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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum zum maschinellen Bearbeiten
eines Werkstücks mit
ordnungsgemäßem Auswechseln
von Werkzeugen und insbesondere ein Bearbeitungszentrum mit einem
so genannten armlosen automatischen Werkzeugwechsler gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1, wie in EP-0060638-A und in den angehängten 8-10 gezeigt.
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Ein
Bearbeitungszentrum hat einen Tisch, um darauf ein Werkstück zu positionieren,
eine Spindel zum maschinellen Bearbeiten eines Werkstücks durch
Antreiben eines eingespannten Werkzeugs sowie einen automatischen
Werkzeugwechsler zum automatischen Auswechseln eines Werkzeugs der Spindel
und ist dafür
ausgelegt, ein Werkstück
mit ordnungsgemäßem Auswechseln
von Werkzeugen maschinell zu bearbeiten. Dieser automatische Werkzeugwechsler
ist ein automatischer Werkzeugwechsler mit einem Arm, der aus einem
ATC-Arm, einer Umschalteinrichtung und einer ATC-Armantriebseinheit
besteht, oder ein armloser automatischer Werkzeugwechsler zum Auswechseln
von Werkzeugen lediglich mittels der Schritte des Bewegens und Positionierens
eines Werkzeugmagazins und einer Spindel ohne einen ATC-Arm.
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Der
letztgenannte armlose Typ hat einen einfacheren Aufbau als der erstgenannte
Typ mit Arm, weil weder ein ATC-Arm noch eine Umschalteinrichtung
noch eine ATC-Armantriebseinheit benötigt werden, wodurch die Kosten
der Einheit gesenkt und das Auftreten von Störungen beim Werkzeugwechsel verringert
werden (siehe die japanische Patentanmeldung mit der Veröffentlichungsnummer H06-218645).
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Werkzeugwechselschritte
in diesem armlosen automatischen Werkzeugwechsler werden unter Bezug
auf die 8 bis 10 angesprochen.
Diese Figuren sind in der Regel gezeigt, um ein herkömmliches
Werkzeugwechselverfahren zu zeigen. Das heißt, 8 ist eine
typische Erläuterungsansicht, die
Möglichkeiten
des Abnehmens des Werkzeugs der Spindel und des Ablegens des Werkzeugs
im Werkzeugmagazin zeigt. 9 ist eine
typische Ansicht, die Möglichkeiten
des Bewegens des Werkzeugmagazins zeigt; und 10 ist
eine typische Ansicht, die Möglichkeiten
des Einrichtens des Werkzeugs in die Spindel zeigt.
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In
den Figuren bezeichnet ein Bezugszeichen 111 eine Spindel
zum Antreiben eines Werkzeugs, um Bearbeitungsvorgänge an einem
Werkstück
auszuführen;
ein Bezugszeichen 121 bezeichnet ein Werkzeugmagazin zum
Ablegen verschiedener Arten von Werkzeugen; ein Bezugszeichen Ai
bezeichnet ein Werkzeug, das von der Spindel 111 abzunehmen
und in dem Werkzeugmagazin 121 unterzubringen ist (im Weiteren "das momentane Werkzeug"); und ein Bezugszeichen
Ai + 1 bezeichnet ein Werkzeug, das dafür vorgesehen ist, in der Spindel 111 eingerichtet
zu werden (im Weiteren "das
nächste
Werkzeug").
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8(a) zeigt die Art und Weise des Bewegens
der Spindel 111 und des Einsetzens des momentanen Werkzeugs
Ai in einen leeren Werkzeugplatz des Werkzeugmagazins 121.
Das momentane Werkzeug Ai wird in den leeren Werkzeugplatz eingesetzt,
und die Eingriffnahme zwischen dem Werkzeug Ai und der Spindel 111 wird
gleichzeitig gelöst (siehe 8(b)). Anschließend wird die Spindel 111 aufwärts bewegt,
während
das Werkzeug Ai durch den Werkzeugplatz gehalten wird (siehe Bezugszeichen
U von 8(b) bis (e)), und wird angehalten, wenn
ein Abstand zwischen der Spindel 111 und dem Werkzeug Ai
hergestellt ist (siehe 8(f)).
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Als
nächstes
wird das Werkzeugmagazin 121 in der B-Richtung gedreht,
um die Zentralachse CT1 der Spindel 111 nahe an die Zentralachse
CT3 des nächsten
Werkzeugs Ai + 1 zu bringen (siehe 9(a) bis
(f)), und die Drehbewegung des Werkzeugmagazins 121 wird
angehalten, wenn beide Zentralachsen CT1 und CT3 miteinander übereinstimmen
(siehe 10(a)). Die Spindel wird an
der Drehposition abgesenkt, und das nächste Werkzeug Ai + 1 wird
eingerichtet (siehe Bezugszeichen D von 10(b) bis
(f)).
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Anschließend werden
die Spindel 111 und das Werkzeug Ai + 1 von dem Werkzeugmagazin 121 getrennt,
und die maschinelle Bearbeitung des Werkstücks wird wieder begonnen.
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Im
Fall des oben angesprochenen armlosen automatischen Werkzeugwechslers
werden die Bewegung U und das Anhalten der Spindel 111 (siehe 8),
die Bewegung B und das Anhalten des Werkzeugmagazins 121 (siehe 9)
und die Bewegung D der Spindel 111 (siehe 10)
in dieser Reihenfolge ausgeführt,
so dass der Werkzeugwechsel länger dauert
und die Arbeitsproduktivität
sinkt.
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Vor
diesem Hintergrund besteht Bedarf an einem Bearbeitungszentrum,
das die Maschinenkosten senkt, das Auftreten von Störungen während des Werkzeugwechsels
verringert und einen zügigen Werkzeugwechsel
ermöglicht.
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KURZDARSTELLUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung ist ein Bearbeitungszentrum mit einer Spindel zum Ausführen von
Bearbeitungsvorgängen
an einem Werkstück
durch Antreiben eines in der Spindel anbringbar und abnehmbar gelagerten
Werkzeugs und mit einem Werkzeugmagazin mit einem leeren Werkzeugplatz
zum Ablegen des von der Spindel abgenommenen Werkzeugs und einem
Werkzeugplatz zum Ablegen eines weiteren Werkzeugs zum Einrichten
in der Spindel, wobei das Bearbeitungszentrum Bearbeitungsvorgänge an dem Werkstück durch
Antreiben des Werkzeugs über
die Spindel bei gleichzeitigem ordnungsgemäßen Werkzeugwechsel mit dem
Werkzeugmagazin ausführt, wobei
das Bearbeitungszentrum Folgendes aufweist:
einen an der Spindel
ausgebildeten, konisch zulaufenden Werkzeugeinrichtungsteil zur
Halterung des Werkzeugs durch die Spindel über einen Eingriff mit einem
konisch zulaufenden Schaftteil des Werkzeugs;
eine Spindelantriebssteuerung
zum Ausführen
mindestens einer von zwei Routinen, wobei die eine Routine eine
Werkzeugabnahmeroutine ist, bei der das Werkzeug in dem leeren Werkzeugplatz
des Werkzeugmagazins abgelegt und das Werkzeug dann von der Spindel
abgenommen wird, indem die Spindel in eine Richtung einer Zentralachse
der Spindel angetrieben und bewegt wird, und die andere Routine
eine Werkzeugeinrichtungsroutine ist, bei der die Spindel in die
Richtung der Zentralachse angetrieben und bewegt wird, um das auf
dem Werkzeugplatz in der Spindel abgelegte Werkzeug einzurichten;
eine
Werkzeugplatzantriebssteuerung zum Antreiben und Bewegen des Werkzeugplatzes
in eine Richtung, die senkrecht zur Richtung der Zentralachse der
Spindel verläuft,
und zum Schalten des Werkzeugplatzes, so dass er an die Spindel
angrenzt; und
eine Synchronsteuerung zur Steuerung der Spindelantriebssteuerung
und der Werkzeugplatzantriebssteuerung, so dass die Spindel in der
Richtung der Zentralachse und gleichzeitig der Werkzeugplatz in einer
Richtung senkrecht zur Richtung der Zentralachse bewegt werden,
um die Werkzeugabnahmeroutine oder die Werkzeugeinrichtungsroutine auszuführen.
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In
diesem Fall werden die Bewegung der Spindel in der Richtung der
Zentralachse und die Bewegung des Werkzeugplatzes in der Richtung
senkrecht zu der Richtung der Zentralachse gleichzeitig ausgeführt, um
die Werkzeugabnahmeroutine oder die Werkzeugeinrichtungsroutine
auszuführen,
so dass die Werkzeugwechselzeit kürzer sein kann als in dem Fall,
wo der Werkzeugplatz nicht in beiden Routinen angetrieben und bewegt
wird, wodurch die Arbeitsproduktivität steigt.
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Darüber hinaus
ist eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung ein Bearbeitungszentrum, bei dem die Spindelantriebssteuerung
eine Spindelanhaltroutine zum Anhalten der Spindel an einer Position
ausführt,
wo eine Kollision zwischen der Spindel und dem in dem Werkzeugplatz
abgelegten Werkzeug vermeidbar ist, nachdem sie die Werkzeugabnahmeroutine
ausgeführt
hat, und dann die Werkzeugeinrichtungsroutine ausführt.
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Gemäß diesem
Aspekt der Erfindung wird die Spindel an einer Position angehalten,
wo eine Kollision zwischen der Spindel und dem in dem Werkzeugplatz
abgelegten Werkzeug vermieden werden kann, so dass es möglich ist
zu verhindern, dass die Spindel unnötigerweise das Werkzeugmagazin
abtrennt, wodurch die Werkzeugwechselzeit verkürzt wird.
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Des
Weiteren ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ein
Bearbeitungszentrum, bei dem ein Werkzeugdatenspeicher zum Speichern von
Werkzeugformen vorgesehen ist und ein Mittel zum Berechnen der Strecke
vorgesehen ist, über
die der Werkzeugplatz bzw. die Spindel ohne Kollision zwischen der
Spindel und dem Werkzeug bewegt wird, wobei die Berechnung aufgrund
einer Strecke, über
die sich die Spindel oder der Werkzeugplatz bewegt, und der im Werkzeugdatenspeicher
enthaltenen Daten der Formen des Werkzeugs erfolgt, und die Synchronsteuerung
die jeweiligen Routinen ausführt
und dabei die Spindel oder den Werkzeugplatz über die Strecke bewegt, die
von dem Mittel zum Berechnen der Strecke errechnet wurde.
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Gemäß diesem
Aspekt der Erfindung kann die Kollision zwischen der Spindel und
dem Werkzeug zum Zeitpunkt des Werkzeugwechsels vermeiden werden,
unabhängig
davon, welche Form das Werkzeug hat.
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Des
Weiteren ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ein
Bearbeitungszentrum, bei dem ein Geschwindigkeitsspeicher zum Speichern
von Geschwindigkeitsmustern der sich bewegenden Spindel, die die
Geschwindigkeit zeigen, mit der die Spindel sich in Richtung der
Zentralachse bewegt, und von Werkzeugplatzbewegungsgeschwindigkeitsmuster,
die die Geschwindigkeit zeigen, mit der der Werkzeugplatz sich in
die Richtung senkrecht zur Richtung der Zentralachse bewegt, vorgesehen ist
und die Spindelantriebssteuerung die Spindel mit dem in dem Geschwindigkeitsspeicher
abgespeicherten Geschwindigkeitsmuster der Spindel antreibt und
bewegt und die Werkzeugplatzantriebssteuerung den Werkzeugplatz
mit dem in dem Geschwindigkeitsspeicher abgespeicherten Geschwindigkeitsmuster
des Werkzeugplatzes antreibt und bewegt und die Synchronsteuerung
die Anfangszeit der Bewegung und des Antriebs der Spindel durch
die Spindelantriebssteuerung und die Anfangszeit der Bewegung und
des Antriebs des Werkzeugplatzes durch die Werkzeugplatzantriebssteuerung
steuert.
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Gemäß diesem
Aspekt der Erfindung kann die Kollision zwischen der Spindel und
dem Werkzeug zum Zeitpunkt des Werkzeugwechsels mit dem einfachen
Aufbau und der einfachen Steuerung vermieden werden.
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Des
Weiteren ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ein
Bearbeitungszentrum, bei dem die Werkzeugplatzantriebssteuerung
die weitere Bewegung und den weiteren Antrieb des Werkzeugplatzes
in die senkrecht zu der Richtung der Zentralachse verlaufende Richtung
steuert, während
die Spindelantriebssteuerung die Werkzeugabnahmeroutine, die Spindelanhaltroutine
und die Werkzeugeinrichtungsroutine ausführt.
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Gemäß diesem
Aspekt der Erfindung kann der Werkzeugplatz weiter angetrieben und
bewegt werden, wodurch die Werkzeugwechselzeit verkürzt und
die Arbeitsproduktivität
verbessert wird.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Seitenansicht, die einen Aufbau eines Bearbeitungszentrums
gemäß der Erfindung
zeigt.
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2 ist
eine Draufsicht, die einen Aufbau des Bearbeitungszentrums gemäß der Erfindung zeigt.
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3 ist
ein Blockschaubild, das einen Aufbau einer Steuereinheit des Bearbeitungszentrums gemäß der Erfindung
zeigt.
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4(a) bis (e) sind typische Ansichten,
die Möglichkeiten
des Abnehmens eines Werkzeugs von einer Spindel und des Ablegens
des Werkzeugs in einem Werkzeugmagazin zeigen.
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5(a) bis (e) sind typische Ansichten,
die Möglichkeiten
des Bewegens des Werkzeugmagazins zeigen.
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6(a) bis (e) sind typische Ansichten,
die Möglichkeiten
des Einrichtens des Werkzeugs in der Spindel zeigen.
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7 ist
ein Flussdiagramm, das Routinen für den Werkzeugwechsel zeigt.
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8 ist
eine typische Erläuterungsansicht, die
Möglichkeiten
des Abnehmens des Werkzeugs von der Spindel und des Ablegens des
Werkzeugs in dem Werkzeugmagazin in einem herkömmlichen Werkzeugwechselverfahren
zeigt.
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9 ist
eine typische Ansicht, die Möglichkeiten
des Bewegens des Werkzeugmagazins in dem herkömmlichen Werkzeugwechselverfahren zeigt.
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10 ist
eine typische Ansicht, die Möglichkeiten
des Einrichtens des Werkzeugs in der Spindel in dem herkömmlichen
Werkzeugwechselverfahren zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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1 ist
eine Seitenansicht, die einen Aufbau eines Bearbeitungszentrums
gemäß der Erfindung
zeigt. 2 ist eine Draufsicht, die einen Aufbau des Bearbeitungszentrums
gemäß der Erfindung zeigt. 3 ist
ein Blockschaubild, das einen Aufbau einer Steuereinheit des Bearbeitungszentrums
gemäß der Erfindung
zeigt. 4(a) bis (e) sind typische
Ansichten, die Möglichkeiten
des Abnehmens eines Werkzeugs von der Spindel und des Ablegens des
Werkzeugs in einem Werkzeugmagazin zeigen. 5(a) bis
(e) sind typische Ansichten, die Möglichkeiten des Bewegens des
Werkzeugmagazins zeigen; und 6(a) bis
(e) sind typische Ansichten, die Möglichkeiten des Einrichtens
des Werkzeugs in der Spindel zeigen.
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Wie
in 1 gezeigt, hat ein Bearbeitungszentrum 1 gemäß der Erfindung
eine Spindel 11, um ein Werkzeug Ai (von dem nur der obere Abschnitt gezeigt
ist) anbringbar und abnehmbar zu lagern, und ein Werkzeugmagazin 21 mit
mehreren Werkzeugplätzen 21a, 22b (siehe 2)
zum Ablegen von Werkzeugen Ai – 1
und Ai + 1. Mindestens ein Werkzeugplatz 21a in dem Werkzeugmagazin 21 ist ein
leerer Werkzeugplatz, in dem kein Werkzeug abgelegt ist, wie in 4(a) gezeigt, und er dient dem Ablegen
des Werkzeugs Ai, das von der Spindel 11 abgenommen ist
(in dieser Spezifikation als "der
leere Werkzeugplatz" bezeichnet).
Und mindestens ein Werkzeugplatz 21b ist ein Werkzeugplatz,
in dem das Werkzeug Ai + 1 abgelegt ist, das sich von einem Werkzeug
unterscheidet, das in der Spindel 11 eingerichtet ist (einfach
als "der Werkzeugplatz" bezeichnet). Das
Bearbeitungszentrum 1 gemäß der Erfindung ist dafür ausgelegt,
ein Werkstück
W durch Antreiben des Werkzeugs mit der Spindel 11 mit
ordnungsgemäßem Werkzeugwechsel
mit dem Werkzeugmagazin 21 maschinell zu bearbeiten. Die
Werkzeuge werden lediglich durch Bewegungs- und Positionierungsschritte
des Werkzeugmagazins 21 und der Spindel 11 – ohne einen
eigens für
den Werkzeugwechsel vorgesehenen Arm – ausgewechselt. Das heißt, es wird
ein so genannter armloser automatischer Werkzeugwechsler verwendet.
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Um
die Erklärung
in dieser Spezifikation zu vereinfachen, wird das Werkzeug, das
in der Spindel 11 abgelegt ist, als das "momentane Werkzeug
Ai" bezeichnet;
das Werkzeug, das von der Spindel 11 abgenommen ist, wird
als das "vorherige
Werkzeug Ai – 1" bezeichnet; und
das Werkzeug, das dafür
vorgesehen ist, in der Spindel 11 anstelle des momentanen
Werkzeug eingerichtet zu werden, wird als das "nächste
Werkzeug Ai + 1" bezeichnet.
Allerdings wird das Werkzeug lediglich als das "Werkzeug A" bezeichnet, wenn eine besondere Differenzierung oder
Betonung nicht erforderlich ist.
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Das
Werkzeug A, das in diesem Bearbeitungszentrum 1 zu verwenden
ist, hat einen Werkzeugabschnitt a1 zum Ausführen einer maschinellen Bearbeitung
an dem Werkstück
W und einen konisch zulaufenden Schaftteil a2 mit einer konusartigen Form,
wie in 4(a) gezeigt, der in dem Werkzeugplatz 21a oder 21b in
einer solchen Weise abgelegt ist, dass der konisch zulaufende Schaftteil
von dort hervorragt. Und die Spindel 11 hat einen konisch
zulaufenden Werkzeugeinrichtungsteil 11a, und das Werkzeug
A wird durch die Spindel 11 mittels einer Eingriffnahme
zwischen dem Werkzeugeinrichtungsteil 11a und dem konisch
zulaufenden Schaftteil a2 des Werkzeugs A gehalten. Der obere Abschnitt
des konisch zulaufenden Schaftteils a2 ist dünner als der untere Abschnitt,
was ein gleichzeitiges Antreiben der Spindel 11 und des
Werkzeugmagazins 21 (und ein Kreuzen der Bewegungsrichtungen
der Spindel und des Werkzeugplatzes im rechten Winkel) gestattet,
wie mit den Pfeilen B und U in den 4(d),
(e) und den Pfeilen B und D in den 6(b),
(c) gezeigt. Die Details werden weiter unten dargelegt.
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Die
Spindel 11 ist in einem Spindelkopf 12 so gelagert,
dass sie frei angetrieben und gedreht werden kann, und wird durch
einen Spindelmotor M1 angetrieben und gedreht (siehe 3).
Und der Spindelkopf 12 ist in einem Säulenabschnitt 13 gelagert, so
dass ein Bewegen in der Richtung einer Zentralachse CT1 der Spindel 11 (Z-Achsen-Richtung) möglich ist.
Zwischen dem Spindelkopf 12 und dem Säulenabschnitt 13 ist
eine erste Antriebseinheit 14 so angeordnet, dass der Spindelkopf 12 in
der Richtung der Spindel 11 zusammen mit der Spindel 11 angetrieben
und bewegt werden kann. Des Weiteren wird der Säulenabschnitt 13 so
von einem Basisabschnitt 15 getragen, dass sich der Abschnitt 13 in
einer horizontalen Richtung (Y-Achsen-Richtung) bewegen kann. Zwischen
dem Säulenabschnitt 13 und dem
Basisabschnitt 15 ist eine zweite Antriebseinheit 16 so
angeordnet, dass der Säulenabschnitt 13 und der
Spindelkopf 12 zusammen mit dem Werkzeug Ai in der Y-Achsen-Richtung
bewegt werden können. Das
Werkstück
W wird durch Antreiben des in die Spindel 11 eingespannten
Werkzeugs Ai mit dem Spindelmotor M1, der ersten Antriebseinheit 14 und der
zweiten Antriebseinheit 16 maschinell bearbeitet. Die erste
Antriebseinheit 14 und die zweite Antriebseinheit 16 bestehen
aus den Kugelumlaufspindeln 141, 161 und den Servomotoren 142, 162.
Das heißt, es
kann eine allseits bekannte Antriebseinheit zum Umwandeln einer
Drehbewegung in eine Linearbewegung zum Antreiben beider Antriebseinheiten
verwendet werden.
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Das
Werkstück
W kann auf einem Tisch 31 angeordnet sein, der sich auf
der unteren Seite der Spindel 11 befindet. Der Tisch 31 ist
vorzugsweise in einer horizontalen Ebene frei beweglich und wird durch
einen Tischantriebsmotor M2 angetrieben und bewegt (siehe 3).
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Die
Werkzeugplätze 21a, 21b des
Werkzeugmagazins 21 bewegen sich in einer Richtung B senkrecht
zu der Richtung der Zentralachse der Spindel (die senkrechte Richtung
beinhaltet in diese Spezifikation auch eine Richtung fast senkrecht)
durch die dritte Antriebseinheit 22 und eine dritte Antriebseinheitssteuerung 59 (siehe 3).
Genauer gesagt, treiben die dritte Antriebseinheit 22 und
die dritte Antriebseinheitssteuerung 59 die jeweiligen
Werkzeugplätze 21a, 21b an
und bewegen sie, während
beide Routinen ausgeführt
werden, und zwar eine – weiter unten
noch beschriebene – Werkzeugabnahmeroutine,
bei der der leere Werkzeugplatz 21a in eine Standardposition
A0 (Werkzeugwechselposition) bewegt und dort angehalten wird, die
Spindel 11 in die Position A0 bewegt wird und das Werkzeug
Ai von der Spindel 11 entgegengenommen wird, und eine – weiter
unten noch beschriebene – Werkzeugeinrichtungsroutine,
bei der der Werkzeugplatz 21b, in dem das nächste Werkzeug
abgelegt ist, in die Werkzeugwechselposition A0 bewegt und dort
angehalten wird, die Spindel 11 in die Position A0 bewegt
wird und das nächste
Werkzeug Ai + 1 in der Spindel 11 eingerichtet wird. Oder
anders ausgedrückt:
Sowohl die dritte Antriebseinheit 22 als auch die dritte
Antriebseinheitssteuerung 59 umfassen eine Werkzeugplatzantriebssteuerung
zum Schalten des Werkzeugplatzes neben die Spindel 11,
indem der leere Werkzeugplatz 21a nahe an die Spindel 11 herangebracht
wird (siehe 4(a) (b)) und der Werkzeugplatz 21b (der Werkzeugplatz,
in dem das nächste
Werkzeug Ai + 1 abgelegt ist) nahe an die Spindel 11 herangebracht wird
(siehe 6(a)). Das Werkzeugmagazin 21 ist vorzugsweise
um eine Zentralachse CT2 (siehe 1) parallel
zu der Zentralachse CT1 der Spindel 11 so gelagert, dass
es frei angetrieben und gedreht werden kann, und wird durch die
dritte Antriebseinheit 22 angetrieben und gedreht. Und
die leeren Werkzeugplätze 21a und
die Werkzeugplätze 21b sind
vorzugsweise entlang eines konzentrischen Kreises 24 angeordnet
(siehe 2), dessen Mittelpunkt die Zentralachse CT2 in
dem Werkzeugmagazin 21 ist. Die Zahl der leeren Werkzeugplätze 21a kann
eins oder mehr sein, und die Zahl der Werkzeugplätze 21b kann eins
oder mehr sein. Des Weiteren kann das Werkzeugmagazin die leeren
Werkzeugplätze
und die Werkzeugplätze
haben, die über eine
Kette verbunden sind.
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Es
ist bevorzugt, das gesamte Werkzeugmagazin 21 von der Werkzeugwechselposition
A0 zurückzuziehen,
um die Kollision zu vermeiden, wenn ein Werkstück maschinell bearbeitet wird,
obgleich es notwendig ist, den leeren Werkzeugplatz 21a oder den
Werkzeugplatz 21b an der Werkzeugwechselposition A0 anzuhalten,
wenn ein Werkzeug ausgewechselt wird. Dann kann das Werkzeugmagazin 21 zusammen
mit der dritten Antriebseinheit 22 beweglich sein und kann
durch eine vierte Antriebseinheit 23 (siehe 3)
so angetrieben und bewegt werden, dass es in eine Position bewegt
werden kann, wo die Werkzeugwechselposition A0 mit einer Position
des Werkzeugsplatzes 21a oder 21b übereinstimmt, wenn
ein Werkzeug zwischen der Spindel 11 und dem Magazin 21 ausgewechselt
und eingerichtet wird, und es kann in eine Position bewegt werden,
wo es zu keiner Kollision mit der Spindel 11 oder den anderen
Arbeitsabschnitten kommt, wenn das Werkstück W maschinell bearbeitet
wird. Das Werkzeugmagazin 21 des Bearbeitungszentrums 1,
wie in 1 gezeigt, kann in eine Richtung bewegt werden, welche
die gleiche ist wie die, in die sich die Säule 13 bewegt (das
heißt,
in die Y-Achsen-Richtung), aber es genügt, das Werkzeugmagazin 21 in
eine Richtung nahezu senkrecht zu der Z-Achsen-Richtung zu bewegen.
Dann kann das Werkzeugmagazin 21 in eine andere Richtung
als die Y-Achsen-Richtung bewegt werden, wie zum Beispiel eine Richtung
senkrecht zur Papieroberfläche.
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Wie
in 3 gezeigt, hat das Bearbeitungszentrum 1 eine
Hauptsteuerung 50. Ein Maschinenbearbeitungsprogrammspeicher 52,
eine Maschinenbearbeitungssteuerung 53, eine Spindelmotorsteuerung 54,
einen Werkzeugablagespeicher 55, eine erste Antriebseinheitssteuerung 56,
eine zweite Antriebseinheitssteuerung 57, eine Synchronsteuerung 58,
eine dritte Antriebseinheitssteuerung 59, eine vierte Antriebseinheitssteuerung 60,
eine Tischbewegungssteuerung 61, eine Tastatur 62,
eine Anzeige 63 und ein Werkzeugdatenspeicher 64 sind
mit der Hauptsteuerung 50 über eine Busleitung 51 verbunden.
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Die
erste Antriebseinheitssteuerung 56 steuert den Antrieb
der ersten Antriebseinheit 14; die zweite Antriebseinheitssteuerung 57 steuert
den Antrieb der zweiten Antriebseinheit 16; die dritte
Antriebseinheitssteuerung 59 steuert den Antrieb der dritten
Antriebseinheit 22; und die vierte Antriebseinheitssteuerung 60 steuert
den Antrieb der vierten Antriebseinheit 23.
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Die
erste Antriebseinheitssteuerung 56 und die erste Antriebseinheit 14 umfassen
eine Spindelantriebssteuerung zum Antreiben und Bewegen der Spindel 11 in
ihrer axialen Richtung und können
mindestens eine von zwei Routinen ausführen, nämlich eine Werkzeugabnahmeroutine,
wie in den 4(a) bis (e) gezeigt, zum
Antreiben und Bewegen der Spindel 11 in der Richtung ihrer
Zentralachse U und zum Abnehmen eines Werkzeugs von der Spindel 11 nach
dem Ablegen des Werkzeugs Ai in dem leeren Werkzeugplatz 21a,
und eine Werkzeugeinrichtungsroutine, wie in den 6(a) bis
(e) gezeigt, zum Antreiben und Bewegen der Spindel 11 in
der Richtung ihrer Zentralachse D zum Einrichten des nächsten Werkzeugs
Ai + 1, das in dem Werkzeugplatz 21b in der Spindel 11 abgelegt
ist.
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Die
Synchronsteuerung 58 steuert die Spindelantriebssteuerung
und die Werkzeugplatzantriebssteuerung, um gleichzeitig die Spindel 11 in
der Richtung ihrer Zentralachse U oder D und die Werkzeugplätze 21a, 21b in
der Richtung B senkrecht zu der Richtung der Zentralachse zu bewegen,
wenn die Werkzeugabnahmeroutine und die Werkzeugeinrichtungsroutine
ausgeführt
werden. Das heißt,
in dem Bearbeitungszentrum 1 gemäß der Erfindung bewegen die
Werkzeugplatzantriebssteuerungen 59 und 22 die
Werkzeugplätze 21a, 21b in
der Richtung B (der Richtung senkrecht zur Zentralachse der Spindel),
während
die Spindelantriebssteuerungen 56, 14 die Spindel 11 in
der Richtung der Zentralachse U oder D in der Werkzeugabnahmeroutine
und/oder der Werkzeugeinrichtungsroutine bewegen.
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Mit
einem solchen Aufbau hat dieses Bearbeitungszentrum 1 eine
kürzere
Werkzeugwechselzeit und eine höhere
Arbeitsproduktivität
im Vergleich zu dem Fall, wo die Spindel und das Werkzeugmagazin
nicht gleichzeitig bewegt werden (siehe 8 bis 10).
Beim Antreiben und Bewegen des Werkzeugmagazins 21 sowohl
in der Werkzeugabnahmeroutine als auch der Werkzeugeinrichtungsroutine – nicht
in der einen oder der anderen – ist
des Weiteren die Werkzeugwechselzeit kürzer. In dem Bearbeitungszentrum 1 gemäß der Erfindung
kommt ein armloser automatischer Werkzeugwechsler zum Einsatz, so
dass man die Effekte des armlosen Typs erhalten kann. Das heißt, dieses
Bearbeitungszentrum 1 hat einen Aufbau, der einfacher ist
als der Typ mit Arm, wodurch die Kosten gesenkt und die Störungen verringert
werden.
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Wenn
die Spindel 11 während
der Werkzeugabnahmeroutine in der Richtung der Zentralachse gehoben
wird Δ U
(in dem Zustand, wo das Werkzeugmagazin 21 anhält) (siehe 4(d)), so entsteht ein Abstand zwischen
der Spindel 11 und dem Werkzeug Ai in der Richtung B. Das
Maß des
Abstandes kann mit der Form des Werkzeugs Ai (das heißt, einer
Neigung und einer Höhe
des konisch zulaufenden Schaftteils a2) und der aufwärts bewegten
Distanz Δ U
der Spindel 11 erhalten werden. Wie in 3 gezeigt,
ist es bevorzugt, den Werkzeugdatenspeicher 64 zum Speichern
von Daten über
die Form des Werkzeugs A (das heißt, einer Neigung und einer Höhe des konisch
zulaufenden Schaftteils a2) vorzusehen und ein Mittel 65 zum
Berechnen der Bewegungsstrecke vorzusehen, um eine Strecke zu berechnen,
die die Werkzeugplätze 21a, 21b bewegt werden
können,
ohne dass es zu einer Kollision zwischen der Spindel 11 und
dem Werkzeug Ai kommt (das heißt,
die Distanz in der Richtung B, um die die Werkzeugplätze bewegt
werden können,
wobei ein Mindestspalt MG bleibt, wie in 4(d) gezeigt),
und zwar auf der Basis der Bewegungsstrecke Δ U der Spindel 11 und
der Daten in dem Werkzeugdatenspeicher 64 (das heißt, der
Daten über
Werkzeugformen, die sich im Werkzeugdatenspeicher 64 finden), und
um die Synchronsteuerung 58 zu veranlassen, die Routine
auszuführen
und die Werkzeugplätze 21a, 21b um
die Strecke zu bewegen, die durch das Mittel 65 zum Berechnen
der Bewegungsstreckeerrechnet wurde. Eine solche Steuerung kann
in der Werkzeugeinrichtungsroutine – zusätzlich zu der Werkzeugabnahmeroutine – vorgenommen
werden.
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In
dem oben angesprochenen Fall wurde die Bewegungsstrecke der Werkzeugplätze 21a, 21b in der
Richtung B anhand der Bewegungsstrecke der Spindel 11 in
der Richtung der Zentralachse U oder D erhalten. Aber die Bewegungsstrecke
der Spindel 11 in der axialen Richtung U oder D kann anhand
der Bewegungsstrecke der Werkzeugplätze 21a, 21b in der
Richtung B erhalten werden. Das heißt, es ist bevorzugt, dass
das Mittel 65 zum Berechnen der Bewegungsstrecke die Bewegungsstrecke
errechnet, die erforderlich ist, um die Spindel 11 ohne
Kollision zwischen der Spindel 11 und dem Werkzeug Ai zu bewegen
(das heißt,
die erforderliche Bewegungsstrecke in die Richtung D, wobei der
Mindestspalt MG beibehalten bleibt), und zwar auf der Basis der
Bewegungsstrecke des Werkzeugmagazins 21 und der Daten
des Werkzeugdatenspeichers 64, und dass die Synchronsteuerung 58 die
Routine ausführt
und die Spindel 11 um die Strecke bewegt, die durch das Mittel 65 zum
Berechnen der Bewegungsstrecke errechnet wurde.
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In
einem anderen Verfahren, das sich von einem Verfahren unterscheidet,
bei dem das Mittel zum Berechnen der Bewegungsstrecke bereitgestellt wird,
kann ein Geschwindigkeitsspeicher 66 zum Speichern von
Geschwindigkeitsmustern der Bewegung der Spindel 11 in
der Richtung der Zentralachse U oder D (Daten, die die Änderung
im zeitlichen Verlauf bezüglich
der Geschwindigkeit zeigen, mit der sich die Spindel 11 bewegt,
im Weiteren das "Spindelbewegungsgeschwindigkeitsmuster" genannt) und von
Geschwindigkeitsmustern der Bewegung der Werkzeugplätze 21a, 21b in
der Richtung B senkrecht zu der Richtung der Zentralachse (Daten,
die die Änderung
im zeitlichen Verlauf bezüglich
der Geschwindigkeit zeigen, mit der sich der Werkzeugplatz bewegt,
im Weiteren das "Werkzeugplatzbewegungsgeschwindigkeitsmuster" genannt) vorgesehen
werden, so dass die Spindelantriebssteuerung die Spindel 11 mit
dem Spindelbewegungsgeschwindigkeitsmuster antreibt und bewegt,
das in dem Geschwindigkeitsspeicher 66 gespeichert ist,
und die Werkzeugplatzantriebssteuerung die Werkzeugplätze 21a, 21b mit
dem Werkzeugplatzbewegungsgeschwindigkeitsmuster antreibt und bewegt,
das in dem Geschwindigkeitsspeicher 66 gespeichert ist. Des
Weiteren kann die Synchronsteuerung 58 eine Anfangszeit
des Antreibens und Bewegens der Spindel 11 durch die Spindelantriebssteuerung
und eine Anfangszeit des Antreibens und Bewegens der Werkzeugplätze 21a, 21b durch
die Werkzeugplatzantriebssteuerung steuern, um die Kollision zwischen der
Spindel 11 und dem Werkzeug Ai, Ai + 1 zu verhindern.
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Ein
Werkzeug wird durch Ausführen
der Werkzeugabnahmeroutine, eine Routine des Schaltens des Werkzeugplatzes
neben die Spindel durch die Werkzeugplatzantriebssteuerung (im Weiteren die "Werkzeugplatzschaltroutine" genannt) und die Werkzeugeinrichtungsroutine
ausgewechselt, so dass der Geschwindigkeitsspeicher 66 einen
Zeitpunkt zum Schalten dieser Routinen und die Bewegungsgeschwindigkeit
der Spindel und des Werkzeugplatzes als Bewegungsgeschwindigkeitsmuster speichern
kann. In einem solchen Fall werden die Spindel und der Werkzeugplatz
auf der Basis der jeweiligen Bewegungsgeschwindigkeitsmuster gesteuert,
und zwar mit lediglich einem Befehl zur Anfangszeit des Werkzeugwechsels
(das heißt,
der Anfangszeit der Bewegung des Werkzeugplatzes in der Richtung
senkrecht zu der Richtung der Zentralachse der Spindel nach dem
Beginn der Bewegung der Spindel in der Richtung der Zentralachse
in der Werkzeugabnahmeroutine) durch die Synchronsteuerung 58,
wodurch die Werkzeugabnahmeroutine, die Werkzeugplatzschaltroutine
und die Werkzeugeinrichtungsroutine beendet werden. Gemäß diesem
Verfahren ist während
der Bewegung keine komplexe Positionssteuerung erforderlich, und
das Werkzeug kann mit der einfachen Steuerung ausgewechselt werden.
In diesem Fall ist es jedoch erforderlich, dass der Geschwindigkeitsspeicher
66 im Voraus einige Arten von Daten speichert, die der Distanz zwischen
dem "leeren Werkzeugplatz,
in dem das Werkzeug während
der Werkzeugabnahmeroutine abzulegen ist" und dem "Werkzeugplatz, in dem das nächste Werkzeug
abgelegt wird, das während
der Werkzeugeinrichtungsroutine eingerichtet werden soll" entsprechen (das
Spindelbewegungsgeschwindigkeitsmuster und das Werkzeugplatzbewegungsgeschwindigkeitsmuster),
weil die Zeitpunkte des Beginns und des Beendens der Werkzeugplatzschaltroutine,
die durch das Spindelbewegungsgeschwindigkeitsmuster und das Werkzeugplatzbewegungsgeschwindigkeitsmuster
gesteuert wird, entsprechend der oben angesprochenen Distanz verschieden
sind. Wenn dann der Werkzeugwechsel tatsächlich stattfindet, werden
die Daten, die der oben angesprochenen Distanz entsprechen (das
Spindelbewegungsgeschwindigkeitsmuster und das Werkzeugplatzbewegungsgeschwindigkeitsmuster),
aus dem Geschwindigkeitsspeicher 66 in dem Moment ausgelesen,
da die Distanz bekannt ist, und die jeweiligen Routinen werden auf
der Grundlage der Daten ausgeführt.
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Die
Spindelbewegungsgeschwindigkeitsmuster und die Werkzeugplatzbewegungsgeschwindigkeitsmuster
haben nut Informationen zur Bewegungsgeschwindigkeit der Spindel
oder des Werkzeugplatzes in jeder Routine, aber keine Informationen
zum Zeitpunkt des Schaltens jeder Routine. In diesem Fall wird der
Zeitpunkt des Beginnens und Beendens der Werkzeugplatzschaltroutine
nicht durch das Spindelbewegungsgeschwindigkeitsmuster und das Werkzeugplatzbewegungsgeschwindigkeitsmuster
gesteuert, so dass es nicht erforderlich ist, irgend eine Art von
Daten gemäß der Distanz
zwischen dem "leeren
Werkzeugplatz, in dem das Werkzeug während der Werkzeugabnahmeroutine
abzulegen ist" und
dem "Werkzeugplatz,
in dem das nächste
Werkzeug abgelegt wird, das während
der Werkzeugeinrichtungsroutine eingerichtet werden soll" zu generieren. Aber
es ist erforderlich, dass die Synchronsteuerung 58 auch
den Zeitpunkt des Ausführens
der Werkzeugeinrichtungsroutine zusätzlich zum Zeitpunkt des Ausführens der
Werkzeugabnahmeroutine (das heißt,
den Zeitpunkt des Beendens der Werkzeugplatzschaltroutine) anweist.
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Es
ist bevorzugt, dass die Spindelantriebssteuerung eine Spindelanhaltroutine
(siehe 5) des Anhaltens der Spindel 11 an einer
Position ausführt,
wo eine Kollision zwischen den Werkzeugen Ai, Ai + 1, die in den
Werkzeugplätzen 21a, 21b abgelegt sind,
und der Spindel 11 vermeidbar ist (eine sinnvolle Position
in einer Richtung, die durch die Pfeile ZA und ZB gezeigt ist),
nachdem die Werkzeugabnahmeroutine ausgeführt wurde (siehe 4(a) bis (e)), und anschließend die
Werkzeugeinrichtungsroutine (siehe 6) ausführt. Dadurch
kann vermieden werden, dass sich die Spindel unnötigerweise von dem Werkzeugmagazin 21 in
der Z-Achsen-Richtung trennt, das heißt, im oberen Teil von 5.
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Wie
zuvor angesprochen, kann die Werkzeugplatzantriebssteuerung das
fortgesetzte Antreiben und Bewegen der Werkzeugplätze 21a, 21b in einer
Richtung B senkrecht zu der Richtung der Zentralachse der Spindelsteuern,
während
die Spindelantriebssteuerung die Werkzeugabnahmeroutine, die Spindelanhaltroutine
und die Werkzeugeinrichtungsroutine ausführt. Dadurch kann die Werkzeugwechselzeit
weiter verkürzt
werden, wodurch die Arbeitsproduktivität steigt.
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Es
wird nun eine Ausführungsform
der Erfindung erläutert.
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In
der Ausführungsform
der Erfindung werden sowohl die Spindel 11 als auch das
Werkzeugmagazin 21 in der Werkzeugabnahmeroutine angetrieben
(siehe Bezugszeichens B, U in den 4(a) bis
(e)). Anschließend
wird nur das Werkzeugmagazin 21 angetrieben, wobei die
Spindel angehalten ist (siehe B in den 5(a) bis
(e)), und sowohl die Spindel 11 als auch das Werkzeugmagazin 21 werden
in der Werkzeugeinrichtungsroutine angetrieben (siehe B, D in den 6(a) bis (e)), wobei das Bearbeitungszentrum
den Aufbau hat, wie er in den 1 bis 3 gezeigt
ist. Ein Neigungswinkel des konisch zulaufenden Schaftteils a2 des
Werkzeugs A hat in dieser Ausführungsform
den Wert θ,
wie in 4(a) gezeigt.
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Es
werden nun Bearbeitungsvorgänge
und Werkzeugwechselschritte des Bearbeitungszentrums gemäß dieser
Ausführungsform
anhand der 1 bis 7 erläutert.
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Zum
maschinellen Bearbeiten des Werkstücks W wird das zu bearbeitende
Werkstück
W auf dem Tisch 31 angeordnet, und ein zuvor festgelegtes Werkzeug
Ai, das zur maschinellen Bearbeitung verwendet werden soll, wird
in der Spindel 11 eingerichtet.
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Wenn
ein Bediener einen Bearbeitungsstartbefehl über die Tastatur 62 in
dem oben erwähnten Zustand
eingibt, so liest die Hauptsteuerung 50 das Maschinenbearbeitungsprogramm
aus dem Maschinenbearbeitungsprogrammspeicher 52 gemäß dem Befehl
aus und weist die Maschinenbearbeitungssteuerung 53 an,
die maschinelle Bearbeitung auf der Basis des ausgelesenen Maschinenbearbeitungsprogramms
auszuführen.
Dann treibt die Maschinenbearbeitungssteuerung 53 den Spindelmotor
M1 über
die Spindelmotorsteuerung 54 so an und dreht ihn, dass
die Spindel 11 angetrieben und gedreht werden kann, und
steuert die erste Antriebseinheit 14 und die zweite Antriebseinheit 16 über die
erste Antriebseinheitssteuerung 56 und die zweite Antriebseinheitssteuerung 57 so
an, dass die Spindel 11 ordnungsgemäß in einer Z-Achsen-Richtung
und in einer Y-Achsen-Richtung bewegt werden kann, und steuert einen
Tischantriebsmotor M2 über
die Tischbewegungssteuerung 61 so an, dass der Tisch 31 in einer
horizontalen Ebene zusammen mit dem Werkstück W gemäß dem Maschinenbearbeitungsprogramm
bewegt werden kann, woraufhin die Bearbeitung des Werkstücks W ausgeführt wird.
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Wenn
während
einer solchen maschinellen Bearbeitung ein Werkzeugwechsel gemäß dem Maschinenbearbeitungsprogramm
angewiesen wird, so wird ein Werkzeugwechselsteuerungsprogramm WSP,
wie in 7 gezeigt, aus einem (nicht gezeigten) Speicher
ausgelesen, und Werkzeugwechselschritte werden auf der Basis des
Werkzeugwechselsteuerungsprogramms WSP gesteuert. Beim Ausgeben
eines Werkzeugwechselbefehls in Schritt S1 des Werkzeugwechselsteuerungsprogramms
WSP von 7 bestätigt die Hauptsteuerung 50 die
Positionen des leeren Werkzeugplatzes 21a zum Ablegen des momentanen
Werkzeugs Ai und des Werkzeugplatzes 21b, in dem das nächste Werkzeug
Ai + 1 abgelegt ist (bestätigt,
welcher Werkzeugplatz zum Ablegen des momentanen Werkzeugs Ai des
Werkzeugmagazins leer ist und in welchen Werkzeugplatz das nächste Werkzeug
Ai + 1 eingeführt
wird), wofür
die Daten in dem Werkzeugablagespeicher 55 herangezogen
werden (siehe 52 von 7). In dieser
Ausführungsform
befinden sich – zur
einfacheren Erläuterung – der leere
Werkzeugplatz 21a und der Werkzeugplatz 21b direkt
nebeneinander (siehe 4(a)). Anschließend bewegt
die Hauptsteuerung 50 das Werkzeugmagazin 21 in
der Y-Achsen-Richtung (der linken Richtung in 1)
durch Ansteuern der vierten Antriebseinheit 23 über die
vierte Antriebseinheitssteuerung 60 so, dass der obere
Werkzeugplatz in der Bewegungsrichtung (der je nach einer Drehposition
des Werkzeugmagazins 21 verschieden ist, aber der Werkzeugplatz 21a oder 21b ist)
mit der Werkzeugwechselposition A0 in Übereinstimmung gebracht werden
kann. Des Weiteren dreht die Hauptsteuerung 50 das Werkzeugmagazin 21 durch
Ansteuern der dritten Antriebseinheit 22 über die
dritte Antriebseinheitssteuerung 59 so, dass der leere
Werkzeugplatz 21a mit der Werkzeugwechselposition A0 in Übereinstimmung
gebracht werden kann (siehe 53 von 7 und 4(a)). Anschließend steuert die Hauptsteuerung 50 die
erste Antriebseinheit 14 und die zweite Antriebseinheit 16 über die
erste und die zweite Antriebseinheitssteuerung 56, 57 so
an, dass das momentane Werkzeug Ai, das in der Spindel 11 eingerichtet
ist, in den leeren Werkzeugplatz 21a (von der Seite des
Werkzeugmagazins 21 her) eingeführt wird, und löst eine
Eingriffnahme zwischen dem Werkzeug und der Spindel (siehe S4 von 7 und 4(b)).
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Wenn
nur die Spindel 11 entlang der Zentralachse CT1 angehoben
wird Δ U,
ohne das Werkzeugmagazin 21 zu bewegen, so entspricht ein
Abstand zwischen dem Werkzeug Ai und der Spindel 11 in
der Richtung der Zentralachse, deren Eingriffnahme soeben gelöst wurde,
exakt der Bewegungsstrecke der Spindel 11, Δ U, und der
Abstand in der Richtung senkrecht zu der Richtung der Zentralachse
ist Δ U/tanθ (θ ist der
Neigungswinkel des konisch zulaufenden Schaftteils a2, wie in 4(a) gezeigt). Aber die Synchronsteuerung 58 übermittelt
an einem zuvor festgelegten Zeitpunkt ein Signal an die dritte Antriebseinheitssteuerung 59,
um die dritte Antriebseinheit 22 anzusteuern, und dreht
in dieser Ausführungsform
während
der Bewegung der Spindel 11 auch das Werkzeugmagazin 21 in
der Richtung B (Werkzeugabnahmeroutine, siehe S5 von 7).
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Eine
solche Aufwärtsbewegung
der Spindel 11 bewirkt einen Abstand d in der Richtung
der Zentralachse zwischen einer Unterseite der Spindel 11 und
einer Oberseite des Werkzeugs Ai. Wenn ein solcher Abstand d entsteht,
so wird die Bewegung der Spindel 11 durch die erste Antriebseinheit 14 angehalten,
und nur die Drehbewegung des Werkzeugmagazins 21 durch
die dritte Antriebseinheit 22 wird beibehalten (eine Spindelanhaltroutine,
siehe S6 und S7 von 7 und die Marke B in den 5(a) bis (e)).
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Beim
Drehen des nächsten
Werkzeugs Ai + 1, das dafür
vorgesehen ist, an einer zuvor festgelegten Position eingerichtet
zu werden (die Position, bevor eine Werkzeug-Zentralachse CT3 und
die Spindel-Zentralachse
CT1 miteinander in Übereinstimmung
gebracht werden, wie zum Beispiel eine Position, wo eine Randlinie
e1 des konisch zulaufenden Schaftteils des nächsten Werkzeugs Ai + 1 auf
einer Verlängerung
einer Linie e2 des Werkzeugseinrichtungsteils der Spindel 11 liegt),
wie in 6(a) gezeigt, senkt die Synchronsteuerung 58 die
Spindel 11 in der Richtung D, während die Drehbewegung B des Werkzeugmagazins 21 beibehalten
wird (siehe die Marken B, D von 6(b) bis
(d) und S8, S9 von 7). Dann wird das nächste Werkzeug
Ai + 1 in die Spindel 11 eingesetzt, um beide miteinander
in Eingriff zu bringen (siehe 6(e)),
woraufhin die Spindel 11 und das Werkzeug Ai + 1 von dem
Werkzeugmagazin 21 getrennt werden (siehe S10 von 7).
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Wenn
die Gefahr der Kollision zwischen dem Werkzeug Ai + 1 und dem Werkzeugmagazin 21 vorbei
ist, steuert die Hauptsteuerung 50 die vierte Antriebseinheit 23 über die
vierte Antriebseinheitssteuerung 60 so an, dass das Werkzeugmagazin 21 in
einer Richtung zurückgezogen
wird, wie sie durch einen Pfeil YA angedeutet ist.
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Anschließend beginnt
die Hauptsteuerung 50 die Bearbeitungsvorgänge an dem
Werkstück
gemäß dem Maschinenbearbeitungsprogramm
neu.
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Falls
das Bearbeitungszentrum für
die vorliegende Ausführungsform
verwendet werden soll, beträgt
die Werkzeugwechselzeit 1,02 Sekunden mit dem Verfahren, wie es
in den 8 bis 10 gezeigt ist, wird aber mit
dem Verfahren, wie es in den 4 bis 6 gezeigt
ist, um 0,46 Sekunden verkürzt
(das heißt,
die Werkzeugwechselzeit beträgt 0,56
Sekunden).
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Die
vorliegende Erfindung wurde anhand der besprochenen Ausführungsbeispiele
erläutert.
Obgleich einige Variationen angesprochen wurden, sind die Ausführungsformen,
die in der Spezifikation beschrieben wind, nur veranschaulichend
und nicht einschränkend.
Der Geltungsbereich der Erfindung wird durch die begleitenden Ansprüche definiert
und wird nicht durch die Beschreibungen der konkreten Ausführungsformen
eingeschränkt.
Dementsprechend sind alle Umwandlungen und Änderungen, die innerhalb des
Geltungsbereichs der Ansprüche
liegen, so zu verstehen, dass sie sich innerhalb des Geltungsbereichs
der vorliegenden Erfindung befinden.