DE102008018765A1 - Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken einer mehrachsigen Werkzeugmaschine - Google Patents

Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken einer mehrachsigen Werkzeugmaschine Download PDF

Info

Publication number
DE102008018765A1
DE102008018765A1 DE200810018765 DE102008018765A DE102008018765A1 DE 102008018765 A1 DE102008018765 A1 DE 102008018765A1 DE 200810018765 DE200810018765 DE 200810018765 DE 102008018765 A DE102008018765 A DE 102008018765A DE 102008018765 A1 DE102008018765 A1 DE 102008018765A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
tool
axis
supply
machine
machining
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Withdrawn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
DE200810018765
Other languages
English (en)
Inventor
Emil Bösch
Urs Schmid
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.)
FEHLMANN AG
Original Assignee
FEHLMANN AG
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 FEHLMANN AG filed Critical FEHLMANN AG
Publication of DE102008018765A1 publication Critical patent/DE102008018765A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15713Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle
    • B23Q3/1572Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle the storage device comprising rotating or circulating storing means
    • B23Q3/15726Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a transfer device taking a single tool from a storage device and inserting it in a spindle the storage device comprising rotating or circulating storing means the storage means rotating or circulating in a plane parallel to the axis of the spindle
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, 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
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B23Q3/15706Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools a single tool being inserted in a spindle directly from a storage device, i.e. without using transfer devices

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Anlage zur zerspanenden Bearbeitung von Werkstücken, mit einer mehrachsigen Werkzeugmaschine (1) und einem automatischen Werkzeugwechsler (5) zur Zu- und Abführung von Bearbeitungswerkzeugen. Die Werkzeugmaschine (1) umfasst eine vertikale Maschinenspindel (2) zur Aufnahme und zum Antrieb eines Bearbeitungswerkzeugs und einen Aufspanntisch (3) zur Aufnahme eines zu bearbeitenden Werkstücks, wobei die Maschinenspindel (2) und der Aufspanntisch (3) entlang senkrecht zueinander verlaufenden horizontalen Achsen (Y, X) verfahrbar sind. Der Werkzeugwechsler (5) und die Bedienelemente der Maschinen- bzw. Anlagensteuerung sind derartig angeordnet, dass sowohl das Bedienen der Werkzeugmaschine und das visuelle Überwachen des Bearbeitungsprozesses durch den Bediener als auch das Zu- und Abführen der Werkzeuge mit dem Werkzeugwechsler (5) von der gleichen Längsseite des Aufspanntisches (3) aus erfolgen. Der Werkzeugwechsler (5) weist ein Kettenmagazin auf, dessen Kettenlaufrichtung im Wesentlichen parallel zur zweiten Achse (X) verläuft. Hierdurch ergibt sich der Vorteil, dass die Anlage hervorragend an vorgegebene Platzverhältnisse anpassbar ist und eine optimale Kontrolle des Bearbeitungsprozesses ermöglicht, bei maximaler Flexibilität sowohl bezüglich der Zu- und Abführung der zu bearbeitenden Werkstücke als auch bezüglich der zuführbaren Werkstückdimensionen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken mit einer mehrachsigen Werkzeugmaschine und eine Anlage, insbesondere zur Ausführung des Verfahrens.
  • Auf dem Gebiet der Teilefertigung mit zerspanenden Bearbeitungsschritten herrscht seit langem ein ungebrochener Trend zur Automation der Fertigungsprozesse. Während sich diese in der Einzelteile- und Kleinserienfertigung jedoch bisher im wesentlichen auf die Modernisierung der Maschinensteuerung beschränkte und eine Automation des gesamten Produktionsablaufs mit Werkstück- und Werkzeugmanagement im wesentlichen der Grosserienfertigung vorbehalten war, besteht heute auch ein zunehmendes Bedürfnis zur vollautomatisierten Fertigung von Kleinserien und Einzelteilen.
  • Dies führt jedoch zu erhöhten Anforderungen an die Flexibilität der Produktionsanlagen bezüglich Werkstückabmessungen und Werkzeugsortiment, denen die heute bekannten Anlagen, welche oftmals speziell auf ein Grossserienprodukt zugeschnitten sind, nicht oder nur unzureichend gerecht werden. Zudem ist für die Kleinserien- und Einzelteilfertigung eine gute Zugänglichkeit der Bearbeitungszone zwecks visueller Überwachung des Bearbeitungsvorgangs unabdingbar, da die Bearbeitungsprozesse hier typischerweise nicht denselben Optimierungsgrad erreichen wie in der Grosserienfertigung und gegebenenfalls korrigierende Eingriffe notwendig sind. Auch diesen Anforderungen werden die heute bekannten automatisierten Produktionsanlagen nicht oder nur unzureichend gerecht.
  • Es stellt sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken mit einer mehrachsigen Werkzeugmaschine und eine Fertigungsanlage, bevor zugterweise zur Ausführung des Verfahrens, zur Verfügung zu stellen, welche sich problemlos in einen teil- oder vollautomatisierten Fertigungsprozess einbinden und an vorgegebene Platzverhältnisse anpassen lassen, auch bei einer grossen Anzahl von Bearbeitungswerkzeugen ein kompaktes Anlagenlayout ermöglichen und dabei eine maximale Flexibilität bezüglich der zuführbaren Werkstückdimensionen und des Werkzeugsortiments bieten, bei gleichzeitiger guter Zugänglichkeit und Einsehbarkeit der Bearbeitungszone und insbesondere auch des Übergabebereichs der Werkzeugbereitstellungsvorrichtung.
  • Diese Aufgabe wird durch das Verfahren und die Anlage gemäss den unabhängigen Patentansprüchen gelöst.
  • Demgemäss betrifft ein erster Aspekt der Erfindung ein Verfahren zur bevorzugterweise zerspanenden Bearbeitung von Werkstücken mit einer mehrachsigen Werkzeugmaschine. Die bei der Ausführung des Verfahrens verwendete Werkzeugmaschine weist eine vertikal orientierte Maschinenspindel zur Aufnahme und zum Antrieb eines Bearbeitungswerkzeugs, z. B. ein Bohrer oder ein Fräswerkzeug, auf, welche gegenüber der Maschinenstruktur entlang einer horizontalen Achse, der anspruchsgemässen ersten Achse, verfahrbar ist und bevorzugterweise auch entlang einer vertikalen Achse (in den Figuren sind diese Achsen mit Y und Z bezeichnet). Weiter weist die Werkzeugmaschine einen Aufspanntisch zur Aufnahme des zu bearbeitenden Werkstücks auf, welcher ebenfalls entlang einer horizontalen Achse, der anspruchsgemässen zweiten Achse, verfahrbar ist (in den Figuren ist diese Achse mit X bezeichnet). Diese anspruchsgemässe zweite Achse verläuft parallel zur Längsachse des Aufspanntisches und senkrecht zur anspruchsgemässen ersten Achse.
  • Mittels einer automatisierten Werkzeugbereitstellungsvorrichtung erfolgt ein Wechsel von in der Maschinenspindel aufgenommenen Bearbeitungswerkzeugen, unter Zu und Abführung von Bearbeitungswerkzeugen zur bzw. von der Maschinenspindel. Die Werkzeugbereitstellungsvorrichtung ist als automatisierter Werkzeugwechsler mit Kettenmagazin ausgebildet, dessen Kettenlaufrichtung im wesentlichen parallel zur anspruchsgemässen zweiten Achse ist, also zur Verschiebeachse des Aufspanntisches und damit zu dessen Längsachse. Unter einer automatisierten Werkzeugbereitstellungsvorrichtung werden Vorrichtungen verstanden, mit denen das in der Maschinenspindel angeordnete Bearbeitungswerkzeug durch einen von der Anlagen- oder Maschinensteuerung oder durch den Bediener ausgelösten Steuerbefehl gegen ein neues oder anderes Bearbeitungswerkzeug ausgewechselt werden kann, ohne dass hierzu weitergehende Handlungen durch den Bediener erforderlich wären.
  • Dabei erfolgt die Bedienung der Maschinensteuerung und die Überwachung des Bearbeitungsprozesses durch den Bediener von einer auf einer Längsseite des Aufspanntisches befindlichen Position aus, also von einer in Verfahrrichtung des Aufspanntisches gesehen neben dem Aufspanntisch befindlichen Position. Diese zuvor erwähnte Längsseite ist die anspruchsgemässe erste Längsseite des Aufspanntisches und die Bedienungsseite der Werkzeugmaschine.
  • Das zu Zu- und Abführen der Bearbeitungswerkzeuge mittels der automatisierten Werkzeugbereitstellungsvorrichtung erfolgt an einer sich ebenfalls auf der anspruchsgemässen ersten Längsseite des Aufspanntisches befindlichen Position oder von einer solchen Position aus. Im letztgenannten Fall erfolgt der Werkzeugwechsel beispielsweise im Bereich über dem Aufspanntisch, indem die auf einer Position auf der anspruchsgemässen ersten Längsseite angeordnete automatisierte Werkzeugbereitstellungsvorrichtung vorübergehend mit einem Übertragungsorgan in diesen Bereich eindringt, zur Zu- und Abführung von Bearbeitungswerkzeugen zur und von der Maschinenspindel.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft eine Anlage zur bevorzugterweise zerspanenden Bearbeitung von Werkstücken, und zwar bevorzugterweise eine Anlage zur Ausführung des Verfahrens gemäss dem ersten Aspekt der Erfindung. Die Anlage umfasst eine mehrachsige Werkzeugmaschine, mit einer vertikal orientierten Maschinenspindel zur Aufnahme und zum Antrieb eines Bearbeitungswerkzeugs und einem Aufspanntisch zur Aufnahme eines zu bearbeitenden Werkstücks. Die Maschinenspindel ist entlang einer horizontalen Achse, der anspruchsgemässen ersten Achse, und bevorzugterweise auch entlang einer senkrecht dazu verlaufenden vertikalen Achse verfahrbar. Der Aufspanntisch ist ebenfalls entlang einer horizontalen Achse, der anspruchsgemässen zweiten Achse, verfahrbar, welche parallel zu seiner Längsachse und senkrecht zur anspruchsgemässen ersten Achse verläuft. In den Figuren sind die erwähnten Achsen mit X, Y und Z bezeichnet.
  • Des Weiteren umfasst die Anlage eine automatisierte Werkzeugbereitstellungsvorrichtung zur Zu- und Abführung von in der Bearbeitungsspindel aufzunehmenden Bearbeitungswerkzeugen, welche als Werkzeugwechsler mit Kettenmagazin ausgebildet ist, dessen Kettenlaufrichtung im wesentlichen parallel zur anspruchsgemässen zweiten Achse ist, also zur Verschiebeachse des Aufspanntisches und damit zu dessen Längsachse.
  • Dabei ist die Anlage derartig ausgestaltet, dass die Bedienung der Anlagen- oder Maschinensteuerung und die visuelle Überwachung des Bearbeitungsprozesses durch den Bediener von einer auf einer Längsseite des Aufspanntisches befindlichen Position aus erfolgen kann, also von einer in Verfahrrichtung des Aufspanntisches gesehen neben dem Aufspanntisch befindlichen Position aus. Diese zuvor erwähnte Längsseite ist die anspruchsgemässe erste Längsseite des Aufspanntisches und die Bedienungsseite der Werkzeugmaschine.
  • Weiter ist die Anlage derartig ausgestaltet und die Werkzeugbereitstellungsvorrichtung derartig bezüglich der Werkzeugmaschine angeordnet, dass das Zu- und Abführen der Bearbeitungswerkzeuge mittels der automatisierten Werkzeugbereitstellungsvorrichtung an einer sich ebenfalls auf der anspruchsgemässen ersten Längsseite des Aufspanntisches befindlichen Position erfolgt oder von einer solchen Position aus erfolgt. Im letztgenannten Fall erfolgt der Werkzeugwechsel beispielsweise im Bereich über dem Aufspanntisch, indem die auf einer Position auf der anspruchsgemässen ersten Längsseite angeordnete automatisierte Werkzeugbereitstellungsvorrichtung vorübergehend mit einem Übertragungsorgan in diesen Bereich eindringt, zur Zu- und Abführung von Bearbeitungswerkzeugen zur und von der Maschinenspindel.
  • Mit anderen Worten gesagt betrifft der zweite Aspekt der Erfindung also eine Anlage zur zerspanenden Bearbeitung von Werkstücken, mit einer mehrachsigen Werkzeugmaschine und einem automatischen Werkzeugwechsler mit Kettenmagazin zur Zu- und Abführung von Bearbeitungswerkzeugen. Die Kettenlaufrichtung des Werkzeugwechslers ist im wesentlichen parallel zur anspruchsgemässen zweiten Achse, also zur Verschiebeachse des Aufspanntisches und damit zu dessen Längsachse. Die Werkzeugmaschine umfasst eine vertikale Maschinenspindel zur Aufnahme und zum Antrieb eines Bearbeitungswerkzeugs und einen Aufspanntisch zur Aufnahme eines zu bearbeitenden Werkstücks, wobei die Maschinenspindel und der Aufspanntisch entlang senkrecht zueinander verlaufenden horizontalen Achsen verfahrbar sind. Der Werkzeugwechsler und die Bedienelemente der Maschinen- bzw. Anlagensteuerung sind derartig angeordnet, dass sowohl das Bedienen der Werkzeugmaschine und das visuelle Überwachen des Bearbeitungsprozesses durch den Bediener als auch das Zu- und Abführen der Werkzeuge mit dem Werkzeugwechsler von der gleichen Längsseite des Aufspanntisches aus erfolgen kann Hierdurch werden ein Verfahren und eine Anlage zur Bearbeitung von Werkstücken mit einer mehrachsigen Werkzeugmaschine geschaffen, welche sich hervorragend in einen teil- oder vollautomatisierten Fertigungsprozess einbinden und an vorgegebene Platzverhältnisse anpassen lassen, auch bei einer grossen Anzahl von Bearbeitungswerkzeugen ein kompaktes Anlagenlayout ermöglichen und sich besonders für die Kleinserien- und Einzelteilfertigung eignen, da eine optimale Kontrolle und, falls erforderlich, Zugänglichkeit des Bearbeitungsprozesses von einer Längsseite des Aufspanntisches aus möglich ist und gleichzeitig durch die erfindungsgemässe Zusammenführung von Bedienung, visueller Überwachung und automatisiertem Werkzeugwechsel auf dieser Längsseite eine maximale Flexibilität sowohl bezüglich der Zu- und Abführung der zu bearbeitenden Werkstücke als auch bezüglich der zuführbaren Werkstückdimensionen geschaffen wird.
  • Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens und der Anlage beschrieben, wobei diese jeweils gemeinsam unter dem Begriff „Erfindung" abgehandelt werden.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt zusätzlich eine visuelle Kontrolle eines von der Werkzeugbereitstellungsvorrichtung bereitgestellten Bearbeitungswerkzeugs oder eines von dieser entgegengenommenen Bearbeitungswerkzeugs vor dem Zuführen oder nach dem Abführen desselben durch den Bediener von der anspruchsgemässen ersten Längsseite des Aufspanntisches aus, also von derselben Seite, von der auch das Zu- und Abführen der Bearbeitungswerkzeuge und die Bedienung der Maschine/Anlage und die visuelle Überwachung des Bearbeitungsprozesses erfolgt. Hierzu weist die Anlage bevorzugterweise ein Sichtfenster auf, welches den Blick und bevorzugterweise nach einem öffnen desselben auch den Zugriff auf den Übergabebereich (anspruchsgemässer Bereitstellungs- bzw. Entgegennahmebereich) der Werkzeugbereit stellungsvorrichtung freigibt. Auf diese Weise hat der Bediener eine optimale Kontrolle über den Bearbeitungsprozess und kann allfällige erforderlich werdende korrigierende Eingriffe direkt von der Bedienungsseite der Maschine aus vornehmen.
  • In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Maschinenspindel zum Wechseln von Bearbeitungswerkzeugen entlang der anspruchsgemässen ersten Achse in eine vom Aufspanntisch entfernte Position auf der anspruchsgemässen ersten Längsseite gefahren. Der Werkzeugwechsel erfolgt also auf der ersten Längsseite ausserhalb der eigentlichen Bearbeitungszone, wodurch sich der Vorteil ergibt, dass die Sicht auf die und der Zugang zu der Bearbeitungszone unbeeinträchtigt bleiben und zudem auch beim Werkzeugwechsel genügend Platz vorhanden ist, um ohne Kollisionsgefahr einen Werkstückwechsel oder eine Umspannung bzw. Positionsänderung des Werkstücks vorzunehmen.
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden die zu bearbeitenden Werkstücke mittels einer automatisierten Werkstückbeschickungsvorrichtung, wie z. B. ein Beschickungsroboter oder ein Palettenwechsler, zu der Werkzeugmaschine zugeführt und bearbeitete Werkstücke von der Werkzeugmaschine abgeführt, wobei das Zu- und Abführen der Werkstücke von einer auf einer anderen Seite des Aufspanntisches als der anspruchsgemässen ersten Längsseite desselben befindlichen Position aus erfolgt. Unter einer automatisierten Werkstückbeschickungsvorrichtung wird eine Vorrichtung verstanden, mit der das zu bearbeitende Werkstück durch einen von der Anlagen- oder Maschinensteuerung oder durch den Bediener ausgelösten Steuerbefehl gegen ein neues oder anderes Werkstück ausgewechselt werden kann, ohne dass hierzu weitergehende Handlungen durch den Bediener erforderlich wären.
  • Hierdurch werden ein Verfahren und eine Anlage zur teil- oder vollautomatisierten Bearbeitung von Werkstücken mit einer mehrachsigen Werkzeugmaschine geschaffen, welche sich besonders für die Kleinserien- und Einzelteilfertigung eignen, da durch die örtliche Trennung der Zu- und Abführung von Werkstücken und Bearbeitungswerkzeugen eine maximale Flexibilität bezüglich der zuführbaren Werkstückdimensionen und der Grösse des Werkzeugsmagazins sowie eine gute Zugänglichkeit der Bearbeitungszone ermöglicht wird.
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Zu- und Abführung der Werkstücke von einer zur anspruchsgemässen ersten Längsseite des Aufspanntisches benachbarten Seite aus.
  • In einer anderen bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Zu- und Abführung der Werkstücke von der der anspruchsgemässe ersten Längsseite des Aufspanntisches gegenüberliegenden Seite aus, also von der zweiten Längsseite des Aufspanntisches aus.
  • Je nach Bauart der verwendeten Werkzeugmaschine und Anlagenkonfiguration kann die eine oder die andere Ausführungsform bevorzugter sein.
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kommt eine Werkzeugmaschine zum Einsatz, die auf ihrem Aufspanntisch eine Schwenkbrücke mit einer Schwenkachse aufweist. Dabei erfolgt das Zu- und Abführen von Werkstücken im wesentlichen senkrecht zur Schwenkachse der Schwenkbrücke, so dass die Behinderung des Zugriffs auf die Werkstückbefestigungsfläche der Schwenkbrücke durch deren Schwenklager minimal ist und eine optimale Zugänglichkeit zur Werkstückbefestigungsfläche der Schwenkbrücke gewährleistet wird. Üblicherweise verläuft die Schwenkachse der Schwenkbrücke parallel zur Verschieberichtung des Aufspanntisches, d. h. zur anspruchsgemässen zweiten Achse bzw. zur Längsachse des Aufspanntisches.
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführung der Erfindung erfolgen das Zu- und/oder Abführen eines Werkstücks und das Wechseln eines Werkzeugs zumindest teilweise gleichzeitig.
  • Bevorzugterweise erfolgt das Wechseln eines Werkzeugs vollständig während dem Zu- und/oder Abführen eines Werkstücks oder das Zu- und/oder Abführen eines Werkstücks vollständig während dem Wechseln eines Werkzeugs.
  • Durch diese Ausführungsformen kann der Fertigungsprozess verkürzt und die Produktivität entsprechend gesteigert werden.
  • In noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden mit einer Werkstückbeschickungsvorrichtung zwei oder mehr Werkzeugmaschinen bewirtschaftet. „Bewirtschaftet" heisst hier, dass die fertig bearbeiteten Werkstücke abgeführt und die zu bearbeitenden Werkstücke zugeführt werden. Hierdurch lassen sich bei geeigneter Taktung der Werkzeugmaschinen bei gleicher Produktivität die Kapitalkosten deutlich senken.
  • In noch einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kommt eine Anlage zum Einsatz, bei der die Werkzeugmaschine und bevorzugterweise auch die Werkzeugbereitstellungsvorrichtung und, falls von der Anlage mit umfasst, auch die Werkstückbeschickungsvorrichtung jeweils einzeln oder gemeinsam in einer geschlossenen Kabine angeordnet sind. Hierdurch lassen sich Emissionen wie Lärm, Kühlmitteldampf und Späne auf ein Minimum reduzieren.
  • Weitere bevorzugte Ausführungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie aus der nun folgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen:
  • die 1 bis 3 schematische Draufsichten auf eine erste, erfindungsgemässe Anlage in drei verschiedenen Betriebszuständen;
  • 4 eine schematische Vorderansicht der Anlage aus 1;
  • 5 eine schematische Seitenansicht der Anlage aus 1;
  • 6 eine Darstellung wie 2 einer zweiten Anlage;
  • 7 eine schematische Draufsicht auf eine dritte, erfindungsgemässe Anlage; und
  • 8 eine Darstellung wie 1 einer vierten, erfindungsgemässen Anlage.
  • Eine erste, erfindungsgemässe Anlage zur zerspanenden Bearbeitung von Werkstücken ist stark schematisiert in den 1 bis 5 gezeigt. Die 1 bis 3 zeigen Draufsichten auf die Anlage, einmal in einem Bearbeitungszustand (1), einmal beim Wechseln eines Bearbeitungswerkzeugs (2) und einmal beim gleichzeitigen Wechseln eines Bearbeitungswerkzeugs und eines Werkstücks (3). 4 zeigt eine Vorderansicht der Anlage im Bearbeitungszustand gemäss 1, und 5 eine Seitenansicht in diesem Zustand.
  • Wie aus einer Zusammenschau der 1 bis 5 ersichtlich wird, umfasst die Anlage eine dreiachsige Werkzeugmaschine 1 in Portalbauweise mit einer vertikal orientierten Maschinenspindel 2, welche zusammen mit der sie tragenden Antriebseinheit 6 entlang einer horizontalen Achse Y (anspruchsgemässe erste Achse) und einer vertikalen Achse Z verfahrbar ist. Die Maschinenspindel 2 dient der Aufnahme und dem Antrieb des Bearbeitungswerkzeugs (nicht gezeigt). Die Werkzeugmaschine 1 umfasst weiter einen Aufspanntisch 3 zur Aufnahme des zu bearbeitenden Werkstücks (nicht gezeigt). Der Aufspanntisch 3 ist unterhalb der Antriebseinheit 6 mit der Maschinenspindel 2 angeordnet und entlang einer horizontalen Achse X (anspruchsgemässe zweite Achse) verfahrbar. Die Achsen X, Y und Z verlaufen senkrecht zueinander, wobei die anspruchsgemässe zweite Achse X parallel zur Längsachse A des Aufspanntisches 3 verläuft.
  • Wie insbesondere aus 3 hervorgeht, umfasst die Anlage weiter, angeordnet auf der linken Seite des Aufspanntisches 3, welche im vorliegenden Fall die anspruchsgemässe zweite Längsseite des Aufspanntisches darstellt, eine automatische Palettenwechselvorrichtung 4 (anspruchsgemässe automatisierte Werkstückbeschickungsvorrichtung), mit welcher auf Paletten angeordnete zu bearbeitende Werkstücke von dieser Seite her in einer Richtung senkrecht zur Verfahrrichtung X des Aufspanntisches 3 zum Aufspanntisch 3 zuführbar sind (siehe Pfeil WSZ) und fertig bearbeitete Werkstücke mit den sie tragenden Paletten in umgekehrter Richtung vom Aufspanntisch 3 abführbar sind (siehe Pfeil WSA). Auf dem Aufspanntisch 3 werden die Paletten mit den darauf angeordneten Werkstücken für die Bearbeitung mit einer speziell angepassten Vorrichtung (nicht gezeigt) gehalten, welche automatisch über die Anlagen- oder Maschinensteuerung aktiviert und deaktiviert wird.
  • Des Weiteren umfasst die Anlage, angeordnet auf der rechten Seite des Aufspanntisches 3, welche im vorliegenden Fall die anspruchsgemässe erste Längsseite des Aufspanntisches 3 und die Bedienungsseite der Werkzeugmaschine 1 darstellt, am Ende des Verfahrwegs der Antriebseinheit 6 entlang der Achse Y, einen automatischen Werkzeugwechsler 5 mit Kettenmagazin (anspruchsgemässe automatisierte Werkzeugbereitstellungsvorrichtung), mit welchem auf dieser Seite in der Maschinenspindel 2 aufzunehmende Bearbeitungswerkzeuge zugeführt werden können (siehe Pfeil WZZ) und auszuwechselnde Bearbeitungswerkzeuge abgeführt werden können (siehe Pfeil WZA). Zum Wechseln eines Bearbeitungswerkzeugs wird die Antriebseinheit 6 mit der darin gelagerten Maschinenspindel 2 vollständig nach oben (Z-Achse) und entlang der Y-Achse in eine vom Aufspanntisch 3 maximal entfernte Position auf der rechten Seite (anspruchsgemässe erste Längsseite) desselben gefahren, wo sodann das auszuwechselnde Werkzeug vom Werkzeugwechsler 5 entgegengenommen und abgeführt wird und anschliessend das neue Bearbeitungswerkzeug bereitgestellt und an die Maschinenspindel 2 über geben wird. Diese Abläufe laufen nach Auslösung des entsprechenden Steuerbefehls über die Anlagen- oder Maschinensteuerung oder durch den Bediener vollautomatisch ab.
  • Ebenfalls angeordnet auf der rechten Seite des Aufspanntisches 3 und damit an einer auf der anspruchsgemässen ersten Längsseite des Aufspanntisches 3 befindlichen Position ist die Bedienungseinheit 7 der Anlagensteuerung, welche ein Display und eine Tastatur (nicht dargestellt) umfasst und von einem Schwenkarm 8 getragen wird, so dass sie in verschiedene Positionen auf dieser Seite des Aufspanntisches 3 gebracht werden kann.
  • Die automatische Palettenwechselvorrichtung 4 und der automatische Werkzeugwechsler 5 sind hier derartig bezüglich der Werkzeugmaschine 1 angeordnet, dass das Zu- und Abführen der Werkstücke (siehe Pfeile WSZ und WSA) von einer auf der linken Seite (anspruchsgemässe zweite Längsseite) des Aufspanntisches 3 befindlichen Position aus erfolgt und das Zu- und Abführen der Bearbeitungswerkzeuge (siehe Pfeile WZZ und WZA) an einer auf der rechten Seite (anspruchsgemässe erste Längsseite) des Aufspanntisches 3 befindlichen Position erfolgt, also auf sich gegenüberliegenden Längsseiten des Aufspanntisches 3. Durch diese örtliche Trennung können beide Prozesse auch problemlos zeitgleich durchgeführt werden.
  • Wie weiter aus den 1 bis 3 aufgrund der Längserstreckung des Werkzeugwechslers 5 erkennbar ist, ist dessen Kettenlaufrichtung parallel zur Verfahrrichtung X des Aufspanntisches 3.
  • 6 zeigt eine stark schematisierte Draufsicht auf eine zweite Anlage beim Wechseln eines Bearbeitungswerkzeugs, welche sich von der in den 1 bis 5 dargestellten Anlage dadurch unterscheidet, dass sie einen Werkzeugwechsler 5 mit Karussellmagazin aufweist und dadurch ein weniger kompaktes Layout.
  • 7 zeigt eine stark schematisierte Draufsicht auf eine dritte, erfindungsgemässe Anlage beim Wechseln eines Werkstücks (nicht gezeigt), welche sich von der in den 1 bis 5 dargestellten Anlage im wesentlichen dadurch unterscheidet, dass die Palettenwechselvorrichtung 4 auf der vorderen Seite des Aufspanntisches 3 angeordnet ist, so dass das Zu- und Abführen der Werkstücke (siehe Pfeile WSZ und WSA) hier von einer auf der vorderen Seite des Aufspanntisches 3 befindlichen Position aus erfolgt, während das Zu- und Abführen der Bearbeitungswerkzeuge, welches in der dargestellten Situation nicht gezeigt ist, wie bei den zuvor beschriebenen Beispielen an einer auf der rechten Seite (anspruchsgemässe erste Längsseite) des Aufspanntisches 3 befindlichen Position erfolgt. Das Zu- und Abführen der Werkstücke und der Bearbeitungswerkzeuge erfolgt hier also auf benachbarten Seiten des Aufspanntisches 3, wobei auch hier beide Prozesse problemlos zeitgleich durchgeführt werden können.
  • 8 zeigt eine Darstellung wie 1 einer vierten, erfindungsgemässen Anlage, welche sich von der in 1 gezeigten lediglich dadurch unterscheidet, dass eine weitere identische Werkzeugmaschine 1 mit Werkzeugwechsler 5 vorhanden ist, welche unter einem Winkel von 180° zur ersten Werkzeugmaschine 1 an der Palettenwechselvorrichtung 4 der ersten Werkzeugmaschine 1 angeordnet ist, derart, dass beide Werkzeugmaschinen 1 gemeinsamen mit der Palettenwechselvorrichtung 4 bewirtschaftet werden können.
  • Während in der vorliegenden Anmeldung bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, ist klar darauf hinzuweisen, dass die Erfindung nicht auf diese beschränkt ist und auch in anderer Weise innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche ausgeführt werden kann.

Claims (21)

  1. Verfahren zur insbesondere zerspanenden Bearbeitung von Werkstücken mit einer mehrachsigen Werkzeugmaschine (1) mit einer vertikal orientierten Maschinenspindel (2) zur Aufnahme und zum Antrieb eines Bearbeitungswerkzeugs und mit einem Aufspanntisch (3) zur Aufnahme eines zu bearbeitenden Werkstücks, wobei die Maschinenspindel (2) entlang einer horizontalen ersten Achse (Y) verfahrbar ist und der Aufspanntisch (3) entlang einer horizontalen zweiten Achse (X) verfahrbar ist, welche parallel zu seiner Längsachse (A) und senkrecht zur ersten Achse (Y) verläuft, wobei das Wechseln von in der Maschinenspindel (2) aufgenommenen Bearbeitungswerkzeugen unter Zuführung von Bearbeitungswerkzeugen (WZZ) und Abführung von Bearbeitungswerkzeugen (WZA) mittels einer automatisierten Werkzeugbereitstellungsvorrichtung (5) erfolgt wobei eine Bedienung der Maschinensteuerung und eine visuelle Überwachung des Bearbeitungsprozesses durch den Bediener von einer auf einer ersten der beiden Längsseiten des Aufspanntisches (3) befindlichen Position aus erfolgt, wobei das Zu- und Abführen der Bearbeitungswerkzeuge (WZZ, WZA) mittels der automatisierten Werkzeugbereitstellungsvorrichtung (5) an einer auf der ersten Längsseite des Aufspanntisches befindlichen Position erfolgt oder von einer solchen Position aus erfolgt und wobei als automatisierte Werkzeugbereitstellungsvorrichtung (5) ein Werkzeugwechsler mit Kettenmagazin (5) verwendet wird, dessen Kettenlaufrichtung im wesentlichen parallel zur Längsachse (A) des Aufspanntisches (3) ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass des Weiteren eine visuelle Kontrolle eines von der Werkzeugbereitstellungsvorrichtung (5) bereitgestellten Bearbeitungswerkzeugs und/oder eines von dieser entgegengenommenen Bearbeitungswerkzeugs vor dem Zuführen und/oder nach dem Abführen desselben durch den Bediener von einer auf der ersten Längsseite des Aufspanntisches (3) befindlichen Position aus erfolgt.
  3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinenspindel (2) zum Wechseln von Bearbeitungswerkzeugen (WZA, WZZ) entlang der ersten Achse (Y) in eine vom Aufspanntisch (3) entfernte Position auf der ersten Längsseite desselben gefahren wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuführen von zu bearbeitenden Werkstücken (WSZ) zu der Werkzeugmaschine (1) und ein Abführen von bearbeiteten Werkstücken (WSA) von der Werkzeugmaschine mittels einer automatisierten Werkstückbeschickungsvorrichtung (4) erfolgt, wobei das Zu- und Abführen der Werkstücke (WSZ, WSA) von einer auf einer anderen Seite als der ersten Längsseite des Aufspanntisches (3) befindlichen Position aus erfolgt.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Seite und die erste Längsseite benachbarte Seiten des Aufspanntisches (3) sind.
  6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Seite die zweite Längsseite des Aufspanntisches (3) ist.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei eine Werkzeugmaschine (1) verwendet wird, auf deren Aufspanntisch (3) eine Schwenkbrücke mit einer Schwenkachse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Zu- und Abführen von Werkstücken (WSZ, WSA) im wesentlichen senkrecht zur Schwenkachse der Schwenkbrücke erfolgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Zu- und/oder Abführen eines Werkstücks (WSZ, WSA) und das Wechseln eines Werkzeugs (WZA, WZZ) zumindest teilweise gleichzeitig erfolgen.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Wechseln eines Werkzeugs (WZA, WZZ) vollständig während dem Zu- und/oder Abführen eines Werkstücks (WSZ, WSA) erfolgt oder das Zu- und/oder Abführen eines Werkstücks (WSZ, WSA) vollständig während dem Wechseln eines Werkzeugs (WZA, WZZ) erfolgt.
  10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Werkstückbeschickungsvorrichtung (4) zwei oder mehr Werkzeugmaschinen (1) bewirtschaftet werden.
  11. Anlage zur insbesondere zerspanenden Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere zur Ausführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, umfassend eine mehrachsige Werkzeugmaschine (1) mit einer vertikal orientierten Maschinenspindel (2) zur Aufnahme und zum Antrieb eines Bearbeitungswerkzeugs und mit einem Aufspanntisch (3) zur Aufnahme eines zu bearbeitenden Werkstücks, wobei die Maschinenspindel (2) entlang einer horizontalen ersten Achse (Y) verfahrbar ist und der Aufspanntisch (3) entlang einer horizontalen zweiten Achse (X) verfahrbar ist, welche parallel zu seiner Längsachse (A) und senkrecht zur ersten Achse (Y) verläuft, und eine automatisierte Werkzeugbereitstellungsvorrichtung (5) zur Zu- und Abführung (WZZ, WZA) von in der Bearbeitungsspindel (2) aufzunehmenden Bearbeitungswerkzeugen, wobei die Anlage derartig ausgestaltet ist, dass eine Bedienung der Anlagen- oder Maschinensteuerung und eine visuelle Überwachung des Bearbeitungsprozesses durch den Bediener von einer auf einer ersten der beiden Längsseiten des Aufspanntisches (3) befindlichen Position aus erfolgen kann, wobei die Werkzeugbereitstellungsvorrichtung (5) derartig angeordnet ist, dass das Zu- und Abführen der Werkzeuge (WZZ, WZA) an einer auf der ersten Längsseite des Aufspanntisches (3) befindlichen Position erfolgt oder von einer solchen Position aus erfolgt und wobei die Werkzeugbereitstellungsvorrichtung ein Werkzeugwechsler (5) mit Kettenmagazin ist, dessen Kettenlaufrichtung im wesentlichen parallel zur zweiten Achse (X) ist.
  12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage derartig ausgestaltet ist, dass auch eine visuelle Kontrolle des von der Werkzeugbereitstellungsvorrichtung (5) bereitgestellten Bearbeitungswerkzeugs und/oder des von dieser entgegengenommenen Bearbeitungswerkzeugs vor dem Zuführen und/oder nach dem Abführen desselben durch den Bediener von einer auf der ersten Längsseite des Aufspanntisches (3) befindlichen Position aus möglich ist, insbesondere über ein Sichtfenster, welches den Blick auf einen Bereitstellungs- und Entgegennahmebereich der Werkzeugbereitstellungsvorrichtung (5) ermöglicht.
  13. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinenspindel (2) zum Wechseln von Bearbeitungswerkzeugen (WZZ, WZA) entlang der ersten Achse (Y) in eine vom Aufspanntisch (3) entfernte Position auf der ersten Längsseite des Aufspanntisches (3) fahrbar ist.
  14. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 13, des Weiteren umfassend eine automatisierte Werkstückbeschickungsvorrichtung (4) zum Zuführen von zu bearbeitenden Werkstücken (WSZ) zur Werkzeugmaschine (1) und zum Abführen von bearbeiteten Werkstücken (WSA) von der Werkzeugmaschine (1), dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückbeschickungsvorrichtung (4) derartig angeordnet ist, dass das Zu- und Abführen der Werkstücke (WSZ, WSA) von einer auf einer anderen Seite als der ersten Längsseite des Aufspanntisches (3) befindlichen Position aus erfolgt.
  15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Seite und die erste Längsseite benachbarte Seiten des Aufspanntisches (3) sind.
  16. Anlage nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die andere Seite die zweite Längsseite des Aufspanntisches (3) ist.
  17. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Aufspanntisch (3) eine Schwenkbrücke mit einer Schwenkachse angeordnet ist und das Zu- und Abführen von Werkstücken (WSZ, WSA) mit der Werkstückbeschickungsvorrichtung (4) im wesentlichen senkrecht zur Schwenkachse der Schwenkbrücke erfolgen kann.
  18. Anlage nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage derartig ausgestaltet ist, dass das Zu- und/oder Abführen eines Werkstücks (WSZ, WSA) und das Wechseln eines Bearbeitungswerkzeugs (WZA, WZZ) zumindest teilweise gleichzeitig erfolgen können.
  19. Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage derartig ausgestaltet ist, dass das Wechseln eines Werkzeugs (WZA, WZZ) vollständig während dem Zu- und/oder Abführen eines Werkstücks (WSZ, WSA) erfolgen kann oder das Zu- und/oder Abführen eines Werkstücks (WSZ, WSA) vollständig während dem Wechseln eines Werkzeugs (WZA, WZZ) erfolgt.
  20. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine (1) und insbesondere auch die Werkzeugbereitstellungsvorrichtung (5) und, falls vorhanden, auch die Werkstückbeschickungsvorrichtung (4) jeweils einzeln oder gemeinsam in einer geschlossenen Kabine angeordnet sind.
  21. Anlage nach einem der Ansprüche 11 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlage eine oder mehrere weitere Werkzeugmaschinen (1) umfasst, welche ebenfalls mit der Werkstückbeschickungsvorrichtung (4) bewirtschaftet werden können.
DE200810018765 2007-12-20 2008-04-14 Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken einer mehrachsigen Werkzeugmaschine Withdrawn DE102008018765A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH1980/07 2007-12-20
CH19802007A CH700353B1 (de) 2007-12-20 2007-12-20 Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken mit einer Anlage mit einer mehrachsigen Werkzeugmaschine.

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102008018765A1 true DE102008018765A1 (de) 2009-06-25

Family

ID=40690066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE200810018765 Withdrawn DE102008018765A1 (de) 2007-12-20 2008-04-14 Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken einer mehrachsigen Werkzeugmaschine

Country Status (2)

Country Link
CH (1) CH700353B1 (de)
DE (1) DE102008018765A1 (de)

Also Published As

Publication number Publication date
CH700353B1 (de) 2010-08-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014114258B4 (de) Roboterzelle zum hauptzeitparallelen Be- und Entladen von Einzelplatz-Zerspanungsmaschinen sowie Vorrichtung zum Zerspanen mit einer solchen Roboterzelle
DE10002053A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Fertigung von Werkstücken, insbesondere zur Komplettfertigung komplexer Werkteile
DE102010016727B4 (de) Anordnung einer Bearbeitungseinheit
DE102017208318B4 (de) Werkstückklemmvorrichtung
EP3412403B1 (de) Werkzeugmaschine zum zerspanenden bearbeiten eines werkstücks
EP4234161A1 (de) Werkzeugmaschine und verfahren zum betreiben der werkzeugmaschine
EP2198991A1 (de) Blechbelade- und Blechentladeeinheit mit einer Werkzeugaufnahme für Blechbearbeitungsmaschinen
DE102016121200A1 (de) Bearbeitungszentrum zum Bearbeiten von Werkstücken
EP3031572A1 (de) Werkzeugwechselvorrichtung zur verwendung in einem bearbeitungszentrum und bearbeitungszentrum zur maschinellen bearbeitung eines werkstücks
EP3159102B1 (de) Werkzeugmaschine mit einer steuerungseinrichtung und verfahren für eine werkzeugmaschine
DE10025614A1 (de) Vorrichtung zum Greifen und Transportieren von Werkstücken in Drehmaschinen
DE102018104199B4 (de) Werkzeugmaschine mit Arbeitsraum, Rüstplatz und Roboterarm und Verfahren zu deren Betrieb
EP1927429A1 (de) Werkzeugmaschine mit Werkzeugmagazin
EP2623244B1 (de) Verfahren zum Betrieb einer Werkzeugmaschine sowie Werkzeugmaschine
EP3849741B1 (de) Werkzeugmaschine
DE102008005956B4 (de) Bearbeitungszentrum mit Werkstückwechsler und Rüstplatz
DE102017119550B4 (de) Lochanlage für Kraftfahrzeugbauteile sowie Verfahren zum Betreiben der Lochanlage
EP3795294A1 (de) Schwenkvorrichtung für werkstückspindel einer werkzeugmaschine, werkzeugträger für eine werkzeugmaschine und werkzeugmaschine
DE102008018765A1 (de) Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken einer mehrachsigen Werkzeugmaschine
EP1892068A2 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken
DE102016119464B4 (de) Werkzeug und Werkzeugmaschine sowie Verfahren zur Bearbeitung von plattenförmigen Werkstücken
DE102005042545B4 (de) Verfahren für eine Zweiseiten-Bearbeitung von Werkstücken in einer automatischen Werkzeugmaschine, und automatische Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens
EP2832485A2 (de) Verzahnmaschine
EP1985425B1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks
DE202007018833U1 (de) Werkzeugmaschine

Legal Events

Date Code Title Description
R005 Application deemed withdrawn due to failure to request examination