DE102008063513A1 - Bearbeitungszentrum - Google Patents

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Abstract

Bearbeitungszentrum (1), das ein Bearbeitungsaggregat (13) zum Bearbeiten von Werkstücken (2) aus Holz oder ähnlichen Materialien, Eingrenzungsmittel (25) zum zumindest teilweisen Abgrenzen eines Arbeitsbereichs (26) des Bearbeitungszentrums (1), ein Werkzeugmagazin (19), das innerhalb der Eingrenzungsmittel (25) angeordnet ist, um Werkzeuge (22) unterzubringen, die vom Bearbeitungsaggregat (13) verwendet werden können, Umlagerungsmittel (31) zum Umlagern von mindestens einem Werkzeug (21) zwischen dem Arbeitsbereich (26) und einem Bereich (28) außerhalb der Eingrenzungsmittel (25) und weitere Umlagerungsmittel zum Umlagern des mindestens einen Werkzeugs (21) zwischen den Umlagerungsmitteln (31) und dem Werkzeugmagazin (19) aufweist (Fig. 1).

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung von Werkstücken aus Holz oder ähnlichen Materialien.
  • Im Besonderen betrifft die Erfindung ein Bearbeitungszentrum, das in der holzbearbeitenden Industrie verwendet werden kann, um numerisch gesteuerte Fräsungen vorzunehmen, wie etwa Fräsungen aus dem Vollen, Randfräsungen, Fräsungen zum Erhalten eines dekorativen Musters an Werkstücken, die für die Möbelindustrie oder die Industrie der Dekorgegenstände bestimmt sind, sowie Bohrarbeiten.
  • Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Beladen/Entladen eines Werkzeugträgermagazins eines Bearbeitungszentrums, insbesondere eines Bearbeitungszentrums zur Bearbeitung von Werkstücken aus Holz oder ähnlichen Materialien.
  • Es sind Bearbeitungszentren zur Bearbeitung von Werkstücken aus Holz oder ähnlichen Materialien bekannt, die ein Untergestell aufweisen, das sich parallel zu einer ersten horizontalen Achse erstreckt, um eine Arbeitsfläche zu lagern, auf der die zu bearbeitenden Werkstücke eingespannt werden.
  • Auf dem Untergestell ist parallel zur ersten Achse ein Ständerelement verfahrbar, das sich parallel zu einer zweiten Achse erstreckt, wobei diese zweite Achse vertikal ist und senkrecht zur ersten Achse steht.
  • Das Ständerelement ist Teil einer Portalstruktur und trägt ein Querbalkenelement, das operativ über der Arbeitsfläche und zu dieser hin weisend angeordnet ist.
  • Das Querbalkenelement erstreckt sich parallel zu einer dritten Achse, die sich horizontal erstreckt und senkrecht zur ersten Achse und zur zweiten Achse steht, sodass die erste Achse, die zweite Achse und die dritte Achse ein Achsenkreuz aus zueinander orthogonalen Achsen bilden.
  • Die bekannten Bearbeitungszentren weisen ferner einen ersten Schlitten, der vom Querbalkenelement getragen und entlang diesem parallel zur dritten Achse verfahrbar ist, sowie einen zweiten Schlitten, der vom ersten Schlitten getragen und entlang diesem parallel zur zweiten Achse verfahrbar ist, auf.
  • Der zweite Schlitten trägt ein Bearbeitungsaggregat, das mit einer Elektrospindel ausgestattet ist, um Fräs- oder Bohrwerkzeuge zur Bearbeitung der obgenannten Werkstücke in Drehung zu versetzen.
  • In Verwendung ist auf diese Weise das Bearbeitungsaggregat und mit diesem die Elektrospindel über das Ständerelement parallel zur ersten Achse, über den zweiten Schlitten parallel zur zweiten Achse und über den ersten Schlitten parallel zur dritten Achse bewegbar.
  • Die bekannten Bearbeitungszentren weisen ferner ein Werkzeugmagazin auf, das an einem Ende des Querbalkenelements angebracht ist, um mehrere Werkzeuge unterzubringen, die vom Bearbeitungsaggregat verwendet werden können.
  • Außerdem sind die bekannten Bearbeitungszentren mit einer Eingrenzung ausgestattet, um zumindest teilweise einen Arbeitsbereich abzugrenzen.
  • Diese Eingrenzung ist parallel zu einer längeren Seite des Untergestells offen, um einem Bediener das Abnehmen und Einspannen der bearbeiteten bzw. der zu bearbeiten den Werkstücke an bzw. von der Arbeitsfläche zu ermöglichen.
  • Ferner weist die Eingrenzung eine Zugangstür auf, um dem Bediener den Zutritt in den Arbeitsbereich zu ermöglichen, um das Werkzeugmagazin zu be- und entladen.
  • Bei der Verwendung entnimmt ein Bediener im Zuge einer Phase der Bestückung des Bearbeitungszentrums zum Beladen/Entladen des Werkzeugmagazins aus einer Werkzeugaufbewahrung, die in sich in einem Bereich außerhalb der Eingrenzung befindet, jene Werkzeuge, mit denen das Werkzeugmagazin zu beladen ist, und platziert sie auf einem Werkzeugwagen.
  • Danach betritt der Bediener mit dem Werkzeugwagen den Innenbereich der Eingrenzung, entnimmt aus dem Werkzeugmagazin jene Werkzeuge, die es zu entladen gilt, und belädt damit den Werkzeugwagen.
  • Danach nimmt der Bediener die Werkzeuge, die geladen werden sollen, vom Werkzeugwagen ab, belädt damit das Werkzeugmagazin und verlässt die Eingrenzung.
  • Somit sind mit dem Beladen/Entladen des Werkzeugmagazins oder auch dem Bestücken des Bearbeitungszentrums ein großer Zeitaufwand und lange Stillstandzeiten mit daraus folgender Senkung der Produktionskapazität des Bearbeitungszentrums verbunden.
  • Außerdem kommt es im Zuge der Verwendung vor, dass sich die abgearbeiteten Späne im Arbeitsbereich ablagern und diesen verschmutzen.
  • Dies senkt einerseits die Sicherheit im Arbeitsbereich für den Bediener, der leichter ausrutschen und sich verletzen kann, und es macht es dem Bediener andererseits schwerer und unangenehmer, den Arbeitsbereich mit dem Werkzeugwagen zu betreten. Daher betritt der Bediener den Arbeitsbereich oft ohne den Werkzeugwagen und trägt die zu be- und entladenden Werkzeuge händisch zwischen dem Arbeitsbereich und dem Bereich außerhalb der Eingrenzung, in dem sich die Werkzeugaufbewahrung befindet, hin und her.
  • Abgesehen davon, dass dies für den Bediener sehr anstrengend ist, steigt die Bestückungszeit, die benötigt wird, um das Werkzeugmagazin zu be- und entladen, und somit auch die Stillstandzeiten noch weiter an.
  • Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Verbesserung der Bearbeitungszentren zur Bearbeitung von Werkstücken aus Holz oder ähnlichen Materialien, insbesondere der numerisch gesteuerten Bearbeitungszentren, die in der holzbearbeitenden Industrie verwendet werden können, um numerisch gesteuerte Fräsungen vorzunehmen.
  • Eine weitere Aufgabe ist das Bereitstellen eines Bearbeitungszentrums, das ein sicheres, einfaches und schnelles Beladen/Entladen von Werkzeugen in bzw. aus einem zugehörigen Werkzeugmagazin ermöglicht.
  • Noch eine Aufgabe der Erfindung ist die Verbesserung der Verfahren zum Beladen/Entladen von Werkzeugen in bzw. aus einem Werkzeugmagazin eines Bearbeitungszentrums, insbesondere eines Bearbeitungszentrums zur Bearbeitung von Werkstücken aus Holz oder ähnlichen Materialien.
  • Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung ist ein Bearbeitungszentrum bereitgestellt, das ein Bearbeitungsaggregat zum Bearbeiten von Werkstücken aus Holz oder ähnlichen Materialien, Eingrenzungsmittel zum zumindest teilweisen Abgrenzen eines Arbeitsbereichs des Bearbeitungszentrums sowie ein Werkzeugmagazin, das innerhalb der Eingrenzungsmittel angeordnet ist, um Werkzeuge unterzubringen, die vom Bearbeitungsaggregat verwendet werden können, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Umlagerungsmittel zum Umlagern von mindestens einem Werkzeug zwischen dem Arbeitsbereich und einem Bereich außerhalb der Eingrenzungsmittel und weitere Umlagerungsmittel zum Umlagern des mindestens einen Werkzeugs zwischen den Umlagerungsmitteln und dem Werkzeugmagazin vorgesehen sind.
  • Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Beladen/Entladen eines Werkzeugmagazins eines Bearbeitungszentrums, das ein Bearbeitungsaggregat zum Bearbeiten von Werkstücken aus Holz oder ähnlichen Materialien aufweist, bereitgestellt, wobei das Werkzeugmagazin innerhalb von Eingrenzungsmitteln des Bearbeitungszentrums angeordnet ist und die Eingrenzungsmittel zumindest teilweise einen Arbeitsbereich des Bearbeitungszentrums abgrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass das Beladen/Entladen das Umlagern von mindestens einem Werkzeug zwischen dem Arbeitsbereich und einem Bereich außerhalb der Eingrenzungsmittel mithilfe von Umlagerungsmitteln des Bearbeitungszentrums und das neuerliche Umlagern des mindestens einen Werkzeugs zwischen den Umlagerungsmitteln und dem Werkzeugmagazin mithilfe von weiteren Umlagerungsmitteln des Bearbeitungszentrums umfasst.
  • Diese Aspekte der Erfindung machen das sichere, einfache und schnelle Beladen/Entladen des Werkzeugmagazins möglich.
  • In einer Phase des Beladens des Werkzeugmagazins wird nämlich das mindestens eine Werkzeug von den Umlagerungsmitteln vom Außenbereich in den Arbeitsbereich umgelagert.
  • In der Folge wird das mindestens eine Werkzeug mittels der weiteren Umlagerungsmittel, die beispielsweise das Bearbeitungsaggregat aufweisen, von den Umlagerungsmit teln abgenommen, und diese laden anschließend das mindestens eine Werkzeug in das Werkzeugmagazin.
  • Umgekehrt wird in einer Phase des Entladens des Werkzeugmagazins das mindestens eine Werkzeug von den weiteren Umlagerungsmitteln aus dem Werkzeugmagazin ausgeladen.
  • In der Folge wird das mindestens eine Werkzeug von den weiteren Umlagerungsmitteln auf den Umlagerungsmitteln angeordnet, die dann das Werkzeug vom Arbeitsbereich in den Außenbereich umlagern.
  • Mit anderen Worten erfolgt das Beladen/Entladen des Werkzeugmagazins mittels der Umlagerungsmittel, die mit den weiteren Umlagerungsmitteln zusammenwirken.
  • Dadurch ist es nicht länger notwendig, dass ein Bediener mit oder ohne Werkzeugwagen in den Arbeitsbereich hineingeht, um das Werkzeugmagazin händisch zu be- und entladen, was das Beladen/Entladen sicherer, schneller und einfacher macht.
  • Die Erfindung ist unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen besser zu verstehen und umzusetzen, welche beispielhaft und nicht der Einschränkung darauf dienend einige Ausführungsbeispiele zeigen, wobei in den Zeichnungen:
  • 1 eine schematische, axonometrische Ansicht eines Bearbeitungszentrums zum Bearbeiten von Werkstücken aus Holz oder ähnlichen Materialen zeigt, das mit Umlagerungsmitteln ausgestattet ist, die in einer ersten Betriebsstellung angeordnet sind;
  • 2 eine vergrößerte, schematische, axonometrische Ansicht der Umlagerungsmittel aus 1 zeigt;
  • 3 ähnlich wie 1 eine schematische, axonometrische Ansicht des Bearbeitungszentrums aus 1 mit den Umlagerungsmitteln in einer zweiten Betriebsstellung zeigt, wobei einige Details weggelassen wurden, um andere besser darzustellen;
  • 4 ähnlich wie 1 eine schematische, axonometrische Ansicht des Bearbeitungszentrums aus 1 in einer Phase des Beladen/Entladens von Werkzeugen zeigt, wobei einige Details weggelassen wurden, um andere besser darzustellen;
  • 5 eine schematische, axonometrische Ansicht eines Bearbeitungszentrums zum Bearbeiten von Werkstücken aus Holz oder ähnlichen Materialen zeigt, das mit einer weiteren Variante von Umlagerungsmitteln ausgestattet ist, die in der ersten Betriebsstellung angeordnet sind;
  • 6 eine vergrößerte, schematische, axonometrische Ansicht der Umlagerungsmittel aus 5 zeigt;
  • 7 ähnlich wie 5 eine schematische, axonometrische Ansicht des Bearbeitungszentrums aus 5 mit den Umlagerungsmitteln in der zweiten Betriebsstellung zeigt, wobei einige Details weggelassen wurden, um andere besser darzustellen;
  • 8 ähnlich wie 5 eine schematische, axonometrische Ansicht des Bearbeitungszentrums aus 5 in der Phase des Beladen/Entladens von Werkzeugen zeigt, wobei einige Details weggelassen wurden, um andere besser darzustellen;
  • 9 eine schematische, axonometrische Ansicht des Bearbeitungszentrums aus 5 zeigt, das mit einem Wechsler ausgestattet ist; und
  • 10 eine vergrößerte, schematische, axonometrische Ansicht des Wechslers aus 9 zeigt.
  • Mit Bezug auf die 1 bis 4 ist ein Bearbeitungszentrum 1 gezeigt, das in der holzbearbeitenden Industrie verwendet werden kann, um numerisch gesteuerte Fräsungen an einem zu bearbeitenden Werkstück 2 aus Holz oder ähnlichen Materialien vorzunehmen.
  • Im Besonderen umfassen solche numerisch gesteuerte Fräsungen hochwertige Vertikalfräsungen, wie etwa Fräsungen aus dem Vollen, Randfräsungen, Fräsungen zum Erhalten eines dekorativen Musters an Werkstücken, die für die Möbelindustrie oder die Industrie der Dekorgegenstände bestimmt sind, sowie Bohrarbeiten.
  • Das Bearbeitungszentrum 1 weist ein Untergestell 3 auf, das sich im Wesentlichen parallel zu einer ersten, im Wesentlichen horizontalen Achse X erstreckt.
  • Das Untergestell 3 lagert eine Arbeitsfläche 4, an der mithilfe nicht dargestellter Festhalteelemente das Werkstück 2 einspannbar ist.
  • Am Untergestell 3 ist im Wesentlichen parallel zur ersten Achse X ein Ständerelement 5 verfahrbar gelagert, das sich im Wesentlichen parallel zu einer zweiten Achse Z erstreckt, die sich im Wesentlichen vertikal erstreckt und zur ersten Achse X senkrecht steht.
  • Das Ständerelement 5 ist Teil einer Portalstruktur 6, beispielsweise von der Form eines umgedrehten L, und trägt ein Querbalkenelement 7, das operativ über der Arbeitsfläche 4 und zu dieser hin weisend angeordnet ist.
  • In einer nicht dargestellten Variante der Erfindung weist die Portalstruktur 6 die Form eines umgedrehten U auf, oder ist anders ausgedrückt eine geschlossene Portalstruktur.
  • Das Balkenelement 7 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu einer dritten Achse Y, die sich im Wesentlichen horizontal erstreckt und senkrecht zur ersten Achse X und zur zweiten Achse Z steht, sodass die erste Achse X, die zweite Achse Z und die dritte Achse Y ein Achsenkreuz aus zueinander orthogonalen Achsen bilden.
  • Das Querbalkenelement 7 weist eine Wand 8 auf, in der eine erste Führung 9 und eine zweite Führung 10 ausgebildet sind oder die ebendiese trägt.
  • Die erste Führung 9 und die zweite Führung 10, die zueinander im Wesentlichen parallel sind, erstrecken sich im Wesentlichen parallel zur dritten Achse Y, wobei die erste Führung 9 operativ über der zweiten Führung 10 angeordnet ist.
  • Die erste Führung 9 und die zweite Führung 10 lagern außerdem verfahrbar einen ersten Schlitten 11.
  • Der erste Schlitten 11 weist eine dritte Führung 23 und eine vierte Führung 24 auf, die sich im Wesentlichen parallel zur zweiten Achse Z erstrecken.
  • Die dritte Führung 23 und die vierte Führung 24 lagern verfahrbar einen zweiten Schlitten 12.
  • Am zweiten Schlitten 12 ist ein Bearbeitungsaggregat 13 oder anthropomorpher Bearbeitungskopf angebracht, das/der eine Spindel 14, beispielsweise eine Elektrospindel, aufweist, um Werkzeuge 22 zum Fräsen oder Bohren, die zur Bearbeitung des Werkstücks 2 angeordnet sind, in Drehung zu versetzen.
  • In Verwendung ist auf diese Weise das Bearbeitungsaggregat 13 und mit diesem die Spindel 14 über das Stän derelement 5 im Wesentlichen parallel zur ersten Achse X, über den zweiten Schlitten 12 im Wesentlichen parallel zur zweiten Achse Z und über den ersten Schlitten 11 im Wesentlichen parallel zur dritten Achse Y bewegbar.
  • Mit anderen Worten ist das Bearbeitungsaggregat 13 ein Bearbeitungsaggregat mit drei gesteuerten Achsen, oder aber es bewegt die Spindel 14 im Raum entlang einer gewünschten Bearbeitungsbahn im Wesentlichen parallel zur ersten Achse X, zur zweiten Achse Z und zur dritten Achse Y.
  • In einer nicht dargestellten Variante der Erfindung ist das Bearbeitungsaggregat 13 ein Bearbeitungsaggregat mit fünf gesteuerten Achsen.
  • In dieser Variante wird die Spindel 14 vom Bearbeitungsaggregat 13 nicht nur im Wesentlichen parallel zur ersten Achse X, zur zweiten Achse Z und zur dritten Achse Y bewegt, sondern von diesem auch um eine erste Drehachse, die im Wesentlichen parallel zur zweiten Achse Z ist, und um eine zweite Drehachse, die transversal zur ersten Achse X, zur zweiten Achse Z und zur dritten Achse Y ist, gedreht.
  • Das Bearbeitungszentrum 1 weist ferner ein Werkzeugmagazin 19 auf, beispielsweise vom Typ mit Drehscheibe, das mit Trägervorrichtungen 53 zum Tragen der Werkzeuge 22 ausgestattet ist, die vom Bearbeitungsaggregat 13 verwendet werden können.
  • Im Besonderen ist das Werkzeugmagazin 19 an einem Ende 20 des Querbalkenelements 7 angebracht und um die eigene Achse Z1 drehbar, die sich im Wesentlichen parallel zur zweiten Achse Z erstreckt.
  • Das Bearbeitungszentrum 1 weist außerdem eine Eingrenzung 25 auf, um zumindest teilweise einen Arbeitsbereich 26 abzugrenzen.
  • Im Besonderen ist innerhalb der Eingrenzung 25 das Untergestell 3, das die Portalstruktur 6 lagert, angeordnet.
  • Die Eingrenzung 25 weist eine erste Seite 27, die sich im Wesentlichen parallel zu ersten Achse X erstreckt, eine zweite Seite 29 und eine dritte Seite 30 auf, wobei die zweite Seite 29 und die dritte Seite 30 einander gegenüberliegen und sich im Wesentlichen parallel zur zweiten Achse Y erstrecken.
  • Die Eingrenzung 25 ist außerdem entlang der vierten Seite, die sich im Wesentlichen parallel zur ersten Achse X erstreckt und der ersten Seite 27 gegenüberliegt, offen, um einem Bediener das Beladen der Arbeitsfläche 4 mit dem Werkstück 2 oder das Abnehmen des Letztern von Ersterer zu ermöglichen.
  • In einer nicht dargestellten Variante der Erfindung ist die Eingrenzung 25 eine geschlossene Eingrenzung.
  • Das Bearbeitungszentrum 1 ist darüber hinaus mit einer nicht dargestellten Werkzeugaufbewahrung ausgestattet, die in einem Bereich 28 außerhalb der Eingrenzung 25 angeordnet ist, um die Werkzeuge 22 unterzubringen, die das Bearbeitungsaggregat 13 verwenden und mit denen das Werkzeugmagazin 19 beladen werden kann.
  • Das Bearbeitungszentrum 1 weist ferner Umlagerungsmittel 31 auf, um mindestens ein Werkzeug 21 der Werkzeuge 22 zwischen dem Arbeitsbereich 26 und dem Bereich 28 umzulagern.
  • Im Besonderem treten die Umlagerungsmittel 31 in Verwendung durch eine Öffnung 32 hindurch, die in der zweiten Seite 29 der Eingrenzung 25 ausgebildet ist, und laufen zwischen dem Arbeitsbereich 26 und dem Bereich 28 hin und her.
  • Die Umlagerungsmittel 31 sind zwischen einer ersten Betriebsstellung A, die in 1 dargestellt ist, und einer zweiten Betriebsstellung B, die in den 3 und 4 dargestellt ist, hin- und herbewegbar.
  • In der ersten Betriebsstellung A sind die Umlagerungsmittel 31 im Bereich 28 angeordnet, um von einem Bediener das Werkzeug 21 zu erhalten oder es an diesen zu übergeben.
  • In einer nicht dargestellten Variante der Erfindung sind weitere Umlagerungsmittel bereitgestellt, die im Bereich 28 angeordnet sind, um von den Umlagerungsmitteln 31 das Werkzeug 21 zu erhalten oder es an diese zu übergeben, wenn sich die obgenannten Umlagerungsmittel 31 in der ersten Betriebsstellung A befinden.
  • In der zweiten Betriebsstellung B sind die Umlagerungsmittel 31 im Arbeitsbereich 26 in einer Stellung angeordnet, die vom Bearbeitungsaggregat 13 erreichbar ist.
  • Im Besonderen kann das Bearbeitungsaggregat 13 in der zweiten Betriebsstellung B über die Spindel 14 das Werkzeug 21 von den Umlagerungsmitteln 31 abnehmen oder es an diese übergeben.
  • Die Umlagerungsmittel 31 sind von Führungsmitteln 33 zwischen der ersten Betriebsstellung A und der zweiten Betriebsstellung B verfahrbar gelagert.
  • Die Führungsmittel 33 sind am Untergestell 3 einseitig eingespannt angebracht und weisen einen ersten Abschnitt 34, der im Bereich 28 angeordnet ist, und einen zweiten Abschnitt 35, der im Arbeitsbereich 26 angeordnet ist, auf.
  • Im Besonderen ist der zweite Abschnitt 35 zumindest teilweise an einem Endabschnitt 36 des Untergestells 3 befestigt, während der erste Abschnitt 34 in der Nähe der Werkzeugaufbewahrung angeordnet ist.
  • Die Umlagerungsmittel 31 weisen ein Greiferelement 37 auf, das einen Sitz 38 aufweist, um das Werkzeug 21 zu greifen (2).
  • In einer in den 5 bis 8 dargestellten Variante der Erfindung weisen die Umlagerungsmittel 31 abgesehen vom Greiferelement 37 noch ein weiteres Greiferelement 39 auf.
  • Das weitere Greiferelement 39 liegt dem Greiferelement 37 gegenüber und weist einen weiteren Sitz 40 auf, um ein weiteres Werkzeug der Werkzeuge 22 zu greifen.
  • Das Bearbeitungszentrum 1 weist ferner nicht dargestellte Bewegungsmittel auf, um die Umlagerungsmittel 31 entlang den Führungsmitteln 33 zu bewegen.
  • Im Besonderen weisen die Bewegungsmittel mindestens einen pneumatischen Aktuator auf.
  • In einer nicht dargestellten Variante der Erfindung weisen die Bewegungsmittel einen Motor, beispielsweise einen Elektromotor, auf, der an den Umlagerungsmitteln 31 angebracht ist.
  • Der Motor versetzt ein Zahnrad in Drehung, das in eine Zahnstange eingreift, die an den Führungsmitteln 33 angebracht ist.
  • In einer weiteren nicht dargestellten Variante der Erfindung versetzt der Motor eine Mutter in Drehung, die helixartig in eine fixe, an den Führungsmitteln 33 angebrachte Schnecke eingreift.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf die 1, 3 und 4 eine Phase des Beladens des Werkzeugmagazins 19 beschrieben.
  • Zu Beginn befinden sich die Umlagerungsmittel 31 in der ersten Betriebsstellung A und erhalten vom Bediener oder von den anderen Umlagerungsmitteln das Werkzeug 21, mit dem das Werkzeugmagazin 19 zu beladen ist, wobei das Werkzeug 21 vom Greiferelement 37 gegriffen wird.
  • Daraufhin werden die Umlagerungsmittel 31 von den Bewegungsmitteln in die zweite Betriebsstellung B bewegt, in der das Bearbeitungsaggregat 13 über die Spindel 14 das Werkzeug 21 abnimmt.
  • Nun bewegt das Bearbeitungsaggregat 13 über die Spindel 14 das Werkzeug 21 entlang dem Querbalkenelement 7 und übergibt es an das Werkzeugmagazin 19.
  • Umgekehrt entnimmt das Bearbeitungsaggregat 13 in einer Phase des Entladens des Werkzeugmagazins 19 über die Spindel 14 das Werkzeug 21 aus dem Werkzeugmagazin 19 und übergibt es an die Umlagerungsmittel 31, die sich in der zweiten Betriebsstellung B befinden.
  • Daraufhin werden die Umlagerungsmittel 31 von den Bewegungsmitteln in die erste Betriebsstellung A bewegt, in der der Bediener oder die anderen Umlagerungsmittel das Werkzeug 21 von den Umlagerungsmittel 31 abnehmen.
  • Nun wird unter Bezugnahme auf die 5, 7 und 8 eine Phase des Beladen/Entladens des Werkzeugmagazins 19 beschrieben.
  • Zu Beginn befinden sich die Umlagerungsmittel 31 von dem in 6 gezeigten Typ in der ersten Betriebsstellung A, in der es möglich ist, das Werkzeug 21 auf das Greiferelement 37 zu laden und das weitere Greiferelement 39 unbesetzt zu lassen.
  • Nachdem nun das Bearbeitungsaggregat 13 über die Spindel 14 ein weiteres Werkzeug aus dem Werkzeugmagazin 19 entnommen hat, werden die Umlagerungsmittel 31 in der zweiten Betriebsstellung B angeordnet.
  • Auf diese Weise ordnet in der zweiten Betriebsstellung B die Spindel 14 zunächst das weitere Werkzeug im weiteren Greiferelement 39 an und nimmt dann das Werkzeug 21 vom Greiferelement 37 ab.
  • Nun ordnet die Spindel 14 das Werkzeug 21 so wie oben beschrieben im Werkzeugmagazin 19 an.
  • Mit Bezug auf die 9 und 10 ist eine weitere Variante der Erfindung gezeigt, bei der das Bearbeitungszentrum 1 einen Wechsler 41 und die in 6 dargestellten Umlagerungsmittel 31 aufweist.
  • Der Wechsler 41 kann anstelle des oder alternativ zum Bearbeitungsaggregat 13 dazu verwendet werden, eines oder mehrere der Werkzeuge 22 zwischen den Umlagerungsmitteln 31 und dem Werkzeugmagazin 19 umzulagern.
  • Ferner kann der Wechsler 41 dazu verwendet werden, eines oder mehrere der Werkzeuge 22 zwischen dem Werkzeugmagazin 19 und dem Bearbeitungsaggregat 13 umzulagern.
  • Mit anderen Worten kann in Verwendung der Wechsler 41 sowohl dazu verwendet werden, Werkzeuge zwischen den Umlagerungsmitteln 31 und dem Werkzeugmagazin 19 umzulagern, als auch Werkzeuge zwischen dem Werkzeugmagazin 19 und dem Bearbeitungsaggregat 13 umzulagern.
  • Der Wechsler 41 ist zwischen dem Werkzeugmagazin 19 und dem Bearbeitungsaggregat 13 angeordnet und von der ersten Führung 9 verfahrbar gelagert.
  • In einer nicht dargestellten Variante der Erfindung ist der Wechsler 41 von der zweiten Führung 10 gelagert.
  • In einer anderen nicht dargestellten Variante der Erfindung ist der Wechsler 41 von der ersten Führung 9 und von der zweiten Führung 10 gelagert.
  • Der Wechsler 41 weist einen Körper 45 auf, der ein erstes Element 46 aufweist, das von weiteren Führungsmitteln 47 verfahrbar gelagert ist, die sich im Wesentlichen parallel zur zweiten Achse Z erstrecken.
  • Auf diese Weise ist das erste Element 46 im Wesentlichen parallel zur zweiten Achse Z bewegbar.
  • Der Wechsler 41 weist ferner ein zweites Element 48 auf, das vom ersten Element 46 verfahrbar gelagert ist.
  • Im Besonderen ist das zweite Element 48 in Bezug auf das erste Element 46 im Wesentlichen parallel zur ersten Achse X bewegbar.
  • Der Wechsler 41 weist ferner Träger- und Greifmittel 42 auf, die vom zweiten Element 48 drehbar gelagert sind.
  • Im Besonderen sind die Träger- und Greifmittel 42 um eine weitere, eigene Achse Z2, die im Wesentlichen parallel zur zweiten Achse Z ist, drehbar.
  • Außerdem sind die Träger- und Greifmittel 42 mit einem ersten Träger- und Greifelement 43 und einem zweiten Träger- und Greifelement 44 ausgestattet, die einander gegenüberliegen, um jeweils ein Werkzeug 21 zu greifen und zu tragen.
  • Das Bearbeitungszentrum 1 weist außerdem weitere Bewegungsmittel 49 zum Bewegen des Wechslers 41 entlang der ersten Führung 9 auf.
  • Die weiteren Bewegungsmittel 49 weisen einen weiteren Motor 50 auf, um ein weiteres, nicht dargestelltes Zahnrad in Drehung zu versetzen.
  • Die weiteren Bewegungsmittel 49 weisen außerdem eine weitere Zahnstange 51 auf.
  • Die weitere Zahnstange 51 ist an einer weiteren Wand 52 des Querbalkenelements 7 angebracht, wobei die weitere Wand 52 benachbart zur Wand 8 ist.
  • Die weitere Zahnstange 51 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zur dritten Achse Y und ist angeordnet, um mit dem obgenannten weiteren Zahnrad in Eingriff zu sein.
  • In einer weiteren, nicht dargestellten Variante der Erfindung versetzt der Motor 50 eine weitere Mutter in Drehung, die helixartig in eine weitere, fixe Schnecke eingreift, die sich im Wesentlichen parallel zur zweiten Achse Y erstreckt.
  • In Verwendung wird der Wechsler 41 in der Phase des Beladens des Werkzeugmagazins 19 von der Portalstruktur 6 im Arbeitsbereich 26 in eine Stellung bewegt, in der er mit den Umlagerungsmitteln 31, die sich in der zweiten Betriebsstellung B befinden, Wechselwirken kann.
  • In der Folge nimmt der Wechsler 41 mithilfe der Träger- und Greifmittel 42 ein erstes Werkzeug und gegebenenfalls ein zweites Werkzeug, beide nicht dargestellt, von den Umlagerungsmitteln 31 ab.
  • Daraufhin übergibt der Wechsler 41, der von den weiteren Bewegungsmitteln 49 an das Werkzeugmagazin 19 angenähert wurde, das erste Werkzeug und anschließend, nachdem er um die weitere Achse Z2 gedreht wurde, auch das zweite Werkzeug, falls vorhanden, an das Werkzeugmagazin 19.
  • Umgekehrt entnimmt in der Phase des Entladens des Werkzeugmagazins 19 der Wechsler 41, der von den weiteren Bewegungsmitteln 49 an das Werkzeugmagazin 19 angenähert wurde, ein erstes Werkzeug und gegebenenfalls auch, nachdem er um die weitere Achse Z2 gedreht wurde, ein zweites Werkzeug aus dem Werkzeugmagazin 19.
  • Danach wird der Wechsler 41 von der Portalstruktur 6 zum Arbeitsbereich 26 hin in eine Stellung bewegt, in der er mit den Umlagerungsmitteln 31, die sich in der zweiten Betriebsstellung B befinden, Wechselwirken kann.
  • Daraufhin übergibt der Wechsler 41 mithilfe der Träger- und Greifmittel 42 das erste Werkzeug und das zweite Werkzeug an die Umlagerungsmittel 31.
  • In einer nicht dargestellten Variante der Erfindung weist das Bearbeitungszentrum 1 den Wechsler 41 und die in 2 dargestellten Umlagerungsmittel 31 auf.
  • Der Wechsler 41 kann auch dazu verwendet werden, die Werkzeuge 22 zwischen dem Werkzeugmagazin 19 und dem Bearbeitungsaggregat 13 umzulagern.
  • Dazu wird in Verwendung, knapp bevor ein erstes Werkzeug, das im Bearbeitungsaggregat 13 eingespannt ist, die programmierten Arbeiten beendet hat, der Wechsler 41, der mit einem zweiten Werkzeug ausgestattet ist, an das Bearbeitungsaggregat 13 angenähert.
  • Sobald die obgenannten Arbeiten beendet sind, ist auf diese Weise der Wechsler 41 bereit, das erste Werkzeug rasch mit dem zweiten Werkzeug zu ersetzen.
  • Um dies zu tun, werden die Träger- und Greifmittel 42 derart angeordnet, dass das erste Träger- und Greifelement 43, das unbesetzt ist, zum ersten Werkzeug hin weist und dieses vom Bearbeitungsaggregat 13 abnimmt.
  • Danach drehen sich die Träger- und Greifmittel 42 um 180° um die weitere Achse Z2, sodass das zweite Träger- und Greifelement 44, das das zweite Werkzeug trägt, welches zuvor passend aus dem Werkzeugmagazin 19 entnommen wurde, zum Bearbeitungsaggregat 13 hin weist und das zweite Werkzeug auf dieses umlagert.
  • Nun entfernt sich der Wechsler 41 vom Bearbeitungsaggregat 13, das nun mit dem zweiten Werkzeug die erforderlichen Arbeiten durchführen kann, und nähert sich dem Werkzeugmagazin 19 an, das passend gedreht ist, um diesem das soeben verwendete erste Werkzeug zu übergeben bzw. diesem ein drittes Werkzeug zu entnehmen, das nach dem zweiten Werkzeug verwendet werden soll.
  • Anzumerken ist, dass der Wechsler 41 auch dazu verwendet werden kann, die Werkzeuge 22 direkt zwischen den Umlagerungsmitteln 31 und dem Bearbeitungsaggregat 13 umzulagern.
  • In diesem Fall arbeitet der Wechsler 41 gleich wie in den oben beschriebenen Phasen des Beladens und Entladens, jedoch mit dem Unterschied, dass dieses Mal das Bearbeitungsaggregat 13 und nicht das Werkzeugmagazin 19 be- oder entladen wird.
  • Auch ist es möglich, den Wechsler 41 dazu zu verwenden, ein erstes Werkzeug und ein zweites Werkzeug von den Umlagerungsmitteln 31 aus 6 abzunehmen und danach das erste Werkzeug in das Werkzeugmagazin 19 und das zweite Werkzeug auf das Bearbeitungsaggregat 13 zu laden.
  • In einer weiteren, nicht dargestellten Variante der Erfindung ist ein anthropomorpher Roboter vorgesehen, der im Arbeitsbereich 26 angeordnet ist, um Werkzeuge zwischen den Umlagerungsmitteln 31 und dem Werkzeugmagazin 19 und/oder dem Bearbeitungsaggregat 13, und/oder zwischen dem Werkzeugmagazin 19 und dem Bearbeitungsaggregat 13, umzulagern.
  • Es ist hervorzuheben, dass die Umlagerungsmittel 31, die mit dem Bearbeitungsaggregat 13 und/oder dem Wechsler 41 zusammenwirken, das schnelle, sichere und einfache Beladen/Entladen des Werkzeugmagazins 19 ermöglichen.
  • Dank der Umlagerungsmittel 31 ist es nämlich nicht mehr notwendig, dass ein Bediener mit oder ohne Werkzeugwagen in den Arbeitsbereich 26 hineingeht, um das Werkzeugmagazin 19 händisch zu be- und entladen.

Claims (26)

  1. Bearbeitungszentrum (1), das ein Bearbeitungsaggregat (13) zum Bearbeiten von Werkstücken (2) aus Holz oder ähnlichen Materialien, Eingrenzungsmittel (25) zum zumindest teilweisen Abgrenzen eines Arbeitsbereichs (26) des Bearbeitungszentrums (1) sowie ein Werkzeugmagazin (19), das innerhalb der Eingrenzungsmittel (25) angeordnet ist, um Werkzeuge (22) unterzubringen, die vom Bearbeitungsaggregat (13) verwendet werden können, aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass Umlagerungsmittel (31) zum Umlagern von mindestens einem Werkzeug (21) zwischen dem Arbeitsbereich (26) und einem Bereich (28) außerhalb der Eingrenzungsmittel (25) und weitere Umlagerungsmittel (13, 41) zum Umlagern des mindestens einen Werkzeugs (21) zwischen den Umlagerungsmitteln (31) und dem Werkzeugmagazin (19) vorgesehen sind.
  2. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, wobei die weiteren Umlagerungsmittel (13, 41) das Bearbeitungsaggregat (13) aufweisen.
  3. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1 oder 2, wobei die weiteren Umlagerungsmittel (13, 41) Wechslermittel (41) aufweisen, die dazu vorgesehen sind, das mindestens eine Werkzeug (21) zu tragen.
  4. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 3, wobei die Wechslermittel (41) zwischen dem Werkzeugmagazin (19) und dem Bearbeitungsaggregat (13) bewegbar sind, um das mindestens eine Werkzeug (21) zwischen dem Werkzeugmagazin (19) und dem Bearbeitungsaggregat (13) umzulagern.
  5. Bearbeitungszentrum nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Umlagerungsmittel (31) zwischen einer ersten Betriebsstellung (A), in der die Umlagerungsmittel (31) im Bereich (28) angeordnet sind, um das mindestens eine Werkzeug (21) zu erhalten/abzugeben, und einer zweiten Betriebsstellung (B), in der die Umlagerungsmittel (31) im Arbeitsbereich (26) angeordnet sind und von den weiteren Umlagerungsmitteln (13, 41) erreichbar sind, bewegbar sind.
  6. Bearbeitungszentrum nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Umlagerungsmittel (31) Greifmittel (37, 39) aufweisen, um das mindestens eine Werkzeug (21) zu greifen.
  7. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 6, wobei die Greifmittel (37, 39) ein erstes Greiferelement (37) aufweisen.
  8. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 6 oder 7, wobei die Greifmittel (37, 39) ein zweites Greiferelement (39) aufweisen.
  9. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 8, wenn Anspruch 8 von Anspruch 7 abhängig ist, wobei das erste Greiferelement (37) dem zweiten Greiferelement (39) gegenüberliegt.
  10. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 5 bis 9, wenn Anspruch 6 von Anspruch 5 abhängig ist, das Führungsmittel (33) aufweist, um die Umlagerungsmittel (31) zwischen der ersten Betriebsstellung (A) und der zweiten Betriebsstellung (B) verfahrbar zu lagern.
  11. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 10, wobei die Führungsmittel (33) einen ersten Abschnitt (34) aufweisen, der im Bereich (28) angeordnet ist.
  12. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Führungsmittel (33) einen zweiten Abschnitt (35) aufweisen, der im Arbeitsbereich (26) angeordnet ist.
  13. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Führungsmittel (33) an einem Abschnitt (36) eines Untergestells (3) des Bearbeitungszentrums (1) einseitig eingespannt angebracht sind, wobei das Untergestell (3) angeordnet ist, um die Werkstücke (2) zu lagern.
  14. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 13, wobei der Abschnitt ein Endabschnitt (36) ist.
  15. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 10 bis 14, das Bewegungsmittel zum Bewegen der Umlagerungsmittel (31) entlang den Führungsmitteln (33) aufweist.
  16. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 15, wobei die Bewegungsmittel einen pneumatischen Aktuator aufweisen.
  17. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wenn Anspruch 15 von Anspruch 13 abhängig ist, das eine Portalstruktur (6) aufweist, die vom Untergestell (3) verfahrbar gelagert ist und dazu vorgesehen ist, die weiteren Umlagerungsmittel (13, 41) verfahrbar zu lagern.
  18. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 17, wobei das Werkzeugmagazin (19) an der Portalstruktur (6) angebracht ist.
  19. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 2 bis 18, wobei das Bearbeitungsaggregat (13) ein Bearbeitungsaggregat mit drei gesteuerten Achsen ist.
  20. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 2 bis 18, wobei das Bearbeitungsaggregat (13) ein Bearbeitungsaggregat mit fünf gesteuerten Achsen ist.
  21. Verfahren zum Beladen/Entladen eines Werkzeugmagazins (19) eines Bearbeitungszentrums (1), das ein Bearbeitungsaggregat (13) zum Bearbeiten von Werkstücken (2) aus Holz oder ähnlichen Materialien aufweist, wobei das Werkzeugmagazin (19) innerhalb von Eingrenzungsmitteln (25) des Bearbeitungszentrums (1) angeordnet ist und die Eingrenzungsmittel (25) zumindest teilweise einen Arbeitsbereich (26) des Bearbeitungszentrums (1) abgrenzen, dadurch gekennzeichnet, dass das Beladen/Entladen das Umlagern von mindestens einem Werkzeug (21) zwischen dem Arbeitsbereich (26) und einem Bereich (28) außerhalb der Eingrenzungsmittel (25) mithilfe von Umlagerungsmitteln (31) des Bearbeitungszentrums (1) und das neuerliche Umlagern des mindestens einen Werkzeugs (21) zwischen den Umlagerungsmitteln (31) und dem Werkzeugmagazin (19) mithilfe von weiteren Umlagerungsmitteln (13, 41) des Bearbeitungszentrums (1) umfasst.
  22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Umlagern das Anordnen des mindestens einen Werkzeugs (21) in einem Abschnitt des Arbeitsbereichs (26) umfasst, der von den weiteren Umlagerungsmittel (13, 41) erreichbar ist.
  23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, wobei das neuerliche Umlagern vom Bearbeitungsaggregat (13) vorgenommen wird.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, wobei das neuerliche Umlagern von Wechslermitteln (41) vorgenommen wird, die dazu vorgesehen sind, das mindestens eine Werkzeug (21) zu tragen, und die in den weiteren Umlagerungsmittel (13, 41) enthalten sind.
  25. Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, umfassend das weitere Umlagern des mindestens einen Werkzeugs (21) zwischen dem Werkzeugmagazin (19) und dem Bearbeitungsaggregat (13).
  26. Verfahren nach Anspruch 25, wenn Anspruch 25 von Anspruch 24 abhängig ist, wobei das weitere Umlagern von den Wechslermitteln (41) vorgenommen wird.
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