DE3901838A1 - Verfahren zum bearbeiten gleicher oder ungleicher werkstuecke mit nc-gesteuerten bearbeitungszentren und nc-gesteuertes bearbeitungszentrum zum durchfuehren dieses verfahrens - Google Patents
Verfahren zum bearbeiten gleicher oder ungleicher werkstuecke mit nc-gesteuerten bearbeitungszentren und nc-gesteuertes bearbeitungszentrum zum durchfuehren dieses verfahrensInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten gleicher
oder ungleicher Werkstücke mit NC-gesteuerten Bearbeitungs
zentren.
Des weiteren betrifft die Erfindung ein NC-gesteuertes
Bearbeitungszentrum zum Durchführen des Verfahrens.
Die Einspindel-Bearbeitung ist die universellste und flexi
belste Art der Bearbeitung auf NC-gesteuerten Bearbeitungs
zentren. Für höhere Stückzahlen erfordert sie aber den
Einsatz eines weiteren NC-gesteuerten Bearbeitungszentrums,
was sehr häufig kostenmäßig ungünstig ist.
Aus diesen Grunde wurde von der Anmelderin ein Bearbeitungs
zentrum entwickelt, das diese unter der Typenbezeichnung
nb-h TWIN vertreibt. Bei der nb-h TWIN werden zwei gleiche
Werkstücke mit zwei Arbeitsspindeln gleichzeitig bearbeitet.
Das geschieht in einer Stückzeit und bedeutet somit eine
Verdopplung der Ausbringung.
Nachteilig ist hierbei, daß nur gleiche Teile bearbeitet
werden können, die in ihren Abmessungen innerhalb des
Spindelabstandes von z. B. 250 mm liegen. Außerdem ist nur
die Bearbeitung auf Umschlag (180°) sinnvoll möglich.
Der Werkzeugvorrat ist bei der nb-h TWIN auf 20 Werkzeuge
pro Spindel begrenzt. Außerdem müssen die Werkzeuge in den
beiden Spindeln zur Erzielung guter Ergebnisse in den
Abmessungen identisch sein. Bei Werkstücken mit hoher
Genauigkeit ist das eine nur sehr schwer erfüllbare Forde
rung. Es werden zwei komplette Werkzeugsätze benötigt, was
entsprechend hohe Investionskosten bedeutet.
Vorwiegendes Einsatzgebiet der nb-h TWIN ist die Automo
bilindustrie.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Vorteile der
Zweispindel-Bearbeitung auszunutzen, ohne die bekannten
Nachteile dafür in Kauf nehmen zu müssen. Deshalb soll ein
Verfahren zur Bearbeitung gleicher oder ungleicher Werk
stücke mit NC-gesteuerten Bearbeitungszentren geschaffen
werden, das diesen Anforderungen genügt.
Des weiteren liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein
NC-gesteuertes Bearbeitungszentrum zum Durchführen dieses
Verfahrens zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 wiederge
gebenen Merkmale gelöst.
Bei der Erfindung ist ebenfalls wie bei der nb-h TWIN eine
gleichzeitige Bearbeitung von Werkstücken mit zwei Spindeln
möglich.
Ein besonderer Vorteil besteht darin, daß auch Werkstücke
mit größeren Abmessungen bearbeitet werden können, als dies
bei der nb-h TWIN möglich ist, da eine Festlegung auf einen
bestimmten Spindelabstand von z. B. 250 mm nicht mehr
erforderlich ist.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß eine Rundumbear
beitung der Werkstücke ohne Schwierigkeiten gegeben ist.
Des weiteren ist die gleichzeitige Bearbeitung von zwei
gleichen oder ungleichen Werkstücken möglich.
Durch die flexible Programmierung erfolgt die Werkstückbe
arbeitung nicht mehr - wie bisher - grundsätzlich nach einer
starr im Programm vorgegebenen Reihenfolge, sondern flexibel
nach bestimmten Strategien und nach jeweils in dem einzigen
Werkzeugmagazin vorhanden Werkzeugen.
Der werkzeugbeeinflußte Programmablauf des Duo-Bearbeitungs
zentrums erlauben die gleichzeitige Bearbeitung von zwei
gleichen oder ungleichen Werkstücken mit nur einem Schnitt
mengen-Werkzeugsatz und ungefähr gleicher Zeit wie bei zwei
getrennten Bearbeitungszentren oder gemäß der zum Stand der
Technik gehörenden nb-h TWIN.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren können die Maschinen
kosten niedriger als bei zwei separaten NC-gesteuerten
Bearbeitungszentren bestimmt werden. Außerdem ergeben sich
ungefähr nur die halben Werkzeugkosten, während die Stück
kosten in der Regel günstiger sind.
Eine weitere vorteilhafte Verfahrensweise ist in Patentan
spruch 2 beschrieben.
Bei dieser Ausführungsform besitzt der Werkzeug-Wechsler
Speicherfunktion, da er zwei im spitzen Winkel, beispiels
weise unter 45°, zueinander stehende Arme aufweist.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 3 wiederge
gebenen Merkmale gelöst.
Ein erfindungsgemäßes Bearbeitungszentrum umfaßt somit zwei
NC-gesteuerte Werkzeugmaschinen, die zwischen sich ein
gemeinsames Werkzeugmagazin integrieren, aus dem die Werk
zeuge flexibel der jeweiligen Bearbeitungsspindel zugeführt
werden.
Ein derartiges Bearbeitungszentrum ist durch Linearpaletten
speicher ausbaubar.
Des weiteren kann ein erfindungsgemäßes Bearbeitungszentrum
in ein flexibles Fertigungssystem integriert werden.
Durch die Anordnung von zwei Palettenwechslern können bis zu
vier verschiedene oder gleiche Werkstücke von unterschied
lichen Seiten und in praktisch beliebiger Reihenfolge
bearbeitet werden. Diese Anzahl kann durch Anordnung eines
Linearpalettenspeichers entsprechend vergrößert werden.
Bei der Erfindung wird somit zur Bearbeitung gleicher oder
ungleicher Werkstücke aus einem zentralen Werkzeugmagazin,
das vorzugsweise die jeweils benötigen Werkzeuge nur einmal
enthält (nur ein Werkzeug-Satz), die Werkzeuge entsprechend
den notwendigen Bearbeitungen an den Werkstücken zugeführt
werden, derart, daß bei der Bearbeitung gleicher Werkstücke
die Zuführung der Werkzeuge zu den betreffenden Spindeln
zeitversetzt erfolgt, während bei der Bearbeitung ungleicher
Werkstücke aus der Schnittmenge aller benötigten Werkzeuge
in dem gemeinsamen Zentralmagazin die Auswahl der Werkzeuge
NC-gesteuert vorgenommen wird, wobei sowohl bei der Bearbei
tung gleicher als auch bei der Bearbeitung ungleicher
Werkstücke die Werkzeug-Auswahl flexibel nach dem jeweils im
zentralen Werkzeugmagazin vorhandenen Werkzeugen vorgenommen
wird.
In der Zeichnung ist die Erfindung - teils schematisch - an
Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigen:
Fig. 1 eine graphische Darstellung des Werkzeug-Stück
zeit-Verhältnisses zwischen einem einspindligen und
einem zweispindligen NC-gesteuerten Bearbeitungs
zentrum (nb-h 90 und nb-h TWIN der Anmelderin);
Fig. 2 ein NC-gesteuertes Bearbeitungszentrum gemäß der
Erfindung in perspektivischer Darstellung und stark
vereinfacht dargestellt;
Fig. 3a bis 3h den Werkzeugwechsel in einem Bearbeitungszentrum
gemäß der Erfindung in stark vereinfachter Darstel
lung;
Fig. 4 eine graphische Darstellung betreffend Werkzeug-
Stückzeit-Verhältnis bei einem Bearbeitungszentrum
gemäß der Erfindung;
Fig. 5 in graphischer Darstellung die Werkzeug-Auswahl-Mög
lichkeiten bei einem Bearbeitungszentrum gemäß der
Erfindung als Operationsnetz;
Fig. 6 ein Werkstück in der Seitenansicht;
Fig. 7 eine Draufsicht zu Fig. 6;
Fig. 8 eine Stirnansicht zu Fig. 6;
Fig. 9 eine weitere graphische Darstellung, wobei die nb-h
TWIN und die nb-h 90 im Vergleich zu einem erfin
dungsgemäßen Bearbeitungszentrum hinsichtlich des
Werkzeug-Stückzeit-Verhältnisses gegenübergestellt
sind;
Fig. 10 einen Kostenvergleich in graphischer Darstellung;
Fig. 11 ein erfindungsgemäßes Bearbeitungszentrum mit FFS
und
Fig. 12 drei erfindungsgemäße NC-gesteuerte Bearbeitungs
zentren in einem flexiblen Fertigungssystem inte
griert.
Aus Fig. 1 geht das Werkzeug-Stückzeit-Verhältnis zwischen
der von der Anmelderin entwickelten einspindligen nb-h 90
und der zweispindligen nb-h TWIN hervor. Auf der Ordinate
sind die Anzahl der Werkzeuge und auf der Abzisse die
Stückzeiten dargestellt. Deutlich ist zu sehen, daß bei der
Einspindel-Bearbeitung mittels der nb-h 90 etwa nur die
halbe Anzahl von Werkzeugen gegenüber der nb-h TWIN erforder
lich ist. Allerdings verdoppelt sich bei der nb-h 90 auch
die Stückzeit. Oder anders ausgedrückt kann man feststellen,
daß die Einspindel-Bearbeitung mit der nb-h 90 etwa die
halben Investionskosten für die im Werkzeugmagazin gespei
cherten Werkzeuge voraussetzt, aber eben lange Stückzeiten
verursacht. Dagegen verlangt die Zweispindel-Bearbeitung
mittels der nb-h TWIN ungefähr die doppelten Investionsko
sten für die im Werkzeugmagazin gespeicherten Werkzeuge,
wobei sich die Stückzeit gegenüber der nb-h 90 etwa auf die
Hälfte reduziert, weil die nb-h TWIN, bei der mit zwei
Arbeitsspindeln gleichzeitig zwei gleiche Werkstücke bear
beitet werden, ungefähr die doppelten Investionskosten für
die im Werkzeugmagazin gespeicherten Werkzeuge verlangt.
An das erfindungsgemäß angestrebte, NC-gesteuerte Bearbei
tungszentrum wurden nun folgende Forderungen gestellt:
1. gleichzeitige Bearbeitung mit zwei Spindeln bei
ungleichen Operationen,
2. größere Werkstück-Abmessung,
3. Rundumbearbeitung der Werkstücke,
4. nur einen Werkzeugsatz,
5. gleichzeitige Bearbeitung von zwei gleichen Werkstücken,
6. gleizeitige Bearbeitung von zwei ungleichen Werk
stücken,
7. ein großes Werkzeug-Magazin.
Diese Forderungen werden durch das aus Fig. 2 ersichtliche
NC-gesteuerte Bearbeitungszentrum gemäß der Erfindung
erfüllt. In diesem ist mit dem Bezugszeichen 1 ein Kühl
mittelbehälter mit Späneförderer, mit 2 eine Maschinen
vollverkleidung zur Bildung eines geschlossenen Maschinen
arbeitsraum, mit 3 ein Werkzeugmagazin mit Werkzeugzubrin
ger, mit 4 ein Schaltschrank einschließlich NC-Steuerung,
mit 5 ein Maschinenständer mit Y- und Z-Achse, mit 6 ein
Spindelstock mit Hauptspindel, 8 eine Palette, 9 ein Pa
lettenwechsler und mit 10 ein Maschinenbett mit X-Achse und
Rundtisch mit B-Achse bezeichnet. Zur Bildung eines derarti
gen neuen Bearbeitungszentrums können zwei nb-h 90 in der
aus Fig. 2 ersichtlichen Art und Weise so angeordnet werden,
daß sie zwischen sich das Werkzeugmagazin mit Werkzeugzubrin
ger 3 zur Bildung eines einheitlichen Bearbeitungszentrums
integrieren. Mit dem aus Fig. 2 ersichtlichen, erfindungsge
mäßen Bearbeitungszentrum und einer neuen Verfahrensweise
zur Bearbeitung von NC-Teileprogrammen lassen sich die vor
stehend unter Ziffer 1 bis 7 aufgeführten Forderungen voll
erfüllen. Die Grundanordnung wird als Duo-Zelle bezeichnet
und besteht aus zwei spiegelbildlichen nb-h 90-Basismaschi
nen auf einem Maschinenbett und dem erwähnten gemeinsamen
Werkzeugmagazin 3, dessen Handhabungs-Einrichtung beide
Werkzeug-Wechsler 11 bzw. 12 mit Werkzeugen versorgt. Jeder
Basismaschine ist somit ein Werkzeug-Wechsler 11 bzw. 12 zu
geordnet. Die Werkzeug-Wechsler 11 sind so gestaltet, daß
sie eine Werkzeug-Puffer-Funktion haben. Dies ergibt sich
besonders deutlich aus den Fig. 3a bis Fig. 3h, in denen die
Spindeln der beiden nb-h 90-Basismaschinen mit "Spindel I"
und "Spindel II" bezeichnet sind. Das beiden NC-gesteuerten
Basismaschinen des erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrum
zugeordnete, gemeinsame, zentrisch zwischen den Basismaschi
nen angeordnete Werkzeugmagazin ist als strichpunktierter
Kreis schematisch angedeutet und mit dem Bezugszeichen 19
bezeichnet worden.
Da jeder Seite des Bearbeitungszentrums, also jeder "Basis
maschine", ein Werkzeug-Wechsler 11 bzw. 12 zugeordnet ist,
ist in den Fig. 3a bis Fig. 3h unter der Bezeichnung "Spin
del I" und "Spindel II" der jeweils der betreffenden Spindel
I oder II zugeordnete Werkzeug-Wechsler 11 bzw. 12 darge
stellt, und zwar in verschiedenen Drehstellungen.
Mit den Bezugszeichen 13, 14, 15, 16, 17 und 18 sind Werk
zeuge schematisch als Kreisflächen veranschaulicht, die in
dem den beiden Werkzeug-Wechslern 11 und 12 gemeinsamen
Magazin 19 gespeichert bzw. aus diesem Magazin 19 von den
Werkzeug-Wechslern 11 und 12 auch entnommen werden können.
Das Werkzeugmagazin 19 ist unter jeder Bezeichnung "Spindel
I" und "Spindel II" als strichpunktierter Kreis veranschau
licht. In Wirklichkeit handelt es sich um eine Einrichtung,
die zwischen den beiden Basismaschinen zur Bildung eines
räumlich einheitlichen NC-gesteuerten Bearbeitungszentrums
angeordnet ist. Dem Werkzeug-Wechsler 11 bzw. 12 werden
dabei Werkzeuge, z. B. 13, von dem NC-gesteuerten Werkzeug
zubringer 3 zugefördert bzw. aus diesen in der noch zu
beschreibenden Art und Weise weggefördert.
Um die einzelnen Stellungen der Werkzeuge 13, 14, 15, 16, 17
und 18 in den Spindeln I und II sowie die Anordnung der
Werkzeuge 13 bis 18 und ihren Austausch zu veranschaulichen,
wurden die die Spindeln I und II und das Werkzeugmagazin 19
symbolisch darstellenden Kreise nicht nur mit den beschrie
benen Bezugszeichen versehen, sondern auch unterschiedlich
markiert. Die Ausgangslage ist in Fig. 3, oben, und zwar für
die Spindeln I und II gleichermaßen, dargestellt.
Jeder der Werkzeug-Wechsler 11 und 12 besitzt zwei Arme 20,
21 bzw. 22, 23, deren Längsachsen 24, 25 bzw. 26, 27 einen
spitzen Winkel α bzw. β miteinander einschließen, der bei
den dargestellten Ausführungsformen ein spitzer Winkel von
etwa 15-75°, vorzugsweise etwa 25-45°, ist. Die Lage der
Arme 20, 21 bzw. 22, 23 ist nicht veränderbar. Vielmehr sind
die Arme 20, 21 bzw. 22, 23 mit dem Grundkörper des betref
fenden Werkzeug-Wechslers 11 bzw. 12 einstückig - funktio
nell oder materialmäßig einstückig - miteinander verbunden.
Die Längsachsen 24, 25 bzw. 26, 27 schneiden sich im Dreh
mittelpunkt des Werkzeug-Wechslers 11 bzw. 12, der motorisch
angetrieben wird. Die Bewegungen der Werkzeug-Wechsler 11
und 12 sind ebenfalls in die NC-Steuerung des Bearbeitungs
zentrums mit einbezogen und wie die Bewegungen des Werkzeug
zubringers 3 programmgesteuert. Die Drehbewegungen der
Werkzeug-Wechsler 11 und 12 sind in Fig. 3a bis 3h durch
jeweils einen Pfeil 28 bzw. 29 angedeutet. Bei der darge
stellten Ausführungsform drehen somit die Werkzeug-Wechsler
11 und 12 gegeneinander, d. h. der Werkzeug-Wechsler 11 wird
im Uhrzeigersinn und der Werkzeug-Wechsler 12 entgegengesetzt
dem Uhrzeigersinn gesteuert.
Beide Arme 20, 21 bzw. 22, 23 der Werkzeug-Wechsler 11 bzw.
12 besitzen an ihren Enden geeignete Aufnahmekupplungen für
die zu ergreifenden Werkzeuge 13, 14 , 15, 16, 17 und 18.
Die Anzahl der in der Zeichnung dargestellten und in der
Beschreibung beschriebenen Werkzeuge entspricht nicht den
tatsächlichen Gegebenheiten. Vielmehr kann diese Anzahl
kleiner oder vorzugsweise ganz erheblich größer sein. Die
Anzahl der Werkzeuge 13 und folgende wird durch den jewei
ligen Einsatzfall bestimmt.
In Fig. 3a bis 3h ist der Ablauf des Werkzeugwechsels für
die Spindeln I und II jeweils untereinander dargestellt, und
zwar für die Spindeln I und II jeweils in acht Schritten
(Stellungen). In der Ausgangslage, d. h. in der Stellung
gemäß Fig. 3a befindet sich in der Spindel I das Werkzeug 13
und in der Spindel II das Werkzeug 17, während der Werk
zeug-Wechsler 11 mit seinem Arm 20 das Werkzeug 14 von dem
Werkzeugmagazin 19 bzw. dem Werkzeugzubringer 3, der in Fig.
3a bis 3h der Einfachheit halber nicht dargestellt wurde,
entnommen hat.
In der Stellung gemäß Fig. 3b sind der Werkzeug-Wechsler 11
und der Werkzeug-Wechsler 12 um einen gewissen Winkelbetrag
durch die NC-Steuerung weiterbewegt worden. In dieser
Stellung fluchten die Aufnahmekupplungen des Armes 21 bzw.
des Armes 22 mit der Spindellängsachse der Spindel I bzw.
II, die zu diesem Zwecke nach vorne gefahren wurden (nicht
dargestellt), so daß die Werkzeuge aus der Spindel I bzw. II
von dem Arm 21 bzw. 22 übernommen werden kann.
In Stellung gemäß Fig. 3c wurden der Werkzeug-Wechsler 11
und 12 abermals um einen gewissen Winkelbetrag weiterge
dreht, derart, daß die Mitte der Aufnahmekupplungen koaxial
zur Längsachse der Spindel I bzw. II angeordnet ist und in
dieser Stellung die Werkzeuge 14 bzw. 16 von der Spindel I
bzw. II übernommen werden kann. Danach schwenkt der Werk
zeug-Wechsler 11 und 12 in die aus Fig. 3d ersichtliche
Stellung, in der der Arm 21 bzw. 22 jeweils ein Werkzeug 13
bzw. 17 trägt.
Die Stellung gemäß Fig. 3e zeigt eine Position der Werk
zeug-Wechsler 11 und 12, bei der diese abermals um einen
gewissen Winkelbetrag weitergedreht worden sind, derart, daß
die Längsachsen der Aufnahmekupplung der Arme 21 bzw. 22 mit
dem entsprechenden Aufnahmekupplungen des Werkzeugzubringers
3 fluchten, der daraufhin die Werkzeuge 13 bzw. 17 von dem
Arm 21 bzw. 22 übernimmt. Der Werkzeugzubringer 3 führt
somit Bewegungen aus, während die Werkzeug-Wechsler 11 und
12 selbst keine axialen Bewegungen ausführen können, sondern
sich lediglich um ihren Drehmittelpunkt zu drehen vermögen.
Damit der Werkzeugzubringer 3 das übernommene Werkzeug 13
bzw. 17 wegtransportieren kann, ist in Stellung Fig. 3f der
Werkzeug-Wechsler 11 bzw. 12 zurückgedreht worden. Daraufhin
kann der Werkzeugzubringer 3 das betreffende Werkzeug zu dem
zentralen Werkzeugmagazin abtransportieren.
Daraufhin wird der Werkzeug-Wechsler 11 bzw. 12 in seine aus
Fig. 3g ersichtliche Position geschwenkt, in der er mit
seinen Aufnahmekupplungen der Arme 20 bzw. 23 unterhalb des
zu übernehmenden Werkzeuges 15 bzw. 18 zu liegen kommt, das
jeweils aus dem Werkzeugmagazin von dem Werkzeugzubringer 3
herangefördert wurde. Daraufhin wird der Werkzeug-Wechsler
11 und 12 wieder hochgeschwenkt, so daß er das von dem
Handhabungsgerät das aus dem Werkzeugmagazin herangeförderte
neue Werkzeug 15 bzw. 18 mit der Aufnahmekupplung seines
Armes 20 bzw. 23 übernehmen kann. Der Arm 21 bzw. 22 des
Werkzeug-Wechslers 11 bzw. 12 steht daraufhin für eine
erneute Übernahme eines Werkzeuges aus der Spindel I bzw. II
bereit. Die Arme 20 und 23 der Werkzeug-Wechsler 11 und 12
haben somit zumindest in der Position gemäß Fig. 3h eine
Puffer-Funktion übernommen, da schon während der Bearbeitung
mit in den Spindeln I und II befindlichen Werkzeugen ein
neues Werkzeug, eben die Werkzeuge 15 und 18 bereitgehalten
werden können, woraufhin der Zyklus gemäß Fig. 3a und
folgende wiederholt werden kann.
Bei der Bearbeitung gleicher Werkstücke laufen die Programme
auf beiden Stationen bzw. Basismaschinen des Bearbeitungs
zentrums gemäß Fig. 2 zeitversetzt ab. Dadurch kann mit nur
einem Werkzeugsatz gearbeitet werden, was in Fig. 4 schema
tisch veranschaulicht wurde.
In den Fig. 6 bis 8 ist die Bearbeitung eines Werkzeuges mit
verschiedenen Bohrungen 30, 31, 32 sowie Ansenkungen 33
schematisch veranschaulicht worden. Auch die verschiedenen
Flächen sollen durch Fräsen bearbeitet werden. Sollen z. B.
mit den Spindeln I und II ungleiche Teile bearbeitet werden,
so muß die Schnittmenge aller benötigten Werkzeuge in dem
gemeinsamen Werkzeugmagazin 3 vorhanden sein. Durch die
flexible Programmierung erfolgt die Teilebearbeitung, z. B.
der Teile nach den Fig. 6 bis 8, nicht mehr wie bisher nach
einer starr im Programm vorgegebenen Reihenfolge, sondern
flexibel nach bestimmten Strategien. Werden z. B. ungleiche
Teile nach den Fig. 6 bis 8 zur selben Zeit von den Spindeln
I und II bearbeitet, so kann die Strategie gemäß Fig. 5
erfolgen. Wie man sieht, beginnt das Fräsen bzw. das Flächen
schruppen an den verschiedenen Flächen, die links im Kreis
in Fig. 5 mit 0°, 90°, 180° und 270° bezeichnet sind. Daran
schließen sich dann die verschiedenen Bohrungen an. Entweder
kann hierbei mit der einen Spindel beispielsweise mit der
Spindel II mit dem dafür benötigten Werkzeug oder mit der
anderen Spindel I gebohrt werden. Befindet sich z. B. das
Werkzeug in der Spindel I, dann wird das andere Werkzeug
gemäß dem mittleren, sich an den Kreis T 1 anschließenden
Kreis T 5 gebohrt. Die übrigen sich wahlweise anschließenden
Bearbeitungsvorgänge werden durch die Kreise bis T 14 und
durch die Pfeile veranschaulicht. Man erkennt daraus, daß
das Programm im Zusammenhang mit der NC-Steuerung bei nur
einem Werkzeugsatz die Spindeln I und II so bestückt, daß
nicht nur kein Stillstand entsteht, sondern man tatsächlich
mit einem Werkzeugsatz und einem Werkzeugmagazin 3 auskommt.
Der werkzeugabhängige Programmablauf und die Duo-Zelle, von
der bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine gemäß Fig. 2
Gebrauch gemacht wird, erlauben somit die gleichzeitige
Bearbeitung von zwei gleichen oder ungleichen Werkstücken
mit nur einem Schnittmengen-Werkzeugsatz und ungefähr
gleicher Zeit wie bei zwei getrennten Bearbeitungszentren.
Dies ist in Fig. 9 nochmals schematisch veranschaulicht
worden. Deutlich erkennt man zum einem den Werkzeugaufwand
(Anzahl der Werkzeuge) für die nb-h TWIN (zwei Werkzeug
spindeln) und zum anderen den nur halb so großen Werkzeug
aufwand, bei der etwa doppelten Stückzeit bei der nb-h 90.
Bei Verwendung von zwei Basismaschinen, z. B. gemäß nb-h 90,
einem Werkzeugmagazin und den aus Fig. 3a bis 3h ersichtli
chen Werkzeug-Wechslern 11 und 12 und einem Werkzeugzubrin
ger 3 ergibt sich der aus Fig. 9 ersichtliche nur etwa halb
so große Investionsaufwand für die Werkzeuge. Werden - was
in der Praxis vorkommen kann - zusätzliche Werkzeuge für
eine erfindungsgemäße Maschine bereitgehalten, z. B. einige
Werkzeuge doppelt angeordnet, so ergibt sich immerhin noch
eine Ersparnis, die durch das kreuzschraffierte Rechteck
"Mehr-Werkzeuge" veranschaulicht wurde. Dies geht einher mit
einer etwas größeren Stückzeit, die durch das kreuzschraf
fierte Rechteck "Mehr-Zeit" gekennzeichnet ist. Aus Fig. 9
kann man auch in diesem Falle die "Einsparung Werkzeuge" und
"Einsparung Stückzeit" ablesen.
Berücksichtigt man, daß nach den heutigen Systemen bei der
nb-h TWIN in der Regel drei Werkzeugsätze pro Bearbeitungs
zentren angeschafft werden müssen, so ergibt sich eine sehr
große Einsparung an Investionskosten. In der Praxis geht man
nämlich heute noch so vor, daß man einen Werkzeugsatz am
Bearbeitungszentrum einsetzt, einen Werkzeugsatz in Reserve
hält und einen Werkzeugsatz zur Bearbeitung (Schleifen,
Einstellen, usw.) gibt. Aus Fig. 10 läßt sich folgendes
ablesen:
- 1. Die Maschinenkosten sind günstiger als zwei separate Bearbeitungszentren.
- 2. Es fallen lediglich die halben Werkzeugkosten an.
- 3. Es ergeben sich wesentlich günstigere Stückkosten.
Aus Fig. 11 ergibt sich ebenfalls ein Bearbeitungszentrum
gemäß der Erfindung, wobei dieses durch ein Liniearpalet
tenförderer 34 erweitert wurde. Mit 35 ist ein Steuerpult
und mit 36 ein Schaltschrank bezeichnet worden, während 37
einen Querförderer darstellt. Mit 38 sind Paletten bezeich
net.
Aus Fig. 12 ist zu ersehen, wie drei erfindungsgemäße
Bearbeitungszentren in ein flexibles Fertigungssystem
integriert wurden.
Die in der Zusammenfassung, in den Patentansprüchen und in
der Beschreibung beschrieben sowie aus der Zeichnung
ersichtlichen Merkmale können sowohl einzeln als auch in
beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung der Erfin
dung wesentlich sein.
Literaturverzeichnis:
Prospekt "Das Zweispindlige CNC-Bearbeitungszentrum nb-h
twin", der Firma Hüller Hille
Prospekt "Das neue CNC-Bearbeitungszentrum für nebenzeitfreies Umrüsten bei Auftragswechsel nb-h 90", der Firma Hüller Hille
Prospekt "Das neue CNC-Bearbeitungszentrum für nebenzeitfreies Umrüsten bei Auftragswechsel nb-h 90", der Firma Hüller Hille
Bezugszeichenliste:
1 Kühlmittelbehälter mit Späneförderer
2 Maschinenvollverkleidung mit geschlossenem
Maschinenarbeitsraum
3 Werkzeugmagazin mit Werkzeugzubringer
4 Schaltschrank einschließlich NC-Steuerung
5 Maschinenständer mit Y- und Z-Achse
6 Spindelstock mit Hauptspindel
8 Palette
9 Palettenwechsler
10 Maschinenbett mit X-Achse und Rundtisch-B-Achse
11 Werkzeug-Wechsler
12 Werkzeug-Wechsler
13 Werkzeuge
14 Werkzeuge
15 Werkzeuge
16 Werkzeuge
17 Werkzeuge
18 Werkzeuge
19 Werkzeugmagazin
20 Arm
21 Arm
22 Arm
23 Arm
24 Längsachse
25 Längsachse
26 Längsachse
27 Längsachse
28 Pfeil
29 Pfeil
30 Bohrung
31 Bohrung
32 Bohrung
33 Ansenkung
34 Linear-Paletten-Speicher
35 Steuerpult
36 Schaltschrank
37 Querförderer
38 Paletten
2 Maschinenvollverkleidung mit geschlossenem
Maschinenarbeitsraum
3 Werkzeugmagazin mit Werkzeugzubringer
4 Schaltschrank einschließlich NC-Steuerung
5 Maschinenständer mit Y- und Z-Achse
6 Spindelstock mit Hauptspindel
8 Palette
9 Palettenwechsler
10 Maschinenbett mit X-Achse und Rundtisch-B-Achse
11 Werkzeug-Wechsler
12 Werkzeug-Wechsler
13 Werkzeuge
14 Werkzeuge
15 Werkzeuge
16 Werkzeuge
17 Werkzeuge
18 Werkzeuge
19 Werkzeugmagazin
20 Arm
21 Arm
22 Arm
23 Arm
24 Längsachse
25 Längsachse
26 Längsachse
27 Längsachse
28 Pfeil
29 Pfeil
30 Bohrung
31 Bohrung
32 Bohrung
33 Ansenkung
34 Linear-Paletten-Speicher
35 Steuerpult
36 Schaltschrank
37 Querförderer
38 Paletten
Claims (4)
1. Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels NC-ge
steuerter Bearbeitungszentren, deren Spindeln Werkzeuge
NC-gesteuert zugeführt werden, dadurch gekennzeichnet,
daß die Bearbeitung gleicher oder ungleicher Werkstücke
nicht mehr grundsätzlich nach einer starren, im NC-Teile
programm vorgegebenen, Reihenfolge sondern flexibel nach
bestimmten Strategien erfolgt, in Abhängigkeit davon,
welches der benötigten Werkzeuge zum jeweiligen Zeit
punkt im zentralen Werkzeugmagazin zur Verfügung steht,
wobei die Anzahl der dort gespeicherten Werkzeuge, der
einfachen Schnittmenge der für die verschiedenen Werk
stücke erforderlichen Werkzeuge entspricht (nur ein
Werkzeug-Satz).
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die aus dem gemeinsamen Werkzeugmagazin zu- und abgeführ
ten Werkzeuge in einer Zwischenstation gepuffert (zeit
lich zwischengespeichert) werden.
3. Bearbeitungszentrum zum Durchführen des Verfahrens nach
Anspruch 1 oder 2 mit zwei NC-gesteuerten Spindeln zur
Aufnahme je eines Werkzeuges, mit Werkzeugmagazin,
Werkzeugen, NC-Steuerung, Werkzeugzubringer, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei etwa spiegelbildlich zueinander
angeordnete NC-gesteuerte Basismaschinen auf einem
gemeinsamen Maschinenbett angeordnet sind, die je eine
Spindel (I bzw. II) aufweisen und daß zwischen den
beiden Basismaschinen auf dem gemeinsamen Maschinenbett,
z. B. zentral, ein einziges Werkzeugmagazin (19) mit
einem einzigen Werkzeugzubringer (3) für beide NC-ge
steuerten Werkzeugmaschinen vorgesehen ist, daß die
Spindeln (I, II) beider Werkzeugmaschinen durch einen
ortsfesten, aber NC-gesteuerten, motorisch drehange
triebenen Werkzeug-Wechsler (11 bzw. 12) mit Werkzeugen
bestückbar sind, der an zwei im Winkel zueinander
stehenden Armen (20, 21 bzw. 22, 23) Kupplungen zur
Aufnahme von Werkzeugen aufweist und daß die Spindeln
(I, II) axiale Zustellbewegungen zu diesen Kupplungen
der Werkzeug-Wechsler (11, 12) ausführen, während der
Werkzeug-Wechsler selbst nicht verschieblich ist.
4. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 3, dadurch gekennzeich
net, daß die beiden Arme (20, 21 bzw. 22, 23) im spitzen
Winkel zueinander angeordnet und einstückig miteinander
und mit einem Grundkörper des Werkzeug-Wechslers (11
bzw. 12) verbunden sind und daß der Werkzeug-Wechsler
(11 bzw. 12) in einer Zwischen-Puffer-Station (Fig. 3h)
ein Werkzeug (15 bzw. 18) bereithält, während sich in
der Spindel (I, II) zur Bearbeitung eines Werkstückes
ein anderes Werkzeug (14 bzw. 16) befindet.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3901838A DE3901838C3 (de) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels NC-gesteuerter Bearbeitungszentren und Bearbeitungszelle zum Durchführen des Verfahrens |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE3901838A DE3901838C3 (de) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels NC-gesteuerter Bearbeitungszentren und Bearbeitungszelle zum Durchführen des Verfahrens |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE3901838A1 true DE3901838A1 (de) | 1990-08-02 |
DE3901838C2 DE3901838C2 (de) | 1991-09-12 |
DE3901838C3 DE3901838C3 (de) | 1994-09-15 |
Family
ID=6372588
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DE3901838A Expired - Fee Related DE3901838C3 (de) | 1989-01-23 | 1989-01-23 | Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mittels NC-gesteuerter Bearbeitungszentren und Bearbeitungszelle zum Durchführen des Verfahrens |
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FR (1) | FR2641998A1 (de) |
GB (1) | GB2229658B (de) |
IT (1) | IT1237660B (de) |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |