JP5738149B2 - 薄板の加工のための機械式の加工装置、並びに該加工装置における工具交換のための方法 - Google Patents

Description

本発明は、薄板の加工のための機械式の加工装置に関し、特に、加工ステーション又は加工部位を含む工具機械を備えており、加工ステーション又は加工部位で薄板が加工工具を用いて加工されるようになっており、加工工具のための工具受容部を備えており、移送装置を備えており、移送装置を用いて加工工具が工具受容部に送られ或いは収容され若しくは工具受容部から取り出されるようになっており、工具交換装置を備えており、工具交換装置は、制御された位置決め運動により工具交換位置に配置されるようになっており、工具交換装置を工具交換位置に配置した後に、加工工具が、工具交換装置を用いて工具受容部と移送装置との間で交換されるようになっている、薄板の加工のための機械式の加工装置に関する。

更に、本発明は、薄板の加工のための上記機械式の加工装置における工具交換のための方法に関し、特に、移送装置を用いて加工工具が工具受容部に送られ或いは収容され若しくは工具受容部から取り出されるようになっており、工具交換装置が、制御された位置決め運動により工具交換位置に配置されるようになっており、かつ、工具交換装置を工具交換位置に配置した後に、加工工具が、工具交換装置を用いて工具受容部と移送装置との間で交換されるようになっている、工具交換のための方法に関する。

前記形式の加工装置は、欧州特許出願公開第２１９８９９１Ａ１号明細書に開示されている。薄板加工用の機械式の加工装置のための供給及び排出ユニットは、二重の機能を有している。一面において、供給及び排出ユニットは、加工すべき薄板を機械式の加工装置の薄板加工機械へ供給するために用いられる。他面において、供給及び排出ユニットは、薄板加工機械の直線配列式マガジンと、供給及び排出ユニットのフレームに設けられた工具貯蔵部との間での加工工具の搬送のために用いられている。工具交換の実施のために、供給及び排出ユニットは、やっとこ状又はプライヤー状のグリッパーとして形成された工具交換装置を備えている。供給及び排出ユニットは、グリッパーを所定の方法で、機械側の直線配列式マガジンの工具受容部若しくは貯蔵部側の工具受容部に対応して、工具交換位置へ移動させるようになっており、工具交換位置では、加工工具が、グリッパーにより、対応する工具受容部へ引き渡され若しくは対応する工具受容部から受け取られるようになっている。正確な工具交換は、対応する工具受容部に対するグリッパーの正確な位置決めを前提とするものである。グリッパーの工具交換位置は、機械式の加工装置の数値制御式の制御部内に格納されている。格納されたデータに基づき、グリッパーは、供給及び排出ユニットを用いて、制御された位置決め運動で工具交換位置へ移される。工具交換位置の設定に際して、制御技術的には、操作すべき工具受容部にもグリッパーにも目標位置が与えられるようになっている。

欧州特許出願公開第２１９８９９１Ａ１号明細書

本発明の課題は、従来技術の機械式の加工装置に改良を加えて、機能精度を高めることである。

上記課題を解決するために、加工ステーションを含む工具機械を備えており、加工ステーションで薄板が加工工具を用いて加工されるようになっており、加工工具のための工具受容部を備えており、移送装置を備えており、移送装置を用いて加工工具が工具受容部へ送られ若しくは工具受容部から取り出されるようになっており、工具交換装置を備えており、工具交換装置は、制御された位置決め運動により工具交換位置に配置されるようになっており、加工工具が、工具交換位置に配置された工具交換装置を用いて工具受容部と移送装置との間で交換されるようになっている、薄板の加工のための機械式の加工装置において、検出装置が設けられており、検出装置は、工具交換装置に対応配置された検出要素を有しており、検出要素を用いて、工具交換の前に、位置検出により、移送装置の位置及び／又は工具受容部の位置が検出されるようになっており、位置決め運動が、位置検出に基づき制御されるようになっており、該制御により工具交換装置が工具交換位置に配置されるようになっている。更に、薄板の加工のための機械式の加工装置における工具交換のための方法であって、機械式の加工装置は、加工ステーションを含む工具機械を備えており、加工ステーションで薄板が加工工具を用いて加工されるようになっており、加工工具のための工具受容部を備えており、移送装置を備えており、更に、工具交換装置を備えており、移送装置を用いて加工工具が工具受容部へ送られ若しくは工具受容部から取り出されるようになっており、工具交換装置が、制御された位置決め運動により工具交換位置に配置されるようになっており、工具交換装置を工具交換位置に配置した後に、加工工具が、工具交換装置を用いて工具受容部と移送装置との間で交換されるようになっている、工具交換のための方法において、工具交換の前に、位置検出により、移送装置の位置及び／又は工具受容部の位置が検出され、位置決め運動が、位置検出に基づき制御されて、該制御に基づき工具交換装置が工具交換位置に配置される。

本発明に係る薄板の加工のための機械式の加工装置の構成によれば、検出装置が設けられており、検出装置は、工具交換装置に対応配置された検出要素を有している。本発明の形態によれば、工具交換の前に、検出装置を用いて位置検出が行われる。この場合に、移送装置の実際の位置及び／又は操作すべき、つまり工具交換のために使用すべき工具受容部の実際の位置が検出される。検出された実際・位置に基づき、工具交換装置を工具交換位置へ移すために用いられる位置決め運動が制御される。つまり、本発明の形態によれば、移送装置及び／又は工具受容部に対する工具交換装置の位置決めに際して、工具交換の時点での機械式の加工装置における実際の状態が考慮されるようになっている。これにより、工具交換は、例えば移送装置及び／又は工具受容部の実際の位置が変動している場合でも、正確かつ確実に行われるようになっている。位置変動（位置ずれ）は、例えば移送装置の変形や工具受容部と結合された支持構造体の変形により発生している。本発明に基づく位置検出は、工具交換装置と工具受容部とが、互いに機械的に分離して、互いに異なる支持構造体にそれぞれ個別に取り付けられている場合に、特に有利である。機械的な分離のために、一方の支持構造体において発生する、機械制御部には考慮されていない不測の位置変動は、他方の支持構造体の位置を相応に変動させることにはならない。このような片側の位置変動は、実際には空気ばねを介して設置された工具機械において発生しており、工具機械の位置若しくは向きは、空気ばねにかかる荷重状態の変化に伴って目立って変動している。操作すべき工具受容部としては、貯蔵部側の工具受容部やマガジン側の工具受容部、並びに工具機械の加工ステーションに設けられる工具受容部が挙げられる。

好ましくは、工具交換装置を用いて操作すべき工具受容部として機械側の工具受容部が設けられている。特に機械側の工具受容部は、工具機械の直線配列式工具マガジンの構成部分であってよい。この種の直線配列式工具マガジンは、１つの支持レールに沿って配列された複数の工具受容部を有している。支持レール上に設けられた工具受容部を工具交換のために移送装置に対して位置決めするためには、支持レールが長手方向に移動させられるようになっている。支持レールの移動方向の位置に対応して、支持レールは多かれ少なかれ突出するようになる。突出する長さに関連して、支持レールは、重力の作用を受けてたわみ、若しくは支持レールを備える工具機械が大きく傾くことになる。その結果、支持レールに配置された工具受容部の、機械式の加工装置の制御部の座標系における位置が変動してしまうことになる。このような位置変動が、本発明では検出されて、工具交換位置への工具交換装置の移動に際して、工具交換装置の位置決めを適切に制御することにより補償されるようになっている。

本発明に係る形態の機械式の加工装置は、加工工具、例えば打ち抜き工具のための貯蔵部を有している。このような構成により、機械式の加工装置の移送装置が、加工工具を貯蔵部と機械側の工具受容部との間で移送若しくは搬送するようになっている。工具交換装置は、前に述べてある形式で工具交換位置へ移される。

追加的な構成若しくは別の構成として、本発明の有利な形態によれば、工具交換装置により操作されるべき工具受容部として、加工工具のための貯蔵部の１つの工具受容部が設けられている。

好ましくは、構成を簡単にするために、工具交換装置は、制御された位置決め運動の実施のために、移送装置若しくは工具受容部と連結されて一緒に運動させられるようになっており、つまり移送装置若しくは工具受容部と運動連結されるようになっている。このような構成により、工具交換装置の位置決め運動のために、移送装置の駆動部若しくは工具受容部の駆動部が活用されるようになっている。この場合には、工具交換装置を工具交換位置へ移動させるための別個の位置決め駆動部は不要になっている。

好ましくは、工具交換装置と移送装置との間の運動連結、若しくは工具交換装置と工具受容部との間の運動連結は、工具交換装置が工具交換位置に移されると直ちに解除されるようになっている。本発明のこのような構成は、工具交換装置の工具交換位置が例えば外部の影響によって変動させられる場合に、特に有利に用いられるものである。工具交換装置が移送装置を備えていて、該移送装置に運動連結される場合には、該移送装置は、加工工具の搬送に際して、機械側の不測の位置変動に対応して常に、変動した位置へ移動させられるようになっている。工具交換装置は、移送装置がその一定の終端位置に達する前に、工具交換位置に到達するようになっていればよい。移送装置は、終端位置への途中で、工具交換装置を、両方の装置間に形成されている運動連結を解除することにより、工具交換位置へ下ろすことになる。

移送装置及び／又は工具受容部の位置検出の実施のための検出装置の形態は種々に考えられる。本発明の別の形態によれば、工具交換位置における工具交換装置の位置検出、ひいては位置決めのために、検出要素としてストッパーが設けられており、ストッパーは、対応する対向ストッパーと協働するようになっている。有利な形態によれば、検出要素として、工具交換装置を基準に規定して配置されたストッパーが設けられており、ストッパーが、移送装置を基準に規定して配置された対向ストッパー及び／又は工具受容部を基準に規定して配置された対向ストッパーに当接されるようになっており、工具交換装置は、対向ストッパーへのストッパーの当接に際して、工具交換位置に対応して規定され若しくは位置決めされ、或いは工具交換位置を占めるようになっている。本発明に係る別の形態の切換装置は、適切な形成により無接触式の位置検出を可能にするものである。有利な形態によれば、検出装置は、工具交換装置の位置決め駆動部の切換のための切換装置として形成されており、検出要素としての２つの切換要素が設けられており、１つの切換要素は、工具交換装置に配設されていてかつ該工具交換装置を基準に規定して配置されており、別の切換要素は、移送装置若しくは工具受容部に配設されていてかつ該移送装置若しくは工具受容部を基準に規定して配置されており、工具交換装置の位置決め駆動部は、該工具交換装置が工具交換位置に対応して規定され若しくは位置決めされると、或いは工具交換位置を占めると、切換装置を用いて停止させられるようになっている。

特に高い機能確実性が、本発明に係る別の形態により得られる。複数の検出装置が設けられており、該検出装置は、空間の互いに異なる各軸方向に対応配置され、つまり例えば座標系の所定の各軸に対応配置されており、検出装置を用いて、工具交換の前に、位置検出により、各軸方向における移送装置の位置及び／又は工具受容部の位置が検出されるようになっており、位置決め運動が、各軸方向の位置検出に基づき制御されるようになっており、該制御に基づき工具交換装置が工具交換位置へ移されるようになっている。

好ましくは、位置検出は、各工具交換の前に行われる。

次に、本発明を、図示の実施の形態に基づき詳細に説明する。

薄板加工のための、工具機械及び自動化装置を備える機械式の設備を示す図である。 図１の部分拡大図である。 図１の工具機械における工具交換の交換過程の１つの段階を示す図である。 図１の工具機械における工具交換の交換過程の別の段階を示す図である。 図１の工具機械における工具交換の交換過程の更に別の段階を示す図である。 図１の工具機械における工具交換の交換過程の更に別の段階を示す図である。 図１の工具機械における工具交換の交換過程の更に別の段階を示す図である。 図１の工具機械における工具交換の交換過程の更に別の段階を示す図である。 図１の工具機械における工具交換の交換過程の更に別の段階を示す図である。 図１の工具機械における工具交換の交換過程の更に別の段階を示す図である。 図１の工具機械における工具交換の交換過程の更に別の段階を示す図である。 図１の自動化装置における工具交換の交換過程の１つの段階を示す図である。 図１の自動化装置における工具交換の交換過程の別の段階を示す図である。 図１の自動化装置における工具交換の交換過程の更に別の段階を示す図である。

図１に示す実施の形態において、図示省略の薄板の加工のための機械式の加工装置１は、打ち抜き機２として形成された工具機械及び、工具交換を自動的に行うための自動化装置３を有している。打ち抜き機２と自動化装置３とは、互いに直接に並べて設置されているものの、機械的には互いに分離されている。つまり、打ち抜き機２のＣ字形の機械フレーム４と自動化装置３の支持構造体５との間には機械的な結合部は設けられていない。打ち抜き機２及び自動化装置３は、図１に概略的に示されている数値制御式の機械制御部６と一緒に構成されており、該機械制御部は、打ち抜き機２及び自動化装置３の主要な全ての機能を制御するようになっている。

打ち抜き機２の機械フレーム４の下側のフレームアーム７上には、従来の形式で工作物支持台８が支承されている。打ち抜き機２の打ち抜きステーション９として形成された加工ステーションで、薄板が加工される。薄板加工のために、特に図２から見て取れるように、打ち抜きステーション９の工作物支持台に、加工工具として打ち抜き工具１０が組み込まれている。打ち抜き工具１０は、従来の形式で形成されていて、打ち抜き機２の上側のフレームアーム１３の自由な端部に設けられた打ち抜きポンチ１１と、打ち抜き機２の下側のフレームアーム７に設けられた打ち抜きダイス１２とを含んでいる。数値制御式の打ち抜き駆動部１４は、打ち抜きポンチ１１を従来の形式で打ち抜きダイス１２に対して相対的に運動させるようになっている。

加工目的に対応して、打ち抜き機２の打ち抜きステーション９には、種々の打ち抜き工具１０が交換して装着されるようになっている。複数の打ち抜き工具１０が、機械側の各工具受容部１５に、打ち抜きステーション９に装着されている打ち抜き工具１０のためのスペア部品として保持されている。図１及び図２には、図面の煩雑性を避けるために、１つのスペア用工具だけしか図示されていない。

機械側の工具受容部１５は、複数の打ち抜き工具１０のための１つの直線配列式マガジン１６を成していて、機械フレーム４の開口部空間内に設けられた慣用の座標型案内装置１８の横レール１７に取り付けられている。打ち抜き工具１０は、従来の形式で、工具カセットとも呼ばれる工具ホルダー１９を介して機械側の工具受容部１５内に挿入されている。横レール１７は、工具受容部１５の横に、加工すべき薄板のための緊締爪２０を支承している。

横レール１７は、打ち抜きステーション９における工具交換のため、並びに打ち抜きステーション９に対する薄板の運動のために、通常の形式で水平の平面内を運動（移動）させられるようになっている。水平の平面は、Ｘ・軸とＹ・軸とによって規定されている。横レール１７は、Ｘ・軸の方向での移動に際して、座標型案内装置１８の横案内部２１に沿って案内されるようになっている。横案内部２１自体は、横レール１７と一緒にＹ・軸の方向に走行可能（移動可能）となっている。

横レール１７の運動は、機械式の装置１において、打ち抜きステーション９で使用される打ち抜き工具１０を直線配列式マガジン１６に収容するためにも用いられる。横レール１７が、横案内部２１に対して相対的にＸ・軸の方向へ図１及び図２に示す位置へ移動させられると、打ち抜き機２の機械フレーム４の、自動化装置３に向いている側において、打ち抜き工具１０は、横レール１７の機械側の工具受容部１５に引き渡され、若しくは機械側の工具受容部１５によって受け取られるようになっている。

横レール１７の機械側の工具受容部１５における工具交換は、自動化装置３を用いて、より具体的には自動化装置３の操作ユニット２２を用いて自動的に行われる。

自動化装置３の操作装置２２は、搬送装置としての吸引フレーム２３、並びに吸引フレーム２３に連結された工具交換ユニット２４を含んでいる。

吸引フレーム２３を用いて、加工すべき薄板は、保管場所２５から打ち抜き機２へ搬送される。このために、吸引フレーム２３は、下側に、搬送すべき薄板の慣用構造の吸着器２６を備えている。吸引フレーム２３並びに吸引フレーム２３に連結された工具交換ユニット２４を備える操作装置２２は、モーターにより駆動されるようになっていて、数値制御に基づきＸ・軸の方向並びにＺ・軸の方向に移動可能（走行可能）となっている。操作ユニット２２の運動は、水平の案内レール２７及び垂直の案内レール２８を用いて案内されるようになっている。水平の案内レール２７の下側において、自動化装置３の支持構造体５に、打ち抜き工具１０のための貯蔵部２９が設けられている。貯蔵部２９は、水平方向に並べて配置された貯蔵部側の複数の工具受容部３０を有している。貯蔵部側の工具受容部３０にも、打ち抜き工具１０が工具ホルダー１９を介して取り付けられている。

工具交換ユニット２４は、ケーシング３１及びグリッパー３２を含んでいる（図５）。グリッパー３２は、工具交換装置としてつかみ部３３を有している（図７）。

図１及び図２に示す状態から始めて、打ち抜き機２の横レール１７に保持されている打ち抜き工具１０を交換する場合には、工具交換ユニット２４のつかみ部３３が、数値制御された位置決め運動により工具交換位置へ移される。図示の実施の形態では、つかみ部３３の位置決め運動は、空間の全ての軸方向に行われる。

操作装置２２は、工具交換ユニット２４及びつかみ部３３と一緒に、Ｘ・軸の方向で、自動化装置３の水平の案内レール２７に沿って、図１及び図２に示す位置から図３及び図４に示す位置へ移動させられる。Ｘ・軸の方向での操作装置２２の終端位置、ひいては同軸方向においてつかみ部３３により占められる位置は、第１の検出装置３４を用いて規定されるようになっており、第１の検出装置３４は図４に詳細に示してある。

第１の検出装置３４は、スイッチとして形成されていて、第１のスイッチ要素としてレーザービームバリアー３５を含んでおり、該レーザービームバリアー（レーザーセンサー）は、レーザー源３６、該レーザー源（レーザービーム発信部）から出射（送信）されるレーザービーム３７、及びレーザービーム受信部３８によって形成されている。レーザービームバリアー３５は、機械側の工具受容部１５を備える直線配列式マガジン１６の横レール１７と同様に、打ち抜き機２の機械フレーム４に結合されている。機械フレーム４、ひいては機械側の工具受容部１５をＸ・軸の方向に移動させると、該移動運動に、レーザービームバリアー３５が追従させられる。従って、レーザービームバリアー３５の位置、特にレーザービーム３７の位置は、機械フレーム４、ひいては機械フレームに支承された機械側の工具受容部１５の、Ｘ・軸の方向の現在の位置を現している。

第１の検出装置３４の第２のスイッチ要素として、吸引フレーム２３の、操作装置２２の運動に際してＸ・軸の方向で打ち抜き機２に向かって先行する縁部３９が、レーザービームバリアー３５と協働するようになっている。吸引フレーム２３の先行する縁部３９は、吸引フレーム２３上に取り付けられる工具交換装置を基準に、つまり、つかみ部３３を基準に規定して配置されている。従って、吸引フレーム２３の先行する縁部３９の現在の位置は、つかみ部３３の、Ｘ・軸の方向の現在の位置を直接に現している。

吸引フレーム２３の先行する縁部３９が、操作装置２２のＸ・軸線方向の運動の経過中に、打ち抜き機側のレーザービームバリアー３５に達して、そのレーザービーム３７を遮断すると、直ちに第１の検出装置３４が、数値制御式の機械制御部６のための切換信号を発信するようになっている。該切換信号に基づき、数値制御式の機械制御部６が、操作装置２２をＸ・軸の方向へ運動させている位置決め駆動部を停止させるようになっている。

工作物支持台８を正面から見て示す図５は、操作装置２２の位置決め駆動部も、工具交換装置若しくはつかみ部３３もＸ・軸の方向で停止させられている時点での打ち抜き機２の状態を示しており、この時点において、つかみ部３３は、Ｘ・軸の方向における工具交換位置に対応配置された位置を占めている。

つかみ部３３は、交換のために取り出すべき打ち抜き工具１０を備える機械側の工具受容部１５と、Ｙ・軸の方向の距離を置いて相対している。グリッパー３２は、つかみ部３３と一緒に工具交換ユニット２４のケーシング３１内に後退させられている。工具交換ユニット２４のつかみ部３３は、Ｚ・軸の方向では、打ち抜き工具１０の上方で、かつ、当該の機械側の工具受容部１５に支承されていて打ち抜き工具１０を受容する工具ホルダー１９の上方に位置している。

工具交換ユニット２４の図５に示す機能状態から始めて、グリッパー３２は、つかみ部３３と一緒にケーシング３１からＹ・軸の方向で図６に示す位置へ走出する。グリッパー３２の走出運動の運動量は、固定値として機械制御部６内に格納されている。Ｙ・軸の方向では、吸引フレーム２３に連結された工具交換ユニット２４と機械側の工具受容部１５との相対的な目立った運動は見込まれないので、図示の形態では、Ｙ・軸の方向での位置検出及びＹ・軸の方向でのつかみ部３３の可変制御は省略されている。図６の矢印ＶＩＩの方向で見て、つかみ部３３の、Ｙ・軸の方向へ移動運動した後の状態が、図７に示してある。

図７から見て取れるように、工具交換ユニット２４のつかみ部３３は、Ｙ・軸の方向で相対するつかみ脚片４０，４１を有している。つかみ脚片４０，４１は、モーター駆動により、或いは図示の実施の形態では、空気力駆動により、数値制御に基づき、Ｙ・軸の方向で互いに接近する向きに又は互いに離間する向きに運動させられるようになっている。つかみ脚片４０，４１をその運動に際してＹ・軸の方向に案内するつかみ部案内４２は、Ｘ・軸の方向へ延びる旋回軸４３を中心として二重矢印４４の方向で限定的に旋回可能に、吸引フレーム２３に支承されている。図７において、つかみ部案内４２は、つかみ部３３と一緒に、旋回軸４３を中心として、水平線を基準とする変位角度４５にわたって下方へ旋回させられている。つかみ部案内４２は、旋回軸４３から距離をおいて、緊締されたばねの作用下で下方に対して吸引フレーム２３に支えられている。

つかみ脚片４０は、Ｚ・軸の方向で下方に向いた端面でもってストッパー４６を形成している。つかみ脚片４０のストッパー４６に、機械側の対向ストッパー４７が対応配置されており、該対向ストッパーは、交換すべき打ち抜き工具１０の工具ホルダー１９に設けられている。

つかみ脚片４０に設けられたストッパー４６と、工具ホルダー１９に設けられた対向ストッパー４７とが、一緒に第２の検出装置４８を形成している。ストッパー４６は、つかみ部３３を基準としてＺ・軸の方向に規定して配置されている。従って、Ｚ・軸の方向でのストッパー４６の現在の位置は、つかみ部３３により同方向において占有された実際・位置を現している。同様に、Ｚ・軸の方向における対向ストッパー４７の位置は、機械側の工具受容部１５により同方向において占有された現在の位置を現している。

図７に示してある作動状態から始めて、操作装置２２、具体的には、つかみ部３３を含むグリッパー３２及びつかみ部案内４２が、Ｚ・軸の方向で下方旋回させられる。吸引フレーム２３に支承されたつかみ部３３は、吸引フレーム２３の上記下方旋回運動に、ストッパー４６が対向ストッパー４７に当接するまで、追従する（図８）。ストッパー４６が対向ストッパー４７に接触（当接）した状態で、つかみ部３３は、Ｚ・軸の方向で工具交換位置を占め、つまり、つかみ部３３が工具交換を実施できる位置を占めることになる。

つかみ部３３が、Ｚ・軸の方向で工具交換位置に達すると、つかみ部３３は、Ｚ・軸の方向で工具ホルダー１９に、ひいては該工具ホルダーを介して機械側の工具受容部１５に支えられ、その結果、つかみ部３３は、吸引フレーム２３の引き続く下方旋回運動にもかかわらず、Ｚ・軸の方向におけるつかみ部のための達成された位置を維持することになる。つまり、吸引フレーム２３とつかみ部３３との運動に関する連結解除が行われる。このような運動に関する連結解除は、つかみ部案内４２、ひいてはつかみ部３３を吸引フレーム２３に対して旋回可能に支承することにより可能となっている。

吸引フレーム２３に対する旋回可能な支承に基づき、つかみ部３３は、Ｚ・軸の方向での下方旋回運動に際して、機械側の工具受容部１５のＺ・軸の方向の高さ位置の、機械フレーム４のずれに伴う変動を自動的に補償している。従って、数値制御式の機械制御部６は、吸引フレーム２３を、Ｚ・軸の方向における常に一定の終端位置へ下方旋回させることができる。吸引フレーム２３の下方旋回方向における吸引フレーム２３のための、機械制御部６内に格納される終端位置は、吸引フレーム２３が下方旋回方向でその終端位置に達する前に、つかみ部３３が工具ホルダー１９に確実に載せられるように設定されるだけでよい。吸引フレーム２３がその下方の終端位置を占めると、図示の実施の形態では、つかみ部案内４２は水平線上を延びている（図９）。

Ｚ・軸の方向で工具交換位置へ移されたつかみ部３３が図９に示されている。Ｘ・軸の方向及びＹ・軸の方向では、つかみ部３３は既に、前に述べてあるように、予め工具交換位置へ移動させられている。つまり、つかみ部３３は、今や、操作すべき機械側の工具受容部１５に対して、空間の全ての軸方向で、工具交換を実施できる位置にある。次いで、つかみ部３３は、Ｙ・軸の方向でのつかみ脚片４０，４１の互いに逆方向の運動によって閉じられる。この場合に、つかみ脚片４１が、工具ホルダー１９の対応する受容部４９内へ入り込んでいる。つかみ脚片４０は、工具ホルダー１９の対向ストッパー４７上を、対向ストッパー４７と接触しつつスライドするようになっている（図１０）。

次いで、工具ホルダー１９と機械側の工具受容部１５との間の通常の形式のロックが解除され、Ｚ・軸の方向でのつかみ部３３の上昇運動により、打ち抜き工具１０が機械側の工具受容部１５から取り出される。このために、吸引フレーム２３がＺ・軸の方向に持ち上げられる。

まず、吸引フレーム２３はその上昇運動に際して、つかみ部３３から運動に関してまだ連結解除されたままである。この運動段階において、吸引フレーム２３の上昇運動は、吸引フレーム２３に対する、圧縮されているばねにより支援されるつかみ部３３及びつかみ部案内４２の旋回運動を伴っている。該旋回運動中には、つかみ部３３は、そのＺ・軸の方向の工具交換位置を不変に維持している。吸引フレーム２３の上昇行程運動の経過中に、つかみ部案内４２の前述の旋回角度画定部が有効になり、つかみ部案内は、水平線に対して再び所定の変位角度４５を成して延びるようになっている。吸引フレーム２３の引き続く上昇行程運動に際して、吸引フレームは、つかみ部３３、ひいてはつかみ部に保持された打ち抜き工具１０をＺ・軸の方向に連行する。吸引フレーム２３の上昇行程運動の終端では、再び、図６に示す作動状態が得られる。ここから始めて、つかみ部３３は、つかみ部に固定された打ち抜き工具１０を伴ってＹ・軸の方向で工具交換ユニット２４のケーシング３１内に引き込まれる（図１１）。

次いで、吸引フレーム２３は打ち抜き工具１０と一緒に、自動化装置３の水平の案内レール２７に沿って貯蔵部２９へ走行させられる。Ｘ・軸の方向での吸引フレーム２３の走行運動が終えられると、吸引フレーム２３に保持されていて工具ホルダー１９を備える打ち抜き工具１０は、貯蔵部側の空の工具受容部３０の位置に到達している。吸引フレーム２３、若しくは吸引フレームに設けられたつかみ部３３の上述の終端位置は、数値制御式の機械制御部６に格納されている。Ｘ・軸の方向における貯蔵部側の空の工具受容部３０の単独の位置検出は、自動化装置３の支持構造体５に対する、吸引フレーム２３及びつかみ部３３の案内部が、貯蔵部側の操作すべき工具受容部３０と機械的に連結されており、従って支持構造体５の起こり得る変形若しくは位置変動が、吸引フレーム２３におけるつかみ部３３の位置と貯蔵部側の工具受容部３０の位置とに同時に影響するので、省略されている。

図１３に示す状態から始めて、グリッパー３２はつかみ部３３と一緒に、ケーシング３１からＹ・軸の方向に、工具ホルダー１９が打ち抜き工具１０を伴って貯蔵部側の操作すべき工具受容部３０の上に位置するようになるまで走行させられる。次いで、Ｚ・軸の方向での吸引フレーム２３の下降運動により、工具ホルダー１９が打ち抜き工具１０を伴って貯蔵部２９の空の工具受容部３０に引き渡される。引き渡しの後に、工具ホルダー１９は貯蔵部側の工具受容部３０にロックされる。

貯蔵部側の工具受容部３０への打ち抜き工具１０の引き渡しに際しても、吸引フレーム２３に対するつかみ部３３の旋回運動性は有利である。貯蔵部側の操作すべき工具受容部３０の位置の予期されない変動が、補償されることになり、Ｚ・軸の方向での吸引フレーム２３の下方の終端位置が、制御技術的にある程度の誤差の範囲内で設定され得るようになる。工具ホルダー１９若しくは打ち抜き工具１０がＺ・軸の方向で貯蔵部側の工具受容部３０における目標位置に達することを保証するだけでよい。吸引フレーム２３におけるつかみ部３３の旋回可能な支承により、吸引フレーム２３が、Ｚ・軸の方向でちょうど必要な下降量よりも大きく下降させられることは問題にならなくなっている。

つかみ部３３の旋回運動性は、つかみ部内の打ち抜き工具１０が吸引フレーム２３から機械側の工具受容部１５に引き渡される場合にも同様に有効である。Ｘ・軸の方向において、工具引き渡しも第１の検出装置３４を用いて制御される。

１ 機械式の加工装置、 ２ 打ち抜き機、 ３ 自動化装置、 ４ 機械フレーム、 ５ 支持構造体、 ６ 機械制御部、 ７ フレームアーム、 ８ 工作物支持台、 ９ 打ち抜きステーション、 １０ 打ち抜き工具、 １１ 打ち抜きポンチ、 １２ 打ち抜きダイス、 １４ 打ち抜き駆動部、 １５ 工具受容部、 １６ 直線配列式マガジン、 １７ 横レール、 １８ 座標型案内装置、 １９ 工具ホルダー、 ２０ 緊締爪、 ２１ 横案内部、 ２２ 操作装置、 ２３ 吸引フレーム、 ２４ 工具交換ユニット、 ２５ 保管場所、 ２６ 吸着器、 ２７ 案内レール、 ２８ 案内レール、 ２９ 貯蔵部、 ３０ 工具受容部、 ３１ ケーシング、 ３２ グリッパー、 ３３ つかみ部、 ３４ 検出装置、 ３５ レーザービームバリアー、 ３９ 縁部、 ４０，４１ つかみ脚片、 ４２ つかみ部案内、 ４３ 旋回軸、 ４４ 二重矢印、 ４６ ストッパー、 ４７ 対向ストッパー、 ４８ 検出装置、 ４９ 受容部

Claims (10)

1. 薄板が加工工具（１０）を用いて加工される加工ステーション（９）を含む工具機械（２）と、
   加工工具（１０）のための工具受容部（１５，３０）と、
   移送装置（２３）であって、該移送装置を用いて加工工具（１０）が前記工具受容部（１５，３０）へ送られ、若しくは該工具受容部（１５，３０）から取り出される、移送装置（２３）と、
   工具交換装置（３３）であって、該工具交換装置は、制御された位置決め運動により、当該工具交換装置（３３）が前記移送装置（２３）と一緒に運動させられて、工具交換位置に配置され、加工工具（１０）が、前記工具交換位置に配置された前記工具交換装置（３３）を用いて前記工具受容部（１５，３０）と前記移送装置（２３）との間で交換される工具交換装置（３３）と、を備える薄板の加工のための機械式の加工装置であって、
   検出装置（３４，４８）が設けられており、該検出装置は、前記工具交換装置（３３）に対応配置された検出要素を有しており、該検出要素を用いて、工具交換の前に、位置検出により、前記工具受容部（１５，３０）に対して相対的な前記移送装置（２３）の位置が検出され、前記位置決め運動が、前記位置検出に基づき制御され、該制御により、前記工具交換装置（３３）が前記移送装置（２３）の運動に基づいて前記工具交換位置に配置され、
   前記工具交換装置（３３）が前記工具交換位置に配置されると直ちに、前記移送装置（２３）と前記工具交換装置（３３）とを一緒に運動させることは終了される
   ことを特徴とする、薄板の加工のための機械式の加工装置。
2. 工具受容部（１５）として機械側の工具受容部が設けられている請求項１に記載の機械式の加工装置。
3. 機械式の加工装置は、加工工具（１０）のための貯蔵部（２９）を有しており、工具受容部（３０）として貯蔵部側の工具受容部が設けられている請求項１又は２に記載の機械式の加工装置。
4. 検出要素として、前記工具交換装置（３３）を基準に規定して配置されたストッパー（４６）が設けられており、該ストッパーが、前記工具受容部（１５，３０）を基準に規定して配置された対向ストッパー（４７）に当接され、前記工具交換装置（３３）が、前記対向ストッパー（４７）への前記ストッパー（４６）の当接に際して、前記工具交換位置に対応して規定されて配置される、請求項１から３のいずれか１項に記載の機械式の加工装置。
5. 前記工具交換装置（３３）が、前記対向ストッパー（４７）への前記ストッパー（４６）の当接に際して、前記工具交換位置に対応して規定されて配置されることにより、前記工具交換装置（３３）は前記工具交換位置に配置される、請求項４記載の機械式の加工装置。
6. 前記検出装置（３４）が、前記工具交換装置（３３）の位置決め駆動部の切換のための切換装置として形成されており、検出要素としての２つの切換要素（３５，３９）が設けられており、１つの前記切換要素（３９）が、前記工具交換装置（３３）に配設されていてかつ該工具交換装置を基準に規定して配置されており、別の前記切換要素（３５）が、前記工具受容部（１５，３０）に配設されていてかつ該工具受容部を基準に規定して配置されており、前記工具交換装置（３３）の前記位置決め駆動部は、該工具交換装置（３３）が前記工具交換位置に対応して規定されて配置されると、前記切換装置を用いて停止させられる、請求項１から５のいずれか１項に記載の機械式の加工装置。
7. 前記工具交換装置（３３）が、前記工具交換位置に配置されると、前記工具交換装置（３３）の前記位置決め駆動部は、前記切換装置を用いて停止させられる、請求項６記載の機械式の加工装置。
8. 複数の検出装置（３４，４８）が設けられており、該検出装置は、空間の互いに異なる軸方向に対応配置されており、前記検出装置（３４，４８）を用いて、工具交換の前に、位置検出により、前記各軸方向における、前記工具受容部（１５，３０）に対して相対的な前記移送装置（２３）の位置が検出され、前記位置決め運動が、前記各軸方向の前記位置検出に基づき制御され、該制御に基づき前記工具交換装置（３３）が前記工具交換位置に配置される、請求項１から７のいずれか１項に記載の機械式の加工装置。
9. 薄板の加工のための機械式の加工装置（１）における工具交換のための方法であって、前記機械式の加工装置（１）は、
   薄板が加工工具（１０）を用いて加工される加工ステーション（９）を含む工具機械（２）と、
   加工工具（１０）のための工具受容部（１５，３０）と、
   移送装置（２３）と、
   工具交換装置（３３）と、を備え、
   前記移送装置（２３）を用いて加工工具（１０）が前記工具受容部（１５，３０）へ送られ、若しくは該工具受容部（１５，３０）から取り出され、
   前記工具交換装置（３３）が、前記移送装置（２３）と一緒に行われる制御された位置決め運動により工具交換位置に配置され、
   前記工具交換装置（３３）を工具交換位置に配置した後に、加工工具（１０）が、前記工具交換装置（３３）を用いて前記工具受容部（１５，３０）と前記移送装置（２３）との間で交換される、工具交換のための方法において、
   工具交換の前に、位置検出により、前記工具受容部（１５，３０）に対して相対的な前記移送装置（２３）の位置が検出され、前記位置決め運動が、前記位置検出に基づき制御されて、該制御に基づき、前記工具交換装置（３３）が前記移送装置（２３）の運動により前記工具交換位置に配置され、
   前記工具交換装置（３３）が前記工具交換位置に配置されると直ちに、前記移送装置（２３）と前記工具交換装置（３３）とを一緒に運動させることを終了する
   ことを特徴とする、薄板の加工のための機械式の加工装置における工具交換のための方法。
10. 前記工具受容部（１５，３０）に対して相対的な前記移送装置（２３）の位置が、各工具交換の前に、位置検出により検出される請求項９に記載の方法。

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