WO2019243089A1

WO2019243089A1 - Device and method for producing metal parts

Info

Publication number: WO2019243089A1
Application number: PCT/EP2019/064989
Authority: WO
Inventors: Bernd Zapf; Benjamin Grübel; Heinz Brujmann; Sebastian Knaus; Wolfgang Wenzler
Original assignee: Gebr. Heller Maschinenfabrik Gmbh; August Wenzler Maschinenbau GmbH
Priority date: 2018-06-19
Filing date: 2019-06-07
Publication date: 2019-12-26
Also published as: DE102018114635A1; DE102018114635B4

Abstract

The invention relates to a machine tool having a machine control device (18), which controls the axes of the machine tool (10). At the same time, a welding device (22) is provided, the parameters of which, at least insofar as said parameters have influence on the dynamics of the welding device (22), are transferred to the machine control device (18). The machine control device (18) controls the axes of the machine tool and also the welding device (22) while taking into account the dynamics of the welding device, such that workpieces can be produced with high quality and with little machining allowance in the additive manufacturing process, such that material machining processes performed in the interim or to be performed at the end require only little material removal.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON METALLTEILEN DEVICE AND METHOD FOR PRODUCING METAL PARTS

[0001] Die Erfindung betrifft eine Einrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Metallteilen, insbesondere in einem Fertigungsverfahren mit Auftragschweißen. Insbesonde re betrifft die Erfindung die Abstimmung mindestens einer Führungsgröße, z.B. der Drahtvorschubgeschwindigkeit des Drahtvorschubs einer Lichtbogen-Schweißeinrichtung, beim Auftragschweißen an metallischen Werkstücken. Die Erfindung betrifft ferner die Einstellung des Anstellwinkels eines Brenners einer Lichtbogen-Schweißeinrichtung relativ zu der Auftragsfläche . The invention relates to a device and a method for producing metal parts, in particular in a manufacturing process with cladding. In particular, the invention relates to the coordination of at least one command variable, e.g. the wire feed speed of the wire feed of an arc welding device when cladding on metal workpieces. The invention further relates to the setting of the angle of attack of a torch of an arc welding device relative to the application surface.

[0002] Aus der DE 2 140 545 Al ist eine Vorrichtung zum automatischen Lichtbogenschweißen durch programmierte Takte bekannt. Zu der Vorrichtung gehört ein Brenner, dem während des Schweißens fortwährend ein aus Zusatzwerkstoff beste hender Draht zugeführt wird. Der Brenner wird beim Schweiß vorgang in eine Richtung parallel zu den zu verschweißenden Oberflächen und senkrecht zur Schweißnaht geführt. Zur Ver besserung des Schweißergebnisses wird vorgeschlagen, durch einen Programmgeber die Stromstärke, die Brennergeschwin digkeit, die Strompulsierung, den Drahtvorschub, Drahtvor schubpulsierungen, Zeitpunkt des Inbewegungsetzens oder An haltens des Drahts und andere Parameter automatisch einzu stellen. Dabei wird auch in Betracht gezogen, den Brenner in einer Ebene senkrecht zur Schweißnaht zu neigen. [0003] Aus der DE 1 014 682 Al ist eine Maschine zur selbsttätigen Lichtbogenschweißung mit nicht abschmelzender Elektrode und Zusatzdraht bekannt, bei der die Schweißge schwindigkeit und die Zufuhrgeschwindigkeit des Schweiß drahts von der Schweißstromstärke abhängig gemacht werden. Dazu wird ein regelbarer Proportionalitätsfaktor zwischen der Schweißgeschwindigkeit und der Zuführgeschwindigkeit des Schweißdrahts vorgesehen. From DE 2 140 545 Al an apparatus for automatic arc welding by means of programmed cycles is known. The device includes a torch, to which a wire made of filler material is continuously fed during welding. During the welding process, the torch is guided in a direction parallel to the surfaces to be welded and perpendicular to the weld seam. To improve the welding result, it is proposed to set the current, the burner speed, the current pulsation, the wire feed, wire feed pulsations, the time when the wire is started or stopped, and other parameters are set automatically by a programmer. It is also considered to incline the torch in a plane perpendicular to the weld. From DE 1 014 682 Al a machine for automatic arc welding with a non-melting electrode and filler wire is known, in which the speed of the weld and the speed at which the welding wire is supplied are made dependent on the welding current. For this purpose, an adjustable proportionality factor between the welding speed and the feed speed of the welding wire is provided.

[0004] Aus der EP 1 352 698 Al ist eine Drahtvorschub vorrichtung für Drahtschweißanlagen bekannt, bei der die Solldrahtgeschwindigkeit während des Schweißvorgangs geän dert werden soll. Dazu sind Messmittel vorgesehen, um die tatsächliche Drahtgeschwindigkeit zu erfassen, um diese mit der Solldrahtgeschwindigkeit in Einklang zu bringen. Außer dem wird der Schweißstrom der Drahtgeschwindigkeit entspre chend eingestellt. [0004] EP 1 352 698 A1 discloses a wire feed device for wire welding systems in which the desired wire speed is to be changed during the welding process. For this purpose, measuring means are provided to record the actual wire speed in order to bring it into line with the target wire speed. In addition, the welding current of the wire speed is set accordingly.

[0005] Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Lichtbogen schweißeinrichtung zur Herstellung von Metallteilen in eine Werkzeugmaschine zu integrieren. It is an object of the invention to integrate an arc welding device for the production of metal parts in a machine tool.

[0006] Diese Aufgabe wird mit den in den Ansprüchen 1 und 7 angegebenen Konzepten gelöst. This object is achieved with the concepts specified in claims 1 and 7.

[0007] Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine weist eine Werkstückaufnahme auf, die durch eine erste Positionierein richtung mindestens um zwei zueinander nicht parallele Ach sen schwenkbar gehalten ist. Von den beiden Achsen ist eine Achse vorzugsweise horizontal orientiert, während die ande re Achse dazu rechtwinklig orientiert ist. Steht die erste Achse in Nulllage ist die zweite Achse vorzugsweise verti kal. Die zweite Achse steht vorzugsweise senkrecht auf der ersten Achse. Es ist aber auch möglich, eine andere Achs- konfiguration zu wählen, z.B. zwei können horizontale Ach- sen sein, die wiederum vorzugsweise miteinander einen rech ten Winkel einschließen. Die Achsen können einander kreuzen oder in einem Abstand zueinander angeordnet sein. Außerdem sind den beiden Achsen Antriebe zugeordnet, deren Position und Bewegung von der Maschinensteuereinrichtung gesteuert ist. Mittels der beiden Achsen kann das von der Werkstück aufnahme aufgenommene Werkstück oder ein von der Werkstück aufnahme aufgenommener Grundkörper bei der weiteren genera tiven Anbringung von Material immer so gehalten werden, dass eine starre Werkstückpartie, die temporär flüssiges Material aufnehmen soll, horizontal gehalten ist. Das von dem Schweißdraht abtropfende flüssige Metall wird vorzugs weise in Schwerkraftrichtung aufgebracht. The machine tool according to the invention has a workpiece holder which is pivotally held by a first positioning device at least about two axes which are not parallel to one another. Of the two axes, one axis is preferably oriented horizontally, while the other axis is oriented at right angles to it. If the first axis is in the zero position, the second axis is preferably vertical. The second axis is preferably perpendicular to the first axis. However, it is also possible to choose a different axis configuration, e.g. two can have horizontal axis sen, which in turn preferably form a right angle with each other. The axes can cross one another or be arranged at a distance from one another. In addition, drives are assigned to the two axes, the position and movement of which are controlled by the machine control device. By means of the two axes, the workpiece picked up by the workpiece or a base body picked up by the workpiece can always be held during the further generative application of material in such a way that a rigid part of the workpiece which is intended to temporarily take up liquid material is kept horizontal. The liquid metal dripping from the welding wire is preferably applied in the direction of gravity.

[0008] Die Werkzeugmaschine weist außerdem eine Werk zeugaufnahme auf, die zur Aufnahme eines Lichtbogenschweiß kopfs eingerichtet ist. Typischerweise ist die Werkzeugauf nahme außerdem zur Aufnahme anderer, insbesondere mechani scher Werkzeuge eingerichtet, die beispielsweise zur span abhebenden Bearbeitung des Werkstücks dienen können, so zum Beispiel Bohrer, Fräser und dergleichen. Die Werkzeugauf nahme kann typischerweise von einer Arbeitsspindel getragen sein, die drehend antreibbar oder in willkürlich festlegba ren Drehpositionen arretierbar ist. The machine tool also has a tool holder, which is set up to accommodate an arc welding head. Typically, the tool holder is also set up to hold other, in particular mechanical, tools which can be used, for example, for machining the workpiece, for example drills, milling cutters and the like. The tool holder can typically be carried by a work spindle which can be driven in rotation or locked in arbitrarily fixed positions.

[0009] Der Lichtbogenschweißkopf ist mit einer Drahtzu- führeinrichtung verbunden, die den Lichtbogenschweißkopf mit Schweißdraht versorgt. Die Drahtzuführeinrichtung weist typischerweise eine Drahtspule mit einer Abwickelvorrich tung sowie einen Drahtantrieb auf, der mit einer oder meh reren angetriebenen Rollen mit dem Schweißdraht in Verbin dung steht, um diesen dem Lichtbogenschweißkopf kontrol liert zuzuführen. Der Lichtbogenschweißkopf ist außerdem mit einem Schweißstromgenerator verbunden, der den Lichtbo- genschweißkopf und dabei insbesondere den Schweißdraht mit Schweißstrom versorgt. Der Schweißstromgenerator ist dabei vorzugsweise so ausgebildet, dass er entsprechend einem Steuersignal einen variablen Schweißstrom abgeben kann. Zum Schließen des Stromkreises ist der Schweißstromgenerator außerdem an der Werkstückaufnahme angeschlossen. Dabei kann der Strompfad direkt zu einer Palette oder einem Werkstück träger oder auch über eine flexible oder gelenkige Stromzu- führeinrichtungen über die erste Positioniereinrichtung führen . [0009] The arc welding head is connected to a wire feed device that supplies the arc welding head with welding wire. The wire feed device typically has a wire spool with an unwinding device and a wire drive which is connected to the welding wire by one or more driven rollers in order to supply it to the arc welding head in a controlled manner. The arc welding head is also connected to a welding current generator, which gene welding head and in particular supplies the welding wire with welding current. The welding current generator is preferably designed such that it can emit a variable welding current in accordance with a control signal. In order to close the circuit, the welding current generator is also connected to the workpiece holder. The current path can lead directly to a pallet or a workpiece carrier or also via a flexible or articulated current supply device via the first positioning device.

[0010] Die Drahtzuführeinrichtung und der Schweißstrom generator sind mit einer Schweißsteuereinrichtung verbun den, um von dieser gesteuert zu werden. Die Schweißsteuer einrichtung reguliert somit die Draht_Zufuhrgeschwindigkeit und den Schweißstrom. Vorzugsweise arbeitet die Schweiß stromeinrichtung gesteuert von einem Signal, das mindestens eine Führungsgröße, z.B. die Drahtvorschubgeschwindigkeit, und damit die Materialauftragrate festlegt. The wire feed device and the welding current generator are connected to a welding control device in order to be controlled by the latter. The welding control device thus regulates the wire _Z ufuhrgeschwindigkeit and the welding current. The welding current device preferably operates under the control of a signal which defines at least one reference variable, for example the wire feed speed, and thus the material application rate.

[0011] Eine zweite Positioniereinrichtung ist dazu ein gerichtet, die Werkstückaufnahme und die Werkzeugaufnahme relativ zueinander zu bewegen. Dazu können die Werkstück aufnahme und/oder die Werkzeugaufnahme jeweils über eine oder mehrere Linearachsen beweglich gelagert sein. Der Be griff der Linearachse umfasst dabei sowohl eine Linearfüh rung wie auch eine zugeordnete Linearantriebseinrichtung, wie beispielsweise ein Spindelantrieb oder dergleichen. Zur Steuerung der beiden Positioniereinrichtungen ist eine Ma schinensteuereinrichtung vorgesehen, die diese entsprechend eines Maschinensteuerprogramms steuert. Dieses kann ein so genanntes NC-Programm sein, das die von den einzelnen Ach sen der Werkzeugmaschine zu absolvierenden Bewegungen in der gewünschten Reihenfolge vorgibt. Die Maschinensteuer- einrichtung ist dabei außerdem mit der Schweißsteuerein richtung verbunden, um dieser wenigstens einen Parameter, beispiels- und vorzugsweise die Drahtvorschubgeschwindig keit vorzugeben. Die Maschinensteuereinrichtung ist dabei dazu eingerichtet, wenigstens einen Parameter der Schweiß steuereinrichtung einzuhalten. Ein solcher Parameter ist insbesondere ein die Dynamik begrenzender Parameter, wie beispielsweise die maximale Änderungsrate der Drahtvor schubgeschwindigkeit, d.h. die maximale Drahtbeschleunigung oder Drahtverzögerung. Die Berücksichtigung dieses Parame ters hat erheblichen Einfluss auf die Steuerung der ersten und der zweiten Positioniereinrichtung. Dies gilt insbeson dere, wenn die Dynamik, d.h. die maximale Beschleunigung oder Verzögerung der Drahtvorschubgeschwindigkeit, geringer ist als die Dynamik (d.h. wiederum maximale Beschleunigung oder Verzögerung) der Achsen der beiden Positioniereinrich tungen . A second positioning device is designed to move the workpiece holder and the tool holder relative to one another. For this purpose, the workpiece holder and / or the tool holder can each be movably mounted on one or more linear axes. The handle of the linear axis includes both a linear guide and an associated linear drive device, such as a spindle drive or the like. To control the two positioning devices, a machine control device is provided which controls them in accordance with a machine control program. This can be a so-called NC program that specifies the movements to be performed by the individual axes of the machine tool in the desired order. The machine control device is also connected to the welding control device in order to specify this at least one parameter, for example and preferably the wire feed speed. The machine control device is set up to comply with at least one parameter of the welding control device. Such a parameter is in particular a parameter that limits the dynamics, such as, for example, the maximum rate of change of the wire feed rate, ie the maximum wire acceleration or wire deceleration. The consideration of this parameter has a considerable influence on the control of the first and the second positioning device. This applies in particular if the dynamics, ie the maximum acceleration or deceleration of the wire feed speed, is less than the dynamics (ie again maximum acceleration or deceleration) of the axes of the two positioning devices.

[0012] Die Positioniereinrichtungen der Werkzeugmaschine arbeiten deswegen bei aktivem Schweißkopf gegebenenfalls mit verlängerten Beschleunigungs- oder Bremswegen, wodurch andererseits aber ein Materialauftrag in gewünschter Quali tät und Menge erreicht wird. Die Schweißsteuereinrichtung arbeitet gesteuert von der Maschinensteuereinrichtung, wo bei die Maschinensteuereinrichtung die Restriktionen der Schweißsteuereinrichtung bei der Ansteuerung aller Positio niereinrichtungen einbezieht, um eine korrekte Umsetzung dieser Befehle durch die Schweißsteuereinrichtung sicherzu stellen . The positioning devices of the machine tool therefore work with an active welding head, possibly with extended acceleration or braking distances, which on the other hand achieves the desired quality and quantity of material. The welding control device works controlled by the machine control device, where the machine control device includes the restrictions of the welding control device when actuating all positioning devices in order to ensure correct implementation of these commands by the welding control device.

[0013] Wenn der Schweißstrom und die Drahtvorschubge schwindigkeit in einem festgelegten funktionalen Zusammen hang zueinander stehen, kann die Maschinensteuereinrichtung anstelle der Vorschubgeschwindigkeit auch den Schweißstrom vorgeben. Erfolgt dies wiederum unter Berücksichtigung der Dynamik der Schweißeinrichtung, insbesondere der Drahtvor schubeinrichtung, wird wiederum nach den oben erläuterten Prinzipien eine generative Fertigung in der gewünschten Qualität erreicht. Insbesondere gelingt es in beiden ge nannten Varianten, den Materialauftrag so zu dosieren, dass ein etwaiger nachfolgender Materialabtrag mittels eines spanenden von der Werkzeugmaschine geführten Werkzeugs ei nerseits auf ein geringes Maß beschränkt werden kann, wobei andererseits Materialfehlstellen vermieden werden. If the welding current and the wire feed speed are in a defined functional relationship to one another, the machine control device can replace the feed speed and the welding current pretend. If this is done again taking into account the dynamics of the welding device, in particular the wire feed device, additive manufacturing in the desired quality is again achieved according to the principles explained above. In particular, it is possible in both of the above-mentioned variants to meter the material application in such a way that any subsequent material removal can be limited to a small extent by means of a cutting tool guided by the machine tool, while material defects are avoided.

[0014] In einer bevorzugten Ausführungsform der erfin dungsgemäßen Werkzeugmaschine ist die Maschinensteuerein richtung zusätzlich dazu eingerichtet, den Schweißkopf ent lang der abzufahrenden Schweißbahn in unterschiedlichen Winkeln bezüglich einer Senkrechten zu halten, die recht winklig auf dem Schweißbad steht. Beispielsweise kann der Schweißdraht in einem geraden Abschnitt der Schweißbahn der Schweißstelle in einem positiven spitzen Winkel zur Senk rechten, d.h. gewissermaßen stechend zugeführt werden, so dass der Lichtbogen einen der Schweißstelle vorauseilenden Bereich trifft und zügig aufschmilzt. In diesem Betrieb kann mit hoher Schweißgeschwindigkeit und somit hoher In a preferred embodiment of the machine tool according to the invention, the machine control device is additionally set up to hold the welding head along the welding path to be traversed at different angles with respect to a perpendicular which is at right angles to the weld pool. For example, the welding wire can be in a straight section of the welding path of the welding point at a positive acute angle to the vertical, i.e. are fed, so to speak, in a piercing manner so that the arc strikes an area that leads the welding point and melts quickly. In this operation, welding speed can be high and therefore high

Draht_Zufuhrgeschwindigkeit und hoher Schweißstromstärke ge arbeitet werden. Ist die Schweißbahn hingegen stark ge krümmt, wie es zum Beispiel an Ecken oder engen Rundungen der Fall ist, kann die Maschinensteuereinrichtung dazu ein gerichtet sein, mit einem geringeren Winkel bezüglich der Senkrechten zu arbeiten, wobei vorzugsweise auch die Vor schubgeschwindigkeit des Lichtbogenschweißkopfes wie auch die Draht_Zufuhrgeschwindigkeit und der Schweißstrom redu ziert werden können. Auf diese Weise werden Materialanhäu fungen an Ecken und in stark gekrümmten Bereichen ebenso vermieden wie die unerwünschte Vergrößerung des Schweißbads die ansonsten zur Deformation des vorhandenen aufgebauten Materials bis hin zur Zerstörung der bereits vorhandenen Struktur führen könnte. Are wire _Z ufuhrgeschwindigkeit and high welding current ge operates. If, however, the welding path is strongly curved, as is the case, for example, at corners or tight curves, the machine control device can be designed to work with a smaller angle with respect to the vertical, preferably also the feed speed of the arc welding head and the front _Z ufuhrgeschwindigkeit wire and the welding current can be redu sheet. In this way, material accumulations at corners and in strongly curved areas are also possible avoided how the unwanted enlargement of the weld pool could otherwise lead to the deformation of the existing built-up material or even the destruction of the existing structure.

[0015] Diese und weitere Merkmale und Vorzüge der Erfin dung ergeben sich aus Ansprüchen, der Zeichnung sowie der zugehörigen Beschreibung. Es zeigen: [0015] These and other features and advantages of the invention result from the claims, the drawing and the associated description. Show it:

[0016] Figur 1 eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine, in schematisierter Darstellung, 1 shows a machine tool according to the invention, in a schematic representation,

[0017] Figur 2 das Werkstück und den Schweißkopf während der generativen Fertigung, in schematisierter Darstellung, Figure 2 shows the workpiece and the welding head during additive manufacturing, in a schematic representation,

[0018] Figur 3 eine Schweißbahn mit unterschiedlich ge krümmten Abschnitten, in schematisierter Draufsicht, 3 shows a welding track with differently curved sections, in a schematic plan view,

[0019] Figur 4 Diagramme zur Veranschaulichung der Ar beit der Werkezugmaschine entlang der Schweißbahn nach Fi gur 3 und Figure 4 diagrams to illustrate the Ar work on the machine tool along the welding path according to Figures 3 and

[0020] Figur 5 ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung des Betriebs der Maschinensteuereinrichtung und der Figure 5 is a block diagram illustrating the operation of the machine control device and the

SchweißSteuereinrichtung . Welding control device.

[0021] In Figur 1 ist eine Werkzeugmaschine 10 veran schaulicht, die sich insbesondere zur generativen Fertigung von Werkstücken 11 eignet wie es in Figur 1 durch eine ge strichelte Markierung angedeutet ist. Bei der generativen Fertigung des Werkstücks 11 wird an ein zuvor zum Beispiel im Urformverfahren oder durch Schmieden hergestelltes Ba sisteil eine Struktur additiv angeformt. Das Basisteil 12 kann auch ein Trägerteil, wie zum Beispiel eine Platte oder ein sonstiges Element oder dergleichen sein, das später nicht Teil des herzustellenden Werkstücks 11 ist und dann von diesem entfernt wird. In diesem letzteren Fall wird das Werkstück 11 komplett generativ erzeugt, während es auch in Betracht gezogen wird, mit der genannten Werkzeugmaschine 10 Werkstück 11 bereitzustellen, die aus einem vorgefertig ten Basisteil und daran angeformten, generativ erzeugten Zusatzstrukturen bestehen. Die spanende Bearbeitung kann sowohl das Basisteil 12 als auch die Zusatzstrukturen be treffen . 1 shows a machine tool 10 which is particularly suitable for the additive manufacturing of workpieces 11, as is indicated in FIG. 1 by a dashed line. In the additive manufacturing of the workpiece 11, a structure is additively molded onto a base part previously produced, for example, in the original molding process or by forging. The base part 12 can also be a carrier part, such as a plate or some other element or the like, which is not later part of the workpiece 11 to be produced and is then removed therefrom. In the latter case, the workpiece 11 is generated completely generatively, while it is also being considered to provide the workpiece 11 with the aforementioned machine tool 10, which consist of a prefabricated base part and integrally generated additional structures formed thereon. The machining can meet both the base part 12 and the additional structures.

[0022] Die Werkzeugmaschine 10 weist einen umgrenzten Arbeitsraum 13 auf, in dem vorzugsweise sowohl additive, d.h. materialhinzufügende als auch subtraktive, d.h. mate rialabtragende Bearbeitungsvorgänge stattfinden können. In diesem Arbeitsraum 13 ist eine Werkstückaufnahme 14 ange ordnet, die über eine erste Positioniereinrichtung 15 im Raum beweglich gehalten ist. Die Positioniereinrichtung ge stattet das Schwenken der Werkstückaufnahme 14 vorzugsweise um zwei zueinander in einem Winkel vorzugsweise einem rech ten Winkel stehende Schwenkachsen 16, 17, die einander kreuzen oder auch gegeneinander versetzt angeordnet sein können. Den Achsen 16, 17 sind nicht weiter veranschaulich te Antriebseinrichtungen zugeordnet, die von einer Maschi nensteuereinrichtung 18 gesteuert werden. Die Achse 16 mar- kiert die Drehbarkeit der Werkstückaufnahme 14 gegen einen Träger, der seinerseits um die horizontale Achse 17 The machine tool 10 has a delimited working space 13, in which preferably both additive, ie material-adding and subtractive, ie material-removing machining operations can take place. In this working space 13, a workpiece holder 14 is arranged, which is held movably in space via a first positioning device 15. The positioning device ge equips the pivoting of the workpiece holder 14 preferably by two mutually at an angle, preferably a right th angle pivot axes 16, 17, which cross each other or can be arranged offset from one another. The axes 16, 17 are not further illustrated associated drive devices which are controlled by a machine control unit 18. Axis 16 mar- kiert the rotatability of the workpiece holder 14 against a carrier, which in turn about the horizontal axis 17th

schwenkbar ist. is pivotable.

[0023] Zur Bearbeitung des Werkstücks 11, die vorzugs weise sowohl eine subtraktive wie auch eine additive Bear beitung umfasst, ist eine Arbeitsspindel 19 vorgesehen, die eine Werkzeugaufnahme 20 aufweist. Die Werkzeugaufnahme 20 ist beispielsweise eine Hohlschaftkegelaufnähme oder eine andere Aufnahme, wie sie im Maschinenbau üblich und genormt ist. Eine nicht weiter dargestellte Werkzeugwechseleinrich tung kann in Verbindung mit einem ebenfalls nicht darge stellten Werkzeugmagazin dazu dienen, verschiedene Werkzeu ge, insbesondere von Werkzeughaltern getragene Werkzeuge, in die Werkzeugaufnahme 20 einzusetzen oder aus dieser her auszuführen. Zu den Werkzeugen gehört u.a. auch ein Licht bogenschweißkopf 21, wie in Figur 1 symbolisch veranschau licht ist. Diesem ist ein Schweißgerät 22 zugeordnet, das Teil der Werkezugmaschine 10 sein kann, das von der Werk zeugmaschine 10 ganz oder teilweise getragen sein kann oder das separat zu der Werkzeugmaschine 10 aufgestellt sein kann. Das Schweißgerät 22 umfasst eine Drahtzufuhreinrich- tung 23, die dazu eingerichtet ist, dem Lichtbogenschweiß kopf 21 einen Schweißdraht 24 zuzuführen. Die Drahtzu fuhreinrichtung 23 weist dazu nicht weiter veranschaulichte Antriebe auf, mittels derer der Schweißdraht 24 von einer Drahtspule abgewickelt und zu dem Lichtbogenschweißkopf 21 gefördert wird. Der Schweißkopf 21 kann mit weiteren an- triebsmitteln zur Drahtförderung versehen sein. For machining the workpiece 11, which preferably comprises both a subtractive and an additive machining, a work spindle 19 is provided which has a tool holder 20. The tool holder 20 is, for example, a hollow shaft taper holder or another holder as is customary and standardized in mechanical engineering. A tool changing device, not shown, can be used in conjunction with a tool magazine, also not shown, to use various tools, in particular tools carried by tool holders, in the tool holder 20 or to execute them. The tools include also an arc welding head 21, as is symbolically illustrated in FIG. 1. This is associated with a welding device 22, which can be part of the machine tool 10, which can be carried in whole or in part by the machine tool 10 or which can be set up separately from the machine tool 10. The welding device 22 comprises a wire feed device 23, which is set up to feed the welding head 21 to a welding wire 24. For this purpose, the wire feed device 23 has drives, which are not further illustrated, by means of which the welding wire 24 is unwound from a wire coil and conveyed to the arc welding head 21. The welding head 21 can be provided with further drive means for wire feed.

[0024] Außerdem gehört zu dem Schweißgerät 22 ein [0024] The welding device 22 also includes one

Schweißstromgenerator 25, der einerseits mit dem Lichtbo genschweißkopf 21 verbunden ist, um den Schweißdraht 24 Schweißstrom zuzuführen und der andererseits, wie es in Fi- gur 1 gestrichelt angedeutet ist, direkt oder über die Po sitioniereinrichtung 15 mit der Werkstückaufnahme 14 ver bunden ist. Der Schweißstromgenerator 25 und die Drahtzu fuhreinrichtung 23 werden von einer Schweißsteuereinrich tung 26 gesteuert, die die Draht_Zufuhrgeschwindigkeit und/oder den Schweißstrom reguliert. Welding current generator 25, which is connected on the one hand to the arc welding head 21 in order to supply the welding wire 24 with welding current and, on the other hand, as is shown in FIG. Gur 1 is indicated by dashed lines, directly or via the positioner 15 with the workpiece holder 14 is connected. The welding current generator 25 and the Drahtzu driving device 26 are controlled, the wire ufuhrgeschwindigkeit _Z and / or regulating the welding current by a processing Schweißsteuereinrich 23rd

[0025] Zu der Werkzeugmaschine 10 gehört ferner eine zweite Positioniereinrichtung 27, die dazu dient, die Werk zeugaufnahme 20 und die Werkstückaufnahme 14 relativ zuei nander zu bewegen. Dazu können die Werkstückaufnahme 14 und/oder die Werkzeugaufnahme 20, wie durch Pfeile 28, 29, 30 angedeutet, in vorzugsweise mehreren Raumrichtungen be wegt werden. Bedarfsweise kann die Arbeitsspindel 19, die in Figur 1 mit horizontaler Drehachse veranschaulicht ist, auch geneigt werden. Der Arbeitsspindel 19 ist außerdem ein Drehantrieb zugeordnet, der in Figur 1 nicht weiter veran schaulicht ist. Dieser Drehantrieb sowie auch die zweite Positioniereinrichtung 27 werden von der Maschinensteuer einrichtung 18 gesteuert. The machine tool 10 also includes a second positioning device 27, which is used to move the tool holder 20 and the workpiece holder 14 relative to one another. For this purpose, the workpiece holder 14 and / or the tool holder 20, as indicated by arrows 28, 29, 30, can be moved in preferably several spatial directions. If necessary, the work spindle 19, which is illustrated in FIG. 1 with a horizontal axis of rotation, can also be inclined. The work spindle 19 is also assigned a rotary drive, which is not illustrated in FIG. 1. This rotary drive and also the second positioning device 27 are controlled by the machine control device 18.

[0026] Die Maschinensteuereinrichtung 18 und die The machine control device 18 and the

Schweißsteuereinrichtung 26 sind in Figur 5 schematisch als Blöcke veranschaulicht. Ebenso sind die beiden Positionier einrichtungen 15, 27, die von der Maschinensteuerung 18 ge steuert werden als Block veranschaulicht. Die Steuerbezie hung zwischen den Positioniereinrichtungen 15, 27 und der Maschinensteuereinrichtung 18 ist durch einen Pfeil 31 sym bolisiert. Die Maschinensteuereinrichtung 18 arbeitet mit einem Maschinensteuerprogramm anhand eines NC-Programms , das in Figur 5 durch einen Block 32 veranschaulicht ist.Welding control device 26 are illustrated schematically in FIG. 5 as blocks. Likewise, the two positioning devices 15, 27, which are controlled by the machine control 18 ge, are illustrated as a block. The Steuerbezie tion between the positioning devices 15, 27 and the machine control device 18 is symbolized by an arrow 31 sym. The machine control device 18 works with a machine control program based on an NC program, which is illustrated in FIG. 5 by a block 32.

Die Steuerbeziehung ist wiederum durch einen Pfeil 33 ver anschaulicht. Das NC-Programm des Blocks 32 entsteht aus CAM-Daten, die durch einen Block 34 veranschaulicht sind. [0027] Die Schweißsteuereinrichtung 26 weist einen Steu ereingang 35 auf, an dem die Schweißsteuereinrichtung 26 die durch einen Pfeil 36 veranschaulichten Signale von der Maschinensteuereinrichtung 18 empfängt, die die gewünschte Drahtvorschubgeschwindigkeit charakterisieren. Alternativ können die Signale 36 auch die gewünschte Materialauf tragrate, den gewünschten Schweißstrom oder ähnliches cha rakterisieren. The tax relationship is again illustrated by an arrow 33. The NC program of block 32 arises from CAM data, which is illustrated by block 34. The welding control device 26 has a control input 35, at which the welding control device 26 receives the signals illustrated by an arrow 36 from the machine control device 18, which characterize the desired wire feed speed. Alternatively, the signals 36 can also characterize the desired material application rate, the desired welding current or the like.

[0028] Die Maschinensteuereinrichtung 18 weist einen Eingang 37, zum Beispiel in Gestalt eines signalempfangen den Eingangs eines geeigneten Eingabemittels oder derglei chen, auf, über den die Maschinensteuereinrichtung 18 Para meter, insbesondere Dynamikparameter erhält, die zum Bei spiel die größte Beschleunigung oder Verzögerung des Draht vorschubs charakterisieren. Die Parameter kennzeichnen vor zugsweise die die Dynamik des Schweißgeräts 22 am meisten beschränkende Größe. Dazu können neben der maximalen Draht beschleunigung oder Verzögerung auch andere Charakteristika dienen, wie beispielsweise Parameter, die die maximale Än derung der Materialauftragrate charakterisieren oder ähnli ches. Vorzugsweise kennzeichnen die an dem Eingang 37 emp fangenen Parameter diejenige technische Größe, die die Dy namik des Schweißgeräts beschränkt, d.h. die größtmögliche Rate der Veränderung des Schweißvorgangs betrifft. The machine control device 18 has an input 37, for example in the form of a signal receiving the input of a suitable input means or the like, via which the machine control device 18 receives parameters, in particular dynamic parameters, for example the greatest acceleration or deceleration of the Characterize wire feeds. The parameters preferably indicate the size that most restricts the dynamics of the welding device 22. In addition to the maximum wire acceleration or deceleration, other characteristics can also be used, such as parameters that characterize the maximum change in the material application rate or the like. Preferably, the parameters received at the input 37 identify the technical quantity that limits the dynamics of the welding machine, i.e. concerns the greatest possible rate of change in the welding process.

[0029] Die insoweit beschriebene Werkzeugmaschine 10 ar beitet wie folgt: The machine tool 10 ar described so far operates as follows:

[0030] Zur Herstellung des Werkstücks 11 wird das Basis teil 12, das eine einfache Trägerplatte sein oder alterna tiv schon einige Werkstückstrukturmerkmale aufweisen kann, auf der Werkstückaufnahme 14 platziert. Falls an dem Basis teil 12 spanende Bearbeitungsvorgänge vorzunehmen sind, können diese unter Zuhilfenahme eines entsprechenden Bear beitungswerkzeugs vorgenommen werden, das von der Werkzeug aufnahme 20 aufgenommen und mit dem Basisteil 12 in spanen den Eingriff gebracht werden kann. Dazu gibt die Maschinen steuereinrichtung 18 entsprechende Positionierbefehle an die Positioniereinrichtungen 15, 27 ab. Dies erfolgt unter der Steuerung eines Maschinensteuerprogramm, das in der Ma schinensteuereinrichtung arbeitet und, wie Figur 5 erkennen lässt, aus dem NC-Programm in Block 32 abgeleitet worden ist . To produce the workpiece 11, the base part 12, which can be a simple carrier plate or alternatively can already have some workpiece structure features, is placed on the workpiece holder 14. If 12 machining operations are to be carried out on the base part, these can be carried out with the aid of a corresponding machining tool, which can be received by the tool holder 20 and can be brought into engagement with the base part 12. For this purpose, the machine control device 18 issues corresponding positioning commands to the positioning devices 15, 27. This takes place under the control of a machine control program which works in the machine control device and, as can be seen in FIG. 5, has been derived from the NC program in block 32.

[0031] Sobald das Werkstück 11 durch generatives Ferti gen, nämlich durch Auftragschweißen weiter aufgebaut werden soll, wird der Lichtbogenschweißkopf 21 in die Werkzeugauf nahme 20 eingewechselt. Das Maschinensteuerprogramm in der Maschinensteuereinrichtung 18 steuert nachfolgend die Bewe gungen der Positioniereinrichtungen 15, 27, um das im Ent stehen begriffene Werkstück 11 und den Lichtbogenschweiß kopf 21 gemäß vorgegebener Bahnen relativ zueinander zu be wegen. Dabei legt das Steuerprogramm der Maschinensteuer einrichtung 18 die Bewegungen der Positioniereinrichtungen 15, 27 derart fest, dass zwischen dem Werkstück 11 und dem Schweißdraht 24, wie Figur 2 zeigt, ein Lichtbogen 38 un terhalten werden kann. Die Schweißsteuereinrichtung 26 er hält dabei Steuersignale 36, die die gewünschte Vorschubge schwindigkeit des Schweißdrahts 24 charakterisieren. Zu gleich stellt die Maschinensteuereinrichtung 18 eine Rela tivgeschwindigkeit zwischen dem Schweißkopf 21 und dem Werkstück 11 ein, so dass abschmelzende Metallpartikel 39 eine Schweißraupe 40 hinterlassen. Der Lichtbogen 38 er zeugt dabei z.B. durch Einbrand in dem bereits teilweise vorhandenen Werkstück 11 ein Schweißbad 41, dessen Beran dung vorzugsweise in einer horizontalen Ebene liegt. Die Maschinensteuereinrichtung 18 steuert die Achsen 16, 17 da bei so, dass das Schweißbad 41 bzw. seine Berandung stets horizontal gehalten wird. Dies, indem das Werkstück 11 im mer so gehalten wird, dass alle Tangenten an die Oberfläche des Werkstücks an der Stelle des Schweißbads 41 horizontal gehalten werden. As soon as the workpiece 11 is to be built up by generative production, namely by build-up welding, the arc welding head 21 is replaced in the tool holder 20. The machine control program in the machine control device 18 subsequently controls the movements of the positioning devices 15, 27 in order to create the workpiece 11 being formed and the arc welding head 21 relative to one another in accordance with predetermined paths. The control program of the machine control device 18 defines the movements of the positioning devices 15, 27 in such a way that an arc 38 can be maintained between the workpiece 11 and the welding wire 24, as shown in FIG. The welding control device 26 it holds control signals 36 which characterize the desired feed speed of the welding wire 24. At the same time, the machine control device 18 adjusts a relative speed between the welding head 21 and the workpiece 11, so that melting metal particles 39 leave a welding bead 40. The arc 38 it produces, for example, by penetration in the already partially existing workpiece 11, a weld pool 41, the Beran tion is preferably in a horizontal plane. The Machine control device 18 controls the axes 16, 17 in such a way that the weld pool 41 or its edge is always kept horizontal. This is done by always holding the workpiece 11 such that all tangents to the surface of the workpiece are kept horizontal at the location of the weld pool 41.

[0032] Die flüssigen Metallpartikel 39 werden vorzugs weise in Richtung der Schwerkraft 42 übertragen. Auf dem Schweißbad 41 steht eine Senkrechte 43, mit der die Längs achse des Schweißkopfs 21 bzw. das an den Lichtbogen 38 an schließende Ende des Schweißdrahts 24 einen spitzen Winkel einschließen. Der Schweißdraht 24 läuft dabei bezüglich der auf das Werkstück 11 bezogenen Vorschubrichtung 44 des Schweißkopfs 21 hinter der Senkrechten 43. Mit anderen Wor ten, der Schweißdraht 24 wird gewissermaßen „stechend" ge führt. Neben seiner Zufuhrbewegung kann er in Längsrichtung eine überlagerte Oszillationsbewegung in Gestalt einer Pil gerschrittbewegung ausführen und dabei Metallpartikel 39 gezielt in oder auf dem Schweißbad 41 ablegen. Dabei wird der Schweißdraht 24 oszillierend mit hoher Frequenz, vor zugsweise mehr als 10 Hz, weiter vorzugsweise mehr als 50 Hz, vorzugsweise mehr als 100 Hz vor und zurück bewegt, so dass sich an seinem Ende bildende Tropfen bzw. Metallparti kel 39 mit dem Schweißbad 41 in Berührung gebracht und auf diese Weise kontrolliert in dieses überführt werden. Die Frequenz der Oszillationsbewegung kann fest oder in einem Zusammenhang mit anderen Prozessgrößen, z.B. dem Schweiß strom oder der Drahtvorschubgeschwindigkeit oder der Rela tivgeschwindigkeit zwischen dem Werkstück 11 und dem The liquid metal particles 39 are preferably transferred in the direction of gravity 42. On the weld pool 41 is a vertical 43 with which the longitudinal axis of the welding head 21 or the arc 38 at the closing end of the welding wire 24 enclose an acute angle. The welding wire 24 runs behind the vertical 43 with respect to the feed direction 44 of the welding head 21 relating to the workpiece 11. In other words, the welding wire 24 is, so to speak, "piercing". In addition to its feed movement, it can also have a superimposed oscillating movement in the longitudinal direction perform a pilgrim movement and thereby deposit metal particles 39 in a targeted manner in or on the weld pool 41. The welding wire 24 is oscillated back and forth at a high frequency, preferably more than 10 Hz, more preferably more than 50 Hz, preferably more than 100 Hz , so that droplets or metal particles 39 forming at its end are brought into contact with the weld pool 41 and thus transferred into it in a controlled manner. The frequency of the oscillation movement can be fixed or in connection with other process variables, for example the welding current or the wire feed speed or the rela tive speed between the workpiece 11 and the

Schweißkopf 21, eingestellt sein. Welding head 21 may be set.

[0033] Die Maschinensteuereinrichtung 18 hat an ihrem Eingang 37 Informationen empfangen, die mindestens die ma- ximale Relativgeschwindigkeit in Vorschubrichtung 44, vor zugsweise aber auch weitere Parameter charakterisieren, wie insbesondere die maximale Beschleunigung oder Abbremsung des Schweißdrahts 24. Diese Information kennzeichnet die Dynamik des Schweißgeräts 22 und wird von der Maschinen steuereinrichtung 18 wie nachfolgend mit Bezug auf Figur 3 und 4 erläutert berücksichtigt: At its input 37, the machine control device 18 has received information which at least the ma ximal relative speed in the feed direction 44, but preferably also characterize further parameters, such as in particular the maximum acceleration or deceleration of the welding wire 24. This information characterizes the dynamics of the welding device 22 and is explained by the machine control device 18 as follows with reference to FIGS. 3 and 4 considered:

[0034] Figur 3 veranschaulicht eine Schweißbahn 45 mit zwei geraden Abschnitten 46, 47, die an einer spitzen Ecke 48 aneinander anschließen und ansonsten keine Krümmung auf weisen (Krümmung ist Null) . Während die Abschnitte 46, 47 somit einen unendlich großen Krümmungsradius aufweisen, ist die Ecke 48 spitz und weist somit einen sehr geringen Krüm mungsradius oder den Krümmungsradius 0 auf. Allgemein ge sprochen, kann die Schweißbahn 45 Abschnitte unterschiedli cher Krümmung aufweisen. Figure 3 illustrates a weld path 45 with two straight sections 46, 47, which adjoin each other at an acute corner 48 and otherwise have no curvature (curvature is zero). While the sections 46, 47 thus have an infinitely large radius of curvature, the corner 48 is pointed and thus has a very small radius of curvature or the radius of curvature 0. Generally speaking, the welding track 45 can have sections of different curvature.

[0035] Der Schweißkopf 41 fährt nun zunächst den Ab schnitt 46 in Richtung auf die Ecke 48 unter fortwährendem Nachschub des Schweißdrahts 24 und somit unter Erzeugung einer Schweißraupe 40 gemäß Figur 2 ab. Die Bewegung findet zum Beispiel in Z-Richtung statt. Mit Erreichen der Ecke 48 ist die Bewegung in Z-Richtung zu stoppen und dafür die Be wegung in X-Richtung fortzusetzen. Figur 4 veranschaulicht oben den Verlauf der Geschwindigkeit in Z-Richtung. Der in Figur 4 auf den Horizontalachsen (Abszissen) abgetragene Wert 1 entspricht einer Länge entlang der Schweißbahn 45. Zunächst ist die Geschwindigkeit konstant, während sie in Annäherung an die Ecke 48 zu vermindern ist. Die Dynamik der Positioniereinrichtungen 15, 27 gestattet dabei das Durchfahren einer Geschwindigkeitskurve I, wie sie gestri chelt dargestellt ist. Dies würde aber ein ebenso rasches Abstoppen der Bewegung des Schweißdrahts 24 erfordern. Über den Eingang 37 hat die Maschinensteuereinrichtung 18 jedoch die Parameter der Drahtzuführeinrichtung 23 erhalten, wo nach eine derart hohe Bremsbeschleunigung für den Schweiß draht 24 nicht möglich ist. Entsprechend wird die Relativ bewegung zwischen dem Schweißkopf 21 und dem Werkstück 11 nun gemäß der flacheren Rampe II reduziert, d.h. der Brems vorgang früher eingeleitet. Zugleich wird die Zufuhrge schwindigkeit V_D des Schweißdrahts gemäß Kurve III redu ziert. Ist die Ecke 48 erreicht, hat die Geschwindigkeit v_z den Wert 0 während die Geschwindigkeit v_x in X-Richtung be ginnt anzusteigen. Die Kurve IV zeigt die maximal mögliche Dynamik der Positioniereinrichtungen 15, 27 auf. Aufgrund der größeren Trägheit der Drahtzuführeinrichtung 23 weist die Maschinensteuereinrichtung 18 jedoch eine langsamere Geschwindigkeitszunahme an und überträgt diese gemäß der Kurve V als Signal 36 an die Schweißsteuereinrichtung 26. Entsprechend nimmt die Vorschubgeschwindigkeit v_D des The welding head 41 now first moves the section 46 in the direction of the corner 48 while continuously replenishing the welding wire 24 and thus producing a welding bead 40 according to FIG. 2. The movement takes place, for example, in the Z direction. When the corner 48 is reached, the movement in the Z direction must be stopped and the movement in the X direction continued. Figure 4 illustrates the course of the speed in the Z direction above. The value 1 plotted on the horizontal axes (abscissa) in FIG. 4 corresponds to a length along the welding path 45. First, the speed is constant, while it must be reduced in the direction of the corner 48. The dynamics of the positioning devices 15, 27 allow driving through a speed curve I, as shown in dashed lines. However, this would require the movement of the welding wire 24 to be stopped just as quickly. about the input 37, the machine control device 18 has received the parameters of the wire feeder 23, however, where such a high braking acceleration for the welding wire 24 is not possible. Accordingly, the relative movement between the welding head 21 and the workpiece 11 is now reduced according to the flatter ramp II, ie the braking process is initiated earlier. At the same time, the feed speed V _{D of} the welding wire is reduced according to curve III. If the corner 48 is reached, the speed v _{z has} the value 0 while the speed v _x begins to increase in the X direction. Curve IV shows the maximum possible dynamics of the positioning devices 15, 27. Due to the greater inertia of the wire feed device 23, however, the machine control device 18 indicates a slower speed increase and transmits this according to the curve V as a signal 36 to the welding control device 26. Accordingly, the feed speed v _D des

Schweißdrahts gemäß Kurve VI wieder zu. Welding wire again according to curve VI.

[0036] Wie Figur 4 weiter erkennen lässt, wird der Win kel cx, den der Schweißdraht 24 mit der Senkrechten 43 ein schließt, ebenfalls geschwindigkeits- und/oder ortsabhängig gesteuert. In Annäherung an die Ecke 48 kann der Betrag des Winkels cx stets verkleinert werden, bis der Schweißdraht 24 an der Ecke 48 koaxial zur Senkrechten 43 steht. Mit zuneh mender Relativgeschwindigkeit zwischen dem Schweißkopf 21 und dem Werkstück 11 kann der Winkel 11 wieder zunehmen, bis er seinen gewünschten Endwert erreicht. Das Erreichen dieses Endwerts kann vor dem Zeitpunkt des Erreichens der maximalen Relativgeschwindigkeit exakt zu diesem Zeitpunkt oder auch danach liegen. As can further be seen in FIG. 4, the angle cx, which the welding wire 24 includes with the vertical 43, is also controlled as a function of speed and / or location. Approaching the corner 48, the amount of the angle cx can always be reduced until the welding wire 24 at the corner 48 is coaxial with the vertical 43. With increasing relative speed between the welding head 21 and the workpiece 11, the angle 11 can increase again until it reaches its desired end value. This end value can be reached before the point in time when the maximum relative speed is reached exactly at this point in time or even afterwards.

[0037] Die vorliegend erläuternden Vorgänge können nicht nur im Übergang zwischen spitzen Ecken und geraden Ab- schnitten ablaufen, wie es in Figur 3 veranschaulicht ist. Vielmehr kann die Anpassung des Betrags des Winkels sowie auch der Vorschubgeschwindigkeit des Schweißdrahts 24 an unterschiedliche Krümmungen der Schweißbahn 45 fortwährend erfolgen, auch wenn sich die Krümmungen nur graduell unter scheiden. Es lässt sich dadurch der Aufbau des Werkstücks 11 mit hoher Auftragsqualität und geringem Materialüber schuss erreichen. [0037] The processes explained here can be carried out not only in the transition between sharp corners and straight lines. cuts run as illustrated in Figure 3. Rather, the adjustment of the amount of the angle and also the feed rate of the welding wire 24 to different curvatures of the welding path 45 can be carried out continuously, even if the curvatures differ only gradually. It can thereby achieve the structure of the workpiece 11 with a high order quality and low excess material.

[0038] Eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine weist eine Maschinensteuereinrichtung 18 auf, die die Achsen der Werk zeugmaschine 10 steuert. Zugleich ist ein Schweißgerät 22 vorgesehen, dessen Parameter, zumindest soweit sie Einfluss auf die Dynamik des Schweißgeräts 22 haben, an die Maschi nensteuereinrichtung 18 übertragen werden. Die Maschinen steuereinrichtung 18 steuert die Achsen der Werkzeugmaschi ne und auch das Schweißgerät 22 unter Berücksichtigung von dessen Dynamik, so dass im generativen Fertigungsverfahren Werkstücke in hoher Qualität mit geringem Aufmaß herge stellt werden können, so dass interimsweise durchgeführte oder am Ende durchzuführende spanende Materialbearbeitungen mit geringem Materialabtrag auskommen. A machine tool according to the invention has a machine control device 18 which controls the axes of the machine tool 10. At the same time, a welding device 22 is provided, the parameters of which, at least insofar as they have an influence on the dynamics of the welding device 22, are transmitted to the machine control device 18. The machine control device 18 controls the axes of the machine tool ne and also the welding device 22, taking into account its dynamics, so that high-quality workpieces with a small allowance can be produced in the additive manufacturing process, so that machining operations that are carried out temporarily or at the end can be carried out with a small amount Material removal.

Bezugs Zeichen : Reference characters:

10 Werkzeugmaschine 10 machine tool

11 Werkstück 11 workpiece

12 Basisteil 12 base part

13 Arbeitsraum 13 work space

14 Werkstückaufnahme 14 workpiece holder

15 erste Positioniereinrichtung 15 first positioning device

16 vertikale Schwenkachse 16 vertical swivel axis

17 horizontale Schwenkachse 17 horizontal swivel axis

18 Maschinensteuereinrichtung18 machine control device

19 Arbeitsspindel 19 work spindle

20 Werkzeugaufnahme 20 tool holder

21 Lichtbogenschweißköpf 21 arc welding heads

22 Schweißgerät 22 welding machine

23 Drahtzufuhreinrichtung 23 wire feeder

24 Schweißdraht 24 welding wire

25 SchweißStromgenerator 25 welding current generator

26 SchweißSteuereinrichtung 26 welding control device

27 zweite Positioniereinrichtung27 second positioning device

28 Pfeil Z-Achse 28 arrow Z axis

29 Pfeil Y-Achse 29 Y-axis arrow

30 Pfeil X-Achse 30 arrow X axis

31 Pfeil für Steuerbeziehung 31 Arrow for tax relationship

32 Block NC-Programm 32 Block NC program

33 Pfeil Steuerbeziehung 33 Arrow tax relationship

34 Block CAM-Programm 34 Block CAM program

35 Eingang 35 entrance

36 Signale 36 signals

37 Eingang 37 entrance

T Parameter / Trägheit T parameter / inertia

38 Lichtbogen Metallpartikel 38 arcs metal particles

Schweißraupe bead

Schweißbad weld

Schwerkraft gravity

Senkrechte vertical

Winkel angle

Vorschubrichtung feed direction

Schweißbahn sheeting

erster gerader Abschnitt der Schweißbahn 45 zweiter gerader Abschnitt der Schweißbahn 45 Ecke der Schweißbahn 45 first straight section of the welding track 45 second straight section of the welding track 45 corner of the welding track 45

Abschnitte von Bewegungskurven Sections of motion curves

Claims

Patentansprüche : Claims:

1. Werkzeugmaschine (10) zur Herstellung von Metallteilen (11) , mit einer Werkstückaufnahme (14), die durch eine erste Positioniereinrichtung (15) mindestens um zwei Achsen (16, 17) schwenkbar gehalten ist, mit einer Werkzeugaufnahme (20), die zur Aufnahme ei nes Lichtbogenschweißkopfs (21) eingerichtet ist, mit einer Drahtzuführeinrichtung (23) , die mit dem Lichtbogenschweißkopf (21) verbunden ist, um diesen mit Schweißdraht (24) zu versorgen, mit einem Schweißstromgenerator (25) , der mit dem Lichtbogenschweißkopf (21) verbunden ist, um diesen mit Schweißstrom zu versorgen, mit einer Schweißsteuereinrichtung (26), die mit der Drahtzuführeinrichtung (23) und/oder dem Schweißstrom generator (25) steuernd verbunden ist, mit einer zweiten Positioniereinrichtung (27), die da zu einrichtet ist, die Werkstückaufnahme (14) und die Werkzeugaufnahme (20) relativ zueinander zu bewegen, mit einer Maschinensteuereinrichtung (18), die mit der Schweißsteuereinrichtung (23) und mit den Positionier einrichtungen (15, 27) verbunden ist, um diese ent sprechend eines Maschinensteuerprogramms (32) sowie entsprechend wenigstens eines Parameters (T) der Schweißsteuereinrichtung (26) zu steuern. 1. Machine tool (10) for producing metal parts (11), with a workpiece holder (14) which is held by at least two axes (16, 17) by a first positioning device (15), with a tool holder (20) is set up for receiving an arc welding head (21), with a wire feed device (23) which is connected to the arc welding head (21) in order to supply it with welding wire (24), with a welding current generator (25) which is connected to the arc welding head ( 21), in order to supply it with welding current, with a welding control device (26), which is connected to the wire feed device (23) and / or the welding current generator (25) in a controlling manner, with a second positioning device (27), which there too is set up to move the workpiece holder (14) and the tool holder (20) relative to each other, with a machine control device (18) which with the welding control device (23) and with de n positioning devices (15, 27) is connected to them in accordance with a machine control program (32) and corresponding to at least one parameter (T) of the Control welding control device (26).

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Schweißsteuereinrichtung (26) einen Steuereingang (35) aufweist, der mit der Maschinen steuereinrichtung (18) verbunden ist. 2. Machine tool according to claim 1, characterized in that the welding control device (26) has a control input (35) which is connected to the machine control device (18).

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich net, dass von der Maschinensteuereinrichtung (18) an den Steuereingang (35) übertragene Daten (36) die ge wünschte Drahtvorschubgeschwindigkeit charakterisie ren . 3. Machine tool according to claim 2, characterized in that from the machine control device (18) to the control input (35) transmitted data (36) characterize the desired wire feed speed.

4. Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinensteuer einrichtung (18) einen Parametereingang (37) aufweist, der mit der Schweißsteuereinrichtung (26) verbunden ist, um von der Schweißsteuereinrichtung (26) Daten zu erhalten, wobei diese Daten Parameter (T) charakteri sieren . 4. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the machine control device (18) has a parameter input (37) which is connected to the welding control device (26) in order to receive data from the welding control device (26) Characterize data parameters (T).

5. Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprü che, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschinensteuer einrichtung (18) dazu eingerichtet ist, den Lichtbo genschweißkopf (21) entlang der abzufahrenden Schweiß bahn (45) in unterschiedlichen Winkeln ( ) bezüglich einer Senkrechten (43) zu halten, die rechtwinklig auf dem Schweißbad (41) steht. 5. Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the machine control device (18) is set up to position the arc welding head (21) along the welding path to be traveled (45) at different angles () with respect to a perpendicular (43) hold at right angles on the weld pool (41).

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass die Maschinensteuereinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, den Lichtbogenschweißkopf (21) in stark gekrümmten Abschnitten (48) der Schweißbahn (45) in einem geringeren Winkel ( ) bezüglich der Senkrech ten (43) und in weniger gekrümmten Abschnitten (46, 47) der Schweißbahn (45) in einem größeren Winkel ( ) bezüglich der Senkrechten (43) zu führen. 6. Machine tool according to claim 5, characterized in that the machine control device (18) is set up to the arc welding head (21) in strongly curved sections (48) of the weld path (45) at a smaller angle () with respect to the perpendicular (43 ) and in less curved sections (46, 47) to guide the welding track (45) at a larger angle () with respect to the vertical (43).

7. Verfahren zur Herstellung von Metallteilen (11), bei dem ein Trägerelement (12) bereitgestellt und in eine Werkzeugmaschine (10) überführt wird, ein mit einer Drahtzuführeinrichtung (23) und einem Schweißstromgenerator (25) verbundener Lichtbogen schweißkopf (21) in der Werkzeugmaschine (10) angeord net wird, wobei die Relativgeschwindigkeit (v_x, v_y, v_z) zwischen dem Metallteil (11) und dem Lichtbogenschweißkopf (21) und die Geschwindigkeit der Draht_Zuführung (v_D) entlang der Schweißbahn (45) variieren. 7. A method for producing metal parts (11), in which a carrier element (12) is provided and transferred to a machine tool (10), an arc welding head (21) connected to a wire feed device (23) and a welding current generator (25) a machine tool (10) is angeord net, wherein the relative velocity (v _x, v _y, v _z) between the metal part (11) and the arc welding head (21) and the speed of the wire _Z uführung (v _D) along the welding path (45) vary.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Geschwindigkeit (v_D) der Draht_Zuführung der Relativgeschwindigkeit (v_x, vy, v_z) zwischen dem Me tallteil (11) und dem Lichtbogenschweißkopf (21) nach geführt ist. 8. The method according to claim 7, characterized in that the speed (v _D) of the wire _Z uführung the relative velocity (v _x, v y, v _z) between the Me tallteil (11) and the arc welding head (21) is guided by.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich net, dass die Rate der Änderung der Relativgeschwin digkeit zwischen dem Metallteil (11) und dem Lichtbo genschweißkopf (21) auf einen Maximalwert begrenzt ist, der anhand von Parametern (T) der Drahtzufüh rungseinrichtung (23) festgelegt ist. 9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that the rate of change of the Relativgeschwin speed between the metal part (11) and the arc welding head (21) is limited to a maximum value based on parameters (T) of the wire feeder (23) is set.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Lichtbogenschweißkopf (21) entlang einer Schweißbahn (45) mit wechselnden An stellwinkeln ( ) geführt wird. 10. The method according to any one of claims 7 to 9, characterized in that the arc welding head (21) is guided along a welding path (45) with changing setting angles ().