DE102007024157A1

DE102007024157A1 - Bedieneinrichtung zur Bedienung einer Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102007024157A1
Application number: DE200710024157
Authority: DE
Inventors: Andreas Grözinger
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2007-05-24
Filing date: 2007-05-24
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2027-05-25
Also published as: DE102007024157B4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine sowie eine Bedieneinrichtung zur Bedienung einer Werkzeugmaschine (1), wobei die Bedieneinrichtung (2) eine Orientierungsermittlungseinrichtung (12) zur Ermittlung der Orientierung (10) der Bedieneinrichtung (2) und einen Joystick (9) aufweist, wobei der Joystick (9) in Richtung einer X-Achse (XJ) und in Richtung einer zur X-Achse senkrecht stehenden Y-Achse (YJ) auslenkbar ist, wobei die Bewegung eines Maschinenelements (7) in Richtung einer ersten (XM) und einer zweiten (YM) zur ersten Maschinenachse (XM) senkrecht stehenden Maschinenachse (YM) der Werkzeugmaschine (1) mit der Bedieneinrichtung (2) steuerbar ist, wobei, falls die Orientierung (10) der X-Achse des Joysticks (9) im Wesentlichen mit der Orientierung (11) der ersten Maschinenachse (XM) übereinstimmt, bei einer Auslenkung des Joysticks (9) in Richtung der X-Achse (XJ), das Maschinenelement (7) in Richtung der ersten Maschinenachse (XM) bewegbar ist, wobei, fall die Orientierung (10) der X-Achse (XJ) des Joysticks (9) im Wesentlichen senkrecht zur Orientierung (11) der ersten Maschinenachse (XM) steht, bei einer Auslenkung des Joysticks (9) in Richtung der X-Achse (XJ), das Maschinenelement (7) in Richtung der zweiten Maschinenachse (YM) bewegbar ist. Die Erfindung ermöglicht eine einfache Bedienung einer Werkzeugmaschine.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bedieneinrichtung zur Bedienung einer Werkzeugmaschine. Weiterhin betrifft die Erfindung eine diesbezügliche Werkzeugmaschine.
Werkzeugmaschinen dienen z. B. zur Bohr-, Dreh-, Fräs-, Schleif- und/oder Schneidebearbeitung von Werkstücken.
Werkzeugmaschinen und insbesondere Fräsmaschinen werden insbesondere zum Einrichten eines Werkstücks und der Werkzeuge mit speziellen sogenannten Bedienhandgeräten bedient. Bei diesen kabelgebundenen oder drahtlos angekoppelten Bedienhandgeräten wählt ein Bediener eine zu verfahrende Maschinenachse mittels eines Achswahlschalters an. Die eigentliche Bewegung eines Maschinenelements, wie z. B. eines Spindelmotors erfolgt dann entweder mittels eines in der Bedieneinrichtung integrierten Handrads oder mittels in die Bedieneinrichtung integrierter Richtungstasten. Dabei muss der Bediener ständig zwischen den Maschinenachsen, in Richtung der das Maschinenelement bewegt werden soll, hin- und herschalten. Dies ist insofern störend, da der Blickkontakt ständig zwischen den Bedienhandgerät (Anwahl der Maschinenachse) und dem Maschinenraum wechselt.
Weiterhin ist auch bekannt, das Maschinenelement mittels eines Joysticks in die gewünschte Richtung zu verfahren. Allerdings hat diese Art der Bedienführung eine Einschränkung. Die Auslenkung des Joysticks ist nur dann analog zum Maschinenkoordinatensystem der Maschine wenn der Bediener frontal vor der Maschine und ausgerichtet in Richtung zur Maschine steht. Bei der Bedienung z. B. der Bewegung eines Maschinenelements in Richtung der der Y-Maschinenachse ist es jedoch störend, wenn der Bediener vor der Maschine steht, da dabei oftmals der Blickkontakt auf das Werkzeug durch das aufgespannte Werkstück erschwert wird. In diesem Falle wird üblicherweise die Maschine nicht von vorne sondern von der Seite bedient. In diesem Falle steht der Bediener um 90° versetzt zur ursprünglich frontal ausgerichteten Position der Maschine. Bei der handelsüblich verwendeten festen Zuordnung der Bewegungsrichtung des Joysticks zu den Maschinenachsen, stimmt somit die Bewegungsrichtung des Joysticks nicht mehr mit den Richtungen der Maschinenachsen überein. Dies erschwert die Bedienungsführung für den Bediener.
Aus dem Bereich von Spielekonsolen ist es bekannt, dass die Auslenkung eines Joysticks entsprechend der Orientierung des Bedieners zum Spielemonitor erkannt wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung, eine einfache Bedienung einer Werkzeugmaschine zu ermöglichen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Bedieneinrichtung zur Bedienung einer Werkzeugmaschine, wobei die Bedieneinrichtung eine Orientierungsermittelungseinrichtung zur Ermittelung der Orientierung der Bedieneinrichtung und einen Joystick aufweist, wobei der Joystick in Richtung einer X-Achse und in Richtung einer zur X-Achse senkrecht stehenden Y-Achse auslenkbar ist, wobei die Bewegung eines Maschinenelements in Richtung einer ersten und einer zweiten zur ersten Maschinenachse senkrecht stehenden Maschinenachse der Werkzeugmaschine mit der Bedieneinrichtung steuerbar ist, wobei falls die Orientierung der X-Achse des Joysticks im Wesentlichen mit der Orientierung der ersten Maschinenachse übereinstimmt, bei einer Auslenkung des Joysticks in Richtung der X-Achse, das Maschinenelement in Richtung der ersten Maschinenachse bewegbar ist, wobei falls die Orientierung der X-Achse des Joysticks im Wesentlichen senkrecht zur Orientierung der ersten Maschinenachse steht, bei einer Auslenkung des Joysticks in Richtung der X-Achse, das Maschinenelement in Richtung der zweiten Maschinenachse bewegbar ist.
Weiterhin wird diese Aufgabe gelöst durch eine Werkzeugmaschine mit einer Bedieneinrichtung zur Bedienung der Werk zeugmaschine, wobei die Bedieneinrichtung eine Orientierungsermittelungseinrichtung zur Ermittelung der Orientierung der Bedieneinrichtung und einen Joystick aufweist.
Vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Vorteilhafte Ausbildungen der Werkzeugmaschine ergeben sich analog zur vorteilhaften Ausbildungen der Bedieneinrichtung und umgekehrt.
Es erweist sich als vorteilhaft, wenn die die Orientierungsermittelungseinrichtung als ein Kompass ausgebildet ist, da durch den Einsatz eines Kompasses die Orientierung der Bedieneinrichtung besonders einfach ermittelt werden kann.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn der Kompass als Kreiselkompass oder magnetischer Kompass ausgebildet ist. Im Falle einer Ausbildung der Orientierungsermittlungseinrichtung als Kreiselkompass ist die Orientierungsermittlungseinrichtung nicht vom Magnetfeld der Erde und damit Störungen des Magnetfelds der Erde z. B. durch metallische Gegenstände ausgesetzt. Einer Ausbildung der Orientierungsermittlungseinrichtung als magnetischer Kompass ist besonders einfach zu realisieren.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Orientierungsermittelungseinrichtung in Form von zwei Sendern ausgebildet ist, da hierdurch zuverlässig die Orientierung der Bedieneinrichtung erfasst werden kann.
Ferner erweist es sich als vorteilhaft, eine Werkzeugmaschine mit der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung auszubilden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher erläutert. Dabei zeigt:
1 eine Werkzeugmaschine mit einer Bedieneinrichtung
In 1 ist in Form einer schematisierten Darstellung eine Werkzeugmaschine 1 und eine erfindungsgemäße Bedieneinrichtung 2 dargestellt. Es ist dabei in 1 eine Ansicht von oben auf die Werkzeugmaschine 1 und die Bedieneinrichtung 2 dargestellt. Die Werkzeugmaschine 1 weist ein ruhendes Maschinenbett 13 auf, auf der eine Traverse 3 mit Hilfe eines ersten Motors 4 und eines zweiten Motors 5 in Richtung einer zweiten Maschinenachsen YM bewegbar ist, was durch zwei Doppelpfeile in 1 dargestellt ist. Weiterhin weist die Werkzeugmaschine 1 ein Maschinenelement 7 auf, das im Rahmen des Ausführungsbeispiels als ein Spindelmotor ausgebildet ist. Der Spindelmotor treibt rotierend ein Werkzeug 8 an, wobei der Spindelmotor an einem dritten Motor 6 befestigt ist. Mit Hilfe des dritten Motors 6 kann der Spindelmotor 7 entlang der Traverse 3 in Richtung einer ersten Maschinenachse XM bewegt werden, was durch einen entsprechenden Doppelpfeil in 1 dargestellt ist.
Der Spindelmotor kann solchermaßen mittels des ersten Motors 4, des zweiten Motors 5 und des dritten Motors 6 in Richtung der ersten Maschinenachse XM und in Richtung der zweiten Maschinenachse YM verfahren werden. Die beiden Maschinenachsen YM und XM bilden ein sogenanntes Maschinenkoordinatensystem.
Die erste Maschinenachse weist eine Orientierung 11 auf, die im Rahmen des Ausführungsbeispiels mit der Richtung der ersten Maschinenachse XM übereinstimmt. Die Werkzeugmaschine 1 weist ferner eine Frontseite A und eine seitliche Seite B auf.
Weiterhin ist in 1 die erfindungsgemäße Bedieneinrichtung 2, die vorzugsweise in Form einer Handbedieneinrichtung ausgebildet ist und zur Bedienung der Werkzeugmaschine dient, dargestellt. Die Bedieneinrichtung 2 ist dabei drahtlos oder drahtgebunden mit der Werkzeugmaschine 1 zur Übermittelung von Daten verbunden. Die Bedieneinrichtung 2 weist einen Joy stick 9 auf, der in Richtung einer X-Achse XJ und einer zur X-Achse XJ senkrecht stehenden Y-Achse YJ auslenkbar ist, wobei die Bewegung des Maschinenelements 7 in Richtung der ersten und der zweiten Maschinenachse XM und YM mit der Bedieneinrichtung und insbesondere mit dem Joystick 9 steuerbar ist. Die Bedieneinrichtung weist weiterhin eine Orientierung 10 auf, die im Rahmen des Ausführungsbeispiels mit der Orientierung der X-Achse XJ übereinstimmt. Weiterhin weist die Bedieneinrichtung 2 eine Orientierungsermittlungseinrichtung 12 auf, die im Rahmen des Ausführungsbeispiels als ein Kreiselkompass ausgebildet ist. Alternativ hierzu kann die Orientierungsermittlungseinrichtung 12 aber auch als magnetischer Kompass vorliegen. Alternativ hierzu kann die Orientierungsermittlungseinrichtung aber auch aus zwei Sendern bestehen, die an zwei unterschiedlichen Stellen der Bedieneinrichtung 2 angeordnet sind. In diesem Fall erfolgt die Ermittlung der Orientierung 10 der Bedieneinrichtung mittels Messung der Laufzeitunterschiede des Signals der beiden Sender durch an der Werkzeugmaschine angeordnete Empfänger.
Mit Hilfe der Orientierungsermittlungseinrichtung 12 wird die Orientierung 10 der Bedieneinrichtung und solchermaßen die Orientierung des Joysticks 9 und somit die Orientierung der X-Achse XJ und die Orientierung der Y-Achse YJ auf einer von der X-Achse XJ und Y-Achse YJ aufgespannten Ebene ermittelt.
Zunächst soll eine Bedienung der Maschine mittels der Bedieneinrichtung 2 von der Frontseite A der Maschine aus erfolgen. Die Bedieneinrichtung 2 wird in diesem Fall, wie in 1 unten dargestellt, vom Bediener in der Hand gehalten. Die Orientierung der X-Achse XJ stimmt somit im Rahmen des menschlichen Augenmaßes mit der Orientierung der ersten Maschinenachse XM ungefähr überein. In diesem Falle wird bei einer Auslenkung des Joysticks 9 in Richtung X– der X-Achse XJ, das Maschinenelement 7 in Richtung X– der ersten Maschinenachse XM bewegt. Wird der Joystick 9 in Richtung X+ der X-Achse XJ bewegt, dann bewegt sich das Maschinenelement 7 in Richtung X+ der ersten Maschinenachse XM bewegt. Wird der Joystick in Richtung der Y– der Y-Achse YJ bewegt, so wird das Maschinenelement 7 in Richtung Y– der zweiten Maschinenachse YM. Wenn der Joystick 9 in Richtung Y+ der Y-Achse YJ auf der Bedieneinrichtung bewegt wird, dann bewegt sich das Maschinenelement 7 in Richtung Y+ der zweiten Maschinenachse YM.
Wir schon eingangs gesagt, kann es hierbei vorkommen, dass ein zu bearbeitendes Werkstück ganz oder teilweise vom Werkzeug 8 bei dieser Ansicht verdeckt wird. Um eine bessere Sicht auf das Werkstück zu bekommen, geht der Bediener üblicherweise mit der erfindungsgemäßen Bedieneinrichtung um die Werkzeugmaschine 1 herum und steht dann an der seitlichen Seite B der Maschine in Blickrichtung auf die Maschine, wobei die Bedieneinrichtung 2 in diesem Fall wie in 1 rechts gezeichnet vom Bediener gehalten wird. Die Bedieneinrichtung 2 weist nun eine Orientierung 10' auf. Die Orientierung 10' ist, im Rahmen des menschlichen Augenmaßes, ungefähr senkrecht zur Orientierung 11 der ersten Maschinenachse XM ausgerichtet. In diesem Fall wird bei einer Auslegung des Joysticks in Richtung der X-Achse das Maschinenelement 7 in Richtung der zweiten Maschinenachse YM bewegt, d. h. wenn der Joystick 9 in Richtung X+ der X-Achse XJ bewegt wird, bewegt sich das Maschinenelement 7 in Richtung Y+ der Maschinenachse YM. Wenn der Joystick 9 in Richtung X– der X-Achse XJ auf der Bedieneinrichtung 2 bewegt wird, bewegt sich das Maschinenelement 7 in Richtung Y– der Maschinenachse YM an der Maschine. Entsprechend wird in diesem Fall, wenn der Joystick 9 in Richtung Y+ der Y-Achse YJ auf der Bedieneinrichtung 2 bewegt wird, das Maschinenelement 7 in Richtung X– der Maschinenachse XM an der Maschine bewegt und wenn der Joystick 9 in Richtung Y– der Y-Achse YJ an der Bedieneinrichtung 2 bewegt wird, bewegt das Maschinenelement 7 in Richtung X+ der Maschinenachse XM an der Maschine.
Solchermaßen wird, falls die Orientierung der X-Achse des Joysticks mit der Orientierung der ersten Maschinenachse übereinstimmt, bei einer Auslenkung des Joysticks in Richtung der X-Achse, das Maschinenelement in Richtung der ersten Ma schinenachse bewegt, wobei falls die Orientierung der X-Achse des Joysticks senkrecht zur Orientierung der ersten Maschinenachse steht, bei einer Auslenkung des Joysticks in Richtung der X-Achse, das Maschinenelement in Richtung der zweiten Maschinenachse bewegt.
Die Bewegungsrichtung des Maschinenelements 7 stimmt somit bei beiden Ausrichtungen der Bedieneinrichtung 2 mit der Auslenkung des Joysticks 9 überein, was für den Bediener die Bedienung der Maschine stark vereinfacht.
Falls die Orientierung der X-Achse des Joysticks nicht im Wesentlichen mit der Orientierung der ersten Maschinenachse übereinstimmt und auch nicht im Wesentlichen senkrecht zur Orientierung der ersten Maschinenachse steht, d. h. falls der Bediener die Bedieneinrichtung z. B. relativ stark schräg zur Werkzeugmaschine hält, wird eine Bewegung des Maschinenelements blockiert.

Claims

Bedieneinrichtung zur Bedienung einer Werkzeugmaschine (1), wobei die Bedieneinrichtung (2) eine Orientierungsermittelungseinrichtung (12) zur Ermittelung der Orientierung (10) der Bedieneinrichtung (2) und einen Joystick (9) aufweist, wobei der Joystick (9) in Richtung einer X-Achse (XJ) und in Richtung einer zur X-Achse senkrecht stehenden Y-Achse (YJ) auslenkbar ist, wobei die Bewegung eines Maschinenelements (7) in Richtung einer ersten (XM) und einer zweiten (YM) zur ersten Maschinenachse (XM) senkrecht stehenden Maschinenachse (YM) der Werkzeugmaschine (1) mit der Bedieneinrichtung (2) steuerbar ist, wobei falls die Orientierung (10) der X-Achse des Joysticks (9) im Wesentlichen mit der Orientierung (11) der ersten Maschinenachse (XM) übereinstimmt, bei einer Auslenkung des Joysticks (9) in Richtung der X-Achse (XJ), das Maschinenelement (7) in Richtung der ersten Maschinenachse (XM) bewegbar ist, wobei falls die Orientierung (10) der X-Achse (XJ) des Joysticks (9) im Wesentlichen senkrecht zur Orientierung (11) der ersten Maschinenachse (XM) steht, bei einer Auslenkung des Joysticks (9) in Richtung der X-Achse (XJ), das Maschinenelement (7) in Richtung der zweiten Maschinenachse (YM) bewegbar ist.
Bedieneinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Orientierungsermittelungseinrichtung (12) als ein Kompass ausgebildet ist.
Bedieneinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kompass als Kreiselkompass oder magnetischer Kompass ausgebildet ist.
Bedieneinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das die Orientierungsermittelungseinrichtung (2) in Form von zwei Sendern ausgebildet ist.
Werkzeugmaschine mit einer Bedieneinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Werkzeugmaschine mit einer Bedieneinrichtung zur Bedienung der Werkzeugmaschine (1), wobei die Bedieneinrichtung (2) eine Orientierungsermittelungseinrichtung (12) zur Ermittelung der Orientierung (10) der Bedieneinrichtung (2) und einen Joystick (9) aufweist.