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Bearbeitungszentrum
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Die Erfindung bezieht sich auf ein Bearbeitungszentrum mit je einem
links und rechts von der Maschinenspindel angeordneten Scheibenmagazin.
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Zur Abarbeitung eines umfangreichen, inhomogenen Werkstückspektrums
ohne manuelle Umbestückung des Werkzeugmagazins muß die Magazingröße ausreichend
dimensioniert werden. Die Größe des erforderlichen Spielraums bestimmt dabei weitgehend
die technische Lösung, die zum Einsatz kommen kann. Hier befriedigen im allgemeinen
Bearbeitungszentren, die zwei Scheibenmagazine besitzen. Versucht man im nächsten
Schritt, die Fertigungsflexibilität einer solchen Maschine zu steigern, so stellen
Werkzeugbereitstellung aber auch Werkstückfluß und Informationsverarbeitung erhebliche
Anforderungen an die Maschinenkomponenten.
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Werden die Werkzeugplätze in dpn Magazinen erhöht, so wird eins sinnvolle
Obergrenze dann erreicht, wenn die Positionier- und Bereitstel lungszeiten des Magazins
die Einsatzzeiten der Werkzeuge überschreiten.
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Um in diesem Fall eine schnelle Bereitstellung zu ermöglichen, kann
ein kompletter MaUazinwechsel vorgesehen werden.
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Auswechselbare Scheibenmagazine sind bei flexiblen Fertigungssystemen
bekannt (Zeitschrift VDI-Z 123 (1981) Nr. 10-Mai, S. 373). Bei diesem System können
die Maschinen verschiedene Spannstationen anfahren, z.B.
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auch ein Palettenpoolsystem für Werkstücke. Die verschiedenen Spann-
plätze
erlauben das Bearbeiten von Werkstücken unterschiedlichster Größe und Form. Durch
die Möglichkeit, komplette Werkzeugmagazine auszutauschen, ist der Vielfalt der
durchführbaren Bearbeitungsauf gaben kaum eine Grenze gesetzt. Ein derartiges System
ist auf ein stationäres Bearbeitungszentrum sinnvoll nicht übertragbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fertigungsflexibilität
eines Bearbeitungszentrums der eingangs genannten Art durch Magazin wechsel bis
an die Grenze auszuschöpfen.
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Die Erfinduny besteht darin, daß ein mit einer seiner Achsen parallel
zur Ebene eines der Scheibenmagazine ausgerichteter Kreuzschlitten einen drehbaren
Aufsatz mit. mindestens zwei horizontalen Armen trägt, deren Ende als lösbarer Verschluß
zum Greifen des Scheibenmagazins ausgebildet ist. Eine Besonderheit einer derartigen
Maschine ist, daß eins der beiden Magazine nur zum manuellen Bestücken mit Werkzeugen
nicht aber zum Austauschen vorgesehen ist. Hier beläßt man die Werkzeuge, die ganz
allgemein benötigt werden. Das sind also die sogenannten Grunderkzeuge, die weitgehend
werkstücksunabhängig sind.
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Im anderen Magazin befinden sich nun die werkstücksspezifischen Werkzeuge,
die bei Produktenwechsel nicht flexibel sind. Dafür sind diese Magazine aber austauschbar,
und zwar mit Hilfe des drehbaren und auf dem Kreuzschlitten verfahrbaren Aufsatzes.
Dieser kann ohne weiteres drei oder mehr bestückte Scheibenmagazine auf den Armen
bereithalten und einen weiteren unbestückten Arm besitzen, der zum Austauschen des
im Einsatz befindlichen Magazins vorgesehen ist.
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Zweckmäßig ist ein weiterer, das Scheibenmagazin in seiner Betriebsstellung
festlegender lösbarer Verschluß vorhanden, dessen Sperr-und Lösestellung - beim
Gegenüberliegen eines der Armenden - in Wechselbeziehung zu denselben Stellungen
des im Armende befindlichen Verschlusses stehen.
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Um der Maschine eine noch weitergehende Flexibilität durch Austauschen
der aufgesteckten Scheibenmagazine auf dem Aufsatz zu geben, während die Fertigung
ununterbrochen läuft, ist vorteilhaft der lösbare Ver-
schluß im
Ende der Arme außerhalb seiner der Betriebsstellung des Scheibenmagazins gegenüberliegenden
Position noch von einer Eingsbe-und Abnahmestation aus zu betätigen. Zweckmäßig
ist der Aufsatz in seiner der Betriebsstellung des Scheibenmagazins abgewandten
Endlage von einer Kabine gleichförmig umgeben, die so bemessen ist, daß sie dem
Aufsatz mit den aufgesetzten Scheibenmagazinen die freie Drehbarkeit gewährt. Hierdurch
ist möglich, notwendige Reparaturen unfallgeschützt in der Kabine vorzunehmen.
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Es dient dem gesteigerten Unfallsch'#z , wenn vorteilhaft die Kabine
in der Wand oberhalb der Achse, die parallel zur Ebene des sich in Betriebsstellung
befindenden Scheibenmagazins ausgerichtet ist, eine Tür besitzt.
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Es hat sich als besonders zweckmäßig erwiesen, dem-Bearbeitungszentrum
einen karussellartigen Palettenspeicher für Werkstuecke zuzuordnen.
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Das Bearbeitungszentrum arbeitet in diesem Fall ohne nennenswerte
Unterbrechungen, die auf Werkstückwechselvorgänge zurückzuführen wären, und zeichnet
sich daher durch einen hohen Niitzüngsgrad aus.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch
dargestellten Ausführungsbeispiels beschrieben.
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Es zeigen Figur 1 ein Bearbeitungszentrum mit zwei betriebsbereiten
Scheibenmagazinen und einem Magazinwechsler in Draufsicht und Figur 2 eine Seitenansicht
des Bearbeitungszentrums und des Magazinwechslers in Richtung der Maschinenspindel.
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An einem Bearbeitungszentrum sind während der Fertigung zwei Scheibenmagazine
i und la vorgesehen, aus denen Werkzeuge, z.B. ein Bohrer 2, in die zwischen ihnen
angeordnete Maschinenspindel 3 eingewechselt werden, und zwar mit Hilfe eines nicht
dargestellten Werkzeugwechslers.
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Während das Scheibenmagazin la Grundwerkzeuge aufnimmt und während
der
Produktion in der Maschine verbleibt, ist das Scheibenmagazin
1 auswechselbar. In ihm befinden sich Werkzeuge, die nur für ein bestimmtes Werkstück
oder eine bestimmte Serie von Werkstücken typisch sind.
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Zum Magazinwechsel ist eine Wechselvorrichtung 10 vorgesehen, die
einen auf einem Kreuzschlitten 5 drehbar und horizontal verfahrbar angeordneten
Aufsatz 4 enthält mit in der Draufsicht von dem Drehpunkt 6 aus strahlenförmigen
vier Armen 7. Der Kreuzschlitten 5 weist zwei theoretische Achsen 8 und 8a auf,
die rechtwinklig zueinander liegen und von denen die Achse 8 parallel zu der Ebene
des in der Maschine befindlichen Scheibenmagazins 1 verläuft. In dieser Richtung
kann jeder Arm 7 mit ihren freien Enden - während der Aufsatz 4 auf Schienen 9 des
Kreuzschlittens 5 läuft - bis zu der Mitte des Scheibenmaga zins 1 heranfahren und
dann durch einen senkrechten Versatz zu dem Magazin mit Hilfe der Schiene 9a bis
an eine Nabe 11 des Scheibenmagazins 1 herannahen und sie greifen, wie die Figur
1 dies zeigt. Ein nicht dargestellter Verschluß im Arm schnappt dabei ein. Daraufhin
wird ein nicht dargestellter weiterer Verschluß durch ein elektrisches Signal gelöst,
der das Magazin 1 in dem Bearbeitszentrum sonst verriegelt hält. Jetzt zieht der
Aufsatz 4 mit seinem Arm 7 das Magazin heraus und fährt dann zurück in seine gegenüberliegende
Endstellung. Dort erfolgt in der Regel eine Viertel umdrehung des Aufsatzes 4, damit
das Scheibenmagazin lb oder 1c eingewechselt werden kann. Das Einsetzen erfolgt
im umgekehrten Sinne wie vorhin bei der Entnahme. Dabei wird der Verschluß in dem
Bearbeitungszentrum erst verriegelt, wenn das Scheibenmagazin lb seine Betriebsstellung
erreicht hat. Daraufhin wird der Verschluß im Arm 7 gelöst.
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Die Arme 7, deren Enden zum Greifen der Nabe 10 ausgebildet sind,
sind mit dem Aufsatz 4 frei vor- und zurückdrehbar, so daß beliebig jedes der aufgesetzten
Magazine eingewechselt werden kann, so auch das Scheibenmagazin ld.
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In der mit vollen Linien ausgezogenen Endstellung ist die Wechselvorrichtung
10 mit einer quaderförmigen Kabine 12 umgeben, die im Grundgriß so groß ist, daß
der Aufsatz 4 mit den aufgesetzten Scheibenmagazinen
lb, 1c und
ld frei drehen kann. Die Kabine 12 weist in der Wand 13 oberhalb der Schiene 9 eine
Tür 14 auf, die in der Regel geschlossen ist und automatisch nur beim Magazinwechsel
betätigt wird. An das Bearbeitungszentrum ist ein Palettenspeicher 15 für Werkstücke
angegliedert, dessen Drehtisch 8 Paletten 16 trägt und an einer Stelle mit einer
Ein- und Ausgabestation 17 versehen ist.
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BEZUGSZEICHENLSITE 1,#1a - d Scheibenmagazin 2 Bohrer 3 Maschinenspindel
4 Aufsatz 5 Kreuzschlitten 6 Drehpunkt 7 Arm 8, 8a Achse 9, 9a Schiene 10 Wechselvorrichtung
11 Nabe 12 Kabine 13 Wand 14 Tür 15 Palettenspeicher 16 Palette 17 Ein und Ausgabestation
18 Eingabe~ und Abnahmestation