CH709498B1 - Karussellspeicher für eine Bearbeitungsmaschine sowie Bearbeitungsmaschine mit einem derartigen Karussellspeicher. - Google Patents

Abstract

Karussellspeicher (1) für eine automatisierte programmgesteuerte Bearbeitungsmaschine mit mindestens einem ersten, vertikal motorisch drehbaren Trommelmagazin (2) und mit mindestens einem zweiten, vertikal antreibbaren Trommelmagazin (5, 5a, 6) zum Speichern von Werkzeugen und/oder Werkstücken, die mittels eines Handhabungsgerätes (16) entnehmbar und rückgebbar sind, wobei die Speicherplätze (9) aussen an einer Trommelumfangswand (8) der Trommelmagazine (2, 5, 5a, 6) übereinander und nebeneinander angeordnet sind. Das erste innere Trommelmagazin (2) wird erfindungsgemäss von dem mindestens einen weiteren Trommelmagazin (5, 5a, 6) mit radialem Abstand umgriffen, indem das erste und das mindestens eine weitere Trommelmagazin (2,5, 5a, 6) einen unterschiedlichen Durchmesser aufweisen. Die Trommelumfangswand (8) des mindestens einen weiteren das innere Trommelmagazin (2) umgreifenden Trommelmagazins (5, 5a, 6) weist wenigstens eine Durchgriffsaussparung (10) für das Handhabungsgerät (16) auf, die Zugang zu den Speicherplätzen (9) des mindestens einen umgriffenen Trommelmagazins (2) ermöglicht.

Description

Beschreibung [0001 ] Die Erfindung betrifft einen Karussellspeicher für eine automatisierte programmgesteuerte Bearbeitungsmaschine, mit mindestens einem ersten um eine vertikale Mittelachse beweglichen Trommelmagazin zum Speichern von Werkzeugen und/oder Werkstücken, die mittels eines Handhabungsgerätes entnehmbar und rückgebbar sind, wobei das mindestens eine Trommelmagazin mit einer unteren Trommelstirnseite auf einem Tragständer motorisch angetrieben in Umfangsrichtung der Trommelumfangswand drehbar gelagert ist und an der Trommelumfangswand aussen eine Anzahl von Speicherplätzen für Werkzeuge und/oder Werkstücke aufweist, die in Umfangsrichtung des Trommelmagazins nebeneinander und in Axialrichtung des Trommelmagazins übereinander angeordnet sind. Die Erfindung betrifft ausserdem eine Bearbeitungsmaschine zur automatischen programmgesteuerten Bearbeitung von Werkstücken mittels Werkzeugen, mit einem Werkzeugmagazin und/oder einem Werkstückmagazin und mindestens einem zugeordneten Handhabungsgerät, mittels dem die Werkzeuge bzw. Werkstücke aus deren Speicherplätzen entnehmbar und an diese rückgebbar sind.

[0002] Bei Werkzeugmaschinen, wie zum Beispiel Mehrachsen-Bearbeitungszentren, werden in der Regel komplexe Bearbeitungsschritte an Werkstücken durchgeführt. Die einzelnen Bearbeitungsschritte erfordern unterschiedlichste Werkzeuge, sodass es notwendig ist, bei der Bearbeitung mehrmals das Bearbeitungswerkzeug zu wechseln. Bei derartigen Bearbeitungsmaschinen zur automatischen programmgesteuerten Bearbeitung von Werkstücken mittels Werkzeugen werden die Werkstücke zudem üblicherweise automatisch zur Bearbeitung zugeführt und nach der Bearbeitung automatisiert entnommen.

[0003] Werkzeug- bzw. Werkstückmagazine für den maschinellen Werkzeug- und/oder Werkstückwechsel mittels eines Handhabungsgerätes sind vielfach bekannt. Sie sind beispielsweise als Karussellspeicher mit einem um eine vertikale Mittelachse drehbaren Trommelmagazin ausgebildet, das an seiner Trommelumfangswand aussen eine Anzahl von Speicherplätzen für Werkzeuge und/oder Werkstücke aufweist, die mittels eines Handhabungsgerätes aus den Speicherplätzen entnehmbar und an diese rückgebbar sind. Das Trommelmagazin kann dabei mittels eines elektrischen oder pneumatischen Antriebs rotatorisch bewegt werden, sodass der jeweilige Speicherplatz mit oder ohne Werkzeug bzw. Werkstück in die Greifreichweite des Handhabungsgerätes bringbar ist.

[0004] Nachteilig ist bei diesen bekannten Karussellspeichern, dass diese unter Berücksichtigung des Raumanspruches und der Handhabungsmöglichkeit nur eine eingeschränkte Anzahl von Speicherplätzen, d.h. Aufnahmen für Werkzeuge und/oder Werkstücke besitzen. Die Anzahl der Speicherplätze des rotierbaren Trommelmagazins ist allein abhängig von der Höhe und dem Durchmesser der Trommelumfangswand des einzigen Trommelmagazins, an der die Speicherplätze in mehreren Etagen axial übereinander sowie tangential nebeneinander angeordnet sind, sodass diese durch eine Greifvorrichtung des Handhabungsgerätes einfach entnommen und zurückgelegt werden können.

[0005] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Möglichkeit vorzuschlagen, eine grössere Anzahl von Werkzeugen und/oder Werkstücken bei geringfügiger Erhöhung des Raumanspruches des Karussellspeichers zu speichern.

[0006] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch einen Karussellspeicher mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie durch eine Bearbeitungsmaschine mit den Merkmalen des nebengeordneten Patentanspruchs 9 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind den jeweils rückbezogenen Patentansprüchen zu entnehmen.

[0007] Der erfindungsgemässe Karussellspeicher weist ein um eine vertikale Mittelachse drehbeweglich geführtes erstes Trommelmagazin und mindestens ein weiteres Trommelmagazin mit gegenüber dem ersten Trommelmagazin grösserem Durchmesser auf. Das mindestens eine weitere Trommelmagazin ist koaxial zu dem ersten Trommelmagazin angeordnet und umgreift das erste Trommelmagazin mit radialem Abstand. Die weiteren Trommelmagazine sind auf dem Tragständer des ersten Trommelmagazins angeordnet und wie dieses motorisch angetrieben in Umfangsrichtung ihrer Trommelumfangswand drehbar gelagert. Die vertikale Mittelachse des ersten Trommelmagazins und die Mittelachse des mindestens einen weiteren Trommelmagazins erstrecken sich senkrecht zu dem Tragständer fluchtend miteinander und bilden eine gemeinsame zentrale Längsachse des Karussellspeichers. Sowohl das erste innere wie auch die weiteren Trommelmagazine weisen aussen an ihrer Trommelumfangswand eine Anzahl von Speicherplätzen für Werkzeuge und/oder Werkstücke auf, die in Umfangsrichtung des jeweiligen Trommelmagazins nebeneinander und in dessen Axialrichtung übereinander angeordnet sind. Dabei ist der radiale Abstand der Trommelumfangswand von zwei benachbarten Trommelmagazinen derart gewählt, dass in radialer Richtung genügend Raum für die Speicherung von Werkzeugen und/oder Werkstücken in den Lagerplätzen vorhanden ist. Dabei können die vorhandenen Trommelmagazine in Axialrichtung eine gleiche oder unterschiedliche Höhe der Trommelumfangswand aufweisen.

[0008] Erfindungsgemäss weist dabei das mindestens eine weitere Trommelmagazin wenigstens eine Durchgriffsaussparung für das Handhabungsgerät auf, die Zugang zu den Speicherplätzen des mindestens einen umgriffenen Trommelmagazins ermöglicht. Jedes Trommelmagazin des erfindungsgemässen Karussellspeichers ist eine im Wesentlichen hohlzylindrische Säule, um welche eine Anzahl von Speicherplätzen nebeneinander ringförmig um die zentrale Längsachse des Karussellspeichers in übereinanderliegenden Ebenen angeordnet sind. Für die Speicherung der Werkzeuge und/oder Werkstücke weisen die Speicherplätze zweckmässigerweise geeignete, insbesondere an diese angepasste Aufnahmen oder Halterungen auf. Die Entnahme und Rückgabe der Werkzeuge und/oder Werkstücke aus den bzw. an die Trommelmagazine erfolgt durch das Handhabungsgerät im Wesentlichen orthogonal zu der jeweiligen Trommelumfangswand, d.h. in radialer Richtung des Karussellspeichers, insbesondere zu der Richtung der Mittelachse des jeweiligen Trommelmagazins, orthogonal.

[0009] Der Zugriff auf die Speicherplätze des äussersten Trommelmagazins ist problemlos möglich, indem das entsprechende Trommelmagazin in Umfangsrichtung programmgesteuert bewegt wird, bis der jeweilige zu erreichende Speicherplatz dem Handhabungsgerät gegenüberliegend angeordnet ist. In dieser Stellung ist das Werkzeug bzw. das Werkstück mittels des Handhabungsgerätes direkt aus dem Speicherplatz entnehmbar oder an diesen rückgebbar. Der Zugriff zu Speicherplätzen der von dem äusseren Trommelmagazin umschlossenen Trommelmagazine, kann nur durch die Durchgriffsaussparungen in der Trommelumfangswand des äusseren umgreifenden Trommelmagazins erfolgen. Dazu muss die mindestens eine Durchgriffsaussparung des äusseren Trommelmagazins dem Handhabungsgerät gegenüberliegend positioniert werden, sodass das Handhabungsgerät durch dessen Durchgriffsaussparung hindurchgreifen kann, um die Speicherplätze des mindestens von dem äusseren Trommelmagazin umgriffenen Trommelmagazins zu erreichen.

[0010] Für die Entnahme bzw. Rückgabe von Werkzeugen oder Werkstücken aus bzw. an den dem äusseren Trommelmagazin als Nächstes nach innen folgenden Trommelmagazin muss der zu erreichende Speicherplatz durch Drehen des umgriffenen Trommelmagazins mit der Durchgriffsaussparung der Trommelumfangswand des äusseren Trommelspeichers zur Deckung gebracht werden. Dabei kann für jede Ebene der Speicherplätze mindestens eine lokale Durchgriffsaussparung an der Trommelumfangswand des umgreifenden Trommelmagazins vorgesehen sein oder alternativ mindestens eine lokale Durchgriffsaussparung, die mehreren oder allen Ebenen der Speicherplätze zugeordnet ist. Das umgreifende Trommelmagazin kann an seiner Trommelumfangswand auch mehrere derartige Durchgriffsaussparungen aufweisen, die in Umfangsrichtung des Trommelmagazins an der Trommelumfangswand winkelmässig versetzt zueinander angeordnet sind.

[0011] Vorzugsweise weist das äusserste Trommelmagazin eine einzige Durchgriffsaussparung auf, die sich von der unteren Trommelstirnseite, mit der das Trommelmagazin auf dem Tragständer motorisch angetrieben in Umfangsrichtung drehbar gelagert ist, bis zu einer oberen Trommelstirnseite erstreckt. Umfasst der erfindungsgemässe Karussellspeicher mehr als zwei drehbar gelagerte ineinanderverschachtelt angeordnete Trommelmagazine auf, so weisen erfindungsgemäss alle bis auf das erste innere Trommelmagazin Trommelumfangswände mit den vorstehend beschriebenen Durchgriffsaussparungen auf. Der Zugang zu den Speicherplätzen des von dem äusseren Trommelmagazin umgriffenen Trommelmagazins, dessen Trommelumfangswand der Trommelumfangswand des äussersten Trommelmagazins nächstliegend angeordnet ist, erfolgt wie vorstehend bereits beschrieben durch die mindestens eine Durchtrittsaussparung in der Trommelumfangswand des äussersten Trommelmagazins. Bei drei vorgesehenen Trommelmagazinen erfolgt der Zugriff zu Speicherplätzen des weiter innenliegend angeordneten ersten inneren Trommelmagazins durch die mindestens eine Durchtrittsaussparung des äusseren Trommelspeichers und die mindestens eine Durchtrittsaussparung des von dem äusseren Trommelmagazin nächstliegend umgriffenen Trommelmagazins. Dazu werden deren in den Trommelumfangswände vorgesehenen Durchtrittsaussparungen mit dem zu erreichenden Speicherplatz des weiter innen umgriffen angeordneten ersten Trommelmagazins in Umfangsrichtung der Trommelumfangswände des Karussellspeichers winkelmässig zur Deckung gebracht, sodass ein geradliniger Durchgriff des Handhabungsgerätes zu dem gewählten Speicherplatz möglich ist.

[0012] Der erfindungsgemässe Karussellspeicher kann zwei, drei oder mehr ineinander koaxial angeordnete Trommelmagazine aufweisen. Dabei weisen alle den ersten inneren Trommelmagazin umgreifenden Trommelmagazine Trommelumfangswände mit mindestens einer Durchgriffsaussparung für das Handhabungsgerät auf, die Zugang zu den Speicherplätzen zu den von dem äussersten Trommelmagazin umgriffenen Trommelmagazinen ermöglichen. Damit ist unter entsprechender geeigneter Ausrichtung der Trommelmagazine in Umfangsrichtung der Trommelumfangswand zueinander jeder beliebige der vorhandenen Speicherplätze des Karussellspeichers mittels des Handhabungsgerätes erreichbar.

[0013] Der erfindungsgemässe Karussellspeicher für eine automatisierte programmgesteuerte Bearbeitungsmaschine kann entweder nur Speicherplätze für Werkzeuge, nur Speicherplätze für Werkstücke oder sowohl Speicherplätze für Werkzeuge und Werkstücke aufweisen. Sind sowohl Speicherplätze für Werkzeuge wie auch Werkstücke vorgesehen, so sind diese vorzugsweise verschiedenen Trommelmagazinen zugeordnet. Begünstigt wird dabei eine Ausführungsform der Erfindung, bei der das Trommelmagazin für die Werkstücke das äusserste Trommelmagazin des Karussellspeichers bildet.

[0014] Vorzugsweise sind die mindestens zwei Trommelmagazine des erfindungsgemässen Karussellspeichers über getrennte steuerbare elektrische Antriebe antreibbar und in definierten Stellungen einander gegenüber gesteuert positionierbar. Die mindestens zwei Trommelmagazine können insbesondere rechts und/oder links laufend um die vertikale Mittelachse des jeweiligen Trommelmagazins, d.h. um die zentrale vertikale Längsachse des Karussellspeichers, gedreht werden. Der elektromotorische Antrieb ermöglicht eine schnelle Drehung des Trommelmagazins um die zentrale Längsachse des Karussellspeichers, einen schnellen Start und Stopp der Drehbewegung der Trommelmagazine sowie eine exakte Ausrichtung der Trommelmagazine einander gegenüber und gegenüber dem Handhabungsgerät. Damit lässt sich der Weg und die Laufzeit der Speicherplätze für Werkzeuge und/oder Werkstücke sowie der Durchtrittsaussparungen für das Handhabungsgerät optimieren, was sich günstig auf die Prozesszeiten der automatisierten programmgesteuerten Bearbeitungsmaschine auswirkt.

[0015] Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Tragständer der Trommelmagazine kreisförmige Laufbahnen für die mindestens zwei Trommelmagazine auf. Die Trommelmagazine sind zweckmässigerweise mit ihren unteren Trommelstirnseiten an den kreisförmigen Laufbahnen in Umfangsrichtung der Trommelumfangswand verschiebbar geführt gelagert. Vorzugsweise stützen sich die Trommelmagazine über die Stirnseiten der jeweiligen Trommelumfangswände auf den kreisförmigen Laufbahnen drehbar gelagert ab und sind über getrennte steuerbare Antriebe in Umfangsrichtung beweglich, die vorzugsweise unten mit der jeweiligen Trommelumfangswand in Wirkverbindung stehen.

[0016] Die wenigstens zwei Trommelmagazine des erfindungsgemässen Karussellspeichers können in Axialrichtung eine einheitliche oder eine unterschiedliche Länge aufweisen. Bevorzugt wird eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Karussellspeichers, bei dem die Trommelmagazine in Axialrichtung in etwa einheitlich lang ausgebildet sind und sich dementsprechend ausgehend von dem Tragständer vertikal gleich hoch erstrecken.

[0017] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind die wenigstens zwei Trommelmagazine zumindest an der unteren Trommelstirnseite offen ausgebildet. Dies ermöglicht eine besonders einfache Lagerung auf dem Tragständer. Optional kann auch die obere Trommelstirnseite der Trommelmagazine offen ausgeführt sein.

[0018] Bei einer besonders zweckmässigen Ausführungsform der Erfindung weist das wenigstens eine der mindestens zwei Trommelmagazine des Karussellspeichers zumindest einen Lagerplatz für Werkzeuge und wenigstens eines der mindestens zwei Trommelmagazine des Karussellspeichers zumindest einen Lagerplatz für Werkstücke auf. Damit kann der erfindungsgemässe Karussellspeicher entweder nur zum Speichern von Werkzeugen, nur zum Speichern von Werkstücken oder zur kombinierten Speicherung von Werkzeugen und Werkstücken verwendet werden.

[0019] Die Anzahl von Speicherplätzen für die Werkzeuge und/oder die Werkstücke ist im Wesentlichen abhängig von der Höhe und dem Durchmesser der Trommelmagazine des erfindungsgemässen Karussellspeichers sowie von den Abmessungen der Werkzeuge bzw. Werkstücke und dem Abstand, in dem diese zueinander angeordnet werden sollen. Die Anzahl von Speicherplätzen der Trommelmagazine ist vorzugsweise veränderbar, indem die Aufnahmen bzw. Halterungen für die Werkzeuge und/oder Werkstücke austauschbar an der jeweiligen Trommelumfangswand befestigt sind. Für den Fall, dass die Trommelmagazine für die notwendige Anzahl von Speicherplätzen nicht genügend Raum bieten, ist der erfindungsgemässe Karussellspeicher mit mindestens einem weiteren Trommelmagazin nachrüstbar, das die bestehenden Trommelmagazine mit radialem Abstand aussen umgreift. Da es sich dabei um ein umgreifendes Trommelmagazin handelt, ist dessen Trommelumfangswand mit mindestens einer geeigneten Durchgriffsaussparung für das Handhabungsgerät ausgebildet. Abhängig von der Art des Handhabungsgerätes sind an einer automatisierten programmgesteuerten Bearbeitungsmaschine ein oder mehrere erfindungsgemässe Karussellspeicher zum Speichern von Werkzeugen und/oder Werkstücken anordenbar und bei der automatisierten Bearbeitung von Werkstücken mittels gespeicherter Werkzeuge verwendbar.

[0020] Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der Karussellspeicher vorzugsweise mindestens eine Reinigungsstation für die Werkzeuge bzw. Werkstücke auf. Die bearbeiteten und möglicherweise verschmutzten Werkstücke bzw. verwendeten verunreinigten Werkzeuge können auf diese Weise während der Bearbeitung des nächsten Werkstückes bei gleichbleibender Prozesszeit gereinigt werden. Die Werkstücke bzw. Werkzeuge werden der mindestens einen Reinigungsstation mittels des Handhabungsgerätes vorzugsweise aus der Bearbeitungsmaschine zugeführt und nach der durchgeführten Reinigung von diesem in die zugeordneten Speicherplätze eingelagert. Die Reinigung der Werkzeuge und/oder Werkstücke erfolgt in der Reinigungsstation automatisch.

[0021] Die erfindungsgemässe Bearbeitungsmaschine zur automatischen programmgesteuerten, Bearbeitung von Werkstücken mittels Werkzeuge weist ein als Karussellspeicher ausgebildetes Werkzeugmagazin, wie vorstehend beschrieben, mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bis 8 auf, und/oder ein als Karussellspeicher ausgebildetes Werkstückmagazin, wie vorstehend beschrieben, mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bis 8 auf, und ein als Knickarmroboter ausgeführtes Handhabungsgerät mit mindestens zwei Rotationsachsen und mindestens zwei Gelenkachsen. Vorzugsweise besitzt der Knickarmroboter je drei derartige Achsen. Damit sind die Werkzeuge bzw. Werkstücke exakt ausgerichtet zwischen den Trommelmagazinen zum Speichern von Werkzeugen und/oder Werkstücken und einer Bearbeitungszelle der automatisierten programmgesteuerten Bearbeitungsmaschine hin und her bewegbar sowie in die Bearbeitungsmaschine exakt ausgerichtet einsetzbar sowie an die zugeordneten Speicherplätze des Karussellspeichers in einer genau definierte Lage rückgebbar.

[0022] Bevorzugt wird eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Bearbeitungsmaschine, bei der das Werkzeugmagazin und das Werkstückmagazin zu einem Karussellspeicher, wie vorstehend beschrieben, mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bis 8 zusammengefasst sind, der sowohl Speicherplätze für die Werkzeuge wie auch für die Werkstücke aufweist.

[0023] Der erfindungsgemässe Karussellspeicher kann an sich für eine beliebige Anzahl von Werkzeugen bzw. Werkstücken ausgelegt werden. Dazu muss eine geeignete Anzahl von Trommelmagazinen auf dem Tragständer drehbar einander umgreifend angeordnet werden. Die Zahl der Trommelmagazine und deren Höhe bzw. Durchmesser bestimmen in Abhängigkeit von der Grösse der Werkzeuge bzw. Werkstücke das Speichervolumen des erfindungsgemässen Karussellspeichers. Bei einem Karussellspeicher mit drei Trommelmagazinen, die eine Gesamthöhe von etwa 3 m aufweisen, wobei der Aussendurchmesser des äusseren Trommelmagazins typisch etwa 2 m beträgt, können beispielsweise insgesamt bis zu 160 Werkzeuge mit einem Durchmesser von 80 mm je Ebene eingelegt werden. Davon befinden sich in den Speicherplätzen des inneren Trommelmagazins ca. 45 Werkzeuge, im äussersten Trommelmagazin ca. 65 Werkzeuge und im dazwischenliegenden Trommelmagazin ca. 50 Werkzeuge. Die Höhe dieses Karussellspeichers beträgt einschliesslich des Tragständers etwa 3,5 m, seine Aussenabmessungen typisch 2,5 m x 2,5 m. Das Leergewicht eines solchen

Karussellspeichers beträgt dabei ca. 2,51. Die Werkzeugnutzlast eines derartigen Karussellspeichers kann bis zu ca. 61 umfassen. Bei der Verwendung von fünf Ebenen pro Trommelmagazin ergibt sich somit ein Gesamtspeichervolumen des Karussellspeichers von etwa 800 Werkzeugen. Für diese Werkzeuge sind in den Speicherplätzen der Trommelmagazine beispielsweise Werkzeughalter vorgesehen, die an sich vertikal erstreckenden Aufnahmeleisten angeordnet sind, die sich aussen an den jeweiligen Trommelumfangswänden von der unteren Trommelstirnseite bis zu der oberen Trommelstirnseite erstrecken.

[0024] Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung des Ausführungsbeispiels der Erfindung in Verbindung mit den Ansprüchen und den beigefügten Figuren.

[0025] Es zeigt in schematischer Darstellung:

Fig. 1 einen erfindungsgemässen Karussellspeicher mit drei koaxial ineinanderangeordneten, einzeln drehbaren hohlzylindrisch ausgebildeten Trommelmagazinen in perspektivischer Darstellung;

Fig. 2 den Karussellspeicher aus Fig. 1 in Draufsicht;

Fig. 3 einen vergrösserten Ausschnitt des Karussellspeichers aus Fig. 1 im Bereich des Tragständers; und

Fig. 4 eine erfindungsgemässe Bearbeitungsmaschine mit je einem Karussellspeicher für Werkzeuge und Werkstücke gemäss Fig. 1 und mit einem Knickarmroboter als Handhabungsgerät für die Werkzeuge und Werkstücke.

[0026] Die Fig. 1 bis 3 zeigen in verschiedenen Ansichten ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Karussellspeichers 1 für eine automatisierte programmgesteuerte, in diesen Figuren nicht dargestellte Bearbeitungsmaschine, mit einem ersten inneren Trommelmagazin 2 zum Speichern von Werkzeugen und/oder Werkstücken, das um eine vertikale Mittelachse 3 rotierbar auf einem Tragständer 4 angeordnet ist. Die vertikale Mittelachse 3 des Trommelmagazins 2 erstreckt sich orthogonal zu dem Tragständer 4.

[0027] Der Karussellspeicher 1 weist drei weitere Trommelmagazine 5, 5a und 6 auf, die koaxial zu dem ersten Trommelmagazin 2 angeordnet sind und das erste innere Trommelmagazin 1 mit zunehmendem radialem Abstand umgreifen. Dabei schliesst das Trommelmagazin 5 das innere Trommelmagazin 2 direkt ein, während das Trommelmagazin 6 das Trommelmagazin 5a direkt und die Trommelmagazine 2, 5 indirekt umschliesst. Das Trommelmagazin 6 bildet damit ein äusseres und die Trommelmagazine 5, 5a jeweils ein zwischenliegendes Trommelmagazin des Karussellspeichers 1. Die Trommelmagazine 2, 5, 5a, 6 sind mit ihrer unteren Trommelstirnseite 7 auf dem Tragständer 4 motorisch angetrieben in Umfangsrichtung ihrer jeweiligen Trommelumfangswand 8 drehbar gelagert.

[0028] An den Trommelumfangswänden 8 der drehbaren Trommelmagazine 2,5,5a, 6 sind aussen jeweils eine Anzahl von Speicherplätzen 9 für Werkzeuge und/oder Werkstücke angeordnet, die in Umfangsrichtung der vier Trommelmagazine nebeneinander und in Axialrichtung der Trommelmagazine übereinander angeordnet sind. Die drei das innere Trommelmagazin 2 umgreifenden Trommelmagazine 5, 5a, 6 weisen an ihrer Trommelumfangswand 8 eine schlitzförmige Durchgriffsaussparung 10 für ein nur in der Fig. 2 gezeigtes Handhabungsgerät 16 für die Werkzeuge und/oder Werkstücke auf, die Zugang zu den Speicherplätzen 9 des umgriffenen inneren ersten Trommelmagazins 2 und zu den Speicherplätzen 9 des zwischen dem ersten inneren Trommelmagazin 2 und dem vierten äusseren Trommelmagazin 6 zwischenliegend angeordneten zwei Trommelmagazinen 5, 5a ermöglichen. Das innere erste Trommelmagazin 2 weist keine derartige Durchgriffsaussparung auf. Dessen Trommelumfangswand 8 ist in sich geschlossen ausgebildet. Die Speicherplätze 9 der Trommelmagazine 2, 5, 5a, 6 können mit Halterungen und/oder Aufnahmen für die Werkzeuge bzw. Werkstücke versehen sein.

[0029] Die Trommelmagazine 2, 5, 5a, 6 des Karussellspeichers 1 sind als im Wesentlichen hohlzylindrische Säulen ausgebildet, um welche die Speicherplätze 9 nebeneinander ringförmig und winkelmässig um eine zentrale Längsachse 11 des Karussellspeichers 1 in übereinanderliegenden Ebenen angeordnet sind. Die zentrale Längsachse 11 erstreckt sich in vertikaler Raumrichtung orthogonal zu dem Tragständer 4 und ist von den vertikalen Mittelachsen 3 der Trommelmagazine 2, 5, 5a, 6 bestimmt, die fluchtend miteinander angeordnet sind. Der Durchmesser der Trommelmagazine 2, 5, 5a, 6 ist derart gewählt, dass sich zwischen diesen ein radialer Abstand ergibt, der die Tiefe der jeweiligen Lagerplätze 9 für die Werkzeuge bzw. Werkstücke bestimmt. Der Durchmesser der Trommelmagazine 2, 5, 5a, 6 ist an sich beliebig wählbar, jedoch so gewählt, dass sich ein Abstand zwischen deren Trommelumfangswänden 8 ergibt, der mindestens so gross ist wie die zu speichernden Werkzeuge bzw. Werkstücke.

[0030] Die Entnahme und Rückgabe der Werkzeuge und/oder Werkstücke aus den bzw. an die Speicherplätze 9 der Trommelmagazine 2, 5, 5a, 6 erfolgt durch das Handhabungsgerät 16 im Wesentlichen orthogonal zu der jeweiligen Trommelumfangswand 8 in Richtung der zentralen Längsachse 11 des Karussellspeichers 1. Der Zugriff auf die Speicherplätze 9 des äusseren Trommelmagazins 6 erfolgt, indem das Trommelmagazin 6 in Umfangsrichtung programmgesteuert bewegt wird, bis der zu erreichende Speicherplatz 9 dem in den Fig. 1 und 3 nicht gezeigten Handhabungsgerät gegenüberliegend angeordnet ist. Der Zugriff auf die Speicherplätze 9 des nächstfolgenden zwischenliegenden Trommelmagazins 5a erfolgt durch die schlitzförmige Durchgriffsaussparung 10 des äusseren Trommelmagazins 6. Dazu ist es erforderlich, dass die

Durchgriffsaussparung 10 des Trommelmagazins 6 und der zu erreichende Speicherplatz 9 des Trommelmagazins 5a einander direkt und auch dem Handhabungsgerät direkt gegenüberliegend angeordnet sind. Um dies zu erreichen, werden die Trommelmagazine 5a, 6 in Umfangsrichtung ihrer Trommelumfangswand 8 gesteuert um ihre vertikale Mittelachse 3 mittels eines in den Fig. 1 bis 3 nicht dargestellten elektrischen Antriebes gedreht. Der Zugriff auf die Speicherplätze 9 des von dem Trommelmagazin 5a umgriffenen nächsten zwischenliegenden Trommelmagazins 5 erfolgt durch die schlitzförmige Durchgriffsaussparung 10 des äusseren Trommelmagazins 6 und die schlitzförmige Durchgriffsaussparung 10 des umgreifenden zwischenliegenden Trommelmagazins 5a in entsprechender Weise. Der Zugriff auf die Speicherplätze 9 des inneren Trommelmagazins 2 erfolgt entsprechend durch die Durchgriffsaussparungen 10 der Trommelumfangswände 8 des äusseren Trommelmagazins 6 und der zwischenliegenden Trommelmagazins 5, 5a. Für die Entnahme bzw. Rückgabe der Werkzeuge und/oder Werkstücke von dem bzw. an das innere Trommelmagazin 2 müssen die Durchgriffsaussparungen 10 der Trommelmagazine 5, 5a, 6 und der zu erreichende Speicherplatz 9 des Trommelmagazins 2 exakt auf einer Linie ausgerichtet werden, die sich orthogonal zu der zentralen Längsachse 11 bis hin zu dem Handhabungsgerät 16 erstreckt.

[0031] Bei dem in den Fig. 1 bis 3 abgebildeten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemässen Karussellspeichers 1 weisen die Trommelmagazine 2, 5, 5a, 6 in Axialrichtung eine einheitliche Länge auf. Dabei erstreckt sich die Durchgriffsaussparung 10 des äusseren Trommelmagazins 6 und der zwischenliegenden Trommelmagazine 5, 5a jeweils von der unteren Trommelstirnseite 7 bis zu einer oberen Trommelstirnseite 12, die fern dem Tragständer 4 angeordnet ist. Die Trommelumfangswand 8 des inneren ersten Trommelmagazins 2 ist demgegenüber in sich geschlossen ausgebildet. Die vier Trommelmagazine 2,5,5a, 6 des Karussellspeichers 1 sind mit ihren unteren Trommelstirnseiten 7 an dem Tragständer 4 drehbar gelagert. Dazu weist dieser vorzugsweise kreisförmige Laufbahnen 13 auf, die das jeweilige Trommelmagazin 2, 5, 5a, 6 vorzugsweise im Bereich ihrer Trommelumfangswände 8 um die zentrale Längsachse 11 des Karussellspeichers 1 drehbar führen. Um dies zu ermöglichen, sind die Trommelmagazine 2, 5, 5a, 6 vorzugsweise zumindest an der unteren Trommelstirnseite 7 offen ausgebildet. Es hat sich jedoch auch als zweckmässig erwiesen, die obere Trommelstirnseite 12 offen auszuführen.

[0032] Die drei Trommelmagazine 2, 5, 5a, 6 des erfindungsgemässen Karussellspeichers 1 sind über getrennt steuerbare in den Fig. 1-3 nicht dargestellte elektrische Antriebe antreibbar und in definierten Stellungen einander gegenüber gesteuert positionierbar. Die Trommelmagazine 2, 5, 5a, 6 können gleichzeitig, nacheinander oder zeitlich überlappend unabhängig voneinander rechts oder links drehend mit gleichen oder unterschiedlichen Geschwindigkeiten um die zentrale Längsachse 11 des Karussellspeichers 1 gedreht werden. Auf dem Tragständer 4 des erfindungsgemässen Karussellspeichers 1 ist zudem vorzugsweise optional mindestens eine Reinigungsstation 14 für die Werkzeuge bzw. Werkstücke angeordnet, in der diese automatisch nach der Entnahme und/oder vor der Rückgabe bei Bedarf reinigbar sind.

[0033] Die Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemässen Bearbeitungsmaschine 15 zur automatischen programmgesteuerten Bearbeitung von Werkstücken mittels Werkzeuge, mit einem ersten erfindungsgemässen Karussellspeicher 1 für Werkzeuge und mit einem zweiten erfindungsgemässen Karussellspeicher 1 ' für Werkstücke und mit einem Handhabungsgerät 16 in Form eines Knickarmroboters, der mindestens zwei, vorzugsweise 3, Rotationsachsen und mindestens zwei, vorzugsweise drei, Gelenkachsen aufweist. Der Knickarmroboter 16 ist mit einem Greifer für die Werkzeuge bzw. Werkstücke ausgerüstet, der vorzugsweise als Doppelgreifer ausgebildet ist. Mit ihm wird er Werkzeug-und/oder Werkzeugwechsel seriell ausgeführt.

[0034] Der Karussellspeicher 1 für Werkzeuge und der Karussellspeicher 1 ' für Werkstücke sind bezüglich einer Bearbeitungszelle 17 der Bearbeitungsmaschine 15 Winkel versetzt zueinander an der Bearbeitungsmaschine 15 derart positioniert, dass der Knickarmroboter 16 bei Drehung um seine vertikale Rotationsachse problemlos in Richtung der zentralen Längsachsen 11 der beiden Karussellspeicher 1,1 ' ausgerichtet werden kann. Somit ist eine Entnahme und Rückgabe von den in der Fig. 4 nicht dargestellten Werkzeugen bzw. Werkstücken problemlos möglich. Zur Überführung der Werkzeuge bzw. Werkstücke zwischen den jeweiligen Trommelmagazinen 2, 5, 5a, 6 und der Bearbeitungszelle 17 der Bearbeitungsmaschine 15 dreht sich der Knickarmroboter 16 in Richtung der Bearbeitungszelle 17.

[0035] Die Karussellspeicher 1, 1 ' der Bearbeitungsmaschine 15 weisen jeweils eine Reinigungsstation 14 zum Reinigen der Werkzeuge bzw. Werkstücke auf. In diesen Reinigungsstationen 14 können die Werkzeuge bzw. Werkstücke gesäubert werden. Dazu legt der Knickarmroboter 16 diese in eine Aufnahme ab, wobei diese mehrmals gedreht werden, sodass evtl, angesammeltes Öl aus dem Bearbeitungsprozess ablaufen kann. Anschliessend werden die Werkzeuge bzw. Werkstücke vom dem Knickarmroboter 16 abgeblasen. Die Steuerung des Karussellspeichers 1 bzw. 1' erfolgt vorzugsweise durch eine SPS 18 mit Textdisplay zur Meldungsanzeige. Das Handhabungsgerät 16 ist über eine Schnittstelle mit der SPS 18 verbunden.

Claims (10)

1. Patentansprüche

   1. Karussellspeicher (1 ) für eine automatisierte programmgesteuerte Bearbeitungsmaschine (15), mit mindestens einem ersten, um eine vertikale Mittelachse (3) beweglichen Trommelmagazin (2) zum Speichern von Werkzeugen und/oder Werkstücken, die mittels eines Handhabungsgerätes (16) entnehmbar und rückgebbar sind, wobei das mindestens eine Trommelmagazin (2) mit einer unteren Trommelstirnseite (7) auf einem Tragständer (4) motorisch angetrieben in Umfangsrichtung der Trommelumfangswand (8) drehbar gelagert ist und an der Trommelumfangswand (8) aussen eine Anzahl von Speicherplätzen (9) für Werkzeuge und/oder Werkstücke aufweist, die in Umfangsrichtung des mindestens einen Trommelmagazins (2) nebeneinander und in Axialrichtung des mindestens einen Trommelmagazins (2) übereinander angeordnet sind, gekennzeichnet durch mindestens ein weiteres Trommelmagazin (5, 5a, 6) mit gegenüber dem ersten Trommelmagazin (2) grösserem Durchmesser, das koaxial zu dem ersten Trommelmagazin (2) angeordnet das erste Trommelmagazin (2) mit radialem Abstand umgreift, wobei die Trommelumfangswand (8) des mindestens einen weiteren Trommelmagazins (5, 6) wenigstens eine Durchgriffsaussparung (10) für das Handhabungsgerät (16) aufweist, die Zugang zu den Speicherplätzen (9) des mindestens einen umgriffenen Trommelmagazins (2) ermöglicht.
2. 2. Karussellspeicher nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine einzige Durchgriffsaussparung (10), die sich von der unteren Trommelstirnseite (7) bis zu einer oberen Trommelstirnseite (12) erstreckt.
3. 3. Karussellspeicher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens zwei Trommelmagazine (2, 5, 5a, 6) über getrennte steuerbare elektrische Antriebe antreibbar und in definierten Stellungen einander gegenüber gesteuert positionierbar sind.
4. 4. Karussellspeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragständer (4) kreisförmige Laufbahnen (13) für die mindestens zwei Trommelmagazine (2, 5, 5a, 6) aufweist.
5. 5. Karussellspeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Trommelmagazine (2, 5, 5a, 6) in Axialrichtung eine einheitliche Länge aufweisen.
6. 6. Karussellspeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens zwei Trommelmagazine (2, 5, 5a, 6) zumindest an der unteren Trommelstirnseite (7) offen ausgebildet sind.
7. 7. Karussellspeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der mindestens zwei Trommelmagazine (2, 5, 6) zumindest einen Lagerplatz (9) für Werkzeuge und mindestens eines der zwei Trommelmagazine (2, 5, 5a, 6) zumindest einen Lagerplatz (9) für Werkstücke aufweist.
8. 8. Karussellspeicher nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch mindestens eine Reinigungsstation (14) für die Werkzeuge bzw. Werkstücke.
9. 9. Bearbeitungsmaschine (15) zur automatischen programmgesteuerten Bearbeitung von Werkstücken mittels Werkzeuge, mit mindestens einem Werkzeugmagazin und/oder einem Werkstückmagazin und mindestens einem zugeordneten Handhabungsgerät, mittels dessen die Werkzeuge bzw. Werkstücke aus Speicherplätzen (9) entnehmbar und an diese rückgebbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmagazin ein Karussellspeicher (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8 ist, und/oder das Werkstückmagazin ein Karussellspeicher (1 ') gemäss einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8 ist, und das Handhabungsgerät (16) ein Knickarmroboter mit mindestens zwei Rotationsachsen und mindestens zwei Gelenkachsen ist.
10. 10. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmagazin und das Werkstückmagazin zu einem Karussellspeicher (1) gemäss einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8 zusammengefasst sind, der sowohl Speicherplätze (9) für die Werkzeuge wie auch für die Werkstücke aufweist.