[发明专利]用于在机床上更换和插入刀具或提供刀具的系统、以及刀具库和具有一刀具更换系统或刀具库的机床

说明书

技术领域

本发明涉及用于在机床上更换和插入刀具或提供刀具的系统以及涉及一刀具库，还涉及一用于加工工件的、具有一刀具更换系统或刀具库的机床。

背景技术

在现有技术中，存在各种配置的用于在机床上更换和插入刀具或提供刀具的系统以及供应机床刀具的刀具库。刀具更换系统被用于铣床系统（例如）以减少各个加工机床的空闲时间，例如，现有的片到片的时间。

通过这种刀具更换系统，需要时，刀具可以从刀具库中被更换到机床的加工主轴，和或者反过程。如果合适，这可以以完全自动、程序控制的方式来实现。为了实现这个目的，刀具库需要容纳多个刀具以供应刀具，还需包括一操纵器，以用于从刀具库中移除刀具，所述操纵器还可以用于将刀具传送到机床。

在这方面，现有技术中已知有两种互不相同的基本类型的刀具库，两者区别在于：刀具被存储在固定的、不可移动的刀具底座中，一可移动的操纵器移动到刀具的存储位置，以通过移除装置从存储位置移除刀具，或者，用于存储或接收刀具的接收装置被移动到一预设移除位置，在该位置需要的刀具通过固定的操纵器的移除装置被移除。

例如，现有技术中存在已知的具有刚性操纵器的用于机床的链式刀具库，例如，如专利申请公布号为DE3905780C1和DE102005052353A1的文献中的刀具库。这种链式刀具库包括一条链，该链包括沿着其链路的多个接收装置或接收部件，以用于接收刀具，该链至少部分地沿着导轨被引导。

尽管如此，为了对现代加工中心中工件进行灵活地加工，特别有必要在一刀具库中提供大量的不同的刀具，而在前述链式刀具库中这将产生一个问题：为了存储大量的刀具，要么必须提供大量的链或链式刀具库，要么必须提供不利的长链。这意味着需要大的装配空间，以用于链式刀具库，在链式刀具库这种类型下，当存放在链式刀具库中的位于离操纵器距离较远的刀具从刀具库中被移除时，进一步可能存在需要较长的刀具提供时间的问题。

现有技术还揭露了齿条刀具库，该刀具库具有刚性接收装置以及可控制的、用于移除刀具的移除装置，作为示例地，如专利申请文件DE10334346A1所述。

尽管如此，现有技术中的齿条刀具库存在这样的问题：为了存储大量的不同刀具，受制于通过操纵器的移除装置的刀具供应以及控制可能性，同样，齿条刀具库需要较长的刀具供应时间，以及较大的装配空间。

DE102004028151A1揭露了用于带有叠加盘的加工机床的存储布局，刀具底座依附在叠加盘下侧，其中，刀具底座被设置为圆形，通过可移动夹持臂刀具可以从该刀具底座被移除。夹持臂可在垂直于安装的刀具轴的方向上径向向内地将刀具移除。DE4116091C1对类似结构的刀具库进行了描述。在该情形下，刀具底座成圆形排列，并通过以该圆形为中心而设置的更换装置径向向内地被移除。类似地，DE102009008647A1公开了一刀具更换系统，在该系统中，刀具固定在存储隔间中不同平面的刀具库内部，存储隔间沿着一圆弧设置。

US4394908公开了一刀具库，在该刀具库中，刀具沿着两个圆形接收盘的圆周被固定，其中，两个圆形接收盘在径向方向上叠加设置。刀具被存放在接收容器中，相对接收容器以及下层盘刀具，接收容器以及位于上层盘的刀具被倾斜设置。这种刀具库的缺点在于：为了从上层盘移出刀具，由于刀具更换装置只能在预设的更换位置移出刀具，因此，合适的容器必须首先被降低到下层盘的一空闲位置。这将增加刀具更换时间。而且，其机械结构最多只能与两个叠加盘协同工作，不能进行扩展。这样，限制了用于刀具的接收空间。

另一方面，DE19708096A1公开了一加工中心，该中心包括刀具存储室，刀具可以直接从该存储室径向向外地传送到工作主轴，而不需要设置操纵器，以首先从刀具库移出刀具，然后再传送到工作主轴。

与链式刀具库类似，这种圆形或柱形刀具库可以存储大量的刀具，相对于齿条刀具库，可以更快地存取刀具。尽管如此，如果只有一窄的齿条刀具库可以被使用，由于受限的靠近机床的定位间距，在现实中齿条刀具库仍然被频繁地使用。

US2007/0167303A1公开了刀具库，在该刀具库中刀具沿着一圆弧被可移动地固定，且刀具被设置在垂直于地面的一平面中。在每一种情形下，两个刀具可以被存放在沿着圆形圆周的一双底座中。这种刀具的缺点在于需要较长的刀具更换时间，这是因为位于刀具更换装置对侧上的刀具只能通过轮状刀具库的重复地交替转动动作以及操纵器的移动动作来更换。而且，由于上述刀具更换只能用于单个轮状刀具库，因此，刀具库的接收能力会受到限制。