(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの作業スピンドル（１１）を有し、その作業スピンドルにツールホルダ（１５）のためのツール受容部（１４）が設けられ、ツールホルダ（１５）のためのグリッパ（２１）を備えた少なくとも１つのツール変更アーム（２３）を有し、これが、ツール受容部（１４）から間隔を空けられたそのマガジン位置とツールホルダ（１５）がツール受容部（１４）内にクランプされ得るその作業位置の間でツールホルダ（１５）を搬送するためのものであり、グリッパ（２１）とこのグリッパで支持されるツールホルダ（１５）との間に配置される方向決め手段（３９）を有し、この方向決め手段がツールホルダ（１５）を非回転方式でマガジン位置と作業位置の間の少なくともその搬送の間グリッパ（２１）に保証する工作機械において、ツールホルダ（１５）がツール受容部（１４）内にクランプされた後に方向決め手段（３９）がツールホルダ（１５）を解放し、その結果、ツールホルダ（１５）がグリッパ（２１）に関して回転が可能となり、
方向決め手段（３９）が、少なくとも１つのラッチ突起（５３、５４）を有し、これがグリッパ（２１）に設けられていて、ツールホルダ（１５）の方向決めノッチ（５５、５６）に割り当てられており、
グリッパ（２１）が、ウェブ（４９）を有し、これが、放射方向内側に突出していて、かつ、ツールホルダ（１５）に設けられたカラー（１８）に包囲方式で形成されたグリッパ溝（１９）と係合し、
少なくとも１つの方向決めノッチ（５５、５６）が、グリッパ溝（１９）又はその近傍に設けられ、少なくとも１つのラッチ突起（５３、５４）がウェブ（４９）又はその近傍に設けられており、
ツールホルダ（１５）がツール受容部（１４）内に挿入されるときに、ラッチ突起（５３、５４）が上方に向かってツール受容部（１４）に向いており、かつ、方向決めノッチ（５５、５６）が下方に向いていることを特徴とする工作機械。
【請求項２】
方向決め手段（３９）が、作業スピンドル（１１）に関してグリッパ（２１）を移動させることにより、ツール受容部（１４）内にクランプされたツールホルダ（１５）を解放することを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項３】
方向決め手段（３９）が、ラッチ手段として構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の工作機械。
【請求項４】
ラッチ突起（５３、５４）がウェブ（４９）に締結された摺動ブロックとして構成され、方向決めノッチ（５５、５６）が位置決めノッチとして構成されていることを特徴とする請求項１に記載の工作機械。
【請求項５】
少なくとも２つのツール変更アーム（２３）が設けられ、これらのグリッパ（２１）がマガジン位置と作業位置の両方でツールホルダ（１５）に留まっており、ツール変更アーム（２３）が作業スピンドル（１１）に関して長手方向に移動可能な方式で配置されたスリーブ（２６）に載置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の工作機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、少なくとも１つの作業スピンドルを有する工作機械に関し、その作業スピンドルにツールホルダのためのツール受容部が設けられ、ツール受容部から間隔を空けられたそのマガジン位置とツールホルダがツール受容部内にクランプされ得るその作業位置の間でこのツールホルダを搬送する目的で、ツールホルダのためのグリッパを備えた少なくとも１つのツール変更アームを有し、グリッパとグリッパで支持されるツールホルダの間に配置される方向決め手段を有し、この方向決め手段がツールホルダを非回転方式でマガジン位置と作業位置の間の少なくともその移送の間グリッパに保証する工作機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
上述のタイプの工作機械は、従来技術文献にしばしば開示されている。
【０００３】
ＤＥ３３２０８５１Ａ１及びＤＥ４０３１９９７Ａ１は、その参照がここで明確になされるが、移動式コラムタイプの工作機械を開示しており、そこではツール受容部を有する作業スピンドルが、スピンドルの前側に設けられて標準化されたツールホルダをクランプするよう意図されており、工作物に関して空間内の３方向に移動され得る。作業スピンドルは、スピンドルハウジングに回転可能に載置され、そこでスリーブが垂直方向に移動可能な方式で配置され、スリーブは、作業スピンドルの周りに分散された複数のツール変更アームを支えている。各ツール変更アームはその下方自由端で、グリッパを支えており、その中でツールホルダが保持され、これはツール受容部内にクランプされ得るようになっていて、マシニングツールをその下方のシャンクに載せている。
【０００４】
ツールホルダは、ツール受容部内に要求に応じて挿入され、その目的でツール変更アームが相当するツールホルダとともにツール受容部の下で下方に旋回される。スリーブを上昇させることは、ツールホルダが更にその標準化されたテーパ、例えば急斜テーパ又は中空テーパ状シャンクを適所にクランプされたツール受容部内に通すことにつながる。グリッパは、ツールの使用の間ツールホルダ上に留まり、これは今や作業スピンドルによって駆動され、その結果として迅速なツール変更が可能である。
【０００５】
換言すれば、作業スピンドルの周りに配置されたツール変更アームは、種々のツールホルダをそれらのマガジン位置に保持するためにグリッパを使用し、そこでそれらはツール受容部に関して横方向及び上方に間隔を空けられる。各場合において１つのツールは、作業位置内に旋回され、移動されているスリーブによってツール受容部内に挿入される。先に操作されたツールを備えたツール変更アームが上方に旋回されている間、もう１つのツール変更アームが、新しいほうのマシニングツールをツール受容部内に相当するツールホルダを介してクランプする目的で、それまでに下方に旋回され得る。
【０００６】
多くの場合、この種の工作機械では、その方向決めでツールがツール受容部内にクランプされていたことを知るのが重要であり、例えば、後方のコアドリルの場合に重要である。
【０００７】
この特許文献は、どのようなツールが“位置的に正確な方式で”、すなわち、それらの周辺アラインメントに関して明確な方式で、作業スピンドルのツール受容部内に挿入され得るかについての種々の構造を説明している。
【０００８】
例えば、ＥＰ０３５４４６７Ａ２は、急斜テーパツールホルダのグリッパを記載している。厚みを帯びた包囲カラーが、ツール受容部内に挿入される急斜テーパとマシニングツールが締結されるシャンクの間に設けられ、放射方向外側に向いたグリッパ溝を備え、そこでグリッパはカラーに設けられているそのジョーを用いて係合する。グリッパにはバネ負荷を与えられたラッチレバーが設けられ、その自由端はラッチラグとしてツールホルダの周囲の切欠きに係合し、ツールホルダが非回転方式でマガジン位置と作業位置の間のその搬送の間、グリッパに保証されている。ツールホルダがツール受容部に挿入されるとき、ラッチレバーがストップを介したツールホルダから解放され、こうしてツール受容部が回転スピンドル内に挿入されることを可能にしている。グリッパに負荷を与える目的で、ラッチレバーも手動で解放され得る。
【０００９】
ＥＰ０２９７８２８Ａ１は、同様な構造を示している。この文献は、グリッパを開示しており、これはツールホルダを把持するための２つの移動可能なジョーを有している。ジョーは偏向ギアによってボルトに連結され、これはジョーを開放する目的で空間的に固定されたストップに対して移動される。突起がジョーの１つに設けられていて、ジョーの閉鎖状態においてツールホルダの切欠きに係合し、これはツールホルダのグリッパ上への非回転保証をももたらす。
【００１０】
ＥＰ０７６１３８４Ａ１もまた、同様なグリッパ構造を示しているが、ここでのジョーは、空間的に固定されたストップによってではなく、むしろグリッパに設けられた駆動ユニットにより、ツールホルダを回転目的で解放するために拡張される。
【００１１】
ツールホルダが規定された角度位置でツール受容部内にクランプされるため、異なる深さ又は幅の又は異なる半径に配置された受け用スロットが、急斜テーパ又は中空テーパシャンクタイプの標準化されたツールホルダに設けられる。摺動ブロックは、作業スピンドルに設けられ、ツールホルダと作業スピンドルが周辺に正確にアラインされ、受け用スロットに係合する。１８０°のずれが、例えば摺動ブロックの係合の深さに対応して、例えばＥＰ０６８１８８０Ａ１に開示されるように、ここで検出され得る。
【００１２】
もしツールホルダが、上記グリッパの助けを借りて、作業スピンドルに対して規定された作業位置にあるツール受容部に挿入されるなら、摺動ブロックは非常に短時間で受け用スロットを見出し、これは非常に迅速なツール変更を可能にする。ツールは、低いカップリング速度で回転する作業スピンドルを備えたツール受容部に挿入されるので、グリッパにおける回転のためのツールホルダの解放は、ツールホルダがツール受容部内にクランプされる前に行われる。
【００１３】
ＥＰ０２４９８９８Ａ１は、グリッパを開示しており、これには、グリッパに関して規定された周辺アラインメントにツールホルダを保持する目的で、方向決め手段は設けられていない。ツールホルダは、そのグリッパ溝の上方テーパ表面を用いて、グリッパのジョーにある内側に突出したウェブに休止し、一種の摩擦接続が形成されるようになっている。ツールホルダがツール受容部に挿入されるとき、ツールホルダが摺動ブロックによりグリッパに関して回転され、これは受け用スロットが設けられた環状表面に擦り付けられるが、グリッパとツールホルダの間の摩擦は、摺動ブロックが受け用スロットに到達して底に係合するまで端部表面に“沿って移動する”ことを確実にする。そのときにだけ、ツールホルダは完全にツール受容部にクランプされる。操作の間でさえもグリッパがツールホルダに留まることが出来るため、グリッパは今や幾分下降させられ、グリッパ溝とウェブとの間にエアギャップが形成され、ツールホルダがグリッパ内での摩擦無しに回転可能になっている。
【００１４】
先述の構成の不都合な点は、ツールホルダが作業スピンドルの所望の角度位置に設定されるため、ツール変更時間が規定されないことであり、これは、摺動ブロックの検索走行が異なる長さの時間続き得ることを意味している。加えて、一方でツールホルダとグリッパ、他方でツールホルダと摺動ブロックの間の摩擦レベルに依存して、摺動ブロックが正確な受け用スロットを見出すまで、それは不均衡な長い時間を必要とする。
【００１５】
ツール変更時間を短縮し、作業スピンドルに関してツールホルダの明確な周辺アラインメントを確実にする目的で、上述のグリッパは、それゆえ方向決め手段でしばしば使用され、それは、グリッパが機械的に複雑な構造であるという不都合な点となっている。
【特許文献１】ＤＥ３３２０８５１Ａ１
【特許文献２】ＤＥ４０３１９９７Ａ１
【特許文献３】ＥＰ０３５４４６７Ａ２
【特許文献４】ＥＰ０２９７８２８Ａ１
【特許文献５】ＥＰ０７６１３８４Ａ１
【特許文献６】ＥＰ０６８１８８０Ａ１
【特許文献７】ＥＰ０２４９８９８Ａ１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
上記に鑑みて、本発明の目的は、最初に述べられたタイプの工作機械を改良して、マガジン位置と作業位置の間でツールホルダの位置的に正確な搬送を可能にすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明に拠れば、この目的は、最初に述べられた工作機械の場合に、ツールホルダがツール受容部内にクランプされた後に方向決め手段がそれを解放し、その結果それがグリッパに関して回転され得ることにより達成される。
【００１８】
本発明の基礎にある目的は、この方式で十分に達成される。
【発明の効果】
【００１９】
マガジン位置と作業位置の間でツールホルダの位置的に正確な搬送が可能となる。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本願の発明者等は、静止した作業スピンドルとの迅速なツール変更もまた可能であり、これは、他方で、ツールホルダがツール受容部内にクランプされた後まで、方向決め手段が行動を開始させないことを認識した。ツールホルダは更に公知の方向決めでツール受容部に挿入され得るが、そこではそれが要求されている摺動ブロックの検索走行無しで直ぐに適所にクランプされ得る。方向決め手段は、さらに解放されて作業スピンドルは操作スピードまで達せられる。
【００２１】
これに関して、ツール変更の新規なコンセプトは、空間的に固定されたストップに対して駆動される公知のグリッパでは実現され得ないことに注意すべきである。なぜなら、ツールホルダがツール受容部に完全に導入される前に、公知のグリッパの方向決め手段は必ず既に解放されているからである。それゆえ、たとえ公知のグリッパが静止した作業スピンドル内のツールホルダの変更に使用される場合であっても、ツール変更の間の所定時間、ツールホルダは公知のグリッパやツール受容部に非回転方式で保証されない操作状態となるだろう。もし仮にツールホルダがこの短い時間の間その周辺アラインメントで、例えば方向決め手段の解放により移動されることになるなら、それを静止したスピンドル内に連結させることはもはや不可能である。
【００２２】
静止したスピンドル内への挿入は、ツールホルダがツール受容部にクランプされたのち方向決め手段が解放されることによってのみにより可能である。
【００２３】
１つの発展において、もし、方向決め手段が、グリッパを作業スピンドルに関して移動させることにより、ツール受容部内にクランプされたツールホルダを解放するなら好ましく、方向決め手段は好ましくはラッチ手段として構成される。
【００２４】
この手段は、構造的に有利である。なぜなら、駆動ユニット又はグリッパの空間操作は、例えばラッチレバーを作動させる目的で要求されないからである。
【００２５】
この場合、もし方向決め手段が、グリッパに設けられてツールホルダの方向決めノッチに割り当てられる少なくとも１つのラッチ突起からなる場合は更に好ましい。
【００２６】
有利なのは、構造的に非常に単純なグリッパが実現され得るが、そこに少なくとも１つのラッチ突起を設ける必要があるだけということである。この場合、基準として設けられた位置決めノッチが、ツールホルダの方向決めノッチとして役割を果たし得る。
【００２７】
この様な構成において、グリッパの横方向の移動又は落下は、方向決め手段を解放させる目的に十分である。この手段は、それゆえ、構造的に有利なだけでなく、存在する工作機械の改良を可能にする。なぜなら、方向決め手段を解放する目的のため、グリッパの追加的な移動がシーケンス制御により容易にプログラムされ得るからである。
【００２８】
全体的に言えば、もしグリッパが複数のウェブを有し、これらが放射方向内側に突出してツールホルダに設けられたカラーに包囲方式で形成されたグリッパ溝に係合し、少なくとも１つの方向決めノッチがグリッパ溝内又はその近傍に好ましくは設けられ、少なくとも１つのラッチ突起がウェブ上又はその近傍に好ましくは設けられると好ましい。
【００２９】
従来構成の標準化されたツールホルダ及びグリッパが用いられ得ることが有利であり、それは少なくとも１つのラッチ突起をウェブ上に設けることを要求されるだけである。もっとも、方向決めノッチとラッチ突起が、互いに係合し得て再び解放され得る限りにおいて、ツールホルダの又はグリッパキャリアの周辺に要望どおりに配置されることも可能である。
【００３０】
更に、もしラッチ突起が上方にツール受容部に向いており、ツールホルダがツール受容部に挿入されるときに方向決めノッチが下方を向いていて、ラッチ突起は好ましくはウェブ上に締結された摺動ブロックとして構成され、方向決めノッチは位置決めノッチとして構成されると好ましい。
【００３１】
ツールホルダが回転方向に固定された方式でツール受容部にクランプされた後、摺動ブロックが位置決めノッチから自由になる程度にグリッパが単に下降しさえすれば良いということが有利である。
【００３２】
この場合、もし少なくとも２つのツール変更アームが設けられ、このグリッパが、マガジン位置と作業位置の両方でツールホルダ上に留まり、ツール変更アームが、作業スピンドルに関して長手方向に移動可能な方式で配置されたスリーブ上に好ましくは載置されるなら更に好ましい。
【００３３】
この手段は、例えばＤＥ４０３１９９７Ａ１及びＤＥ３３２０８５１Ａ１を参照すれば、それ自体公知でありその参照の開示は、ここで明確になされる。
【００３４】
新規な工作機械におけるツール変更は、この構造の場合に特に単純であることがわかる。スリーブが下方に移動されたとき、変更されるべきツールを備えたツール変更アームはスイングアウトされ、ツールホルダの回転軸が作業スピンドルの軸と並ぶようになっている。スリーブはさらに上方に移動され、その結果としてツールホルダがツール受容部内に入る。ツールホルダと作業スピンドルの間の周辺アラインメントが方向決め手段と作業スピンドルのシーケンス制御により規定されるため、ツールホルダはスリーブが上昇された後すぐにツール受容部にクランプされ得る。スリーブが短い距離の間再び更に下降され、その結果として、グリッパがツールホルダに留まりながらも方向決め手段が解放されツールホルダが回転可能である。
【００３５】
この種の工作機械の場合、もし位置決め表示器がグリッパに関してツールホルダの周辺アラインメントのために設けられ、表示器がツールホルダとグリッパの間のミスアラインメントを表示するなら一般的に好ましい。
【００３６】
この手段は、ツールホルダがミスアラインされた方式でツール受容部に挿入されることを防止する限りにおいて有利である。この種の位置決め表示器は、回転する作業スピンドル内に連結される工作機械に絶対に必要というわけではないが、静止した作業スピンドル内に連結される工作機械の場合に、それが安全性を増大させる。
【００３７】
もしツールホルダがマガジン位置にあるときに位置決め表示器がミスアラインメントを認識するなら好ましい。
【００３８】
本願の発明者等は、それがグリッパとツールホルダの間の周辺アラインメントをマガジン位置においてのみモニターするのに十分であることを認識した。なぜなら、ミスアラインメントはマガジン位置と作業位置の間の搬送において起こり得ないからであり、連結の工程において方向決め手段が係合状態にあるためである。
【００３９】
もし位置決め表示器に位置センサが割り当てられ、これがグリッパに関してツールホルダの周辺アラインメントを認識するなら更に好ましい。
【００４０】
起こり得るミスアラインメントを検出する目的で、単純な位置センサの使用がなされ得ることが有利である。これは、例えば、ツールホルダの溝に応じた磁気センサとしてもよい。
【００４１】
もしツール変更アームに配置されたツールホルダ用の覆いが位置決め表示器に割り当てられ、それによりツールホルダがそのマガジン位置で少なくとも部分的に包囲されて、位置決め表示器には好ましくはそこで位置センサが割り当てられ、これが、ツールホルダがツールホルダ用の覆いのマガジン位置に到達したか否かを認識するなら一般的に好ましい。
【００４２】
この手段は、構造的にも有利である。なぜなら、位置決め表示器がどの場合にもあるツールホルダ用の覆いに設けられ、その結果現存する工作機械が改良され得るからである。
【００４３】
もし位置センサが端部位置センサとして構成され、これが、ツールホルダがツールホルダ用の覆いのその所定のマガジン位置に達しないかどうかを表示するなら更に好ましい。
【００４４】
本願の発明者等は、もし例えば切粉及び冷媒が位置決めノッチ及び／又は摺動ブロックの動きを妨げてそれらが係合できないようになっている場合、先に使用状態にあったツールの交換の間にグリッパとツールホルダの間のミスアラインメントが起こるかもしれないことを認識した。もしツール変更アームが変更工程において極めて迅速に加速及びブレーキされるなら、このようなミスアラインメント、すなわち例えば傾斜が生じ、ツールホルダがもはやツールホルダ用の覆い内に導入され得ず、又は完全には導入され得ないようになる。
【００４５】
この場合、位置センサが、ツール変更アームのための作動ユニットに配置され、好ましくはツール変更アームが、マガジン位置のためのその所定位置に持ち上がったか否かを表示する終了位置センサとして構成されるなら好ましい。
【００４６】
ツールホルダがその予め決められたマガジン位置に到達したか否かを検知する目的で、ツールホルダ用の覆いに配置されるべき付加的な位置センサが絶対的に必要というわけではないことが有利である。これはなぜなら、ツールホルダがそのマガジン位置に完全には搬送され得ない場合、ツール変更アームがマガジン位置のためのその所定位置に持ち上がることもまた可能でないからである。ツール変更アームはどの場合でも終了位置センサによってひんぱんに検知されるため、終了位置センサから、ツールホルダとグリッパの間の起こり得るミスアラインメントについての情報を引き出す目的で、工作機械にある信号の利用が可能である。
【００４７】
もしここで、ツールホルダがグリッパに関してミスアラインメントされたときに、そのマガジン位置に持ち上がることを防止する防止要素が、位置決め表示器に割り当てられるなら、全体的に好ましい。
【００４８】
傾斜されたツールホルダだけでなく、僅かに回転されたツールホルダも認識されることが有利である。
【００４９】
上記に鑑みて、もし防止要素がラッチ要素を有し、これがツールホルダ用の覆いに配置されてこれにツールホルダのくぼみが割り当てられ、ラッチ要素が好ましくはツールホルダ用の覆いに配置され、ツールホルダが位置的に正確な方式でグリッパに保持されるときに、ツールホルダに形成された受け用スロットに係合し、ラッチ要素が好ましくは更にチューブ状のツールホルダ用の覆いと一体的に形成された形状要素として構成され、そこでは代わりに防止要素がツールホルダの突起に割り当てられた凹所からなるのが好ましい。
【００５０】
この手段は、１つのラッチ要素または凹所がツールホルダ用の覆い上又は内に形成されなければならないだけであり、もしツールホルダが正確に位置決めされると、対応するくぼみに係合でき又は相当する突起を受容でき、そうでなければ、ツールホルダがツールホルダ用の覆い内に完全に入り込むことを防止する点で、構造的に有利である。
【００５１】
これは、ツールホルダにとって、構造的に単純だが非常に有効な位置決め表示器を実現させ、これは工作機械の操作の間だけでなく、グリッパに新しいほうのツールホルダが装備されているときにも有利である。これはなぜなら、もし操作人員がツールホルダを位置的に正確な方式でグリッパ内に挿入しない場合、このツール変更アームはその所定のマガジン位置に持ち上がり得ず、これは工作機械のシーケンス制御を介して操作人員に直接表示され得るからである。
【００５２】
それゆえ、グリッパがミスアラインメント（整合ミス）の状態でツールホルダを装備することを防止する更なる安全手段をグリッパに設ける必要はない。これはなぜなら、例えば、標準化されたツールホルダは、しばしば２つの方向決めノッチを有し、これはそれらが１８０°ずれてグリッパに挿入されることができ、ツールホルダがグリッパに関して非回転方式で保持されることを方向決め手段が確実にすることを意味するからである。公知のグリッパの場合、ツールホルダが不適切な方向決めでクランプされることや、グリッパが不適切な方向決めのために正確に閉鎖されないことを防止する目的で、延長手段が設けられ、それが工作機械の操作の間開放可能であり、ツールから外れ得るようになっている。
【００５３】
新規なグリッパは、構造的に非常に単純で非常に信頼できる方式で構成され得るし、起こり得るミスアラインメントは、遅くとも新しく装備されたグリッパがマガジン位置内に上昇されているときに認識される。例えば、ＨＳＫについて、ツール受容部のツールホルダの位置決めのために実際に設けられる受け用スロットが、異なる深さであることで利用がなされ、それが、いわば防止要素によりそれが十分な深さを有する受け用スロット内に導入されるか否かがチェックされるようになっている。これはそれゆえ、わずかな自由度のミスアラインメントだけでなく、１８０°のミスアラインメントをも容易に認識可能にする。もし１つの位置決めノッチだけがツールホルダに設けられるなら、それがホルダ内に正確な角度で方向決めをして挿入されないと、ツールホルダは傾斜することになる。この傾斜により、ラッチ要素及びくぼみ又は凹所及び突起が、それぞれ、互いに係合することが防止される。
【００５４】
上記に鑑みて、本発明はまた、工作機械のためのツールホルダ用の覆いにも関連し、これは工作機械で使用されるべきツールホルダのくぼみ又は突起に割り当てられた防止要素を有し、防止要素は、好ましくはツールホルダ用の覆い内に配置され、更に好ましくはそれと一体的に形成される、好ましくはラッチ要素又は凹所として構成される。
【００５５】
新規なツールホルダ用の覆いに関連した利点は、新規な工作機械に関連して既に上記されている。
【００５６】
本発明は、さらに新規な工作機械のための上述の構成を備えたグリッパに関する。
【００５７】
更なる利点が詳細な説明と添付図面から理解できる。
【００５８】
上記した構成と以下にこれから説明されることは、それぞれ説明されたコンビネーションだけでなく、他のコンビネーション又はそれ自身本発明の範囲から逸脱することなく用いられ得るのは言うまでもない。
【実施例】
【００５９】
本発明の実施例は、図面に示されており、以下の詳細な説明により詳細に説明されている。
【００６０】
図１において、１０は工作機械を示し、その作業スピンドルが１１で部分断面方式により図示されている。作業スピンドル１１は、軸１２の周りに回転可能に載置されていて、これが矢印１３で示されている。
【００６１】
作業スピンドル１１は、その下端で円錐形のツール受容部（レセプタクル）１４を有し、その中に、例えばそのマガジン位置に１５で示されるようなツールホルダが挿入され得る。
【００６２】
ツールホルダ１５は、標準化された急斜テーパ１６を有し、これは一般に公知のツールホルダ用の覆い（シース）１７により飛散する切粉から保護されている。
【００６３】
急斜テーパ１６の下において、ツールホルダ１５は、厚みを帯びたカラー１８を有していて、これは丸く包囲して外側に開放したグリッパ溝１９を備えており、そこでツールホルダ１５がグリッパ２１により保持されている。ツールホルダ１５において、厚みを帯びたカラー１８はその底部でシャンク２２に隣接していて、そこで作業ツール（図１及び２には示されていない）が保持される。
【００６４】
グリッパ２１は、ツール変更アーム２３により保持されており、これはそれ自体公知の方式で、第１バー２４及び第２バー２５からなり、これらを通じてそれはスリーブ２６に載置され、これは、ツールスピンドル１１を包囲するスピンドルハウジング（図示せず）上で垂直方向に調整可能な方式で載置され、これは矢印２７で示されている。２つのバー２４及び２５はスリーブ２６に回転軸２８を介して載置され、グリッパ２１に接続されており、従来技術から公知の平行四辺形型ガイドが形成されるようになっている。
【００６５】
ツールホルダ用の覆い１７は、バー２４及び２５に回転軸２９を介して接続されている。バー２５は、更なる回転軸３１を介して、ピストン３３とシリンダ３４からなる作動ユニット３２に接続されている。シリンダ３４内でのピストン３３の位置は、位置センサ３５によって検出され、これは、終了位置センサとすることができ、ツール変更アーム２３及びそれゆえツールホルダ１５が、それらのマガジン位置、すなわち急斜テーパ１６がツールホルダ用の覆い１７のキャビティ３６内に来る位置まで持ち上がる程度に、ピストン３３がシリンダ３４内に運搬されたか否かを示す。
【００６６】
バー２４及び２５における平行四辺形型ガイド及びツールホルダ用の覆いの関節配置は、公知の方式で、ピストン３３が延ばされたときに、ツールホルダ１５が、回転軸１２と平行に配置されたその軸３７内に留まり、ツール受容部１４のもとで旋回され得ることを確実にするが、その目的のため、スリーブ２６は下方に移動されなければならない。軸１２及び３７が互いに一列に並んでいるときに、スリーブ２６は再び上方に移動され、ツールホルダ１５がその作業位置（図２に示される）に持ち上がり、そこで急斜テーパ１６がツール受容部１４に着座し、そこで公知の方式でクランプされる。
【００６７】
もっとも、軸３７がマガジン位置内で傾斜されてツールが放射方向外側に向くような構造も考えられる。
【００６８】
図１でも理解できるように、ツールホルダ１５はそのマガジン位置内で、ツール受容部１４から距離３８だけ横方向にずれていて、マガジン位置はまたツール受容部１４の上方に配置されている。
【００６９】
このような例えばＤＥ４０３１９９７Ａ１から公知の作業ツールの場合に、複数のツール変更アームが作業スピンドル１１の周りのスリーブ２６に配置され、グリッパ２１は、プッシュプルモードでツールホルダ１５をツール受容部１４内へ各場合に搬送し、機械加工工程の間ツールホルダ１５に留まっている。
【００７０】
３９で示される方向決め（オリエンテーション）手段が、ツールホルダ１５とグリッパ２１の間に設けられていて、ツールホルダをグリッパ２１内にマガジン位置と作業位置の間のその移送の間非回転方式で保証し、ツールホルダ１５を、それがツール受容部１４にクランプされた後にのみ解放し、それがグリッパ２１に関して作業スピンドル１１の回転により回転され得るようになっている。
【００７１】
これからより詳細に説明される方式で、図２に示された位置から少量だけ下降されたスリーブ２６により、方向決め手段３９の解放が行われる。
【００７２】
図２において、防止要素（ブロッキングエレメント）は、図１及び２の実施例ではラッチ要素４１として構成され、４０で示されている。これから説明される方式で、防止要素４０は、ツールホルダ１５が仮にグリッパ２１に関して周辺にミスアラインされた場合に、そのマガジン位置に持ち上がるのを防止する。この目的のため、図１及び２に示す実施例のラッチ（ラッチング）要素４１は、カラー１８に設けられた凹所に係合する。もしツールホルダ１５がグリッパ２１に関して回転されると、ラッチ要素４１はこの凹所に係合できず、これはツール変更アームが図１に示されるそのマガジン位置まで持ち上がる程十分遠くまでグリッパ２１が上方に移動され得ないことを意味している。マガジン位置からのこの逸脱は、位置センサ３５によって認識され、これはこのエラーを機械ツール１０のシーケンス制御装置に知らせる。
【００７３】
位置センサ３５及び防止要素４０は、それゆえグリッパ２１上のツールホルダ１５の周辺アラインメントのための位置決め表示器を形成する。この位置決め表示器は、それゆえ、ツール受容部１４から交換されたツールホルダ１５が、グリッパ２１の加速及びブレーキの間に回転され又は傾斜されるか否かを認識するだけではないが、これは例えばそれらが切粉又は冷媒により汚れてしまうため、方向決め手段３９はこれを防止できない。また、グリッパ２１にツールホルダ１５が装備されているときに、装備目的で延ばされたツール変更アーム２３がマガジン位置内に戻された場合に、起こりうる逸脱が直ぐに認識される。
【００７４】
方向決め手段は、図１及び２の中からグリッパ２１の平面図を示す図３に関連付けてより詳細に説明される。
【００７５】
グリッパ２１は、アーム４２を介してバー２４及び２５に接続されており、そこに第１ジョー４３が着座しており、これは第２折込ジョー４５に回転軸４４を介して接続されている。２つのジョー４３及び４５は、半円開口４７及び４８をそれぞれ有しており、これらはツールホルダ１５の外周（４６で示す）に合わせられ、その中にウェブ４９が突出し、これは放射方向内側に突出してグリッパ溝１９（図３には示されていない）に、一般に公知のように係合する。
【００７６】
装備目的で、グリッパ２１は図３に示された方式で開放され、その後ツールホルダが挿入され、ジョー４５は、閉鎖の後、ピン５１及びファスナ５２を介してジョー４３にロックされる。
【００７７】
ツールホルダ１５は、こうしてグリッパ２１に係留状態で載置される。
【００７８】
直径方向に互いに反対側にある２つのラッチ突起５３及び５４は、ウェブ４９上に配置されていて、かつ、図示された実施例においては、ウェブ４９上にねじ込まれた２つの摺動ブロックとして構成されている。このねじの図示は明確さの理由で省略されているが、摺動ブロックは、結合性、すなわち、例えば接着又は半田付け、或いは摩擦又はぴったり合うように作られた例えばクランプされるマテリアルジョイントとすることも可能である。
【００７９】
ラッチ突起５３及び５４には、ツールホルダ１５上の方向決めノッチ５５及び５６が割り当てられていて、これらのノッチは図３の突起の面から下方に開口している。この方式で、ツールホルダ１５は、いわばラッチ突起５３、５４に上から載置され、後者が方向決めノッチ５５、５６に係合し、ツールホルダ１５を非回転方式でグリッパ２１に保持する方式になっている。
【００８０】
図３内のツールホルダ１５は、中空テーパシャンクツールホルダ（ＨＳＫ）と言われていて、これは図４の側面に明らかにされているが、もっとも、方向決め手段は図１及び２に概略的に示されるように、ＨＳＫツールホルダに関連付けて以下に説明されるのと同様に、急斜テーパツールホルダ（ＳＫ）に作用する。
【００８１】
図４において理解できるように、方向決めノッチ５５は、下方に開放する方式でカラー１８に形成されている。さらに、図４はシャンク２２に締め付けられるマシニングツール５７を示している。
【００８２】
ツールホルダ１５は、中空のテーパシャンク５８を有しており、その上方に向いた開口５９で、クランプシステム６２のドロワーインテーパ６１が、図４の頂部で概略的に示されているように係合する。ツールホルダ１５がツール受容部１４に入るとき、ドロワーインテーパ６１が中空テーパシャンク５８に入り、拡張し、その過程で、ツールホルダ１５をツール受容部１４に更に引き込む。カラー１８は、その環状表面６３を作業スピンドル１１の端面６４に接触させる。環状表面６３と端部表面６４の間の平坦接触は、作業スピンドル１１の軸１２とツールホルダ１５の軸３７が一列に並ぶことを確実にする。
【００８３】
作業スピンドル１１とツールホルダ１５の間の周辺アラインメントが２つの受け用（キャッチ）スロット６５及び６６によって制御されていて、受け用スロット６５は受け用スロット６６よりも更に下方に切り欠かれていて、これは図５の断面図で特に直ちに理解され得る。図５は、更にまた、小さい冷媒パイプ６７を示しており、これはツールホルダ１５の内側に配置されていて、作業スピンドル１１内の冷却システムがツール５７に接続されることを確実にしている。
【００８４】
方向決めノッチ５５及び５６は、図５の断面図に示されていて、グリッパ２１とそのジョー４３及び４５は、ラッチ突起５３及び５４と共に、図３のＶ−Ｖ線に沿った断面形状で示されている。図５の右側において、グリッパ２１はなおその上方位置にあり、ラッチ突起５３は方向決めノッチ５５に係合し、ツールホルダ１５が回転され得ないようになっている。これは、ツールホルダ１５がツール受容部１４内に導入され、そこでクランプされる位置である。グリッパ２１は、さらにスリーブ２６の下降により下降され、これは図５の左側に示されており、そこではラッチ突起５４が方向決めノッチ５６から自由になっている。方向決めノッチ５５、５６は、位置決めノッチとして構成され、これらはマシニングツール５７の切削位置の周辺に割り当てられている。
【００８５】
マガジン位置と作業位置の間の搬送の間に、ツールホルダ１５の自重が、それをグリッパ溝１９内に突出したウェブ４９に休止させ、ラッチ突起５３及び５４が方向決めノッチ５５及び５６と係合状態にあり、ツールホルダ１５がグリッパ２１に関して回転され得ないようになっている。ツールホルダ１５がツール受容部１４内にクランプされた後、グリッパ２１が下降され、これは図５の矢印６８で示されている。これは、既述のように、スリーブ２６を下降させることにより又はツール変更アーム２３の更なる延長により、行われ得る。方向決め手段は、こうして、グリッパ２１に関連する回転のため、ツールホルダ１５を解放する。
【００８６】
ツール５７の挿入終了後、作業スピンドル１１はブレーキをかけられて停止し、グリッパ２１はその後上昇される。この工程で、ツールホルダ１５はその周辺地点に関して、ラッチ突起５３及び５４が方向決めノッチ５５及び５６と係合する方式でアラインされる。スリーブ２６が今や下降され、ツールホルダ１５がツール受容部１４から自由となるようになっている。ツール変更アームはその後マガジン位置内で旋回され、これが図１に示されており、もう１つのツール変更アームが、ツールホルダにより支持された新しいほうのツールを作業スピンドル１１内にクランプする目的で、延長される。
【００８７】
このツール変更は、高加速度で行われ、僅かだけでも、ツールホルダ１５が方向決め手段から外れる、すなわち周辺で傾斜され回転される危険があるようになっている。これは、特に切粉及び冷媒が方向決めノッチ５５及び５６内に又はラッチ突起５３及び５４上に蓄積された場合に起こる。
【００８８】
もし仮にこの起こり得るミスアラインメントが認識されなければ、ツールホルダ１５は、次に挿入されるとき、作業スピンドル１１内に位置的に正確な方式で挿入されず、それゆえそれはどうしても適所にクランプされ得ず、この場合、更に、クランプシステムへの損傷が排除され得ない。
【００８９】
これを防止する目的で、既に図１及び２を参照して論じられた位置決め表示器が設けられる。図１及び２のラッチ要素４１がツールホルダ用の覆い１７から下方に突出する一方で、図６において断面図で概略的に示されたツールホルダ用の覆い１７の場合、それはツールホルダ用の覆い１７の内側にラッチ要素６９として配置される。ラッチ要素６９は、形状要素としてツールホルダ用の覆い１７と一体的に形成される。
【００９０】
図６は、受け用スロット６５及び６６を備えたＨＳＫツールホルダ１５を、更に概念的に示す。受け用スロット６５は、受け用スロット６６よりも深く構成されていて、ラッチ要素６９がより深い受け用スロット６５に係合した場合にのみ、ツールホルダ１５がチューブ状ケース１７内でそのマガジン位置に持ち上がることができるようになっている。ツールホルダ１５がグリッパ２１内で回転されるとき、ラッチ要素６９はツールホルダ１５の前側に突き当たるか、或いはそれは十分でない深さの第２の受け用スロット６６内に１８０°回転して入る。いずれの場合もツールホルダ１５はそのマガジン位置に到達することはなく、これは、他方で、図１の中のツール変更アーム２３がそのマガジン位置に持ち上がり得ないことを意味し、これはその結果位置センサ３５によって認識される。
【００９１】
位置センサ３５とラッチ要素４１又は６９により形成される位置決め表示器は、それゆえ、オペレータによってグリッパ２１内に不適切に設置されたツールホルダ１５を識別する役割を果たすだけでなく、新規な工作機械１０の操作の間、ミスアラインされたツールホルダ１５が、適所にクランプされ得ず、そして恐らくクランプシステムが確実に損傷を受けるところで、ツール受容部１４内に導入されることも防止する。
【００９２】
本発明は、ＨＳＫツールホルダに関連して、図４から６で説明されたが、それはまたＳＫツールホルダ又は他のツールホルダにも適用可能である。図７は、ＳＫホルダ以外の図５及び６の結合図を示す。図７において、図４から６と同一の構成には同一の符号が使用されている。
【００９３】
ＨＳＫ及びＳＫツールホルダ１５の間の重要な差異は、図５に示された受け用スロット１５及び６６がＳＫツールホルダのカラー１８のところに配置されていることである。もっとも、図７において、より明瞭にするためそれらは描かれていない。図４から６に示されたＨＳＫツールホルダ１５と図７に示されたＳＫツールホルダ１５の間の更なる差異は、図３に示された方向決めノッチ５５及び５６について、唯一の方向決めノッチが設けられ、グリッパ２１のところで唯一のラッチ突起５３、すなわち１つの摺動ブロックが設けられるようになっていることである。ツールホルダ１５がグリッパ２１内に正確な方向決めで挿入されなかったので、方向決めノッチ５５は、図７で見ることはできない。
【００９４】
グリッパ２１内でのツールホルダ１５の回転配置は、ツールホルダ１５の長手軸３７がツールホルダ用の覆い１７の長手軸７１と並ばず、図７の後者に関して左に傾斜されることにつながる。
【００９５】
ＨＳＫツールホルダとＳＫツールホルダの間の更なる差異は、内部でクランプシステム６２のドロワーインテーパ６１が係合する中空テーパシャンク５８として急斜テーパ１６が具体化されていないが、締め付けボルト７２が急斜テーパ１６の上端内に捩じ込まれていて、図４のクランプシステム６２が締め付けボルト７２のヘッド７３を判断するが、それはヘッド７３を拡張せず、グリップすることである。
【００９６】
ツールホルダ用の覆い１７の上部において、防止要素４０として機能する凹所７４が設けられていて、長手軸３７及び７１が互いに並んだ場合、すなわち、ツールホルダ１５がグリッパ２１内に正確な方向決めで挿入された場合に、その凹所７４の中に締め付けボルト７２のヘッド７３が係合する。この角度方向決めのみにおいて、ツールホルダ１５は完全にツールホルダ用の覆い１７内に完全に受容され、これは度々述べられた位置センサ３５によって認識される。
【００９７】
図７に示されるように、ツールホルダ１５がグリッパ２１に関して回転されると、ヘッド７３は離れて傾斜されるため、それは凹所７４内に係合できず、前面７５に付き当たる。それゆえ、ツールホルダ１５はツールホルダ用の覆い１７内に完全に到達できず、これもまた既述の位置センサ３５により検知される。
【００９８】
もちろん、ＨＳＫツールホルダが図７のＳＫツールホルダと同様なミスアラインメントの場合に傾斜するような唯一の方向決めノッチ５５をそれに設けることも可能である。この場合、図６のツールホルダ用の覆い１７に、図７の凹所７４に対応する凹所が設けられ、ツールホルダ用の覆い１７とツールホルダ１５の長手軸が一致するときに、その凹所の中に図４のＨＳＫツールホルダの中空テーパシャフト５８が係合可能である。
【００９９】
図７の実施例で、ボルト７２のヘッド７３は、こうして凹所７４内に係合する突起として作用する。ツールホルダ１５のもう１つのサイトにおいて、ツールホルダ用の覆い１７のところで各凹所と共に作用する突起を設けることはもちろん可能である。
【０１００】
この程度まで説明された工作機械の場合、ツールホルダ１５とグリッパ２１の間に設けられた方向決め手段は、それゆえ、ツールホルダ１５が正確な周辺アラインメントで静止した作業スピンドル１１内に導入されることができ、そこで直ぐにクランプされ得ることを確実にする。グリッパ２１の下降は、方向決め手段が解放されることにつながり、作業スピンドルが操作スピードまで到達され得るようになっている。
【０１０１】
位置センサ３５及びラッチ要素４１又は６９から形成される位置決め表示器は、ツールホルダ１５の周辺アラインメントをそのマガジン位置でモニターし、操作の間のグリッパ２１の不適切な取付けとツールホルダ１５の回転又は傾斜の両方が認識され得るようになっている。この場合、位置決め表示器に位置センサ３５を割り当てることは絶対に必要というわけではない。別体の位置センサをツールホルダ用の覆いにフィットすることも可能であり、もし適当であれば、ラッチ要素４１及び６９を省略しても良いようになっている。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】新規な工作機械を部分長手断面で示し、そこではツール変更アームがそのマガジン位置にある。
【図２】図１の説明であるが、ツール変更アームは作業位置にある。
【図３】図１及び２から、工作機械で使用されるグリッパを、平面図でジョーを解放して示す。
【図４】図３のグリッパ内に挿入されるべき中空テーパシャンクツールホルダを、側面図で示し、ツール受容部の領域に作業スピンドルが概念的に描かれている。
【図５】図４の中空テーパシャンクツールホルダを、図３のＶ−Ｖ線に沿った長手断面で示す。
【図６】図４のツールホルダを側面図でツールホルダ用の覆いと共に概念的に示し、これもまた概念的に断面表現で示されている。
【図７】図５及び６の組み合わせを、ＨＳＫの代わりにＳＫツールホルダで示す。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  工作機械
１１  作業スピンドル
１２  軸
１４  ツール受容部
１５  ツールホルダ
１６  急斜テーパ
１８  カラー
１９  グリッパ溝
２１  グリッパ
２３  ツール変更アーム
２４  第１バー
２５  第２バー
２６  スリーブ
３３  ピストン
３４  シリンダ
３５  位置センサ
４０  防止要素
４１  ラッチ要素
４９  ウェブ
５３、５４  ラッチ突起
５５、５６  方向決めノッチ
６１  ドロワーインテーパ
６２  クランプシステム
６５、６６  受け用スロット
６９  ラッチ要素
７２  締め付けボルト
７３  ヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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