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Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum mit einem Werkstückwechsler zum Verfahren von Werkstücken oder Werkstückpaletten zwischen einer vor dem Bearbeitungszentrum angeordneten Speicheranordnung für Werkstücke und/oder Werkstückpaletten und einem Werkstücktisch des Bearbeitungszentrums, und mit einem Rüstplatz zum Zwischenlagern vor und/oder nach der Bearbeitung und/oder zum Auf- und Abrüsten der Werkstücke und/oder Werkstückpaletten.
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Um die unproduktiven Verlustzeiten beim Werkstückwechselvorgang zu minimieren, werden zunehmend Bearbeitungszentren zum Bohren, Fräsen und Drehen mit automatischen Werkstückwechslern ausgestattet. Diese Werkstückwechsler können integrierter Bestandteil des Bearbeitungszentrums sein oder es handelt sich um eigenständige Maschinen, die an das jeweilige Bearbeitungszentrum angestellt werden. Die erste Version hat den Vorteil, dass der Werkstückwechsler in der Regel relativ Platz sparend in das Bearbeitungszentrum integriert ist. Die zweite Version hat den Vorteil, dass ein nachträglicher Anbau ohne Probleme auch an einem Standard-Bearbeitungszentrum möglich ist.
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Mit diesen Werkstückwechslern wird ein zu bearbeitendes Werkstück automatisch in den Arbeitsraum des Bearbeitungszentrums platziert und dann über automatische Spannvorrichtungen mit dem Werkstücktisch des Bearbeitungszentrums verbunden. Nach der Fertigstellung der Werkstückbearbeitung wird das Werkstück wieder vom Werkstückwechsler aus dem Arbeitsraum des Bearbeitungszentrums herausgeführt und in ein Werkstücklager oder auf einen Rüstplatz oder dergleichen abgelegt.
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Um eine standardisierte Schnittstelle zwischen dem Werkstück und dem Werkstücktisch des Bearbeitungszentrums einerseits und zwischen dem Werkstück und dem Werkstückgreifer des Werkstückwechslers anderseits zu schaffen, sind die ein- und auszuwechselnde Werkstücke in der Regel auf standardisierte Paletten, sogenannte Werkstückpaletten, aufgespannt. Diese Werkstückpaletten werden wiederum über standardisierte Spannelemente, sogenannte Nullpunktspannsysteme, auf den jeweiligen Werkstücktisch automatisch fest gespannt.
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Wird nachfolgend von einer Werkstückpalette gesprochen, so ist immer ein Werkstück gemeint, dass auf einer standardisierten Palette aufgespannt ist. Natürlich ist es im Prinzip auch möglich, ein Werkstück ohne diese standardisierten Paletten mit den nachfolgend beschriebenen Werkstückwechslern zu transportieren. Der Schutzbereich dieser Anmeldung umfasst daher ausdrücklich auch eine Ausführungsform, bei der Werkstücke ohne Werkstückpalette transportiert werden.
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In der
EP 1 616 661 A1 ist ein gattungsgleiches Bearbeitungszentrum beschrieben, bei dem der Werkstückwechsler als separate Maschine vor dem eigentlichen Bearbeitungszentrum angebaut ist. Der in der
EP 1 616 661 A1 beschriebene Werkstückwechsler besitzt einen Werkstückspeicher, einen Werkstückdoppelgreifer und in einer vorteilhaften Ausgestaltung noch einen Werkstückrüstplatz. Der Werkstückdoppelgreifer ist über eine linear verfahrbare Hub- und Dreheinrichtung zwischen dem Werkstücktisch des Bearbeitungszentrums und dem Rüstplatz bzw. dem Werkstückspeicher verfahrbar.
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Der Vorteil dieses Werkstückwechslers ist darin zu sehen, dass der Werkstückwechsler als unabhängige modulare Baueinheit ohne große Schwierigkeiten vor jedem Bearbeitungszentrum aufgebaut werden kann. Außerdem kann bei diesem Werkstückwechsler der Doppelgreifer nach dem Werkstückwechsel in eine Parkposition verfahren werden, so dass der Platz vor dem Bearbeitungszentrum frei wird. Die Zugänglichkeit des Bedienbereichs vor dem Bearbeitungszentrum wird somit nur zu einem relativ geringen Maß durch die seitlichen Führungselemente eingeschränkt. Des Weiteren besitzt der Werkstückwechsler in einer vorteilhaften Ausführungsform neben dem integrierten Werkstück- bzw. Palettenspeicher noch einen Rüstplatz, so dass in ausreichender Anzahl Werkstückpaletten vor und nach der Bearbeitung zwischengelagert und auf- und abgerüstet werden können. Dies ist besonders wichtig, wenn der Werkstückwechsler rund um die Uhr auch in einer mannarmen Nachtschicht betrieben wird oder wenn wegen sehr geringer Bearbeitungszeiten die Werkstücke bzw. Werkstückpaletten schnell ein- und ausgewechselt werden müssen.
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Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass es aufgrund des Doppelgreifers möglich ist, dass immer eine gerüstete Palette zum Einwechseln in den Arbeitsraum des Bearbeitungszentrums auf dem Doppelgreifer bereitsteht. Somit kann in relativ kurzer Zeit ein Werkstück- bzw. ein Werkstückpalettenwechsel durchgeführt werden. Bei einem Einfachgreifer müsste nämlich zuerst das fertig bearbeitete Werkstück im Speicher oder auf dem Rüstplatz abgelegt werden, erst dann konnte eine gerüstete Palette vom Rüstplatz oder vom Werkstückspeicher durch den Einfachgreifer in das Bearbeitungszentrum eingewechselt werden.
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Die in der
EP 1 616 661 A1 offenbarte Anordnung von Bearbeitungszentrum, Werkstückwechsler, Rüstplatz und Werkstückspeicher hat jedoch den Nachteil, dass die Werkstückpaletten immer mit Hilfe des Doppelgreifers vom Werkstückspeicher in den Rüstplatz oder umgekehrt vom Rüstplatz in den Werkstückspeicher transportiert werden müssen. Dies hat sich in der Praxis als ungünstig erwiesen, da durch diese Konstellation die Wechselzeiten negativ beeinflusst werden. Während des Transports einer Werkstückpalette vom Werkstückspeicher zum Rüstplatz und umgekehrt vom Rüstplatz zum Werkstückspeicher kann kein Werkstückwechsel vorgenommen werden.
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Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass bei Instandhaltungsarbeiten am Werkstückspeicher der komplette Werkstückwechsler stillgesetzt werden muss, was auch die Verfügbarkeit des gesamten Werkstückwechslers negativ beeinflusst.
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Weiterhin ist aus der
DE 102 15 241 A1 eine Paletten-Wechseleinrichtung für eine Werkzeugmaschine mit zwei Rüstplätzen für je eine Palette bekannt, mit nur einem Übergabe-Platz, wobei der Übergabe-Platz und die Rüstplätze V-förmig zueinander angeordnet sind, wobei ein Werkstück-Schlitten vorgesehen ist, der zwischen dem Übergabe-Platz und dem Bearbeitungsraum verschiebbar ist, und mit mindestens einem Antrieb zur wechselweisen Verschiebung einer Palette von einem Rüstplatz zum Übergabe-Platz und zurück.
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Aus der
DE 92 18 147 U1 ist ein gattungsgleiches Bearbeitungszentrum mit einem Regallager bekannt, welches aus zweidimensional in Matrixform angeordneten einzelnen Lagerplätzen für werkstückträger besteht. Der Transport der einzelnen in den Lagerplätzen des Regallagers abgelegten Werkstückträger erfolgt mittels einer Transporteinrichtung, die sowohl längs als auch in vertikaler Richtung des Regallagers verfahrbar ist.
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Ausgehend aus diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Lösung unter Beibehaltung ihrer Vorteile dahingehend weiter zu verbessern, dass die Verfügbarkeit des Werkstückwechslers für den eigentlichen Werkstückwechselvorgang verbessert wird.
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Diese Aufgabe wird bei einem Bearbeitungszentrum mit einem Werkstückwechsler zum Verfahren von Werkstücken oder Werkstückpaletten zwischen einer vor dem Bearbeitungszentrum angeordneten Speicheranordnung für Werkstücke und/oder Werkstückpaletten und einem Werkstücktisch des Bearbeitungszentrums, und mit einem Rüstplatz zum Zwischenlagern vor und/oder nach der Bearbeitung und/oder zum Auf- und Abrüsten der Werkstücke und/oder Werkstückpaletten, wobei der Rüstplatz an dem Werkstückspeicher angeordnet ist, der Werkstückspeicher in den Rüstplatz integriert ist und mit diesem eine Einheit bildet, dadurch gelöst, dass die aus Werkstückspeicher und Rüstplatz bestehende Einheit als drehbarer Vierfach-Werkstückspeicher mit bis zu drei integrierten Rüstplätzen ausgebildet ist.
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Dadurch, dass die aus Werkstückspeicher und Rüstplatz bestehende Einheit als drehbarer Vierfach-Werkstückspeicher mit bis zu drei integrierten Rüstplätzen ausgebildet, können mindestens immer drei Paletten im Werkstückwechslerumlauf sein, und zwar eine Palette auf dem Werkstücktisch, eine Palette im Werkstückgreifer und eine Palette auf dem Rüstplatz bzw. auf dem Werkstückspeicherplatz. Somit wird ein Bearbeitungszentrum mit einem von außen gut zugänglichen Rüstplatz geschaffen, in Folge dessen ein Be- und Entladen des Werkstückspeichers auch parallel zu einem Werkstückwechselvorgang und ohne Personengefährdung durchgeführt werden kann. Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen wird daher erreicht, dass der Werkstückgreifer nicht mehr für Transportaufgaben vom Rüstplatz zum Werkstückspeicher und umgekehrt belegt wird. Folglich wird die Verfügbarkeit und somit die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrum erheblich verbessert.
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Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Ein besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Werkstückwechsler linear verfahrbar ist und die aus Werkstückspeicher und Rüstplatz bestehende Einheit parallel zur linearen Verfahrrichtung des Werkstückwechslers angeordnet ist.
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Nach einer alternativen Lösung kann die aus Werkstückspeicher und Rüstplatz bestehende Einheit auch als linear verfahrbarer Zweifach-Werkstückspeicher mit zwei integrierten Rüstplätzen ausgebildet sein. Gemäß dieser Ausführungsform können zwei oder drei Paletten im Werkstückwechslerumlauf sein: Wird nur eine Palette gerüstet, können drei Paletten im Werkstückwechslerumlauf sein. Werden dagegen zwei Paletten gleichzeitig gerüstet, können nur zwei Paletten im Werkstückwechslerumlauf sein.
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Bei einer derartigen Ausgestaltung ist die Anordnung vorteilhafterweise derart getroffen, dass der Werkstückwechsler linear verfahrbar ist und dass die aus Werkstückspeicher und Rüstplatz bestehende Einheit quer zur linearen Verfahrrichtung des Werkstückwechsler angeordnet ist.
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Um im Falle von Wartung-, Inspektion- und/oder Instandsetzungsarbeiten eine gute Zugänglichkeit zu gewährleisten, kann die aus Werkstückspeicher und Rüstplatz bestehende Einheit als Ganzes durch eine Schwenk- oder Verfahreinheit von dem Werkstückwechsler abkoppelbar sein. Somit können Instandhaltungsarbeiten am Rüstplatz und am Werkstückspeicher parallel zum Werkstückwechsel ausgeführt werden.
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Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Einheit über eine Schutzeinrichtung vom Werkstückwechsler getrennt. Da die Einheit durch eine beweglich trennende Schutzeinrichtung vom Werkstückwechsler getrennt werden kann, ist ein Rüsten einer Palette parallel zum Werkstückwechsel möglich.
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Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus nachfolgender Beschreibung anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
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1 eine schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums, und
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2 eine schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums.
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In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums 10 dargestellt.
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Das Bearbeitungszentrum 10 kann in bekannter Weise in Gantry-Bauform ausgebildet und mit den für die Bearbeitung eines Werkstücks erforderlichen Einrichtungen versehen sein.
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Das Bearbeitungszentrum 10 weist einen Maschinentisch 11 zur Aufnahme von Werkstücken und/oder Werkstückpaletten 12 auf. Diese werden dem Bearbeitungszentrum 10 durch einen modular aufgebauten Werkstückwechsler 13 zugeführt, der vor dem Bearbeitungszentrum 10 angeordnet und von diesem durch eine verfahrbare Kabinentür 14 abgetrennt ist.
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Der Werkstückwechsler 13 weist eine Führungseinrichtung 15 auf, an welcher eine Greifereinrichtung 16 linear in Richtung des Doppelpfeils A verfahrbar ist. Außerdem ist die Greifereinrichtung 16 um eine vertikale Achse S verschwenkbar. Die Greifereinrichtung 16 ist als Doppelgreifereinrichtung ausgebildet und weist zwei nach entgegengesetzten Richtungen weisende Greifer 17 und 18 auf, die je zwei U-förmig ausgebildete Greifarme aufweisen. Diese dienen zum Untergreifen und Anheben bzw. Absenken von Werkstückpaletten 12 oder Werkstücken.
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Der Werkstückwechsler 13 ist in einem Gehäuse 19 untergebracht, welche mit einer Tür 20 zum Zutritt zu dem Werkstückwechsler 13 versehen ist.
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An den Werkstückwechsler 13 schließt sich eine Einheit 21 an, die aus einer Speicheranordnung und einem darin integrierten Rüstplatz besteht.
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Gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform ist die Einheit 21 parallel zur Richtung des Doppelpfeils A angeordnet und als drehbarer Vierfach-Werkstückspeicher mit drei integrierten Rüstplätzen 22 ausgebildet. Auf Grund dieser Ausgestaltung können mindestens immer drei Werkstückpaletten 12 im Werkstückwechslerumlauf sein: eine erste Werkstückpalette 12 auf dem Maschinentisch, eine zweite Werkstückpalette 12 im Greifer 18 der Greifereinrichtung und eine dritte Werkstückpalette 12 auf dem Rüstplatz 22 bzw. der Speicheranordnung der Einheit 21.
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Die Einheit 21 ist über eine Schutzeinrichtung 23 vom Werkstückwechsler 13 getrennt, die es ermöglicht, eine Werkstückpalette 12 parallel zu einem Werkstückwechsel zu rüsten. Der Zutritt für die Bediener zu der Einheit 21 ist über eine Tür 24 möglich.
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In 2 ist eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums 10 dargestellt. Diese zweite Ausführungsform unterscheidet sich lediglich durch die Ausgestaltung und die Anordnung der aus Werkstückspeicher und Rüstplatz 22 bestehenden Einheit 21.
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Während bei der ersten Ausführungsform die Einheit 21 parallel zur Richtung des Doppelpfeils A angeordnet ist, ist sie beim zweiten Ausführungsbeispiel quer zur Richtung des Doppelpfeils A ausgerichtet. Weiterhin ist die Einheit 21 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel als linear verfahrbarer Zweifach-Werkstückspeicher mit zwei integrieren Rüstplätzen 22 ausgebildet. Diese Ausführungsform ermöglicht die Vorhaltung von zwei oder drei Werkstückpaletten 12 im Werkstückwechslerumlauf: wird nur eine Werkstückpalette 12 gerüstet, können drei Werkstückpaletten 12 im Werkstückwechslerumlauf sein, werden dagegen zwei Werkstückpaletten 12 gleichzeitig gerüstet, können nur zwei Werkstückpaletten 12 im Werkstückwechslerumlauf sein.
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Bei beiden Ausführungsbeispielen kann die aus Werkstückspeicher und Rüstplatz 22 bestehende Einheit 21 als Ganzes durch eine Schwenk- oder Verfahreinheit von dem Werkstückwechsler 13 abkoppelbar sein, um Wartungs-, Inspektions- und/oder Instandsetzungsarbeiten am Rüstplatz 22 und am Werkstückspeicher parallel zum. Werkstückwechsel durchführen zu können.
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Die vorhergehende Beschreibung gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bearbeitungszentrum
- 11
- Werkstücktisch
- 12
- Werkstückpalette
- 13
- Werkstückwechsler
- 14
- Kabinentür
- 15
- Führungseinheit
- 16
- Greifereinrichtung
- 17
- Greifer
- 18
- Greifer
- 19
- Gehäuse
- 20
- Tür
- 21
- Einheit
- 22
- Rüstplatz
- 23
- Schutzeinrichtung
- 24
- Tür
- A
- Doppelpfeil
- S
- vertikale Achse
