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EP1089849A1 - Werkzeugantriebseinrichtung, insbesondere für werkzeugmaschinen - Google Patents

Werkzeugantriebseinrichtung, insbesondere für werkzeugmaschinen

Info

Publication number
EP1089849A1
EP1089849A1 EP00929284A EP00929284A EP1089849A1 EP 1089849 A1 EP1089849 A1 EP 1089849A1 EP 00929284 A EP00929284 A EP 00929284A EP 00929284 A EP00929284 A EP 00929284A EP 1089849 A1 EP1089849 A1 EP 1089849A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tool
drive device
tool drive
spindle
machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP00929284A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Günter Lang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP1089849A1 publication Critical patent/EP1089849A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/043—Accessories for spindle drives
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/10—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools for indicating or measuring cutting speed or number of revolutions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q17/00—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools
    • B23Q17/24—Arrangements for observing, indicating or measuring on machine tools using optics or electromagnetic waves
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q5/00—Driving or feeding mechanisms; Control arrangements therefor
    • B23Q5/02—Driving main working members
    • B23Q5/04—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles
    • B23Q5/10—Driving main working members rotary shafts, e.g. working-spindles driven essentially by electrical means
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/16—Cutting by use of rotating axially moving tool with control means energized in response to activator stimulated by condition sensor
    • Y10T408/165—Cutting by use of rotating axially moving tool with control means energized in response to activator stimulated by condition sensor to control Tool rotation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T408/46—Cutting by use of rotating axially moving tool with means to apply transient, fluent medium to work or product including nozzle
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T408/65—Means to drive tool
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T408/00—Cutting by use of rotating axially moving tool
    • Y10T408/94—Tool-support
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30—Milling
    • Y10T409/30448—Milling with detachable or auxiliary cutter support to convert cutting action
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30—Milling
    • Y10T409/309296—Detachable or repositionable tool head
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T409/00—Gear cutting, milling, or planing
    • Y10T409/30—Milling
    • Y10T409/309352—Cutter spindle or spindle support

Definitions

  • Tool drive device in particular for machine tools
  • the invention relates to a tool drive device which is set up in particular for use in machine tools or in machining units of machining centers and which each have at least one movably mounted machine spindle.
  • machine tools are used, for example, for drilling, turning, milling, etc.
  • the tool is inserted into a corresponding tool holder or which is fastened in the work spindle of the machine tool in question.
  • Different tool holders are available.
  • Control devices which can contain extended electronic circuits or sequence programs, are used to control the spindle movement, in particular its rotation and / or adjustment.
  • the speed of the spindle is determined by the control device within a speed range. This is naturally limited. Occasionally, for example for very small tool diameters or for other reasons, speeds that are outside the speed range of the spindle are required.
  • the tool drive device has a spindle insert which is preferably clamped non-rotatably in a machine spindle and can carry a tool for machining workpieces.
  • the A coupling device is used to fasten the spindle insert in the machine spindle.
  • a drive is provided in the spindle insert, which drive is fed by a supply source arranged outside the spindle insert and can be controlled by a control device. The supply is accomplished via a coupling means that can be connected to the drive lines.
  • the drive is controlled as a function of the movement of the machine spindle, for detection of which the tool drive device has a detection device.
  • the movement of the spindle is used to obtain a signal, for example the speed, which is used as an input signal for the control device in order to control the drive of the tool and thus its movement.
  • a signal for example the speed
  • the detection of the speed does not require any access to the machine control, in particular no control signals originating from the machine control are required.
  • the control device is separate from the other machine control, independent and therefore self-sufficient.
  • the energy supply can, if desired, take place by tapping the machine control or the power source of the machine tool. However, a separate power source can also be provided for energy supply.
  • the tool drive device With the tool drive device, it is possible to increase the speed of the machine spindles beyond the possibilities of the machine spindle.
  • the additional power supply in the drive on the tool can be used here Overall, a performance can be implemented that exceeds the performance of the machine spindle. The maximum torque - can be fully obtained while the speed is increased.
  • the spindle insert has a coupling device, e.g. a steep taper shank, which enables a secure, non-rotatable and releasable connection to the machine spindle.
  • a coupling device e.g. a steep taper shank
  • it has an essentially cylindrical, single-part or multi-part housing, in the interior of which the drive is arranged.
  • the drive is designed as a rotary drive.
  • a motor is then used to drive the tool, e.g. an electric motor.
  • DC motors, synchronous motors or asynchronous motors for single or multi-phase alternating current can be used.
  • Hydraulic or pneumatic drives can also be used with which rotary or axial movements of the tool can be achieved.
  • the motors can be connected to the tool directly or via a gear.
  • a holding device for holding the tool, which has a tool spindle in which the tool is clamped in a rotationally fixed manner.
  • the inside of the tool spindle preferably has the shape of a cone.
  • the tool spindle is then formed by a rotatably mounted shaft and protrudes from the housing.
  • the shaft is non-rotatably connected to a rotating part of the motor (internal or external rotor).
  • the shaft and the tool spindle are preferably rotationally symmetrical to ner formed by the machine spindle axis of rotation.
  • the tool spindle can also be a quick-action clamping element, a chuck and the like. wear.
  • At least one slip ring is provided, which is attached to the outside of the housing, electrically insulated from it, and can be brought into engagement with an associated sliding contact of the coupling.
  • the sliding contacts grind against the slip rings and thus ensure the energy supply to the drive.
  • Roles can also be used instead of sliding contacts. Power can also be supplied without contact, for example using a transformer.
  • the slip rings are preferably arranged on a conical part of the housing, the diameter of which increases away from the machine spindle.
  • the slip rings therefore have different diameters.
  • the smallest diameter is larger than that of any part of the coupling device. This allows the spindle insert to be inserted into the machine spindle without changing the position of the contact set. This can then be rigidly attached to the machine tool, wherein it is preferably tilted slightly and is arranged in accordance with the slope of the conical housing part.
  • the contact set can also be adjustable and or stored separately.
  • the safety of the tool drive device is increased if voltage is applied to the sliding contacts only during the machining process.
  • the registration detection device revolutions that are at least as large as a defined threshold value, preferably 30 U / min, the power supply to the sliding contacts is made possible, for example, by automatically closing a switch.
  • the circuit is opened at speeds below the threshold.
  • Non-contact, magnetic or optical methods are preferred for speed detection.
  • a metal part rotatably connected to the spindle insert or the machine spindle is used to induce a short voltage pulse in a fixed coil with each revolution.
  • the detection device has a signal transmitter, in particular a light source, and a signal sensor, in particular a light sensor.
  • the detection device is preferably attached to the machine tool, for example on the headstock guiding the machine spindle, or on the contact set carrier for adjustment.
  • a marking for example a small metal plate, is attached to the tool coupling or to the machine spindle, which reflects light emitted by the light source.
  • a signal generated thereby which characterizes the rotational speed of the machine spindle, for example a pulse signal proportional to it, is then sent to the control device.
  • a ring-shaped clamping body which has different optical properties than the point at which it is to be fastened, can serve as the marking.
  • the clamping body can have an interruption or recess. The passage of the break or recess in front of the sensor generates the signal.
  • Markings can also be provided which cause several sensor signals with each revolution.
  • the markings can be evenly spaced apart and provided, for example, on an adhesive tape.
  • the control device uses the signals arriving from the detection device in order to generate a corresponding feed signal for the drive.
  • the speed range of the tool can thus be expanded with the device according to the invention.
  • Existing machine tools are thus made more versatile without intervention in their mechanics or electronics.
  • the control device can be integrated in the spindle insert or housed separately. It can also be controlled by means of appropriate programs running on a computer. A user interface can be provided for the user.
  • At least one supply line for coolant or compressed air and an outwardly leading, preferably pivotably arranged nozzle, for example made of plastic, are provided.
  • the heat can also be dissipated from the tool drive device at the same time.
  • FIG. 2 shows the front view of the tool drive device from FIG. 1 in a partially cut open and partially schematic illustration
  • FIG. 3 shows a side view of the coupling means used in the device according to the invention from FIGS. 1 and 2 in a partially schematic representation
  • FIGS. 1 to 3 shows a top view of the coupling means from FIGS. 1 to 3 in a partially schematic illustration
  • Fig. 5 is a schematic representation of the working principle of the device according to the invention.
  • a tool drive device 1 as is illustrated schematically and in an overall view in FIG. 1, has a housing 2 which has an essentially approximately cylindrical basic shape. At one end, a steep taper shank 3 is formed on the housing 2 and is intended to be received in a corresponding chuck of a machine spindle, which is not further illustrated.
  • a gripping disc 4 connects to the steep taper shank 3.
  • a conical connection section 7 is then formed on the cylindrical section 5, the smallest diameter of which connects to the cylindrical section 5. However, the diameter is already larger than that of the gripping disc.
  • the conical connection section 7 has one or more, in the present example three slip rings 8 (8a, 8b, 8c) which serve to supply power to a drive 9 accommodated in the housing 2 and visible from FIG. 2.
  • a connection head 11 is assigned to the slip rings 8 and the marking 6 and carries a contact carrier 12 and a sensor unit 14.
  • the connection head 11 is preferably to be fixedly mounted on the machine tool on which the tool drive device 1 is to be used.
  • connection head 11 can be mounted on a carrier which allows the connection head 11 to move radially and only brings it into the connection position when the tool drive unit 1 is to be fastened to the machine spindle. Should others Tools are used, the connection head 11 can then be moved out of the way. However, in most cases this is not necessary.
  • the tool drive unit 1 has, following the conical connection section 7, a cylindrical housing part 15, the end of which lies away from the steep taper 3 is closed with a cover 16. This has a central opening through which a rotatably mounted spindle 17 projects. This is set up to hold tools and, as can be seen in FIG. 2, has an inner cone 18 for this purpose. Adjacent to the spindle 17 is a preferably movably mounted nozzle 19 which is connected to a channel 21 which can be used to supply cooling lubricant.
  • the drive 9 in the form of an electric motor 22 is arranged in the interior of the housing 2, preferably essentially in an interior enclosed by the housing part 15.
  • the spindle 17 forms the motor shaft and is rotatably supported at both ends of the electric motor 22 by ball bearings 23, 24.
  • the electric motor 22 can be a servo motor, a stepper motor, a three-phase asynchronous motor, a synchronous motor or another suitable electric motor. It can be designed as a disc or bell-type motor if low moments of inertia are required.
  • a gear for example a planetary gear
  • a gear can be provided between the electric motor 22 and the coupling formed by the inner cone 18 for coupling a tool in order to change the speed, in particular to increase it, or to carry out additional movements, such as axial gene to generate. If necessary, this can also be done with other drives.
  • lines 26 lead to the slip rings 8, which are arranged continuously and concentrically to an axis of rotation 27.
  • the steep taper sheep 3, the housing 2 and the spindle 17 are also arranged concentrically to this axis of rotation 27.
  • connection head 11 is illustrated separately in FIGS. 3 and 4.
  • sliding contacts 32 (32a, 32b, 32c) are arranged, which are biased radially in the direction of an arrow 34 indicated in FIG. 4 towards the axis of rotation 27 by springs 33.
  • the sliding contacts 32 are connected to a control unit 36 via lines 35.
  • the control unit 36 generates control signals for the drive 9, which is shown as a block in FIG. 5.
  • the control unit 36 is also connected to the sensor head 14 and receives signals from it which correspond to the speed of the machine spindle.
  • the markings 6 are provided (FIGS. 1 and 2), which interact with the sensor head 14.
  • the markings can be, for example, recesses or projections on section 5 of the tool drive unit 1.
  • the sensor head 14 then contains a corresponding detection device for these recesses or projections, for example a magnetic detection device. In the present case, however, the sensor head 14 is based on the optical principle.
  • a light source 37 illuminates section 5 and that reflected light is registered by a sensor 38.
  • the marking 6 has a different reflection behavior than the other section 5.
  • the marking 6 can be formed by a slotted plastic ring which partially encompasses the section 5 and leaves a smaller section free between its two opposite free ends, the passage of which is detected by the sensor head 14.
  • a signal is generated at the sensor 14 with each revolution of the machine spindle and thus with each revolution of the tool drive device 1.
  • several marks can be provided, which then generate several signals.
  • other devices such as, for example, monochrome or adhesive tape provided with markings, can be used as markings 6.
  • the control unit 36 generates signals at its output 41 which correspond to the frequency of the signals received at its input 42.
  • the correspondence can be determined via an operating terminal 43, with which it can then be determined, for example, which input speed (input 42), which output speed (output 41) generates.
  • the correspondence can be set permanently or can be set via a data interface with a computer.
  • the tool drive device 1 described so far operates as follows:
  • the tool drive device 1 can be kept in the magazine of a machine tool or in a separate storage device. For example it can be pre-equipped with a tool which is received with its shaft in the inner cone 8 of the spindle 17.
  • the connection head 11 must be mounted on the machine tool in the vicinity of the spindle at a suitable point. This remains in or on the machine tool.
  • the connection head 11 is arranged at a distance from the work spindle, which allows a free passage of a gripping disk 4, so that the connection head 11 does not hinder the changing of a conventional tool.
  • control device of the tool drive device 1 is mounted in or on the machine tool.
  • This control device includes the control unit 36 and any operating unit 43 that may be present.
  • the tool drive unit 1 is now to be operated and is inserted into the machine spindle like a conventional tool, i.e. coupled to this. This takes place essentially by an axial movement in the direction of the axis of rotation 27.
  • the gripping disk 4 passes the contact head 12 without touching it. While the steep taper shaft 3 finds a corresponding receptacle, the contacts 32 of the contact head 12 come into contact with the slip rings 8.
  • the marking 6 comes into the field of view of the sensor head 14.
  • a fixed speed ratio can be set. If, for example, the speed ratio is set to a factor of 5, prompted a rotation of the machine spindle at 100 rpm, the control unit 36 to emit pulses for 500 rpm, so that the drive 9 is controlled accordingly. The speeds then add up, so that the spindle 17 runs at 600 rpm. If the speed of the machine spindle is increased to 5,000 rpm, for example, the drive 9 is actuated at five times the speed, ie at 25,000 rpm. These add up to the spindle speed, so that the spindle 17 ultimately runs at 30,000 rpm.
  • control unit 43 can, if necessary, bring about a continuous change in the speed of the spindle 17.
  • the marking 6 is then to be made stationary outside the tool drive device 1. Instead of the marking 6, a corresponding reading head must be provided on the tool drive device 1.
  • the control unit 36 is then set, for example, by preprogramming when the tool drive device 1 is separated from the machine tool. Operating elements can be provided on the tool drive unit or an interface for connecting a computer or another operating unit. In this embodiment, as shown in FIG. 1 or 2, the energy can be supplied from the outside.
  • the above-described embodiments have the advantage that non-integer speed ratios can also be set by appropriate programming of the control unit 36.
  • a tool drive device 1 which is provided in particular for machine tools, has an internal drive 9 which serves to drive a tool.
  • a control device 36 is provided which detects the movement of the tool drive device 1 and controls its drive 9 accordingly. The control of the tool drive device 1 can thus take place independently of the other control of the machine tool.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Eine Werkzeugantriebseinrichtung (1), die insbesondere für Werkzeugmaschinen vorgesehen ist, weist einen internen Antrieb (9) auf, der zum Antrieb eines Werkzeugs dient. Ausserdem ist eine Steuereinrichtung (36) vorgesehen, die die Bewegung der Werkzeugantriebseinrichtung (1) erfasst und deren Antrieb (9) entsprechend steuert. Die Steuerung der Werkzeugantriebseinrichtung (1) kann somit unabhängig von der sonstigen Steuerung der Werkzeugmaschine erfolgen.

Description

Werkzeugantriebseinrichtung, insbesondere für Werkzeugmaschinen
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugantriebseinrichtung, die insbesondere für den Einsatz in Werkzeugmaschinen oder in Bearbeitungseinheiten von Bearbeitungszentren eingerichtet ist und die jeweils wenigstens eine beweglich gelagerte Maschinenspindel aufweisen.
Insbesondere für Zerspanungsaufgaben werden Werkzeugmaschinen bspw. zum Bohren, Drehen, Fräsen usw. verwendet. Das Werkzeug wird in eine entsprechende Werkzeugaufnahme oder eingesetzt, die in der Arbeitsspindel der betreffenden Werkzeugmaschine befestigt wird. Es stehen unterschiedliche Werkzeugaufnahmen zur Verfügung.
Während des Bearbeitungsvorgangs werden die Arbeits- spindeln von zugehörigen Antriebsvorrichtungen angetrieben. Zur Steuerung der Spindelbewegung, insbesondere ihrer Drehung und/oder Verstellung, dienen Steuereinrichtungen, die erweiterte elektronische Schaltungen oder Ablaufprogramme beinhalten können.
Die Drehzahl der Spindel wird von der Steuereinrichtung innerhalb eines Drehzahlbereichs festgelegt. Dieser ist naturgemäß begrenzt. Gelegentlich werden, bspw. für sehr kleine Werkzeugdurchmesser oder aus anderen Gründen, Drehzahlen gefordert, die außerhalb des Drehzahlbereichs der Spindel liegen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Werkzeugantriebseinrichtung zu schaffen, die den Anwendungsbereich einer Werkzeugmaschine oder Bearbeitungseinheit erweitert. Dies soll möglichst ohne Eingriff in die vorhandene Maschinensteuerung geschehen.
Diese Aufgabe wird mit einer Werkzeugantriebseinrichtung gelöst, die die Merkmale des Patentanspruchs 1 aufweist.
Die erfindungsgemäße Werkzeugantriebseinrichtung weist einen Spindeleinsatz auf, der in einer Maschinenspindel vorzugsweise drehfest eingespannt werden und ein Werkzeug zur Bearbeitung von Werkstücken tragen kann. Der Befestigung des Spindeleinsatzes in der Maschinenspindel dient eine Kupplungseinrichtung . Zum Antreiben des Werkzeugs ist in dem Spindeleinsatz ein Antrieb vorgesehen, der von einer außerhalb des Spindeleinsatzes angeordneten Speisequelle gespeist und von einer Steuereinrichtung gesteuert werden kann. Die Speisung wird über ein mit den Zuleitungen des Antriebs verbindbares Koppelmittel bewerkstelligt. Die Steuerung des Antriebs erfolgt in Abhängigkeit von der Bewegung der Maschinenspindel, zu deren Erfassung die Werkzeugantreibseinrichtung eine Erfassungs- einrichtung aufweist.
Von der Bewegung der Spindel wird mittels der Erfas- sungseinrichtung ein bspw. die Drehzahl kennzeichnendes Signal gewonnen, das als Eingangssignal für die Steuereinrichtung verwendet wird, um den Antrieb des Werkzeugs und somit dessen Bewegung zu steuern. Die Erfassung der Drehzahl erfordert keinerlei Zugriff auf die Maschinensteuerung, insbesondere werden keine von der Maschinensteuerung herrührenden Steuersignale benötigt. Die Steuereinrichtung ist von der sonstigen Maschinensteuerung getrennt, unabhängig und somit autark.
Die Energieversorgung kann, sofern erwünscht, durch Anzapfung der Maschinensteuerung oder der Speisequelle der Werkzeugmaschine erfolgen. Es kann jedoch auch eine eigene Speisequelle zur Energieversorgung vorgesehen werden.
Mit der Werkzeugantriebseinrichtung ist es möglich, die Drehzahl der Maschinenspindeln über die Möglichkeiten der Maschinenspindel hinaus zu Vergrößern. Anders als bei einem passiven Vorsatzgetriebe kann hier durch die zusätzliche Leistungseinspeisung in dem Antrieb an dem Werkzeug insgesamt eine Leistung umgesetzt werden, die die Leistung der Maschinenspindel übersteigt. Das maximale Drehmoment - kann vollständig erhalten werden, während die Drehzahl vergrößert wird.
Der Spindeleinsatz weist eine Kupplungseinrichtung, z.B. einen Steilkegelschaft, auf, der eine sichere, drehfeste und wieder lösbare Verbindung mit der Maschinenspindel ermöglicht. Außerdem weist er ein im Wesentlichen zylindrisches, ein- oder mehrteiliges Gehäuse auf, in dessen Inneren der Antrieb angeordnet ist.
Sollen Zerspanungsoperationen mit drehendem Werkzeug ausgeführt werden, ist der Antrieb als Drehantrieb ausgebildet. Zum Antreiben des Werkzeugs dient dann ein Motor, z.B. ein Elektromotor. Es können Gleichstrommotoren Synchronmotoren oder Asynchronmotoren für ein oder mehrphasigen Wechselstrom Verwendung finden. Es können auch hydraulische oder pneumatische Antriebe verwendet werden, mit denen Dreh- oder Axialbewegungen des Werkzeugs erzielt werden können. Die Motoren können direkt oder über ein Getriebe antriebsmäßig mit dem Werkzeug verbunden sein.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist zur Aufnahme des Werkzeugs eine Aufnahmevorrichtung vorgesehen, die eine Werkzeugspindel aufweist, in die das Werkzeug drehfest eingespannt wird. Innen weist die Werkzeugspindel vorzugsweise die Form eines Konus auf. Die Werkzeugspindel wird dann durch eine drehbar gelagerte Welle gebildet und ragt aus dem Gehäuse hinaus. Die Welle ist mit einem umlaufenden Teil des Motors (Innen- oder Außenläufer) drehfest verbunden. Vorzugsweise sind die Welle und die Werkzeugspindel rotationssymmetrisch zu ei- ner durch die Maschinenspindel festgelegten Drehachse ausgebildet. Die Werkzeugspindel kann jedoch auch ein Schnellspannelement, ein Spannfutter und dgl . tragen.
Zur Speisung des Elektromotors mit Energie ist mindestens ein Schleifring vorgesehen, der an der Außenseite des Gehäuses, von diesem elektrisch isoliert angebracht ist und mit einem zugehörigen Schleifkontakt des Koppel - mittels in Eingriff gebracht werden kann. Bei der Drehbewegung der Maschinenspindel schleifen die Schleifkontakte an den Schleifringen und stellen somit die Energiezufuhr zum Antrieb sicher. Statt Schleifkontakte können auch Rollen verwendet werden. Die Speisung kann auch berührungs- los, bspw. transformatorisch erfolgen.
Die Schleifringe sind vorzugsweise an einem kegelförmigen Teil des Gehäuses angeordnet, dessen Durchmesser von der Maschinenspindel weg zunimmt. Die Schleifringe haben deshalb unterschiedliche Durchmesser. Der kleinste Durchmesser ist größer als derjenige eines beliebigen Teils der Kupplungseinrichtung. Dadurch kann der Spindeleinsatz in die Maschinenspindel eingeführt werden kann, ohne die Lage des Kontaktsatzes zu verändern. Dieser kann dann starr an der Werkzeugmaschine befestigt sein, wobei er vorzugsweise leicht gekippt, der Steigung des kegelförmigen Gehäuseteil entsprechend angeordnet ist. Beim Einführen des Spindeleinsatzes wird der Kontakt zwischen den Schleifringen und den Schleifkontakten von selbst hergestellt. Der Kontaktsatz kann auch verstellbar und oder separat gelagert sein.
Die Sicherheit des Werkzeugantriebseinrichtung wird erhöht, wenn nur während des Bearbeitungsvorgangs Spannung an den Schleifkontakten anliegt. Werden mit der Erfas- sungseinrichtung Umdrehungszahlen detektiert, die mindestens so groß sind wie ein definierter Schwellwert, vorzugsweise 30 U/min, wird bspw. durch automatisches Schließen eines Schalters die Stromzufuhr zu den Schleifkontakten ermöglicht. Bei Drehzahlen unterhalb des Schwellwertes wird der Stromkreis geöffnet.
Zur Drehzahlerfassung werden berührungslose, magnetische oder optische Methoden bevorzugt. Es kann z.B. ein mit dem Spindeleinsatz oder der Maschinenspindel drehbar verbundenes Metallteil dazu dienen, bei jeder Umdrehung einen kurzen Spannungsimpuls in einer feststehenden Spule zu induzieren.
In einer vorteilhaften Ausgestaltungsform weist die Erfassungseinrichtung einen Signalgeber, insbesondere eine Lichtquelle, und einen Signalaufnehmer, insbesondere einen Lichtsensor, auf. Die Erfassungseinrichtung wird vorzugsweise an der Werkzeugmaschine, bspw. an dem die Maschinenspindel führenden Spindelstock, oder dem Kontaktsatzträger zur Justierung verstellbar angebracht. An der Werkzeugkupplung oder an der Maschinenspindel wird eine Markierung, bspw. ein schmales Metallplättchen, befestigt, das von der Lichtquelle ausgesandtes Licht reflektiert. Ein dadurch erzeugtes, die Drehzahl der Maschinenspindel kennzeichnendes Signal, bspw. ein dazu proportionales Impulssignal, wird dann zur Steuereinrichtung gesendet.
Als Markierung kann ein kreisringförmiger Klemmkörper dienen, der andere optische Eigenschaften aufweist, als das die Stelle, an der er zu befestigen ist. Der Klemmkörper kann eine Unterbrechung oder Ausnehmung aufweisen. Der Durchgang der Unterbrechung oder Ausnehmung vor dem Sensor erzeugt das Signal.
Es können außerdem Markierungen vorgesehen werden, die bei jeder Umdrehung mehrere Sensorsignale verursachen. Die Markierungen können im einfachsten Fall gleichmäßig beabstandet und bspw. an einem Klebeband vorgesehen sein.
Die Steuereinrichtung nutzt die von der erfassungseinrichtung ankommenden Signale, um ein entsprechendes Speisesignal für den Antrieb zu generieren. So kann der Drehzahlbereich des Werkzeugs mit der erfindungsgemäßen Einrichtung erweitert werden. Vorhandene Werkzeugmaschinen werden damit ohne Eingriff in deren Mechanik oder Elektronik vielseitiger verwendbar gemacht.
Die Steuereinrichtung kann in den Spindeleinsatz integriert werden oder separat untergebracht werden. Sie kann ferner mittels entsprechender auf einem Rechner ablaufenden Programme gesteuert werden. Für den Benutzer kann eine Bedienoberfläche vorgesehen werden.
Vorzugsweise ist zur Kühlung des Werkzeugs in der Werkzeugantriebseinrichtung mindestens eine Zufuhrleitung für Kühlflüssigkeit oder Druckluft sowie eine nach außen führende vorzugsweise schwenkbar angeordnete Düse, bspw. aus Kunststoff, vorgesehen. Außerdem kann dadurch auch gleichzeitig die Wärme aus der Werkzeugantriebseinrichtung abgeleitet werden.
Weitere vorteilhafte Einzelheiten von Ausführungsformen der Erfindung ergeben sich aus Unteransprüchen, der Zeichnung und/oder der zugehörigen Beschreibung. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Werkzeugantriebseinrichtung in einer teilweise schematisierten Vorderansicht,
Fig. 2 die Vorderansicht der Werkzeugantriebseinrichtung aus Fig. 1 in einer teilweise aufgeschnittenen und teilweise schematisierten Darstellung,
Fig. 3 eine Seitenansicht des in der erfindungsgemäßen Einrichtung aus Fig. 1 und 2 verwendeten Koppelmittels in einer teilweise schematisierten Darstellung,
Fig. 4 eine Draufsicht des Koppelmittels aus Fig. 1 bis 3 in einer teilweise schematisierten Darstellung, und
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Arbeitsprinzips der erfindungsgemäßen Einrichtung.
Eine Werkzeugantriebseinrichtung 1 weist, wie sie schematisch und in Gesamtansicht in Fig. 1 veranschaulicht ist, ein Gehäuse 2 auf, das eine im Wesentlichen etwa zylindrische Grundform aufweist. An einem Ende ist an dem Gehäuse 2 ein Steilkegelschaft 3 ausgebildet, der zur Aufnahme in einem entsprechenden, nicht weiter veranschaulichten Futter einer Maschinenspindel vorgesehen ist. An den Steilkegelschaft 3 schließt sich eine Greifscheibe 4 an. Ein kurzer zylindrischer Abschnitt 5, der sich unmittelbar an die Greifscheibe 4 anschließt, jedoch einen geringeren Durchmesser als diese aufweist, dient als Träger für Marken 6, deren Beschaffenheit und Bedeutung an späterer Stelle erläutert wird.
An den zylindrischen Abschnitt 5 anschließend ist ein konischer Anschlussabschnitt 7 ausgebildet, dessen geringster Durchmesser an den zylindrischen Abschnitt 5 anschließt. Der Durchmesser ist hier jedoch bereits größer als der der Greifscheibe . Der konische Anschlussabschnitt 7 weist einen oder mehrere, im vorliegenden Beispiel drei Schleifringe 8 (8a, 8b, 8c) auf, die der Stromversorgung eines in dem Gehäuse 2 untergebrachten, aus Fig. 2 ersichtlichen Antriebs 9 dienen. Den Schleifringen 8 und der Markierung 6 ist ein Anschlusskopf 11 zugeordnet, der einen Kontaktträger 12 und eine Sensoreinheit 14 trägt. Der Anschlusskopf 11 ist vorzugsweise fest an der Werkzeugmaschine zu montieren, an der die Werkzeugantriebseinrichtung 1 zu verwenden ist. Alternativ kann der Anschlusskopf 11 auf einem Träger montiert sein, der eine Radialbewegung des Anschlusskopfes 11 zulässt und diesen nur in Anschlus- sposition bringt, wenn die Werkzeugantriebseinheit 1 an der Maschinenspindel zu befestigen ist. Sollen andere Werkzeuge benutzt werden, kann der Anschlusskopf 11 dann aus dem Wege gefahren werden. Dies ist jedoch in den meisten Fällen nicht erforderlich.
Die Werkzeugantriebseinheit 1 weist im Anschluss an den konischen Anschlussabschnitt 7 einen zylindrischen Gehäuseteil 15 auf, dessen von dem Steilkegel 3 abliegendes Ende mit einem Deckel 16 verschlossen ist. Dieser weit eine Zentralöffnung auf, durch die eine drehbar gelagerte Spindel 17 ragt. Diese ist zur Aufnahme von Werkzeugen eingerichtet und weist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, dazu einen Innenkonus 18 auf. Der Spindel 17 benachbart ist eine vorzugsweise beweglich gelagerte Düse 19 angeordnet, die mit einem Kanal 21 in Verbindung steht, der der Zuführung von Kühlschmiermittel dienen kann.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist in dem Innenraum des Gehäuses 2, vorzugsweise im Wesentlichen in einem von dem Gehäuseteil 15 umschlossenen Innenraum der Antrieb 9 in Form eines Elektromotors 22 angeordnet. Die Spindel 17 bildet die Motorwelle und ist an beiden Enden des Elektromotors 22 durch Kugellager 23, 24 drehbar gelagert. Der Elektromotor 22 kann ein Servomotor, ein Schrittmotor, ein Drehstromasynchronmotor, ein Synchronmotor oder ein anderweitiger geeigneter Elektromotor sein. Er kann als Scheiben- oder Glockenläufermotor aufgebaut sein, wenn geringe Trägheitsmomente erforderlich sind. Außerdem kann zwischen dem Elektromotor 22 und der durch den Innenkonus 18 gebildeten Kupplung zum Ankuppeln eines Werkzeugs ein Getriebe, beispielsweise ein Planetengetriebe, vorgesehen sein, um die Drehzahl zu verändern, insbesondere zu erhöhen oder um zusätzliche Bewegungen, wie beispielsweise Axialbewegun- gen, zu erzeugen. Bedarfsweise kann dies auch mit weiteren Antrieben erfolgen.
Von dem Stator 25 des Elektromotors 22 ausgehend führen Leitungen 26 zu den Schleifringen 8, die ununterbrochen und konzentrisch zu einer Drehachse 27 angeordnet sind. Ebenfalls konzentrisch zu dieser Drehachse 27 sind der Steilkegelschaf 3, das Gehäuse 2 und die Spindel 17 angeordnet .
Der Anschlusskopf 11 ist in den Fig. 3 und 4 gesondert veranschaulicht. An seiner der Werkzeugantriebseinrichtung 1 zugewandten Seite 31 sind Schleifkontakte 32 (32a, 32b, 32c) angeordnet, die durch Federn 33 radial in Richtung eines in Fig. 4 angedeuteten Pfeiles 34 auf die Drehachse 27 zu vorgespannt sind. Die Schleifkontakte 32 sind über Leitungen 35 an eine Ansteuereinheit 36 angeschlossen. Die Ansteuereinheit 36 erzeugt Ansteuersignale für den Antrieb 9, der in Fig. 5 als Block dargestellt ist .
Die Ansteuereinheit 36 ist außerdem an den Sensorkopf 14 angeschlossen und erhält von diesem Signale, die der Drehzahl der Maschinenspindel entsprechen. Dazu sind die Markierungen 6 vorgesehen (Fig. 1 und 2) , die mit dem Sensorkopf 14 zusammenwirken. Die Markierungen können beispielsweise Ausnehmungen oder Vorsprünge an dem Abschnitt 5 der Werkzeugantriebseinheit 1 sein. Der Sensorkopf 14 enthält dann eine entsprechende Erfassungseinrichtung für diese Ausnehmungen oder Vorspränge, beispielsweise eine magnetische Erfassungseinrichtung. Im vorliegenden Fall basiert der Sensorkopf 14 jedoch auf optischem Prinzip. Eine Lichtquelle 37 beleuchtet den Abschnitt 5 und das reflektierte Licht wird von einem Sensor 38 registriert. Die Markierung 6 weist ein gegenüber dem sonstigen Abschnitt 5 abweichendes Reflexionsverhalten auf. Beispielsweise kann die Markierung 6 durch einen geschlitzten Kunststoffring gebildet werden, der den Abschnitt 5 teilweise umgreift und zwischen seinen beiden, einander gegenüberliegenden freien Enden einen kleineren Abschnitt frei lässt, dessen Durchgang von dem Sensorkopf 14 erfasst wird. Damit wird bei jeder Umdrehung der Maschinenspindel und somit mit jeder Umdrehung der Werkzeugantriebseinrichtung 1 an dem Sensor 14 ein Signal erzeugt. Alternativ können mehrere Marken vorgesehen werden, die dann mehrere Signale erzeugen. Als Markierungen 6 können an Stelle des Kunststoffrings bedarfsweise anderweitige Einrichtungen, wie beispielsweise einfarbiges oder mit Markierungen versehenes Klebeband, verwendet werden.
Die Ansteuereinheit 36 erzeugt an ihrem Ausgang 41 Signale, die der Frequenz der an ihrem Eingang 42 empfangenen Signale entsprechen. Die Entsprechung kann über ein Bedienterminal 43 festgelegt werden, mit dem dann beispielweise festlegbar ist, welche Eingangsdrehzahl (Eingang 42), welche Ausgangsdrehzahl (Ausgang 41) erzeugt. Alternativ kann die Entsprechung fest eingestellt oder über eine Datenschnittstelle mit einem Computer einstellbar sein.
Die insoweit beschriebene Werkzeugantriebseinrichtung 1 arbeitet wie folgt:
Die Werkzeugantriebseinrichtung 1 kann in dem Magazin einer Werkzeugmaschine oder in einer gesonderten Aufbewahrungseinrichtung vorgehalten werden. Beispielsweise kann es mit einem Werkzeug vorbestückt sein, das mit seinem Schaft in dem Innenkonus 8 der Spindel 17 aufgenommen ist. Zur Einrichtung auf den Betrieb mit der erfindungsgemäßen Werkzeugantriebseinrichtung 1 ist an der Werkzeugmaschine in der Nähe der Spindel an geeigneter Stelle der Anschlusskopf 11 zu montieren. Dieser verbleibt in oder an der Werkzeugmaschine. Der Anschlusskopf 11 ist dabei in einer Entfernung von der Arbeitsspindel angeordnet, die einen freien Durchgang einer Greifscheibe 4 gestattet, so dass der Anschlusskopf 11 das Wechseln eines herkömmlichen Werkzeugs nicht behindert .
Außerdem wird in oder an der Werkzeugmaschine die Steuereinrichtung der Werkzeugantriebseinrichtung 1 montiert. Zu dieser Steuereinrichtung gehören die Ansteuereinheit 36 und eine eventuell vorhandene Bedieneinheit 43. Es soll nun die Werkzeugantriebseinheit 1 betrieben werden, wird diese wie ein herkömmliches Werkzeug in die Ma- schinenspindel eingesetzt, d.h. an diese angekoppelt. Dies erfolgt im Wesentlichen durch eine Axialbewegung in Richtung der Drehachse 27. Die Greifscheibe 4 geht dabei an dem Kontaktkopf 12 vorbei, ohne diesen zu berühren. Während der Steilkegelschaft 3 in eine entsprechende Aufnahme findet, kommen die Kontakte 32 des Kontaktkopfs 12 mit den Schleifringen 8 in Berührung. Außerdem kommt die Markierung 6 in das Gesichtsfeld des Sensorkopfs 14.
An der Bedieneinheit 43 wird nun oder zuvor eingestellt, wie der Antrieb 9, ausgehend von AnSteuerimpulsen, angesteuert werden soll, die von dem Sensorkopf 14 geliefert werden. Beispielsweise kann ein festes Drehzahlverhältnis eingestellt werden. Wird das Drehzahlverhältnis beispielsweise auf den Faktor 5 eingestellt, veranlasst eine Drehung der Maschinenspindel mit 100 U/min die Steuereinheit 36, Impulse für 500 U/min abzugeben, so dass der Antrieb 9 entsprechend angesteuert wird. Die Drehzahlen addieren sich dann, so dass die Spindel 17 mit 600 U/min läuft. Wird die Drehzahl der Maschinenspindel beispielsweise auf 5 000 U/min erhöht, wird der Antrieb 9 mit der fünffachen Drehzahl, d.h. mit 25 000 U/min angesteuert. Diese addieren sich zu der Spindeldrehzahl, so dass die Spindel 17 letztendlich mit 30 000 U/min läuft.
Auf diese Weise lassen sich Drehzahlen erreichen, die der Maschinenspindel sonst nicht zugänglich wären. Außerdem kann durch die Bedieneinheit 43 bedarfsweise eine stufenlose Änderung der Drehzahl der Spindel 17 herbeigeführt werden .
Abweichend von der vorbeschriebenen Ausführungsform ist es ohne den Gedanken der Erfindung zu verlassen möglich, die Ansteuereinheit 36 und die Bedieneinheit 40 in die Werkzeugantriebseinheit 1 zu integrieren. Die Markierung 6 ist dann ortsfest außerhalb der Werkzeugantriebseinrichtung 1 anzubringen. Anstelle der Markierung 6 ist an der Werkzeugantriebseinrichtung 1 ein entsprechender Lesekopf vorzusehen. Die Einstellung der Ansteuereinheit 36 erfolgt dann beispielsweise durch Vorprogrammierung, wenn die Werkzeugantriebseinrichtung 1 von der Werkzeugmaschine getrennt ist. Es können Bedienelemente an der Werkzeugantriebseinheit oder eine Schnittstelle zum An- schluss eines Computers oder einer sonstigen Bedieneinheit vorgesehen werden. Bei dieser Ausführungsform kann die Energiezufuhr, wie aus Fig. 1 oder 2 ersichtlich, von außen erfolgen. Die vorbeschriebenen Ausführungsformen haben den Vorzug, dass auch nicht ganzzahlige Drehzahlverhältnisse durch entsprechende Programmierung der Ansteuereinheit 36 einstellbar sind. Bedarfsweise kann jedoch auf diese Programmierbarkeit verzichtet werden. Bei einer vereinfachten Ausführungsform ist es dann beispielsweise auch möglich, eine Drehzahländerung lediglich durch Änderung der Anzahl der auf dem Abschnitt 5 vorhandenen Marken 6 zu erreichen. Hierzu kann geeignetes mit Marken versehenes Klebeband verwendet werden. Auch können die Marken selbst durch Klebeband dargestellt werden. In allen Fällen wird die Steuerung der Werkzeugantriebseinrichtung 1 ohne Eingriff in die Maschinensteuerung der Werkzeugmaschine erreicht .
Eine Werkzeugantriebseinrichtung 1, die insbesondere für Werkzeugmaschinen vorgesehen ist, weist einen internen Antrieb 9 auf, der zum Antrieb eines Werkzeugs dient. Außerdem ist eine Steuereinrichtung 36 vorgesehen, die die Bewegung der Werkzeugantriebseinrichtung 1 erfasst und deren Antrieb 9 entsprechend steuert. Die Steuerung der Werkzeugantriebseinrichtung 1 kann somit unabhängig von der sonstigen Steuerung der Werkzeugmaschine erfolgen.

Claims

Patentansprüche :
1. Werkzeugantriebseinrichtung (1), insbesondere für Werkzeugmaschinen oder Bearbeitungseinheiten in Bearbeitungszentren, die jeweils wenigstens eine beweglich gelagerte Maschinenspindel aufweisen,
mit einem Spindeleinsatz (2) , der eine Kupplungseinrichtung (3), die mit der Maschinenspindel verbindbar ist, einen steuerbaren Antrieb (9) zum Antreiben eines Werkzeugs, der dazu eingerichtet ist, seine Speiseenergie in mechanische Energie umzuwandeln, sowie mindestens eine Zuleitung (8) aufweist, die zur Übertragung der Speiseenergie zu dem Antrieb (9) dient,
mit einem Koppelmittel (11) , mit dem eine Energie übertragende Verbindung zwischen einer Speisequelle und dem Antrieb (9) herstellbar und auflösbar ist,
mit einer Erfassungseinrichtung (14), die zur Erfassung der Bewegung der Maschinenspindel dient, und
mit einer Steuereinrichtung (36), die dazu eingerichtet ist, den Antrieb (9) in Abhängigkeit von der Bewegung der Maschinenspindel zu steuern.
2. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung der Maschinenspindel eine Drehbewegung ist.
3. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (36) ausschließlich von der Bewegung der Maschinenspindel gesteuert ist.
4. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kupplungseinrichtung (3) ein Kegelschaft ist, der in eine Maschinenspindel einspannbar ist, und dass im Anschluss an eine sich anschließende Greifscheibe (4) mit einer für automatischen Werkzeugwechsel ausgelegten Greiferrille ein Zylinderabschnitt (5) als Träger für eine Markierung (6) vorgesehen ist.
5. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (9) ein als Drehantrieb dienender Elektromotor (22) , vorzugsweise ein Gleichstrommotor oder ein Ein- oder Mehrphasen-Synchronoder Asynchronmotor, ist.
6. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (9) mit einer Aufnahmevorrichtung (18) für ein Werkzeug antriebsmäßig verbunden ist.
7. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmevorrichtung (18) für das Werkzeug an der der Kupplungseinrichtung (3) gegenüberliegenden Seite an einer Spindel (17) aus dem Gehäuse (2) hinausragt und vorzugsweise als Innenkonus ausgebildet ist.
8. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindel (17) rotationssymme- trisch zu einer durch die Maschinenspindel festgelegten Drehachse (27) ausgebildet ist.
9. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuleitung (8) ein oder mehrere Schleifringe (8) enthält, die an der Außenseite des Gehäuses (2) angebracht und von diesem elektrisch isoliert sind.
10. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schleifring oder die Schleifringe (8) an einem kegelförmigen Teil (7) des Gehäuses (2) angeordnet ist bzw. sind, wobei der Durchmesser des kleinsten Schleifrings (8) mindestens so groß ist wie der größte Durchmesser, den die Werkzeugkupplung (3) oder eine sich anschließende Greifscheibe (4) aufweist .
11. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 1, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelmittel
(11) im Wesentlichen einen Kontaktsatz (32) aufweist, zu dem ein oder mehrere Schleifkontakte (32a, 32b, 32c), vorzugsweise der Anzahl der Schleifringe (8) entsprechend, gehören, die vorzugsweise in Form von Schleifkohlen oder Bürsten oder Rollen ausgeführt sind und über Versorgungsleitung an eine Speisequelle und/oder Steuereinrichtung
(36) anschließbar sind.
12. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Kontaktsatz (32) beweglich und vorzugsweise an der Werkzeugmaschine, bspw. an einem die Maschinenspindel tragenden Spindelstock, angebracht ist.
13. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 11 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schleifkontakten (32a, 32b, 32c) erst dann Spannung anliegt, wenn mit der Erfassungseinrichtung (12) eine Drehbewegung der Maschinenspindel mit einer Mindestumdrehungszahl von vorzugsweise 30 U/min detektiert wird.
14. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassung der Drehbewegung berührungslos und vorzugsweise optisch oder magnetisch erfolgt .
15. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung
(12) einen Signalgeber (37) zum Aussenden eines Signals und einen Signalaufnehmer (38) zum Detektieren desselben aufweist .
16. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Signalgeber (37) eine Lichtquelle und der Signalaufnehmer (38) ein Lichtsensor ist .
17. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die durch den Signalgeber
(37) und den Signalaufnehmer (38) gebildete Erfassungseinrichtung (12) vorzugsweise an der Werkzeugmaschine, bspw. an dem die Maschinenspindel führenden Spindelstock, in Bezug auf ihre Höhe und Lage verstellbar angebracht ist .
18. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass an der Maschinenspindel oder an der Werkzeugantriebseinrichtung (1), ein Reflexions - mittel (6), bspw. ein Plättchen oder eine Folie, an- gebracht und derart ausgerichtet ist, dass es das von der Lichtquelle ausgesandte Licht zu dem Sensor reflektiert.
19. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass an der Werkzeugantriebseinrichtung (1) , vorzugsweise an einem zylindrischen Abschnitt (5) , ein im Wesentlichen kreisringförmiger, bedarfsweise mit einer Unterbrechung oder Ausnehmung versehener Klemmkörper anbringbar ist, der eine Oberfläche aufweist, die andere Reflexionseigenschaften aufweist als die Fläche, auf oder an der er gelagert und gehalten ist.
20. Werkzeugantriebseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens eine Zufuhrleitung (21) , die vorzugsweise innerhalb des Gehäuses (2) und im Wesentlichen parallel seiner Drehachse (27) angeordnet ist, und eine nach außen führende vorzugsweise schwenkbar angeordnete Düse (19), bspw. aus Kunststoff, aufweist, die zum Zuführen von Kühlflüssigkeit, Druckluft oder ähnlichem Medium zu dem Werkzeug dienen.
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