DE102009011676A1 - Processing machine for machining workpiece, has stationary frame, and work piece holder that is automatically moved in relation to frame for receiving work piece to be machined - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks, insbesondere zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks oder eines Rohlings zur Herstellung eines Zahnersatzteils oder Gebissmodells.The The invention relates to a processing machine for machining a workpiece, in particular for machining a workpiece or a blank for the production of a dental prosthesis or denture model.
Gattungsgemäße Bearbeitungsmaschinen weisen einen ortsfesten Rahmen, einen Werkzeughalter zur Aufnahme eines zu bearbeitenden Werkzeugs und einen gegenüber dem Rahmen automatisiert bewegbaren Werkstückhalter zur Aufnahme eines in Bearbeitung befindlichen Werkstücks auf. Sie dienen der automatisierten spanenden Bearbeitung von Werkstücken, beispielsweise mittels Fräs-, Bohr- oder Schleifwerkzeugen. Als Bearbeitungsmaschinen zur Herstellung von Zahnersatzteilen sind sie dazu ausgebildet, aus Rohlingen mittels der spanenden Bearbeitung Kronen, Inlays, Brücken und vergleichbare Zahnersatzteile herauszuarbeiten. Weiter können sie auch dafür ausgebildet sein, Modelle von Gebissen oder Teilen davon herzustellen, die für die weitere Verarbeitung von Zahnersatzteilen benötigt werden.Generic machines have a fixed frame, a tool holder for receiving a tool to be machined and one automated relative to the frame movable workpiece holder for receiving a workpiece being processed. They are used for automated machining of workpieces, for example by means of milling, Drilling or grinding tools. As processing machines for the production Of dental prostheses, they are designed to use from blanks the machining of crowns, inlays, bridges and comparable tooth replacement parts work out. Next you can she too for that be trained to make models of bits or parts thereof, the for the further processing of dental prostheses are needed.
Gattungsgemäße Bearbeitungsmaschinen weisen üblicherweise ein Werkzeugmagazin auf, in welchem verschiedene Werkzeuge gelagert sind, die für verschiedene Anwendungszwecke bzw. verschiedene Stadien der Bearbeitung vorgesehen sind. Der Wechsel des Werkzeugs erfolgt üblicherweise automatisiert, beispielsweise indem der Werkzeughalter zu dem ortsfest am Rahmen vorgesehenen Werkzeugmagazin bewegt wird, dort das zuvor benutzte Werkzeug in einer hierfür vorgesehenen Aufnahme ablegt und ein anderes Werkzeug aus einer anderen Aufnahme zum Zwecke der nachfolgenden Bearbeitungsschritte am Werkzeughalter einspannt.Generic processing machines usually have a tool magazine, in which various tools stored are that for different applications or different stages of processing are provided. The change of the tool is usually done automated, for example by the tool holder to the stationary moved on the frame tool magazine is moved, there before used tool in one for this envisaged recording and another tool from a other recording for the purpose of subsequent processing steps clamped on the tool holder.
Es ist dabei bekannt, Werkzeugmagazine vorzusehen, deren Aufnahmen gegenüber dem Rahmen beweglich sind, beispielsweise um ein Werkzeug zum Zwecke des Wechsels in eine hierfür vorgesehene Wechselposition zu bewegen.It is known to provide tool magazines whose recordings across from the frame are movable, for example, a tool for the purpose the change into one for this intended to move change position.
Als nachteilig an gattungsgemäßen Bearbeitungsmaschinen wird es angesehen, dass je nach Anordnung des Werkzeugmagazins zusätzlicher Bauraum und zum Teil vergleichsweise lange Fahrwege des Werkzeughalters erforderlich sind, um einen Werkzeugwechsel durchführen zu können. Insbesondere bei Bearbeitungsvorgängen, bei denen ein häufiger Werkzeugwechsel erforderlich ist, verlängert dies die Bearbeitungszeit in relevantem Maße. Nachteilig an bestehenden Bearbeitungsmaschinen ist weiterhin, dass zur Bewegung der einzelnen Aufnahmen des Werkzeugmagazins zusätzliche Antriebsmittel vorgesehen sein müssen. Diese Nachteile wiegen insbesondere bei Bearbeitungsmaschinen schwer, die für die Bearbeitung von Rohlingen zur Erzeugung von Zahnersatzteilen ausgebildet sind, da derartige Bearbeitungsmaschinen vergleichweise klein sein sollten, um in Dentallabors und Arztpraxen verwendet werden zu können.When disadvantageous to generic processing machines It is considered that, depending on the arrangement of the tool magazine additional space and sometimes comparatively long distances of the tool holder are required to perform a tool change can. In particular, in machining operations in which a frequent tool change is required, extended this the processing time in relevant extent. Disadvantageous to existing ones Machine tools continue to be used to move each shot the tool magazine additional Drive means must be provided. These disadvantages are particularly difficult for machine tools, the for the processing of blanks for the production of dental prostheses are formed, since such machines are comparatively small should be used in dental laboratories and medical practices to be able to.
Aufgabe und LösungTask and solution
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße Bearbeitungsmaschine dahingehend weiterzubilden, dass die Nachteile des Standes der Technik in Hinblick auf das Werkzeugmagazin vermindert werden.task The invention is therefore to develop a generic processing machine to the effect that the disadvantages of the prior art with regard to the tool magazine be reduced.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass die Bearbeitungsmaschine ein Werkzeugmagazin mit mindestens einer Aufnahme zur Lagerung von mindestens einem Werkzeug aufweist, wobei das Werkzeugmagazin derart mit dem Werkstückhalter zwangsgekoppelt ist, dass es während der Bearbeitung stets ortsfest zum Werkstückhalter angeordnet ist.According to the invention this is achieved in that the machine tool a tool magazine with at least one receptacle for storage of at least one Having tool, wherein the tool magazine so positively coupled to the workpiece holder is that while there the machining is always arranged stationary to the workpiece holder.
Bei einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine wird demnach das Werkzeugmagazin während der Bearbeitung stets mit dem gegenüber dem Rahmen zum Zwecke der Bearbeitung bewegten Werkstückhalter gemeinsam bewegt. Die Position des Werkzeugmagazins und damit der Aufnahmen des Werkzeugmagazins relativ zum seinerseits bewegten Werkstück bleibt hierdurch stets unverändert, so dass unabhängig von der Lage des Werkstücks in einem Bearbeitungsraum der Bearbeitungsmaschine die Fahrwege von der gerade aktuellen Bearbeitungsstelle bis zum Werkzeugmagazin kurz sind.at a processing machine according to the invention Accordingly, the tool magazine is always during processing with the opposite Frame for the purpose of machining moving workpiece holder moved together. The position of the tool magazine and thus the Recordings of the tool magazine relative to his turn moved workpiece remains unchanged as a result, so that independent from the position of the workpiece in a processing room of the processing machine the routes from the current machining center to the tool magazine are short.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Gestaltung liegt darin, dass die automatisierte Bewegbarkeit des Werkstücks genutzt werden, um verschiedene Aufnahmen in eine Übergabeposition bringen zu können. Es entfällt somit die Notwendigkeit, einen separaten Antrieb für das Werkzeugmagazin vorzusehen.One Another essential advantage of the design according to the invention is that that the automated movability of the workpiece can be used to different Recordings in a transfer position to be able to bring. It is omitted thus the need for a separate drive for the tool magazine provided.
Die Erfindung kann bei Werkzeughaltern angewendet werden, die gegenüber dem Rahmen um eine A-Achse automatisiert rotativ bewegbar sind und/oder die entlang einer X-Achse automatisiert translativ gegenüber dem Rahmen bewegbar sind.The The invention can be applied to tool holders which are opposite to the Frames are automatically rotatable about an A-axis and / or along an X-axis automatically translatable to the Frame are movable.
Bei Bearbeitungsmaschinen, bei denen der Werkzeughalter mit dem in Bearbeitung befindlichen Werkstück um die A-Achse schwenkbar ist, wird auch das Werkzeugmagazin stets gemeinsam mit dem in Bearbeitung befindlichen Werkstück verschwenkt. Dies wird als besonders vorteilhafte Lösung angesehen.at Machine tools in which the tool holder with the in process located workpiece can be pivoted about the A-axis, the tool magazine is always pivoted together with the workpiece being processed. This is considered to be a particularly advantageous solution.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung weist das Werkzeugmagazin mehrere Aufnahmen zur Lagerung von jeweils einem Werkzeug auf, wobei die Aufnahmen zumindest zum Teil derart ausgerichtet sind, dass daran gelagerte Werkzeuge eine voneinander abweichende Ausrichtung aufweisen. Unter einer voneinander abweichenden Ausrichtung wird in diesem Zusammenhang verstanden, dass die Erstreckungsrichtung der gelagerten Werkzeuge und/oder ihrer Orientierung in den verschiedenen Aufnahmen voneinander abweicht. Insbesondere im Zusammenhang mit einem Werkzeugmagazin, welches gemeinsam mit dem Werkzeughalter um eine A-Achse verschwenkbar ist, ist eine solche Lagerung der Werkzeuge mit voneinander abweichender Ausrichtung von Vorteil, da dadurch zum Einen eine große Zahl von Werkzeugen gelagert werden kann und zum Anderen durch Verschwenken des gesamten Werkzeugmagazins um die A-Achse verschiedene Aufnahmen in eine Stellung gebracht werden können, in der das in ihnen gelagerte Werkzeug eine relativ zum Rahmen gleich ausgerichtete Übergabeausrichtung einnimmt. Besonders von Vorteil ist es, wenn das Werkzeugmagazin mindestens zwei Aufnahmen aufweist, die zur Aufnahme von Werkzeugen dahingehend ausgebildet sind, dass die Werkzeuge bezogen auf die A-Achse um 180° gegeneinander versetzt sind.In a further development of the invention the tool magazine a plurality of receptacles for supporting each of a tool, wherein the receptacles are at least partially aligned such that tools mounted thereon have a different orientation. Under a different orientation is understood in this context that the direction of extension of the stored tools and / or their orientation in the different shots differ from each other. In particular, in connection with a tool magazine, which is pivotable together with the tool holder about an A-axis, such a bearing of the tools with divergent orientation of advantage, since on the one hand a large number of tools can be stored and on the other by pivoting the entire tool magazine can be brought about the A-axis different shots in a position in which the tool mounted in them occupies a relatively aligned to the frame transfer orientation. It is particularly advantageous if the tool magazine has at least two receptacles which are designed to receive tools in such a way that the tools are offset relative to one another by 180 ° relative to the A axis.
Besonders von Vorteil ist es weiterhin, wenn das Werkzeugmagazin unmittelbar am Werkstückhalter vorgesehen ist. Als Werkstückhalter wird dabei jene Komponente angesehen, an welcher das wechselbare Werkstück zum Zwecke der Bearbeitung festgelegt wird. Gemäß dieser Weiterbildung ist das Werkzeugmagazin demnach an jenem Bauteil der Bearbeitungsmaschine vorgesehen, welches während der Bearbeitung dem Werkstück am nächsten ist, welches jedoch nicht gemeinsam mit dem Werkstück ausgetauscht wird.Especially it is also advantageous if the tool magazine immediately on the workpiece holder is provided. As a workpiece holder is considered that component on which the exchangeable workpiece for the purpose the editing is set. According to this development is the tool magazine accordingly on that component of the processing machine provided, which during machining the workpiece closest is which, however, is not shared with the workpiece.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung sind die Aufnahmen derart ausgebildet, dass die Werkzeuge quer zu ihrer jeweiligen Haupterstreckungsachse in die Aufnahmen eingefügt oder aus den Aufnahmen entnommen werden können. Als Haupterstreckungsachse der Werkzeuge wird dabei deren bestimmungsgemäße Rotationsachse angesehen. Die Einfügung bzw. Entnahme der Werkzeuge quer zur Haupterstreckungsachse ist vor allen Dingen deshalb von Vorteil, da diese Gestaltung es gestattet, dass die Aufnahmen jeweils eine formschlüssige Codierung aufweisen, die jeweils nur die Lagerung eines vorgesehenen Werkzeugs in der jeweiligen Aufnahme gestattet. So können die Aufnahmen beispielsweise in Richtung der Haupterstreckungsachse einen Aufnahmeraum für variierende Durchmesser des Werkzeugs im Bereich seines Schaftes aufweisen, so dass nur Werkzeuge mit jeweils korrespondierend ausgebildetem Schaft eingesetzt werden können. Hierdurch ist es in besonders einfacher Art und Weise auch manuell möglich, das Werkzeugmagazin mit Werkzeugen zu bestücken, ohne dass die Gefahr des Einsetzens eines falschen Werkzeugs entsteht. Insbesondere können bei einer derartigen formschlüssigen Codierung eine elektronische Codierung und ein Identifikationsmechanismus zur automatisierten elektronischen Identifikation eines Werkzeugs entfallen.at a development of the invention, the recordings are designed such that the tools are transverse to their respective main axis of extension inserted into the recordings or can be taken from the recordings. As the main axis of extension The tools will be considered their intended rotation axis. The insertion or removal of the tools transverse to the main axis of extension Above all, this is advantageous because this design allows that the receptacles each have a positive coding, each only the storage of a designated tool in the each recording allowed. For example, the recordings in the direction of the main axis of extension a receiving space for varying Have diameter of the tool in the region of its shank, so that only tools with each trained accordingly Shank can be used. This makes it in a particularly simple way and manually possible, to equip the tool magazine with tools without the danger the onset of a wrong tool arises. In particular, at such a positive Coding an electronic coding and an identification mechanism for the automated electronic identification of a tool omitted.
Die Werkzeuge sind vorzugsweise mittels eines Rast- oder Klemm- oder Magnetmechanismus in den Aufnahmen des Werkzeugmagazins fixiert. Hierdurch wird gewährleistet, dass bei der gemeinsamen Bewegung der Werkzeuge zusammen mit dem Werkstück die Werkzeuge nicht in Folge von Fliehkräften oder der Erdanziehung aus den Aufnahmen herausfallen. Als Rast-, Klemm- oder Magnetmechanismus wird ein Mechanismus zum Fixieren der Werkzeuge verstanden, der ohne separat anzusteuernde Aktuatoren auskommt. Besonders von Vorteil ist ein Rast-, Klemm- oder Magnetmechanismus bei Werkzeugmagazinen, die gemeinsam mit dem Werkstückhalter ihre Orientierung im Raum ändern, da gerade bei diesen Werkzeugen die Gefahr besteht, dass sie bei einer Bewegung des Werkstückhalters im Rahmen der Bearbeitung aus ihren Aufnahmen herausfallen.The Tools are preferably by means of a locking or clamping or Magnetic mechanism fixed in the shots of the tool magazine. This will ensure that in the joint movement of the tools together with the workpiece, the tools not as a result of centrifugal forces or the gravitational pull fall out of the recordings. As a rest, Clamping or magnet mechanism becomes a mechanism for fixing understood the tools that without separately controlled actuators gets along. Particularly advantageous is a latching, clamping or magnetic mechanism with tool magazines, which work together with the workpiece holder change their orientation in space, because there is a danger that these tools with them a movement of the workpiece holder in Frame of editing fall out of their recordings.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist ein zweites Werkzeugmagazin vorgesehen. Dieses zweite Werkzeugmagazin besteht somit neben dem ersten, während der Bearbeitung ortsfest zum Werkstückhalter bewegten Werkstückmagazin. Das zweite Werkzeugmagazin erlaubt es, eine größere Zahl an Werkzeugen zu lagern und automatisiert dem Bearbeitungsvorgang zuzuführen, insbesondere auch Austauschwerkzeuge, die nach Verschleiß eines zuvor verwendeten Werkzeugs des ersten Werkzeugmagazins Anwendung finden können.at a development of the invention is a second tool magazine intended. This second tool magazine thus exists next to the first, while machining stationary to the workpiece holder moving workpiece magazine. The second tool magazine allows a larger number of tools store and automatically feed the processing operation, in particular also replacement tools that after wear of a previously used tool of the first tool magazine can be used.
Das zweite Werkzeugmagazin wird zumindest während der Bearbeitung des Werkstücks nicht gemeinsam mit dem Werkstückhalter des in Bearbeitung befindlichen Werkstücks bewegt. Es kann beispielsweise ortsfest zum Rahmen der Bearbeitungsmaschine vorgesehen sein.The second tool magazine is not common at least during machining of the workpiece with the workpiece holder of the workpiece being processed. It can, for example be provided fixed to the frame of the processing machine.
Besonders von Vorteil ist es, wenn das zweite Werkzeugmagazin automatisiert an den Werkstückhalter ankoppelbar ist. Bei einer solchen Gestaltung wird das zweite Werkzeugmagazin fallweise statt eines Werkstücks an den Werkstückhalter angekoppelt, so dass es dann gemeinsam mit dem ersten Werkzeugmagazin bewegt wird. Im angekoppelten Zustand besteht daher eine definierte Relativlage zwischen dem ersten und dem zweiten Werkzeugmagazin. In diesem angekoppelten Zustand kann dann der Austausch von Werkzeugen des ersten Werk zeugmagazins durch Werkzeuge des zweiten Werkzeugmagazins und/oder umgekehrt erfolgen.Especially It is advantageous if the second tool magazine is automated to the workpiece holder can be coupled. In such a design, the second tool magazine occasionally instead of a workpiece to the workpiece holder Coupled so that it together with the first tool magazine is moved. In the coupled state, therefore, there is a defined Relative position between the first and the second tool magazine. In this coupled state then the exchange of tools of the first tool magazine by tools of the second tool magazine and / or vice versa.
Besonders von Vorteil ist es, wenn das zweite Werkzeugmagazin mittels einer Werkstückmagazinvorrichtung handhabbar ist. Bei einer solchen Gestaltung wird das zweite Werkzeugmagazin in gleicher Art und Weise wie die in einem Werkstückmagazin vorgehaltenen Werkstücke gehandhabt und fallweise statt eines Werkstücks an den Werkstückhalter angekoppelt. Diese Gestaltung, bei der das zweite Werkzeugmagazin durch das Werkstückmagazin gehandhabt wird bzw. bei Nichtgebrauch im Werkstückmagazin gelagert wird, ermöglicht es, unter Verwendung bestehender Komponenten der Bearbeitungsmaschine mit nur geringen weiteren Anpassungen eine Vielzahl weiterer Werkzeuge zu lagern. Das zweite Werkzeugmagazin ist zu diesem Zweck beispielsweise hinsichtlich seiner Kopplungsmittel derart ausgebildet, dass es nicht nur am Werkzeughalter angekoppelt werden kann, sondern auch im Werkstückmagazin aufgenommen und durch dieses gehandhabt werden kann.Especially It is advantageous if the second tool magazine by means of a Workpiece magazine device is manageable. In such a design, the second tool magazine in the same way as in a workpiece magazine reserved workpieces handled and occasionally coupled to the workpiece holder instead of a workpiece. This design, in which the second tool magazine through the workpiece magazine is handled or stored when not in use in the workpiece magazine, it allows using existing components of the processing machine with a few further adjustments a variety of other tools to store. The second tool magazine is for this purpose, for example with respect to its coupling means designed such that it not only can be coupled to the tool holder, but also in the workpiece magazine recorded and handled by this.
Die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine weist vorzugsweise ein Steuergerät auf, welches die Bewegungen des Werkstücks und des Werkzeughalters für das bearbeitende Werkzeug steuert. Dieses Steuergerät ist weiterhin dafür ausgebildet, in oben beschriebener Art und Weise den Werkzeugwechsel hinsichtlich des ersten und/oder des zweiten Werkzeugmagazins durchzuführen.The inventive processing machine preferably has a control unit on which the movements of the workpiece and the tool holder for the editing tool controls. This controller is also designed to in the manner described above, the tool change in terms perform the first and / or the second tool magazine.
Kurzbeschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich außer aus den Ansprüchen auch aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches nachfolgend anhand der Figuren erläutert wird. Dabei zeigen:Further Features and advantages of the invention will become apparent the claims also from the following description of a preferred embodiment of the invention, which will be explained below with reference to the figures. Showing:
Detaillierte Beschreibung der AusführungsbeispieleDetailed description the embodiments
Das
Werkstück
Ein
in
Durch
die beschriebenen Freiheitsgrade des Werkzeughalters
Um
während
der Bearbeitung das bearbeitende Werkzeug
Die
acht Aufnahmeplätze
Die
einzelnen Aufnahmen
Jedes
Werkzeug
Die
beiden dargestellten Aufnahmen
Die
dargestellten Aufnahmen
Die
nach außen
weisende Ausnehmung
Die
Nach
der Bearbeitung des Werkstücks
Anschließend wird
dieses Werkzeug
Im
nächsten
Schritt wird das Werkzeug
Zur
Aufnahme eines anderen Werkzeugs
Aus
diesem Zustand der
Ausgehend
von diesem Zustand der
Ausgehend
von diesem Zustand der
Es
ist ersichtlich, dass aufgrund der Anordnung des Werkzeugmagazins
und seiner kinematischen Kopplung mit dem Werkstückhalter ein Werkzeugwechsel
alleine über
die bereits zu Bearbeitungszwecken vorgesehenen Freiheitsgrade der
Bearbeitungsmaschine möglich
ist. Aufgrund der örtlichen
Nähe des
Werkzeugmagazins
Neben
Werkstücken
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R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: IVOCLAR VIVADENT AG, LI Free format text: FORMER OWNER: WIELAND DENTAL + TECHNIK GMBH & CO. KG, 75175 PFORZHEIM, DE Effective date: 20130801 |
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Representative=s name: SPLANEMANN PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT, DE Effective date: 20130801 Representative=s name: SPLANEMANN PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT, DE Effective date: 20130214 Representative=s name: SPLANEMANN PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT MBB, DE Effective date: 20130801 Representative=s name: SPLANEMANN PATENTANWAELTE PARTNERSCHAFT MBB, DE Effective date: 20130214 |