AT518740A2

AT518740A2 - Bearbeitungszentrum

Info

Publication number: AT518740A2
Application number: ATA50422/2017A
Authority: AT
Original assignee: Scm Group Spa
Priority date: 2016-05-23
Filing date: 2017-05-17
Publication date: 2017-12-15
Also published as: AT518740A3; ITUA20163674A1; DE102017110931A1; AT518740B1; DE202017007272U1

Abstract

Beschrieben wird ein numerisch gesteuertes Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung von Werkstücken aus Holz oder aus mit Holz vergleichbarem Material, wobei ein Querträger (5) beweglich auf einer ersten Arbeitsachse (x) ist, eine Arbeitseinheit beweglich auf dem Querträger ist, ein Werkzeugmagazin auf dem Querträger befestigt und mit einer parallel gegenüber dem Querträger angeordneten Reihe mit Werkzeughaltern ausgestattet ist, eine Schutzhülle (8) beweglich auf der ersten Arbeitsachse und fest mit dem Querträger und dem Werkzeugmagazin verbunden ist und die Arbeitseinheit und das Werkzeugmagazin umschließt, um das Bedienpersonal vor möglichen Stößen zu schützen.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum, insbesondere ein (numerisch gesteuertes) Bearbeitungszentrum, das mit mindestens einem Werkzeugmagazin ausgestattet ist.

[0002] Insbesondere, aber nicht ausschließlich, kann das gegenständliche

Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung von Werkstücken aus Holz und/oder Holzwerkstoffen und/oder aus mit Holz vergleichbarem Material eingesetzt werden.

[0003] Der Stand der Technik umfasst diverse Beispiele für Bearbeitungszentren mit mindestens einem Werkzeugmagazin. Einige dieser Beispiele werden in den veröffentlichten Patenten EP 2371481 Al und DE 102007004633 Al gezeigt.

[0004] Die Bearbeitungszentren des Stands der Technik sind in verschiedener Hinsicht verbesserungswürdig. Erstens ist es wünschenswert, die Werkzeugwechselzeiten zu reduzieren. Zweitens ist es erstrebenswert, den Platzbedarf des Bearbeitungszentrums insgesamt zu verringern. Außerdem muss das Sicherheitsniveau des Bearbeitungszentrums in jedem Fall gewährleistet sein, um das Risiko einer Gefährdung für das zuständige Bedienpersonal des Bearbeitungszentrums annehmbar gering zu halten.

[0005] Ein Zweck der Erfindung ist es, ein Bearbeitungszentrum herzustellen, das in der Lage ist, eine oder mehrere der oben genannten Einschränkungen und Nachteile des Stands der Technik zu beheben.

[0006] Ein Vorteil liegt darin, dass ein (numerisch gesteuertes) Bearbeitungszentrum geboten wird, das über mindestens ein Werkzeugmagazin verfügt, bei dem die erforderliche Zeit für den Werkzeugwechsel verhältnismäßig reduziert ist.

[0007] Ein Vorteil liegt darin, dass ein Bearbeitungszentrum erstellt wird, das über mindestens ein Werkzeugmagazin verfügt und verhältnismäßig geringe Abmessungen aufweist.

[0008] Ein Vorteil liegt darin, dass ein hohes Sicherheitsniveau geboten wird, so dass das Risiko einer Gefährdung für das zuständige Bedienpersonal des Bearbeitungszentrums auf ein Minimum gesenkt wird.

[0009] Ein Vorteil liegt darin, dass ein konstruktiv einfaches und wirtschaftliches Bearbeitungszentrum (mit Werkzeugmagazin) zur Verfügung gestellt wird.

[0010] Diese Zwecke und Vorteile und anderes mehr werden mit dem Bearbeitungszentrum nach einem oder mehreren der unten aufgeführten Patentansprüche erreicht.

[0011] In einem Beispiel umfasst ein Bearbeitungszentrum mindestens eine bewegliche Halterung (Querträger) auf einer ersten Arbeitsachse, mindestens eine Arbeitseinheit, die beweglich auf der Halterung auf einer zweiten Arbeitsachse angebracht ist, ein zusammen mit der Halterung auf der ersten Achse beweglich angebrachtes Werkzeugmagazin, Schutzmittel, die zusammen mit der Halterung und dem Werkzeugmagazin auf der ersten Arbeitsachse beweglich angebracht sind und mindestens teilweise sowohl um die Arbeitseinheit als auch das Werkzeugmagazin verlaufen, um die Sicherheit des Bedienpersonals zu gewährleisten und es gegen Stöße zu schützen.

[0012] In einem Beispiel umfasst ein Bearbeitungszentrum mindestens einen auf einer ersten Arbeitsachse beweglich angebrachten Querträger, mindestens eine an dem Querträger beweglich angebrachte Arbeitseinheit, mindestens ein zusammen mit dem Querträger auf der ersten Arbeitsachse beweglich angebrachtes Werkzeugmagazin, wobei mindestens eine Reihe mit Werkzeughaltern parallel gegenüber dem Querträger angebracht ist.

[0013] Die Erfindung kann mit Bezug auf die Zeichnung in der Anlage, die ein nicht einschränkendes Anwendungsbeispiel zeigt, besser verstanden werden.

[0014] Fig. 1 zeigt eine Draufsicht eines Beispiels für ein Bearbeitungszentrum mit Werkzeugmagazin nach der vorliegenden Erfindung.

[0015] Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht der Fig. 1 in Vertikalansicht von unten.

[0016] Fig. 3 zeigt einen Aufriss des Werkzeugmagazins des Bearbeitungszentrums aus Fig. 1 mit dem Werkzeugmagazin in zurückgezogener Ruheposition (distal).

[0017] Fig. 4 zeigt die Ansicht aus Fig. 3 mit dem Werkzeugmagazin in vorgeschobener Position für den Werkzeugwechsel (proximal).

[0018] Fig. 5 zeigt das Werkzeugmagazin in der Position auf Fig. 4 aus einer anderen Perspektive.

[0019] Mit Bezug auf die oben genannten Figuren wird insgesamt mit 1 ein Bearbeitungszentrum angegeben, insbesondere zur spanenden Bearbeitung von Material (Fräsen, Bohren, Bördeln etc.) wie beispielsweise zur Bearbeitung von Werkstücken aus Holz, aus Holzwerkstoffen oder mit Holz vergleichbaren Werkstoffen. Das Bearbeitungszentrum 1 kann beispielsweise ein numerisch gesteuertes Bearbeitungszentrum umfassen. Das Bearbeitungszentrum 1 kann insbesondere drei oder mehr Arbeitsachsen umfassen.

[0020] Das Bearbeitungszentrum kann insbesondere mindestens einen Sockel 2 umfassen, der wie in diesem Beispiel Halterungsmittel aufweisen kann, um mindestens ein zu bearbeitendes Werkstück zu halten. Diese Halterungsmittel können insbesondere mindestens eine Haltefläche umfassen, wie in diesem speziellen Fall beispielsweise ein horizontale Haltefläche. Die Halterungsmittel können insbesondere einen oder mehr Stützstäbe 3 umfassen, die beispielsweise mit einem oder mehr Befestigungsmitteln 4 für das Werkstück ausgestattet sind.

[0021] Das Bearbeitungszentrum 1 kann insbesondere mindestens einen beweglich auf einer ersten Achse X des Bearbeitungszentrums angebrachten Querträger 5 umfassen. Der Querträger 5 kann Teil eines beweglichen Portalgestells sein, das operativ mit den Halterungsmittel für das/die zu bearbeitende/n Werkstück/e verbunden ist. Der Querträger 5 kann wie in diesem Beispiel mindestens teilweise über der Haltefläche angeordnet sein. Der Querträger 2 kann insbesondere ein lang gezogenes und in Richtung einer zweiten Achse Y des Bearbeitungszentrums verlängertes Element umfassen. Die zweite Achse Y kann wie in diesem Beispiel senkrecht zur ersten Achse X liegen. Die Mittel zur Bewegung des Querträgers 2 können insbesondere Mittel zur Bewegung der bekannten Art sein und werden daher nicht detaillierter beschrieben.

[0022] Das Bearbeitungszentrum kann insbesondere mindesten eine Arbeitseinheit 6 umfassen, die sich auf dem Querträger 5 befindet und bewegt werden kann. Die Arbeitseinheit 6 kann beispielsweise auf der genannten zweiten Achse Y des Bearbeitungszentrums beweglich sein. Die Arbeitseinheit 6 kann insbesondere einen Werkzeugträgerkopf (mit austauschbarem Werkzeug) umfassen, der diverse (spanende) Bearbeitungsverfahren wie beispielsweise Fräsen, Bohren, Bördeln etc. ausführen kann.

[0023] Das Bearbeitungszentrum 1 kann insbesondere mindestens ein Werkzeugmagazin 7 umfassen. Das Werkzeugmagazin 7 kann insbesondere auf einer parallel zur ersten Achse X des Bearbeitungszentrums liegenden Richtung beweglich sein. Das Werkzeugmagazin 7 kann insbesondere mit einer ersten (geradlinigen) Bewegung bewegt werden, was zusammen mit der (geradlinigen) Bewegung des Querträgers 5 auf der ersten Achse X erfolgen kann. Insbesondere kann das Werkzeugmagazin 7 wie im vorliegenden Fall im Verbund mit dem Querträger 5 beweglich sein. Das Werkzeugmagazin 7 kann mindestens teilweise über der Haltefläche für das Werkstück angebracht sein.

[0024] Das Bearbeitungszentrum 1 kann insbesondere mindestens eine Schutzhülle 8 (für die Sicherheit des Bedienpersonals) umfassen, die insbesondere zur Aufnahme (mindestens teilweise, beispielsweise seitlich, auf allen Seiten oder mindestens eines Teils der Seiten) der Arbeitseinheit 6 über einen Teil oder die gesamte mögliche Lauflänge in Richtung der zweiten Achse Y ausgelegt ist. Die Schutzhülle 8 kann insbesondere zusammen mit dem Querträger 5 beweglich sein, beispielsweise in Richtung der ersten Achse X. Die Schutzhülle 8 kann zur Aufnahme des gesamten Werkzeugmagazins 7 oder eines Teils davon ausgelegt sein.

[0025] Die Schutzhülle 8 kann insbesondere mindestens ein Schutzgehäuse, beispielsweise aus Kunststoff, umfassen, insbesondere aus einem Material, das für die Herstellung von Schutzeinrichtungen bei Bearbeitungszentren der bekannten Art verwendet wird. Die Schutzhülle 8 ist so gebaut und angebracht, dass sie mindestens einen Teil (mindestens seitlich) sowohl der

Arbeitseinheit 6 in ihrer Bewegung auf der zweiten Achse Y als auch des Werkzeugmagazins 7, das sich zusammen mit dem Querträger 5 bewegen kann, umhüllt und/oder umschließt, um die Sicherheit und Unversehrtheit des für das Bearbeitungszentrum zuständigen Bedienpersonals zu gewährleisten. Die Schutzhülle 8 kann mindestens zum Teil über der Haltefläche des Werkstücks angebracht sein.

[0026] Das Werkzeugmagazin 7 kann insbesondere mindestens einen Teil von Werkzeughaltern umfassen, die in einer dem Querträger 5 gegenüberliegenden Reihe angebracht sind (wobei mit gegenüber in Richtung der ersten Achse X gemeint ist). Diese Reihe mit Werkzeughaltern kann beispielsweise parallel zur Längsrichtung des Querträgers 5 liegen. Die Reihe mit Werkzeughaltern kann beispielsweise parallel zur zweiten Achse Y des Bearbeitungszentrums liegen.

[0027] Das Werkzeugmagazin 7 kann wie im vorliegenden Beispiel mindestens einen in Bezug auf die Arbeitseinheit 6 beweglichen Teil mit der Möglichkeit zu einer zweiten (von der ersten, oben genannten Bewegung getrennten) Bewegung umfassen, mit der es mindestens eine distale (zurückgezogene) Ruheposition einnehmen kann, in der es sich verhältnismäßig weit von der Arbeitseinheit 6 befindet, und mindestens eine proximale (vorgeschobene) Position für den Werkzeugwechsel einnehmen kann, in der es sich verhältnismäßig nah an der Arbeitseinheit 6 befindet. Die zweite Bewegung des beweglichen Teils des Magazins 7 kann insbesondere mindestens eine geradlinige Bewegung, beispielsweise eine (senkrechte) Querbewegung zur Längsverlaufsrichtung der genannten Reihe mit Werkzeughaltern umfassen.

[0028] Der bewegliche Teil des Magazins 7 kann insbesondere mit Führungsmitteln 9, beispielsweise mit linearen Führungsmitteln, insbesondere mit (linearen) Gleitführungsmitteln verbunden sein. Die Führungsmittel 9 können auf einer Halterung (insbesondere in Form einer Platte wie im vorliegenden Beispiel) angebracht sein, die das Werkzeugmagazin 7 trägt und (mechanisch, beispielsweise fest verbunden, insbesondere mit stegförmigen Mitteln 10) mit dem Querträger 5 verbunden sein kann.

[0029] Der bewegliche Teil des Magazins 7 kann insbesondere über die Steuerung von (von den Motormitteln des Querträgers 5 getrennten und/oder unabhängigen) Motormitteln zwischen einer distalen und einer proximalen Position bewegt werden. Die Motormittel des beweglichen Teils des Magazins können insbesondere einen oder mehr Linearantriebe umfassen. Diese Motormittel können Motormittel mit jeder Art von Antrieben, beispielsweise elektrische, pneumatische, hydraulische etc., umfassen. Diese Motormittel können zusammen (fest verbunden) mit einer ersten Bewegung des Querträgers 5 in einer parallel zur ersten Achse X verlaufenden Bewegungsrichtung beweglich sein. Diese Bewegungen, die erste und die zweite, die getrennt und voneinander unabhängig sind (wobei die erste Bewegung die Arbeitsbewegung längs der ersten Achse X des Bearbeitungszentrums umfasst, während die zweite Bewegung die relative Bewegung des Magazins 7 bezüglich der Arbeitsgruppe 5 zwischen der Ruheposition und der Position für den Werkzeugwechsel umfasst), können insbesondere parallel zueinander liegen.

[0030] Wie gesagt kann die Schutz- und Sicherheitshülle 8 zusammen mit dem Querträger 5 (erste Arbeitsbewegung) längs der ersten Achse X beweglich sein, vor allem aufgrund der Tatsache, dass die Schutzhülle 8 am Querträger 5 befestigt ist. Das Werkzeugmagazin 7 kann zusammen (fest verbunden) mit dem Querträger 5 beweglich sein, insbesondere aufgrund der Tatsache, dass das Werkzeugmagazin 7 an dem Querträger 5 befestigt oder fest mit ihm verbunden ist. Es ist möglich, wie in diesem Beispiel, die stegförmigen Mittel 10, beispielsweise mindestens einen Haltearm, so anzuordnen, dass sie auskragend vom Querträger abstehen, wobei ein Ende am Querträger 5 befestigt ist und das gegenüberliegende Ende am Werkzeugmagazin 7 angebracht ist.

[0031] In einem anderen, nicht abgebildeten Beispiel kann das Werkzeugmagazin 7 zusammen mit dem Querträger 5 beweglich sein aufgrund der Tatsache, dass das Werkzeugmagazin 7 mit (eigenen und getrennten) Motormitteln ausgestattet ist, die so konfiguriert sind, dass sie das Werkzeugmagazin 7 zusammen mit dem Querträger 5 längs der ersten Achse X bewegen, wobei die Motormittel des Werkzeugmagazins 7 und die Motormittel des Querträgers 5 über (programmierbare elektronische) Steuermittel gesteuert werden, welche die beiden Elemente koordiniert bewegen (beispielsweise gleichzeitig und mit der gleichen Geschwindigkeit).

[0032] Die Schutzhülle 8 kann wie in diesem Beispiel einen ersten Teil 8a und einen zweiten Teil 8b umfassen, die beide (fest) miteinander verbunden sind. Der erste Teil 8a kann in Richtung der zweiten Achse Y verlaufen, um die Arbeitseinheit 6 mindestens teilweise oder ganz bei ihrer Bewegung längs der zweiten Achse Y zu umschließen. Der zweite Teil 8b kann wie in diesem Beispiel aus dem ersten Teil 8a herausragen, insbesondere in Richtung der ersten Achse X, um das Werkzeugmagazin 7 sicher zu umschließen. Der zweite Teil 8b kann wie in diesem Beispiel aus einer Verlängerung bestehen, die aus einem (oberen) Bereich des ersten Teils 8a heraustritt. Der erste Teil 8a kann wie in diesem Beispiel wandartige Mittel umfassen, die nach unten offen sind und die Arbeitseinheit 6 und/oder den Querträger 5 umgeben. Der zweite Teil 8b kann wie in diesem Beispiel wandartige Mittel umfassen, die auf einer Seite der wandartigen Mittel des ersten Teils 8a heraustreten und kuppelförmig sein können.

[0033] Die Arbeitseinheit 6 könnte beispielsweise über Shuttle-Einrichtungen (beispielsweise der bekannten Art) verfugen, die für den Werkzeugwechsel konfiguriert sind. Der Werkzeugwechsel kann insbesondere dann durchgeführt werden, wenn der bewegliche Teil des Werkzeugmagazins 7 sich in proximaler (vorgeschobener) Position für den Werkzeugwechsel befindet. Wenn die Arbeitseinheit 6 das Werkstück bearbeitet, kann der bewegliche Teil des Werkzeugmagazins 7 sich in distaler (zurückgezogener) Ruheposition befinden.

[0034] In diesem Beispiel umfasst das Werkzeugmagazin 7 eine einzelne (feste, d. h. nicht verschiebbare) Reihe von Werkzeughaltern. Es ist in anderen, nicht gezeigten Beispielen möglich, ein Werkzeugmagazin anderer Art vorzusehen, beispielsweise ein Magazin mit mehreren Reihen von Werkzeughaltern (beispielsweise eine Reihe über der anderen) oder ein bewegliches Magazin, in dem die diversen Werkzeughalter verschiebbar sind (beispielsweise längs eines endlos ausgebildeten Gleitrings) oder ein Magazin mit mindestens einem Drehkarussell etc.

[0035] Die Anordnung mindestens eines Werkzeugmagazins 7, das zusammen (in fester Verbindung oder koordiniert) mit den Halterungsmitteln (Querträger 5) der Arbeitseinheit 6 beweglich ist, ermöglicht es, die Werkzeugwechselzeiten zu reduzieren, insbesondere durch die Verringerung des Abstands zwischen Arbeitseinheit 6 und Magazin 7. Außerdem ermöglicht die Anordnung des Magazins 7 innerhalb einer Schutzhülle 8, insbesondere einer Schutzhülle 8, die mindestens einen Teil umfasst, der die Arbeitseinheit 6 sicher schützt, ein Bearbeitungszentrum mit relativ geringen Maßen, das die Unversehrtheit des Bedienpersonals gewährleisten kann.

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. Bearbeitungszentrum, das Folgendes umfasst: mindestens einen auf einer ersten Achse (X) beweglichen Querträger (5); mindestens eine auf diesem Querträger (5) bewegliche Arbeitseinheit (6); mindestens ein in einer parallel zu dieser ersten Achse (X) verlaufenden Richtung bewegliches Werkzeugmagazin (7); Schutzmittel (8), die in dieser Richtung beweglich und so angeordnet sind, dass sie für die Sicherheit des für das Bearbeitungszentrum zuständigen Bedienpersonals mindestens teilweise die Arbeitseinheit (6) und das Werkzeugmagazin (7) umschließen;
2. Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 1, bei dem das Werkzeugmagazin (7) mindestens einen Teil mit Werkzeughaltern umfasst, die in einer dem Querträger (5) gegenüberliegenden und parallel zu einer Längsseite des Querträgers (5) verlaufenden Reihe angeordnet sind, wobei das Werkzeugmagazin (7) mit einer ersten Bewegung zusammen mit dem Querträger (5) in der besagten Richtung beweglich ist und mindestens einen bezüglich der Arbeitseinheit (6) mit einer zweiten Bewegung beweglichen Teil umfasst, wobei es mindestens eine distale Ruheposition einnehmen kann, in der es von der Arbeitseinheit (6) weiter entfernt ist, und mindestens eine proximale Position für den Werkzeugwechsel einnehmen kann, in der es der Arbeitseinheit (6) näher ist.
3. Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 1 oder 2, bei dem die Schutzmittel (8) zusammen mit dem Querträger (5) auf der ersten Achse (X) beweglich sind.
4. Bearbeitungszentrum nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, bei dem das Werkzeugmagazin (7) mindestens einen Teil mit Werkzeughaltern umfasst, die linear in einer parallel zu dem Querträger (5) verlaufenden Reihe angeordnet sind.
5. Bearbeitungszentrum nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, bei dem mindestens ein Teil des Werkzeugmagazins (7) in Richtung der ersten Achse (X) gegenüber dem Querträger (5) angeordnet ist.
6. Bearbeitungszentrum nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, bei dem das Werkzeugmagazin (7) zusammen mit dem Querträger (5) beweglich ist.
7. Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 6, bei dem das Werkzeugmagazin (7) fest mit dem Querträger (5) verbunden ist.
8. Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 6, bei dem das Werkzeugmagazin mit Motormitteln ausgestattet ist, die von den Motormitteln des Querträgers (5) getrennt und so konfiguriert sind, dass sie das Werkzeugmagazin zusammen mit dem Querträger (5) auf der ersten Achse (X) bewegen.
9. Bearbeitungszentrum nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, bei dem das Werkzeugmagazin (7) mindestens einen bezüglich der Arbeitseinheit (6) beweglichen Teil umfasst und mindestens eine distale Ruheposition einnehmen kann, in der es weiter von der Arbeitseinheit (6) entfernt ist, und mindestens eine proximale Position für den Werkzeugwechsel einnehmen kann, in der es näher an der Arbeitseinheit (6) hegt, um den Werkzeugwechsel zu ermöglichen, wobei der bewegliche Teil zwischen der distalen und der proximalen Position über die Steuerung von Motormitteln bewegbar ist, die ihrerseits zusammen mit dem Querträger (5) auf der ersten Achse (X) bewegbar sind.
10. Bearbeitungszentrum nach einem der Patentansprüche 1 bis 9, bei dem die Schutzmittel mindestens eine Hülle (8) umfassen, die mindestens zwei fest miteinander verbundene Teile (8a; 8b) umfasst, wobei ein erster Teil (8a) sich in Richtung des Querträgers (5) erstreckt, um die Arbeitseinheit (6) mindestens teilweise oder ganz in ihrer Bewegung auf dem Querträger (5) zu umschließen, und ein zweiter Teil (8b) aus diesem ersten Teil in Richtung der ersten Achse (X) herausragt, um das Werkzeugmagazin (8) mindestens teilweise zu umschließen.
11. Bearbeitungszentrum nach einem der Patentansprüche 1 bis 10, das mindestens einen Sockel (2) umfasst, der eine horizontale Haltefläche umfasst, um mindestens ein zu bearbeitendes Werkstück zu tragen, wobei der Querträger (5) und/oder die Arbeitseinheit (6) und/oder das Werkzeugmagazin (7) und/oder die Schutzmittel (8) mindestens teilweise über der Haltefläche angebracht sind.