[go: up one dir, main page]

DE102016119565B4 - Tool changer, machine tool and method for tool changing - Google Patents

Tool changer, machine tool and method for tool changing

Info

Publication number
DE102016119565B4
DE102016119565B4 DE102016119565.0A DE102016119565A DE102016119565B4 DE 102016119565 B4 DE102016119565 B4 DE 102016119565B4 DE 102016119565 A DE102016119565 A DE 102016119565A DE 102016119565 B4 DE102016119565 B4 DE 102016119565B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tool
gripper
contour
axis
machine tool
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
DE102016119565.0A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102016119565A1 (en
Inventor
Werner Roth
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH filed Critical Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Priority to DE102016119565.0A priority Critical patent/DE102016119565B4/en
Priority to PCT/EP2017/075968 priority patent/WO2018069410A2/en
Publication of DE102016119565A1 publication Critical patent/DE102016119565A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102016119565B4 publication Critical patent/DE102016119565B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/1554Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15713Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/1554Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore
    • B23Q2003/155414Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers
    • B23Q2003/155425Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers pivotable
    • B23Q2003/155435Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers pivotable and linearly movable
    • B23Q2003/155439Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers pivotable and linearly movable along the pivoting axis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/1554Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore
    • B23Q2003/155414Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers
    • B23Q2003/155453Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers including different gripper configurations for holding differently-configured tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02Driving main working members
    • B23Q5/04Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/043Accessories for spindle drives
    • B23Q5/045Angle drives

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Abstract

Werkzeugmaschine (10)
mit mindesten einer Arbeitsspindel (16), die eine Werkzeughalteraufnahme (19) aufweist,
mit einem Werkzeugmagazin (12), das zur Aufnahme mehrerer Werkzeughalter (22) eingerichtet ist, und
mit einem Werkzeugwechsler (27) mit wenigstens einem Greifer (29), der eine erste Greiferkontur (35) für einen ersten Werkzeughalter (22) und eine zweite Greiferkontur (36) für einen zweiten Werkzeughalter (42) aufweist, wobei die Greiferkonturen (35, 36) unterschiedlichen Werkzeughaltern mit unterschiedlichem Greifscheibendurchmesser zugeordnet sind,
wobei dem Werkzeugwechsler (27) ein Winkelkopf (47) zugeordnet ist, der eine zu der ersten Greiferkontur (35) passende Aufnahmekontur (24) aufweist, und
wobei die Arbeitsspindel (16) um eine Neigeachse (18) beweglich ist, um durch Schwenken der Arbeitsspindel (16) um die Neigeachse (18) ein im Winkelkopf (47) aufgenommenes Werkzeug (13 - 15) parallel zur Schwenkachse (30) des Werkzeugwechslers (27) zu orientieren.
Machine tool (10)
with at least one work spindle (16) which has a tool holder mount (19),
with a tool magazine (12) designed to hold several tool holders (22), and
with a tool changer (27) with at least one gripper (29) having a first gripper contour (35) for a first tool holder (22) and a second gripper contour (36) for a second tool holder (42), wherein the gripper contours (35, 36) are assigned to different tool holders with different gripper disc diameters,
wherein the tool changer (27) is associated with an angled head (47) which has a receiving contour (24) matching the first gripper contour (35), and
wherein the work spindle (16) is movable about a tilting axis (18) in order to orient a tool (13 - 15) held in the angle head (47) parallel to the pivoting axis (30) of the tool changer (27) by pivoting the work spindle (16) about the tilting axis (18).

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere ein Bearbeitungszentrum und ein Verfahren zum Wechseln von Werkzeugen an einer Werkzeugmaschine.The invention relates to a machine tool, in particular a machining center, and a method for changing tools on a machine tool.

Aus der DE 10 2014 226 969 A1 ist ein Werkzeugwechsler für eine Werkzeugmaschine bekannt, der in der Lage ist, von einem Werkzeughalter getragene Werkzeuge in eine Arbeitsspindel oder alternativ in einen Winkelkopf einzusetzen, der an der Arbeitsspindel gehalten ist. Dazu sind die in den Winkelkopf einzusetzenden Werkzeughalter bzw. Werkzeuge von einem Adapter aufgenommen, der an einem Ende einen zu dem Werkzeugwechsler und dem Werkzeugmagazin passenden Anschluss und an seinem anderen, im Winkel dazu stehenden Ende eine Aufnahme für das Werkzeug bzw. den Werkzeughalter aufweist, der in den Winkelkopf einzusetzen ist. Der Adapter verbleibt nach dem Werkzeugwechsel zunächst an dem Werkzeugwechsler und wird dann in das Werkzeugmagazin rücküberführt. Die in den Winkelkopf einzusetzenden Werkzeuge sind von einem Werkzeughalter aufgenommen, dessen Abmessungen geringer sind als die Werkzeughalter der übrigen direkt in die Arbeitsspindel einzusetzenden Werkzeughalter. Der längliche Winkeladapter stellt somit auch einen Adapter zur Handhabung von Werkzeughaltern mit unterschiedlichen Spannschaftdurchmessern in ein und derselben Werkzeugmaschine dar.From the DE 10 2014 226 969 A1 A tool changer for a machine tool is known that is capable of inserting tools carried by a tool holder into a work spindle or, alternatively, into an angled head mounted on the work spindle. For this purpose, the tool holders or tools to be inserted into the angled head are held by an adapter. This adapter has a connection at one end that fits the tool changer and the tool magazine, and at its other end, set at an angle to this connection, a receptacle for the tool or tool holder to be inserted into the angled head. After the tool change, the adapter initially remains on the tool changer and is then returned to the tool magazine. The tools to be inserted into the angled head are held by a tool holder whose dimensions are smaller than those of the other tool holders that are inserted directly into the work spindle. The elongated angled adapter thus also serves as an adapter for handling tool holders with different clamping shank diameters in one and the same machine tool.

Weiter ist aus der WO 2015/036428 A1 eine Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugwechselgreifer bekannt, der eine große und eine kleine Greiferkontur aufweist. Dazu weist der Werkzeuggreifer 2 Greiferfinger auf, die an ihren aufeinander zuweisenden Seiten zur Aufnahme der Greifscheibe eines Werkzeughalters konturiert sind. Dabei überschneiden sich die Kontur einer kleinen Greifscheibe und einer großen Greifscheibe, sodass der Greifer sowohl Werkzeughalter mit großen als auch Werkzeughalter mit kleinen Greifscheiben erfassen und transportieren kann.Furthermore, from the WO 2015/036428 A1 A machine tool with a tool-changing gripper is known, which has a large and a small gripper contour. The tool gripper has two gripper fingers, which are contoured on their facing sides to receive the gripping disc of a tool holder. The contours of the small and large gripping discs overlap, so that the gripper can grasp and transport both tool holders with large and tool holders with small gripping discs.

Die Nutzung gewinkelter Zwischenadapter ermöglicht das Einsetzen von Werkzeughaltern mit geringerem Durchmesser in Winkelköpfe und stellt somit eine Speziallösung dar.The use of angled intermediate adapters allows the insertion of tool holders with a smaller diameter into angled heads and thus represents a special solution.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Konzept anzugeben, mit dem sich die Flexibilität einer Werkzeugmaschine, insbesondere eines Bearbeitungszentrums auch im Hinblick auf die Verwendung unterschiedlicher Werkzeughalter erhöhen lässt.The object of the invention is to provide a concept with which the flexibility of a machine tool, in particular a machining center, can be increased also with regard to the use of different tool holders.

Diese Aufgabe wird mit der Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 sowie auch dem Verfahren nach Anspruch 11 gelöst:This problem is solved with the machine tool according to claim 1 as well as the method according to claim 11:

Der erfindungsgemäße Werkzeugwechsler weist mindestens einen Greifer auf, der eine erste Greiferkontur für einen ersten Werkzeughalter und einen zweite Greiferkontur für einen zweiten Werkzeughalter aufweist. Die Greiferkonturen sind unterschiedlichen Werkzeughaltern mit unterschiedlichem Greifscheibendurchmesser zugeordnet. Damit kann der Greifer bedarfsweise wenigstens zwei Werkzeughalter verschiedener Größe von dem Werkzeugmagazin zu der Arbeitsspindel (und/oder einem von dieser angetriebenen Aufsatz, zum Beispiel einem Winkelkopf) und zurück transportieren. Der Greifer kann somit als „Zwei-Größen-Greifer“ oder „Zwei-Typen-Greifer“ angesehen werden.The tool changer according to the invention comprises at least one gripper, which has a first gripper contour for a first tool holder and a second gripper contour for a second tool holder. The gripper contours are assigned to different tool holders with different gripper disc diameters. This allows the gripper to transport at least two tool holders of different sizes from the tool magazine to the work spindle (and/or an attachment driven by it, for example, an angle head) and back, as required. The gripper can thus be considered a "two-size gripper" or a "two-type gripper".

Der Greifer kann an Werkzeugmaschinen mit einer oder mit mehreren Arbeitsspindeln, die gleiche oder unterschiedliche Werkzeughalteraufnahmen aufweisen, und die mit Revolverköpfen, mit Winkelköpfen oder mit anderweitigen Aufsätzen bestückt sein können, oder in ähnlichen Fällen eingesetzt werden. Der erfindungsgemäße Werkzeugwechsler kann insbesondere auch mit Werkzeugmagazinen zusammenarbeiten, die unterschiedliche Werkzeughalter bereithalten und oder unterschiedliche Werkzeughalteraufnahmen aufweisen. Alternativ können in dem Werkzeugmagazin Adapter vorgesehen sein, die magazinseitig oder ladeportalseitig einheitliche Abmessungen und werkzeugseitig eine Aufnahme für einen Werkzeughalter kleinerer Größe (z.B. mit kleinerem Nenndurchmesser) aufweisen. Damit lassen sich herkömmliche Werkzeugmaschinen oder Bearbeitungszentren durch den neuartigen Werkzeugwechsler und gegebenenfalls unter Hinzunahme entsprechender Adapter für das Werkzeugmagazin flexibler als bisher nutzen.The gripper can be used on machine tools with one or more work spindles that have the same or different toolholder mounts and that may be equipped with turret heads, angle heads, or other attachments, or in similar situations. The tool changer according to the invention can, in particular, also work with tool magazines that hold different toolholders and/or have different toolholder mounts. Alternatively, adapters can be provided in the tool magazine that have uniform dimensions on the magazine side or loading portal side and a mount for a smaller toolholder (e.g., with a smaller nominal diameter) on the tool side. This allows conventional machine tools or machining centers to be used more flexibly than before with the novel tool changer and, if necessary, with the addition of appropriate adapters for the tool magazine.

Bevorzugter Weise ist der Greifer wie bei einem herkömmlichen Werkzeugwechsler um eine Greiferachse schwenkbar angeordnet, wobei aber die beiden alternativ nutzbaren Greiferkonturen von der Greiferachse aus gesehen hintereinander angeordnet sind. Bevorzugter Weise legen die Greiferkonturen dabei Konturmittelpunkte fest, die auf einer Radialen zur Greiferachse angeordnet sind. Dies ergibt einen einfachen Greiferaufbau mit dem sich auch der Wechsel verschieden großer Werkzeughalter leicht in den Bewegungsablauf beim Werkzeugwechsel integrieren lässt.Preferably, the gripper is pivotably arranged about a gripper axis, similar to a conventional tool changer, but the two alternatively usable gripper contours are arranged one behind the other, viewed from the gripper axis. Preferably, the gripper contours define contour centers that are located on a radial to the gripper axis. This results in a simple gripper design that also allows the changing of different-sized tool holders to be easily integrated into the tool change process.

Besonders kompakt baut der Greifer dabei, wenn die beiden Greiferkonturen, Kreiskonturen festlegen, die einander überlappend angeordnet sind. Mit anderen Worten, der Abstand der beiden Kreismittelpunkte voneinander ist kleiner, als die Summe der Radien der beiden Kreise. Vorzugsweise ist der Abstand jedoch wenigstens geringfügig größer als der Durchmesser der größeren der beiden Greiferkonturen. Damit werden ein kompakter Aufbau und sicheres Greifverhalten gleichermaßen erreicht. Die Größe der Greiferkontur ist dabei durch ihren Durchmesser bestimmt. Der Durchmesser der Greiferkontur entspricht wiederum dem Durchmesser der Greifscheibe eines Werkzeughalters (oder Werkzeugs).The gripper is particularly compact when its two contours define circular shapes that overlap. In other words, the distance between the centers of the two circles is less than the sum of their radii. Preferably, however, this distance is at least slightly larger than the diameter of the larger gripper contour. This achieves both a compact design and reliable gripping performance. The size of the gripper contour is determined by its diameter. The diameter of the gripper contour, in turn, corresponds to the diameter of the gripper disc of a tool holder (or tool).

Der Greifer weist vorzugsweise zwei Finger auf, die an ihren aufeinander zu weisenden Seiten die Greiferkontur festlegen. Wenigstens einer der beiden Finger, vorzugsweise beide, sind aufeinander zu und voneinander weg beweglich gelagert und vorzugsweise federnd aufeinander zu gespannt. Dabei können die beiden Finger durch Verschwenken etwas näher aneinander heran geraten, als es dem Durchmesser der Greiferkontur entspricht. Der Durchmesser der Greiferkontur ist für die Arbeitsposition der Finger festgelegt, in der sie zwischen einander eine Greifscheibe eines Werkzeughalters sicher fassen.The gripper preferably has two fingers whose opposing sides define the gripper contour. At least one of the two fingers, preferably both, are movably mounted to move towards and away from each other and are preferably spring-loaded against each other. The two fingers can pivot slightly closer together than the diameter of the gripper contour would otherwise dictate. The diameter of the gripper contour is defined for the working position of the fingers, in which they securely grip a gripping disc of a tool holder between them.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform gehört zu dem Werkzeugwechsler ein Adapter, der eine Adapterkontur aufweist, die zumindest im Hinblick auf die für den Werkzeugwechsler und ein Werkzeugmagazin bedeutsamen Flächen einem Werkzeughalter entspricht. Der Adapter ist insoweit zum Zusammenwirken mit einer der Greiferkonturen, vorzugsweise der größeren der Greiferkonturen, eingerichtet. Außerdem weist der Werkzeugwechsler vorzugsweise eine Werkzeugaufnahme auf, die einen kleineren Werkzeughalter aufnehmen kann, der zu der kleineren der Greiferkonturen des Werkzeugwechslers passt.In a preferred embodiment, the tool changer includes an adapter having an adapter contour that corresponds to a tool holder, at least with respect to the surfaces relevant to the tool changer and a tool magazine. The adapter is configured to interact with one of the gripper contours, preferably the larger of the gripper contours. Furthermore, the tool changer preferably has a tool receptacle that can accommodate a smaller tool holder that fits the smaller of the gripper contours of the tool changer.

Die Werkzeugaufnahme ist vorzugsweise zu der Adapterkontur konzentrisch angeordnet und gleich orientiert. Zum Beispiel kann die Adapterkontur durch eine in dem Adapter ausgebildete Öffnung gebildet sein, die so angeordnet ist, dass die Greifscheibe des in dem Adapter befindlichen Werkzeughalters der Greifscheibe des Adapters unmittelbar benachbart angeordnet ist. Ein solcher Adapter kann in dem Werkzeugmagazin angeordnet werden und Werkzeuge bzw. Werkzeughalter kleinerer Bauart aufnehmen. Vorzugsweise ist der Adapter magazinresident, d.h. er verlässt beim Werkzeugwechsel das Magazin einschließlich eines zu dem Magazin gehörigen Portalladers nicht. Er wird insbesondere nicht von dem Werkzeugwechsler aufgenommen. Der Werkzeugwechsler entnimmt aus dem Magazin oder dem Portallader das entsprechende Werkzeug bzw. den Werkzeughalter (kleinerer Bauart) und lässt den Adapter in dem Portallader bzw. Magazin. Aus Sicht des Werkzeugwechslers und der Werkzeugmaschine präsentiert das Werkzeugmagazin (einschließlich eventuell vorhandenem Portallader) dann sowohl Werkzeughalter größerer Bauart wie auch Werkzeughalter kleinerer Bauart. Damit wird die Vielseitigkeit der Verwendung der Werkzeugmaschine erhöht. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Werkzeugwechsler einen um eine Schwenkachse drehbaren Schwenkarm auf, der an seinen gegenüberliegenden radialen Enden jeweils einen Greifer trägt. Diese Anordnung kann als Doppelgreifer bezeichnet werden.The tool holder is preferably arranged concentrically to the adapter contour and oriented in the same way. For example, the adapter contour can be formed by an opening in the adapter, arranged such that the gripping disc of the tool holder located in the adapter is directly adjacent to the gripping disc of the adapter. Such an adapter can be arranged in the tool magazine and accommodate tools or tool holders of a smaller design. Preferably, the adapter is magazine-resident, i.e., it does not leave the magazine, including any gantry loader belonging to the magazine, during tool changes. In particular, it is not picked up by the tool changer. The tool changer removes the appropriate tool or tool holder (of a smaller design) from the magazine or the gantry loader and leaves the adapter in the gantry loader or magazine. From the perspective of the tool changer and the machine tool, the tool magazine (including any gantry loader) then presents both larger and smaller tool holders. This increases the versatility of the machine tool. In a preferred embodiment, the tool changer has a pivot arm rotatable about a pivot axis, which carries a gripper at each of its opposite radial ends. This arrangement can be referred to as a double gripper.

Zu der Werkzeugmaschine und/oder dem Werkzeugmagazin können außerdem Spindelaufsätze, wie zum Beispiel ein Winkelkopf, ein Revolverkopf oder auch Spindelverlängerungen gehören. Der Werkzeugwechsler kann nun Werkzeughalter großer Bauart in die Arbeitsspindel oder alternativ Werkzeuge ebenfalls großer oder auch kleinerer Bauart in den jeweiligen Spindelaufsatz, insbesondere den Winkelkopf, einsetzen. Dies ist insbesondere dann leicht durchführbar, wenn die Arbeitsspindel um eine Achse um den von dem Winkelkopf festgelegten Winkel schwenkbar ist, so dass die Drehachse der winkelkopfseitigen Aufnahme für den Werkzeughalter parallel zu der Dreh- und Hubachse des Werkzeugwechsler orientiert werden kann. Der Greifer mit zwei Greiferkonturen hat insbesondere im Zusammenspiel mit Winkelköpfen oder anderen Spindelaufsätzen den Vorzug, dass die Anzahl der vorzuhaltenden Winkelköpfe oder Aufsätze mit der Anzahl der Werkzeughalter nicht übereinstimmen muss. Insbesondere kann für eine große Anzahl von Werkzeugen (die in entsprechenden Werkzeughaltern gefasst sind) lediglich eine geringe Anzahl (z.B. lediglich einer) von Winkelköpfen vorgehalten werden. Dies hat insbesondere Vorteile bei Zerspanungsaufgaben mit hohem Werkzeugverschleiß. Die Bestückung der Werkzeugmaschine und des Werkzeugmagazins lässt sich mit gegenüber herkömmlichen Lösungen vermindertem Aufwand durchführen.The machine tool and/or tool magazine may also include spindle attachments, such as an angle head, a turret head, or spindle extensions. The tool changer can then insert large tool holders into the work spindle or, alternatively, insert tools of either large or small design into the respective spindle attachment, particularly the angle head. This is especially easy to implement if the work spindle can swivel around an axis by the angle defined by the angle head, so that the axis of rotation of the angle head's mounting for the tool holder can be oriented parallel to the rotation and stroke axis of the tool changer. The gripper with two gripper contours offers the advantage, particularly in combination with angle heads or other spindle attachments, that the number of angle heads or attachments required does not have to match the number of tool holders. In particular, for a large number of tools (held in corresponding tool holders), only a small number (e.g., just one) of angle heads need to be kept on hand. This offers particular advantages for machining operations with high tool wear. Loading the machine tool and tool magazine can be carried out with less effort compared to conventional solutions.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung oder von Ansprüchen. Es zeigen:

  • 1 eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine mit erfindungsgemäßem Werkzeuggreifer, in schematisierter Darstellung,
  • 2 den Werkzeugwechsler der Werkzeugmaschine nach 1, in schematisierter Ansicht,
  • 3 das Werkzeugmagazin der Werkzeugmaschine nach 1, in schematisierter beispielhafter Darstellung,
  • 4 einen Werkzeughalter mit Adapter für die Werkzeugmaschine und/oder das Werkzeugmagazin nach 3, in schematisierter Darstellung,
  • 5 einen an der Arbeitsspindel gehaltenen Winkelkopf mit Werkzeug in Arbeitsstellung, in schematisierter Seitenansicht, und
  • 6 die Arbeitsspindel und den Winkelkopf nach 5 in Werkzeugwechselstellung, in schematisierter Seitenansicht.
Further details of advantageous embodiments of the invention are the subject of the drawing, the description, or the claims. They show:
  • 1 a machine tool according to the invention with a tool gripper according to the invention, in schematic representation,
  • 2 the tool changer of the machine tool 1 , in a schematic view,
  • 3 the tool magazine of the machine tool after 1 , in a schematic, exemplary representation,
  • 4 a tool holder with adapter for the machine tool and/or the tool magazine 3 , in schematic representation,
  • 5 an angled head with tool in working position, held on the work spindle, in a schematic side view, and
  • 6 the work spindle and the angle head 5 in tool-changing position, in schematic side view.

In 1 ist eine Werkzeugmaschine 10 schematisch veranschaulicht, die über eine Werkzeugwechselvorrichtung 11 mit einem Werkzeugmagazin 12 verknüpft ist. Dieses dient zur Vorhaltung mehrerer Werkzeuge 13, 14, 15 (sowie weitere), die mit der Werkzeugwechselvorrichtung 11 in eine Arbeitsspindel 16 der Werkzeugmaschine 10 überführbar und aus dieser herausführbar sind. Die Werkzeugmaschine 10 weist mindestens diese eine Arbeitsspindel 16 sowie gegebenenfalls auch mehrere solcher Arbeitsspindeln auf.In 1 Figure 10 schematically illustrates a machine tool 10, which is linked to a tool magazine 12 via a tool changing device 11. The tool magazine serves to hold several tools 13, 14, 15 (and others) that can be transferred into and out of a work spindle 16 of the machine tool 10 using the tool changing device 11. The machine tool 10 has at least this one work spindle 16 and, optionally, several such work spindles.

Die Arbeitsspindel 16 ist vorzugsweise beweglich geführt. Dazu kann sie beispielsweise, wie in 1 dargestellt, in Vertikalrichtung (Y-Richtung) sowie in quer dazu gelegener Horizontalrichtung (X-Richtung) gesteuert bewegbar sein. Die Arbeitsspindel 16 selbst ist um eine Antriebsachse 17 drehbar gelagert, die quer zu der X-Achse orientiert ist. Auf die Arbeitsspindel 16 hin und von dieser weg (Z-Richtung) kann ein nicht weiter veranschaulichtes Werkstück bewegt werden, wozu ein entsprechender Werkstückschlitten dient. Dieser kann außerdem weitere Bewegungsmöglichkeiten wie Drehbewegung oder Neigebewegung vorsehen.The work spindle 16 is preferably guided in a movable manner. For this purpose, it can, for example, be guided as in 1 The work spindle 16 is shown to be movable in the vertical direction (Y-direction) as well as in the horizontal direction perpendicular to it (X-direction). The work spindle 16 itself is rotatably mounted about a drive axis 17, which is oriented perpendicular to the X-axis. A workpiece (not shown in further detail) can be moved towards and away from the work spindle 16 by means of a corresponding workpiece slide. This slide can also provide further movement options such as rotation or tilting.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann die Arbeitsspindel 16 außerdem um eine vorzugsweise horizontale Neigeachse 18 beweglich sein.In a preferred embodiment, the working spindle 16 can also be movable about a preferably horizontal tilting axis 18.

Die Arbeitsspindel 16 ist an ihrem dem Arbeitsraum zugewandten Ende mit einer Werkzeughalteraufnahme 19 versehen, die mit einer üblichen Spanneinrichtung, beispielsweise für Hohlkegelschäfte oder für Steilkegelschäfte oder dergleichen ausgerüstet ist.The work spindle 16 is provided at its end facing the work area with a tool holder mount 19, which is equipped with a standard clamping device, for example for hollow taper shanks or for steep taper shanks or the like.

Zur weiteren Veranschaulichung wird auf 3 Bezug genommen. Diese veranschaulicht in schematischer Weise das Werkzeugmagazin 12, in dem die Werkzeuge 13, 14, 15 sowie weitere Werkzeuge 20, 21 veranschaulicht sind. Jedes dieser Werkzeuge 13 bis 15 sowie 20, 21 ist von einem Werkzeughalter 22 getragen, der einen zum Beispiel kegelstumpfförmigen oder hohlkegelstumpfförmigen Körper 23 aufweist, der in eine Greifscheibe 24 übergeht. Diese konischen oder hohlkonischen Körper 23 aller Werkzeughalter 22 sind untereinander gleich ausgebildet. Ebenso sind die Greifscheiben 24 untereinander gleich ausgebildet. Damit können die Werkzeughalter 22 von einem Portalladersystem 25 aus den einzelnen Ablagen in dem Werkzeugmagazin 12 aufgenommen und der Werkzeugwechselvorrichtung 11 zugeführt oder von der Werkzeugwechselvorrichtung 11 abgenommen und den Ablagen zugeführt werden. Der Portallader ist dabei in mehreren Richtungen X, Y, Z bewegbar und gegebenenfalls auch um eine Achse, zum Beispiel eine Vertikalachse, dreh- oder schwenkbar, wie in 3 durch einen Pfeil 26 angedeutet ist.For further illustration, see below. 3 Reference is made to Figure 1. This schematically illustrates the tool magazine 12, in which tools 13, 14, 15, and further tools 20, 21 are shown. Each of these tools 13 to 15, as well as 20, 21, is supported by a tool holder 22, which has, for example, a frustoconical or hollow frustoconical body 23 that transitions into a gripping disc 24. These conical or hollow conical bodies 23 of all tool holders 22 are identical. Likewise, the gripping discs 24 are identical. Thus, the tool holders 22 can be picked up from the individual storage positions in the tool magazine 12 by a gantry loader system 25 and fed to the tool changing device 11, or removed by the tool changing device 11 and fed to the storage positions. The gantry loader is movable in several directions X, Y, Z and, if necessary, can also be rotated or pivoted about an axis, for example, a vertical axis, as shown in Figure 1. 3 as indicated by an arrow 26.

Das Werkzeugmagazin 12 dieser Bauart sowie der zugehörige Portallader 25 dienen lediglich zur Veranschaulichung. Es sei darauf hingewiesen, dass die Werkzeugwechselvorrichtung 11 gleichermaßen auch mit anderen Werkzeugmagazinen 12 kooperieren kann.The tool magazine 12 of this design and the associated portal loader 25 serve only for illustrative purposes. It should be noted that the tool changing device 11 can also cooperate with other tool magazines 12.

Die Werkzeugwechselvorrichtung 11 umfasst einen Werkzeugwechsler 27 mit einem Schwenkarm 28, der wenigstens einen, vorzugsweise aber zwei oder mehrere Greifer 29 enthält. Der Greifer 29 ist in 2 gesondert veranschaulicht. Der um eine vorzugsweise horizontale, zur Z-Richtung parallele Greiferachse 30 wenigstens um 180° drehbar gelagerte Schwenkarm 28 trägt an seinem radial äußeren Ende den Greifer 29, der zwei Greiferfinger 31, 32 aufweist. Mindestens einer dieser beiden Finger 31, 32, vorzugsweise beide, sind an dem Schwenkarm 28 um Schenkzentren 33, 34 verschwenkbar gelagert und über ein nicht weiter veranschaulichtes Federmittel aufeinander zu vorgespannt.The tool changing device 11 comprises a tool changer 27 with a swivel arm 28, which includes at least one, but preferably two or more grippers 29. The gripper 29 is in 2 The pivot arm 28, which is rotatably mounted about a preferably horizontal gripper axis 30 parallel to the Z-direction by at least 180°, carries the gripper 29 at its radially outer end, which has two gripper fingers 31, 32. At least one of these two fingers 31, 32, preferably both, are pivotably mounted on the pivot arm 28 about pivot centers 33, 34 and are biased towards each other by a spring means not further illustrated.

Die Greiferfinger 31, 32 weisen an den einander zugewandten Seiten eine Form auf, so dass sie miteinander paarweise eine erste Greiferkontur 35 und eine zweite Greiferkontur 36 festlegen. Die beiden Greiferkonturen 35, 36 liegen jeweils auf in 2 gestrichelt veranschaulichten Kreisen 37, 38, die den Durchmessern von unterschiedlich großen Greifscheiben entsprechen. Die Greiferkonturen 35, 36 sind dabei vorzugsweise so angeordnet, dass die größere Greiferkontur 35 bezüglich der Greiferachse 30 radial außen und die kleinere Greiferkontur 36 radial weiter innen liegend angeordnet ist. Vorzugsweise sind dabei die beiden von den Kreisen 37, 38 festgelegten Mittelpunkte 39, 40 auf einer zu der Greiferachse 30 radial orientierten Linie 41 angeordnet. Die Greiferachse 30 schneidet die Linie 41.The gripper fingers 31, 32 have a shape on their facing sides such that they define a first gripper contour 35 and a second gripper contour 36 in pairs. The two gripper contours 35, 36 each lie on in 2 The circles 37 and 38, illustrated with dashed lines, correspond to the diameters of gripper discs of different sizes. The gripper contours 35 and 36 are preferably arranged such that the larger gripper contour 35 is located radially outside the gripper axis 30, and the smaller gripper contour 36 is located radially further inside. Preferably, the two centers 39 and 40 defined by the circles 37 and 38 are arranged on a line 41 oriented radially to the gripper axis 30. The gripper axis 30 intersects the line 41.

In entspanntem Zustand, d.h. ohne eine zwischen den Fingern 31, 32 gefasste Greifscheibe 24, können die Finger 31, 32 aus der in 2 veranschaulichten Arbeitsposition etwas weiter aufeinander zu verstellt sein. Die Position nach 2 entspricht der Stellung der Finger 31, 32 bei gefasstem Werkzeughalter.In a relaxed state, i.e., without a gripping disc 24 held between the fingers 31, 32, the fingers 31, 32 can be removed from the 2 The illustrated work positions should be positioned slightly further apart. The position after 2 corresponds to the position of fingers 31, 32 when the tool holder is gripped.

Die Greiferkonturen 35, 36 sind einander überschneidend angeordnet. Dies bedeutet, dass die Kreise 37, 38 eine gemeinsame Fläche überdecken oder, mit anderen Worten, der Abstand zwischen den Mittelpunkt 39, 40 ist geringer als die Summe der Radien der beiden Kreise 37, 38. Vorzugsweise ist der Abstand jedoch nicht geringer als der Radius des größeren Kreises 37 jedenfalls aber nicht geringer als der Radius des kleineren Kreises 38. Auf diese Weise werden sowohl große als auch kleine Greifscheiben entsprechend den Durchmessern der Kreise 37, 38 in dem Greifer 29 alternativ fixiert und sicher gehalten. In einer bevorzugten Ausführungsform enthält der Schwenkarm 28 zwei Greifer 29, die zur Schwenkachse 30 um 180° versetzt zueinander angeordnet sind (wie in 1 dargestellt). Dieser sogenannte Doppelgreifer mit an gegenüberliegenden radialen Enden des Schwenkarms 28 angeordneten Greifern 29 baut sehr schmal und kann bei Nichtbenutzung in eine gegenüber der Darstellung in 1 um 90° gedrehte Position geschwenkt werden. Dadurch kann die Gesamtbreite einer Werkzeugmaschine gering gehalten werden.The gripper contours 35, 36 are arranged to overlap. This means that the circles 37, 38 cover a common area, or, in other words, the distance between the centers 39, 40 is less than the sum of the radii of the two circles 37, 38. Preferably, however, the distance is not less than The radius of the larger circle 37 is, in any case, not less than the radius of the smaller circle 38. In this way, both large and small gripping discs corresponding to the diameters of circles 37 and 38 are alternatively fixed and securely held in the gripper 29. In a preferred embodiment, the pivot arm 28 includes two grippers 29 which are arranged offset from each other by 180° with respect to the pivot axis 30 (as in 1 (shown). This so-called double gripper with grippers 29 arranged at opposite radial ends of the swivel arm 28 is very narrow and can be folded into a position opposite the illustration when not in use. 1 It can be swivelled into a 90° rotated position. This allows the overall width of a machine tool to be kept small.

Zu dem insoweit veranschaulichten System gehört außerdem ein Werkzeughalter 22 nach 4, der einen Adapter 22-1 für die Aufnahme eines kleineren Werkzeughalters 42 bildet. Der Werkzeughalter 42 weist einen konischen, d.h. kegelstumpfförmigen oder hohlkegelstumpfförmigen Körper 43 auf, der kleiner ist als der Hohlkörper 23 des Adapters 22-1. Außerdem weist der Werkzeughalter 42 eine Greifscheibe 44 auf, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser der Greifscheibe 24. Die beiden Greifscheiben 24, 44 weisen jeweils an ihrem Außenumfang eine Greifernut auf, deren Durchmesser mit dem Durchmesser des Kreises 37 (Greifernut der Greifscheibe 24) oder mit dem Durchmesser des Kreises 38 (Greifernut der Greifscheibe 44) übereinstimmt.The system illustrated in this respect also includes a tool holder 22 according to 4 , which forms an adapter 22-1 for receiving a smaller tool holder 42. The tool holder 42 has a conical, i.e., frustoconical or hollow frustoconical body 43, which is smaller than the hollow body 23 of the adapter 22-1. Furthermore, the tool holder 42 has a gripping disc 44, the diameter of which is smaller than the diameter of the gripping disc 24. Both gripping discs 24, 44 each have a gripping groove on their outer circumference, the diameter of which corresponds to the diameter of circle 37 (gripper groove of gripping disc 24) or to the diameter of circle 38 (gripper groove of gripping disc 44).

Der Adapter 22-1 nach 4 bildet einen Adapter mit einer Werkzeughalteraufnahme für den Werkzeughalter 42. Zu der Werkzeughalteraufnahme gehört ein in 4 gestrichelt veranschaulichter Sitz 45, der durch eine an den Körper 43 angepasste Ausnehmung gebildet ist. Der Adapter 22-1, insbesondere der Körper 23, ist an seiner in 4 linken Stirnseite vorzugsweise offen, so dass Halte- oder Spannmittel eine in dem Körper 43 ausgebildete Spannkontur 46 erreichen können.The adapter 22-1 to 4 forms an adapter with a tool holder mount for the tool holder 42. The tool holder mount includes a [unclear text - likely a component or element]. 4 The dashed line illustrates the seat 45, which is formed by a recess adapted to the body 43. The adapter 22-1, in particular the body 23, is attached to its 4 left end face preferably open, so that holding or clamping means can reach a clamping contour 46 formed in the body 43.

Zu der Werkzeugmaschine 10 kann außerdem eine Winkelkopf 47 gehören, wie er in 5 veranschaulicht ist. Dieser Winkelkopf 47 enthält ein Winkelgetriebe und kann so mit der Arbeitsspindel 16 starr verbunden werden, dass der Winkelkopf 47 und die Arbeitsspindel 16 eine gemeinsam bewegbare Einheit bilden. An seinem freien Ende weist der Winkelkopf eine Werkzeughalteraufnahme 48 zur Aufnahme eines Werkzeughalters 22 oder des Werkzeughalters 42 auf.The machine tool 10 can also include an angle head 47, as shown in 5 This angle head 47 contains an angle gear and can be rigidly connected to the work spindle 16 in such a way that the angle head 47 and the work spindle 16 form a single, movable unit. At its free end, the angle head has a tool holder receptacle 48 for receiving a tool holder 22 or the tool holder 42.

Das Werkzeugmagazin 12 kann bei einer entsprechenden Ausführungsform auch mehrere solcher Winkelköpfe 47 vorhalten, die bedarfsweise ein- und ausgewechselt werden können. Es können Winkelköpfe mit großer Aufnahme für Werkzeughalter 22 und Winkelköpfe mit kleiner Aufnahme für Werkzeughalter 42 vorgesehen sein. Ebenso ist es möglich, Winkelköpfe unterschiedlicher Orientierung vorzusehen. Beispielsweise kann dazu der aus 3 ersichtliche spezielle Adapter 49 vorgesehen sein, der ein Werkzeug 50 mit Werkzeughalter 42 in einer Position hält, in der sein Körper 43 in die entgegengesetzte Richtung weist wie der Körper 23.In a corresponding embodiment, the tool magazine 12 can also hold several such angle heads 47, which can be inserted and removed as needed. Angle heads with a large receptacle for tool holders 22 and angle heads with a small receptacle for tool holders 42 can be provided. It is also possible to provide angle heads of different orientations. For example, the one made of 3 A special adapter 49 is provided which holds a tool 50 with tool holder 42 in a position in which its body 43 points in the opposite direction to the body 23.

Die insoweit beschriebene Werkzeugmaschine 10 und ihr Werkzeugwechsler 11 arbeiten wie folgt:The machine tool 10 described so far and its tool changer 11 operate as follows:

Es wird zunächst davon ausgegangen, dass eines der Werkzeuge 13, 14, 15 in die Arbeitsspindel 1 zu überführen ist. Dieser Vorgang läuft wie bei herkömmlichen Werkzeugmaschinen ab, indem der Portallader 25 zunächst das betreffende Werkzeug 13, 14 oder 15 aufnimmt und an den Greifer 29 übergibt. Die Greifscheibe 24 des betreffenden Werkzeughalters passt in die Greiferkontur 35, so dass der Werkzeughalter 22 zwischen den Fingern 31, 32 sicher gehalten ist. So wird der Werkzeughalter 22 durch Axialhub des Greiferarms 28 in Richtung der Schwenkachse 30 aus dem Portallader 25 heraus und durch 180° Schwenkung des Greiferarms 28 vor die Werkzeughalteraufnahme 19 der Arbeitsspindel 16 positioniert. Durch entgegengesetzten Axialhub des Greiferarms 28 wird der Werkzeughalter 22 in die Werkzeughalteraufnahme 19 eingesetzt und dort gespannt. Eine seitliche Bewegung der Arbeitsspindel 16 in X-Richtung entkoppelt den Werkzeughalter 22 von dem Greifer 29.It is initially assumed that one of the tools 13, 14, or 15 needs to be transferred to the work spindle 1. This process proceeds as with conventional machine tools, whereby the gantry loader 25 first picks up the relevant tool 13, 14, or 15 and transfers it to the gripper 29. The gripping disc 24 of the respective tool holder fits into the gripper contour 35, so that the tool holder 22 is securely held between the fingers 31 and 32. The tool holder 22 is then moved out of the gantry loader 25 by axial stroke of the gripper arm 28 in the direction of the pivot axis 30 and, by pivoting the gripper arm 28 180°, positioned in front of the tool holder receptacle 19 of the work spindle 16. By a reversing axial stroke of the gripper arm 28, the tool holder 22 is inserted into the tool holder receptacle 19 and clamped there. A lateral movement of the work spindle 16 in the X direction decouples the tool holder 22 from the gripper 29.

Das Herausführen eines Werkzeugs oder Werkzeughalters 22 aus der Arbeitsspindel 16 läuft in umgekehrter Reihenfolge ab.The removal of a tool or tool holder 22 from the work spindle 16 takes place in reverse order.

In gleicher Weise wie der Werkzeughalter 22 kann der Winkelkopf 47 in die Arbeitsspindel 16 überführt und mit dieser gekoppelt werden. Ist dieser Winkelkopf 47 zur Aufnahme von Werkzeughaltern 22 mit großer Greifscheibe 24 vorgesehen, kann dies unter Zuhilfenahme der großen Greiferkontur 35 des Werkzeugwechslers 27 erfolgen, indem zunächst die Arbeitsspindel 16 aus der Horizontalposition nach 5 in die Vertikalposition nach 6 verschwenkt wird. Dazu genügt eine 90°-Drehung um die Neigeachse 18. Das nunmehr horizontal und parallel zur Schwenkachse 30 orientierte Werkzeug kann durch Bewegung der Arbeitsspindel 16 in X- und Y-Richtung wiederum mit dem Greifer 29 gekoppelt und von diesem bedient werden, um einen Werkzeugwechsel zu bewirken. Dies erfolgt wie eingangs im Zusammenhang mit dem Werkzeughalter 22 beschrieben.In the same way as the tool holder 22, the angle head 47 can be transferred to the work spindle 16 and coupled to it. If this angle head 47 is designed to accommodate tool holders 22 with a large gripper disc 24, this can be done using the large gripper contour 35 of the tool changer 27 by first moving the work spindle 16 from the horizontal position to 5 into the vertical position 6 The tool is pivoted. A 90° rotation about the tilting axis 18 is sufficient for this. The tool, now oriented horizontally and parallel to the pivoting axis 30, can be coupled to the gripper 29 again by moving the work spindle 16 in the X and Y directions and operated by it to effect a tool change. This is done as described at the beginning in connection with the tool holder 22.

Weist der Winkelkopf 47 eine Aufnahme 48 mit geringerer Größe für den Werkzeughalter 42 auf, ist das Werkzeugwechselverfahren modifiziert:If the angle head 47 has a smaller-sized receptacle 48 for the tool holder 42, the tool change procedure is modified:

Der Portallader 25 holt dazu den als Adapter 22-1 anzusehenden Werkzeughalter 22 gemäß 4 bzw. 3 links oben aus der Ablage des Werkzeugmagazins 12 ab und präsentiert die Anordnung, bestehend aus dem Adapter 22-1 und dem Werkzeughalter 42, dem Werkzeugwechsler 27. Dieser nimmt nun mit seiner kleineren Greiferkontur 36 den Werkzeughalter 42 an seiner Greifscheibe 44 auf, die in die kleinere Greiferkontur 36 passt. Durch Axialhub in Richtung der Schwenkachse 30 wird der Werkzeughalter 42 aus dem als Adapter 22-1 dienenden Werkzeughalter 22, d.h. insbesondere dem Sitz 45 herausgeführt und durch 180° -Schwenkung um die Schwenkachse 30 vor die Werkzeughalteraufnahme 48 des Winkelkopfs 47 gemäß 6 positioniert. Durch Axialhub wird der Werkzeughalter 42 in die Werkzeughalteraufnahme 48 eingesetzt. Eine Querbewegung der Arbeitsspindel 16 in X-Richtung entkoppelt den Werkzeughalter 42 von dem Greifer 29.The portal loader 25 retrieves the tool holder 22, which can be regarded as adapter 22-1, according to 4 or 3 The tool holder 42 is removed from the upper left of the tool magazine 12 storage compartment and presents the arrangement consisting of the adapter 22-1 and the tool holder 42, the tool changer 27. The tool changer 27, with its smaller gripper contour 36, now receives the tool holder 42 on its gripper disc 44, which fits into the smaller gripper contour 36. By axial stroke in the direction of the pivot axis 30, the tool holder 42 is moved out of the tool holder 22, which serves as adapter 22-1, i.e., in particular from the seat 45, and by pivoting 180° about the pivot axis 30, is positioned in front of the tool holder receptacle 48 of the angle head 47. 6 The tool holder 42 is positioned. By axial stroke, it is inserted into the tool holder receptacle 48. A transverse movement of the work spindle 16 in the X-direction decouples the tool holder 42 from the gripper 29.

Bei diesem Werkzeugwechselvorgang verbleibt der Werkzeughalter 22 als Adapter 22-1 in dem Portallader 25 und wird von diesem bedarfsweise auch leer an die Ablage zurück übergeben.During this tool change process, the tool holder 22 remains in the portal loader 25 as adapter 22-1 and is also transferred back to the storage area empty by it if required.

Nach diesem Konzept können durch den Portallader 25 und den Werkzeugwechsler 27 eine ganze Anzahl verschiedener Werkzeuge mit kleinerem Maß, wie zum Beispiel der Werkzeughalter 42, nacheinander an den Winkelkopf 47 übergeben und von diesem wieder weg geführt werden. Damit kann die Anzahl der Winkelköpfe von der Anzahl passender Werkzeuge verschieden gewählt werden, und zwar auch dann, wenn die von dem Winkelkopf oder sonstigen Spindelaufsätzen aufzunehmenden Werkzeuge von der in der Arbeitsspindel 16 vorgesehenen Werkzeughalteraufnahme 19 maßlich abweichen.According to this concept, a whole number of different, smaller tools, such as the tool holder 42, can be successively transferred to and from the angle head 47 by the portal loader 25 and the tool changer 27. This allows the number of angle heads to be selected differently from the number of suitable tools, even if the tools to be held by the angle head or other spindle attachments differ dimensionally from the tool holder receptacle 19 provided in the work spindle 16.

Es ist auch die Bedienung von Winkelköpfen mit dem Werkzeugwechsler 27 möglich, bei denen das Werkzeug bei Horizontalposition der Arbeitsspindel 16 gemäß 5 nicht nach oben, sondern nach unten weist. Sollte eine Schwenkbewegung der Arbeitsspindel 16 um 90° nach oben nicht möglich sein, wird die Arbeitsspindel 16 zum Werkzeugwechsel ähnlich wie in 6 nach unten verschenkt. Das Werkzeug zeigt in einem solchen Fall jedoch nach rechts, d.h. von dem Arbeitsraum weg. In diesem Fall kann ein Werkzeugwechsel bewirkt werden, wenn das Werkzeug, wie in 3 ersichtlich, mit dem speziellen Werkzeughalter 49 in einer um 180° verdrehten Position bereitgehalten wird. Der Portallader 25 übernimmt den Werkzeughalter 49 und präsentiert das Werkzeug 50 mit Werkzeughalter 42 in dieser Weise dem Werkzeuggreifer 27. Dieser übernimmt nun das 180°-verdreht positionierte Werkzeug und setzt es in den Winkelkopf 47 gewissermaßen „von hinten“ ein. Während das Einführen des Werkzeughalters 22 in die Arbeitsspindel 16 sonst in einer Hubbewegung in Z-Richtung erfolgt, die von dem Arbeitsraum weg gerichtet ist, erfolgt das Einsetzen des Werkzeugs 50 bzw. Werkzeughalters 42 im Falle des Winkelkopfs mit vom Arbeitsraum weg weisenden Werkzeug in einer Hubbewegung in Z-Richtung, die zum Arbeitsraum hin gerichtet ist.It is also possible to operate angle heads with the tool changer 27, where the tool is positioned horizontally of the work spindle 16 according to 5 not pointing upwards, but downwards. If a swiveling movement of the work spindle 16 by 90° upwards is not possible, the work spindle 16 is used for tool changes similarly to the process described in... 6 downwards. In such a case, however, the tool points to the right, i.e., away from the work area. In this case, a tool change can be effected if the tool, as in 3 As can be seen, the special tool holder 49 is held in a position rotated by 180°. The portal loader 25 takes over the tool holder 49 and presents the tool 50 with tool holder 42 in this manner to the tool gripper 27. The gripper then takes over the tool, which is positioned rotated by 180°, and inserts it into the angle head 47, so to speak, "from behind." While the insertion of the tool holder 22 into the work spindle 16 normally occurs in a stroke movement in the Z-direction, directed away from the work area, the insertion of the tool 50 or tool holder 42 in the case of the angle head, with the tool pointing away from the work area, occurs in a stroke movement in the Z-direction, directed towards the work area.

Der in 2 veranschaulichte Werkzeuggreifer 29 weist zwei Greiferkonturen 35, 36 auf, die sich vorzugsweise einander überschneidend angeordnet sind. Mit diesem kombinierten Greifer 29 lassen sich Werkzeughalter 22, 42 verschiedener Größen fassen und entsprechend zwischen einer Arbeitsspindel bzw. einem Spindelaufsatz und einem Werkzeugmagazin 12 hin und her transportieren. Das Spektrum der Anwendungsmöglichkeiten der Werkzeugmaschine 10 wird durch die optionale Bedienung von Werkzeughaltern 22, 42 unterschiedlicher Größe wesentlich erweitert.The in 2 The illustrated tool gripper 29 has two gripper contours 35, 36, which are preferably arranged to overlap each other. This combined gripper 29 can grasp tool holders 22, 42 of different sizes and transport them back and forth between a work spindle or spindle attachment and a tool magazine 12. The range of application possibilities of the machine tool 10 is significantly expanded by the optional handling of tool holders 22, 42 of different sizes.

Bezugszeichen:Reference symbol:

1010
Werkzeugmaschinemachine tool
1111
WerkzeugwechselvorrichtungTool changer
1212
WerkzeugmagazinTool magazine
13 - 1513 - 15
WerkzeugeTools
1616
Arbeitsspindelwork spindle
1717
Antriebsachsedrive axle
1818
NeigeachseTilting axis
1919
WerkzeughalteraufnahmeTool holder mount
20, 2120, 21
WerkzeugeTools
2222
WerkzeughalterTool holder
2323
Körper (z.B. kegelförmig oder hohlkegelförmig)Body (e.g. conical or hollow conical)
2424
GreifscheibenGripping discs
2525
PortalladerPortal loader
2626
PfeilArrow
2727
WerkzeugwechslerTool changer
2828
SchwenkarmSwivel arm
2929
GreiferGrabber
3030
Schwenkachse (Greiferachse)Swivel axis (gripper axis)
31, 3231, 32
Fingerfinger
33, 3433, 34
SchwenkzentrenSwivel centers
3535
erste Greiferkonturfirst gripper contour
3636
zweite Greiferkontursecond gripper contour
37, 3837, 38
KreiseCircles
39, 4039, 40
Mittelpunkte der Kreise 37, 38Centers of circles 37, 38
4141
Linie, radial zu der Schwenkachse 30line, radial to the pivot axis 30
4242
WerkzeughalterTool holder
4343
konischer Körperconical body
4444
Greifscheibegripping disc
4545
Sitzseat
4646
Spannkonturclamping contour
4747
WinkelbohrkkopfAngle drill head
4848
WerkzeughalteraufnahmeTool holder mount
4949
Adapter für Werkzeughalter 42Adapter for tool holder 42
5050
WerkzeugTool

Claims (11)

Werkzeugmaschine (10) mit mindesten einer Arbeitsspindel (16), die eine Werkzeughalteraufnahme (19) aufweist, mit einem Werkzeugmagazin (12), das zur Aufnahme mehrerer Werkzeughalter (22) eingerichtet ist, und mit einem Werkzeugwechsler (27) mit wenigstens einem Greifer (29), der eine erste Greiferkontur (35) für einen ersten Werkzeughalter (22) und eine zweite Greiferkontur (36) für einen zweiten Werkzeughalter (42) aufweist, wobei die Greiferkonturen (35, 36) unterschiedlichen Werkzeughaltern mit unterschiedlichem Greifscheibendurchmesser zugeordnet sind, wobei dem Werkzeugwechsler (27) ein Winkelkopf (47) zugeordnet ist, der eine zu der ersten Greiferkontur (35) passende Aufnahmekontur (24) aufweist, und wobei die Arbeitsspindel (16) um eine Neigeachse (18) beweglich ist, um durch Schwenken der Arbeitsspindel (16) um die Neigeachse (18) ein im Winkelkopf (47) aufgenommenes Werkzeug (13 - 15) parallel zur Schwenkachse (30) des Werkzeugwechslers (27) zu orientieren.Machine tool (10) with at least one work spindle (16) having a tool holder mount (19), with a tool magazine (12) configured to hold several tool holders (22), and with a tool changer (27) having at least one gripper (29) having a first gripper contour (35) for a first tool holder (22) and a second gripper contour (36) for a second tool holder (42), wherein the gripper contours (35, 36) are assigned to different tool holders with different gripper disc diameters, in which the tool changer (27) is assigned an angle head (47) having a mounting contour (24) matching the first gripper contour (35), and in which the work spindle (16) is movable about a tilting axis (18) in order to pivot the work spindle (16) about the tilting axis (18) in the angle head (47) to orient the tool (13 - 15) taken up parallel to the pivot axis (30) of the tool changer (27). Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (29) um eine Greiferachse (30) schwenkbar angeordnet ist und dass die Greiferkonturen (35, 36) von der Greiferachse (30) aus gesehen hintereinander angeordnet sind.machine tool (10) according to Claim 1 , characterized in that the gripper (29) is arranged to pivot about a gripper axis (30) and that the gripper contours (35, 36) are arranged one behind the other as seen from the gripper axis (30). Werkzeugmaschine (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (29) um eine Greiferachse (30) schwenkbar angeordnet ist und dass die Greiferkonturen (35, 36) Konturmittelpunkte (39, 40) festlegen, die auf einer Radialen (41) zu der Greiferachse (30) angeordnet sind.Machine tool (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the gripper (29) is arranged pivotably about a gripper axis (30) and that the gripper contours (35, 36) define contour centers (39, 40) which are arranged on a radial (41) to the gripper axis (30). Werkzeugmaschine (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Greiferkonturen (35, 36) Kreiskonturen (37, 38) festlegen, die einander überlappend angeordnet sind.Machine tool (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the two gripper contours (35, 36) define circular contours (37, 38) which are arranged overlapping each other. Werkzeugmaschine (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Greiferkontur (35) größer ist als die zweite Greiferkontur (36).Machine tool (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the first gripper contour (35) is larger than the second gripper contour (36). Werkzeugmaschine (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifer (29) zwei Finger (31, 32) aufweist, von denen wenigstens einer auf den anderen hin beweglich gelagert ist.Machine tool (10) according to one of the preceding claims, characterized in that the gripper (29) has two fingers (31, 32), at least one of which is movably mounted towards the other. Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Finger (31, 32) aufeinander zu federnd vorgespannt sind.machine tool (10) according to Claim 6 , characterized in that the fingers (31, 32) are spring-loaded towards each other. Werkzeugmaschine (10) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Werkzeugwechsler (27) ein Adapter (22) zugeordnet ist, der eine Adapterkontur (24) aufweist, die zum Zusammenwirken mit einer der Greiferkonturen (35, 36) eingerichtet ist, und dass der Adapter (22) einen Sitz (45) aufweist, der als Werkzeughalteraufnahme dient.Machine tool (10) according to one of the preceding claims, characterized in that an adapter (22) is associated with the tool changer (27) which has an adapter contour (24) which is configured to interact with one of the gripper contours (35, 36), and that the adapter (22) has a seat (45) which serves as a tool holder receptacle. Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Adapterkontur (24) zu der ersten Greiferkontur (35) passend ausgebildet ist und dass der Sitz (45) zu einem Werkzeughalter (42) passend ausgebildet ist, der seinerseits zu der zweiten Greiferkontur (36) passt.machine tool (10) according to Claim 6 and 8 , characterized in that the adapter contour (24) is designed to fit the first gripper contour (35) and that the seat (45) is designed to fit a tool holder (42) which in turn fits the second gripper contour (36). Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelkopf (47) eine angetriebene Werkzeughalteraufnahme (48) aufweist.machine tool (10) according to Claim 1 , characterized in that the angle head (47) has a driven tool holder receptacle (48). Verfahren zum Werkzeugwechsel an einer Werkzeugmaschine (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelkopf (47) bei wenigstens einem Werkzeugwechsel an der Arbeitsspindel (16) verbleibt, mit dem Schritt: Schwenken der Arbeitsspindel um die Neigeachse (18), um ein im Winkelkopf (47) aufgenommenes Werkzeug (13 - 15) parallel zur Schwenkachse (30) des Werkzeugwechslers (27) zu orientieren.Method for changing tools on a machine tool (10) according to Claim 1 , characterized in that the angle head (47) remains on the work spindle (16) during at least one tool change, comprising the step of pivoting the work spindle about the tilting axis (18) to orient a tool (13 - 15) held in the angle head (47) parallel to the pivoting axis (30) of the tool changer (27).
DE102016119565.0A 2016-10-13 2016-10-13 Tool changer, machine tool and method for tool changing Active DE102016119565B4 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016119565.0A DE102016119565B4 (en) 2016-10-13 2016-10-13 Tool changer, machine tool and method for tool changing
PCT/EP2017/075968 WO2018069410A2 (en) 2016-10-13 2017-10-11 Tool changer, machine tool, and tool changing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016119565.0A DE102016119565B4 (en) 2016-10-13 2016-10-13 Tool changer, machine tool and method for tool changing

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102016119565A1 DE102016119565A1 (en) 2018-04-19
DE102016119565B4 true DE102016119565B4 (en) 2025-12-18

Family

ID=60080817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102016119565.0A Active DE102016119565B4 (en) 2016-10-13 2016-10-13 Tool changer, machine tool and method for tool changing

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE102016119565B4 (en)
WO (1) WO2018069410A2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019124428A1 (en) * 2019-09-11 2021-03-11 Franz Haimer Maschinenbau Kg Device for the, in particular automated, provision of a complete tool

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2616459A1 (en) * 1976-04-14 1977-11-03 Hitachi Seiki Kk Automatic tool change over system for machine tool - has tool store on which large number of tools can be mounted using adaptors
DE9201595U1 (en) * 1992-02-08 1993-06-03 Schiess-Kopp Werkzeugmaschinen GmbH, 7910 Neu-Ulm Device for metal cutting
EP1016497A2 (en) * 1998-12-28 2000-07-05 DECKEL MAHO GmbH Machine tool
WO2015036428A1 (en) * 2013-09-11 2015-03-19 Hamuel Maschinenbau Gmbh & Co. Kg Machine tool and method for machining a workpiece
DE102014226969A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-23 Deckel Maho Pfronten Gmbh Tool holder for use on a tool changer for changing or replacing a tool on a machine tool, tool changer and machine tool

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3547903B2 (en) * 1996-03-26 2004-07-28 オークマ株式会社 Blind lid attachment / detachment method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2616459A1 (en) * 1976-04-14 1977-11-03 Hitachi Seiki Kk Automatic tool change over system for machine tool - has tool store on which large number of tools can be mounted using adaptors
DE9201595U1 (en) * 1992-02-08 1993-06-03 Schiess-Kopp Werkzeugmaschinen GmbH, 7910 Neu-Ulm Device for metal cutting
EP1016497A2 (en) * 1998-12-28 2000-07-05 DECKEL MAHO GmbH Machine tool
WO2015036428A1 (en) * 2013-09-11 2015-03-19 Hamuel Maschinenbau Gmbh & Co. Kg Machine tool and method for machining a workpiece
DE102014226969A1 (en) * 2014-12-23 2016-06-23 Deckel Maho Pfronten Gmbh Tool holder for use on a tool changer for changing or replacing a tool on a machine tool, tool changer and machine tool

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018069410A3 (en) 2018-06-14
DE102016119565A1 (en) 2018-04-19
WO2018069410A2 (en) 2018-04-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE19844242C2 (en) Universal grinding machine
DE10029749C2 (en) Device and method for loading and / or removing workpieces on a machine tool
EP1418019B2 (en) Machine tool with at least two tool turrets comprising each a workholder
EP1985411B1 (en) Machine tool device with automatic workpiece and tool swap
DE102008011032A1 (en) Turret tool holder and machine tool
DE102011082839A1 (en) Handling device e.g. gantry loader, for loading chuck of tool spindle of machine tool for e.g. lathe with bar-like workpiece to process workpiece, has guide assemblies loading chuck with workpiece from sides of workspace
DE202009017339U1 (en) Machine for machining cast or forged rims and corresponding method
DE10307977C5 (en) Method and device for processing differential housings
EP2881219B1 (en) Tool exchange apparatus for use in a machining centre and machining centre for machining a workpiece
EP3043956A1 (en) Machine tool and method for machining a workpiece
DE102009009969A1 (en) Machine tool, has tool holder pivotably adjusted at b-axis parallel to y-direction, where tool holder exhibits chuck rotatably driven at axis perpendicular to b-axis
EP0154349A2 (en) Device for exchanging tools or the like at the spindle of a machine tool
EP1752255A2 (en) Multispindle lathe with articulated workpiece manipulator
EP0824389B1 (en) Device for use in electrical discharge machining of work pieces
DE102005003220B4 (en) Tool change device and method
DE102006042006B4 (en) lathe
DE102016119565B4 (en) Tool changer, machine tool and method for tool changing
EP1736264B1 (en) Device for inside machining of workpieces, especially of differential gear housings
DE102011111677A1 (en) Processing device for processing workpiece, has workpiece receiving zone and workpiece delivering zone that are provided on right and left sides of processing zones that are separated from each other
DE102008045069B4 (en) Vertical machining machine with tool unit and method therefor
DE102021108338B4 (en) Method for carrying out a tool change and changing device for carrying out the method
EP3250341B1 (en) Method, in particular for the efficient and flexible production of machining patterns by means of a number of spindles
DE1203572C2 (en) Multi-spindle automatic lathe with workpiece gripping device for reclamping the individual workpieces
DE102014112208B4 (en) Machine tool and method for automatic assembly
EP0310811B1 (en) Dualspindle lathe

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division