(57)【要約】【課題】設置空間を拡大せずに既知の工具マガジンより多くの工具を受容可能な工具マガジン及び工具マガジンの工具変更方法を提供する。【解決手段】工作機械の工具主軸に配置するために提供される複数の工具を受け入れる工具マガジン、及び工具マガジンを使用して工具を変更する方法が提案される。工具マガジンは、機械基部に固定されたガイドレール（５）と、ガイドレール（５）にスライド可能に取り付けられたマガジンキャリッジ（７）と、マガジンスライド上にシャフト回転軸線（１３）回転可能なマガジンシャフト（９）、マガジンキャリッジ（７）に配置されていて、シャフト回転軸線（１３）周りに回転可能なマガジンシャフト（９）を持つロータリー駆動部（８）と、マガジンシャフト（９）に回転不能に設けられていて、複数の工具ホルダ（１４）を持つ、少なくとも２つのマガジンホイール（１０、１１、１２）と、ガイドレール（５）を横切って、移送軸線（１９）に沿って直線的に変位可能な移送装置（１８）と、を備え、移送装置（１８）は、マガジンホイール（１０、１１、１２）の工具ホルダ（１４）の１つに配置された工具（１５）を取り上げて工具主軸（３）に移送し、又はその逆に戻る。
2020533183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
工作機械の工具主軸に配置するために備えられた複数の工具を収容する工具マガジンは
機械基部（６）に固定配置されたガイドレール（５）と、
ガイドレール（５）に移動可能に取り付けられたマガジンキャリッジ（７）  と、
マガジンキャリッジ上に配置された回転駆動装置（８）とを備え、回転駆動装置は、マガジンスライド上に回転可能に配置されたマガジンシャフト（９）にトルクを伝達し、シャフト回転軸線（１３）を中心にマガジンシャフト（９）を回転させ、
マガジンシャフト（９）に回転不能に配置された少なくとも２つのマガジンホイール（１０、１１、１２）  と、
各マガジンホイール（１０、１１、１２）に少なくとも２つの工具ホルダ（１４）と、その場合各工具ホルダ（１４）がちょうど１つの工具（１５）を収容し、
機械基部（６）の移送軸線（１９）に沿ってガイドレール（５）に対して横方向で直線的に移動可能な、工具（１５）を備えた移送装置（１８）とを備え、
移送装置（１８）は、マガジンホイール（１０、１１、１２）の工具ホルダ（１４）の１つに配置されている工具（１５）を受け取り、受け取った工具（１５）を移送軸線（１９）に沿って工具ホルダ（１４）から離れて工具主軸（３）に向かって移送して、工具主軸（３）に配置し、そして、移送装置（１８）は、工具主軸（３）に配置されている工具（２５）を受け取り、移送軸線（１９）に沿って工具主軸（３）から離れて、マガジンホイール（１０、１１、１２）の自由な工具ホルダ（１４）に向かって移送して、自由な工具ホルダ（１４）に工具（２５）を配置する、
工具マガジン。
【請求項２】
移送装置（１８）は、
移送装置（１８）が工具主軸（３）に最も近い位置にあり、工具主軸（３）に配置された工具（２５）を受け取るか、又は工具主軸（３）上の工具（１５）を工具主軸（３）に配置する、主軸位置と、
移送装置（１８）が移送装置（１８）に向いているマガジンホイール（１０）の工具ホルダ（１４）に配置された工具（１５）を受け取り、又はマガジンホイール（１０）の自由な工具ホルダ（１４）に工具（２５）を配置する工具（２５）を受け取る、工具変更位置と、
の少なくとも２つの最終位置を持ち、そして、
移送装置（１８）は、移送軸線（１９）に沿って、主軸位置と工具変更位置との間で直線的に変位可能である
ことを特徴とする請求項１に記載の工具マガジン。
【請求項３】
移送装置（１８）は、第３の最終位置として、主軸位置と工具変更位置との間に中間位置を有し、中間位置で、マガジンホイール（１０、１１、１２）が移送装置（１８）と自由に交換することなく回転する、
ことを特徴とする請求項２に記載の工具マガジン。
【請求項４】
マガジンホイール（１０、１１、１２）は工具ホルダ用の移送位置を有し、
移送位置において、移送位置にある工具ホルダ（１４）が、
工具ホルダ（１４）に配置された工具（１５）が工具変更位置における移送装置（１８）に配置可能となるか、又は工具ホルダがない場合、移送装置に配置された工具が、工具ホルダに配置可能となるように、移送装置（１８）の工具変更位置のすぐ隣に配置されることと、
マガジンホイール（１０、１１、１２）の各工具ホルダ（１４）が移送位置に移動可能ように、マガジンホイール（１０、１１、１２）が、ガイドレール（５）に沿って移動可能であり、シャフト回転軸線（１３）を中心にマガジンシャフト（９）とともに回転可能であることと
を特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の工具マガジン。
【請求項５】
全てのｎ個の工具ホルダには、ｎ個のマガジンホイール（１０、１１、１２）とｍ個の工具ホルダ（１４）を備え、工具マガジン（１）は、合計ｍ−ｎ＋１の工具（１５、２５）を収容することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の工具マガジン。
【請求項６】
各マガジンホイール（１０、１１、１２）の工具ホルダ（１４）の１つは、工具が移送装置又は工具主軸に配置されている場合、工具がないことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の工具マガジン。
【請求項７】
マガジンキャリッジ（７）をガイドレール（５）に沿って移動させるリニア駆動部を備えることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の工具マガジン。
【請求項８】
複数のマガジンホイール（１０、１１、１２）はマガジンシャフト（９）上で互いに平行に配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の工具マガジン。
【請求項９】
少なくとも３つのマガジンホイール（１０、１１、１２）が装備されていて、２つの隣り会うマガジンホイール（１０、１１、１２）間は、等距離であることを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の工具マガジン。
【請求項１０】
マガジンシャフト（９）は、少なくとも１つの回転軸受（２４）に収容され、マガジンキャリッジ（７）に支持されていることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の工具マガジン。
【請求項１１】
マガジンホイール（１０、１１、１２）の工具ホルダ（１４）は、工具モジュール（１７）とともに工具（１５）を収容し、工具モジュール（１７）には、各工具（１５）が冷媒分配機（１６）と共に配置されていることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の工具マガジン。
【請求項１２】
マガジンシャフト（９）は、ガイドレール（５）とほぼ平行に配置されていることを特徴とする請求項１から１１のいずれか一項に記載の工具マガジン。
【請求項１３】
各工具ホルダ（１４）は、工具（１５）がマガジンシャフト（９）に平行な工具軸線に配向するように、工具（１５）をちょうど１つ取り上げることを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載の工具マガジン。
【請求項１４】
移送装置（１８）は、ガイドレール（５）に対して実質的に直交に、移送軸線（１９）に沿って直線的に変位可能となるように機械基部（６）上に配置されることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載の工具マガジン。
【請求項１５】
マガジンシャフト（９）が、工具主軸とほぼ平行に配置されていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載の工具マガジン。
【請求項１６】
請求項１から１５のいずれか一項に記載の工具マガジン（１）を備える加工機械（２）は、少なくとも１つの自由な工具ホルダ（１４）を各マガジンホイール（１０、１１、１２）に設けられている、工具主軸を有する加工機械（２）において工具を交換する方法において、
工具主軸（３）に最も近い位置にある主軸位置に移送装置（１８）を配置して、移送装置（１８）によって工具主軸（３）に配置された第１工具（２５）を受け取ることと、
工具主軸（３）に配置すべき第２の工具（１５）を収容するマガジンホイール（１０）の自由な工具ホルダ（１４）が、移送装置（１８）に配置された第１の工具（２５）を自由な工具ホルダ（１４）に配置可能である移送位置に位置するように、マガジンホイール（１０、１１、１２）の回転とマガジンキャリッジ（７）の変位との少なくとも一方を行うことと、
工具主軸（３）から離れて、工具交換位置へ移送軸線（１９）に沿って移送装置（１８）を工具交換位置に移動することであって、工具交換位置では、移送装置（１８）が第２工具（１５）を持ってマガジンホイール（１０）に最接近していて、そして、移送位置では、一方で第１工具（２５）を持っている移送装置（１８）と、他方で第２工具（１５）を持っているマガジンホイール（１０）の自由な工具ホルダ（１４）とが互いにすぐに対向する、移送装置（１８）を移送軸線（１９）に沿って移動することと、
移送装置（１８）に配置されている第１工具（２５）を、第２の工具（１５）を持っている自由な工具ホルダ（１４）に置くことと、
第２の工具（１５）を持つマガジンホイール（１０）を、第２の工具（１５）を持つ工具ホルダが移送位置になるまで回転することと、
移送装置（１８）に第２の工具（１５）を置くことと、
移送軸線に沿ってマガジンホイール（１０）から離れて工具主軸（３）に向かって、第２の工具（１５）を有する移送装置（１８）が主軸位置になるまで、移送装置（１８）を移動することと、
第２の工具（１５）を工具主軸（３）に置くことと
を備えることを特徴とする、方法。
【請求項１７】
第１の工具（２５）の配置と第２の工具（１５）の取り上げとの間で、移送装置（１８）は、マガジンシャフトから中間位置まで移送軸線（１９）に沿って移動し、そのときマガジンシャフト（９）は、工具ホルダから第２の工具（１５）を取り上げるために、第２の工具（１５）が移送位置にあり、移送装置（１８）が続いて工具変更位置に戻されるまで、回転されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
第１の工具（２５）を工具主軸（３）から移送装置（１８）に配置することと、移送装置（１８）を工具主軸（３）からマガジンシャフト（９）の方向に移動することとが、第２の工具（１５）を持つマガジンホイール（１０）の移動と移送位置にあるこのマガジンホイール（１０）の自由な工具ホルダ（１４）の配置と同時に、行われることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の方法。
【請求項１９】
第２の工具（１５）が工具主軸（３）に配置された後、移送装置（１８）は移送軸線（１９）に沿って移動し、工具主軸（３）から外れているアイドリング位置に配置されることを特徴とする請求項１６から１８のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、工作機械の工具主軸上に配置するために提供される複数の工具を収容する工具マガジン、及び工具マガジンを使用して工具を交換する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
工具主軸を備えた工作機械は、加工物の加工、例えば穿孔、フライス加工、研削、旋削、研磨、ねじ切りなどに使用される。多くの場合、加工物を加工する際に異なる工具が必要である。加工に応じて、これらの工具は工具主軸に配置される。機械加工に必要な工具は、工具マガジンで入手可能である。工具マガジンには移送装置が装備されている。移送装置は、工具主軸に既に配置されている最初の工具を工具主軸から取り外し、工具マガジンに移動してそこに置き、工具マガジンから２番目の工具を取り外し、工具主軸に移動して工具主軸に配置する。そのような工具マガジンは、特許文献１に既知である。この文書は、研削盤用の工具マガジンを開示する。工具マガジンには、研削主軸に平行な工具マガジン軸を中心に回転可能なマガジンホイールが装備されている。マガジンホイールには複数のホルダがあり、各ホルダは工具を有している。移送装置が移動可能に設けられている。移送装置は、研削主軸とマガジンホイールの間を、粉砕主軸線に垂直に走る移送方向に前後に移動する。研削主軸から工具を取り外し、工具マガジンの工具と交換する。工具を移送装置からマガジンホイールに、又はその逆に移送可能にするように、空いているホルダ又は工具を位置させるため、マガジンホイールは回転される。工具マガジンで使用可能な工具数は、マガジンホイールによって予め決まる。提供する工具の数を増やす場合、マガジンホイールの半径を大きくする必要がある。工具マガジンは通常、同じ機械基部の同じ筐体内の工具主軸のすぐ隣りに設けられる。マガジンホイールの半径が大きくなるならば、これは、工具主軸とは別に追加のスペースを使用可能にする必要があることを意味する。このスペースは通常、指定された筐体では残っていない。したがって、マガジンホイールの半径の増加は、通常、筐体の拡大を伴う。工具マガジン軸を備えたマガジンホイールは研削主軸線に平行に配置されているため、工具マガジン内の工具数の増加は、工具主軸線に垂直な平面での工作機械の筐体の拡大を意味する。これは、工作機械が使用場所に設置されると、より大きな空間を占有することを意味する。
【０００３】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２５６７７８３号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の架台は、マガジンホイールの軸に垂直な平面内でより大きなスペースを取ることなく、マガジンホイールを備えた既知の工具マガジンよりも多くの工具を受容可能な工具マガジン及び工具マガジンの工具交換方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この課題は、請求項１の機能を備えた工具マガジンによって達成される。工具マガジンは、ガイドレールに沿って移動可能なマガジンキャリッジを備えることを特徴とする。マガジンキャリッジにはロータリー駆動部が設けられ、マガジンシャフトにトルクを伝達し、シャフト回転軸線を中心にマガジンシャフトを回転させる。少なくとも２つのマガジンホイールがマガジンシャフトに回転可能に設けられている。つまり、マガジンシャフトが回転すると、マガジンホイールが一緒に回転する。マガジンホイールは全て、マガジンシャフトとともにシャフト回転軸線を中心に回転する。マガジンホイールはマガジンシャフト上に並んで配置され、軸方向に間隔を空けている。各マガジンホイールには、いくつかの工具ホルダが装備されている。各工具ホルダは、１つの工具を正確に収容可能である。工具ホルダに工具がないとき、工具ホルダは自由な工具ホルダという。工具マガジンは、機械基部に移動可能に設けられている移送装置も備える。これは、工具主軸とマガジンホイールの間で、移送軸に沿って移送方向及びその反対に移動可能である。移送方向はガイドレールを横断する。移送軸線とガイドレールは、所定の角度で交差している。移送装置は、工具ホルダの１つに配置された工具を受け取り、それを工具ホルダから移送方向に移送して工具主軸に送る。移送装置はそこに工具を配置する。工具主軸上の工具を交換する場合、移送装置は工具主軸に配置されていた工具を取り上げ、移送方向と反対方向に、工具主軸からマガジンホイールの自由な工具ホルダに移動し、自由な工具ホルダに置く。
【０００６】
工具マガジンに、工具を受け取る工具ホルダの数を増やすために、マガジンシャフトに複数の工具ホイールが配置されている。マガジンシャフトとマガジンホイールとを備えるユニットは、ガイドレールに沿って移動可能に取り付けられているマガジンキャリッジ上にロータリー駆動部とともに設けられている。各マガジンホイールの半径は、既知の工具マガジンのマガジンホイールの半径よりも比較的大きくても小さくてもよい。したがって、シャフトの回転軸線に垂直な平面内の工具マガジンの大きさは、１つのマガジンホイールを備えた既知の工具マガジンの範囲と同じくらいの大きさ、場合によってはより小さい。工具マガジンキャリッジが、ガイドレールに沿って変位可能に取り付けられて、工具マガジンは、マガジンホイールを持つ既知の工具マガジンよりもより長い延長を示すが、この延長は、工具主軸線に平行であるか、又は工具主軸線に対して傾いている。いずれにせよ、工作機械はこの方向に大きく延在する。実質的に工具主軸線に平行であるか、ある角度で延在するガイドレールの方向の工具マガジンのサイズが、この方向の工作機械のサイズよりも小さいか同じである限り、本発明による工具マガジンを備えた工作機械は、設置時に、既知の工具マガジンを持つ工作機械よりも、占有スペースは小さい。したがって、本発明による工具マガジンを使用すると、工具マガジンを備えた工作機械が使用場所での設置中により大きなスペースを占めることなく、工具を収容するためのより多くの工具ホルダが利用可能になる。
【０００７】
本発明の有利な実施形態によれば、移送装置は、少なくとも２つの最終位置、すなわち、主軸位置及び工具変更位置を備える。主軸位置では、移送装置は工具主軸に最も近い位置にある。この位置で、移送装置は工具主軸に配置されている工具を取り上げるか、又は工具主軸に工具を置く。工具変更位置では、移送装置はマガジンシャフトに最も近い位置にある。特に、工具変更位置には、マガジンシャフトに最も近い位置で工具を受け取る移送装置の収容装置がある。工具変更位置では、移送装置は、それに隣接するマガジンホイールの工具ホルダに配置された工具を受け取るか、又はそれに対向するマガジンホイールの自由な工具ホルダに工具を配置する。移送装置は、主軸位置と工具変更位置の間を移送方向に、又は移送方向とは逆に、直線的に移動可能である。
【０００８】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、移送装置は、第３の最終位置として、主軸ス位置と工具変更位置との間に位置する中間位置を有する。中間位置では、マガジンホイールが移送装置と工具変更を自由に回転するように、移送装置が配置される。この中間位置において、移送装置が共に配置され、移送装置は、好ましくは、マガジンホイールの１つに第１の工具を配置した後、そして第１の工具はマガジンホイールから第２の工具を取り上げる前に配置される。これらの２つの動作の間に、マガジンシャフトがマガジンホイールとともに回転し、第２の工具が移送装置によって取り上げられる移送位置に移動する。
【０００９】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、移送装置は、工具変更が完了したときに移送方向が移動するアイドリング位置を有する。アイドリング位置は、移送装置のさらなる終了位置である。アイドリング位置は主軸位置から外れているため、移送装置は、工具を装備した工具主軸による加工物の加工を妨げない。したがって、工具変更が完了し、工具が工具主軸に配置された後、移送装置は移送方向と反対にアイドリング位置に移動する。移送装置は、工具変更が再度実行されるまでそこにとどまる。交換する工具を工具主軸から取り外すために、そこから工具変更中に工具主軸に移動する。アイドリング位置は中間位置と一致してもよい。
【００１０】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、移送装置のアイドリング位置は、主軸位置と工具変更位置との間にある。アイドリング位置は中間位置と一致してもよい。
【００１１】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、移送装置のアイドリング位置は工具変更位置に一致する。したがって、工具変更が完了し、工具が工具主軸に置かれると、移送装置は、移送方向と反対方向に、マガジンシャフトに最も近い位置に戻される。移送装置は、工具変更が再度実行されるまでそこにとどまる。改めて工具変更となると、交換すべき工具を工具主軸から取り外すために、アイドリング位置から工具主軸に移動する。
【００１２】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、マガジンホイールは、工具ホルダのための移送位置を有する。この移送位置では、移送位置にある工具ホルダは、移送装置の工具変更位置のすぐ隣に配置されるため、この工具ホルダに配置された工具は、工具変更位置にある移送装置に配置可能である。あるいは、移送装置に配置された工具が工具ホルダに配置可能である。マガジンホイールは、ガイドレールに沿って移動し、マガジンシャフトの回転軸線を中心にマガジンシャフトと一緒に回転して、マガジンホイールの各工具ホルダを移動位置に移動可能である。有利には、一度に正確に１つの工具ホルダが移送位置にあるため、同時に複数の工具ホルダが移送位置にあることはできないこととする。
【００１３】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、工具マガジンは、ｎ個のマガジンホイールと、ｎ個全てのマガジンホイールにｍ個の工具ホルダとを有する。工具マガジンには、合計ｍ−ｎ＋１個の工具がある。これにより、工具が移送装置又は工具主軸に配置されている場合、１つの工具ホルダが各マガジンホイール上で空いている状態を保つことが可能である。
【００１４】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、工具が移送装置又は工具主軸に配置されていると、各マガジンホイールの工具ホルダには工具がない。つまり、各マガジンホイールには常に空いているールホルダが用意されているため、工具を交換する場合、工具主軸に元々配置されていた工具をマガジンホイールに配置してから、同じマガジンホイールから別の工具を取り外すことが可能である。
【００１５】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、工具マガジンは、マガジンスライドをガイドレールに沿って移動させるリニア駆動部を備えている。
【００１６】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、マガジンホイールはマガジンシャフト上で互いに平行に配置される。マガジンシャフトから、工具ホルダはマガジンホイールに半径方向に配置される。
【００１７】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、工具マガジンは少なくとも３つのマガジンホイールを備える。隣り合う２つのマガジンホイール間の距離は等しい。
【００１８】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、マガジンシャフトは少なくとも１つの回動軸受に収容され、マガジンスライド上に支持される。したがって、マガジンシャフトはマガジンキャリッジにしっかりと確実に保持される。マガジンキャリッジを支持する回動軸受を２つのマガジンホイールの間に配置してもよい。
【００１９】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、マガジンホイールの工具ホルダは、工具モジュールとともに工具を収容する。工具は、冷媒分配器と一緒に工具モジュールに配置される。工具と冷媒分配器とを備えた工具モジュールにより、冷媒分配器を装備した工具を工具主軸に簡単に配置可能である。
【００２０】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、マガジンシャフトは、ガイドレールと本質的に平行に整列している。
【００２１】
本発明のさらなる有利な実施形態によれば、各工具ホルダは、工具がマガジンシャフトに平行なその工具軸と整列するように、正確に１つの工具を収容する。
【００２２】
本発明の別の有利な実施形態によれば、移送装置は、ガイドレールに対して実質的に垂直に、移送軸線に沿って直線的に変位可能となるように機械基部上に配置される。したがって、搬送方向とガイドレールは互いに直行する。
【００２３】
本発明のさらなる有利な実施形態によれば、マガジンシャフトは、工具主軸と本質的に平行に整列される。
【００２４】
請求項１６の特徴を備えた本発明による方法は、工具主軸に配置された第１の工具がマガジンホイールの工具ホルダに配置された第２の工具に迅速かつ容易に交換されることを特徴とする。工具マガジンの各マガジンホイールには、自由な工具ホルダがある。この方法を実行するとき、第２の工具を持つマガジンホイールは、その自由な工具ホルダを移送位置に移動する。移送位置にある工具ホルダは、移送装置の工具変更位置のすぐ近くに位置している。その間、移送装置は工具主軸に移動し、主軸位置になる。この主軸位置では、移送装置は工具主軸のすぐ脇に位置する。移送装置は、それから、工具主軸に配置されている第１の工具を引き継ぐ。次いで、移送装置は、工具変更位置まで、移送方向とは反対の方向に第１の工具とともに動かされる。これで、第１の工具を伴う移送装置は工具変更位置にあり、第２の工具を持つマガジンホイールの自由な工具ホルダが移送位置にある。この位置では、第１の工具と自由な工具ホルダが互いに向かい合って配置される。移送装置は、第１の工具を自由な工具ホルダに置くので、その結果、移送装置が空き、それまで空いていた工具ホルダに第１の工具が置かれる。次に、第２の工具が移送位置になるまで、マガジンシャフトが全てのマガジンホイールとともに回転する。次に、第２の工具工具を移送装置に置く。これにより、それまで第２の工具が入っていた工具ホルダが解放され、移送装置に第２の工具が配置される。次に、移送装置は、第２の工具を伴って、マガジンシャフトとマガジンホイールから離れて工具主軸に向かって移送方向に沿って移動する。移送装置が主軸位置に達すると、第２の工具が工具主軸に配置される。その後、工具の変更が完了する。
【００２５】
本発明のさらなる有利な実施形態によれば、移送装置は、はじめに、工具ホルダへの第１の工具の投入と第２の工具の受け取りとの間で、移送方向にマガジンシャフトから離れるように動かされ、工具変更位置と主軸位置との間の中間位置に留まる。それから、マガジンシャフトは、第２の工具が移動位置にくるまで回転される。
次に、工具ホルダから第２の工具を取り上げるために、移送装置を工具変更位置に戻す。移送装置は、移送装置が中間位置に移動することによりマガジンホイールから外れ、マガジンホイールの回転が移送装置によって損なわれないようにする。マガジンホイールからの移送装置が外れることは、マガジンホイール間の距離がシャフト回転軸線の方向における移送装置の延長よりも短い場合に、特に有利である。
【００２６】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、第１の工具が工具主軸から移送装置上に置かれることと、移送装置がマガジンシャフトの方向に工具主軸から離れることとは、第２の工具を持つマガジンホイールの移動及び自由な工具ホルダの移送位置への配置と同時に、実行される。これにより、工具変更プロセスが高速化される。よって、マガジンホイールが１つしかない工具マガジンを使用するよりも、工具変更に時間がかからない。
【００２７】
本発明のさらに有利な実施形態によれば、第２の工具が工具主軸上に置かれた後、移送装置は移送方向とは反対の方向に動かされ、工具主軸から離れたアイドリング位置に配置される。工具変更が再度実行されるまで、移送装置はアイドリング位置にとどまる。アイドリングは工具主軸から離れた位置にあるため、移送装置は工具主軸による加工物の加工を妨げない。
【００２８】
本発明のさらなる利点及び有利な実施形態は、以下の説明、図面及び特許請求の範囲に見出せるであろう。
【００２９】
図面では、本発明の実施形態が以下のように示され、説明される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】工具主軸及び工具マガジンを備えた工作機械の斜視図である。
【図２】工具主軸及び工具マガジンを備えた図１の工作機械の正面図である。
【図３】工具主軸及び工具マガジンを備えた図１の工作機械の上面図である。
【図４】工具主軸及び工具マガジンを備えた図１の工作機械の側面図である。
【図５】工具マガジンが、工具を持たずにマガジンホイールに配置されている移送装置とともにある、工具主軸及び工具マガジンを備えた図１の工作機械の図である。
【図６】図５の工作機械の正面図である。
【図７】移送装置が、工具主軸とマガジンホイールとの間に配置されている、図５による工作機械を示す。
【図８】工具が移送装置にあり、移送装置が主軸位置にある、図５の工作機械を示す。
【図９】移送装置が工具変更位置にある、図８の工作機械を示す。
【図１０】移送装置が中間位置にある、図８の工作機械を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１から図１０は、工作機械２に配置された工具マガジン１を示している。工作機械２は、主軸線４を中心に回転するように駆動される工具主軸３を有する。工具マガジン１は、工作機械２に共通の機械ベース６に配置されたガイドレール５を有する。工具マガジン１は、ガイドレール５上に直線的に変位可能に配置されたマガジン摺動部７をさらに備える。ガイドレール５は、マガジンキャリッジ７を移動可能な直線軸を規定する。マガジンキャリッジ７には、ロータリー駆動装置８と、マガジンシャフト９と、３つのマガジンホイール１０、１１、１２とが配置されている。ロータリー駆動装置８は、マガジンシャフト９を駆動して、そのシャフト回転軸線１３を中心に回転させる。シャフト回転軸線１３は、ガイドレール５に平行である。３つのマガジンホイール１０、１１、１２は、マガジンシャフト９がそのシャフト回転軸１３の周りを回転するとき、３つ全てのマガジンホイール１０、１１、１２がシャフト回転軸１３を中心に回転するようにマガジンシャフト９に配置される。３つのマガジンホイール１０、１１、１２のそれぞれに、６つの工具ホルダ１４が装備されている。図１から図４では、マガジンホイール１０、１１、１２ごとに、６つの工具ホルダの１つの工具ホルダは、空いている。  図１から図４の移送装置には別の工具が配置されている。工具が配置されていない場合、工具ホルダは空いている。図１から図４では、研削ホイールが、工具モジュール１７上の冷媒分布装置と共に、工具１５として他の工具ホルダに配置されている。工具モジュール１７は、マガジンホイール１０、１１、１２の工具ホルダ１４に配置される。
【００３２】
図５から図１０において、概観を見やすくするため、マガジンホイール１０、１１、１２の全ての工具ホルダ１４に工具はない。したがって、マガジンホイール１０、１１、１２と、マガジンホイール１０、１１、１２の工具ホルダ１４が、より明確に区別可能である。図５から図７では、移送装置にも工具はない。工具１５は、図８から図１０の移送装置に配置されている。
【００３３】
シャフト回転軸線１３と、ガイドレール５と、主軸線４とは平行に走っている。研削ホイールは、研削ホイールの工具軸が主軸と平行になるように、マガジンホール１０、１１、１２に配置される。工具軸は、マガジンホイール１０、１１、１２から工具主軸３に移動して戻っている間でも、主軸線４と平行に整列したままである。シャフト回転軸線１３とガイドレール５とは、図示の例示的実施形態では主軸線４に平行であるため、研削ホイールの工具軸も、シャフト回転軸線１３とガイドレール５とに平行に延在している。
【００３４】
移送装置１８は、機械基部６上に、直線的に移動可能に配置されている。移送装置１８が移送方向２０に沿って移送方向２０に移動可能な直線軸線は、主軸線４と、ガイドレール５と、シャフト回転軸線１３とに垂直に延在する。これを移送軸線１９とする。移送軸線１９に沿った直線変位のために、機械基部６には、移送装置が摺動可能に受け入れられる移送装置ガイドレール２１が装備されている。移送装置１８は、上向きの移送アーム２２と、その上に配置された、工具２５用の収容装置２３とを有する。
【００３５】
移送装置１８は、工具１５、２５をマガジンホイール１０、１１、１２から工具主軸３へと、その逆とに移送する。この目的のために、それは、工具主軸上の直接主軸位置と、移送軸線１９に沿ったマガジンホイール１０、１１、１２すぐ脇の工具変更位置との間で前後に移動する。図１及び図２では、移送装置１８は、工具主軸３の近くの位置に示されている。工具主軸３から取り外された工具２５は、収容装置２３に配置されている。
【００３６】
収容装置２３は、工具主軸３の方向にて移送アーム２２上に突出している。その結果、移送装置１８は、主軸位置と工具変更位置との間を移動するとき、工具マガジン１から離れる方向に主軸軸線４上に突出しない。したがって、工具マガジンとは反対側のこの面は、工作機械の他の部品に使用可能である。例えば、工具主軸で加工される加工物を変更及び／又は収容する装置は、工具マガジン１とは反対側に向くこの主軸線の側に設けててもよい。このようにして、工具マガジンと工作機械の他の部品との交換作用が、この方法では不可能である。したがって、工具の変更と加工物の変更を同時に実施可能である。
【００３７】
図３は、工具マガジン１及び工作機械２を工具主軸３とともに上から見た図である。  移送装置は図３には示されていない。この表現では、マガジンシャフト９がロータリー駆動部８の一端で受けられ、さらに回動軸受２４によっても支持されていることがわかる。回動軸受２４は、ロータリー駆動部８から最も遠いマガジンホイール１０と、中間マガジンホイール１１との間に位置する。図では、３つのマガジンホイール１０、１１及び１２が互いに平行であり、互いに同じ距離で離れていることも分かる。
【００３８】
図４は、工具マガジン１及び工作機械２を側面図で示す。この図では、マガジンホイール１０及び１１は、２つのマガジンホイール１１及び１２と同様に、互いに等距離にあり、マガジンホイール１０、１１、１２は、互いに平行でマガジンシャフト９に垂直に配置されていることもわかる。
【００３９】
工作機械２では、工具主軸３の前方に、図示しない加工物ホルダが配置されている。  工具主軸で加工されるべき加工物が加工物ホルダに配置される。この加工物も図示されていない。さまざまな角度で加工物を工具主軸に配向させるために、加工物ホルダは通常、複数の軸線を中心に移動可能に機械基部に設けられる。このため、加工物ホルダは工具主軸に対して特定の空間を占有する。加工物ホルダが占める主軸線４の方向におけるこの空間は、主軸回転軸線１３の方向で工具マガジンが占める空間よりも、大きい。したがって、工具マガジンは、主軸に平行な方向に工作機械を超えて突出しない。加工物ホルダは、工具主軸とともに、図示されていない筐体内に設けられている。この筐体は、工具マガジンも囲む。図４による表現は、工作機械の筐体内の工具マガジンが、マガジンホイールを備えた既知の工具マガジンを備えた工作機械と比較して、機械筐体の外部寸法において、追加のスペースを取らないことを示す。
【００４０】
図８から図１０は、移送装置１８の異なる最終位置を示し、移送装置１８はこれらの最終位置で停止しているので、移送装置はこれらの最終位置に一定時間留まる。図８は、主軸位置と名付ける最終位置にある移送装置を示す。この位置では、移送装置１８は工具主軸３のすぐ近くに設けられているので、例示的な実施形態では研削ホイールである工具は、工具主軸と、移送装置１８の収容装置２３との間で、変更可能である。
【００４１】
図９は、工具変更位置と名付ける最終位置にある移送装置１８を示す。この位置では、移送装置は、マガジンシャフト９のシャフト回転軸線１３に最も近い位置にある。工具変更位置では、移送装置と、マガジンホイール１０、１１、１２の１つとの間で、工具を変更可能である。工具変更は、移送位置にある工具キャリッジと、移送装置の収容装置との間で、行われる。
【００４２】
図１０は、中間位置と名付ける位置にある移送装置を示す。移送装置は、図９による工具変更位置と、図８による主軸位置との間の中間位置に位置し、中間位置と工具変更位置との間の距離は最小である。中間位置では、移送装置は工具主軸３の方向に移動し、移送装置又は移送装置に配置された工具によって回転が損なわれることなく、マガジンホイール１０、１１、１２がシャフト回転軸線を中心に回転可能である。
【００４３】
工具変更のシーケンスは、図２を参照して説明される。工具主軸３上に最も近く配置された、以下で第１の工具と名付ける工具２５は、マガジンホイール１０の工具１５と交換されることになっている。マガジンホイール１０の工具１５は、以下で第２の工具という。この目的のために、工具１５を持つマガジンホイール１０は、その自由な工具ホルダ１４のある移送位置にもたらされる。移送位置にある工具ホルダ１４は、移送装置１８の工具変更位置のすぐ近くに配置される。その間、移送装置１８は、主軸位置に来るように工具主軸３に移動される。この主軸位置では、移送装置１８は工具主軸３のすぐ近くの位置にある。移送装置１８は、工具主軸３に配置されていた第１の工具２５を引き継ぐ。続いて、移送装置は第１の工具２５とともに、移送方向２０と反対方向に工具変更位置に向かって移動する。ここで、第１の工具２５を備えた移送装置１８は工具変更位置にあり、第２の工具１５を持っているマガジンホイール１０の自由な工具ホルダ１４は現在移送位置にある。この状態の位置では、第１の工具２５と自由な工具ホルダ１４とが、互いに向かい合っている。移送装置１８は、第１の工具２５を自由な工具ホルダ１４に置くので、移送装置１８が空くことになり、そして、それまで空いていた工具ホルダ１４が第１の工具２５を備えることとなる。次に、移送装置が中間位置に移動し、マガジンシャフト９が全てのマガジンホイール１０、１１、１２とともに自由に回転可能となるようにする。マガジンシャフト９とマガジンホイール１０、１１、１２とは、第２の工具１５が移送位置になるまで回転される。次に、第２の工具１５が移送装置１８上に置かれ、それにより、以前に第２の工具を収容していた工具ホルダが空になり、移送装置１８に第２の工具１５が装備される。次に、移送装置１８は、マガジンシャフト９及びマガジンホイール１０、１１、１２から離れて移送方向２０に第２の工具１５とともに移動され、工具主軸３に向かって移動される。移送装置１８が主軸位置に到達すると、第２の工具１５を工具主軸３に配置する。そうして、工具の変更が完了する。
【００４４】
全ての特徴は、本発明にとって個々に及び相互の任意の組み合わせの両方で不可欠であってよい。
【符号の説明】
【００４５】
１    工具マガジン
２    工作機械
３    工具主軸
４    主軸線
５    ガイドレール
６    機械基部
７    マガジンキャリッジ
８    ロータリー駆動部
９    マガジンシャフト
１０  マガジンホイール
１１  マガジンホイール
１２  マガジンホイール
１３  シャフト回転軸線
１４  工具ホルダ
１５  工具
１６  冷媒分配装置
１７  工具ユニット
１８  移送装置
１９  移送軸線
２０  移送方向
２１  移送装置ガイドレール
２２  移送アーム
２３  収容装置
２４  回動軸受
２５  工具
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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