DE10305691A1

DE10305691A1 - Adapter und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkzeugs

Info

Publication number: DE10305691A1
Application number: DE2003105691
Authority: DE
Inventors: Christian Pfau
Original assignee: E Zoller GmbH and Co KG
Current assignee: E Zoller GmbH and Co KG
Priority date: 2003-02-12
Filing date: 2003-02-12
Publication date: 2004-08-26

Abstract

Die Erfindung geht aus von einem Adapter (2) zum Einspannen in ein Spannfutter (4) einer Werkzeugmaschine. DOLLAR A Es wird vorgeschlagen, dass der Adapter (2) einen zylindrischen Einspannbereich (6), einen Werkzeugaufnahmebereich (10) mit einer Werkzeugaufnahmebohrung (12) zur Aufnahme eines Werkzeugschafts und ein Positioniermittel (24) umfasst, das zur Positionierung an einer vorgesehenen Stelle im Spannfutter (4) vorgesehen ist, wobei die Werkzeugaufnahmebohrung (12) einen Anschlag (16) für den Werkzeugschaft aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Adapter zum Einspannen in ein Spannfutter einer Werkzeugmaschine und ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkzeugs.

Eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks oder eines Werkzeugs weist üblicherweise ein Spannfutter auf, in das das Werkzeug eingespannt werden kann. Das Spannfutter wiederum ist in eine Werkzeugspindel einbringbar, die rotierend angetrieben werden kann. Als Spannfutter wird häufig ein Hydrodehnspannfutter eingesetzt, wie es beispielsweise aus der DE 199 47 941 A1 bekannt ist. Hydrodehnspannfutter sind relativ einfach in der Handhabung und erfordern hohe Anforderungen bzgl. der Präzision und der Rundlaufgenauigkeit rotierender Schaftwerkzeuge.

Ein Spannfutter weist eine Werkzeugaufnahmeöffnung auf, die in der Regel aus einer Bohrung mit einem Durchmesser von 22 mm oder 32 mm besteht. Zur Reduzierung dieses Bohrungsdurchmessers auf den Schaftdurchmesser verschiedener Werkzeuge werden geschlitzte Spannzangen zylindrischer Form verwendet. In solche Spannzangen kann ein Werkzeug einfach und mit hoher Festigkeit eingespannt werden.

Beim Einspannen eines Werkzeugs in ein Hydrodehnspannfutter einer Werkzeugmaschine, wie beispielsweise eine CNC-gesteuerte Schleifmaschine, ist es vorteilhaft, das Werkzeug sehr präzise in einer vorgegebenen axialen Position in den Spannzangen einzuspannen. Hierbei hat sich herausgestellt, dass die Einstellgenauigkeit des Werkzeugs in seiner axialen Position in den Spannzangen des Hydrodehnspannfutters auf eine Genauigkeit von einigen 1/100 mm begrenzt ist. Es wurde versucht, diesen Fehler in der Positionierung durch spezielle und aufwendige Spannzangen oder durch aufwendige Kompensationen über eine Software auszugleichen. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass dies in der Praxis nur ungenügend gelingt.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mit der bzw. mit dem ein Werkzeug einfach und mit sehr hoher Genauigkeit in ein Spannfutter einer Werkzeugmaschine eingespannt werden kann.

Die auf die Vorrichtung gerichtete Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 8.

Vorteile der Erfindung

Die Erfindung geht insbesondere aus von einem Adapter mit einem zylindrischen Einspannbereich zum Einspannen in ein Spannfutter einer Werkzeugmaschine.

Es wird vorgeschlagen, dass der Adapter einen Werkzeugaufnahmebereich mit einer Werkzeugaufnahmebohrung zur Aufnahme ei nes Werkzeugschafts sowie ein Positioniermittel, das zur Positionierung an einer vorgesehenen Stelle im Spannfutter vorgesehen ist, aufweist, wobei die Werkzeugaufnahmebohrung einen Anschlag für den Werkzeugschaft aufweist.

Durch die Verwendung des Adapters in einem Spannfutter, wie beispielsweise einem Hydrodehnspannfutter, entfallen die Spannzangen und somit auch die Positionierung des Werkzeugschafts in den Spannzangen. Durch den Anschlag für den Werkzeugschaft kann das Werkzeug mit einer sehr hohen Genauigkeit in eine vorbestimmte Position eingebracht und dort im Adapter gehalten werden. Durch das Positioniermittel wiederum kann das Spannfutter ebenfalls mit einer sehr hohen Genauigkeit an einer vorgesehenen Stelle im Spannfutter positioniert werden. Hierdurch ist das Werkzeug in einer sehr genau vorher bestimmbaren Position im Spannfutter positionierbar.

Der Adapter ist zweckmäßigerweise zur Verwendung mit Werkzeugen mit einem bestimmten Schaftdurchmesser, beispielsweise 14 mm, vorgesehen. Durch eine solche spezielle Anpassung der Werkzeugaufnahmebohrung an den Durchmesser des Werkzeugschafts kann eine besonders zuverlässige Halterung des Werkzeugschafts in der Werkzeugaufnahmebohrung gewährleistet werden. Hierbei ist zwar für jeden gewählten Durchmesser des Werkzeugschafts ein speziell auf diesen Durchmesser ausgelegter Adapter bereitzustellen. Dies ist jedoch aufgrund der einfachen Herstellung des Adapters mit einem zumutbaren Aufwand verbunden.

Vorteilhafterweise ist der Werkzeugaufnahmebereich zum Einschrumpfen des Werkzeugschafts vorgesehen. Der Adapter ist somit ein so genannter Schrumpfadapter. Durch das Einschrumpfen des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahmebohrung wird eine besonders feste und belastbare Verbindung zwischen dem Adapter und dem Werkzeugschaft erreicht. Gegenüber dem Einschrumpfen des Werkzeugs direkt in ein Schrumpffutter wird der Vorteil erreicht, dass das Werkzeug ohne großen Aufwand in einer vorgegebenen Position im Schrumpffutter positioniert werden kann, wobei das Schrumpffutter außerdem nicht speziell auf den Durchmesser des Werkzeugschafts ausgelegt sein muss.

Eine besonders flexible und präzise Positionierung des Werkzeugs im Spannfutter kann dadurch erreicht werden, dass eine Positionierbohrung durch den Einspannbereich hindurchgeführt ist, die mit der Werkzeugaufnahmebohrung kommuniziert und deren Durchmesser zumindest teilweise geringer ist als der Durchmesser der Werkzeugaufnahmebohrung. Durch die Positionierbohrung kann ein Positionieranschlag, z.B. in Form eines Stößels, hindurchgeführt werden, dessen beispielsweise Anschlagspitze zur Anlage an den Werkzeugschaft gebracht wird. Die Anschlagspitze ersetzt somit den in der Werkzeugaufnahmebohrung angeordneten Anschlag in seiner Funktion und ist flexibel innerhalb des Adapters auf eine gewünschte Position einstellbar. Der innerhalb der Werkzeugaufnahmebohrung angeordnete Anschlag entfällt jedoch nicht und kann beispielsweise zur Vorpositionierung des Werkzeugs im Adapter verwendet werden. Der Anschlag gewährt zusätzlich die Sicherheit, dass das Werkzeug beim Einführen in die Werkzeugaufnahmebohrung nicht durch den Adapter hindurchrutscht. Nachdem der Werkzeugschaft an den Anschlag angelegt wurde, kann das Werkzeug durch eine Positionierung des Positionieranschlags in eine vorbestimmte Position gebracht werden. Durch den geringeren Durchmesser der Positionierbohrung gegenüber der Werkzeugaufnahmebohrung wird auch ein relativ dünner Anschlagstößel gut innerhalb der Positionierbohrung zentriert gehalten. Der Positionierstößel ist vorteilhafterweise dünn gehalten, damit auch ein dünnes Werkzeug innerhalb einer dünnen Werkzeugaufnahmebohrung durch die Anschlagspitze des Anschlagstößels positioniert werden kann.

Eine besonders universell einsetzbare und exakte Positionierung des Adapters im Spannfutter wird dadurch erreicht, dass das Positioniermittel als eine Ausformung außerhalb des Einspannbereichs ausgestaltet ist. Diese Ausformung kann beispielsweise auf eine Anschlagfläche des Spannfutters zu liegen kommen, wodurch bei bekannter Ausführung des Adapters die axiale Position des Werkzeugschaftendes relativ zu dieser Anschlagfläche bekannt ist. Als Anschlagfläche kann beispielsweise die Oberseite des Spannfutters dienen, die um die Aufnahmeöffnung, in die der Adapter eingeführt wird, herum angeordnet ist. Der Adapter wird so weit in diese Öffnung eingeführt, bis die Ausformung auf der Oberseite des Futters zu liegen kommt.

Die Flexibilität in der Positionierung des Werkzeugs innerhalb des Spannfutters wird zusätzlich durch eine Ausnehmung, insbesondere eine Nut, außerhalb des Einspannbereichs gesteigert. Diese Nut weist eine feste und vorbekannte Position relativ zum Anschlag in der Werkzeugaufnahmebohrung auf. In diese Ausnehmung kann eine Positioniervorrichtung, beispielsweise ein Greifer, eingreifen, der den Adapter in einer vorbestimmten Position innerhalb des Spannfutters hält. Auf diese Weise kann erreicht werden, dass das Werkzeug, das bei spielsweise am Anschlag in der Werkzeugaufnahmebohrung anliegt, mitsamt dem Adapter sehr präzise und flexibel innerhalb des Spannfutters positioniert werden kann. Die Positionierung kann durch einen computergesteuerten Greifarm erfolgen, der in eine speziell auf die Werkzeuggeometrie ausgerichtete Position gefahren werden kann.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist der Adapter eine Ausnehmung, insbesondere eine Nut, in der Außenseite des Einspannbereichs auf. Durch eine solche Nut kann der Adapter leicht in eine Aufnahmebohrung des Spannfutters eingebracht werden. Hierbei wird der Adapter zweckmäßigerweise zuerst so weit in die Aufnahmebohrung eingebracht, dass die in der Außenseite des Einspannbereichs angeordnete Ausnehmung im unmittelbaren Bereich des äußeren Endes der Aufnahmebohrung angeordnet ist. Eine solche Anordnung erlaubt eine leichte quer zur Axialrichtung ausgeführte Korrekturbewegung ohne ein Verkanten des Adapters in der Aufnahmeöffnung. Die Nut kann einen beliebigen Querschnitt aufweisen. Besonders zuverlässig hat sich ein gekrümmter, insbesondere runder Querschnitt erwiesen, der zu einer besonders geringen Materialbelastung im Bereich des Querschnitts führt.

Zweckmäßigerweise weist der Adapter ein dem Werkzeugaufnahmebereich abgewandtes Ende auf, wobei die Nut in einem Abstand von weniger als 5 mm vom Ende angeordnet ist. Bei einem Einführen des Adapters in die Aufnahmeöffnung des Spannfutters so weit, dass die Nut in unmittelbarer Umgebung des äußeren Endes der Aufnahmeöffnung zu liegen kommt, befinden sich nur weniger als 5 mm des zylindrischen Einspannbereichs in der Aufnahmeöffnung. Eine solche Anordnung lässt eine besonders weite quer zur Axialrichtung ausgeführte Korrekturbewegung zu, ohne dass der Adapter in der Aufnahmeöffnung verkantet.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der Werkzeugaufnahmebereich eine Werkzeugaufnahmeöffnung aufweist und der Werkzeugaufnahmebereich zur Werkzeugaufnahmeöffnung hin zumindest teilweise verjüngend ausgeführt ist und an der Werkzeugaufnahmeöffnung einen Durchmesser aufweist, der höchstens 4 mm größer ist, als der Durchmesser der Werkzeugaufnahmebohrung. Insbesondere bei einer Werkzeugmaschine zur Bearbeitung des Werkzeugs, beispielsweise einer Werkzeugschleifvorrichtung, kann eine Schleifanordnung besonders nah an den Adapter herangeführt werden. Durch die schlanke Ausführung des vorderen Bereichs des Adapters muss das Werkzeug außerdem nur so weit wie nötig herausgespannt werden, und kann bis fast zur Werkzeugaufnahmeöffnung hin geschliffen werden. Bei einer solchen Anordnung kann das Werkzeug besonders positionsstabil im Adapter gehalten werden. Das Werkzeug wird beim Schleifvorgang aufgrund der geringen Ausspannlänge weniger verdrückt, wodurch die Genauigkeit gesteigert oder höhere Bearbeitungsgeschwindigkeiten angewendet werden können.

Die auf das Verfahren gerichtete Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch die Merkmale des Anspruchs 9 gelöst. Weitere Ausgestaltungen ergeben sich durch die Unteransprüche 10 bis 19.

Die Erfindung geht bzgl. des Verfahrens von einem Verfahren zum Bearbeiten eines Werkzeugs aus, wobei vorgeschlagen wird, dass das Werkzeug mit seinem Schaft in eine Werkzeugaufnahme bohrung eines Adapters eingespannt wird, der Adapter in ein Spannfutter einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Werkzeugschleifmaschine, eingebracht, das Werkzeug in eine relativ zum Spannfutter vorbestimmte Position gebracht wird, der Adapter im Spannfutter eingespannt und das Werkzeug anschließend bearbeitet wird.

Zum Bearbeiten eines Werkzeugs, beispielsweise zum Nachschleifen von Schneiden eines Schneidwerkzeugs, ist es vorteilhaft, wenn die Position der Schneiden relativ zum Spannfutter bekannt sind. Nur auf diese Weise kann das Werkzeug ohne großen Materialverlust an den Schneiden nachgeschliffen werden. Durch das Bringen des Werkzeugs in eine relativ zum Spannfutter vorbestimmte Position ist die genaue Stellung der Werkzeugschneiden bekannt. Da das Einspannen des Schafts in den Adapter und des Adapters in das Spannfutter jeweils mit einer hohen Präzision durchführbar ist, kann das Werkzeug sehr präzise auf die vorbestimmte Position gebracht werden.

Zweckmäßigerweise wird das Werkzeug in den Adapter eingeschrumpft. Hierdurch ist eine besonders feste und präzise einstellbare Verbindung zwischen Werkzeug und Adapter möglich.

Ein weiterer Vorteil wird erreicht, indem der Adapter in ein Backenfutter, insbesondere in ein Hydrodehnspannfutter, der Werkzeugmaschine eingebracht und dort eingespannt wird. Das Einspannen ist besonders einfach und trotzdem mit hinreichender Präzision hinsichtlich der Position des Werkzeugs im Spannfutter möglich.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird die axiale Sollposition des Werkzeugs im Adapter unter Verwendung von Werkzeugdaten berechnet, aus dem Berechnungsergebnis erzeugte Steuersignale werden einer Positioniervorrichtung zugeführt, und das Werkzeug wird durch die Positioniervorrichtung vor dem Einspannen in die Sollposition gebracht. Werkzeug und Adapter können mit Hilfe der Werkzeugdaten zu einer Einheit, einem so genannten Komplettwerkzeug, sehr präzise gefügt werden, von dem wiederum Abmessungsdaten zur weiteren Verarbeitung vorliegen. Gegebenenfalls können auch Adapterdaten oder weitere Daten Berücksichtigung finden. Da Daten des Werkzeugs leicht zu beschaffen und leicht transferierbar sind, kann die Positionierung des Werkzeugs im Adapter besonders einfach, präzise und schnell durchgeführt werden.

Vorteilhafterweise wird eine axiale Sollposition mindestens eines Elements eines das Werkzeug und den Adapter umfassenden Komplettwerkzeugs in einem Spannfutter unter Verwendung von zuvor ermittelten Daten berechnet, aus dem Berechnungsergebnis erzeugte Steuersignale werden einer Positioniervorrichtung zugeführt, und das Komplettwerkzeug wird durch die Positioniervorrichtung vor dem Einspannen in die Sollposition gebracht. Der Adapter und somit auch das Werkzeug können hierdurch sehr präzise, auf einfache Weise und schnell im Spannfutter positioniert werden. Das Element des Komplettwerkzeugs kann ein Anschlag des Adapters sein oder eine optische Markierung am Adapter zur Führung einer Positionieroptik. Auch eine Schneide oder eine Spitze des Werkzeugs sowie andere markante Elemente des Komplettwerkzeugs können verwendet werden. Die Daten können Werkzeugdaten und/oder Daten zur Position des Werkzeugs im Adapter sein. Die Ermittlung kann durch Berechnung oder durch das Auslesen eines Datenträgers geschehen. Die Positioniervorrichtung kann einen Positionierstößel umfassen, der direkt am Adapter oder durch eine Positionierbohrung hindurchgreifend an das Werkzeug anlegbar ist. Der Positionierstößel schiebt das Komplettwerkzeug in die Sollposition. Es ist auch denkbar, dass die Positioniervorrichtung einen Greifarm umfasst, der das Komplettwerkzeug greift und in Sollposition im Spannfutter bringt.

Zweckmäßigerweise wird der Adapter mit eingespanntem Werkzeug als Komplettwerkzeug nach dem Bearbeiten aus dem Spannfutter entnommen und in ein Spannfutter einer weiteren Vorrichtung eingespannt. Das Komplettwerkzeug ist einfach, schnell und präzise in ein Spannfutter einer oder mehrerer Vorrichtungen in vorbestimmter Position einspannbar, ohne dass das Spannfutter zur Aufnahme des Werkzeugs ausgelegt sein müsste und ohne dass Daten zur Positionierung des Komplettwerkzeugs verwendet werden oder eine Positioniervorrichtung vorhanden sein muss. Das Komplettwerkzeug kann mit einem Positioniermittel, das zur Positionierung an einer vorgesehenen Stelle im Spannfutter vorgesehen ist, an einen Anschlag des Spannfutters angelegt werden, was schnell, einfach und präzise durchführbar ist.

Ein weiterer Vorteil wird erreicht, indem das Komplettwerkzeug in ein Spannfutter einer Messvorrichtung eingespannt wird, die ein Element des Werkzeugs vermisst. Die Vermessung kann somit auf einer von der Werkzeugmaschine getrennten Vorrichtung stattfinden, so dass die Werkzeugmaschine und die Messvorrichtung keine Einheit bilden müssen.

Es ist beispielsweise denkbar, das Werkzeug in einer Schleifmaschine zu bearbeiten und das Werkzeug anschließend mit Hilfe der Messvorrichtung auf seine Maße hin zu kontrollieren. Es ist auch möglich, ein benutztes Werkzeug mit Hilfe der Messvorrichtung auf seinen Zustand hin zu überprüfen und anschließend einer Werkzeugmaschine zur weiteren Verwendung des Werkzeugs oder einer anderen Werkzeugmaschine zur Nachbearbeitung des Werkzeugs zuzuführen. Die Nachbearbeitung geschieht hierbei vorteilhafterweise mit aus der Vermessung gewonnenen Daten. Durch ein Positioniermittel des Komplettwerkzeugs kann das Komplettwerkzeug in den Spannfuttern verschiedener Werkzeugmaschinen oder der Messvorrichtung ohne die Durchführung einer Positionierung mit Hilfe einer Positioniervorrichtung positioniert werden. In jedem Spannfutter ist das Komplettwerkzeug somit besonders einfach, präzise und schnell in eine Sollposition bringbar.

Ein weiterer Vorteil wird erreicht, indem das Komplettwerkzeug mit aus der Vermessung gewonnenen Daten verbunden wird. Das Komplettwerkzeug kann hierdurch von einer Vorrichtung zur nächsten wandern und dort präzise positioniert eingespannt werden, ohne dass die beiden Vorrichtungen durch eine Datenleitung verbindbar sein müssten. Dies ist besonders vorteilhaft bei einem Verkauf oder einer Verschickung des Komplettwerkzeugs. Die Verbindung der Daten mit dem Komplettwerkzeug kann durch ein auf das Komplettwerkzeug aufgebrachten Datenträger, wie beispielsweise ein Chip, erreicht werden. Die Verbindung kann auch durch eine Zuordnung von auf einem Datenträger, wie beispielsweise eine Diskette, gespeicherten Daten zum Komplettwerkzeug geschehen. Die Zuordnung geschieht hierbei vorteilhafterweise durch eine Kodierung des Komplett werkzeugs und der Daten, durch die die Daten auf dem Datenträger eindeutig dem Komplettwerkzeug zugeordnet werden können.

Vorteilhafterweise bleibt der Adapter als Schnittstelle zwischen dem Werkzeug und einem Spannfutter vom Bearbeiten des Werkzeugs auf der Werkzeugmaschine bis zu einem Einsatz des Komplettwerkzeugs an einem Werkstück fest verbunden. Es wird eine präzise positionierbare und standardisiert bemaßbare Schnittstelle zwischen einem speziell ausgeführten Werkzeug und einem standardisiert ausgeführten Spannfutter erreicht, die preiswert herzustellen ist und die einen schnellen und präzisen Wechsel des Werkzeugs von einer Maschine auf die nächste erlaubt.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnung, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
1 zeigt einen Adapter 2 zum Einspannen in ein Spannfutter 4 einer als Werkzeugschleifmaschine ausgeführten Werkzeugmaschine. Der Adapter 2 umfasst einen zylindrisch ausgeführten Einspannbereich 6, der dazu vorgesehen ist, in einer Aufnahmeöffnung 8 des Spannfutters 4 eingeführt und dort festgespannt zu werden. Außerdem umfasst der Adapter 2 einen Werkzeugaufnahmebereich 10 mit einer Werkzeugaufnahmebohrung 12 zur Aufnahme eines Werkzeugschafts eines Werkzeugs 14. Innerhalb der Werkzeugaufnahmebohrung 12 ist ein Anschlag 16 für den Werkzeugschaft angeordnet.
Der Adapter 2 ist ein Schrumpfadapter, dessen Werkzeugaufnahmebereich 10 zum Einschrumpfen des Werkzeugschafts vorgesehen ist. Hierzu weist die Werkzeugaufnahmebohrung 12 einen Durchmesser 18 auf, der bei Raumtemperatur des Werkzeugaufnahmebereichs 10 etwas kleiner ist als der Durchmesser des Werkzeugschafts. Zum Einspannen des Werkzeugs 14 in die Werkzeugaufnahmebohrung 12 wird der Werkzeugaufnahmebereich 10 erwärmt. Hierdurch dehnt er sich etwas aus und die Werkzeugaufnahmebohrung 12 weitet sich. Der Werkzeugschaft des Werkzeugs 14 kann dann in die Werkzeugaufnahmebohrung 12 bis zum Anschlag 16 eingeführt werden. Durch anschließendes Abkühlen des Werkzeugaufnahmebereichs 10 schrumpft die Werkzeugaufnahmebohrung 12 etwas zusammen, wodurch der Werkzeugschaft in der Werkzeugaufnahmebohrung 12 fest eingespannt wird. Das Werkzeug 14 weist nun eine innerhalb des Adapters 2 vorbestimmte Position auf.
Zum Befestigen des Werkzeugs 14 im Spannfutter 4 der Werkzeugmaschine wird der zylindrische Einspannbereich 6 in die Aufnahmeöffnung 8 des Spannfutters 4 eingebracht. Das Spannfutter 4 ist als Hydrodehnspannfutter mit Backen 20 ausgeführt, die hydraulisch an den zylindrischen Einspannbereich 6 des Adapters 2 angepresst werden können. Der Adapter 2 kann so weit in die Aufnahmeöffnung 8 des Spannfutters 4 eingebracht werden, bis ein Anschlag 22 eines Positioniermittels 24 des Adapters 2 an der Außenseite der Backen 20 des Spannfutters 4 aufliegt. Der Adapter 2 weist nun innerhalb des Spannfutters 4 der Werkzeugschleifmaschine eine vorbestimmte Position auf. Durch die bekannte Geometrie des Adapters 2 weist auch das Werkzeug 14 innerhalb des Spannfutters 4 eine vorbestimmte Position auf. Bei bekannten Maßen des Werkzeugs 14 kann dieses somit nach dem Einspannen im Spannfutter 4 ohne weitere Positionierung oder Positioniermittel und ohne Vermessung sofort bearbeitet werden.
Zur Durchführung einer flexibleren Positionierung des Werkzeugs 14 ist eine Positionierbohrung 26 durch den Einspannbereich 6 des Adapters 2 hindurchgeführt. Die Positionierbohrung 26 kommuniziert mit der Werkzeugaufnahmebohrung 12 und reicht bis zu dem dem Werkzeugaufnahmebereich 10 abgewandten Ende 28 des Adapters 2. In im Spannfutter 4 eingeführtem Zustand kann ein nicht gezeigter Positionierstößel einer nicht gezeigten Positioniervorrichtung von unten her durch die Positionierbohrung 26 bis in die Werkzeugaufnahmebohrung 12 eingeführt werden. Ist das Werkzeug 14 noch nicht fest in der Werkzeugaufnahmebohrung 12 des Adapters 2 eingespannt, so kann der Positionierstößel mit dem unteren Ende des Werkzeugschafts in Anlage gebracht werden und das Werkzeug kann in eine gewünschte axiale Sollposition gebracht werden. Durch die definierte Position des Adapters 2 im Spannfutter 4 und die bekannte Position des Positionierstößels im Spannfutter 4 weist das Werkzeug 14 somit eine bekannte Position sowohl relativ zum Spannfutter 4 als auch relativ zum Adapter 2 auf.
Besonders vorteilhaft ist es, den Adapter 2 zuerst in ein Spannfutter einer beispielsweise Messvorrichtung einzubringen, die eine Positioniervorrichtung mit einem Positionierstößel aufweist. In diese Messvorrichtung werden Werkzeugdaten eingegeben, oder die Messvorrichtung erzeugt diese Daten durch Vermessung des Werkzeugs selbst. Aus den Werkzeugdaten wird eine Sollposition des Werkzeugs 14 im Adapter 2 berechnet, und das Berechnungsergebnis wird zur Erzeugung von Steuersignalen für die Positioniervorrichtung verwendet. Die Steuersignale werden der Positioniervorrichtung zugeführt, die das Werkzeug 14 mit Hilfe des Positionierstößels vor dem Einspannen in die gewünschte axiale Sollposition bringt. Dies geschieht beispielsweise, indem der Positionierstößel in eine berechnete Sollposition gebracht, anschließend der Werkzeugaufnahmebereich 10 des Adapters 2 erwärmt und das Werkzeug 14 dann in die Werkzeugaufnahmebohrung 12 eingebracht und an den Positionierstößel in Anlage gebracht wird. Nach dem Einschrumpfen des Werkzeugs 14 in der Werkzeugaufnahmebohrung 12 kann der Positionierstößel vom Werkzeug 14 weggefahren werden, und das Werkzeug 14 verbleibt in der axialen Sollposition im Adapter 2.
Zum exakten Bringen des Werkzeugs 14 in eine relativ zum Spannfutter 4 vorgegebene axiale Sollposition ist es auch möglich, das Werkzeug 14 zuerst fest in den Adapter 2 einzu spannen. Das Werkzeug 14 und der Adapter 2 bilden ein Komplettwerkzeug. Das Komplettwerkzeug wird dann in die Aufnahmeöffnung 8 des Spannfutters 4 eingebracht und der Positionierstößel wird in Anlage mit dem Werkzeugschaft gebracht. Anschließend wird durch eine Bewegung des Positionierstößels das Komplettwerkzeug innerhalb der Aufnahmeöffnung 8 in die Sollposition gebracht und in dieser Sollposition im Spannfutter 4 festgespannt. Die axiale Sollposition des Komplettwerkzeugs in der Aufnahmeöffnung 8 kann aus Werkzeugdaten, der Position des Werkzeugs 14 im Adapter 2 und aus Geometriedaten des Adapters 2 berechnet werden. Aus dem Berechnungsergebnis werden Steuersignale zur Ansteuerung des Positionierstößels der Positioniervorrichtung generiert. Als Bezugspunkt, auf den sich die axiale Sollposition bezieht, kann ein Element des Komplettwerkzeugs verwendet werden, wie beispielsweise eine Schneide des Werkzeugs 14 oder eine Markierung auf dem Adapter 2.
Der Adapter 2 kann als universell einsetzbare Schnittstelle zwischen dem Werkzeug 14 und den Spannfuttern verschiedener Werkzeugmaschinen verwendet werden. So wird beispielsweise ein Werkzeugrohling mit seinem Schaft in die Werkzeugaufnahmebohrung 12 des Adapters 2 bis zum Anschlag 16 eingebracht. Eingespannt in ein Spannfutter einer Werkzeugmessvorrichtung wird der Werkzeugrohling anschließend vermessen. Die aus der Vermessung erhaltenen Daten werden einer Werkzeugschleifmaschine übermittelt, in deren Spannfutter 4 der Adapter 2 mit dem Werkzeugrohling eingespannt wird. Der Werkzeugrohling wird dann zum Werkzeug 14 geschliffen, anschließend aus dem Spannfutter 4 der Werkzeugschleifmaschine ausgespannt und in das Spannfutter der Werkzeugmessvorrichtung eingespannt. Dort werden die Maße des Werkzeugs 14 nachgemessen, wobei bei einer zu großen Abweichung der Werkzeugmaße von Sollmaßen das im Adapter 2 befestigte Werkzeug 14 zum Nachbearbeiten wieder in das Spannfutter 4 der Werkzeugschleifvorrichtung eingespannt wird. Die Positionierung des Adapters 2 im Spannfutter 4 kann durch den Positionierungsstößel erreicht werden, der das Komplettwerkzeug in beweglichem Zustand innerhalb des Spannfutters 4 in die axiale Sollposition hebt. Nach Fertigstellung des Werkzeugs 14 wird das Komplettwerkzeug aus dem Spannfutter 4 ausgespannt und einem Kunden übermittelt oder einer weiteren Werkzeugmaschine zugeführt, die zur Bearbeitung eines Werkstücks mit Hilfe des Komplettwerkzeugs vorgesehen ist.
Nach einem oder mehreren Arbeitsgängen am Werkstück wird das Komplettwerkzeug in der Werkzeugvermessungsvorrichtung auf seine Maße oder seinen Zustand hin kontrolliert. Das Komplettwerkzeug wird anschließend der Werkzeugschleifmaschine oder einer anderen Werkzeugmaschine zur Bearbeitung eines Werkstücks wieder zugeführt. Ein Nachbearbeitungsvorgang in der Werkzeugschleifmaschine kann unter Verwendung von aus der Vermessung gewonnenen Daten durchgeführt werden. Hierzu kann das Komplettwerkzeug mit aus der Vermessung gewonnenen Daten verbunden werden, indem beispielsweise ein Chip 32 an dem Komplettwerkzeug befestigt oder dem Komplettwerkzeug eine Kodierung zugeordnet wird, die wiederum den aus der Vermessung gewonnenen Daten auf einen Datenträger zugeordnet wird.
Der Durchmesser 30 der Positionierbohrung 26 ist geringer ausgeführt als der Durchmesser 18 der Werkzeugaufnahmebohrung 12. Hierdurch ist gewährleistet, dass ein durch die Positio nierbohrung 26 hindurch geführter Positionierstößel eine ausreichende seitliche Führung erfährt. Außerdem verbleibt am unteren Ende der Werkzeugaufnahmebohrung 12 ein genügend großer Absatz zum Bilden des Anschlags 16 für den Werkzeugschaft. Diese beiden Eigenschaften der Positionierbohrung 26 bleiben auch erhalten, wenn der Durchmesser 30 der Positionierbohrung 26 nur in Teilbereichen der Positionierbohrung 26 geringer ist als der Durchmesser 18 der Werkzeugaufnahmebohrung 12.
Das Positioniermittel 24 ist als eine Ausformung außerhalb des Einspannbereichs 6 ausgestaltet. Neben dem Anschlag 22 umfasst das Positioniermittel 24 auch eine Nut 34, in die ein Greifer zur Positionierung oder zum Transport des Adapters 2 eingreifen kann.
Außerdem umfasst der Adapter 2 eine Nut 36 in der Außenseite des Einspannbereichs 6, die in einem Abstand von 4 mm von dem Ende 28 des Adapters 2 angeordnet ist. Die Nut 36 dient einer leichteren Einführung des Adapters 2 in die Aufnahmeöffnung 8 des Spannfutters 4, indem sie einer Verkantung des Einspannbereichs 6 in der Aufnahmeöffnung 8 entgegenwirkt.
Der Werkzeugaufnahmebereich 10 ist kegelförmig ausgeführt. Vom Positioniermittel 24 in Richtung einer Werkzeugaufnahmeöffnung 38 am oberen Ende des Werkzeugaufnahmebereichs 10 hin verjüngt sich der Werkzeugaufnahmebereich 10 in der Weise, dass der Durchmesser 40, den der Werkzeugaufnahmebereich 10 im Bereich der Werkzeugaufnahmeöffnung 38 aufweist, um 3 mm größer ist als der Durchmesser 18 der Werkzeugaufnahmebohrung 12. Um die Werkzeugaufnahmeöffnung 38 herum weist der Adapter 2 somit eine Materialstärke von 1,5 mm auf. Durch die geringe Materialstärke am dem Werkzeug 14 zugewandten Ende des Adapters 2 kann das Werkzeug 14 bis fast zum Adapter 2 hin bearbeitet werden. Beim Erstellen des Werkzeugs 14 aus einem Rohling beispielsweise kann eine Spannut 42 des Werkzeugs 14 bis fast zum Adapter 2 eingeschliffen werden.

2: Adapter
4: Spannfutter
6: Einspannbereich
8: Aufnahmeöffnung
10: Werkzeugaufnahmebereich
12: Werkzeugaufnahmebohrung
14: Werkzeug
16: Anschlag
18: Durchmesser
20: Backe
22: Anschlag
24: Positioniermittel
26: Positionierbohrung
28: Ende
30: Durchmesser
32: Chip
34: Nut
36: Nut
38: Werkzeugaufnahmeöffnung
40: Durchmesser
42: Spannut

Claims

Adapter (2) mit einem zylindrischen Einspannbereich (6) zum Einspannen in ein Spannfutter (4) einer Werkzeugmaschine, mit einem Werkzeugaufnahmebereich (10) mit einer Werkzeugaufnahmebohrung (12) zur Aufnahme eines Werkzeugschafts und mit einem Positioniermittel (24), das zur Positionierung an einer vorgesehenen Stelle im Spannfutter (4) vorgesehen ist, wobei die Werkzeugaufnahmebohrung (12) einen Anschlag (16) für den Werkzeugschaft aufweist.
Adapter (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugaufnahmebereich (10) zum Einschrumpfen des Werkzeugschafts vorgesehen ist.
Adapter (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, eine durch den Einspannbereich (6) hindurchgeführte Positionierbohrung (26), die mit der Werkzeugaufnahmebohrung (12) kommuniziert und deren Durchmesser (30) zumindest teilweise geringer ist als der Durchmesser (18) der Werkzeugaufnahmebohrung (26).
Adapter (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Positioniermittel (24) als eine Ausformung außerhalb des Einspannbereichs (6) ausgestaltet ist.
Adapter (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, eine Ausnehmung, insbesondere eine Nut (34), außerhalb des Einspannbereichs (6).
Adapter (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, eine Ausnehmung, insbesondere eine Nut (36), in der Außenseite des Einspannbereichs (6).
Adapter (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, ein dem Werkzeugaufnahmebereich (10) abgewandtes Ende (28), wobei die Nut (34) in einem Abstand von weniger als 5 mm vom Ende (28) angeordnet ist.
Adapter (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugaufnahmebereich (10) eine Werkzeugaufnahmeöffnung (38) aufweist und der Werkzeugaufnahmebereich (10) zur Werkzeugaufnahmeöffnung (38) hin zumindest teilweise verjüngend ausgeführt ist und an der Werkzeugaufnahmeöffnung (38) einen Durchmesser (40) aufweist, der höchstens 4 mm größer ist, als der Durchmesser (18) der Werkzeugaufnahmebohrung (12).
Verfahren zum Bearbeiten eines Werkzeugs (14), bei dem das Werkzeug (14) mit seinem Schaft in eine Werkzeugaufnahmebohrung (12) eines Adapters (2) eingespannt wird, der Adapter (2) in ein Spannfutter (4) einer Werkzeugmaschine, insbesondere einer Werkzeugschleifmaschine, eingebracht, das Werkzeug (14) in eine relativ zum Spannfutter (4) vorbestimmte Position gebracht wird, der Adapter (2) im Spannfutter (4) eingespannt und das Werkzeug (14) anschließend bearbeitet wird.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (2) in ein Backenfutter, insbesondere in ein Hydrodehnspannfutter, der Werkzeugbearbeitungsvorrichtung eingebracht und dort eingespannt wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (14) in den Adapter (2) eingeschrumpft wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Sollposition des Werkzeugs (14) im Adapter (2) unter Verwendung von Werkzeugdaten berechnet wird, aus dem Berechnungsergebnis erzeugte Steuersignale einer Positioniervorrichtung zugeführt werden und das Werkzeug (14) durch die Positioniervorrichtung vor dem Einspannen in die Sollposition gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Sollposition mindestens eines Elements eines das Werkzeug (14) und den Adapter (2) umfassenden Komplettwerkzeugs in einem Spannfutter (4) unter Verwendung von zuvor ermittelten Daten berechnet wird, aus dem Berechnungsergebnis erzeugte Steuersignale einer Positioniervorrichtung zugeführt werden und das Komplettwerkzeug durch die Positioniervorrichtung vor dem Einspannen in die Sollposition gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (2) mit eingespanntem Werkzeug (14) als Komplettwerkzeug nach dem Bearbeiten aus dem Spannfutter (4) entnommen und in ein Spannfutter einer weiteren Vorrichtung eingespannt wird.
Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass Komplettwerkzeug in ein Spannfutter einer Messvorrichtung eingespannt wird, die ein Element des Werkzeugs (14) vermisst.
Verfahren nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Komplettwerkzeug nach dem Vermessen wieder in das Spannfutter (4) der Werkzeugmaschine eingebracht, dort eingespannt und nachbearbeitet wird.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Nachbearbeitungsvorgang unter Verwendung von aus der Vermessung gewonnenen Daten durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Komplettwerkzeug mit aus der Vermessung gewonnenen Daten verbunden wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Adapter (2) als Schnittstelle zwischen dem Werkzeug (14) und einem Spannfutter vom Bearbeiten des Werkzeugs (14) auf der Werkzeugmaschine bis zu einem Einsatz des Komplettwerkzeugs an einem Werkstück fest verbunden bleibt.