DE19826507A1 - Flexible finishing module for processing workpieces - Google Patents
Flexible finishing module for processing workpiecesInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Bearbeitungsmodule entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to processing modules according to the preamble of claim 1.
Es sind Maschinen zur Bearbeitung von Werkstücken bekannt, wie Dreh-, Fräs-, Bohr-, Schleif- u.a. Maschinen, die entspr. dem Stand der Technik weiterentwickelt wurden und numerisch gesteuert, bis hin zu Bearbeitungszentren mit automatischen Werkzeug-und Werkstückwechsel, bis hin zu Fertigungssystemen zusammengestellt, zum Einsatz kommen. Desgleichen gibt es Sondermaschinen und Taktstraßen für Werkstücke mit großen Stückzahlen, die auch, dem Trend entsprechend flexibler, umrüstbarer gestaltet sind.Machines for processing workpieces are known, such as turning, milling, drilling, grinding and others. Machines that according to the state of the art have been further developed and numerically controlled, right down to machining centers with automatic tool and workpiece change, all the way to production systems put together for Come into play. Likewise, there are special machines and cycle lines for workpieces with large ones Numbers that are also designed to be more flexible and convertible in line with the trend.
Aus dieser historischen Entwicklung heraus ergeben sich Grenzen und Nachteile, die eine schnellere Steigerung der Produktivität, der Flexibilität sowie eine breitere Ausnutzung der Standardisierung und Unifizierung nicht, oder nur teilweise zulassen. So sind viele Entwicklungs-und Automatisierungsvarianten bekannt die alle dem gleichen Zweck dienen und nur deshalb sein müssen um die Anpassung an die unterschiedlichen Ausgangsbedingungen zu gewährleisten.From this historical development there are limits and disadvantages, which increase faster productivity, flexibility and a wider use of standardization and unification not, or only partially allow. Many development and automation variants are known, all of them serve the same purpose and only need to adapt to the different Ensure initial conditions.
Aufgabe der Erfindung ist es weitestgehend diesen Weg zu verlassen und folgenden Vorteile zu erreichen:
The object of the invention is to leave this path as far as possible and to achieve the following advantages:
- - mehr Werkstücke pro Zeiteinheit und pro Bediener durch gleichzeitige Bearbeitung mehrerer gleicher oder unterschiedlicher Werkstücke bis hin zur Bearbeitung eines Werkstückes gleichzeitig mit- More workpieces per unit of time and per operator by simultaneously processing several identical or different workpieces up to the machining of one workpiece at the same time
- - mehreren, voneinander unabhängig agierenden Arbeitsspindeln, in einem Bearbeitungsmodul, der so konstruiert ist, das Produktionsfläche und -höhe durch flexible Arbeitsbereiche (x und y-Bereich) voll genutzt werden können (einige Beispiele z.B. dargestellt in Fig. 3).- Several, independently operating work spindles, in a processing module that is designed in such a way that the production area and height can be fully used by flexible work areas (x and y area) (some examples, for example, shown in Fig. 3).
- - größtmögliche Universalität bezogen auf die Werkstückstückzahl durch die erfindungsgemäße Ausführung des Bearbeitungsmoduls, so daß von der Bearbeitung eines einzelnen Werkstückes bis zur Taktbearbeitung großer Stückzahlen alles möglich ist.- The greatest possible universality based on the number of workpieces by the inventive design of the Machining module, so that from machining a single workpiece to cycle machining large Quantities everything is possible.
- - durch den Aufbau der Bearbeitungsmodule und ihrer Bausteine streng gegliedert und getrennt nach:- by structuring the processing modules and their components strictly divided and separated according to:
Werkzeugseite
Tool side
- - mit wahlweise ein - mehreren Arbeitsspindeln gleicher oder unterschiedlicher Ausführung- with one or more work spindles of the same or different design
- - mit getrenntem Werkzeugwechselbaustein- with separate tool change module
- - mit getrenntem Werkzeugspeicher unterschiedlicher Größe, beispielsweise dargestellt in Fig. 1 fürBohren, Fräsen u.ä. mit 4 Arbeitsspindeln- With separate tool storage of different sizes, for example shown in Fig. 1 for drilling, milling, etc. with 4 work spindles
Werkstückseite
Workpiece side
- - mit wahlweise ein - mehreren, in einer Achse verstellbaren Arbeitsplätzen in Form von Werkstückträgern- with one or more workstations adjustable in one axis in the form of Workpiece carriers
- - mit einstellbaren Werkstückwechselgestellen vom Einzelstückgestell bis zum Mehrstationentaktgestell konfiguriert, beispielsweise dargestellt in Fig. 2 für 4 Bearbeitungsstationen zur Bearbeitung prismatischer Teile.- Configured with adjustable workpiece change frames from single piece frames to multi-station cycle frames, for example shown in Fig. 2 for 4 processing stations for processing prismatic parts.
Dieser Aufbau, der sich im Steuerungsteil fortsetzt erlaubt die Ausbaustufen z.B. der Automatisierung je nach Bedarf vom Werkzeug- oder Werkstückwechsel von Hand über automatisiert im Bearbeitungsmodul bis zur Übergabe an einen nächsten Modul (ob Bearbeitungs- oder Speichermodul) aufzurüsten, um- oder abzurüsten. Das bedeutet, daß Modulbausteine innerhalb von Fertigungsbereichen umgesetzt werden können oder darüber hinaus zE im Leihverfahren zwischen Betrieben austauschbar sind.This structure, which is continued in the control section, allows the expansion stages e.g. automation depending on Need from manual tool or workpiece change to automated in the processing module to Transfer to a next module (whether processing or storage module) to upgrade, convert or downgrade. This means that module components can be implemented within or above production areas are also interchangeable between companies in the loan process.
Ein weiterer Vorteil ist, das der Beabeitungsmodul mit nur wenigen Änderungen und Ergänzungen auch als Waagerechtausführung seiner Werkzeug- sowie Werkstückseite ausgeführt werden kann. Damit werden weitere Werkstücksortimente und Bearbeitungsverfahren erschlossen.Another advantage is that the processing module can also be used with just a few changes and additions Horizontal execution of its tool and workpiece side can be carried out. With that further workpiece ranges and processing methods opened up.
Alle Vorteile des in der Folge beschriebenen Bearbeitungsmoduls am Beispiel bohren und fräsen u.ä. sind auch bei Rotationsteilen erreichbar(drehen, schleifen u.ä in einem oder getrennten Bearbeitungsmodulen) Die Arbeitsspindeln werden dabei gegen entspr. Supporte, sowie die Werkstückrundtische gegen Futter mit Antrieb ausgetauscht. Auch nichspanende Verfahren sind prinzipiell einbeziehbar so das der Begriff Komlettbearbeitung auf einem wesentlich höherem Niveau als bekannt verwirklicht werden kann.All advantages of the machining module described below using the example of drilling and milling, etc. can also be reached with rotating parts (turning, grinding, etc. in one or separate processing modules) The work spindles are used against corresponding supports, and the workpiece round tables against chuck Drive replaced. Non-cutting processes can also be included in principle, that is the term Complete processing on a much higher level than can be realized.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist die Veränderung der Steuerungshirarchie.Another advantage of the invention is the change in the control hierarchy.
In den Bearbeitungsmodul werden z.B. die einzelnen Werkstückbearbeitungsprogramme eingegeben entsprechend dem aktuell anstehenden Sortiment.In the processing module e.g. the individual workpiece machining programs entered accordingly the current range.
Die Maschinensteuerung übernimmt von der Zusammenfassung und Reihenfolgebestimmung der Werkzeugwechselvorlaufbereitstellung bis zur, nach vorgegebenen Wirtschaftlichkeitskriterien möglichen Verschachtelung der Bearbeitungsabläufe unter Anwendung dies bezüglicher Kollisions- und Simulations- Programme jegliche Steuerung einschließlich aller Änderungen die in der operativen Phase entstehen. Zum Beispiel kann Arbeitsspindel 1 rahmenfräsen, Nr 2 sofort nach freiwerden des Raumes mit dem Kernlochbohren beginnen und danach desgleichen Nr 3 mit gewindeschneiden usw. (sofern noch überschaubar kann auch der Bediener bestimmte Bearbeitungsstrategieen vorgeben und Verschachtelungen vornehmen).The machine control takes over all control including all changes that arise in the operative phase from the summary and sequence determination of the tool change preparation preparation up to the possible nesting of the machining processes according to given economic criteria using collision and simulation programs. For example, work spindle 1 frame milling, No. 2 can start drilling the core hole immediately after the space is cleared and then No. 3 with thread cutting etc. (if still manageable, the operator can also specify certain machining strategies and carry out nesting).
Die technologische Vorbereitung der Produktion ändert sich in sofern, daß sie die Wirtschaftlichkeitskriterien Bearbeitungsmodul- bzw. bausteinbezogen ermittelt und vorgibt, desgleichen die auf das Ausreizen des Moduls orientierte Vorgeben der Bearbeitungswerte als eine Art Maschinennormativ.The technological preparation of production changes in so far as it meets the economic criteria Determines and specifies the processing module or module-related, as well as the module's maxing out oriented specification of the processing values as a kind of machine standard.
Damit beschränkt sich das Werkstückprogramm auf Geometrie und Arbeitsfolge.The workpiece program is therefore limited to geometry and work sequence.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden beschrieben.
Es zeigen:
Fig. 1: die Werkzeugseite eines Bearbeitungsmodules
Embodiments of the invention are shown in the drawings and are described below. Show it:
Fig. 1: the tool side of a processing module
- - in einer Seitenansicht den Ständer mit 4 Arbeitsspindeleinheiten- In a side view, the stand with 4 work spindle units
- - in einer Vorderansicht das gleiche zuzüglich einen Werkzeugwechsler und einen Werkzeugspeicher- in a front view the same plus a tool changer and a tool storage
- - in einer Draufsicht eine Arbeitsspindeleinheit- A top view of a work spindle unit
Fig.Fig.
2: die Werkstückseite eines Bearbeitungsmodules
2: the workpiece side of a processing module
- - in einer Perspektivansicht ein Werkstückträgergestell, zwei Wechselgabelgestelle, einmal als Hubgestell mit zwei Gabeln und als Taktgestell mit fünf Gabeln ausgeführt.- In a perspective view, a workpiece carrier frame, two interchangeable fork frames, once as Lift frame with two forks and a cycle frame with five forks.
Figur3: einige Beispiele für flexible Arbeitsräume in der y-Ebene bei Senkrechtausführung, die sinngemäß Auch für die x-Ebene einer Waagerechtausführung eines Bearbeitungsmoduls gelten.Figure 3: some examples of flexible workspaces in the y-plane with vertical design, which are analogous Also apply to the x-plane of a horizontal version of a processing module.
Die Werkzeugseite eines Bearbeitungsmoduls lt. Figurl besteht aus einem Ständer 1 der 4 Arbeitsspindel einheiten 2 in y-Richtung auf einer durchgehenden Bahn geführt. Die y-Bewegung erfolgt über angetriebene Muttern 4 pro Arbeitsspindeleinheit auf einer feststehenden gemeinsamen Spindel 3. Die x- und z-Bewegung der Arbeitsspindeleinheiten erfolgt mit bekannten Mitteln. Der Werkzeugwechsel könnte pro Arbeits spindeleinheit von Hand aber auch automatisch und zwar alle Spindeleinheiten des Bearbeitungsmoduls durch einen Werkzeugwechsler 5 erfolgen. Nach Bedarf kann ein Werkzeugspeicher 6 mit z.B. 1-4 Speicherketten als Baustein des Moduls zum Einsatz kommen.The tool side of a processing module according to FIG. 1 consists of a stand 1 of the 4 work spindle units 2 guided in the y direction on a continuous path. The y movement takes place via driven nuts 4 per work spindle unit on a fixed common spindle 3 . The x and z movement of the work spindle units is carried out using known means. The tool change could be done manually per work spindle unit, but also automatically, namely all spindle units of the machining module by a tool changer 5 . If required, a tool store 6 with, for example, 1-4 storage chains can be used as a module of the module.
Die Werkstiickseite eines Bearbeitungsmoduls lt. Fig. 2 besteht aus den Bausteinen Werkstückträgergestell 7 zB als Säulengestell mit Werkstückträgern 8 zE für prismatische Werkstücke mit einem Rundtisch 9 ausge rüstet auf dem die Werkstücke gespannt auf Werkstückwechselpaletten 10 aufgesetzt, zentriert und gespannt werden. Die Werkstückträger 8 können am Werkstückträgergestell 7 entspr. dem zu bearbeitenden Sortiment in verschiedenen Höhenpositionen verschoben und arretiert werden. Einige dieser Positionen sind im Zusammenhang mit den Arbeitsbereichen der Arbeitsspindeleinheiten 2 in Fig. 3 dargestellt. Der Wechsel der Werkstücke kann auf den Werkstückträgern 8 einschließlich Werkstückpalette 10 direkt von Hand erfolgen aber auch automatisch mittels Wechselgabelgestell 11 mit zwei Wechselgabeln 12 und 13. Eine Gabel entnimmt das fertige Werkstück mit Werkstückpalette 10 von dem betreffenden Werkstückträger 8, die andere Gabel übergibt das neue, im Wechselgabelgestell 11 in Bedienhöhe auf die Werkstückwechselpalette 10 aufgespannte Werkstück.The workpiece side of a processing module according to FIG. 2 consists of the components workpiece carrier frame 7, for example as a column frame with workpiece carriers 8 equipped for prismatic workpieces with a rotary table 9 on which the workpieces are placed, centered and clamped on workpiece change pallets 10 . The workpiece carriers 8 can be moved and locked in different height positions on the workpiece carrier frame 7 according to the assortment to be processed. Some of these positions are shown in connection with the work areas of the work spindle units 2 in FIG. 3. The workpieces can be changed on the workpiece carriers 8 including the workpiece pallet 10 directly by hand, but also automatically by means of an interchangeable fork frame 11 with two interchangeable forks 12 and 13 . One fork removes the finished workpiece with workpiece pallet 10 from the workpiece carrier 8 in question , the other fork transfers the new workpiece clamped onto the workpiece change pallet 10 in the interchangeable fork frame 11 at operating height.
Soll bei großen Stückzahlen eine Taktbearbeitung erfolgen, ist ein weiteres Wechselgabelgestell 14 mit z.B. 5 Gabeln bei 4 Werkstückträgern 8 erforderlich und zusätzlich eine Wechselposition 15 und eine Übergabe position 16 im Werkstückträgergestell 7. Im Taktablaufübergibt Wechselgabelgestell 11 an die Wechsel position 15. Beim Takten übernimmt das Wechselgabelgestell 14 alle z.B. 5 Werkstücken und übergibt auf die nächsten Werkstückträger 8 und das fertige Werkstück auf die Übergabeposition 16 von der es das Wechselgabelgestell 11 übernimmt.If cycle machining is to be carried out in large quantities, a further interchangeable fork frame 14 with, for example, five forks with four workpiece carriers 8 is required, and an additional interchangeable position 15 and a transfer position 16 in the workpiece carrier frame 7 . In the cycle sequence, the changeable fork frame 11 passes to the changeable position 15 . When clocking, the interchangeable fork frame 14 takes over, for example, 5 workpieces and transfers it to the next workpiece carrier 8 and the finished workpiece to the transfer position 16 from which it takes over the interchangeable fork frame 11 .
Der Einzel-Werkstückwechsel kann, bei Vorhandensein des Wechselgabelgestells 14 beschleunigt werden wenn Wechselgabelgestell 11 auf Wechselposition 15 übergibt und Wechselgabelgestell 14 übernimmt und in der Position des betreffenden Werkstückträgers bereithält und bei Aufruf des Wechsels sofort übergibt.The individual workpiece change can be accelerated if the changeable fork frame 14 is present when the changeable fork frame 11 transfers to the change position 15 and takes over the changeable fork frame 14 and holds it in the position of the workpiece carrier in question and transfers it immediately when the change is called.
Dazu wird nur eine Gabel benötigt, die anderen sind in Höhe der Übergabeposition 16 stillgesetzt. Das wird erreicht durch das arretieren der Gewindemutter 17 zur Spindel 18 und das Lösen der Arretierung zur Wechselgabel. Auf diese Art und Weise wird auch die Verstellung der Wechselgabeln in die jeweilige Position der Werkstückträger 8 gelöst.Only one fork is required for this, the others are stopped at the transfer position 16 . This is achieved by locking the threaded nut 17 to the spindle 18 and releasing the lock on the interchangeable fork. In this way, the adjustment of the changeable forks into the respective position of the workpiece carriers 8 is also achieved .
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1998126507 DE19826507A1 (en) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | Flexible finishing module for processing workpieces |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1998126507 DE19826507A1 (en) | 1998-06-15 | 1998-06-15 | Flexible finishing module for processing workpieces |
Publications (1)
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DE19826507A1 true DE19826507A1 (en) | 1999-12-16 |
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