DE10159689A1

DE10159689A1 - Werkzeugmaschine und Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE10159689A1
Application number: DE10159689A
Authority: DE
Inventors: Udo Tuellmann
Original assignee: Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky
Current assignee: Index Werke GmbH and Co KG Hahn and Tessky
Priority date: 2001-11-28
Filing date: 2001-11-28
Publication date: 2003-06-26

Abstract

Um eine Werkzeugmaschine, umfassend DOLLAR A eine Maschinensteuerung, DOLLAR A ein Maschinengestell, DOLLAR A einen am Maschinengestell vorgesehenen Arbeitsraum, DOLLAR A eine am Maschinengestell und im Arbeitsraum angeordnete Werkstückaufnahme für mindestens ein Werkstück DOLLAR A und DOLLAR A ein Maschinengehäuse, innerhalb von welchem der Arbeitsraum angeordnet ist, derart zu verbessern, daß ein Markieren der Teile in einfacher Weise möglich ist, wird vorgeschlagen, daß innerhalb des Maschinengehäuses eine Laserbeschriftungseinheit vorgesehen ist, die einen Laserstrahl erzeugt, und daß eine Beschriftung des Werkstücks durch eine Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl und dem Werkstück in Richtung zweier quer zueinander verlaufender Beschriftungsachsen erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, umfassend eine Maschinensteuerung, ein Maschinengestell, einen am Maschinengestell vorgesehenen Arbeitsraum, eine am Maschinengestell und im Arbeitsraum angeordnete Werkstückaufnahme für mindestens ein Werkstück und ein Maschinengehäuse, innerhalb von welchem der Arbeitsraum angeordnet ist.
Derartige Werkzeugmaschinen sind aus dem Stand der Technik bekannt.

Heutzutage besteht die Forderung, die durch derartige Werkzeugmaschinen bearbeiteten Teile mit Erkennungsdaten zu versehen, die einen Rückschluß auf die Produktion dieses Teiles zulassen.

Daher werden Werkstücke üblicherweise in separaten Beschriftungseinrichtungen beschriftet, was jedoch zur Folge hat, daß separate Vorrichtungen hierzu aufgebaut werden müssen, die Raum benötigen und zu denen über eine Verkettung mit der Werkzeugmaschine die beispielsweise fertig bearbeiteten Teile transportiert werden müssen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der eingangs beschriebenen Art derart zu verbessern, daß ein Markieren der Teile in einfacher Weise möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Werkzeugmaschine der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß innerhalb des Maschinengehäuses eine Laserbeschriftungseinheit vorgesehen ist, die einen Laserstrahl erzeugt und daß eine Beschriftung des Werkstücks durch eine Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl und dem Werkstück in Richtung zweier, quer zueinander verlaufender Beschriftungsachsen erfolgt.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß dadurch eine zusätzliche Vorrichtung entfallen kann und auch die Verkettung mit dieser Vorrichtung, so daß die Markierung bei der erfindungsgemäßen Lösung weit einfacher und problemloser durchführbar ist.

Besonders günstig ist es, wenn das Beschriften des Werkstücks innerhalb des Maschinengehäuses im Arbeitsraum erfolgt.

Hinsichtlich des Haltens des Werkstücks zum Beschriften sind dabei die unterschiedlichsten Lösungen denkbar.

Beispielsweise wäre es denkbar, eine spezielle Transportvorrichtung für das Werkstück vorzusehen, welche dieses zu der Laserbeschriftungseinheit transportiert.

Eine besonders günstige Lösung sieht jedoch vor, daß das Werkstück zum Beschriften in einer Werkstückhandhabungseinrichtung gehalten ist, mit welcher das Werkstück zur Werkzeugaufnahme und von dieser weg bewegbar ist. Damit ist keine zusätzliche Vorrichtung erforderlich, um das Werkstück für das Beschriften zu halten.

Alternativ dazu sieht eine andere vorteilhafte Lösung vor, daß das Werkstück zum Beschriften in der für die Bearbeitung des Werkstücks vorgesehenen Werkstückaufnahme gehalten ist, so daß keinerlei zusätzliche Vorrichtung für das Fixieren des Werkstücks erforderlich ist.

Prinzipiell ist es denkbar, die Laserbeschriftungseinheit so auszubilden, daß diese zwei Strahlablenkeinrichtungen aufweist, um den Laserstrahl in Richtung der zwei Beschriftungsachsen zu bewegen.

Die Laserbeschriftungseinheit läßt sich jedoch einfacher aufbauen, wenn die Relativbewegung zumindest längs einer der Beschriftungsachsen durch eine Relativbewegung zwischen der Laserbeschriftungseinheit und dem Werkstück durch eine von der Maschinensteuerung gesteuerte Bewegung längs mindestens einer Bewegungsachse der Werkzeugmaschine erzeugt wird. Diese Lösung macht von den ohnehin in einer Werkzeugmaschine vorhandenen und von der Maschinensteuerung gesteuerten Bewegungsachsen Gebrauch, wodurch sich mindestens eine Strahlablenkeinrichtung einsparen läßt.

Eine Bewegungsachse der Werkzeugmaschine kann dabei jede Achse sein, in welcher eine von der Maschinensteuerung gesteuerte Bewegung erfolgt.

Beispielsweise ist die Bewegungsachse der Werkzeugmaschine eine für ein Be- und/oder Entladen des Werkstücks vorgesehene Bewegungsachse.

Das Heranziehen einer derartigen für das Be- und/oder Entladen vorgesehenen Bewegungsachse hat den Vorteil, daß damit für die Bewegung längs der Beschriftungsachse die für die Bearbeitung des Werkstücks erforderlichen Zeiten nur unwesentlich beeinträchtigt werden. Es besteht sogar die Möglichkeit, dadurch das Beschriften des Werkstücks unabhängig von der Bearbeitung und somit ohne nachteilige Beeinflussung der Bearbeitungszeiten durchzuführen.

Besonders günstig ist es, wenn die Bewegungsachse der Werkzeugmaschine eine Bewegungsachse einer Werkstückhandhabungsvorrichtung der Werkzeugmaschine ist, welche ohnehin zur Handhabung des Werkstücks gesteuerte Bewegungen ausführen muß, so daß diese auch gleichzeitig zur Erzeugung der Relativbewegung längs mindestens einer Beschriftungsachse ausgenutzt werden können.

Besonders zweckmäßig ist es dabei, wenn die Bewegungsachse ungefähr parallel zu einer Z-Achsenrichtung bei der Werkstückbearbeitung verläuft, da bei dem Be- und/oder Entladen des Werkstücks zumindest eine ausreichend hohe Genauigkeit der Bewegung in Richtung der Z-Achse erforderlich ist und somit diese Genauigkeit bei dem Be- und/oder Entladen des Werkstücks auch für die Relativbewegung beim Beschriften ausgenutzt werden kann.

Alternativ oder ergänzend hierzu sieht eine andere vorteilhafte Lösung vor, daß die durch die Maschinensteuerung gesteuerte Bewegungsachse der Werkzeugmaschine einer Bearbeitungsachse der Werkzeugmaschine entspricht. Diese Lösung hat den großen Vorteil, daß für die Bearbeitung des Werkstücks in der Werkzeugmaschine ohnehin hochpräzise Bearbeitungsachsen erforderlich sind und somit das Ausnutzen dieser Bearbeitungsachsen zur Erzeugung der Relativbewegung in mindestens einer der Beschriftungsachsen die Möglichkeit schafft, auch beim Beschriften mit der notwendigen hohen Präzision für ein gutes Schriftbild arbeiten zu können.

Besonders konsequent lassen sich die ohnehin vorhandenen Bearbeitungsachsen dann ausnützen, wenn die Relativbewegung in Richtung der Beschriftungsachsen durch zwei durch die Maschinensteuerung gesteuerte Bearbeitungsachsen relativ zum Maschinengestell erfolgt.

Im Zusammenhang mit den vorteilhaften Lösungen, welche die ohnehin vorhandenen Bewegungsachsen der Werkzeugmaschine einsetzen, wurde nicht näher darauf eingegangen, wie die Relativbewegung zwischen Laserstrahl und Werkstück relativ zum Maschinengestell realisiert werden soll.

Eine vorteilhafte Lösung sieht dabei vor, daß das Werkstück längs der mindestens einen durch die Maschinensteuerung steuerbaren Bewegungsachse relativ zum Maschinengestell bewegbar ist.

Bei dieser Lösung bleibt noch offen, wie viele der Beschriftungsachsen sich durch die Relativbewegung des Werkstücks zum Maschinengestell realisieren lassen.

Im Extremfall lassen sich die Bewegungen längs beider Beschriftungsachsen durch Relativbewegung des Werkstücks gegenüber dem Maschinengestell realisieren.

Bei dieser Lösung kann der Laserstrahl relativ zum Maschinengestell stationär ausgerichtet sein.

Eine derartige stationäre Ausrichtung des Laserstrahls relativ zum Maschinengestell ist jedoch nicht zwingend. Vielmehr kann auch beim Beschriften die Überlagerung der Bewegung in mindestens einer der Bewegungsachsen der Werkzeugmaschine mit einer Bewegung des Laserstrahls relativ zum Maschinengestell längs mindestens einer der Beschriftungsachsen oder auch beider Beschriftungsachsen erfolgen. Mit einer derartigen komplexen Bewegung läßt sich beispielsweise auch das Beschriften in unterschiedliche Bewegungen untergliedern, beispielsweise kann ein Zeilensprung durch die Bewegungsachsen der Werkzeugmaschine realisiert werden, während das Schreiben in einer Zeile im Extremfall durch die Relativbewegung des Laserstrahls gegenüber dem Maschinengestell längs zweier Beschriftungsachsen erfolgen kann.

D. h., daß bei der erfindungsgemäßen Lösung jede Kombination einer oder mehrerer Bewegungsachsen der Werkzeugmaschine mit der Bewegung des Laserstrahls relativ zum Maschinengestell längs einer oder mehrerer Beschriftungsachsen erfolgen kann.

Hinsichtlich der Bewegung des Laserstrahls relativ zum Maschinengestell in Richtung einer oder mehrerer der Beschriftungsachsen sind die unterschiedlichsten Lösungen denkbar. So ist es beispielsweise denkbar, die Bewegungen längs der Beschriftungsachsen durch der Laserbeschriftungseinheit zugeordnete eigene Strahlablenkeinheiten zu realisieren.

Um eine kostengünstige Lösung zu erreichen, ist es jedoch vorteilhaft, wenn der Laserstrahl in Richtung mindestens einer der Beschriftungsachsen mittels einer von der Maschinensteuerung gesteuerten Bewegungsachse der Werkzeugmaschine bewegbar ist.

Eine andere vorteilhafte Lösung sieht vor, daß die Bewegung des Laserstrahls durch zwei quer zueinander und jeweils in Richtung der Beschriftungsachsen verlaufende und durch die Maschinensteuerung gesteuerte Bewegungsachsen erfolgt.

Hinsichtlich der Anordnung der Laserbeschriftungseinheit wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung der einzelnen Ausführungsbeispiele keine näheren Angaben gemacht. So ist es grundsätzlich denkbar, die Laserbeschriftungseinheit an beliebigen Stellen am Maschinengestell anzuordnen, sofern sichergestellt ist, daß mit dem von der Laserbeschriftungseinheit erzeugten Laserstrahl das Werkstück zum Beschriften erreicht werden kann.

Eine besonders vorteilhafte Lösung sieht dabei vor, daß die Laserbeschriftungseinheit in eine Aufnahme für ein Bearbeitungswerkzeug einsetzbar ist, so daß keine zusätzlichen Aufnahmen für die Laserbeschriftungseinheit erforderlich sind und somit auch alle vorhandenen Maschinenkonzepte sich mit einer Laserbeschriftungseinheit nachrüsten lassen.

Besonders günstig ist es, wenn die Laserbeschriftungseinheit in der Aufnahme für das Bearbeitungswerkzeug auswechselbar einsetzbar ist, so daß die Laserbeschriftungseinheit in einfacher Weise als Ersatz für ein Werkzeug eingesetzt werden kann.

Die Aufnahme kann dabei eine einzelne Aufnahme für ein einziges Bearbeitungswerkzeug sein.

Besonders günstig ist es jedoch, wenn die Aufnahme für das Bearbeitungswerkzeug an einem Mehrfachwerkzeugträger angeordnet ist, welcher die Möglichkeit bietet, auch noch weitere Werkzeuge aufzunehmen.

Der Mehrfachwerkzeugträger kann dabei als linearer und/oder schwenkbarer Mehrfachwerkzeugträger eingesetzt werden.

Als besonders günstig hat es sich erwiesen, wenn der Mehrfachwerkzeugträger als Revolver ausgebildet ist.

Vorteilhafterweise läßt sich ein derartiger Mehrfachwerkzeugträger dahingehend einsetzen, daß mit dem Mehrfachwerkzeugträger durch Bewegen desselben in einer Werkzeugwechselrichtung die Werkzeugaufnahmen relativ zu dem Werkstück bewegbar sind und die Laserbeschriftungseinheit in eine Beschriftungsstellung bringbar ist.

Eine derartige Beschriftungsstellung kann dabei im einfachsten Fall identisch sein mit der Arbeitsstellung eines Werkzeugs.

Es ist aber auch denkbar, daß die Beschriftungsstellung eine völlig andere Stellung als eine Bearbeitungsstellung eines Werkzeugs des Mehrfachwerkzeugträgers ist, da das Werkstück für das Beschriften nicht durch die Werkstückaufnahme zum Bearbeiten des Werkstücks gehalten, sondern durch eine andere Vorrichtung, beispielsweise die Handhabungsvorrichtung für das Werkstück.

Um die Auswechselbarkeit der Laserbeschriftungseinheit in der Aufnahme für das Werkzeug konsequent ausnützen zu können und diese Aufnahme auch für Werkzeuge einsetzen zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Laserbeschriftungseinheit in einem Werkzeugmagazin speicherbar ist und somit in diesem Werkzeugmagazin zwischengelagert werden kann, so lange, bis sie benötigt wird.

Besonders günstig ist es hierbei, wenn die Laserbeschriftungseinheit gesteuert durch die Maschinensteuerung vom Werkzeugmagazin in die Werkzeugaufnahme ein- und/oder aus dieser auswechselbar ist, so daß im Betrieb der Werkzeugmaschine die für die Laserbeschriftungseinheit benötigte Aufnahme auch für andere Werkzeuge eingesetzt werden kann.

Hinsichtlich der Kommunikation zwischen der Werkzeugmaschine und der Maschinensteuerung ist es besonders günstig, wenn eine Datenschnittstelle vorgesehen ist, welche die Datenübertragung ermöglicht.

Dabei könnte die Datenschnittstelle eine durch elektrische Kontakte arbeitende Schnittstelle sein, die jedoch die Möglichkeit einer Trennung und somit eines Auswechselns der Laserbeschriftungseinheit schafft.

Vorzugsweise ist die Datenschnittstelle der Aufnahme für das Bearbeitungswerkzeug zugeordnet, so daß mit dem Einwechseln der Laserbeschriftungseinheit in die Aufnahme auch eine Datenkommunikation mit der Maschinensteuerung herstellbar ist.

Vorzugsweise ist die Datenschnittstelle so angeordnet, daß mit dem Einsetzen der Laserbeschriftungseinheit in die Aufnahme zwangsläufig die Datenschnittstelle aktiviert ist.

Die Datenschnittstelle könnte dabei mit elektrischen Kontakten arbeiten.

Besonders günstig ist es jedoch, wenn die Datenschnittstelle berührungslos arbeitet, so daß sich damit in einfacher Weise eine Aktivierung der Datenschnittstelle realisieren läßt.

Dabei ist es von Vorteil, wenn die Datenschnittstelle zwei in der Beschriftungsposition wechselwirkende Datenschnittstelleneinheiten aufweist, wobei hiermit lediglich als Bedingung ausgesagt ist, daß diese Datenschnittstelleneinheiten in der Beschriftungsstellung miteinander wechselwirken sollen, um den Datenaustausch zwischen der Laserbeschriftungseinheit und der Maschinensteuerung sicherzustellen. Außerhalb der Beschriftungsposition kann ebenfalls ein Datenaustausch möglich sein, bei einer einfachen Lösung erfolgt jedoch außerhalb der Beschriftungsposition kein Datenaustausch über die Datenschnittstelle.

Da die erfindungsgemäße Laserbeschriftungseinheit auch Energie zum Betreiben derselben benötigt, insbesondere wenn diese eine Laserquelle umfaßt, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Laserbeschriftungseinheit über eine Energieschnittstelle mit Energie zum Betreiben derselben versorgbar ist.

Um außerdem die auswechselbare Laserbeschriftungseinheit mit Energie versorgen zu können, ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Laserbeschriftungseinheit über eine beim Auswechseln der Laserbeschriftungseinheit lösbare Energieschnittstelle mit Energie zum Betreiben versorgbar ist, so daß sich auch die Energieversorgung der Laserbeschriftungseinheit in einfacher Weise realisieren läßt.

Besonders günstig ist es dabei, wenn die Energieschnittstelle so ausgebildet ist, daß sie in der Beschriftungsposition in Wechselwirkung stehende Energieschnittstelleneinheiten umfaßt, die die Energieversorgung sicherstellen.

Diese Energieversorgung ist in der Beschriftungsposition zwingend, kann aber außerhalb der Beschriftungsposition ebenfalls bestehen oder es besteht die Möglichkeit, außerhalb der Beschriftungsposition keinerlei Wechselwirkung zwischen den Energieschnittstelleneinheiten zu haben.

Eine derartige Energieschnittstelle kann in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein.

Beispielsweise ist es denkbar, die Energieschnittstelle so auszubilden, daß die Energieschnittstelleneinheiten durch berührende Wechselwirkung Energie übertragen. Eine derartige berührende Wechselwirkung läßt sich beispielsweise im einfachsten Fall durch elektrische Kontakte realisieren.

Es ist aber auch denkbar, eine derartige berührende Wechselwirkung in Form eines mechanischen Kontakts zu realisieren, so daß mechanische Energie übertragen werden kann. Eine andere Möglichkeit sieht vor, Energie durch ein gasförmiges oder fluides Medium zu übertragen und dann in der Laserbeschriftungseinheit entsprechend zu wandeln.

Besonders günstig läßt sich eine derartige Energieschnittstelle dann realisieren, wenn die Energieschnittstelleneinheiten beim Einsetzen der Laserbeschriftungseinheit in die Aufnahme zwangsläufig in Wechselwirkung treten, so daß keine separate Verbindung, insbesondere bei Berühren der Wechselwirkung, hergestellt werden muß.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, daß die Energieschnittstelle berührungslos wechselwirkende Energieschnittstelleneinheiten umfaßt, wobei eine derartige berührungslose Wechselwirkung den großen Vorteil hat, daß sich mit dieser in einfacher Weise ein Aus- und/oder Einwechseln der Laserbeschriftungseinheit in die für diese vorgesehene Aufnahme realisieren läßt.

Eine derartige berührungslose Wechselwirkung zwischen den Energieschnittstelleneinheiten kann in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein. So kann beispielsweise die Energieübertragung über elektrische und/oder magnetische Felder erfolgen oder es besteht die Möglichkeit, die Energieübertragung optisch zu realisieren, wobei sich insbesondere die optische und somit berührungslose Einkopplung von Laserenergie in die Laserbeschriftungseinheit anbietet. Es lassen sich aber auch unterschiedlichste Arten der berührungslosen Energieübertragung miteinander kombinieren.

Im Zusammenhang mit der vorstehenden Erläuterung der erfindungsgemäßen Lösung wurden die Laserbeschriftungseinheiten selbst nicht näher spezifiziert. So ist es besonders vorteilhaft, wenn die Laserbeschriftungseinheit mit einer Abbildungsoptik für den Laserstrahl versehen ist, da mit einer derartigen Abbildungsoptik stets die Möglichkeit besteht, den Laserstrahl für das Beschriften zu fokussieren.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Laserbeschriftungseinheit eine Strahlablenkung umfaßt, die mindestens in einer Beschriftungsachse wirksam ist, wobei diese Strahlablenkungseinrichtung vorzugsweise durch die Maschinensteuerung steuerbar ist.

Darüber hinaus umfaßt die Laserbeschriftungseinheit vorzugsweise ebenfalls eine Laserstrahlungsquelle, wobei das Vorsehen einer Laserstrahlungsquelle nicht zwingend ist, da - wie bereits dargelegt - auch von einer externen Strahlungsquelle Laserstrahlung in die Laserbeschriftungseinheit mittels der Energieschnittstelle eingekoppelt werden kann.

Darüber hinaus betrifft die Erfindung noch eine Produktionseinrichtung umfassend mindestens zwei Werkzeugmaschinen, wobei bei dieser Produktionseinrichtung eine einzige Laserbeschriftungseinheit in den mindestens zwei Werkzeugmaschinen einsetzbar ist.

Die Laserbeschriftungseinheit könnte prinzipiell manuell von Werkzeugmaschine zu Werkzeugmaschine transportiert werden.

Besonders günstig ist es jedoch, wenn die Laserbeschriftungseinheit mittels einer Transporteinheit zu jeder der mindestens zwei Werkzeugmaschinen zum Beschriften der Werkstücke transportierbar ist.

Dabei könnte die Laserbeschriftungseinheit von der Transporteinheit unmittelbar selbst gehalten werden. Dies hätte jedoch für die exakte Positionierung der Laserbeschriftungseinheit Nachteile.

Aus diesem Grund ist vorzugsweise vorgesehen, daß die Laserbeschriftungseinheit mit der Transporteinheit in die zur Bearbeitung des Werkstücks vorgesehene Aufnahme für ein Werkzeug einsetzbar oder aus dieser entnehmbar ist.

Darüber hinaus wird die erfindungsgemäße Aufgabe auch noch durch ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks in einer Werkzeugmaschine, umfassend eine Maschinensteuerung, ein Maschinengestell, einen am Maschinengestell vorgesehen Arbeitsraum und eine am Maschinengestell im Arbeitsraum angeordnete Werkstückaufnahme für mindestens ein Werkstück und ein Maschinengehäuse, innerhalb von welchem der Arbeitsraum angeordnet ist, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mit der Laserbeschriftungseinheit ein Laserstrahl erzeugt wird und daß im Maschinengehäuse eine Beschriftung des Werkstücks durch eine Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl und dem Werkstück in Richtung zweier quer zueinander verlaufender Beschriftungsachsen durchgeführt wird.

Der Vorteil ist dabei ebenfalls in gleicher Weise wie bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine darin zu sehen, daß damit eine besonders einfache Markierung oder Beschriftung des Werkstücks mit möglichst wenig zusätzlichen Einrichtungen möglich ist, die sich außerdem in geeigneter Weise in den Ablauf zur Bearbeitung des Werkstücks integrieren läßt.

Weitere vorteilhafte Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche sowie bereits im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine beschrieben.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Lösung. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht von vorne auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine;
Fig. 2 eine vergrößerte ausschnittsweise Darstellung einer Laserbeschriftungseinheit des ersten Ausführungsbeispiels;
Fig. 3 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine;
Fig. 4 eine ausschnittsweise vergrößerte Darstellung eines Beschriftens eines Werkstücks beim zweiten Ausführungsbeispiel;
Fig. 5 eine Darstellung ähnlich Fig. 4 einer Variante des zweiten Ausführungsbeispiels;
Fig. 6 eine Darstellung ähnlich Fig. 1 eines dritten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine;
Fig. 7 eine vergrößerte ausschnittsweise Darstellung der Beschriftung des Werkstücks bei dem dritten Ausführungsbeispiel;
Fig. 8 eine Darstellung ähnlich Fig. 7 einer ersten Variante des dritten Ausführungsbeispiels;
Fig. 9 eine Darstellung ähnlich Fig. 7 einer zweiten Variante des dritten Ausführungsbeispiels;
Fig. 10 eine Darstellung ähnlich Fig. 7 einer dritten Variante des dritten Ausführungsbeispiels;
Fig. 11 eine Darstellung ähnlich Fig. 7 einer vierten Variante des dritten Ausführungsbeispiels;
Fig. 12 eine Darstellung ähnlich Fig. 7 einer fünften Variante des dritten Ausführungsbeispiels;
Fig. 13 eine Darstellung ähnlich Fig. 7 einer sechsten Variante des dritten Ausführungsbeispiels und
Fig. 14 eine Draufsicht von oben auf zwei nebeneinander stehende Werkzeugmaschinen in einer siebten Variante des dritten Ausführungsbeispiels.
Ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, dargestellt in Fig. 1, umfaßt ein Maschinengestell 10, an welchem eine Werkstückaufnahme 12 für ein Werkstück W angeordnet, welche beispielsweise als Spanneinrichtung einer als Ganzes mit 14 bezeichneten Werkstückspindel zur Drehbearbeitung des Werkstücks W ausgebildet ist. Die Werkstückspindel 14 ist ihrerseits beispielsweise stationär am Maschinengestell 10 angeordnet und ermöglicht es, das Werkstück W um eine Spindelachse 16 zur Bearbeitung desselben drehend anzutreiben.
Zur Bearbeitung des Werkstücks W ist in bekannter Weise beispielsweise ein Werkzeugträger 20 vorgesehen, welcher vorzugsweise eine Vielzahl von Werkzeugen 22 trägt. Beispielsweise umfaßt der Werkzeugträger 20 einen Revolverkopf 24, welcher an einem Revolvergehäuse 26 um eine Revolverachse 28 drehbar gelagert ist, um die unterschiedlichen Werkzeuge 22 in eine Bearbeitungsposition zu bringen.
Vorzugsweise ist der gesamte Werkzeugträger 20 auf einem Werkzeugträgerschlitten 30 angeordnet, welcher gegenüber dem Maschinengestell 10 um eine zur Spindelachse 16 parallele Z-Achse Z und eine senkrecht zur Spindelachse 16 verlaufende X-Achse gesteuert durch eine Maschinensteuerung 40 bewegbar ist, so daß mit dem jeweils in Bearbeitungsstellung stehenden Werkzeug 22 eine Bearbeitung des Werkstücks W möglich ist.
Ein Arbeitsraum 42, in welchem die Bearbeitung des Werkstücks W mittels der Werkzeuge 22 erfolgt, ist dabei durch eine Arbeitsraumverkleidung 44, die Teil eines Maschinengehäuses der Werkzeugmaschine ist, umschlossen, wobei die Arbeitsraumverkleidung 44 eine zeichnerisch nicht dargestellte Zugangstür aufweist.
In dem Arbeitsraum 42 ist insbesondere der Werkzeugträgerschlitten 30 mit dem Werkzeugträger 20 angeordnet und außerdem ragt in den Arbeitsraum 42 die Werkstückspindel 14 zumindest mit ihrer die Werkstückaufnahme 12 aufweisenden Vorderseite hinein.
Ferner greift in den Arbeitsraum 42 noch eine als Ganzes mit 50 bezeichnete Handhabungseinrichtung hinein, welche einen Arm 52 aufweist, der beispielsweise parallel zur Spindelachse 16 in einer Z'-Richtung bewegbar ist und einen Werkstückgreifer 54 trägt, mit welchem das Werkstück W als Rohteil in die Werkstückaufnahme 12 einsetzbar und als Fertigteil aus der Werkstückaufnahme 12 entnehmbar ist.
Zusätzlich ist der Arm 52 vorzugsweise noch um seine Längsachse 56 mittels einer C'-Achse drehbar, um das Werkstück W als Rohteil von einer Werkstückzufuhreinrichtung aufnehmen und in die Werkstückaufnahme 12 einsetzen oder als Fertigteil aus der Werkstückaufnahme 12 entnehmen und einer Werkstückabfuhrvorrichtung zuführen zu können.
Auch die Handhabungsvorrichtung 50 ist vorzugsweise durch die Maschinensteuerung 40 steuerbar, um die Werkstückzufuhr und die Werkstückabfuhr in geeigneter Weise mit der Werkstückbearbeitung im Arbeitsraum 42 koordinieren zu können.
Ferner ist am Maschinengestell 12 eine Laserbeschriftungseinheit 60 gehalten, mit welcher ein zum Beschriften des Werkstücks W geeigneter Laserstrahl 62 erzeugbar ist.
Die Laserbeschriftungseinheit 60 ist vorzugsweise stationär am Maschinengestell 10 angeordnet, und zwar so, daß der Laserstrahl 62 noch im Arbeitsraum 42 wirksam ist.
Zur Beschriftung des Werkstücks W, beispielsweise als fertig bearbeitetes Werkstück WF, wird das Werkstück W von der Handhabungseinrichtung 50 beispielsweise auf seinem Weg von der Werkstückaufnahme 12 zu einer zeichnerisch nicht dargestellten Werkstückabfuhreinrichtung in einer gestrichelt dargestellten Beschriftungsposition relativ zur Laserbeschriftungseinheit 60 stationär gegenüber dem Maschinengestell 10 positioniert, so daß mit dem Laserstrahl 62 ein Beschriften des Werkstücks möglich ist.
Zur Erzeugung des Laserstrahls 62 zur Beschriftung des Werkstücks umfaßt bei dem ersten Ausführungsbeispiel die Laserbeschriftungseinheit 60 eine Laserstrahlquelle 64 sowie zwei orthogonal zueinander arbeitende Strahlablenkeinrichtungen 66 und 68, welche, wie in Fig. 2 dargestellt, es ermöglichen, den Laserstrahl 62 längs zweier orthogonal zueinander verlaufender Beschriftungsachsen BY und BZ relativ zum Maschinengestell 10 zu bewegen und somit in einer durch die Beschriftungsachsen BY und BZ aufgespannten Beschriftungsfläche BF eine Laserbeschriftung des Werkstücks WF vorzunehmen.
Die Steuerung der Strahlablenkungseinheiten 66 und 68 erfolgt dabei über eine Beschriftersteuerung 70, die bei diesem Ausführungsbeispiel in die Laserbeschriftungseinheit 60 integriert ist und als eine Untereinheit der Maschinensteuerung 40 arbeitet.
Mit dem ersten Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine besteht somit die Möglichkeit, jedes Werkstück W beispielsweise vor Abtransport aus der Werkzeugmaschine zu beschriften und beispielsweise mit einer Chargennummer zu versehen, so daß das fertig bearbeitete Werkstück WF mit Hilfe seiner Produktionsdaten später eindeutig identifizierbar ist, wobei die Produktionsdaten Informationen über die jeweilige Charge, wie beispielsweise die Chargennummer und die Reihenfolge innerhalb einer Charge, sowie gegebenenfalls auch noch Maschinendaten der Werkzeugmaschine umfassen können.
Bei einer Variante des in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiels besteht auch die Möglichkeit, die Laserbeschriftungseinheit 60 nur mit einer Strahlablenkungseinheit, beispielsweise der Strahlablenkungseinheit 66, zu versehen, die für die Bewegung längs der Beschriftungsachse BY verantwortlich ist und die Bewegungsrichtung längs der Beschriftungsachse BZ durch eine Bewegung der Handhabungsvorrichtung 50 in Z'-Richtung beim Beschriften zu realisieren, wobei in diesem Fall die Beschriftungsachse BZ ungefähr parallel zur Z'-Richtung verläuft. Die Steuerung in Richtung der Beschriftungsachse BZ erfolgt dabei durch Ansteuerung der Handhabungsvorrichtung 50 über die Maschinensteuerung 40, wobei in diesem Fall vorzugsweise die Beschriftersteuerung 70 in die Maschinensteuerung 40 integriert ist.
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, dargestellt in Fig. 3, sind diejenigen Elemente, die mit denen des ersten Ausführungsbeispiels identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß hinsichtlich der Beschreibung derselben vollinhaltlich auf die Ausführungen zum ersten Ausführungsbeispiel Bezug genommen wird.
Auch bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Laserbeschriftungseinheit 60 stationär am Maschinengestell 10 angeordnet.
Allerdings ist bei diesem Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß die Werkstückspindel 14 relativ zum Maschinengestell 10 in Richtung der Spindelachse 16, d. h. in Z-Richtung, bewegbar ist, so daß das Werkstück W einerseits zur Bearbeitung relativ zu Werkzeugen 22 durch Bewegen der Werkstückspindel 14 in Z-Richtung positionierbar ist und andererseits in Richtung der Z-Achse ebenfalls durch Bewegen der Werkstückspindel 14 bis zur Beschriftungsposition verschiebbar ist, so daß mit dem Laserstrahl 62 der stationär am Maschinengestell 10 angeordneten Laserbeschriftungseinheit 60 ein Beschriften des Werkstücks W möglich ist, wie durch die gestrichelte Stellung des Werkstücks W in Fig. 3 angedeutet.
In diesem Fall kann die Laserbeschriftungseinheit 60 ebenfalls wie beim ersten Ausführungsbeispiel zwei Strahlablenkeinrichtungen 66 und 68 aufweisen.
Vorteilhaft ist es jedoch, in der Laserbeschriftungseinheit nur noch eine Strahlablenkeinrichtung, nämlich beispielsweise die Strahlablenkeinrichtung 68, vorzusehen, mit welcher der Laserstrahl 62 längs der Beschriftungsachse BZ bewegbar ist. Zur Realisierung der Bewegung des Laserstrahls relativ zum Werkstück W längs der Beschriftungsachse BY wird die C-Achse der Werkstückspindel 14 eingesetzt, welche es ermöglicht, das Werkstück W um die Spindelachse 16 in definierte Winkelpositionen zu drehen und somit eine Bewegung in Richtung der Beschriftungsachse BY zu erzeugen.
Diese C-Achse der Werkstückspindel 14 ist durch die Maschinensteuerung 40 ansteuerbar.
Bei einer zweiten, zeichnerisch nicht dargestellten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels besteht aber auch die Möglichkeit, lediglich die Strahlablenkeinrichtung 66 in der Laserbeschriftungseinheit 60 vorzusehen, welche für die Bewegung längs der Beschriftungsachse BY verantwortlich ist, und die Bewegung längs der Beschriftungsachse BZ durch die Z-Bewegung der Werkstückspindel 14, gesteuert durch die Maschinensteuerung 40, zu realisieren.
Bei einer dritten Variante des zweiten Ausführungsbeispiels, dargestellt in Fig. 5, ist die Laserbeschriftungseinheit 60 so ausgebildet, daß sie lediglich einen zur Laserbeschriftungseinheit 60 und zum Maschinengestell 10 stationär verlaufenden Laserstrahl 62 zur Beschriftung erzeugt. Um die Bewegung des Laserstrahls 62 relativ zum Werkstück W in der Beschriftungsfläche BF realisieren zu können, wird das Werkstück W durch Bewegen der Werkstückspindel 14 längs der Z-Achse mittels der Maschinensteuerung 40 bewegt, wodurch die Bewegung längs der Beschriftungsachse BZ entsteht und außerdem die Werkstückspindel 14 mittels der Maschinensteuerung 40 um die C-Achse C gedreht, wodurch die Bewegung längs der Beschriftungsachse BY entsteht.
Damit werden sämtliche Relativbewegungen des Laserstrahls 62 relativ zum Werkstück W durch die Bewegung des Werkstücks W relativ zum Maschinengestell 10 mittels der Maschinensteuerung 40 realisiert.
Den bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel dargestellten Laserbeschriftungseinheiten 60 muß nicht notwendigerweise jeweils eine eigene Laserstrahlquelle 64 zugeordnet sein, sondern es ist auch denkbar, die Laserbeschriftungseinheiten 60 verschiedener Werkzeugmaschinen über eine gemeinsame Laserstrahlungsquelle, beispielsweise über Lichtleiter, zu versorgen.
Jede der Laserbeschriftungseinheiten 60 umfaßt jedoch, wie in Fig. 1 bis 5 dargestellt, vorzugsweise eine Abbildungsoptik 72, welche den Laserstrahl in der Beschriftungsfläche BF fokussiert, um einerseits ein präzises Schriftbild zu erreichen und andererseits mit möglichst geringer Laserleistung arbeiten zu können.
Hinsichtlich der stationären Anordnung der Laserbeschriftungseinheit 60 beim zweiten Ausführungsbeispiel wurden bislang keine detaillierten Angaben gemacht. Vorzugsweise ist bei dem zweiten Ausführungsbeispiel die Laserbeschriftungseinheit in einer speziell für diese vorgesehenen Aufnahme am Maschinengestell 10 stationär angeordnet.
Bei einem dritten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, dargestellt in Fig. 6, sind diejenigen Elemente, die mit denen des ersten und zweiten Ausführungsbeispiels identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß hinsichtlich der Beschreibung derselben vollinhaltlich auf die Ausführungen zu den voranstehenden Ausführungsbeispielen Bezug genommen wird.
Im Gegensatz zu dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ist die Laserbeschriftungseinheit 60' so ausgebildet, daß sie in Werkzeugaufnahmen 32 des Werkzeugträgers 20 auswechselbar einsetzbar ist.
Ferner ist dem Werkzeugträger 20 ein Werkzeugmagazin 80 zugeordnet, welches so angeordnet und ausgebildet ist, daß in dem Werkzeugmagazin 80 Werkzeuge 22 gespeichert und in die Werkzeugaufnahmen 32 des Werkzeugträgers 20 eingesetzt werden können. In dieses Werkzeugmagazin 80 läßt sich - in gleicher Weise wie ein auswechselbares Werkzeug 22 - die Laserbeschriftungseinheit 60' einwechseln, so daß die Laserbeschriftungseinheit 60' im Werkzeugmagazin 80 speicherbar und bei Bedarf in den Werkzeugträger 20 einwechselbar ist, um dann durch den Werkzeugträger 20 in eine Beschriftungsposition gebracht zu werden, in welcher eine Beschriftung des Werkzeugs W erfolgen kann.
Bei dem dritten Ausführungsbeispiel kann dabei der Werkzeugträger 20 stationär am Maschinengestell 10 angeordnet sein und die Relativbewegung zwischen dem Werkzeugträger 20 und dem Werkstück W lediglich durch Bewegung des Werkstücks W relativ zum Werkzeugträger 20 durch geeignete Bewegung der Werkstückspindel 14 erfolgen oder der Werkzeugträger 20 ist in Richtung mindestens einer Achse zur Bearbeitung, beispielsweise der X-Achse oder der Z-Achse, bewegbar, während das Werkstück durch bewegbare Anordnung der Werkstückspindel 14 in mindestens einer anderen, beispielsweise der Z-Achse oder der X-Achse oder um die C-Achse bewegbar ist, oder es ist vorgesehen, den Werkzeugträger 20 längs mindestens zweier Achsen, d. h. beispielsweise der X-Achse und Z-Achse, zu bewegen.
Wie in Fig. 7 dargestellt, ist beim dritten Ausführungsbeispiel die Laserbeschriftungseinheit 60' in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet und umfaßt neben der Laserstrahlquelle 64 die Strahlablenkeinheiten 66 und 68, so daß der zur Beschriftung vorgesehene Laserstrahl 62 seinerseits aufgrund der Strahlablenkeinheiten 66 und 68 längs der Beschriftungsachsen BY und BZ relativ zum Werkzeugträger 20 bewegbar ist, so daß es zur Beschriftung lediglich erforderlich ist, das Werkstück W stationär relativ zur Laserbeschriftungseinheit 60' zu positionieren.
Bei diesem Ausführungsbeispiel könnte die Beschriftersteuerung 70' in der Laserbeschriftungseinheit 60' vorgesehen sein. Da jedoch über die Maschinensteuerung 40 ohnehin Daten übermittelt werden müssen, ist es günstig, die Beschriftersteuerung 70' in die Maschinensteuerung 40 zu integrieren und die Daten für die Ansteuerung der Strahlablenkeinheiten 66 und 68 über eine der Laserbeschriftungseinheit 60' zugeordnete Datenschnittstelleneinheit 82 und eine der Maschinensteuerung 40 zugeordnete Datenschnittstelleneinheit 84 zu übertragen, wobei vorzugsweise die Datenübertragung zwischen den Datenschnittstelleneinheiten 82 und 84 berührungslos erfolgt.
Ferner ist es erforderlich, der Laserbeschriftungseinheit 60' Energie zum Betreiben der Laserstrahlquelle 64 und der Strahlablenkungseinheiten 66 und 68 zuzuführen.
Aus diesem Grund umfaßt die Laserbeschriftungseinheit 60' eine Energieschnittstelleneinheit 86, welche mit einer Energieschnittstelleneinheit 88 des Werkzeugträgers 20, in diesem Fall einer Energieschnittstelleneinheit 88 des Revolverkopfes 24, zusammenwirkt.
Die Energieschnittstelleneinheiten 86 und 88 sind beispielsweise so ausgebildet, daß sie eine Energieübertragung über eine kontaktierende Wechselwirkung vorsehen, wobei die kontaktierende Wechselwirkung beispielsweise durch elektrische Kontakte oder auch mechanische Kontakte realisierbar ist. Beispielsweise ist es bei mechanischen Kontakten denkbar, den der Werkstückaufnahme 32 vielfach zugeordneten Werkzeugantrieb dazu einzusetzen, der Laserbeschriftungseinheit 60' durch mechanische Kopplung mit dem Werkzeugantrieb mechanische Energie zu übertragen, die in dieser wiederum, beispielsweise durch einen Generator, in elektrische Energie umgesetzt werden kann.
Durch das Vorsehen der Datenschnittstelleneinheiten 82 und 84 sowie der Energieschnittstelleneinheiten 86 und 88 besteht somit die Möglichkeit, die Laserbeschriftungseinheit 60' wie ein Werkzeug in den Werkzeugträger 20 einzuwechseln oder auszuwechseln, ohne daß spezielle Versorgungs- oder Datenanschlüsse zusätzlich realisiert werden müssen, vielmehr ergibt sich spätestens beim Verbringen der Laserbeschriftungseinheit 60' in die Beschriftungsposition die Herstellung der Datenkommunikation zwischen den Datenschnittstelleneinheiten 82 und 84 und die Energiezufuhr ist bereits beim Einsetzen der Laserbeschriftungseinheit 60' in den Werkzeugträger 20 durch die Energieschnittstelleneinheiten 86 und 88, die beim Einsetzen der Laserbeschriftungseinheit 60' in den Werkzeugträger 20 zwangsläufig in Wechselwirkung kommen, herstellbar.
Da bei dem dritten Ausführungsbeispiel das Werkstück W zum Beschriften in der Werkstückaufnahme 12 gehalten ist, ist die Laserbeschriftungseinheit 60' dann in der Beschriftungsposition, wenn die Werkzeugaufnahme 32, in welche diese eingesetzt ist, in der Bearbeitungsposition für ein in diese eingesetztes Werkzeug 22 steht.
Bei einer Variante des dritten Ausführungsbeispiels, dargestellt in Fig. 8, sind diejenigen Elemente, die bei den voranstehenden Ausführungsbeispielen und beim beschriebenen dritten Ausführungsbeispiel identisch sind, mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß hinsichtlich der Beschreibung derselben vollinhaltlich auf die voranstehenden Ausführungen Bezug genommen werden kann.
Bei der in Fig. 8 dargestellten ersten Variante des dritten Ausführungsbeispiels erfolgt nicht nur die Datenkommunikation zwischen den Datenschnittstelleneinheiten 82 und 84 berührungslos, sondern auch die Energiezufuhr über die Energieschnittstelleneinheiten 86', 88'.
Vorzugsweise sind die Datenschnittstelleneinheiten 82 und 84 sowie die Energieschnittstelleneinheiten 86' und 88' so angeordnet, daß spätestens bei Erreichen der Beschriftungsposition durch die Laserbeschriftungseinheit 60' die berührungslose Datenkommunikation und Energiezufuhr über die Datenschnittstelleneinheiten 82 und 84 bzw. die Energieschnittstelleneinheiten 86 und 88 erfolgt.
Bei einer zweiten Variante des dritten Ausführungsbeispiels, dargestellt in Fig. 9, ist nur noch die Strahlablenkeinheit 68 vorhanden, mit welcher der Laserstrahl 62 in Richtung der Beschriftungsachse BZ bewegbar ist.
Eine Bewegung des Laserstrahls 62 in Richtung der Beschriftungsachse BY erfolgt durch Drehen des Werkstücks W mittels der Maschinensteuerung 40 um die Spindelachse 16 als C-Achse, so daß die ohnehin vorhandene und durch die Maschinensteuerung 40 steuerbare Bearbeitungsachse, nämlich die C-Achse, zur Realisierung der Bewegung in Richtung der Beschriftungsachse BY einsetzbar ist.
Bei einer dritten Variante des dritten Ausführungsbeispiels, dargestellt in Fig. 10, ist die Laserbeschriftungseinheit 60' auswechselbar an dem Werkzeugträger 20, insbesondere dem Revolverkopf 24 desselben, gehalten, der Laserstrahl 62 ist jedoch relativ zum Werkzeugträger 20 nicht bewegbar, sondern verläuft stationär.
Die Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl 62 und dem Werkstück W in Richtung der Beschriftungsachse BZ erfolgt dabei beispielsweise durch Verfahren des gesamten Werkzeugträgers 20, vorzugsweise des Werkzeugträgerschlittens 30, in Richtung der Z-Achse mittels der Maschinensteuerung 40, während die Bewegung in Richtung der Beschriftungsachse BY durch ein Drehen des Werkstücks W mittels der C-Achse um die Spindelachse 16 erfolgt, so daß bei diesem Ausführungsbeispiel sämtliche Bewegungen in Richtung der Beschriftungsachsen BZ und BY durch die für die Bearbeitung des Werkstücks W vorgesehenen Bearbeitungsachsen Z und C der Werkzeugmaschine mittels der Maschinensteuerung 40 realisierbar sind.
Bei einer vierten Variante des dritten Ausführungsbeispiels, dargestellt in Fig. 11, ist die Laserbeschriftungseinheit 60 in gleicher Weise lösbar am Werkzeugträger 20 gehalten wie bei der dritten Variante. In gleicher Weise wie bei der dritten Variante erfolgt bei der vierten Variante die Realisierung der Bewegung in Richtung der Beschriftungsachse BY durch Drehen des Werkstücks W um die Spindelachse 16 mittels der C-Achse. Allerdings erfolgt im Gegensatz zur dritten Variante des dritten Ausführungsbeispiels die Realisierung der Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl 62 und dem Werkstück W in Richtung der Beschriftungsachse BZ durch Verschieben des Werkstücks W in Z-Richtung, und zwar durch Verfahren der Werkstückspindel 14 in Z-Richtung, so daß keinerlei Verfahren des Werkzeugträgers 20 in Z-Richtung erforderlich ist.
Bei einer fünften Variante des dritten Ausführungsbeispiels, dargestellt in Fig. 12, erfolgt die Realisierung der Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl 62 und dem Werkstück W in Richtung der Beschriftungsachse BZ in gleicher Weise wie bei der dritten Variante durch Verschieben des Werkzeugträgers 20 längs der Z-Achse durch entsprechendes Verfahren des Werkzeugschlittens 30 entlang dieser Z-Achse.
Zusätzlich erfolgt die Realisierung der Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl 62 und dem Werkstück W längs der Beschriftungsachse BY durch ein Verfahren des Werkzeugträgers 20 in Y-Richtung, d. h. quer zu einer senkrecht zur Spindelachse 16 verlaufenden und diese schneidenden X-Richtung.
Das Verfahren des Werkzeugträgers 20 in Richtung der Z-Achse und in Richtung der Y-Achse erfolgt ebenfalls gesteuert durch die Maschinensteuerung 40, so daß sämtliche Relativbewegungen zwischen dem Laserstrahl 62 und dem Werkstück W in der Beschriftungsfläche allein durch Bewegen des Werkzeugträgers 20 relativ zum Werkstück W und gesteuert durch die Maschinensteuerung 40 erfolgen, wobei bei Werkstücken W mit großer Oberflächenkrümmung vorzugsweise zusätzlich noch eine Korrektur durch Verfahren des Werkzeugträgers 20 in Richtung der X-Achse erfolgt, um sicherzustellen, daß der Fokus des Laserstrahls 62 stets auf der Oberfläche des Werkstücks W liegt und somit die Fokussierungsbedingungen für den Laserstrahl 62 aufrechterhalten bleiben können.
Bei der sechsten Variante des dritten Ausführungsbeispiels, dargestellt in Fig. 13, entspricht die Beschriftungsposition nicht der Bearbeitungsposition eines der Werkzeuge, sondern die Beschriftungsposition kann jede andere Position des Revolverkopfes 24 sein, in welcher ein anderes Werkzeug in Arbeitsposition steht, jedoch die Laserbeschriftungseinheit 60' in der Beschriftungsposition.
Beispielsweise ist die Beschriftungsposition der Laserbeschriftungseinheit um 90° gegenüber einer Arbeitsposition eines der Werkzeuge 22 verdreht.
Somit besteht in der Beschriftungsposition nicht mehr die Möglichkeit, das Werkstück W zum Beschriften mittels der Werkstückaufnahme 12 zu halten.
Vielmehr wird in der Beschriftungsposition der Laserbeschriftungseinheit 60' das Werkstück W auch beim dritten Ausführungsbeispiel durch den Werkstückgreifer 54 der Handhabungsvorrichtung 50 gehalten.
Auch bei der sechsten Variante läßt sich die Bewegung des Laserstrahls 62 relativ zum Werkstück W durch Bewegen des Werkzeugträgers 20 in Richtung der Y- und der Z-Achse realisieren, allerdings ist somit während des Beschriftens keine Werkstückbearbeitung möglich.
Es ist aber auch trotzdem möglich, eine Werkstückbearbeitung während des Beschriftens durchzuführen, wenn die Möglichkeit besteht, mittels der Maschinensteuerung 40 die Handhabungsvorrichtung 50 so anzusteuern, daß diese eine Bewegung in Richtung der Bewegungsachse Z' und eine Schwenkbewegung um die C'-Achse durchführen kann, wobei sich in diesem Fall dann die Relativbewegung des Laserstrahls 62 und des Werkstücks W zueinander aus der Differenz der Bewegung des Werkzeugträgers 20 in Richtung der Z-Achse und der Bewegung des Werkstückgreifers 54 in Richtung der Bewegungsachse Z' sowie der Bewegung des Werkzeugträgers 20 in X-Richtung, die in der Darstellung gemäß Fig. 13 senkrecht zur Zeichenebene verläuft, und der Bewegung des Werkstücks W um die C'-Achse ergibt.
Mit anderen Worten, das Werkstück W wird vom Grundsatz her durch die Handhabungsvorrichtung 50 "huckepack" zum Werkzeugträger 20 mit diesem mitbewegt und dieser "Huckepackbewegung" wird die Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl 62 und dem Werkstück W zur Beschriftung überlagert.
Bei einer siebten Variante des dritten Ausführungsbeispiels, dargestellt in Fig. 14, wird das Werkzeugmagazin 80' gleichzeitig als Werkzeugtransportvorrichtung eingesetzt, und zwar um Werkzeuge und auch die Laserbeschriftungseinheit 60 zwischen zwei Werkzeugmaschinen der erfindungsgemäßen Art hin und her zu transportieren, so daß das Werkzeugmagazin 80' dazu eingesetzt werden kann, die beispielsweise im Arbeitsraum 42a der ersten Werkzeugmaschine aufgenommene Laserbeschriftungseinheit 60 in den Arbeitsraum 42b der zweiten Werkzeugmaschine zu transportieren und dort beispielsweise über ein Einwechseln in den dort vorgesehenen Werkzeugträger zur Beschriftung einzusetzen, nachfolgend im Arbeitsraum 42b der zweiten Werkzeugmaschine wieder aufzunehmen und in den Arbeitsraum 42a zum Einsetzen in den dort vorgesehenen Werkzeugträger 20 zu transportieren.
Im einfachsten Fall ist dabei das Werkzeugmagazin 80' mit einem umlaufenden Speichertrum 81 versehen, an welchem sowohl Werkzeuge 22 als auch die Laserbeschriftungseinheit 60' gehalten und transportiert werden können.

Claims

1. Werkzeugmaschine umfassend
eine Maschinensteuerung (40),
ein Maschinengestell (10),
einen am Maschinengestell (10) vorgesehenen Arbeitsraum (42),
eine am Maschinengestell (10) und im Arbeitsraum (42) angeordnete Werkstückaufnahme (12) für mindestens ein Werkstück (W) und ein Maschinengehäuse (44), innerhalb von welchem der Arbeitsraum angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß innerhalb des Maschinengehäuses (44) eine Laserbeschriftungseinheit (60) vorgesehen ist, die einen Laserstrahl (62) erzeugt, und daß eine Beschriftung des Werkstücks (W) durch eine Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl (62) und dem Werkstück (W) in Richtung zweier quer zueinander verlaufender Beschriftungsachsen (BY, BZ) erfolgt.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (W) zum Beschriften in einer Werkstückhandhabungsvorrichtung (50) gehalten ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (W) zum Beschriften in der für die Bearbeitung des Werkstücks (W) vorgesehenen Werkstückaufnahme (12) gehalten ist.

4. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung zumindest längs einer der Beschriftungsachsen (BY, BZ) durch eine Relativbewegung zwischen der Laserbeschriftungseinheit (60) und dem Werkstück (W) durch eine von der Maschinensteuerung (40) gesteuerte Bewegung längs mindestens einer Bewegungsachse (C', Z', C, Y, Z) der Werkzeugmaschine erzeugbar ist.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsachse der Werkzeugmaschine eine für ein Be- und/oder Entladen des Werkstücks vorgesehene Bewegungsachse (C', Z') ist.

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsachse der Werkzeugmaschine eine Bewegungsachse (C', Z') einer Werkstückhandhabungsvorrichtung (50) der Werkzeugmaschine ist.

7. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegungsachse (C', Z') ungefähr parallel zur einer Z-Achsenrichtung bei der Werkstückbearbeitung verläuft.

8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die durch die Maschinensteuerung (40) gesteuerte Bewegungsachse der Werkzeugmaschine einer Bearbeitungsachse (C, X, Y, Z) der Werkzeugmaschine entspricht.

9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung in Richtung der Beschriftungsachsen (BY, BZ) durch zwei durch die Maschinensteuerung (40) gesteuerte Bearbeitungsachsen (Y, Z, C) relativ zum Maschinengestell erfolgt.

10. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (W) längs der mindestens einen durch die Maschinensteuerung (40) steuerbaren Bewegungsachse (Z', C', Z, C) relativ zum Maschinengestell (10) bewegbar ist.

11. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl (62) relativ zum Maschinengestell (10) längs mindestens einer der Beschriftungsachsen (BY, BZ) bewegbar ist.

12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl (62) relativ zum Maschinengestell (10) längs der zwei Beschriftungsachsen (BY, BZ) bewegbar ist.

13. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserstrahl (62) in Richtung mindestens einer der Beschriftungsachsen (BY, BZ) mittels einer von der Maschinensteuerung (40) gesteuerten Bewegungsachse (Z, Y) der Werkzeugmaschine bewegbar ist.

14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Laserstrahls (62) durch zwei quer zueinander und jeweils in Richtung der Beschriftungsachsen (BY, BZ) verlaufende und durch die Maschinensteuerung (40) gesteuerte Bewegungsachsen (Z, Y) erfolgt.

15. Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbeschriftungseinheit (60) in eine zur Bearbeitung des Werkstücks (W) vorgesehene Aufnahme (32) für ein Bearbeitungswerkzeug (22) einsetzbar ist.

16. Werkzeugmaschine nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahme für das Bearbeitungswerkzeug an einem Mehrfachwerkzeugträger angeordnet ist.

17. Werkzeugmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrfachwerkzeugträger als Werkzeugrevolver ausgebildet ist.

18. Werkzeugmaschine nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Mehrfachwerkzeugträger (20) durch Bewegen desselben in einer Werkzeugwechselrichtung die Werkzeugaufnahmen (32) relativ zu dem Werkstück (W) bewegbar sind und die Laserbeschriftungseinheit (60) in eine Beschriftungsstellung bringbar ist.

19. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrfachwerkzeugträger (20) relativ zum Maschinengestell (10) bewegbar ist.

20. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbeschriftungseinheit (60) in einem Werkzeugmagazin (80) speicherbar ist.

21. Werkzeugmaschine nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbeschriftungseinheit (60) gesteuert durch die Maschinensteuerung (40) vom Werkzeugmagazin (80) in die Werkzeugaufnahme (32) ein- und/oder aus dieser auswechselbar ist.

22. Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Datenaustausch zwischen der Laserbeschriftungseinheit (60) und der Maschinensteuerung (40) über eine Datenschnittstelle (82, 84) erfolgt.

23. Werkzeugmaschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenschnittstelle (82, 84) berührungslos arbeitet.

24. Werkzeugmaschine nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Datenschnittstelle zwei in der Beschriftungsposition wechselwirkende Datenschnittstelleneinheiten (82, 84) aufweist.

25. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbeschriftungseinheit (60) über eine Energieschnittstelle (86, 88) mit Energie zum Betreiben derselben versorgbar ist.

26. Werkzeugmaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieschnittstelle in der Beschriftungsposition in Wechselwirkung stehende Energieschnittstelleneinheiten (86, 88) umfaßt.

27. Werkzeugmaschine nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, daß über die Energieschnittstelle durch eine berührende Wechselwirkung von Energieschnittstelleneinheiten (86, 88) Energie übertragbar ist.

28. Werkzeugmaschine nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieschnittstelleneinheiten (86, 88) beim Einsetzen der Laserbeschriftungseinheit (60) in die Aufnahme (32) zwangsläufig in Wechselwirkung treten.

29. Werkzeugmaschine nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieschnittstelle berührungslos wechselwirkende Energieschnittstelleneinheiten (86', 88') umfaßt.

30. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbeschriftungseinheit (60) mit einer Abbildungsoptik (72) für den Laserstrahl (62) versehen ist.

31. Produktionseinrichtung umfassend mindestens zwei Werkzeugmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei welcher eine einzige Laserbeschriftungseinheit (60) in den mindestens zwei Werkzeugmaschinen einsetzbar ist.

32. Produktionseinrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbeschriftungseinheit (60) mittels einer Transporteinheit (80') zu jeder der mindestens zwei Werkzeugmaschinen zum Beschriften der Werkstücke transportierbar ist.

33. Produktionseinrichtung nach Anspruch 31 oder 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserbeschriftungseinheit (60) mit der Transporteinheit (80') in die zur Bearbeitung des Werkstücks (W) vorgesehene Aufnahme für ein Werkzeug (22) einsetzbar oder aus dieser entnehmbar ist.

34. Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks in einer Werkzeugmaschine, umfassend
eine Maschinensteuerung (40),
ein Maschinengestell (10),
einen am Maschinengestell (10) vorgesehenen Arbeitsraum (42),
und eine am Maschinengestell (10) und im Arbeitsraum (42) angeordnete Werkstückaufnahme (12) für mindestens ein Werkstück (W) und mindestens ein Maschinengehäuse (44), innerhalb von welchem der Arbeitsraum (42) angeordnet ist,
dadurch gekennzeichnet, daß mit einer Laserbeschriftungseinheit (60) ein Laserstrahl (62) erzeugt wird und daß im Maschinengehäuse (44) eine Beschriftung des Werkstücks (W) durch eine Relativbewegung zwischen dem Laserstrahl (62) und dem Werkstück (W) in Richtung zweier quer zueinander verlaufender Beschriftungsachsen (BY, BZ) durchgeführt wird.

35. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (W) zum Beschriften in einer Werkstückhandhabungsvorrichtung (50) gehalten wird.

36. Verfahren nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (W) zum Beschriften in der für die Bearbeitung des Werkstücks (W) vorgesehenen Werkstückaufnahme (12) gehalten wird.

37. Verfahren nach einem der Ansprüche 34 bis 36, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung zumindest längs einer der Beschriftungsachsen (BY, BZ) durch eine Relativbewegung zwischen der Laserbeschriftungseinheit (60) und dem Werkstück (W) durch eine von der Maschinensteuerung (40) gesteuerte Bewegung längs mindestens einer Bewegungsachse (C', Z', C, Y, Z) der Werkzeugmaschine erzeugt wird.