DE202011001493U1

DE202011001493U1 - Bearbeitungszentrum mit einem mitfahrenden Werkzeugmagazin

Info

Publication number: DE202011001493U1
Application number: DE202011001493U
Authority: DE
Original assignee: HEDELIUS MASCHINENFABRIK GmbH
Current assignee: HEDELIUS MASCHINENFABRIK GmbH
Priority date: 2011-01-13
Filing date: 2011-01-13
Publication date: 2011-04-07
Anticipated expiration: 2021-01-14

Abstract

Bearbeitungszentrum
mit einem Maschinengrundträger (1),
mit einer am Maschinengrundträger (1) angebrachten, umlaufenden Schutzverkleidung (2) mit einer breiten Beschickungsöffnung (3) an einer Längsseite,
mit mindestens einer an der Schutzverkleidung (2) und/oder am Maschinengrundträger (1) gelagerten Schutztür (4) zum Verschließen der Beschickungsöffnung (3),
wobei innerhalb der Schutzverkleidung (2) ein Arbeitsraum gebildet und im Arbeitsraum nahe der Beschickungsöffnung (3) ein sich in Längsrichtung, also in X-Richtung, des Arbeitsraumes erstreckender Werkstückpositionierbereich (5) und von der Beschickungsöffnung (3) aus gesehen hinter dem Werkstückstückpositierbereich (5) eine sich parallel zum Werkstückpositionierbereich (5), also auch in X-Richtung, erstreckende Verfahrführung (6') vorgesehen ist,
wobei ein auf der Verfahrführung (6'), vorzugsweise über die volle Länge des Arbeitsraumes, in X-Richtung verfahrbarer Fahrständer (6) mit mindestens einem Bearbeitungskopf (7) und mit einem mitfahrenden Werkzeugmagazin (8) vorgesehen ist,
wobei das mitfahrende Werkzeugmagazin (8) eine Mehrzahl von einheitlichen Werkzeugaufnahmen (10) für verschiedene einzelne Werkzeuge (11) mit einheitlichen, zu...

Description

Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mit unterschiedlichen Werkzeugen, wobei das Bearbeitungszentrum die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 aufweist.
Bearbeitungszentren der in Rede stehenden Art dienen im Maschinen- und Anlagenbau der Bearbeitung komplizierter Werkstücke an bis zu fünf Seiten bzw. einschließlich eines Umspannvorgangs an bis zu sechs Seiten mittels einer dreiachsigen oder einer fünfachsigen Bearbeitung. Dabei dient sowohl zur dreiachsigen als auch zur fünfachsigen Bearbeitung ein Fahrständer mit mindestens einem Bearbeitungskopf. Der Fahrständer ist zumeist nach Art eines X-Y-Z-Schlittens aufgebaut. Er kann mit diversen zusätzlichen Bearbeitungsköpfen komplettiert werden. Der Fahrständer wird regelmäßig auf einer Verfahrführung in X-Richtung des Bearbeitungszentrums über einen größeren Weg verfahren, häufig über die volle Länge des Arbeitsraumes innerhalb der Schutzverkleidung.
Üblicherweise weist der Fahrständer ein mitfahrendes Werkzeugmagazin auf. Dieses ist im Regelfall kreisringförmig gestaltet mit einer Mehrzahl von auf dem Außenumfang eines kreisringförmigen Trägers angeordneten einheitlichen Werkzeugaufnahmen für verschiedene einzelne Werkzeuge, die jedoch einheitliche, zu den Werkzeugaufnahmen passende Aufnahmehalterungen aufweisen. Normalerweise ist das mitfahrende Werkzeugmagazin am Fahrständer von der Rückseite des Bearbeitungszentrums aus bestückbar.
Für Einzelheiten eines typischen Bearbeitungszentrums der in Rede stehenden Art wird auf die DE 20 2006 009 653 U1 verwiesen, aus der sich verschiedene Besonderheiten entnehmen lassen. Diese vorveröffentlichte Druckschrift bildet den Ausgangspunkt für die Lehre der vorliegenden Erfindung.
Ein Beispiel für ein mitfahrendes Werkzeugmagazin, das man sich an einem Fahrständer eines gattungsmäßigen Bearbeitungszentrums vorstellen kann, ergibt sich aus der DE 201 05 315 U1 . Hierbei handelt es sich um ein mit einem Fahrständer mitfahrendes kreisringförmiges Werkzeugmagazin. Eine motorische Werkzeug-Transportvorrichtung dient zum Transport jeweils eines Werkzeugs zu einer oder von einer der Werkzeugaufnahmen. Das erfolgt hier über einen geringen Weg in vertikaler Richtung mittels eines linear bewegbaren Schubstücks. Das in der Werkzeugaufnahme gehaltene Werkzeug wird durch eine Linearbewegung des Schubstücks der Transportvorrichtung aus der Werkzeugaufnahme nach oben heraus bewegt, bis das Werkzeug in einer darüber positionierten Werkzeugspindel eingesetzt ist oder, umgekehrt, bis eine Greifzange der Transportvorrichtung ein in der Werkzeugspindel gehaltenes Werkzeug ergreifen kann. Im letztgenannten Fall erfolgt die Rückbewegung nach unten in umgekehrter Reihenfolge wie die Bestückungsbewegung nach oben.
Für Einzelheiten des zuvor erläuterten Werkzeugmagazins, beispielsweise Form und Anordnung des Außengehäuses und Form und Anordnung einer kappenartigen Abdeckung für eine Werkzeugwechselöffnung im Außengehäuse, darf auf die voranstehend genannte vorveröffentlichte Druckschrift verwiesen werden.
Ein Bearbeitungszentrum mit einem in X-Richtung auf einer Verfahrführung verfahrbaren Fahrständer ist kostenmäßig vorteilhaft. Das Verhältnis von Arbeitsraum zur Maschinengröße ist hier besonders gut. Der Platzbedarf als wesentlich die Kosten bestimmender Aspekt ist geringer als beispielsweise bei einem Bearbeitungszentrum mit einem beweglichen Werkstücktisch. Das mitfahrende Werkzeugmagazin im Fahrständer ist allerdings sowohl vom Platz als auch vom Gewicht her begrenzt. Es hat meist nur eine geringe Anzahl von Werkzeugaufnahmen, meist nicht mehr als 30 bis 40 Stück.
Sind Werkzeuge eines solchen Bearbeitungszentrums stumpf geworden, so müssen sie ausgewechselt werden. Stumpfe Werkzeuge können von der CNC-Steuerung des Bearbeitungszentrums beispielsweise aufgrund der veränderten Stromaufnahme der Hauptspindel des Bearbeitungskopfes am Fahrständer erkannt werden. Ist das der Fall, so muss, wenn sich kein Ersatzwerkzeug für das stumpf gewordene Werkzeug im mitfahrenden Werkzeugmagazin befindet, der Fahrständer in eine Wechselposition gebracht werden. Eine Bedienungsperson muss dann die stumpf gewordenen Werkzeuge im mitfahrenden Werkzeugmagazin bei Stillstand des Bearbeitungszentrums auswechseln.
Der Lehre liegt das Problem zugrunde, die Verfahrensabläufe bei einem Bearbeitungszentrum der in Rede stehenden Art zu optimieren.
Das zuvor aufgezeigte Problem ist bei einem Bearbeitungszentrum mit den Merkmalen des Oberbegriffs durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Faktisch wird dem Bearbeitungszentrum und dem darin befindlichen kleinvolumigen mitfahrenden Werkzeugmagazin ein feststehendes, externes Werkzeugmagazin zugeordnet. Eine Auswechslung stumpf gewordener Werkzeuge zwischen dem mitfahrenden Werkzeugmagazin und dem feststehenden Werkzeugmagazin kann vollautomatisch oder halbautomatisch durchgeführt werden. Das geht jedenfalls sehr schnell und die Stillstandszeiten des Bearbeitungszentrums sind gering. Ein endgültiges Auswechseln stumpf gewordener Werkzeuge durch eine Bedienungsperson kann unabhängig vom mitfahrenden Werkzeugmagazin am feststehenden Werkzeugmagazin, beispielsweise einmal am Tag, in Ruhe durchgeführt werden. Das hat keinen Einfluss mehr auf die laufende Arbeit des Bearbeitungszentrums.
Im Ergebnis ergibt sich bei einem Bearbeitungszentrum der in Rede stehenden Art eine wesentlich größere Lagerkapazität an Werkzeugen in Verbindung mit optimalen Bewegungsabläufen und einem optimalen Ausnutzungsgrad des Bearbeitungszentrums.
Besonders zweckmäßig ist bei dem feststehenden Werkzeugmagazin die Tatsache, dass dieses sehr groß ausgeführt werden kann, insbesondere also mit Werkzeugaufnahmen, die in mehreren Ebenen übereinander oder in mehreren spiraligen Umläufen angeordnet sein können.
Von besonderem Vorteil ist eine Konstruktion, bei der vorgesehen ist, dass das feststehende Werkzeugmagazin insgesamt eine eigenständige, komplette, dem Bearbeitungszentrum zugeordnete Baugruppe ist und dass das Außengehäuse des feststehenden Werkzeugmagazins eine Werkzeugwechselöffnung zur Verbindung mit dem mitfahrenden Werkzeugmagazin des Fahrständers des Bearbeitungszentrums aufweist. Die Transportvorrichtung, die erfindungsgemäß sowohl den Transport innerhalb des feststehenden Werkzeugmagazins als auch den Wechsel von Werkzeugen zwischen dem mitfahrenden Werkzeugmagazin und dem feststehenden Werkzeugmagazin leistet, greift hier durch eine Werkzeugwechselöffnung im Außengehäuse des feststehenden Werkzeugmagazins hinüber zum mitfahrenden Werkzeugmagazin im Fahrständer.
Es liegt auf der Hand, dass natürlich beim Werkzeugwechsel zwischen dem mitfahrenden Werkzeugsmagazin und dem feststehenden Werkzeugmagazin der Fahrständer stehen muss. Diese Stillstandszeiten sind aber sehr kurz, weil der Wechsel eben mittels der motorischen Transportvorrichtung erfolgt.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im Zusammenhang mit der Erläuterung des Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung werden auch besondere Eigenheiten, Vorteile und Ausgestaltungen gemäß den Ansprüchen näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
1 in einer Draufsicht ein Bearbeitungszentrum mit einem angesetzten Werkzeugmagazin,
2 das Bearbeitungszentrum aus 1 in einer perspektivischen Ansicht schräg von hinten,
3 in einer Ansicht in X-Richtung das Bearbeitungszentrum, die Gehäuse teilweise aufgeschnitten und rechts davon eine ausschnittweise, vergrößerte Darstellung des Übergabebereichs zwischen dem feststehenden Werkzeugmagazin und dem mitfahrenden Werkzeugmagazin, und
4 in einer perspektivischen Ansicht das feststehende Werkzeugmagazin des vorliegenden Bearbeitungszentrums ohne Außengehäuse, einzelne Bestandteile weggelassen.
1 und 2 zeigen zunächst ein Bearbeitungszentrum zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere zur spanabhebenden Metallbearbeitung wie Fräsen und/oder Bohren. Das Bearbeitungszentrum weist einen langgestreckten Grundträger 1 auf, an dem eine umlaufende Schutzverkleidung 2 angebracht ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Schutzverkleidung 2 umlaufend ausgeführt, nach oben allerdings offen, wie man aus 2 gut sieht. Die Abwärme des Bearbeitungszentrums kann so nach oben gut entweichen. Es gibt aber auch Bearbeitungszentren, bei denen die Schutzverkleidung 2 oben geschlossen ist. Das sind insbesondere Bearbeitungszentren mit einer Klimatisierung.
Damit man Werkstücke in das Bearbeitungszentrum einbringen und wieder dar aus entnehmen kann, hat die umlaufende Schutzverkleidung 2 an einer Längsseite, in 1 unten, in 2 links hinten, zwei Beschickungsöffnungen 3. Jede Beschickungsöffnung 3 ist durch eine an der Schutzverkleidung 2 und/oder am Grundträger 1 gelagerte Schutztür 4 verschlossen. Die Schutztüren 4 können manuell betätigt oder motorisch angetrieben werden. Regelmäßig weisen die Schutztüren 4 Beobachtungsfenster zur Beobachtung des Arbeitsraums hinter der jeweiligen Schutztür 4 auf.
Innerhalb der Schutzverkleidung 2 befinden sich zwei nebeneinander hinter den Beschickungsöffnungen 3 angeordnete Arbeitsräume. Der rechts befindliche Arbeitsraum enthält einen Werkstückpositionierbereich 5 und von der Beschickungsöffnung 3 aus gesehen hinter dem Werkstückpositionierbereich 5 einen Fahrständer 6 mit einem Bearbeitungskopf 7. Mit dem Bearbeitungskopf 7 kann mittels eines entsprechenden Bearbeitungswerkzeugs die Bearbeitung eines Werkstücks erfolgen. Werkstücke sind in dieser Zeichnung nicht dargestellt.
Bei dem dargestellten Bearbeitungszentrum handelt es sich um ein Bearbeitungszentrum mit zwei Arbeitsräumen mit einem Fahrständer 6 nur in einem Arbeitsraum. Der Fahrständer 6 kann auch zwischen beiden Arbeitsräumen hin und her verfahrbar sein, so dass dann eine Pendelbearbeitung eines Werkstücks möglich ist. Das sind unterschiedliche Typen von Bearbeitungszentren. Die Anwendbarkeit der Lehre der Erfindung ist von dem Typ des Bearbeitungszentrums unabhängig.
Wesentlich ist bei dem Bearbeitungszentrum, dass der Fahrständer 6 auf einer sich parallel zum Werkstückpositionierbereich 5 erstreckenden, also in X-Richtung ausgerichteten Verfahrführung 6' verfahrbar ist.
In der Draufsicht in 1 ist ein Teil der Verkleidung des Fahrständers 6 weggeschnitten, so dass man ein darunter befindliches mitfahrendes Werkzeugmagazin 8 erkennt. Im mitfahrenden Werkzeugmagazin 8 sieht man einen mittigen kreisringförmigen Träger 9 und an dem Träger 9 radial außen umfangsseitig nebeneinander angeordnete einheitliche Werkzeugaufnahmen 10, die hier alle mit Werkzeugen 11 bestückt sind. Jeweils ein Werkzeug 11 kann durch Drehen des Trägers 9 so positioniert werden, dass es in der nicht dargestellten Spindel des Bearbeitungskopfs 7 eingesetzt werden kann. Dadurch lassen sich schnelle Werkzeugwechsel am Bearbeitungskopf 7 des Fahrständers 6 realisieren.
Das zuvor angesprochene mitfahrende Werkzeugmagazin 8 entspricht z. B. dem mitfahrenden Werkzeugmagazin der DE 201 05 315 U1 , auf das zuvor schon hingewiesen worden ist. Das Bearbeitungszentrum insgesamt ergibt sich z. B. aus der DE 20 2006 009 653 U1 , auf deren Offenbarungsgehalt hier ebenfalls in vollem Umfange Bezug genommen wird.
Erfindungsgemäß ist nun vorgesehen, dass in der zur X-Richtung senkrechten Y-Richtung gesehen von der Beschickungsöffnung 3 ausgehend jenseits der Verfahrführung 6' ein zweites, eigenständiges, feststehendes Werkzeugmagazin 12 mit einem Außengehäuse 13 angeordnet ist.
Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist in 1 oben, in 2 rechts erkennbar das stationäre Werkzeugmagazin 12 für das Bearbeitungszentrum. Dieses Werkzeugmagazin 12 weist hier ein im horizontalen Querschnitt annähernd rundes Außengehäuse 13 auf. Dieses Außengehäuse 13 ist konkret vieleckig ausgeführt, hier nämlich achteckig. Das Außengehäuse 13 ist an der Oberseite im Wesentlichen geschlossen, wie man aus 2 sieht. In 1 ist das Außengehäuse 13 zum Teil aufgeschnitten, um das Innere des Werkzeugmagazins 12 erkennen zu können.
Bei dem feststehenden Werkzeugmagazin 12 befindet sich im Außengehäuse 13 eine Mehrzahl von einheitlichen Werkzeugaufnahmen 15 für verschiedene einzelne Werkzeuge 16 mit jeweils einheitlichen, zu den Werkzeugaufnahmen 15 passenden Aufnahmehalterungen.
Im Inneren des Außengehäuses 13 befindet sich eine motorische Werkzeug-Transportvorrichtung 17 zum Transport jeweils eines Werkzeugs 16 hin zu einer oder von einer der Werkzeugaufnahmen 15.
Von Bedeutung ist für das Zusammenwirken der Werkzeugmagazine 8, 12 zunächst, dass die Werkzeugaufnahmen 15 im feststehenden Werkzeugmagazin 12 mit den Werkzeugaufnahmen 10 im mitfahrenden Werkzeugmagazin 8 übereinstimmen und die Werkzeuge 11; 16 einheitliche Aufnahmehalterungen aufweisen. Hinzu kommt, das dass die Transportvorrichtung 17 so angeordnet und ausgebildet ist, dass im Betrieb mit ihr auch das Einsetzen oder Entnehmen eines Werkzeugs 11 in oder aus einer Werkzeugaufnahme 10 im mitfahrenden Werkzeugmagazin 8 des Fahrständers 6 erfolgt.
Das feststehende Werkzeugmagazin 12 könnte sich auf dem Grundträger 1 und innerhalb der Schutzverkleidung des Bearbeitungszentrums befinden, also in dieser Weise Teil des Bearbeitungszentrums sein. Im dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ist allerdings vorgesehen, dass das feststehende Werkzeugmagazin 12 insgesamt eine eigenständige, komplette, dem Bearbeitungszentrum zugeordnete Baugruppe ist und dass das Außengehäuse 13 des feststehenden Werkzeugmagazins 12 eine Werkzeugwechselöffnung 23 zur Verbindung mit dem mitfahrenden Werkzeugmagazin 8 des Fahrständers 6 des Bearbeitungszentrums aufweist. Das wird weiter unten noch genauer erläutert. Der Vorteil eines komplett separaten, eigenständigen feststehenden Werkzeugmagazins 12 liegt in der Nachrüstbarkeit und auch in verschiedenen Aspekten der universellen Einsetzbarkeit eines solchen Werkzeugmagazins 12.
Im Einzelnen werden die Baugruppen nun etwas genauer erläutert.
In 1 und 4 erkennt man zunächst, dass die Transportvorrichtung 17 ungefähr in der Mitte des Außengehäuses 13 angeordnet ist und dass die Werkzeugaufnahmen 15 an der Innenseite des Außengehäuses 13 angeordnet und nach innen gerichtet offen sind dergestalt, dass ein Werkzeug 16 mittels der Transportvorrichtung 17 mit einer nach außen gerichteten Bewegung in eine Werkzeugaufnahme 15 einsetzbar und mit einer nach innen gerichteten Bewegung aus einer Werkzeugaufnahme 15 entnehmbar ist. Beide Bewegungen können ggf. durch eine in andere Richtung, insbesondere vertikal gerichtete Bewegung ergänzt oder modifiziert sein. Mit dieser Anordnung der Transportvorrichtung 17 im Zentrum des Außengehäuses 13 und den außen umlaufend angeordneten Werkzeugaufnahmen 15 ergeben sich optimale Bewegungsabläufe bei einer hohen Lagerkapazität.
4 zeigt mit dem Innenleben des Werkzeugmagazins 12 die Besonderheit, dass die Werkzeugaufnahmen 15 in mehreren Ebenen übereinander angeordnet sind. Man hat also mehrere kreisringförmige Ebenen von Werkzeugaufnahmen 15, so dass eine hohe Kapazität des Werkzeugmagazins 12 gegeben ist. Das Werkzeugmagazin 12 ist also eine Art achteckiger Turm, der sich hier angebaut am Bearbeitungszentrum selbst befindet. Eine große Anzahl von Werkzeugen 16 kann hier bevorratet werden, ein Vielfaches der Werkzeuge 11, die im mitfahrenden Werkzeugmagazin 8 bevorratet werden können. Damit lassen sich komplexere Vorgänge bearbeiten wegen der Verwendung identischer Werkzeuge 11, 16 häufiger verschleißbedingter Ersatz schaffen. Damit lassen sich die Bearbeitungszyklen des Bearbeitungszentrums erheblich verlängern.
Anstatt die Werkzeugaufnahmen 16 im Werkzeugmagazin 12 in mehreren Ebenen übereinander anzuordnen, kann man auch die Werkzeugaufnahmen 15 in mehreren spiralförmigen Umläufen, also gewissermaßen gewindeartig, anordnen. Es ist lediglich eine Frage der Ansteuerung der Transportvorrichtung 17, wie man den unterschiedlichen konstruktiven Lösungen für die Bevorratung vieler Werkzeuge 16 gerecht wird.
Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel hat für die Anordnung der Werkzeugaufnahmen 15 in mehreren Ebenen übereinander einige Unterbrechungen 18. Beispielsweise befindet sich eine über fünf Ebenen reichende Unterbrechung in 4 dort, wo man in 2 im Außengehäuse 13 eine Zutrittstür 19 sieht.
Eine weitere Unterbrechung 18 sieht man in 4 dort, wo man in 2 im Außengehäuse 13 eine Beschickungsöffnung 20 zum Einbringen oder Entfernen von Werkzeugen 16 in die oder aus den Werkzeugaufnahmen 15 findet. In der Beschickungsöffnung 20 in 2 sieht man die Werkzeugaufnahmen 15 bestückt mit Werkzeugen 16.
Das dargestellte und besonders bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt eine weitere Gestaltung dahingehend, dass die Beschickungsöffnung 20 mit einer Klappe, einem Schieber oder, hier, einer Tür 21 verschließbar ist. Auch in 1 erkennt man die Tür 21 rechts in der Draufsicht. Ist die Tür 21 geschlossen, so kann das Werkzeugmagazin 12 arbeiten, ist die Tür 21 geöffnet, so kann man das Werkzeugmagazin 12 mit Werkzeugen 16 beschicken oder solche aus dem Werkzeugmagazin 12 entnehmen.
Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt zum Zwecke der Beschickung des Werkzeugmagazins 12 eine Besonderheit dergestalt, dass an der Beschickungsöffnung 20, insbesondere an der Klappe, dem Schieber oder der Tür 21, mindestens eine Werkzeugaufnahme 15 angeordnet ist, die von der Transportvorrichtung 17, insbesondere nur bei geschlossener Klappe, geschlossenem Schieber oder geschlossener Tür 21, anfahrbar ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich also an der Tür 21 selbst ebenfalls eine Werkzeugaufnahme 15 (es können auch mehrere Werkzeugaufnahmen sein), die von der Transportvorrichtung 17 zum Beschicken und Entladen von Werkzeugen 16 im Werkzeugmagazin 12 genutzt wird. Das ist eine konstruktiv besonders einfache und intuitiv handhabbare Gestaltung.
Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt am Werkzeugmagazin 12 hier eine zentrale elektronische Steuerung 22, die hier durch einen Steuerstand mit Bildschirm und Eingabetastatur repräsentiert wird. Man erkennt diese Steuerung 22 besonders in 1 und 2.
Grundsätzlich ist es möglich, alle Daten zu einem zu verwendenden Werkzeug 16 mittels der zentralen elektronischen Steuerung 22 einzugeben und einem zu bevorratenden Werkzeug 16 dann unter Hilfe der Steuerung 22 einen Lagerplatz in einer bestimmten Werkzeugaufnahme 15 zuzuweisen. Hier müssen viele Eingabeschritte von einem Bediener durchgeführt werden. Zum Zwecke der Bedienungserleichterung empfiehlt es sich daher, dass sich am oder im Werkzeug 16 oder dessen Aufnahmehalterung ein Steuerungs-Datenträger, insbesondere eine RFID-tag, und an der Werkzeugaufnahme 15 und/oder der Transportvorrichtung 17 eine passende Datenträger-Leseeinrichtung befindet. Ein RFID-tag ist nur ein heute aktuelles Beispiel eines solchen Datenträgers. Auch eine Magnetkodierung oder eine optische Kodierung könnte man sich vorstellen. Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Steuerungs-Datenträger nicht nur passiv arbeitet, sondern auch mit ergänzenden Daten aktiv versehen werden kann, beispielsweise mit Ortsdaten einer bestimmten Werkzeugaufnahme 15 im Werkzeugmagazin 12 oder mit Verschleißdaten bezüglich der in dem Bearbeitungskopf 7 verbrachten Bearbeitungszeit des speziellen Werkzeugs 16.
Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt eine Ausführungsform, für die gilt, dass die Datenträger-Leseeinrichtungen steuerungstechnisch mit einer zentralen elektronischen Steuerung 22 des Werkzeugmagazins 12 und/oder mit einer zentralen elektronischen Steuerung des Bearbeitungszentrums verbunden sind. Erfindungsgemäß ist es also besonders zweckmäßig, wenn die Steuerung 22 des Werkzeugmagazins 12 mit der Steuerung des Bearbeitungszentrums insgesamt so verknüpft ist, dass aus dem Werkzeugmagazin 12 ein bestimmtes Werkzeug 16 entsprechend dem Bearbeitungsfortschritt mit dem Bearbeitungskopf 7 am Fahrständer 6 des Bearbeitungszentrums zeitgerecht angefordert werden kann oder ein entsprechend benutztes Werkzeug 16 wieder zurück in das Werkzeugmagazin oder als Zwischenstufe in ein mitfahrendes Werkzeugmagazin 8 zurückgegeben werden kann.
Das dargestellte und bevorzugte Werkzeugmagazin 12 ist angebaut am Bearbeitungszentrum insgesamt. Es ist vorgesehen, dass das Außengehäuse 13 eine Werkzeugwechselöffnung 23 zur Verbindung mit dem mitfahrenden Werkzeugmagazin 8 aufweist.
Bis hier sind die räumlichen Anordnungen der Werkzeugaufnahmen 15 und Werkzeuge 16 sowie steuerungstechnische Aspekte beschrieben worden. Nachfolgend wird die erfindungsgemäß besonders zweckmäßig ausgestaltete Transportvorrichtung 17 näher erläutert.
Nach bevorzugter Lehre der Erfindung ist vorgesehen, dass die Transportvorrichtung 17 einen vertikal verfahrbaren und um eine im Wesentlichen vertikale Achse 24 umlaufenden oder, vorzugsweise, drehbaren Träger 25 mit einem beweglichen Greifarm 26 für ein Werkzeug 16 aufweist. Den Greifarm 26 erkennt man bereits in 1. Dort sieht man auch die vertikale Achse 24 für den hier nur teilweise sichtbaren drehbaren Träger 25.
Der Träger 25 befindet sich nach bevorzugter Lehre, wie in 4 besonders gut erkennbar ist, an einer im Wesentlichen vertikal angeordneten Hubsäule 27. In oder an der Hubsäule 27 kann sich ein Spindelantrieb befinden. Das dargestellte Ausführungsbeispiel hat konkret an der Hubsäule 27 eine Zahnstange, der vertikale Antrieb ist also ein Zahnstangenantrieb. Der diesbezügliche Antriebsmotor 28 sitzt am Träger 25.
Grundsätzlich wäre es auch möglich, die Hubsäule 27 als Teleskopsäule auszuführen und die vertikale Bewegung des Trägers 25 durch die Verlängerung der Hubsäule 27 zu realisieren.
Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt jedoch, dass die Hubsäule 27 feststehend ausgeführt und der Träger 25 an der Hubsäule 27 auf und ab verfahrbar ist, vorzugsweise mittels eines elektromotorischen Linearantriebs 28. Wie zuvor schon angesprochen, handelt es sich im konkreten Ausführungsbeispiel um einen Zahnstangenantrieb.
Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt ferner, dass die Hubsäule 27 mitsamt dem Träger 25 um die im Wesentlichen vertikale Achse 24 drehbar ist. Dazu erkennt man oben am Kopf der Hubsäule 27 sowohl in 2 als auch in 3 einen elektromotorischen Drehantrieb 29, der über eine mitlaufende Energieführungskette 30 mit Strom versorgt wird. Eine ähnliche Energieführungskette 31 erkennt man im Übrigen auch in 3 unten am drehbaren Träger 25.
Grundsätzlich wäre es als Alternative auch möglich, dass der Träger 25 an der Hubsäule 27 umlaufend oder, vorzugsweise, drehbar angeordnet ist.
1 und 4 lassen den Greifarm 26 am drehbaren Träger 25 erkennen. Mit dem Greifarm 26 wird ein Werkzeug 16 außenseitig erfasst und aus der Werkzeugaufnahme 15 entnommen oder in eine solche eingesetzt. Der Greifarm 26 ist in 1 und 3 in seiner ersten Position radial innen dargestellt. In dieser ersten Position radial innen kann die Transportvorrichtung 17 mittels des Greifarms 26 ein vom Greifarm 26 erfasstes Werkzeug 16 in jede beliebige Richtung transportieren. Der Weg des drehbaren Trägers 25 mit dem Greifarm 26 und einem darin befindlichen Werkzeug 16 nach oben und unten und kreisförmig ist unbehindert.
Es ist logisch, dass der Greifarm 26 mindestens eine weitere radial andere Position einnehmen können muss, nämlich die Position zum Einsetzen oder Entnehmen eines Werkzeugs 16 in eine oder aus einer Werkzeugaufnahme 15. Das lässt sich anhand von 1 und 4 ohne weiteres nachvollziehen.
Mit der zweiten Position lässt sich bei der vorgesehenen bevorzugten Ausführungsform auch das Bestücken des Werkzeugmagazins 12 mit Werkzeugen 16 über die Beschickungsöffnung 20 erledigten. Bei entsprechend geschickter Anordnung der Werkzeugaufnahme 15 an der Tür 21 der Beschickungsöffnung 20 liegt diese relativ zur vertikalen Achse 24 genauso wie die übrigen Werkzeugaufnahmen 15 im Werkzeugmagazin 12.
Für das Bestücken des mitfahrenden Werkzeugmagazins 8 am Fahrständer 6 ist vorgesehen, dass der Greifarm 26 eine dritte Position radial weiter nach außen als die zweite Position einnehmen kann, und zwar zum Einsetzen oder Entnehmen eines Werkzeugs 11 in oder aus einer Werkzeugaufnahme 10 im mitfahrenden Werkzeugmagazin 8. Das kann man gut an 1 nachvollziehen. Der Greifarm 26 muss in 1 nach unten zum mitfahrenden Werkzeugmagazin 8 einen wesentlich weiteren Weg zurücklegen als zu den Werkzeugaufnahmen 15 im feststehenden Werkzeugmagazin 12.
Im Einzelnen sieht man den drehbaren Träger 25 mit dem radial ausfahrbaren Greifarm 26 an der Hubsäule 27 in 4 besonders gut. Nicht zu erkennen ist dabei allerdings, dass die unterschiedlichen radialen Positionen des Greifarms 26 durch Anschläge positiv definiert sind. Um das zu realisieren hat der Greifarm 26 im dargestellten Ausführungsbeispiel zwei in Reihe geschaltete Radialantriebe 32, 33. Der erste Radialantrieb 32 ist ein Hydraulikantrieb unmittelbar am Greifarm 26. Er dient dem kurzen Verfahrweg zwischen der ersten und der zweiten radialen Position des Greifarms 26. Der zweite Radialantrieb 33 wird nur für das Übergeben von Werkzeugen 11; 16 zwischen dem Werkzeugmagazin 8 und dem Werkzeugmagazin 12 benötigt. Sein Verfahrweg zwischen der zweiten und dritten Position des Greifarms 26 ist wesentlich größer als der des ersten Radialantriebs 32. Der zweite Radialantrieb 33 ist mittels der Energieführungskette 31 mit dem drehbaren Träger 25 elektrisch verbunden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich hier um einen Hydraulikantrieb oder einen elektromotorischen Antrieb.
Das Anfahren der unterschiedlichen radialen Positionen des Greifarms 26 mit einer Anschlagsteuerung hat gegenüber einen analogen oder digitalen Positionserfassung den Vorteil besonderer Präzision und konstruktiven Vereinfachung. Der erste Radialantrieb 32 fährt einfach zwischen einem der ersten Position entsprechenden inneren Anschlag und einem der zweiten Position entsprechenden äußeren Anschlag. Der zweite Radialantrieb 33 führt zwischen einem sowohl für die erste Position als auch für die zweite Position geltenden inneren Anschlag und einem für die dritte Position geltenden äußeren Anschlag hin und her. Die dritte Position des Greifarms 26 wird allerdings insgesamt nur dann erreicht, wenn sich der erste Radialantrieb 32 am äußeren Anschlag befindet. Mit dieser Methodik erreicht man, dass auch der zweite Radialantrieb 33 nur einen geringen Verfahrweg hat.
Insgesamt kann man vorsehen, dass der Greifarm 26 elektromotorisch und/oder, vorzugsweise, hydraulisch oder pneumatisch verstellbar und betätigbar ist.
Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt den Aufbau des stationären Werkzeugmagazins 12 mit einer polygonzugartigen Konstruktion jeder Ebene aus mehreren Segmenten 34, die jeweils zwei Werkzeugaufnahmen 15 nebeneinander tragen, wenn es sich nicht gerade um den Bereich einer Unterbrechung 18 handelt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202006009653 U1 [0004, 0027]
DE 20105315 U1 [0005, 0027]

Claims

Bearbeitungszentrum mit einem Maschinengrundträger (1), mit einer am Maschinengrundträger (1) angebrachten, umlaufenden Schutzverkleidung (2) mit einer breiten Beschickungsöffnung (3) an einer Längsseite, mit mindestens einer an der Schutzverkleidung (2) und/oder am Maschinengrundträger (1) gelagerten Schutztür (4) zum Verschließen der Beschickungsöffnung (3), wobei innerhalb der Schutzverkleidung (2) ein Arbeitsraum gebildet und im Arbeitsraum nahe der Beschickungsöffnung (3) ein sich in Längsrichtung, also in X-Richtung, des Arbeitsraumes erstreckender Werkstückpositionierbereich (5) und von der Beschickungsöffnung (3) aus gesehen hinter dem Werkstückstückpositierbereich (5) eine sich parallel zum Werkstückpositionierbereich (5), also auch in X-Richtung, erstreckende Verfahrführung (6') vorgesehen ist, wobei ein auf der Verfahrführung (6'), vorzugsweise über die volle Länge des Arbeitsraumes, in X-Richtung verfahrbarer Fahrständer (6) mit mindestens einem Bearbeitungskopf (7) und mit einem mitfahrenden Werkzeugmagazin (8) vorgesehen ist, wobei das mitfahrende Werkzeugmagazin (8) eine Mehrzahl von einheitlichen Werkzeugaufnahmen (10) für verschiedene einzelne Werkzeuge (11) mit einheitlichen, zu den Werkzeugaufnahmen (10) passenden Aufnahmehalterungen aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass in der zur X-Richtung senkrechten Y-Richtung gesehen von der Beschickungsöffnung (3) ausgehend jenseits der Verfahrführung (6') ein zweites, eigenständiges, feststehendes Werkzeugmagazin (12) mit einem Außengehäuse (13) angeordnet ist, dass das feststehende Werkzeugmagazin (12) im Außengehäuse (13) eine Mehrzahl von einheitlichen Werkzeugaufnahmen (15) für verschiedene einzelne Werkzeuge (16) mit einheitlichen, zu den Werkzeugaufnahmen (15) passenden Aufnahmehalterungen sowie eine motorische Transportvorrichtung (17) zum Transport jeweils eines Werkzeugs (16) zu einer oder von einer der Werkzeugaufnahmen (15) aufweist, dass die Werkzeugaufnahmen (15) im feststehenden Werkzeugmagazin (12) mit den Werkzeugaufnahmen (10) im mitfahrenden Werkzeugmagazin (8) übereinstimmen und die Werkzeuge (11; 16) einheitliche Aufnahmehalterungen aufweisen und dass die Transportvorrichtung (17) so angeordnet und ausgebildet ist, dass im Betrieb mit ihr auch das Einsetzen oder Entnehmen eines Werkzeugs (11) in oder aus einer Werkzeugaufnahme (10) im mitfahrenden Werkzeugmagazin (8) des Fahrständers (6) erfolgt.
Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das feststehende Werkzeugmagazin (12) insgesamt eine eigenständige, komplette, dem Bearbeitungszentrum zugeordnete Baugruppe ist und dass das Außengehäuse (13) des feststehenden Werkzeugmagazins (12) eine Werkzeugwechselöffnung (23) zur Verbindung mit dem mitfahrenden Werkzeugmagazin (8) des Fahrständers (6) des Bearbeitungszentrums aufweist.
Werkzeugmagazin nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportvorrichtung (17) einen um eine im Wesentlichen vertikale Achse (24) umlaufenden oder, vorzugsweise, drehbaren Träger (25) mit einem beweglichen Greifarm (26) für ein Werkzeug (16) aufweist, dass der Greifarm (26) radial in mindestens drei radial unterschiedliche Positionen verstellbar ist, nämlich eine erste Position radial innen zum Transportieren eines vom Greifarm (26) erfassten Werkzeugs (16), eine zweite Position radial außen zum Einsetzen oder Entnehmen eines Werkzeugs (16) in oder aus einer Werkzeugaufnahme (15) und eine dritte Position radial weiter außen als die zweite Position zum Einsetzen oder Entnehmen eines Werkzeugs (16 bzw. 11) in oder aus einer Werkzeugaufnahme (10) im mitfahrenden Werkzeugmagazin (8) des Fahrständers (6).
Werkzeugmagazin nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen radialen Positionen des Greifarms (26) durch Anschläge positiv definiert sind.
Werkzeugmagazin nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifarm (26) zwei vorzugsweise in Reihe geschaltete Radialantriebe (32, 33) aufweist.
Werkzeugmagazin nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Greifarm (26) elektromotorisch und/oder, vorzugsweise, hydraulisch oder pneumatisch verstellbar und betätigbar ist.