DE102011053538A1

DE102011053538A1 - Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks, mit einer solchen Werkzeugmaschine ausgestattete Fertigungslinie und Verfahren zum Betrieb einer derartigen Fertigungslinie

Info

Publication number: DE102011053538A1
Application number: DE102011053538A
Authority: DE
Inventors: Josef Preis
Original assignee: Buderus Schleiftechnik GmbH
Current assignee: Buderus Schleiftechnik GmbH
Priority date: 2011-09-12
Filing date: 2011-09-12
Publication date: 2013-03-14
Also published as: US20150174718A1; EP2755798A2; WO2013037808A2; DE202011107126U1; WO2013037808A3

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks (W, W1–W5), wobei die Werkzeugmaschine (A1–A5) eine Bearbeitungszelle (1) mit einer Bearbeitungseinrichtung (4) zum Bearbeiten des jeweiligen Werkstücks (W, W1–W5) und einer Übergabestelle (US1) zum Übergeben eines zu bearbeitenden Werkstücks (W, W1–W5) an die Bearbeitungseinrichtung (4) oder zum Ausgeben eines fertig bearbeiteten Werkstücks (W, W1–W5) von der Bearbeitungseinrichtung (4) umfasst. Um bei einer solchen Maschine beim Einsatz in einer Fertigungslinie eine hohe Flexibilität zu ermöglichen, weist die Werkzeugmaschine (A1–A5) erfindungsgemäß als integralen Bestandteil zusätzlich eine Fördereinrichtung (12) auf, die ein ihr übergebenes Werkstück (W, W1–W5) unter Umgehung der Bearbeitungseinrichtung (4) zwischen mindestens zwei Übernahmepositionen (UP1, UP2) transportiert. Ebenso betrifft die Erfindung eine mit einer erfindungsgemäßen Maschine ausgestattete Fertigungslinie, bei der eine optimierte Flexibilität gewährleistet ist und die leicht gewartet werden kann. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks, wobei die Werkzeugmaschine eine Bearbeitungszelle mit einer Bearbeitungseinrichtung zum Bearbeiten des jeweiligen Werkstücks und einer Übergabestelle zum Übergeben eines zu bearbeitenden Werkstücks an die Bearbeitungseinrichtung oder zum Ausgeben eines fertig bearbeiteten Werkstücks von der Bearbeitungseinrichtung umfasst. Ebenso betrifft die Erfindung eine mit mindestens einer solchen Werkzeugmaschine ausgestattete Fertigungslinie und ein Verfahren zu deren Betrieb.
Für die Großserienproduktion von komplex geformten Bauteilen durchläuft das jeweilige Werkstück in der Regel eine größere Zahl von Werkzeugmaschinen, in denen jeweils ein bestimmter Bearbeitungsschritt an dem Werkstück vorgenommen wird. In der Praxis werden die Werkzeugmaschinen zu diesem Zweck zu so genannten ”Fertigungslinien” zusammengefasst, die in der Fachsprache auch als ”Fertigungsstraßen” bezeichnet werden.
Die in die Fertigungslinie eingespeisten Werkstücke durchlaufen in einer bestimmten Förderrichtung die in Linie hintereinander angeordneten Werkzeugmaschinen der Fertigungslinie. Die Einspeisung der Werkstücke in die Fertigungslinie erfolgt dabei in der Regel über einen automatischen Werkstückförderer oder aus einem Werkstückvorrat.
Bei solchen Werkstückförderern handelt es sich in der Regel um Transportbänder oder -ketten, die die Werkstücke entlang der Werkzeugmaschinen transportieren und über die die Werkzeugmaschinen einer Fertigungslinie miteinander dem jeweiligen Fertigungsablauf entsprechend verkettet sind. Von dem Werkstückförderer werden die zu bearbeitenden Werkstücke an der jeweiligen Station abgenommen und auf nach abgeschlossener Bearbeitung wieder zurückgelegt.
Bei einem Werkstückspeicher handelt es sich dagegen in der Regel um einen stationär Behälter, in dem die zu bearbeitenden Werkstücke bereitgehalten bzw. die fertig bearbeiteten Werkstücke abgelegt werden können.
Vergleichbare Werkstückbevorratungs- und -einspeisesysteme sind auch von einzeln stehenden Werkzeugmaschinen bekannt, bei denen die Werkstücke in bestimmten Vorsortierungen beispielsweise in Körben an einer bestimmten Übergabeposition der Werkzeugmaschine angeordnet und von dort Stück für Stück in die Werkzeugmaschine übernommen werden, in der dann die jeweilige Bearbeitung durchgeführt wird. Die Übergabe des jeweils fertig bearbeiteten Werkstücks erfolgt in entsprechender Weise.
Ein typisches Beispiel für den Einsatz einer Fertigungslinie der hier in Rede stehenden Art ist die Herstellung von Getriebeteilen für Kraftfahrzeuge. An derartigen Werkstücken müssen auf dem Weg vom Rohteil bis zum fertigen Getriebeteil jeweils eine Vielzahl von spanabhebenden Bearbeitungen, wie beispielsweise Fräs-, Bohr-, Dreh-, Schleif- und Honbearbeitungen absolviert werden. Indem diese Bearbeitungsvorgänge einzelnen in einer optimierten Reihenfolge durchlaufenen und auf den jeweiligen Arbeitsgang spezialisierten Werkzeugmaschinen der Fertigungslinie zugewiesen werden, lassen sich innerhalb minimierter Durchlaufzeiten optimierte Arbeitsergebnisse in großer Stückzahl erzielen.
Die hohe Spezialisierung von Fertigungslinien der voranstehend erläuterten Art bringt eine geringe Flexibilität solcher Produktionssysteme mit sich. So lassen sich die in der Fertigungslinie jeweils absolvierten Bearbeitungsvorgänge nur mit großem Aufwand an neue Arbeitsablauf-Vorgaben anpassen. Dies gilt insbesondere für solche Systeme, bei denen die Einspeisung und Übergabe der Werkstücke über eine Automatisierungszelle erfolgt. Darüber hinaus ergeben sich insbesondere bei Systemen, bei denen der Werkstücktransport zwischen den Werkzeugmaschinen über einen gemeinsam genutzten, selbstständig betriebenen Werkstückförderer erfolgt, ein hoher Wartungsaufwand und räumliche Verhältnisse, die einen beispielsweise durch einen Defekt erforderlich werdenden Austausch einzelner Werkzeugmaschinen erschweren.
Vor dem Hintergrund des voranstehend erläuterten Standes der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung darin, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die bei einem Einsatz in einer Fertigungslinie der voranstehend erläuterten Art eine hohe Flexibilität ermöglicht, gleichzeitig aber auch als Einzelmaschine betreibbar ist. Darüber hinaus sollte eine Fertigungslinie geschaffen werden, bei der auf einfache Weise eine optimierte Flexibilität gewährleistet ist und die leicht gewartet werden kann. Ebenso sollte ein Verfahren zum Betrieb einer entsprechenden Fertigungslinie angegeben werden.
In Bezug auf die Werkzeugmaschine wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine solche Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 1 ausgebildet ist.
Die erfindungsgemäße Lösung der voranstehend genannten Aufgabe in Bezug auf die Fertigungslinie besteht darin, dass in einer solchen Fertigungslinie mindestens eine erfindungsgemäße Vorrichtung vorhanden ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie umfasst die in Anspruch 15 angegebenen Arbeitsschritte.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.
Eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks umfasst dementsprechend in Übereinstimmung mit dem eingangs angegebenen Stand der Technik eine Bearbeitungszelle, wobei diese Bearbeitungszelle eine Bearbeitungseinrichtung zum Bearbeiten des jeweiligen Werkstücks und eine Übergabestelle zum Übergeben eines zu bearbeitenden Werkstücks an die Bearbeitungseinrichtung oder zum Ausgeben eines fertig bearbeiteten Werkstücks von der Bearbeitungseinrichtung aufweist. Erfindungsgemäß umfasst die Werkzeugmaschine nun zusätzlich als integralen Bestandteil eine Fördereinrichtung, die ein ihr übergebenes Werkstück unter Umgehung der Bearbeitungseinrichtung zwischen mindestens zwei Übernahmepositionen transportiert.
Die in einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine vorgesehene Fördereinrichtung bildet einen Bypass, über den die Werkstücke um den Arbeitsbereich der Bearbeitungseinrichtung der jeweiligen Werkzeugmaschine herum geschleust werden können. Wenn eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine als Teil einer Fertigungslinie eingesetzt wird, in der mehrere in erfindungsgemäßer Weise konzipierte Werkzeugmaschinen miteinander verkoppelt sind, kann eine einzelne Werkzeugmaschine somit dadurch umgangen werden, dass das Werkstück durch die jeweilige Fördereinrichtung der betreffenden Werkzeugmaschine zur nächsten Werkzeugmaschine der Fertigungslinie geleitet wird.
Entscheidend hierfür ist, dass die Fördereinrichtung integraler Bestandteil der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ist. D. h., die Fördereinrichtung ist sowohl baulich als auch funktionell unmittelbar mit der Werkzeugmaschine verkoppelt. Die Fördereinrichtung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine stellt als solches keine separate, unabhängig von der Werkzeugmaschine betreibbare Baueinheit dar, sondern ergänzt bei einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine als wesentlicher Funktionsbestandteil deren Arbeitsweise grundsätzlich.
So kann ein in der Bearbeitungszelle einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine fertig bearbeitetes Werkstück aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen Fördereinrichtung von der jeweiligen Werkzeugmaschine selbst zur nächsten Bearbeitungsstation transportiert werden. Genauso kann die Fördereinrichtung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine dazu genutzt werden, ein Werkstück, das zuvor in einer anderen Maschine bearbeitet worden ist, von dieser Maschine heranzutransportieren, um es dann in der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine weiterzubearbeiten.
Das Werkstück muss hierzu weder aus der Fertigungslinie ausgeschleust werden, noch muss der Werkstückfluss innerhalb der Fertigungslinie verändert werden.
Stattdessen kann in Fällen, in denen an bestimmten Werkstücken eine Bearbeitung stattfinden soll und an anderen nicht, die Werkstücke anschließend aber wieder zusammengeführt werden sollen, der über die Fördereinrichtung erfolgende Transport der Werkstücke im gleichen Takt erfolgen, wie eine Bearbeitung innerhalb der Werkzeugmaschine. Ebenso ist es möglich, mehrere für dieselbe Bearbeitung vorgesehene erfindungsgemäße Werkzeugmaschinen miteinander zu verkoppeln, in denen parallel zueinander Werkstücke gleichartig bearbeitet werden. Ist in diesem Fall eine Werkzeugmaschine besetzt, so kann das jeweils zu bearbeitende Werkstück zur nächsten Werkzeugmaschine gefördert werden.
Anders als bei Fertigungslinien, bei denen die Werkstücke über einen separaten, autark arbeitenden Werkstückförderer in einer einmal festgelegten und dann unveränderlichen Förderrichtung von Arbeitsstation zu Arbeitsstation gebracht werden, erlaubt es die erfindungsgemäß der jeweiligen Werkzeugmaschine selbst zugeordnete Fördereinrichtung, die Richtung, mit der die Werkstücke von der Fördereinrichtung durch die betreffende Werkzeugmaschine gefördert werden, jeweils individuell und unabhängig von einer festen Vorgabe zu wählen. So kann bei einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine die Fördereinrichtung in gleicher Weise dazu genutzt werden, Werkstücke aus der Werkzeugmaschine hinaus oder Werkstücke in die Werkzeugmaschine hinein zu fördern. Auf diese Weise können mit Hilfe von erfindungsgemäßen Werkzeugmaschinen in einer Fertigungslinie ohne großen Aufwand unterschiedlichste Fertigungsabläufe realisiert werden, zu denen bei konventionellen, jeweils nur auf eine Förderrichtung festgelegten Fertigungslinien jeweils größere Umstellungen der Reihenfolge der Bearbeitungsmaschinen und entsprechend große Umbauarbeiten erforderlich wären.
Im Ergebnis kann mit einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine und in einer erfindungsgemäß ausgestatteten Fertigungslinie somit nicht nur die Gesamtbearbeitungszeit deutlich reduziert, sondern auch die Flexibilität und damit einhergehend die Vielfältigkeit ihrer möglichen Nutzungen ebenso deutlich gesteigert werden.
Ein weiter wichtiger Vorteil einer in erfindungsgemäßer Weise mit einer Fördereinrichtung versehenen, als Baueinheit selbstständigen Werkzeugmaschine besteht darin, dass eine solche Maschine als solche problemlos in eine Fertigungslinie eingebunden werden kann. Ebenso kann sie jedoch auch als einzeln stehende Maschine betrieben werden. Eine erfindungsgemäß ausgestaltete Werkzeugmaschine ist deshalb in hohem Maße flexibel einsetzbar.
Diese Flexibilität erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn in einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zu Wartungszwecken ausgetauscht werden muss. So lässt sich eine solche Werkzeugmaschine ohne Weiteres durch eine andere gleichartige Maschine ersetzen. Weil die erfindungsgemäßen Maschinen mit ihren Fördereinrichtungen jeweils kompakt zusammenhängende Baueinheiten bilden, muss hierzu lediglich die zu wartende Maschine aus der Fertigungslinie herausgelöst und durch eine gleichartige Maschine ersetzt werden. Letztere kann beispielsweise zuvor an anderer Stelle im Alleinbetrieb gelaufen sein. Aufwändiger Umbaumaßnahmen bedarf für einen solchen Austausch nicht, da die erfindungsgemäß vorgesehene Fördereinrichtung in eine im Stand-Alone-Betrieb betriebene Werkzeugmaschine selbst dann integriert ist, wenn sie in dieser Betriebsart nicht benutzt wird.
Die bei einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine vorgesehene Fördereinrichtung ist so ausgebildet, dass sie die Werkstücke über eine vorgegebene Förderstrecke von der einen zur anderen Übernahmeposition fördert.
Optimalerweise ist die Fördereinrichtung dabei in der Lage, die Förderrichtung zu wechseln. Derartige Transorteinrichtungen sind in der Fachsprache auch als ”Shuttle-Einrichtungen” bekannt. Sie erlauben es, die jeweils zu transportierenden Werkstücke auf direktem Wege und ohne die Notwendigkeit aufwändiger Umsetzoperationen von der einen zur anderen Übernahmeposition der Fördereinrichtung durch die Werkzeugmaschine zu fördern. Die Fördereinrichtung kann hierzu in bekannter Weise als elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch angetriebener Linearförderer ausgebildet sein. Alternativ kann die Fördereinrichtung auch als endloses Förderband oder endlose Förderkette ausgebildet sein, deren Förderrichtung durch Einsatz entsprechender Antriebe schnell gewechselt werden kann.
Eine optimal einfache Ausgestaltung einer bei einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine vorgesehenen Fördereinrichtung ergibt sich dann, wenn die Fördereinrichtung ihr zugeteilte Werkstücke linear, d. h. gradlinig, von einer auf der einen Seite der Bearbeitungszelle angeordneten Übernahmeposition zu einer auf der gegenüberliegenden Seite der Bearbeitungszelle angeordneten Übernahmeposition transportiert. Jedoch sind auch alle anderen Gestaltungen von Transportwegen denkbar. So kann es beispielsweise bei über Eck stehenden Werkzeugmaschinen zweckmäßig sein, die Werkstücke von der einen Werkzeugmaschine mittels deren Fördereinrichtung über eine Förderstrecke zur nächsten Werkzeugmaschine zu führen, die in einer entsprechend gekrümmten Kurve verläuft.
Die erfindungsgemäß vorgesehene Fördereinrichtung kann als Anbauteil an das Maschinengehäuse angekoppelt werden. Eine besonders kompakte, platzsparende Variante der Erfindung ergibt sich dann, wenn die Förderstrecke der Fördereinrichtung innerhalb der quaderförmigen Umhüllenden der Bearbeitungszelle geführt wird, also so angebracht wird, dass sie die Grundabmessungen der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine gegenüber einer konventionellen Bearbeitungszelle nicht erweitert. Hierzu kann die Förderstrecke der Fördereinrichtung durch das Maschinenbett oder das Maschinengestell der Bearbeitungszelle verlaufen. Als Maschinenbett ist dabei der untere, dem Boden zugeordnete Abschnitt der Bearbeitungszelle einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine zu verstehen, das in der Regel aus massivem Material, wie Eisenguss oder Granit, geformt ist, und auf dem die Aufbauteile, wie beispielsweise die Führungen und die Antriebe für die Bearbeitungseinrichtung sowie die Spänewanne und die für die Energieversorgung und Steuerung benötigten Bauelemente der Bearbeitungszelle montiert sind. Mit ”Maschinengestell” sind dagegen die Bauteile gemeint, die zum Abstützen der Bearbeitungseinrichtung und ihrer Führungen sowie Antriebe am Maschinenbett gemeint sind. ”Maschinengehäuse” ist das Gehäuse, welches in der Regel das Maschinengestell und alle Funktionsteile sowie gegebenenfalls auch das Maschinenbett der Bearbeitungszelle umgibt. Die quaderförmige ”Umhüllende” der Bearbeitungszelle ist der kleinste gedachte Quader, der die Bearbeitungszelle vollständig aufnimmt.
Die Einbindung in eine Fertigungslinie, in der der Werkstückfluss einer linearen Förderrichtung folgt bzw. in der die miteinander verkoppelten Werkzeugmaschinen in Reihe stehend angeordnet sind, kann dadurch vereinfacht werden, dass die Übergabestelle und eine Übernahmeposition der Fördereinrichtung gemeinsam an einer Seite der Bearbeitungszelle vorgesehen sind. Bei dieser Ausgestaltung sind die Übergabestelle und die betreffende Übernahmeposition so angeordnet, dass durch eine geeignete Greifereinrichtung zu bearbeitende oder fertig bearbeitete Werkstücke auf einfache Weise zwischen der Übergabestelle der Bearbeitungszelle und der Übernahmeposition der Fördereinrichtung hin- und herbewegt werden können. Diese Möglichkeit wirkt sich insbesondere dann vorteilhaft aus, wenn die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine in einer Fertigungslinie eingebunden ist, in der die Zuteilung der Werkstücke über eine so genannte Automationszelle in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Fertigungsprogramm erfolgt.
Auch in Bezug auf die Erfindung besteht eine für die Praxis besonders wichtige Ausgestaltung der Erfindung darin, dass eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine eine Automationszelle umfasst, die dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Steuereinrichtung Werkstücke aufzunehmen,

a) die in einem Werkstückvorrat der Werkzeugmaschine,
b) an der Übergabestelle der Bearbeitungszelle der Werkzeugmaschine,
c) an einer der Übernahmepositionen der Fördereinrichtung der Werkzeugmaschine oder
d) an einer sich von den Übernahmepositionen ihrer Fördereinrichtung unterscheidenden anderen Übernahmeposition der Werkzeugmaschine

Die bei der voranstehend genannten Ausgestaltung vorgesehene Automatisierungszelle übernimmt die automatische Zuteilung der zu ihr gelangenden Werkstücke in Abhängigkeit davon, ob das jeweilige Werkstück in der mit ihr verkoppelten, anschließend zu durchlaufenden Werkzeugmaschine einer Bearbeitung unterzogen werden soll oder nicht. Die Automationszelle ist zu diesem Zweck in der Lage, zu ihr gelangende Werkstücke entsprechend dem jeweils vorgesehenen Fertigungsablauf an die ihr zugeordnete Bearbeitungszelle, den ihr zugeordneten Werkstückvorrat, die ihr zugeordnete Fördereinrichtungen der jeweiligen Werkzeugmaschine oder eine weitere Fördereinrichtung zu verteilen, die der Automationszelle zusätzlich zugeordnet ist. Bei der ersten der genannten Fördereinrichtungen handelt es sich um die Fördereinrichtung der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, zu der auch die jeweilige Automationszelle gehört. Bei der zweiten zugeordneten Fördereinrichtung kann es sich um die Fördereinrichtung einer zweiten in erfindungsgemäßer Weise ausgebildeten Werkzeugmaschine handeln, in der die Werkstücke einer vor- oder nachgelagerten Bearbeitung unterzogen werden oder durch die Werkstücke jeweils nur hindurch gefördert werden, ohne bearbeitet zu werden.
Mit der Automationszelle einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine können somit

– Werkstücke, die in einem Werkstückvorrat vorgehalten werden, in den Fertigungsablauf eingespeist werden, indem die Automationszelle die betreffenden Werkstücke der Bearbeitungszelle oder der Fördereinrichtung der jeweiligen Werkzeugmaschine bzw. der Fördereinrichtung der zweiten erfindungsgemäßen, mit der jeweiligen Automationszelle ebenfalls verkoppelten Werkzeugmaschine zugeteilt werden,
– Werkstücke, die von der Fördereinrichtung der zweiten erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine zu deren der jeweiligen Automationszelle zugeordneten Übernahmestelle gelangen, der Bearbeitungszelle oder der Förderstrecke der Werkzeugmaschine, zu der auch die Automationszelle gehört, zugeteilt werden, oder
– Werkstücke, die fertig bearbeitet sind, aus dem Fertigungsablauf genommen werden, indem die Automationszelle die Werkstücke im ihr zugeordneten Werkstückvorrat ablegt.

Eine Fertigungslinie, die mindestens zwei in erfindungsgemäßer Weise eine Bearbeitungszelle, eine Fördereinrichtung und eine Automationszelle umfassende Werkzeugmaschinen aufweist, erlaubt daher in optimal flexibler Weise den Betrieb gemäß folgender Verfahrensschritte:

– Übernehmen eines Werkstücks, das im Werkstückvorrat einer der Werkzeugmaschinen, an der Übergabestelle der Bearbeitungszelle der betreffenden Werkzeugmaschine, an der der Automationszelle der betreffenden Werkzeugmaschine zugeordneten Übernahmepositionen der Fördereinrichtung der betreffenden Werkzeugmaschine oder an der der betreffenden Werkzeugmaschine zugeordneten Übernahmeposition der Fördereinrichtung derjenigen Werkzeugmaschine bereitsteht, die nächstbenachbart zu der Automationszelle der betreffenden Werkzeugmaschine angeordnet ist, und
– Zuteilen des jeweils von der Automationszelle übernommenen Werkstücks an die Bearbeitungseinrichtung der Bearbeitungszelle der betreffenden Werkzeugmaschine, an die Fördereinrichtung der betreffenden Werkzeugmaschine, an den Werkstückvorrat der betreffenden Werkzeugmaschine oder an die Fördereinrichtung derjenigen Werkzeugmaschine, die nächstbenachbart zu der Automationszelle der betreffenden Werkzeugmaschine angeordnet ist.

Um eine optimale Modularität zu gewährleisten, kann die Automatisierungszelle, die der Bearbeitungszelle der jeweiligen erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine beigestellt wird, eine baulich selbstständige Baueinheit bilden und lösbar mit der Bearbeitungszelle verbunden sein. Dies erlaubt es, die Automationszelle für eine Wartung oder Reparatur von der Bearbeitungszelle zu lösen, ohne dass dazu aufwändige Umbauarbeiten erforderlich sind.
Selbstverständlich schließt diese Möglichkeit es nicht aus, die Funktion der Automatisierungszelle alternativ in die Werkzeugmaschine zu integrieren.
Im Fall, dass die Übergabestelle der Bearbeitungszelle und die ihr zugeordnete Übernahmestelle der Fördereinrichtung gemeinsam an einer Seite der Bearbeitungszelle angeordnet sind, ergibt sich eine besonders kompakte und vom Bewegungsablauf der Automationszelle optimierte Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine dadurch, dass die Automationszelle an die mit der Übergabestelle der Bearbeitungszelle und der Übernahmeposition der Fördereinrichtung versehene Seite der Bearbeitungszelle angekoppelt ist.
Um die Zuteilung der Werkstücke in der jeweils vorgegebenen Weise vornehmen zu können, kann die Automationszelle eine nach Art eines Roboterarms ausgebildete Greifeinrichtung zum Erfassen und Zuteilen des jeweils bereitgestellten Werkstücks umfassen, die motorisch angetrieben in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Steuereinrichtung in mindestens zwei Freiheitsgraden frei verstellbar ist.
Als Werkstückvorrat einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine können konventionelle Behältersysteme, wie Korb- oder Palettenstapel, dienen, in denen die zu bearbeitenden Werkstücke beispielsweise vorsortiert bereitliegen bzw. in einer geordneten Reihenfolge abgelegt werden. Dabei können die Behälter manuell oder automatisch in die jeweilige Übergabeposition gebracht werden. Ebenso kann als Werkstückvorrat ein konventioneller, von der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine unabhängiger Werkstückförderer dienen, der in einer größeren Fertigungsanlage die dort miteinander verkoppelten einzelnen Werkzeugmaschinen oder Fertigungslinien in einem kontinuierlichen Ablauf mit Werkstücken versorgt.
Grundsätzlich lassen sich in einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine sämtliche Bearbeitungen von Werkstücken durchführen, die üblicherweise in Bearbeitungszentren oder Einzelbearbeitungsmaschinen durchgeführt werden. Typischerweise ist dabei die Bearbeitungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine für eine spanabhebende Bearbeitung des in ihrem Arbeitsbereich jeweils positionierten Werkstücks vorgesehen.
Eine platzsparende und gleichzeitig einfache Möglichkeit der Übergabe von Werkstücken an die Bearbeitungszelle einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine besteht darin, dass die Übergabestelle der Bearbeitungszelle an einem um eine Achse schwenkbaren Übergabeelement einer Übergabeeinrichtung gebildet ist. Die für den Übergabevorgang erforderlichen Zeiten und Bewegungen können dabei dadurch minimiert werden, dass an dem Übergabeelement zwei in einem bestimmten Winkelabstand um seine Schwenkachse beabstandet zueinander angeordnete Übergabeplätze ausgebildet sind, von denen jeweils einer einem von der Bearbeitungseinrichtung neu zu bearbeitenden und ein anderer einem von der Bearbeitungseinrichtung fertig bearbeiteten Werkstück zugeordnet ist. Mit einer derart ausgebildeten Übergabeeinrichtung kann auf einfache Weise die Übergabestelle, an der das in der jeweiligen Bearbeitungszelle zu bearbeitende Werkstück übernommen bzw. das dort fertig bearbeitete Werkstück übergeben wird, an einer der jeweils zugeordneten Seitenwand der Bearbeitungszelle vorgelagerten Position vorgesehen werden, die für eine automatische Verteileinrichtung, insbesondere den Greifer einer in erfindungsgemäßer Weise ausgebildeten Automationszelle, optimal zugänglich ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:
1 eine Werkzeugmaschine in einem Längsschnitt von oben;
2 die Bearbeitungszelle der Werkzeugmaschine gemäß 1 in einer seitlichen Ansicht entsprechend dem in 1 eingezeichneten Pfeil P;
3 die Werkzeugmaschine gemäß 1 in einer frontalen Ansicht entsprechend dem in 1 eingezeichneten Pfeil Q;
4 eine Fertigungslinie in einer 3 entsprechenden frontalen Ansicht;
5 ein Diagramm mit den Bearbeitungsabläufen unterschiedlicher in der Fertigungslinie gemäß 4 bearbeiteter Werkstücke.
Die in den 1 und 3 gezeigte Werkzeugmaschine A1 umfasst eine Bearbeitungszelle 1 und eine Automatisierungszelle 2, die an die eine Längsseite 3 der Bearbeitungszelle 1 angekoppelt ist.
In der Bearbeitungszelle 1 ist eine in an sich bekannter Weise ausgebildete, vertikal ausgerichtete Bearbeitungseinrichtung 4 angeordnet, die beispielsweise zum Schleifen, Fräsen, Bohren, Drehbearbeiten oder in sonstiger Weise zum spanabhebenden Bearbeiten eines Werkstücks W eingerichtet ist und über hier im Einzelnen nicht gezeigte Antriebe in an sich ebenfalls bekannter Weise innerhalb eines Arbeitsbereichs 5 mindestens in horizontaler Richtung Z und vertikaler Richtung X bewegt werden kann.
Die hier nur schematisch angedeuteten Führungen und Antriebe der Bearbeitungszelle 1 sind mittels eines Maschinengestells 6 auf einem Maschinenbett 7 abgestützt, das auf dem Boden der Halle steht, in der die Werkzeugmaschine A1 aufgestellt ist. Das Maschinenbett 7 besteht in bekannter Weise aus Granit. Das Maschinengestell 6 und sämtliche zum Betrieb der Bearbeitungseinrichtung 4 benötigten Aggregate der Bearbeitungszelle 1 sind dabei in einem quader- bzw. blockförmigen Maschinengehäuse 8 eingehaust, das auf dem ebenfalls quaderförmigen Maschinenbett 7 abgestützt ist. Die Außenkontur des Maschinengehäuses 8 und des Maschinenbetts 7 fällt auf diese Weise mit der quaderförmigen Umhüllenden der Bearbeitungszelle 1 zusammen.
In die der Automationszelle 2 zugeordnete Längswand 3 der Bearbeitungszelle 1 ist in einem an die Frontseite FS der Bearbeitungszelle 1 und das Maschinenbett 7 grenzenden Eckbereich ein Fenster 9 eingeformt. Durch dieses Fenster 9 greifen die als Schwenkarme ausgebildeten Übergabeelemente 10a, 10b einer Übergabeeinrichtung 11, die im Arbeitsbereich 5 der Bearbeitungszelle 1 angeordnet sind. An ihren freien Endabschnitten weisen die Übergabeelemente 10a, 10b jeweils eine Aufnahme für die von der Bearbeitungseinrichtung 4 zu bearbeitenden Werkstücke W oder die von der Bearbeitungseinrichtung 4 fertig bearbeiteten Werkstücke W auf. Dabei sind die Übergabeelemente 10a, 10b um eine gemeinsame vertikal ausgerichtete Schwenkachse S mittels eines Schwenkantriebs von einer ersten Übergabestelle US1, in der sie jeweils mit ihren Aufnahmen durch das Fenster 9 in Richtung der Automationszelle 2 weisen, in eine zweite Übergabestelle US2 schwenkbar, in der sie im Arbeitsbereich 5 so angeordnet sind, dass die Bearbeitungseinrichtung 4 ihre jeweilige Aufnahme erreicht und von dort ein zu bearbeitendes Werkstück W übernehmen bzw. dort ein fertig bearbeitetes Werkstück W absetzen kann. Dabei sind die Übergabeelemente 10a, 10b so angeordnet und verschwenkbar, dass beispielsweise in der Aufnahme des einen Übergabeelements 10a ein neu zu bearbeitendes Werkstück W zu der Bearbeitungseinrichtung 4 transportiert wird und in die Aufnahme des zweiten Übergabeelements 10b von der Bearbeitungseinrichtung 4 das von ihr jeweils fertig bearbeitete Werkstück W gesetzt werden kann.
Zusätzlich umfasst die Bearbeitungszelle 1 als integralen Bestandteil eine nach Art eines Shuttle-Förderers ausgebildete Fördereinrichtung 12, die im hinteren Bereich der Werkzeugmaschine A1 innerhalb des Maschinengehäuses 8 durch das Maschinengestell 6 geführt ist. Alternativ kann die Fördereinrichtung 12 beispielsweise auch durch das Maschinenbett 7 geführt sein.
Die Fördereinrichtung 12 umfasst dabei eine nach Art eines Tunnels durch das Maschinengehäuse 8 geführte und in einem in die Längsseite 3 eingeformten zweiten Fenster 13 mündende Förderstrecke 14, über die auf einer Linearführung 15 ein elektrisch angetriebener Schlitten 16 zwischen einer ersten Übernahmeposition UP1, die sich vor dem Fenster 14 befindet, unter Umgehung des Arbeitsbereichs 5 der Bearbeitungseinrichtung 1 linear zu einer zweiten Übernahmeposition UP2 hin und her verschoben werden kann, die vor einem entsprechend dem Fenster 14 in die der Längswand 3 gegenüberliegende Längswand 16 des Maschinengehäuses 8 eingeformten Fenster angeordnet ist.
Die Automatisierungszelle 2 umfasst eine nach Art eines konventionellen 4-Achsen-Roboters ausgebildete Greifereinrichtung 17, die von einer Steuerung T gesteuert wird und Werkstücke W an mindestens vier unterschiedlichen Übergabepunkte aufnehmen oder übergeben kann.
Der erste dieser Übergabepunkte ist die Übernahmestelle US1, an der die Übergabeelemente 10, 11 der Übergabeeinrichtung 12 zu bearbeitende Werkstücke W annehmen oder fertig bearbeitete Werkstücke W bereithalten.
Der zweite Übergabepunkt ist die Übernahmeposition UP1, an der die Fördereinrichtung 12 mit ihrem Schlitten 16 ein aus der Werkzeugmaschine A1 zu transportierendes Werkstück W übernehmen oder ein in der Werkzeugmaschine A1 zu bearbeitendes Werkstück W übergeben kann.
Der dritte Übernahmepunkt ist ein Werkstückvorrat 18, der bei der in den 1 bis 3 dargestellten Werkzeugmaschine 1 an deren Frontseite FS steht. Der Werkstückvorrat 18 ist in an sich bekannter Weise durch übereinander gestapelte Körbe gebildet, in denen die zu bearbeitenden Werkstücke W so vorsortiert sind, dass die Greifereinrichtung 17 sie problemlos ergreifen bzw. fertig bearbeitete Werkstücke W dort ebenso problemlos absetzen kann. Sind alle Körbe des Werkstückvorrats 1 in der vorgesehenen Weise geleert oder gefüllt, wird ein entsprechend vorbereiteter Werkstückvorrat an Stelle des bis dahin abgearbeiteten Werkstückvorrats 18 geschoben. Dies kann manuell oder automatisch erfolgen. Ein minimaler Zeitbedarf für die Auswechslung der Werkstückvorräte kann dabei dadurch erzielt werden, dass an einer der seitlich des Werkstückvorrats 18 vorgesehenen Wartepositionen 19, 20 ein weiterer Werkstückvorrat bereitgestellt wird, der durch einfaches Verschieben an Stelle des bis dahin abgearbeiteten Werkstückvorrats 18 geschoben werden kann.
Der vierte Übernahmepunkt ist durch die der Werkzeugmaschine A1 zugeordnete, im Bereich der zur Längsseite 3 gegenüberliegenden Längsseite 3 der Automationszelle 2 und gegenüberliegend zur Übernahmeposition UP1 angeordnete andere Übernahmeposition UP2' gebildet, an der die Fördereinrichtung einer an die Automationszelle 2 gegenüberliegend zur Bearbeitungszelle 1 angekoppelten Werkzeugmaschine A Werkstücke W übernehmen oder übergeben kann.
Die in 4 dargestellte Fertigungslinie 30 umfasst fünf Werkzeugmaschinen A1–A5. Die Werkzeugmaschinen A1–A5 sind jeweils wie die Werkzeugmaschine A1 aufgebaut. Jede Bearbeitungseinrichtung 4 der Werkzeugmaschinen A1–A5 führt jedoch eine andere Bearbeitungsoperation an den zu ihr gelangenden Werkstücken W vor. Die Werkzeugmaschinen A1–A5 stehen dabei dicht an dicht. D. h., die Werkzeugmaschine A1 liegt mit ihrer von ihrer Automationszelle 2 abgewandten Längsseite 3' dicht an der Automationszelle 2 der nächst benachbart zu ihr stehenden Werkzeugmaschine A2, an der von ihrer Automationszelle 2 abgewandten Längsseite 3' der Werkzeugmaschine A2 steht dicht die Automationszelle 2 der nächst benachbart zu ihr stehenden Werkzeugmaschine A3 etc. Auf diese Weise können Werkstücke W von den Fördereinrichtungen 12 der Werkzeugmaschinen A1–A5 zwischen jeweils benachbarten Werkzeugmaschinen A1–A5 ohne Zwischenschaltung zusätzlicher Transportmittel hin transportiert werden.
In 5 sind verschiedene Fertigungsabläufe F1–F4 dargestellt, die in der Fertigungslinie 30 absolviert werden können, ohne dass dazu Umbauten an der Fertigungslinie 30 vorgenommen werden müssen.
Für den Fertigungsablauf F1 wird durch die Werkzeugmaschine A1 jeweils ein Werkstück W1, bei dem es sich typischerweise um ein Getriebezahnrad handelt, von der Greifeinrichtung der Automationszelle 2 aus dem Werkstückvorrat 18 entnommen und an der Übergabestelle US1 mittels der Übergabeeinrichtung 11 an die Bearbeitungseinrichtung 4 übergeben. Diese führt daraufhin eine erste spanabhebende Bearbeitung an dem Werkstück W1 durch und gibt dann das bearbeitete Werkstück W1 an die Übergabeeinrichtung 11 zurück. Diese bewegt das Werkstück W1 anschließend wieder zur Übergabestelle US1, von der die Greifereinrichtung der Automationszelle 2 das Werkstück übernimmt und auf den Schlitten 16 der Fördereinrichtung 12 übergibt, der an der Übernahmeposition UP1 wartet.
Die Fördereinrichtung 12 der Werkzeugmaschine A1 bewegt das jeweilige Werkstück W1 daraufhin zu ihrer Übernahmeposition UP2, die sich bereits im Bereich der Automationszelle 2 der dicht an der Werkzeugmaschine A1 stehenden zweiten Werkzeugmaschine A2 der Fertigungslinie 30 befindet. Aus Sicht der zweiten Werkzeugmaschine A2 handelt es sich bei der Übernahmeposition UP2 der ersten Werkzeugmaschine A1 um die sich von den Übernahmepositionen UP1, UP2 der zweiten Werkzeugmaschine A2 unterscheidende, andere Übernahmeposition UP2'.
In der Werkzeugmaschine A2 übernimmt die Greifereinrichtung der Automationszelle 2 das zur Übernahmeposition UP2/UP2' gelangte Werkstück W1 und übergibt es an der Übergabestelle US1 der Übergabeeinrichtung 11. Diese schwenkt das Werkstück W1 in den Arbeitsbereich 5 der Bearbeitungseinrichtung 4, die daraufhin eine zweite spanabhebende Bearbeitung an dem Werkstück W1 ausführt. Nach Beendigung dieser Bearbeitung wird das Werkstück W1 wieder zur Übergabestelle US1 zurückbewegt und von dort von der Greifereinrichtung zum an der Übernahmeposition UP1 wartenden Schlitten 16 der Fördereinrichtung 12 der Werkzeugmaschine A2 transportiert. Die Fördereinrichtung 12 bewegt das Werkstück W1 dann zu seiner bereits im Bereich der dritten Werkzeugmaschine A3 befindlichen zweiten Übernahmeposition UP2/UP2'.
In den nachfolgend vom Werkstück W1 durchlaufenen Werkzeugmaschinen A3–A5 wird das Werkstück anschließend nacheinander jeweils in der für die Werkzeugmaschine A2 beschriebenen Weise bewegt, bis die Bearbeitung in der Werkzeugmaschine A5 abgeschlossen ist und das Werkstück W1 von der Übergabeeinrichtung 11 der zuletzt durchlaufenen Werkzeugmaschine A5 zurück zu deren Übergabeposition UP1 bewegt worden ist. Von dort übernimmt die Greifereinrichtung der Werkzeugmaschine A5 das nun fertig bearbeitete Werkstück W1, gibt es jedoch nicht zur Fördereinrichtung 12 der Werkzeugmaschine A5 weiter, sondern setzt es in deren Werkstückvorrat 18 ab.
Beim Fertigungsablauf F2 durchläuft ein Werkstück W2 die Werkzeugmaschine A1 in der voranstehend für das Werkstück W1 beschriebenen Weise, bis es zur Übernahmeposition UP2 der Werkzeugmaschine A1 (Übernahmeposition UP2' der Werkzeugmaschine A2) gelangt. Von dort übernimmt es die Greifereinrichtung der Werkzeugmaschine A2 und setzt es sofort auf den an der Übernahmeposition UP1 wartenden Schlitten 16 der Fördereinrichtung 12 der Werkzeugmaschine A2. Die Fördereinrichtung 12 transportiert das Werkstück W2 direkt zur Werkzeugmaschine A3, so dass es in der Werkzeugmaschine A2 nicht bearbeitet wird. In der Werkzeugmaschine A3 wird das Werkstück W1 in der voranstehend für die Bearbeitung des Werkstücks W1 in der Werkzeugmaschine A5 beschriebenen Weise bearbeitet und in den Werkstückvorrat 18 der Werkzeugmaschine A3 abgelegt. Eine Bearbeitung des Werkstücks W2 in den Werkzeugmaschinen A4 und A5 erfolgt dementsprechend ebenfalls nicht. Beim Fertigungsablauf F2 wird das Werkstück W2 somit nur in den Werkzeugmaschinen A1 und A3 bearbeitet, ohne dass dazu eine Änderung der Aufstellung der Werkzeugmaschinen A1–A5 oder eine Änderung des Bearbeitungstaktes erforderlich ist.
Das Werkstück W3 wird in den Werkzeugmaschinen A1 und A2 in der für das Werkstück W1 beschriebenen Weise bearbeitet und bewegt, bis es zur Übernahmeposition UP2' der Werkzeugmaschine A3 (= Übernahmeposition UP2 der Werkzeugmaschine A2) gelangt. Die Greifereinrichtung der Werkzeugmaschine A3 übernimmt das Werkstück W3 und gibt es direkt an die Fördereinrichtung 12 der Werkzeugmaschine A3 weiter, die es zur nächsten Werkzeugmaschine A4 fördert. Dort wird das Werkstück W4 von der jeweiligen Greifereinrichtung übernommen und in der voranstehend beschriebenen Weise der Bearbeitungseinrichtung 4 der Werkzeugmaschine A4 zugeführt. Nachdem die dort durchgeführte spanabhebende Bearbeitung beendet ist, wird das Werkstück W3 vom an der Übernahmeposition UP2 der Werkzeugmaschine A4 (= Übernahmeposition UP2 der Werkzeugmaschine A3) wartenden Schlitten 16 der Fördereinrichtung 12 der Werkzeugmaschine A3 übernommen und zurück zur Übernahmeposition UP1 der Werkzeugmaschine A3 gefördert. In der Werkzeugmaschine A3 übernimmt die Greifereinrichtung daraufhin das Werkstück W3 von der Fördereinrichtung 12 und übergibt es in der voranstehend erläuterten Weise an die Bearbeitungseinrichtung 4. Nachdem die Bearbeitung dort abgeschlossen ist, übernimmt die Greifereinrichtung das Werkstück W3 an der Übergabestelle US3 wieder und setzt es auf den an der Übernahmeposition UP1 wartenden Schlitten der Fördereinrichtung 12. Die Fördereinrichtung 12 bewegt das so in der Werkzeugmaschine A3 bearbeitete Werkstück W3 daraufhin zur in der Werkzeugmaschine A4 angeordneten Übernahmeposition UP2 (= Übernahmeposition UP2' der Werkzeugmaschine A4). Von dort wird das Werkstück W3 in der bereits beschriebenen Weise direkt zur Übernahmeposition UP1 der Fördereinrichtung 12 der Werkzeugmaschine A4 bewegt. Diese fördert das Werkstück W3 daraufhin direkt zur Werkzeugmaschine A5, wo es in der bereits für das Werkstück W1 beschriebenen Weise bewegt und bearbeitet wird, bis es im Werkstückvorrat 18 der Werkzeugmaschine W5 abgelegt wird. Beim Fertigungsablauf F3 durchläuft das Werkstück W3 somit die Werkzeugmaschinen A1–A5 in der Reihenfolge A1–A2–A4–A3–A4–A5, ohne dass dazu eine Änderung der Aufstellung der Werkzeugmaschinen A1–A5 erforderlich ist.
Beim Fertigungsablauf F4 wird das zu bearbeitende Werkstück W2 von der Greifereinrichtung der Werkzeugmaschine A2 aus deren Werkstückvorrat 18 entnommen, in der voranstehend beschriebenen Weise der Bearbeitungseinrichtung 4 der Werkzeugmaschine A2 übergeben, dort spanabhebend bearbeitet und nach Abschluss der Bearbeitung direkt wieder in den Werkstückvorrat 18 zurückgelegt. Das Werkstück W4 wird somit nur in der Werkzeugmaschine A2 bearbeitet. Dies kann dann zur Erhöhung der Auslastung zweckmäßig sein, wenn – wie beispielsweise beim Fertigungsablauf F2 – die Werkzeugmaschine A2 aufgrund der dort vorgegebenen Prozessfolge nicht genutzt wird.
Muss eine Werkzeugmaschine A1–A5 für eine Wartung oder Instandsetzung ersetzt werden, so kann die jeweilige Werkzeugmaschine als Baueinheit aus der Fertigungslinie 30 gezogen und durch eine baugleiche Werkzeugmaschine ersetzt werden, ohne dass dazu besondere Umbau- und Demontagearbeiten durchgeführt werden müssen.
Bezugszeichenliste

1: jeweilige Bearbeitungszelle der Werkzeugmaschinen A1–A5
2: jeweilige Automatisierungszelle der Werkzeugmaschinen A1–A5
3, 3': Längsseiten der jeweiligen Bearbeitungszelle 1
4: Bearbeitungseinrichtung der jeweiligen Bearbeitungszelle 1
5: Arbeitsbereich der jeweiligen Bearbeitungseinrichtung 4
6: Maschinengestell der jeweiligen Werkzeugmaschine A1–A5
7: Maschinenbett der jeweiligen Werkzeugmaschine A1–A5
8: Maschinengehäuse der jeweiligen Werkzeugmaschine A1–A5
9: Fenster
10a, 10b: Übergabeelemente der Übergabeeinrichtung 11
11: Übergabeeinrichtung
12: Fördereinrichtung
13: Fenster
14: Förderstrecke der Fördereinrichtung 12
15: Linearführung der Fördereinrichtung 12
16: Schlitten der Fördereinrichtung 12
17: Greifereinrichtung
18: Werkstückvorrat
19, 20: Wartepositionen
A, A1–A5: Werkzeugmaschinen
F1–F4: Fertigungsabläufe
FS: Frontseite der jeweiligen Werkzeugmaschine A1–A5
UP1, UP2: Übernahmepositionen der Fördereinrichtung 12
UP2': Übernahmeposition einer anderen Fördereinrichtung 12
S: Schwenkachse
T: Steuerung
US1, US2: Übergabestellen
W, W1–W5: Werkstücke
X, Z: Bewegungsrichtungen der Bearbeitungseinrichtung 4

Claims

Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks (W, W1–W5), wobei die Werkzeugmaschine (A1–A5) eine Bearbeitungszelle (1) mit einer Bearbeitungseinrichtung (4) zum Bearbeiten des jeweiligen Werkstücks (W, W1–W5) und einer Übergabestelle (US1) zum Übergeben eines zu bearbeitenden Werkstücks (W, W1–W5) an die Bearbeitungseinrichtung (4) oder zum Ausgeben eines fertig bearbeiteten Werkstücks (W, W1–W5) von der Bearbeitungseinrichtung (4) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine (A1–A5) als integralen Bestandteil zusätzlich eine Fördereinrichtung (12) umfasst, die ein ihr übergebenes Werkstück (W, W1–W5) unter Umgehung der Bearbeitungseinrichtung (4) zwischen mindestens zwei Übernahmepositionen (UP1, UP2) transportiert.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (12) ihr zugeteilte Werkstücke (W, W1–W5) linear von einer auf der einen Seite (3) der Bearbeitungszelle (1) angeordneten Übernahmeposition (UP1) zu einer auf der gegenüberliegenden Seite (3') der Bearbeitungszelle (1) angeordneten Übernahmeposition (UP2) transportiert.
Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (12) durch eine quaderförmige Umhüllende der Bearbeitungszelle (1) verläuft.
Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fördereinrichtung (12) durch das Maschinenbett (7) der Bearbeitungszelle (1) verläuft.
Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabestelle (US1) und eine Übernahmeposition (UP1) der Fördereinrichtung (12) gemeinsam an einer Seite der Bearbeitungszelle (1) vorgesehen sind.
Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Automationszelle (2) umfasst, die in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Steuereinrichtung (T) Werkstücke (W, W1–W5) aufnimmt, die in einem Werkstückvorrat (18) der Werkzeugmaschine (A1–A5), an der Übergabestelle (US1) der Bearbeitungszelle (1) der Werkzeugmaschine (A1–A5), an einer der Übernahmepositionen (UP1, UP2) der Fördereinrichtung (12) der Werkzeugmaschine (A1–A5) oder an einer sich von den Übernahmepositionen (UP1) ihrer Fördereinrichtung (12) unterscheidenden anderen Übernahmeposition (UP2') der Werkzeugmaschine (A1–A5) bereitstehen, und sie der Bearbeitungseinrichtung (4) der Bearbeitungszelle (1) oder der Fördereinrichtung (12) der Werkzeugmaschine (A1–A5) zuteilt.
Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Automationszelle (2) an die Seite der Bearbeitungszelle (1) angekoppelt ist, an der gemeinsam die Übergabestelle (US1) der Bearbeitungszelle (1) und die eine Übernahmeposition der Fördereinrichtung (12) vorgesehen sind.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Automationszelle (2) eine Greifeinrichtung (17) zum Erfassen und Zuteilen des jeweils bereitgestellten Werkstücks (W, W1–W5) umfasst, die motorisch angetrieben in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Steuereinrichtung (T) in mindestens zwei Freiheitsgraden frei verstellbar ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Automationszelle (2) eine baulich selbstständige Baueinheit bildet, die lösbar mit der Bearbeitungszelle (1) verbunden ist.
Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinrichtung (4) der Bearbeitungszelle (1) eine spanabhebende Bearbeitung des ihr jeweils zugeteilten Werkstücks (W, W1–W5) durchführt.
Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergabestelle (US1) der Bearbeitungszelle (1) an einem um eine Achse (S) schwenkbaren Übergabeelement (10a, 1b) einer Übergabeeinrichtung (11) gebildet ist.
Fertigungslinie für die Bearbeitung von Werkstücken (W, W1–W5) mit mindestens einer gemäß einem der Ansprüche 6 bis 11 ausgebildeten Werkzeugmaschine (A1–A5).
Fertigungslinie nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehr als eine gemäß einem der Ansprüche 6–11 ausgebildete Werkzeugmaschine (A1–A5) umfasst, wobei die Werkzeugmaschinen (A1–A5) der Fertigungslinie (30) unterschiedliche Bearbeitungen der ihnen jeweils zugeteilten Werkstücke (W, W1–W5) ausführen.
Fertigungslinie nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschinen (A1–A5) in Linie dicht an dicht aufeinander folgend angeordnet sind.
Verfahren zum Betrieb einer gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14 ausgebildeten Fertigungslinie (30) umfassend folgende Arbeitsschritte: – Übernehmen eines Werkstücks (W, W1–W5), das im Werkstückvorrat einer der Werkzeugmaschinen (A1–A5), an der Übergabestelle (US1) der Bearbeitungszelle (1) der betreffenden Werkzeugmaschine (A1–A5), an der der Automationszelle (2) der betreffenden Werkzeugmaschine (A1–A5) zugeordneten Übernahmepositionen (UP1) der Fördereinrichtung (12) der betreffenden Werkzeugmaschine (A1–A5) oder an der der betreffenden Werkzeugmaschine (A1–A5) zugeordneten anderen Übernahmeposition (UP2') der Fördereinrichtung (12) derjenigen Werkzeugmaschine (A1–A5) bereitsteht, die nächstbenachbart zu der Automationszelle (2) der betreffenden Werkzeugmaschine (A1–A5) angeordnet ist, – Zuteilen eines jeweils übernommenen Werkstücks (W, W1–W5) an die Bearbeitungseinrichtung (4) der Bearbeitungszelle (1) der betreffenden Werkzeugmaschine (A1–A5), an die Fördereinrichtung (12) der betreffenden Werkzeugmaschine (A1–A5), an den Werkstückvorrat der betreffenden Werkzeugmaschine (A1–A5) oder an die Fördereinrichtung (12) derjenigen Werkzeugmaschine (A1–A5), die nächstbenachbart zu der Automationszelle (2) der betreffenden Werkzeugmaschine (A1–A5) angeordnet ist.