機(jī)床和工具更換方法
【專利摘要】公開了一種機(jī)床，該機(jī)床包括機(jī)架、布置在機(jī)架上并且相對于機(jī)架可移動的至少一個工具主軸、工件架以及布置在機(jī)架上的工具的支承設(shè)備。鏈?zhǔn)街С性O(shè)備與支承設(shè)備和至少一個工具主軸連通。
【專利說明】機(jī)床和工具更換方法【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)床，該機(jī)床包括機(jī)架、布置在機(jī)架上并且相對于機(jī)架可移動的至少一個工具主軸、工件架以及布置在機(jī)架上的工具的支承設(shè)備。
[0002]本發(fā)明還涉及一種工具更換方法。
【背景技術(shù)】
[0003]從DE 90 14 433 U1，已知使用機(jī)床床身借助于旋轉(zhuǎn)工具進(jìn)行切割加工的機(jī)床。除了垂直工作主軸之外，在主軸箱上還布置有具有雙夾具的工具更換器。
[0004]從DE10257151A1，已知通過具有至少一個加工主軸的加工單元對工件進(jìn)行切削加工的機(jī)床，其中，設(shè)置有工具倉，用于在加工主軸上保持和更換工具。工具倉支撐在支撐梁上，支撐梁穿過該工具倉。
[0005]從DE10225143A1，已知具有沿至少第一和第二軸可移動的用于接收工具的工具主軸、存儲工具的后臺倉以及在后臺倉和轉(zhuǎn)運位置之間移動工具的轉(zhuǎn)運裝置的機(jī)床。在機(jī)床上，設(shè)置有用于接收工具的機(jī)械倉，沿工具主軸從該機(jī)械倉中更換工具。轉(zhuǎn)運位置與機(jī)械倉相關(guān)聯(lián)，使得轉(zhuǎn)運裝置在后臺倉和機(jī)械倉之間更換工具。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)床，在該機(jī)床上，可以以短的片到片時間(Span-zu-Span-Zeiten)完成有效的工具替換。
[0007]在開頭提及的根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床中，該目的通過設(shè)置與支承設(shè)備和至少一個工具主軸連通的鏈?zhǔn)街С性O(shè)備來實現(xiàn)。
`[0008]機(jī)架上的支承設(shè)備形成工具的后臺倉。鏈?zhǔn)街С性O(shè)備形成工具的緩沖倉。在形成后臺倉的支承設(shè)備上，可以直接在機(jī)床上支承非常多的工具。鏈?zhǔn)街С性O(shè)備上的支承臺的數(shù)量較小，以使得可以進(jìn)行有效的工具替換。但是仍然可以支承如此多的工具，使得在短的片到片時間內(nèi)，也可以進(jìn)行需要多個不同的工具的復(fù)雜的加工處理。即使存在多個支承臺(例如50個或更多個)，也可以形成相對節(jié)省空間的鏈?zhǔn)街С性O(shè)備。特別地，可以以這樣的長度形成鏈?zhǔn)街С性O(shè)備，使得在該長度上，還可以操作多個工具主軸(例如兩個工具主軸)。
[0009]特別地，通過鏈?zhǔn)街С性O(shè)備，可以與至少一個工具主軸上的工具更換處理同時進(jìn)行支承設(shè)備和鏈?zhǔn)街С性O(shè)備之間的工具替換。這使得無論如何，支承設(shè)備和鏈?zhǔn)街С性O(shè)備之間的工具替換都能夠有效地使用至少一個工具主軸上的工具更換所需的已有加工停機(jī)時間。
[0010]在鏈?zhǔn)街С性O(shè)備上，可以對不同的支承臺進(jìn)行不同的處理。特別地，可以拉出特定支承臺，尤其在這些支承臺處于特定位置時，也就是說，特別地，可以使特定支承臺沿與至少一個工具主軸平行的方向移動。由此，可以在至少一個工具主軸上進(jìn)行工具更換。該拉出移動不影響其它支承臺，從而特別地，在該時間段內(nèi)，可以在支承設(shè)備和鏈?zhǔn)街С性O(shè)備之間進(jìn)行工具更換。
[0011]此外，還可以通過每個工具主軸，在鏈?zhǔn)街С性O(shè)備上拉出多個支承臺。例如，這使得能夠形成作為工具向工具主軸的遞交臺的支承臺，以及作為從工具主軸拾取工具的拾取臺的支承臺。這再次能夠使至少一個工具主軸上的工具更換過程期間的移動時間減少。這再次有助于減少片到片時間。
[0012]特別地，鏈?zhǔn)街С性O(shè)備至少與第一工具主軸和第二工具主軸相關(guān)聯(lián)。通過同一鏈?zhǔn)街С性O(shè)備，不僅可以在第一工具主軸，而且可以在第二工具主軸上進(jìn)行工具替換。因此，也可以同時針對兩個工具主軸進(jìn)行工具替換。
[0013]特別地，支承設(shè)備形成工具的第一倉(后臺倉)，并且鏈?zhǔn)街С性O(shè)備形成工具的第二倉(緩沖倉)。這一方面使得能夠在機(jī)床上支撐大量工具，另一方面使得能夠?qū)崿F(xiàn)有效的工具替換。
[0014]特別地，第一倉的工具存儲容量比鏈?zhǔn)街С性O(shè)備的存儲容量大。這一方面使得能夠在機(jī)床上支承大量工具，另一方面使得能夠通過兩個倉進(jìn)行時間上高效的工具更換。
[0015]在一個實施方式中，支承設(shè)備至少包括30個工具支承臺。特別地，支承設(shè)備包括至少50個,優(yōu)選至少80個支承臺。
[0016]在又一實施方式中，鏈?zhǔn)街С性O(shè)備例如包括30和50個之間的工具支承臺。
[0017]特別地，支承設(shè)備具有帶有支承臺的區(qū)域，該區(qū)域位于工作空間上方，并且支承設(shè)備具有位于工作空間旁邊的區(qū)域。通過工作空間上方的區(qū)域，使得能夠向鏈?zhǔn)街С性O(shè)備提供工具。通過工作空間旁邊的區(qū)域，使得能夠向支承設(shè)備供給工具并且將工具從支承設(shè)備取下。例如，使得能夠手動供給和取下工具。
[0018]當(dāng)被設(shè)置為進(jìn)行手動供給時，當(dāng)位于工作空間旁邊的區(qū)域距放置機(jī)床床身的地面有一定距離時特別有利，該距離最高為1.5m。因此，不需要將工具舉到“超過用戶的頭頂”。通常，存儲容量越大，到地板的距離越小。在工具的自動供給和拾取中，小的距離也可能是有利的。
[0019]例如，支承設(shè)備的平面圖具有L形形狀。工作空間上方的區(qū)域和工作空間旁邊的區(qū)域被定位為彼此橫穿。
[0020]當(dāng)支承設(shè)備包括循環(huán)輸送設(shè)備，循環(huán)輸送設(shè)備特別地作為鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)形成時是有利的。這使得能夠基本在支承設(shè)備的整個表面上實現(xiàn)存儲容量。通過循環(huán)輸送設(shè)備的環(huán)形設(shè)計，使得能夠以簡單的方式輸送工具，并且例如向鏈?zhǔn)街С性O(shè)備供給工具。
[0021]當(dāng)鏈?zhǔn)街С性O(shè)備包括循環(huán)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)時特別有利。鏈被形成為環(huán)形的。通過相應(yīng)的循環(huán)，使得能夠輸送支承臺，以向工具主軸供給特定工具，或者從工具主軸拾取特定工具。
[0022]當(dāng)鏈?zhǔn)街С性O(shè)備包括拉出設(shè)備時特別有利，通過拉出設(shè)備，一個或更多個支承臺和/或工具可沿與至少一個工具主軸的延伸方向平行的方向可移動。因此，拉出設(shè)備可以作用于支承臺上，并且通過其移動來移動工具，或者其可以直接作用在工具上。通過拉出設(shè)備，使得能夠相對于與工具主軸的延伸方向平行的方向，相對應(yīng)地關(guān)于其定位工具。這使得能夠進(jìn)行快速并且有效的工具更換。通過拉出設(shè)備，使得鏈?zhǔn)街С性O(shè)備的所有支承臺的子集，能夠沿與至少一個工具主軸的延伸方向平行的方向進(jìn)行相應(yīng)的移動，也就是說，不是鏈?zhǔn)街С性O(shè)備的所有支承臺都必須進(jìn)行相應(yīng)的移位運動。這使得能夠與至少一個工具主軸上的工具替換同時地進(jìn)行鏈?zhǔn)街С性O(shè)備和支承設(shè)備之間的工具更換。這使得工具更換時間變短，并且使得能夠有效地使用至少一個工具主軸上的工具替換所需的時間。此外，通過拉出設(shè)備，可以通過至少一個工具主軸直接向拉出的工具或者拉出的支承臺移動。這使得能夠以有效并且節(jié)省時間的方式，進(jìn)行在鏈?zhǔn)街С性O(shè)備上通過至少一個工具主軸對工具的拾取處理，以及在鏈?zhǔn)街С性O(shè)備上從至少一個工具主軸對工具的遞交處理。
[0023]特別地，拉出設(shè)備提供20mm和60mm之間的范圍內(nèi)的拉出路徑。這使得能夠?qū)崿F(xiàn)工具在工具主軸上的有效的松開和固定。
[0024]當(dāng)拉出設(shè)備至少包括第一拉出區(qū)域和第二拉出區(qū)域時特別有利，通過第一拉出區(qū)域和第二拉出區(qū)域各自可拉出一個或更多個支承臺和/或工具，其中，特別地，第一拉出區(qū)域與第一工具主軸相關(guān)聯(lián)，并且第二拉出區(qū)域與第二工具主軸相關(guān)聯(lián)。這使得能夠通過拉出設(shè)備在鏈?zhǔn)街С性O(shè)備的在空間上分離的區(qū)域上進(jìn)行拉出移動，以使得能夠在第一工具主軸和第二工具主軸兩者上同時進(jìn)行同步工具替換。這實現(xiàn)了短的片到片時間以及在時間上高效的工件加工。
[0025]特別地，第一拉出區(qū)域和第二拉出區(qū)域彼此對稱。
[0026]例如，拉出設(shè)備被布置為通過拉出設(shè)備，可拉出一個或更多個支承臺和/或工具，一個或更多個支承臺和/或工具被定位在鏈?zhǔn)街С性O(shè)備的下面，一個或更多個支承臺和/或工具與機(jī)床床身相關(guān)聯(lián)。然后，可以直接通過工具主軸向相應(yīng)的可拉出支承臺移動，以使得能夠進(jìn)行在時間上高效的工具替換。
[0027]在一個實施例中，拉出設(shè)備包括至少一個可移動主軸，主軸與鏈?zhǔn)街С性O(shè)備的一個或更多個支承臺相關(guān)聯(lián)。通過至少一個可移動主軸，可以提供影響拉出路徑的移位運動。例如，設(shè)置單個可移動主軸。
[0028]當(dāng)通過拉出設(shè)備可拉出至少兩個(特別是彼此相鄰的)支承臺和/或工具時特別有利。此外，例如，相應(yīng)的支承臺是遞交臺，并且相鄰支承臺是拾取臺。通過拉出設(shè)備，可以使遞交臺和拾取臺同時到達(dá)相應(yīng)的拉出位置。然后，可以通過至少一個工具主軸向拾取臺移動，并且可以直接將工具遞送到拾取臺上。然后，該至少一個工具主軸可以向遞交臺移動，并且在那里拾取新的工具。因為通過移動處理，不僅遞交臺，而且拾取臺都到達(dá)拉出位置，因此在向拾取臺和遞交臺的移動之間，拉出設(shè)備自己必須不進(jìn)行移動。
[0029]特別地，至少一個主軸與移動致動器相關(guān)聯(lián)。此外，其例如可以包括電機(jī)驅(qū)動器、流體驅(qū)動器、彈簧驅(qū)動器等。
[0030]例如，至少一個移動致動器包括例如像電機(jī)驅(qū)動器或者流體驅(qū)動器的驅(qū)動器。
[0031]在一個實施例中，至少一個主軸是滾珠絲杠驅(qū)動器的一部分。特別地，滾珠絲杠驅(qū)動器包括伺服電機(jī)。然后，除了用于達(dá)到拉出位置的進(jìn)給運動和相應(yīng)的回程運動的驅(qū)動器之外，相應(yīng)的具有伺服電機(jī)和滾珠絲杠驅(qū)動器的移動致動器也可以固定突出位置(拉出位置和未伸出位置)。
[0032]在支承設(shè)備和鏈?zhǔn)街С性O(shè)備之間設(shè)置至少一個轉(zhuǎn)運站是有益的。這使得能夠在支承設(shè)備和鏈?zhǔn)街С性O(shè)備之間輸送工具。
[0033]特別地，布置并形成鏈?zhǔn)街С性O(shè)備，使得可與至少一個工具主軸上的工具更換同時地，進(jìn)行支承設(shè)備和鏈?zhǔn)街С性O(shè)備之間的工具替換。這使得支承設(shè)備和鏈?zhǔn)街С性O(shè)備之間的工具替換能夠有效地利用至少一個工具主軸上的工具替換所需的停機(jī)時間。[0034]本發(fā)明的另一目的在于提供一種進(jìn)行工具更換的方法，通過該方法，實現(xiàn)最少的片到片時間。
[0035]在開頭提及的根據(jù)本發(fā)明的方法中，該目的通過至少一個工具主軸向鏈?zhǔn)街С性O(shè)備移動來實現(xiàn)，其中，在鏈?zhǔn)街С性O(shè)備上，支承臺和/或工具沿與至少一個工具主軸的軸平行的方向拉出或被拉出。
[0036]根據(jù)本發(fā)明的方法具有已經(jīng)結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床描述的優(yōu)點。
[0037]根據(jù)本發(fā)明的方法的其它有利配置，已經(jīng)結(jié)合根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床進(jìn)行了描述。
[0038]特別地，可以在根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床上執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的方法。
[0039]通過鏈?zhǔn)街С性O(shè)備，可以在不進(jìn)行循環(huán)運動的情況下，同時進(jìn)行至少一個工具主軸上的工具替換以及支承設(shè)備和鏈?zhǔn)街С性O(shè)備之間的工具替換。這通過僅必須拉出用于至少一個工具主軸和鏈?zhǔn)街С性O(shè)備之間的工具更換的鏈?zhǔn)街С性O(shè)備的部分區(qū)域來實現(xiàn)。
[0040]特別地，與至少一個工具主軸和鏈?zhǔn)街С性O(shè)備移動之間的工具更換同時地，進(jìn)行支承設(shè)備和鏈?zhǔn)街С性O(shè)備之間的工具替換。即使必須使用多個工具對工件進(jìn)行復(fù)雜的加工處理，這也實現(xiàn)短的片到片時間。
[0041]當(dāng)對于至少一個工具主軸上的工具替換，同時拉出工具的至少一個遞交臺和工具的拾取臺時是有益的。這使得能夠在至少一個工具主軸特別是沿某一方向(X方向)進(jìn)行移位運動期間，相應(yīng)的拉出設(shè)備不需要沿與至少一個工具主軸的軸(Z軸)平行的方向進(jìn)行移動的情況下，通過該移位運動，進(jìn)行通過至少一個工具主軸的工具遞交和通過至少一個工具主軸的工具拾取。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0042]下面對優(yōu)選實施方式的描述結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。在附圖中:
[0043]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床的實施例的局部立體視圖(未示出面板，而示出了支承設(shè)備的局部視圖)，其中，通過干涉輪廓指出了工具；
[0044]圖2以側(cè)視圖示出了根據(jù)圖1的機(jī)床；
[0045]圖3以正視圖示出了根據(jù)圖1的機(jī)床；
[0046]圖4示出了根據(jù)圖1的機(jī)床中的具有支承板(第二倉)的支承設(shè)備(第一倉)的實施例；
[0047]圖5示出了另一側(cè)的根據(jù)圖5的支承系統(tǒng)的視圖；
[0048]圖6示出了支承系統(tǒng)的第二實施例，其中，通過干涉輪廓指出了工具；
[0049]圖7示出了根據(jù)圖6的處于拉出位置的在方向A上的鏈?zhǔn)街С性O(shè)備的視圖；
[0050]圖8示出了處于未拉出位置的與圖7相同的視圖；
[0051]圖9示出了處于拉出位置的沿著根據(jù)圖6的線9，10-9，10的截面圖；
[0052]圖10示出了處于未拉出位置的與圖9相同的視圖；
[0053]圖11示出了處于拉出位置的沿著根據(jù)圖6的線11，12-11，12的截面圖；以及
[0054]圖12示出了處于未拉出位置的與圖11相同的視圖。
【具體實施方式】
[0055]機(jī)床的一個實施例是加工中心機(jī)。在圖1至3中以局部視圖(未示出面板)示意性地示出并且在那里用10表示的加工中心機(jī)的實施方式，包括布置有機(jī)架14的機(jī)床床身
12。機(jī)架14以門狀形成，并且在機(jī)床床身12上方沿相對于重力方向g垂直的方向突出。工具架設(shè)備16支撐在機(jī)架14上，工具架設(shè)備16包括至少一個工具主軸18。
[0056]在示出的實施例中，工具架設(shè)備16包括第一工具主軸18a和第二工具主軸18b。支撐在各自的工具主軸18a、18b上的工具可圍繞旋轉(zhuǎn)軸20a、20b旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)軸20a、20b彼此平行。它們被定向為與在根據(jù)圖3的視圖中與繪圖平面垂直的Z方向平行。Z方向相對于重力方向g，特別地是水平方向。
[0057]工具架設(shè)備16作為滑架22形成，滑架22支撐在滑架導(dǎo)軌24上，并且可在滑架導(dǎo)軌24上沿Y方向(方向和相反方向)移動。Y方向是橫穿的，特別地與Z方向垂直。特別地，相對于重力方向g，Y方向是垂直方向。
[0058]為了驅(qū)動滑架22沿Y方向的運動，并且為了對其進(jìn)行定位，將滑架22與驅(qū)動設(shè)備26相關(guān)聯(lián)。這例如可以包括滾珠絲杠驅(qū)動或者線性電機(jī)。
[0059]滑架22自身支撐在滑架28上，滑架28可在滑架導(dǎo)軌30上沿X方向(方向和相反方向)線性移動。為了進(jìn)行移動和定位，設(shè)置相應(yīng)的驅(qū)動器。X方向是橫穿的，特別地與Y方向和Z方向垂直。特別地，相對于重力方向g，X方向是水平方向。
[0060]在機(jī)床床身12上，布置有(至少)一個工件架32。第一工具主軸18a和第二工具主軸18b以及由此支撐在其上的工具和工件架32可相對于彼此沿Z方向(方向和相反方向)移動。因此，支撐在工件架32上的工件以及工具主軸18a或18b可相對于彼此沿作為第一方向的X方向、作為第二方向的Y方向和作為第三方向的Z方向移動。
[0061]在一個實施例中，為了對工件進(jìn)行加工，工具主軸18a、18b沿Z方向不可移動，而工件架32沿Z方向可移動地支撐在機(jī)床床身上。為此，將工件架32與驅(qū)動器相關(guān)聯(lián)。
[0062]在一個可選實施例中，將第一工具主軸18a和第二工具主軸18b以能夠進(jìn)行Z字形移動的方式，可移動地支撐在工具架設(shè)備16上。
[0063]也可以將工具主軸18a、18b在工具架設(shè)備16上的Z字形可移動性與工件架32在機(jī)床床身上的Z字形可移動性組合。
[0064]例如，還可以設(shè)置成工件架32可圍繞例如垂直和/或水平軸轉(zhuǎn)動。
[0065]例如，在WO 2009/033920A1中描述了對應(yīng)的加工中心機(jī)。通過引用該文件，使該文件作為本公開的一部分。
[0066]在示出的實施例中，加工中心機(jī)10具有用于工具36的支承設(shè)備34，支承設(shè)備34布置有加工工件的在工作空間38上方的部分區(qū)域。工具36通過其干涉輪廓(最大外部尺寸)示出。
[0067]還設(shè)置有工具更換設(shè)備40，通過工具更換設(shè)備40，可將工具36放置在工具主軸18a和18b上，并且可將工具36從工具主軸18a和18b取下。
[0068]加工中心機(jī)10也可以僅包括單個工具主軸，或者包括多于兩個的工具主軸。
[0069]加工中心機(jī)10具有控制設(shè)備41，控制設(shè)備41至少部分布置在開關(guān)盒42中。通過控制設(shè)備41，可以對工件加工過程進(jìn)行控制。
[0070]加工中心機(jī)10具有正面44和背面46。工作空間38位于正面44。
[0071]支承設(shè)備34是支承系統(tǒng)48的一部分。布置在機(jī)架14上的支承設(shè)備34包括布置在工作空間38上方的第一區(qū)域50。支承設(shè)備34還包括布置在工作空間側(cè)面附近的第二區(qū)域52。支承設(shè)備34的平面圖具有L形形狀。其包括循環(huán)輸送設(shè)備54，特別地，循環(huán)輸送設(shè)備54作為鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)形成。在循環(huán)輸送設(shè)備54上布置有支承臺56,其中，一個支承臺56每次可以接收一個工具58。支承臺56具有例如用于HSK接收件的相應(yīng)的接口。通過循環(huán)輸送設(shè)備54，可以以封閉的循環(huán)輸送支承臺56，由此輸送工具58。由此，可以在工作空間38上方(相對于重力方向g)的區(qū)域60中，為工具58提供工具主軸18a、18b。
[0072]支承設(shè)備34的第二區(qū)域52的下面62距地板64 (特別地參見圖3)具有最高1.5米的距離。因此，用戶可以在下面62附近對支承設(shè)備34進(jìn)行裝載或卸載，也就是說，特別地可以在那里對工具進(jìn)行手動替換。例如，也可以對第二區(qū)域52分配自己的工具裝載站/工具卸載站，通過其可對支承設(shè)備34進(jìn)行自動裝載和卸載。
[0073]支承設(shè)備34針對機(jī)床10形成第一工具倉。其具有多個支承臺56。特別地，其具有多于30個的支承臺。在一個實施例中，第一支承設(shè)備34具有92個支承臺56。
[0074]支承系統(tǒng)48還包括第一盤軸承66和第二盤軸承68。第一盤軸承66與第一工具主軸18a相關(guān)聯(lián)，并且第二盤軸承68與第二工具主軸18b相關(guān)聯(lián)。
[0075]盤軸承66、68以各自圍繞軸70可轉(zhuǎn)動的方式布置在機(jī)架14上。此外，轉(zhuǎn)動軸70被定向為與Z方向平行。
[0076]第一盤軸承66和第二盤軸承68在X方向上彼此間隔開。特別地，該第一盤軸承66和第二盤軸承68之間的距離是固定的。
[0077]第一盤軸承66和第二盤軸承68被布置在工作空間38和支承設(shè)備34的第一區(qū)域50之間。特別地，它們被定位為在支承設(shè)備34的第一區(qū)域50的下方，并且在工作空間38上方。第一盤軸承66和第二盤軸承68各自與支承設(shè)備34 (也就是說，在那里與第一區(qū)域50)并且與相關(guān)聯(lián)的工具主軸18a或18b連通。
[0078]盤軸承66和68具有多個支承臺72，多個支承臺72被布置在圓形盤上。支承臺72例如包括HSK接口。此外，支承臺72沿圓周分布在各自的盤軸承66和68周圍，也就是說，這樣可以從外面將支承在支承臺72上的工具取下。
[0079]盤軸承66和68形成第二工具倉(緩沖倉)，其中，第一盤軸承66和第二盤軸承68的支承臺72的數(shù)量分別小于支承設(shè)備34的支承臺56的數(shù)量。例如，第一盤軸承66和第二盤軸承68各自具有數(shù)量為10的支承臺72。
[0080]特別地，第一盤軸承66和第二盤軸承68相同地形成。
[0081]設(shè)置(至少一個)轉(zhuǎn)運站74，其用于在支承設(shè)備34和各自的盤軸承66、68之間轉(zhuǎn)運工具。此外，轉(zhuǎn)運站74包括至少一個用于工具的臺76。通過臺76，可以在相應(yīng)的盤軸承66、68上拾取工具，并且向支承設(shè)備34(向那里的第一區(qū)域50)輸送工具，或者相反地，可以從支承設(shè)備34接收工具，然后向相應(yīng)的盤軸承66和68輸送工具。
[0082]在一個實施例中，轉(zhuǎn)運站74包括兩個臺76，從而可以同時拾取兩個工具。
[0083]轉(zhuǎn)運站74被布置為可移動的，使得能夠在支承設(shè)備34和各自的盤軸承66、68之間進(jìn)行轉(zhuǎn)運。
[0084]轉(zhuǎn)運站74包括例如用于在支承設(shè)備34的第一區(qū)域50和相應(yīng)的盤軸承66、68之間線性移動的滑架或者例如可樞轉(zhuǎn)元件。
[0085]特別地，第一盤軸承66和第二盤軸承68各自與自己的轉(zhuǎn)運站74相關(guān)聯(lián)。
[0086]通常，也可以將第一盤軸承66和第二盤軸承68布置在機(jī)架14上可移動的滑架上?；芾缈裳豗方向或X方向、或者沿Y方向和X方向可移動。
[0087]通過這種滑架，使得能夠形成轉(zhuǎn)運設(shè)備。然后，通過滑架的移動，可以在支承設(shè)備的第一區(qū)域50附近運送盤軸承66、68，從而能夠直接進(jìn)行轉(zhuǎn)運。
[0088]即使設(shè)置了轉(zhuǎn)運站74，也可以將第一盤軸承66和第二盤軸承68布置在沿X方向和/或Y方向和/或Z方向可移動的滑架78上。由此，可以將滑架與第一盤軸承66和第二盤軸承68帶向工具主軸18a、18b。
[0089]可選地，也可以為了進(jìn)行工具替換，將工具主軸18a、18b帶向盤軸承66、68，從而可以進(jìn)行工具替換。
[0090]例如，還可以設(shè)置成滑架78僅可以沿Z方向移動。Z方向與工具主軸18a、18b的縱向延伸方向平行。滑架78相應(yīng)地可沿Z方向移動，使得能夠?qū)崿F(xiàn)工具的拉出移動。
[0091]對于工具更換，根據(jù)本發(fā)明的機(jī)床如下工作:
[0092]第一支承設(shè)備34形成工具的后臺倉(第一倉)。每次正好一個盤軸承與一個工具主軸相關(guān)聯(lián)(第一盤軸承66與第一工具主軸18a相關(guān)聯(lián),并且第二盤軸承68與第二工具主軸18b相關(guān)聯(lián))的盤軸承66、68形成工具的緩沖存儲器，其中，確保用于在支承設(shè)備34和盤軸承66、68之間進(jìn)行工具轉(zhuǎn)運的轉(zhuǎn)運站74。工具主軸18a、18b拾取盤軸承66、68上的工具，或者將工具遞交給盤軸承66、68。(此外，遞交過程和拾取過程可以通過工具主軸18a、18b向盤軸承66、68移動，由工具主軸18a、18b主動進(jìn)行，或者通常來說，通過在盤軸承66、68布置在滑架78上時，滑架78向工具主軸18a、18b移動，可以進(jìn)行被動過程。這也可以是工具主軸18a、18b和滑架78兩者主動的組合行為。)
[0093]各個盤軸承66、68接收比支承設(shè)備34小數(shù)量的工具。
[0094]通常,后臺倉(支承設(shè)備34)在緩沖存儲器(第一盤軸承66和第二盤軸承68)周圍的支承系統(tǒng)48具有大的容量，用于接收工具。因為在盤軸承66、68中可以保持較大數(shù)量的工具，并且盤軸承66、68直接位于工作空間38的邊緣處，因此在需要多個工具的較復(fù)雜的加工過程中，也可以針對工具主軸18a、18b實現(xiàn)對工具的短加工時間。這獲得例如比3s小的短的片到片時間。
[0095]后臺倉34也使得能夠以簡單并且快速的方式在盤軸承66、68上進(jìn)行工具替換。
[0096]因為每個工具主軸18a、18b與一個并且特別地正好與一個盤軸承66或68相關(guān)聯(lián)，因此當(dāng)特別地同時在多個工具主軸上進(jìn)行工具更換時，也可以提供快速工具更換。特別地，這使得能夠在短的片到片時間內(nèi)在同一機(jī)床內(nèi)對兩個工件同時進(jìn)行加工處理。
[0097]在圖6至11中示出并且在那里用80表示的支承系統(tǒng)的又一實施例包括布置在機(jī)架14上的支承設(shè)備，該支承設(shè)備對應(yīng)于支承設(shè)備34。因此，對相同的元件使用相同的附圖標(biāo)記。該支承設(shè)備34再一次形成具有多個支承臺56的后臺倉。
[0098]作為第二倉，支承系統(tǒng)80具有鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82。鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82被布置在工作空間38和支承設(shè)備34的第一區(qū)域50之間。特別地，其被布置在第一區(qū)域50下方，并且在工作空間38上方。特別地，鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82以不可移動的方式布置在機(jī)架12上。其包括循環(huán)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)84。循環(huán)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)84具有例如支承在轉(zhuǎn)向輪88a、88b上的鏈86。鏈86被形成為環(huán)形的；其是封閉的。鏈86在轉(zhuǎn)向輪88a、88b上的循環(huán)運動由驅(qū)動器89驅(qū)動。因此，鏈86的運動可以僅沿一個方向進(jìn)行，或者可以沿相反的方向進(jìn)行。
[0099]在鏈86上布置有多個支承臺90。例如，支承臺90包括各自的空心柄錐度(HSK)接口 91。每個支承臺90與鏈86具有固定的關(guān)系，從而在鏈86進(jìn)行輸送時，一起輸送支承臺90。
[0100]鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82的支承臺90的數(shù)量比支承設(shè)備34的支承臺56的數(shù)量小。在一個實施例中，鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82具有34個支承臺90。
[0101]鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82布置有一個或更多個轉(zhuǎn)運站92。特別地，一個轉(zhuǎn)運站92具有與臺76相對應(yīng)的一個或更多個可移動臺，從而可以進(jìn)行工具從支承設(shè)備34到鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82以及沿相反方向的轉(zhuǎn)運。鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82通過轉(zhuǎn)運站92與支承設(shè)備34的第一區(qū)域50連通。
[0102]鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82具有面對支承設(shè)備34的第一區(qū)域50的區(qū)域94。其具有面對機(jī)床床身12的相對區(qū)域96。在區(qū)域96上，可以進(jìn)行工具在工具主軸18a、18b和鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82之間的轉(zhuǎn)運。通過區(qū)域96，鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82與工具主軸18a、18b連通。
[0103]鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82不僅用于與第一工具主軸18a，而且用于與第二工具主軸18b進(jìn)行工具交換。為此，鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82在X方向上具有相應(yīng)的延長部，使得可以通過鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82，特別地通過區(qū)域96操作第一工具主軸18a和第二工具主軸18b兩者。
[0104]在鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82上布置有拉出設(shè)備98。拉出設(shè)備98與工具主軸18a、18b相關(guān)聯(lián)。其被布置在包括區(qū)域96的面對工作空間38的鏈?zhǔn)街С性O(shè)備的下面的區(qū)域上。拉出設(shè)備98使得能夠沿與工具主軸18a、18b的縱向延伸方向平行的方向、即沿Z方向在鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82上進(jìn)行拉出移動。其使支承臺90與相應(yīng)的接口 91 一起移動。此外，一般的拉出路徑100(沖程)在40mm等級。拉出移動使得能夠?qū)⒐ぞ邚墓ぞ咧鬏S18a、18b松開，并且反向拉出移動使得能夠?qū)⒐ぞ叻胖迷诠ぞ咧鬏S18a、18b上并固定。
[0105]此外，通常，如上所述，拉出設(shè)備98可以作用于支承臺上，以移動工具，或者可以直接作用于工具上并且直接移動工具。
[0106]在一個實施例中，拉出設(shè)備98具有第一拉出區(qū)域102和第二拉出區(qū)域104。特別地，第一拉出區(qū)域102與第一工具主軸18a相關(guān)聯(lián)，并且第二拉出區(qū)域104與第二工具主軸18b相關(guān)聯(lián)。
[0107]因此，拉出區(qū)域102和104可以作用于一個或更多個支承臺90。在示出的實施例中，拉出區(qū)域102和104各自作用于三個支承臺上。
[0108]在一個實施例中(特別地，參見圖9和10)，拉出設(shè)備98包括中央單元106。其具有沿Z方向可移動的主軸108。第一拉出區(qū)域102和第二拉出區(qū)域104相對于主軸108對稱。例如，通過主軸108并且由此通過其，桿110可移動地與第一區(qū)域112a和第二區(qū)域112b固定地連接。第一區(qū)域112a作用于主軸108 —側(cè)(例如主軸108左側(cè))的支承臺90上，并且第二區(qū)域112b作用于主軸108另一側(cè)(例如主軸108右側(cè))的支承臺90上。
[0109]為此，區(qū)域112a、112b與各個支承臺90的推動元件114連接。然后，通過主軸108的Z字形移動，借助于桿110移動推動元件114，由此推動元件114作用于支撐在其支承臺90上的相應(yīng)的工具上，并且沿Z方向移動工具，也就是說影響拉出路徑100。
[0110]主軸108與驅(qū)動器116相關(guān)聯(lián)，以影響相應(yīng)的沖程運動。通常，驅(qū)動器116可以是電機(jī)驅(qū)動器或者流體驅(qū)動器。例如，驅(qū)動器116也可以由一個或更多個彈性彈簧形成。
[0111]在一個實施例中，驅(qū)動器116由包括伺服電機(jī)和滾珠絲杠驅(qū)動器118的致動器形成。主軸108是滾珠絲杠驅(qū)動器118的一部分。伺服電機(jī)提供主軸108在+Z方向和-Z位置的定位和固定。
[0112]在圖10的示例中，相應(yīng)的推動元件114未伸出。
[0113]在圖9中示出了伸出狀態(tài)。驅(qū)動器116可以使主軸108沿Z方向移動，由此使推動元件114 一起移動。
[0114]也可以設(shè)置復(fù)位彈簧，以使主軸復(fù)位，通過復(fù)位彈簧，實現(xiàn)不伸出狀態(tài)。通常，還可以設(shè)置彈簧，以執(zhí)行從不伸出狀態(tài)到伸出狀態(tài)的移動。
[0115]通過滾珠絲杠驅(qū)動器118與伺服電機(jī)，通?？梢栽跊]有附加彈簧作用的情況下，進(jìn)行伸出狀態(tài)和不伸出狀態(tài)之間以及相反地不伸出狀態(tài)和伸出狀態(tài)之間的過渡，并且可以固定相應(yīng)的突出位置。
[0116]根據(jù)本發(fā)明的支撐系統(tǒng)80如下工作:
[0117]支承設(shè)備34作為鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82形成具有較大數(shù)量的支承臺的后臺倉。鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82作為緩沖存儲器形成第二工具倉。工具主軸18a、18b直接從鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82拾取工具，并且將工具遞交給鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82。鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82可以拾取多個工具，其中，支承臺90的數(shù)量小于L形支承設(shè)備36的支承臺56的數(shù)量。
[0118]鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82具有指定支承臺，即拉出設(shè)備98作用于其上的那些支承臺。由此，通過循環(huán)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)84，可以“轉(zhuǎn)換”這些指定支承臺中的支承臺90，也就是說，可以將其輸送到拉出設(shè)備98的有效區(qū)域中。
[0119]將拉出設(shè)備98形成為對稱的，從而不僅針對第一工具主軸18a，而且針對第二工具主軸18b，可有效地實現(xiàn)從一個或更多個支承臺的拉出。
[0120]工具主軸18a、18b以被拉出的方式，也就是說，通過X方向上的運動沿Z方向向前面移動的支承臺移動。此外，特別地，通過先前Y方向上的移動，使工具主軸18a、18b到達(dá)正確的高度位置，以進(jìn)行工具替換。
[0121]拉出設(shè)備98優(yōu)選對至少兩個支承臺90執(zhí)行拉出沖程。由此，每個工具主軸18a或18b可以在鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82的相關(guān)聯(lián)的區(qū)域上在支承臺上遞送工具，并且通過相應(yīng)的移動在另一支承臺上拾取新的工具。因此，對于每個工具主軸18a、18b，必須在工具主軸18a、18b之間不進(jìn)行額外的拉出運動。這使得節(jié)省時間。然后，在替換工具并且相應(yīng)的工具主軸18a和18b移開之后，拉出設(shè)備98的復(fù)位可以使所有拉出的支承臺復(fù)位。這也使得節(jié)省時間。
[0122]在使用拉出設(shè)備98在鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82上替換工具期間，鏈86不進(jìn)行循環(huán)。
[0123]因此，可以與工具主軸18a、18b上的工具替換同時，在支承設(shè)備34和鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82之間進(jìn)行工具替換。這還使得鏈?zhǔn)街С性O(shè)備82和支承設(shè)備34之間的工具替換能夠有效地使用工具主軸18a、18b上的工具替換所需的停機(jī)時間。
[0124]這還使得能夠在必須提供多個不同的工具的復(fù)雜的工件加工過程中，實現(xiàn)短的片到片時間。這使得能夠進(jìn)行節(jié)省時間的工具更換。
[0125]附圖標(biāo)記列表
[0126]10 加工中心機(jī)
[0127]12 機(jī)床床身
[0128]14 機(jī)架
[0129]16 工具架設(shè)備[0130]18a第一工具主軸
[0131]18b第二工具主軸
[0132]20a旋轉(zhuǎn)軸
[0133]20b旋轉(zhuǎn)軸
[0134]22滑架
[0135]24滑架導(dǎo)軌
[0136]26驅(qū)動設(shè)備
[0137]28滑架
[0138]30滑架導(dǎo)軌
[0139]32工件架
[0140]34支承設(shè)備
[0141]36工具
[0142]38工作空間
[0143]40工具更換設(shè)備
[0144]41控制設(shè)`備
[0145]42開關(guān)盒
[0146]44正面
[0147]46背面
[0148]48支承系統(tǒng)
[0149]50第一區(qū)域
[0150]52第二區(qū)域
[0151]54循環(huán)輸送設(shè)備
[0152]56支承臺
[0153]58工具
[0154]60區(qū)域
[0155]62下面
[0156]64地板
[0157]66第一盤軸承
[0158]68第二盤軸承
[0159]70軸
[0160]72支承臺
[0161]74轉(zhuǎn)運站
[0162]76臺
[0163]78滑架
[0164]80支承系統(tǒng)
[0165]82鏈?zhǔn)街С性O(shè)備
[0166]84循環(huán)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)_
[0167]86鏈
[0168]88a, b 轉(zhuǎn)向輪[0169]89驅(qū)動器
[0170]90支承臺
[0171]91空心柄錐度接口-
[0172]92轉(zhuǎn)運站
[0173]94區(qū)域
[0174]96區(qū)域
[0175]98拉出設(shè)備
[0176]100拉出路徑
[0177]102第一拉出區(qū)域
[0178]104第二拉出區(qū)域
[0179]106中央單元
[0180]108主軸
[0181]110桿
[0182]112a第一區(qū)域
[0183]122b第二 區(qū)域
[0184]114推動元件
[0185]116驅(qū)動器
[0186]118滾珠絲杠驅(qū)動器
【權(quán)利要求】
1.一種機(jī)床，所述機(jī)床包括機(jī)架(14)、布置在所述機(jī)架(14)上并且相對于所述機(jī)架可移動的至少一個工具主軸(18a、18b)、工件架(32)以及布置在所述機(jī)架(14)上的工具的支承設(shè)備(34)，其特征在于鏈?zhǔn)街С性O(shè)備(82)，所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備(82)與所述支承設(shè)備(34)和所述至少一個工具主軸(18a、18b)連通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機(jī)床，其特征在于，所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備(82)至少與第一工具主軸(18a)和第二工具主軸(18b)相關(guān)聯(lián)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的機(jī)床，其特征在于，所述支承設(shè)備(34)形成工具的第一倉，并且所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備(82)形成工具的第二倉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的機(jī)床，其特征在于，所述第一倉(34)的工具存儲容量比所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備(82)的存儲容量大。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的機(jī)床，其特征在于，所述支承設(shè)備(34)至少具有30個工具支承臺(56)。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的機(jī)床，其特征在于，所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備(82)具有30和50個之間的工具支承臺(90)。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的機(jī)床，其特征在于，所述支承設(shè)備(34)具有帶有支承臺(56)的區(qū)域(50)，所述區(qū)域(50)位于工作空間(38)上方，并且所述支承設(shè)備(34)具有位于所述工作空間(38)旁邊的區(qū)域(52)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的機(jī)床，其特征在于，所述位于所述工作空間旁邊的區(qū)域(52)距放置機(jī)床床身(12)的地面(64)有一定距離，所述距離最高為1.5m。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一`項所述的機(jī)床，其特征在于，所述支承設(shè)備(34)的平面圖具有L形形狀。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的機(jī)床，其特征在于，所述支承設(shè)備(34)包括循環(huán)輸送設(shè)備(54)，所述循環(huán)輸送設(shè)備特別地作為鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)形成。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的機(jī)床，其特征在于，所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備(82)包括循環(huán)鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)(84)。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的機(jī)床，其特征在于，所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備(82)包括拉出設(shè)備(98)，通過所述拉出設(shè)備，一個或更多個工具可沿與所述至少一個工具主軸(18a、18b)的延伸方向平行的方向(Z)可移動。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的機(jī)床，其特征在于，所述拉出設(shè)備(98)提供20mm和60mm之間的范圍內(nèi)的拉出路徑(100)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的機(jī)床，其特征在于，所述拉出設(shè)備(98)至少包括第一拉出區(qū)域(102)和第二拉出區(qū)域(104)，通過所述第一拉出區(qū)域(102)和所述第二拉出區(qū)域(104)各自可拉出一個或更多個支承臺(90)和/或工具，其中，特別地，所述第一拉出區(qū)域(102)與第一工具主軸(18a)相關(guān)聯(lián)，并且所述第二拉出區(qū)域(104)與第二工具主軸(18b)相關(guān)聯(lián)。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的機(jī)床，其特征在于，所述第一拉出區(qū)域(102)和所述第二拉出區(qū)域(104)彼此對稱。
16.根據(jù)權(quán)利要求12至15中的任一項所述的機(jī)床，其特征在于，通過所述拉出設(shè)備(98)可拉出一個或更多個支承臺(90)和/或工具，所述一個或更多個支承臺(90)和/或工具被定位在所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備(82)的下面，所述一個或更多個支承臺(90)和/或工具面對機(jī)床床身(12)。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至16中的任一項所述的機(jī)床，其特征在于，所述拉出設(shè)備(98)包括至少一個可移動主軸(108)，所述主軸(108)與所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備(82)的一個或更多個支承臺(90)相關(guān)聯(lián)。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的機(jī)床，其特征在于，所述至少一個主軸(108)與移動致動器相關(guān)聯(lián)。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的機(jī)床，其特征在于，所述移動致動器包括驅(qū)動器。
20.根據(jù)權(quán)利要求17至19中的任一項所述的機(jī)床，其特征在于，所述至少一個主軸是滾珠絲杠驅(qū)動器(118)的一部分。
21.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的機(jī)床，其特征在于所述支承設(shè)備(34)和所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備(82)之間的至少一個轉(zhuǎn)運站(92)。
22.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的機(jī)床，其特征在于，布置并形成所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備(82)，使得可與所述至少一個工具主軸(18a、18b)上的工具更換同時地，進(jìn)行所述支承設(shè)備(34)和所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備(82)之間的工具替換。
23.根據(jù)前述權(quán)利要求中的任一項所述的機(jī)床中的工具更換方法，其中，所述至少一個工具主軸向所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備移動，其中，在所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備上，支承臺和/或工具沿與所述至少一個工具主軸的延伸軸平行的方向拉出或被拉出。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的方法，其特征在于，與所述至少一個工具主軸和所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備移動之間的工具更換同時地，進(jìn)行所述支承設(shè)備和所述鏈?zhǔn)街С性O(shè)備之間的工具替換。
25.根據(jù)權(quán)利要求23或24所述的方法，其特征在于，對于所述至少一個工具主軸上的工具替換，同時拉出工具的至少一個遞交臺和工具的拾取臺。
【文檔編號】B23Q3/157GK103796791SQ201280043533
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2012年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2011年9月9日
【發(fā)明者】托拜厄斯·阿布蘭, 瓦爾特·龐貝, 貝內(nèi)迪克特·厄爾, 馬庫斯·甘澤哈瑟, 格哈德·霍米爾 申請人:Mag Ias有限公司