkzeugeinspannmechanis mus zum Einspannen des Werkzeuges (40, 42) in die Werk zeugaufnahmevorrichtung (14, 118); und
(e) - daß das Paar von Greifklauen (100) des Werkzeuggreifers (26, 26a, 26b) so gebildet ist,
- daß der Spannabschnitt (110) des an der Werkzeugaufnahme vorrichtung (14, 118) gehaltenen Werkzeuges (40, 42) er griffen wird, bevor das Werkzeug (40, 42) von dem Werk zeugspannmechanismus ausgespannt wird,
- und daß die erste Relativbewegung an der vorbestimmten Wechselposition (108) beendet werden kann, nachdem das Werkzeug (40, 42) ausgespannt ist.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugspannmechanismus (46, 54, 56, 66, 122, 168) eine Zugstange (46, 122) zum Ausspannen des Werkzeuges (40, 42) von der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118), wenn die Zugstange (46, 122) in eine Richtung zu dem Schneidwerkzeug (40, 42) bewegt wird, und zum Einspannen des Schneidwerkzeuges (40, 42) an der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118), wenn die Zugstange (46, 122) in eine Richtung von dem Schneidwerkzeug (40, 42) weg bewegt wird, aufweist, und daß der Bewegungswandelmechanismus (32, 60, 78, 138, 144, 154, 156, 158) die erste und die zweite Relativbewegung des Werk zeuggreifers (26, 26a, 26b) und der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118) in eine vorschiebende bzw. zurückziehende Bewegung der Zugstange (46, 122) umwandelt.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahmevorrichtung ein Spindelstock (14) ist, der einen Gehäusekörper (37) und eine Hauptspindel (28) aufweist, die drehbar in dem Gehäusekörper (37) gelagert ist und die das Schneidwerkzeug (40, 42) an einem Ende davon hält,
wobei die Hauptspindel eine Mittelbohrung (38) aufweist, in der die Zugstange (46) axial verschiebbar bewegbar ist,
der Werkzeugspannmechanismus (46, 54, 56, 66) weiter ein vor spannendes Teil (66) zum Vorspannen der Zugstange (46) zu einer voll zurückgezogenen Position aufweist und
der Bewegungswandelmechanismus (32, 60, 66, 78) aufweist:

(f) einen Ausspannhebel (32), der von dem Gehäusekörper (37) schwenkbar um eine Achse getragen ist, die in einem Abstand von einer Achse der Hauptspindel (28) angeordnet ist und senkrecht zu der Achse der Hauptspindel (28) liegt;
(g) einen Linear-Rotations-Wandelmechamismus (66, 76, 78) zum Umwandeln der ersten und der zweiten Relativbewegung des Werkzeuggreifers (26) und des Spindelstockes (14) in Schwenkbewegungen des Ausspannhebels (32), und
(h) einen Rotations-Linear-Wandelmechanismus (60, 74) zum Um wandeln der Schwenkbewegungen des Ausspannhebels (32) in eine vorschiebende und zurückziehende Bewegung der Zugstange (46).

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Linear-Rotations-Wandelmecha nismus einen Nocken (76) und einen Nockenfolger (78) aufweist, wobei der Nocken (76) entweder auf dem Ausspannhebel (32) oder einem getrennten Teil (12) vorgesehen ist, dessen Abstand zu dem Gehäusekörper (37) des Spindelstockes (14) sich während der ersten und der zweiten Bewegung des Werkzeuggreifers (26, 26a, 26b) und des Spindelstockes (14) verändert.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das getrennte Teil aus einem Ab schnitt (12) eines Körpers (10, 12) der Werkzeugmaschine besteht und daß die Bewegungsvorrichtung (22, 24) den Spindelstock (14) relativ zu dem Körper (10, 12) der Werkzeugmaschine bewegt.

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Körper (10, 12) der Werkzeugma schine aus einer Säule (12) besteht, die sich nach oben er streckt, und daß die Bewegungsvorrichtung (22, 24) den Spindel stock (14) entlang der Säule (12) bewegt.

7. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Hauptspindel (28) ein Loch (62) aufweist, das durch eine zylindrische Wand davon gebildet ist,
und daß der Rotations-Linear-Wandelmechanismus (60, 74) ein An schlagteil (60) aufweist, das sich in eine radial nach innen gerichtete Richtung der Hauptspindel (28) von dem Ausspannhebel (32) und der Zugstange (46) durch das Loch (42) der Hauptspindel (28) erstreckt, wobei das Anschlagteil (60) an das andere Ende des Ausspannhe bels (32) und der Zugstange (46) anstoßen kann.

8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Ausspannhebel (32) schwenkbar von dem Gehäusekörper (37) des Spindelstockes (14) an einem seiner in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden getragen ist und an dem anderen der in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden entweder einen Nocken (76) oder einen Nockenfolger (78) auf weist, die miteinander in Eingriff stehen können, wobei das andere Element von dem Nocken (76) bzw. dem Nockenfolger (78) auf einem getrennten Teil (12) vorgesehen ist, dessen Abstand zu dem Gehäusekörper (37) des Spindelstockes (14) sich während der ersten und der zweiten Bewegung des Werkzeuggreifers (26, 26a, 26b) und des Spindelstockes (14) verändert,
daß der Ausspannhebel (32) weiter ein Durchgangsloch (72) auf weist, das durch einen mittleren Abschnitt davon zwischen den beiden in Längsrichtung gegenüberliegenden Enden gebildet ist,
daß sich die Hauptspindel (28) durch das Durchgangsloch (72) erstreckt, wobei ein radialer Freiraum dazwischen gelassen ist,
daß das Anschlagteil (60) aus einem Paar von Vorsprüngen be steht, die zwischen der Zugstange (46) und zwei gegenüberlie genden Teilen des mittleren Abschnittes des Ausspannhebels (32) vorgesehen sind, die durch das Durchgangsloch (72) in einer diametralen Richtung der Zugstange (46) einander gegenüber liegen.

9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahmevorrichtung ein Spindelstock (118) ist, der einen Gehäusekörper (120) und eine Hauptspindel (124) aufweist, die drehbar in dem Gehäusekörper (120) gelagert ist und die das Schneidwerkzeug (40, 42) an einem Ende davon hält,
daß die Hauptspindel (124) eine Mittelbohrung (132) aufweist, in der die Zugstange (122) axial verschiebbar bewegbar ist,
daß der Werkzeugspannmechanismus (122, 168) weiter ein Vor spannteil (168) zum Vorspannen der Zugstange (122) in die voll zurückgezogene Position aufweist und
daß der Bewegungswandelmechanismus (138, 144, 154, 156, 158, 168) aufweist:

(i) einen Tochterzylinder mit einem ersten Kolben (142), der koaxial zu der Zugstange (122) und axial verschiebbar und fluiddicht in der Mittelbohrung (132) aufgenommen ist, und einem Schließblock (138), der fest in der Mittelbohrung (132) aufgenommen ist, wobei der Schließblock (138) mit der Hauptspindel (124) und dem ersten Kolben (142) zum Abgrenzen einer Fluidkammer (144) zusammenwirkt;
(j) einem Hauptzylinder (154) mit einem Zylindergehäuse (165), das entweder auf dem Gehäusekörper (120) der Hauptspindel (124) oder einem getrennten Teil (12) vorgesehen ist, dessen Abstand zu dem Gehäuse (120) sich während der ersten und der zweiten Bewegung des Werkzeuggreifers (26, 26a, 26b) und des Spindelstockes (118) verändert, und einem zweiten Kolben (164), der axial verschiebbar und fluiddicht in dem Gehäuse (165) aufgenommen ist und durch das andere Element von Ge häusekörper (120) und getrenntem Teil (12) zum Anlegen eines Fluiddruckes an die Fluidkammer (144) bewegt wird; und
(k) einem Verbindungsteil (140, 156, 158) zum Verbinden der Fluidkammer (144) des Tochterzylinders und des Hauptzylin ders (154), während die Rotation des Spindelstockes (124) ermöglicht ist.

10. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Greifklauen (100, 100a, 100b) schwenkbar zum Bewirken von einer Öffnungs- und Schließ tätigkeit an dem Schneidwerkzeug (40, 42) ist und ein Paar von Greifabschnitten (102, 112, 113) zum Positionieren und Greifen des Werkzeuges (40, 42) an dem Spannabschnitt (110) so, daß das Werkzeug (40, 42) in eine radiale und eine axiale Richtung davon unbewegbar ist, und ein Paar von Verriegelungsabschnitten (105, 106, 105a, 112), die sich im wesentlichen parallel zueinander von den entsprechenden Greifabschnitten (102, 112, 113) zu den freien Enden der Greifklauen (100, 100a, 100b) erstrecken, auf weist, wobei das Paar von Verriegelungsabschnitten (105, 106, 105a, 112) in Eingriff mit dem Spannabschnitt (110) des Werkzeuges (40, 42) so bringbar ist, daß das Werkzeug (40, 42) in die radiale Richtung davon bewegbar, aber in die axiale Richtung unbewegbar ist.

11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Paar von Greifabschnitten (102) eine bogenförmige innere Kante mit einer Krümmung auf weist, die einem äußeren Umfang des Spannabschnittes (110) des Werkzeuges (40, 42) entspricht.

12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Verriegelungsabschnit ten aus einem Paar von geraden Abschnitten (102), die entspre chende gerade innere Kanten einander gegenüberliegend aufweisen, und ein Paar von Führungsabschnitten (106), die sich von den geraden Abschnitten zu den freien Enden der Greifklauen (100) erstrecken, besteht, wobei die Führungsabschnitte (106) entsprechende innere Kanten aufweisen, die in Bezug auf die geraden inneren Kanten der ge raden Abschnitte (102) so geneigt sind, daß sich ein Abstand zwischen den inneren Kanten der Führungsabschnitte (106) in eine Richtung zu den freien Enden vergrößert.

13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Verriegelungsabschnit ten aus einem Paar von Nockenabschnitten (105a) mit entspre chenden gekrümmten inneren Kanten (111) besteht, die so gebildet sind, daß sich ein Abstand zwischen den gekrümmten inneren Kan ten in eine Richtung zu den freien Enden der Greifklauen (100a) vergrößert mit einer Rate, die sich in die Richtung zu den freien Enden vergrößert.

14. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Greifklauen ein Paar von schwenkbaren Teilen (100b), die in einer Ebene so schwenk bar sind, daß eine Öffnungs- und Schließtätigkeit auf den Spannabschnitt (110) des Werkzeuges (40, 42) bewirkt wird, und ein Paar von drehbaren Teilen (112), die drehbar an dem Paar von entsprechenden schwenkbaren Teilen (100b) angebracht sind, auf weist, wobei die drehbaren Teile (112) um entsprechende Achsen drehbar sind, die senkrecht zu der Ebene stehen, in der die schwenkbaren Teile (100b) geschwenkt werden.

15. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugübertragungsvorrichtung (16, 18) aufweist:

(l) eine Welle (18), die von einem Körper (12) der Werkzeugma schine axial bewegbar und drehbar um eine Achse davon par allel zu einer Achse einer Hauptspindel (28, 124) der Werk zeugmaschine getragen wird;
(m) ein drehbares Teil (97), das an der Welle (88) angebracht ist und eine Mehrzahl von Werkzeuggreifern (26, 26a, 26b) aufweist, die an vorbestimmten Winkelabständen entlang eines Kreises angeordnet sind, dessen Zentrum auf der Achse des drehbaren Teiles (97) liegt;
(n) eine axiale Vorschubvorrichtung (82, 90, 92) zum Bewegen der Welle (88) in eine axiale Richtung davon und
(o) eine Drehvorrichtung (86, 94, 96) zum Drehen der Welle (88) zum Indizieren des drehbaren Teiles (97) zum Verbringen eines der Mehrzahl von Werkzeuggreifer (26, 26a, 26b) zu einer vorbestimmten Position.

16. Werkzeugmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehvorrichtung (86, 94, 96) einen gekeilten Abschnitt der Welle (88) und ein Keilteil (86) aufweist, das axial unbewegbar und drehbar von dem Körper (12) der Werkzeugmaschine getragen ist und an den gekeilten Abschnitt der Welle (88) so angreift, daß die Welle (88) und das Keilteil (86) miteinander drehbar und axial relativ zueinander bewegbar sind,
daß die Drehvorrichtung (86, 94, 96) eine erste Antriebsquelle (94) zum Drehen des Keilteiles (86) aufweist,
und daß die axiale Vorschubvorrichtung (82, 90, 92) einen Außengewindeabschnitt der Welle (88), eine Mutter (82) mit Innengewinde, die axial unbewegbar und drehbar von dem Körper (12) der Werkzeugmaschine getragen ist und den Außengewindeab schnitt der Welle (88) angreift, und eine zweite Antriebsvor richtung (90) zum Drehen der Mutter (82) in Synchronisation mit der Drehung des Keilteiles (86), wenn das Keilteil (86) von der ersten Antriebsvorrichtung (94) gedreht wird, und zum Drehen der Mutter (82) allein, wenn das Keilteil (86) nicht gedreht wird, aufweist.

17. Werkzeugmaschine nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehteil (97) der Werkzeugüber tragungsvorrichtung (16, 18) mindestens drei Werkzeuggreifer (26) zum Halten entsprechender Schneidwerkzeuge (40, 42) auf weist und ein Werkzeugmagazin (18) zum Übertragen der Schneidwerkzeuge (40, 42) von der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118) zu min destens einem der drei Werkzeuggreifer (26) und zum Übertragen von einem der Schneidwerkzeuge (40, 42), das von mindestens einem der drei Werkzeuggreifer (26) gehalten wird, zu der Werk zeugaufnahmevorrichtung (14, 118), darstellt.

18. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugspannmechanismus (46, 54, 56, 66, 122, 168) eine Zugstange (46, 122) zum Ausspannen des Werkzeuges (40, 42) aus der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118), wenn die Zugstange (46, 122) in eine Richtung zu dem Schneidwerkzeug (40, 42) vorgeschoben ist, und zum Einspannen des Schneidwerkzeuges (40, 42) an der Werkzeugaufnahmevorrich tung (14, 118), wenn die Zugstange (46, 122) in eine Richtung weg von dem Schneidwerkzeug (40, 42) gezogen ist, aufweist, und daß der Bewegungswandelmechanismus (32, 60, 66, 78, 138, 144, 154, 156, 158, 168) die erste und die zweite Relativbewegung des Werkzeuggreifers (26) der Werkzeugübertragungsvorrichtung (16, 18) und der Werkzeugaufnahmevorrichtung (14, 118) in eine vor schiebende bzw. eine zurückziehende Bewegung der Zugstange (46, 122) umwandelt.

19. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet,
daß die Werkzeugaufnahmevorrichtung ein Spindelstock (14, 118) ist, der einen Gehäusekörper (37, 120) und die Hauptspindel (28, 124) aufweist, die drehbar von dem Gehäusekörper (37, 120) getragen ist und das Schneidwerkzeug (40, 42) an einem Ende davon trägt,
daß die Hauptspindel (28, 124) eine Mittelbohrung (38, 132) aufweist, in der die Zugstange (46, 122) axial verschiebbar be wegbar ist,
daß der Werkzeugspannmechanismus (46, 54, 56, 66, 122, 168) ein Vorspannteil (66, 168) zum Vorspannen der Zugstange (46, 122) in ihre voll zurückgezogene Position aufweist, und
daß die Bewegungsvorrichtung (22, 24) den Spindelstock (14, 118) relativ zu der Werkzeugübertragungsvorrichtung (16, 18) bewegt.

20. Werkzeugmaschine mit einer automatischen Werkzeugwechsel vorrichtung, mit

- einer Werkzeugspannvorrichtung (46, 54, 56, 66, 122, 168) zum Einspannen eines Schneidwerkzeuges (40, 42) zur Bearbeitung eines Werkstückes und
- einem Werkzeuggreifer (26, 26a, 26b) zum Ergreifen des Werk zeuges (40, 42),
gekennzeichnet durch eine Bewegungswandelvorrichtung (32, 60, 62, 78, 138, 144, 154, 156, 158, 162)
- zum Umwandeln einer ersten Relativbewegung zwischen dem Werk zeuggreifer (26, 26a, 26b) und der Werkzeugspannvorrichtung (46, 54, 56, 66, 122, 168) aufeinander zu in eine Bewegung der Werkzeugspannvorrichtung zum Ausspannen des Werkzeuges (40, 42) aus der Werkzeugspannvorrichtung, und
- zum Umwandeln einer zweiten Relativbewegung des Werkzeuggrei fers (26, 26a, 26b) und der Werkzeugspannvorrichtung (46, 54, 56, 66, 122, 168) voneinander weg in eine Bewegung der Werk zeugspannvorrichtung zum Einspannen des Werkzeuges (40, 42) in die Werkzeugspannvorrichtung.