DE102012107627A1

DE102012107627A1 - Modular machine tool for manufacturing of series with small or medium number of pieces, has stand and processing unit, where stand has receiving element for receiving processing unit, and connector for transmitting control signals

Info

Publication number: DE102012107627A1
Application number: DE201210107627
Authority: DE
Inventors: Klaus Nann; Georg Knaier; Gerd Lehr; Ulrich Brodbeck; Baudouin Übelhardt; Pavel Zdrahal; Peter Baraitaru
Original assignee: Catena Ug (haftungsbeschrankt); CATENA UG HAFTUNGSBESCHRAENKT
Current assignee: Catena Ug (haftungsbeschrankt); CATENA UG HAFTUNGSBESCHRAENKT
Priority date: 2012-08-20
Filing date: 2012-08-20
Publication date: 2014-02-20

Abstract

The modular machine tool (1) has a stand (2) and an exchangeable processing unit (4a,4b). The stand has a receiving element (6a,6b,6c,6d) for receiving the processing unit in a removable manner, and a connector (26) for transmitting power- and control signals. The processing unit has a workpiece holder to hold a workpiece in a removable manner and process module to perform a process step on the workpiece held in the workpiece holder. The processing unit has a complementary connector (28) for transmitting power- and control signals.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine modulare Werkzeugmaschine, die insbesondere für das effiziente Herstellen von Serien mit kleiner oder mittlerer Stückzahl geeignet ist. The present invention relates to a modular machine tool, which is particularly suitable for the efficient production of series with small or medium quantities.

Im Werkzeugmaschinenbau ist eine Tendenz feststellbar, dass die Werkzeugmaschinen generell flexibler werden. Diese zusätzliche Flexibilität wirkt sich nachteilig auf die Anschaffungskosten der Werkzeugmaschine aus. Zudem erfordert eine flexiblere Werkzeugmaschine ein besser geschultes Personal, was zusätzliche Kosten mit sich bringt. Trotz ihrer hohen Flexibilität können Werkzeugmaschinen des Standes der Technik nicht unterschiedliche Prozessschritte durchführen. Beispielsweise kann eine herkömmliche Werkzeugmaschine nicht ein Werkstück spanend bearbeiten und dann mit einem anderen Werkstück fügen. Darüber hinaus kann eine übliche Werkzeugmaschine nicht ein Werkstück fräsen und mittels eines Bohrers eine dünne Bohrung im Werkstück erzeugen, um nur einige Beispiele zu nennen. In the machine tool industry, there is a tendency that the machine tools generally become more flexible. This additional flexibility adversely affects the cost of the machine tool. In addition, a more flexible machine tool requires a better trained staff, which entails additional costs. Despite their high flexibility, state-of-the-art machine tools can not perform different process steps. For example, a conventional machine tool can not machine a workpiece and then attach it to another workpiece. In addition, a common machine tool can not mill a workpiece and create a thin bore in the workpiece by means of a drill, to name just a few examples.

Dies ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die zum effizienten Herstellen von Serien mit mittlerer Stückzahl besser geeignet ist. It is an object of the invention to provide a machine tool that is more suitable for efficiently producing medium-volume series.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine modulare Werkzeugmaschine gelöst, die einen Ständer und zumindest eine wechselbare Verarbeitungseinheit aufweist. Der Ständer umfasst zumindest ein Aufnahmeelement zum lösbaren Aufnehmen der Verarbeitungseinheit und einen Verbinder zum Übertragen von Leistung und/oder Steuersignalen. Die Verarbeitungseinheit umfasst zumindest ein komplementäres Aufnahmeelement zum lösbaren Aufnehmen des Aufnahmeelementes am Ständer und einen komplementären Verbinder zum Übertragen von Leistung und/oder Steuersignalen. Die Verarbeitungseinheit umfasst eine Werkstückhalterung, die dazu ausgebildet ist, zumindest ein Werkstück lösbar zu halten, und ein Prozessmodul, das dazu ausgebildet ist, zumindest einen Prozessschritt an dem in der Werkstückhalterung gehaltenen Werkstück durchzuführen. Die Werkstückhalterung und das Prozessmodul werden über den komplementären Verbinder mit Leistung und/oder Steuersignalen versorgt. The object of the invention is achieved by a modular machine tool which has a stand and at least one exchangeable processing unit. The stand comprises at least one receiving element for releasably receiving the processing unit and a connector for transmitting power and / or control signals. The processing unit comprises at least one complementary receiving element for releasably receiving the receiving element on the stator and a complementary connector for transmitting power and / or control signals. The processing unit includes a workpiece holder configured to releasably hold at least one workpiece, and a process module configured to perform at least one process step on the workpiece held in the workpiece holder. The workpiece holder and the process module are powered by the complementary connector with power and / or control signals.

Das Aufnahmeelement kann ein Zentrierstift sein und das komplementäre Aufnahmeelement kann eine Öffnung aufweisen, in die der Zentrierstift eingeführt wird. Es ist aber auch möglich, dass das komplementäre Aufnahmeelement ein Zentrierstift ist und das Aufnahmeelement durch eine Öffnung gebildet wird. Das Aufnahmeelement und das komplementäre Aufnahmeelement können einen Außenkonus bzw. einen Innenkonus aufweisen. Das Aufnahmeelement bzw. das komplementäre Aufnahmeelement können durch eine Führung bzw. durch eine Schiene gebildet werden. Ferner Aufnahmeelement bzw. das komplementäre Aufnahmeelement durch eine mechanische, hydraulische und/oder pneumatische Klemmung gebildet werden. The receiving element may be a centering pin and the complementary receiving element may have an opening into which the centering pin is inserted. But it is also possible that the complementary receiving element is a centering pin and the receiving element is formed by an opening. The receiving element and the complementary receiving element may have an outer cone or an inner cone. The receiving element or the complementary receiving element can be formed by a guide or by a rail. Further receiving element or the complementary receiving element are formed by a mechanical, hydraulic and / or pneumatic clamping.

Der Prozessschritt kann die spanende Bearbeitung des Werkstückes, das Fügen von Werkstücken, das Umformen des Werkstückes, das Reinigen des Werkstückes und/oder das Messen des Werkstückes umfassen. The process step may comprise the machining of the workpiece, the joining of workpieces, the forming of the workpiece, the cleaning of the workpiece and / or the measurement of the workpiece.

Das Prozessmodul kann einen Fräskopf, eine Werkzeugspindel, eine Bohrmaschinenspindel, einen Werkzeugschlitten einer Drehmaschine und/oder einen Schweißkopf aufweisen. Ein jeweiliges Prozessmodul kann dazu ausgebildet sein, zu verzahnen, zu wälzfräsen, zu stossen, zu schleifen, zu honen, zu läppen etc. Ferner kann ein jeweiliges Prozessmodul dazu ausgebildet sein, eine Laserbearbeitung und/oder ein Laserhärten durchzuführen. The process module may comprise a milling head, a tool spindle, a drill spindle, a tool slide of a lathe and / or a welding head. A respective process module may be designed to interlock, mill, abut, grind, honing, lapping, etc. Furthermore, a respective process module may be configured to perform laser processing and / or laser hardening.

Der Ständer kann eine Mehrzahl von Aufnahmeanordnungen aufweisen, die je zumindest ein Aufnahmeelement umfassen und die dazu ausgebildet sind, je eine Verarbeitungseinheit aufzunehmen. An dem Ständer kann eine Mehrzahl unterschiedlicher Verarbeitungseinheiten angeordnet werden. Dadurch ist es möglich, die Toleranzen niedrig zu halten, wodurch die Werkstückübergabe erleichtert wird. Ferner kann die Mehrzahl von Verarbeitungseinheiten von einer zentralen Steuerungseinrichtung gesteuert werden. The stand may comprise a plurality of receiving arrangements, each comprising at least one receiving element and which are adapted to receive a respective processing unit. On the stand, a plurality of different processing units can be arranged. This makes it possible to keep the tolerances low, whereby the workpiece transfer is facilitated. Furthermore, the plurality of processing units may be controlled by a central controller.

Die vorliegende Erfindung hat den Vorteil, dass an einem Ständer mehrere Verarbeitungseinheiten hintereinander bzw. nebeneinander angeordnet werden können. Beispielsweise kann die erste Verarbeitungseinheit eine Dreheinrichtung, beispielsweise eine Drehmaschine, aufweisen und die zweite Verarbeitungseinheit einen Fräskopf aufweisen. Das Werkstück kann also zuerst mittels der Drehmaschine und anschließend mittels des Fräskopfes, die in der gleichen Maschine angeordnet sind, bearbeitet werden. Es ist aber auch möglich, dass die erste Verarbeitungseinheit einen eine Werkzeugspindel, beispielsweise einen Fräskopf, aufweist und die zweite Verarbeitungseinheit eine Bohrmaschinenspindel aufweist, so dass das Werkstück zuerst mit dem Fräskopf und anschließend mit einem Bohrer in der gleichen Werkzeugmaschine bearbeitet wird. Folglich können Werkstücke, die in einer Serie mit kleiner oder mittlerer Stückzahl hergestellt werden sollen, mit einer einzigen Werkzeugmaschine kostengünstig hergestellt werden. Ferner kann die modulare Werkzeugmaschine einfach auf den jeweils notwendigen Zweck umgerüstet werden. Beispielsweise ist es möglich, dass in einer Verarbeitungseinheit das Prozessmodul ausgetauscht wird, damit das Prozessmodul für den jeweiligen Zweck vorbereitet wird. Beispielsweise kann bei der Verarbeitungseinheit ein Fräskopf gegen eine Bohrmaschinenspindel ausgetauscht werden, damit die Verarbeitungseinheit bzw. das Prozessmodul statt eines Fräsens ein Bohren durchführen kann. The present invention has the advantage that a plurality of processing units can be arranged behind one another or next to one another on a stand. By way of example, the first processing unit can have a rotating device, for example a lathe, and the second processing unit can have a milling head. The workpiece can therefore be processed first by means of the lathe and then by means of the milling head, which are arranged in the same machine. However, it is also possible that the first processing unit has a tool spindle, for example a milling head, and the second processing unit has a drill spindle, so that the workpiece is first machined with the milling head and then with a drill in the same machine tool. Consequently, workpieces to be manufactured in a small or medium-sized series can be manufactured inexpensively with a single machine tool. Furthermore, the modular machine tool can be easily converted to the respective necessary purpose. For example, it is possible that in a processing unit, the process module is replaced so that the Process module is prepared for the particular purpose. For example, in the processing unit, a milling head can be exchanged for a drill spindle so that the processing unit or the process module can perform drilling instead of milling.

Es versteht sich, dass mehr als zwei Verarbeitungseinheiten auf einem Ständer angeordnet werden können. Die Leistung, die über den Verbinder und den komplementären Verbinder übertragen wird, kann elektrische Leistung, ein hydraulischer Arbeitsdruck und/oder ein pneumatischer Arbeitsdruck sein. Die Steuersignale, die über den Verbinder und den komplementären Verbinder übertragen werden, können elektrische Signale, hydraulische Signale und/oder pneumatische Signale sein. Ferner können der Verbinder und der komplementäre Verbinder dazu ausgebildet sein, Kühlmittel und/oder Schmiermittel und/oder Reinigungsmittel zu übertragen. Der Verbinder und der komplementäre Verbinder sind lösbare Verbinder. Bevorzugt werden der Verbinder und der komplementäre Verbinder durch ein Steckverbindersystem gebildet. Sobald die wechselbare Verarbeitungseinheit in dem Ständer in dem Aufnahmeelement platziert wird, werden der Verbinder und der komplementäre Verbinder verbunden. Die Verbindung zwischen dem Verbinder und dem komplementären Verbinder kann in diesem Fall automatisch hergestellt werden. Beim Lösen der wechselbaren Verarbeitungseinheit vom Aufnahmeelement des Ständers kann die Verbindung zwischen dem Verbinder und dem komplementären Verbinder gelöst werden. Dies kann automatisch durchgeführt werden. It is understood that more than two processing units can be placed on a stand. The power transmitted through the connector and the complementary connector may be electrical power, hydraulic working pressure, and / or pneumatic working pressure. The control signals transmitted via the connector and the complementary connector may be electrical signals, hydraulic signals and / or pneumatic signals. Further, the connector and the complementary connector may be configured to transfer coolant and / or lubricant and / or cleaning agent. The connector and the complementary connector are detachable connectors. Preferably, the connector and the complementary connector are formed by a connector system. Once the interchangeable processing unit is placed in the stand in the receiver, the connector and the complementary connector are connected. The connection between the connector and the complementary connector can be made automatically in this case. When releasing the removable processing unit from the receiving element of the stand, the connection between the connector and the complementary connector can be solved. This can be done automatically.

Die modulare Werkzeugmaschine kann eine Transporteinrichtung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, das Werkstück von einer Beladestation zu einer Verarbeitungseinheit und von dort zu einer Entladestation zu transportieren. Die Transporteinrichtung kann auch dazu ausgebildet sein, das Werkstück von der Beladestation zu einer ersten Verarbeitungseinheit, von der ersten Verarbeitungseinheit zu einer zweiten Verarbeitungseinheit und von der zweiten Verarbeitungseinheit zu einer Entladestation zu transportieren. Hierzu kann eine so genannte Schiebetransfereinrichtung verwendet werden. Es versteht sich, dass die Transporteinrichtung das Werkstück von einer vorderen Verarbeitungseinheit zu einer hinteren Verarbeitungseinheit transportieren kann, falls eine Mehrzahl von Verarbeitungseinheiten vorgesehen ist. Beispielsweise kann das Werkstück in der ersten Verarbeitungseinheit mittels eines ersten spanenden Verfahrens bearbeitet werden. In der zweiten Verarbeitungseinheit kann das gleiche Werkstück, nachdem es von der ersten Verarbeitungseinheit zur zweiten Verarbeitungseinheit transportiert wurde, mit einem zweiten spanenden Verfahren bearbeitet werden. Anschließend wird das Werkstück von der zweiten Verarbeitungseinheit zu einer Entladestation transportiert, wo es entnommen werden kann. Auf diese Art und Weise lassen sich Serien mit kleinerer oder mittlerer Stückzahl automatisch und effizient herstellen. The modular machine tool may have a transport device which is designed to transport the workpiece from a loading station to a processing unit and from there to an unloading station. The transport device can also be designed to transport the workpiece from the loading station to a first processing unit, from the first processing unit to a second processing unit and from the second processing unit to an unloading station. For this purpose, a so-called sliding transfer device can be used. It is understood that the transport device can transport the workpiece from a front processing unit to a rear processing unit if a plurality of processing units are provided. For example, the workpiece can be processed in the first processing unit by means of a first machining process. In the second processing unit, after being transported from the first processing unit to the second processing unit, the same workpiece can be processed by a second machining method. Subsequently, the workpiece is transported by the second processing unit to an unloading station, where it can be removed. In this way, smaller and medium-sized batches can be produced automatically and efficiently.

Das Werkstück kann von einem Futter aufgenommen werden. Die Transporteinrichtung kann mit dem Futter zusammenwirken, um das Werkstück zu transportieren. Das Futter kann dazu ausgebildet sein, an der Werkstückhalterung befestigt zu werden, um das Werkstück genau gegenüber der Werkstückhalterung zu befestigen. Das Werkstück kann im Futter determiniert vorgespannt sein. Beispielsweise kann das Werkstück im Futter gegenüber einem Referenzpunkt vorgespannt sein. Die Werkstückhalterung kann so ausgebildet sein, dass sie das Futter in einer eindeutigen Position befestigt, so dass die Lage des Werkstückes zur Werkstückhalterung eindeutig festgelegt ist. Hierzu können am Futter ein Referenzelement und an der Werkstückhalterung ein anderes Referenzelement ausgebildet sein, die beispielsweise durch eine Ausnehmung bzw. einen Vorsprung realisiert werden. Sobald die Referenzelemente bzw. der Vorsprung und die Ausnehmung in einer Flucht angeordnet sind, kann gewährleistet sein, dass das Werkstück in einer exakten Position gegenüber der Werkstückhalterung mittels des Futters befestigt ist. The workpiece can be picked up by a chuck. The transport device can interact with the chuck to transport the workpiece. The chuck may be configured to be attached to the workpiece holder to secure the workpiece exactly opposite the workpiece holder. The workpiece may be biased determined in the feed. For example, the workpiece may be biased in the chuck relative to a reference point. The workpiece holder may be formed so that it fixes the chuck in a unique position, so that the position of the workpiece to the workpiece holder is clearly defined. For this purpose, a reference element can be formed on the chuck and another reference element can be formed on the workpiece holder, which can be realized for example by a recess or a projection. Once the reference elements or the projection and the recess are arranged in alignment, it can be ensured that the workpiece is fixed in an exact position relative to the workpiece holder by means of the chuck.

Die Verarbeitungseinheit kann Aufnahmen für ein Haltewerkzeug, beispielsweise ein Hubwerkzeug aufweisen, mit dem die Verarbeitungseinheit vom Ständer entnommen werden kann. Die Verarbeitungseinheit kann mittels des Aufnahmeelementes selbst am Ständer gehalten werden. In dieser Stellung können Arme eines Haltewerkzeuges in die Aufnahmen in der Verarbeitungseinheit greifen. Die Arme des Haltewerkzeuges können angehoben werden, so dass die Verarbeitungseinheit von dem Aufnahmeelement und vom Ständer gelöst wird. Folglich kann die Verarbeitungseinheit vom Ständer entfernt werden. The processing unit can have receptacles for a holding tool, for example a lifting tool, with which the processing unit can be removed from the stand. The processing unit can be held by means of the receiving element itself on the stand. In this position, arms of a holding tool can engage in the receptacles in the processing unit. The arms of the holding tool can be raised so that the processing unit is released from the receiving element and from the stand. Consequently, the processing unit can be removed from the stand.

Selbstverständlich kann das Haltewerkzeug dann eine andere Verarbeitungseinheit halten, indem die Arme des Haltewerkzeuges in die Aufnahmen der Verarbeitungseinheit eingreifen. Die Verarbeitungseinheit kann mittels des Haltewerkzeuges zum Ständer transportiert werden, so dass sich das komplementäre Aufnahmeelement der Verarbeitungseinheit über dem Aufnahmeelement des Ständers befindet. In dieser Stellung kann das Haltewerkzeug die Verarbeitungseinheit absenken, so dass das Aufnahmeelement und das komplementäre Aufnahmeelement miteinander verbunden werden, und die Verarbeitungseinheit von dem Ständer gehalten wird. Die wechselbare Verarbeitungseinheit muss nicht notwendigerweise durch eine vertikale Hubbewegung vom Ständer gelöst werden. Es ist auch denkbar, dass hierfür eine laterale Schiebebewegung verwendet werden kann. Wesentlich ist lediglich, dass die Verarbeitungseinheit Aufnahmen aufweist, in denen die Verarbeitungseinheit vom Haltewerkzeug gehalten werden kann. Das Haltewerkzeug kann ein Hubwerkzeug sein, wobei ein Hubwagen bevorzugt ist. Of course, the holding tool can then hold another processing unit by the arms of the holding tool engage in the receptacles of the processing unit. The processing unit can be transported by means of the holding tool to the stand, so that the complementary receiving element of the processing unit is located above the receiving element of the stand. In this position, the holding tool can lower the processing unit, so that the receiving element and the complementary receiving element are connected to each other, and the processing unit is held by the stand. The interchangeable processing unit does not necessarily have to be detached from the stand by a vertical lifting movement. It is also conceivable that a lateral sliding movement can be used for this purpose. The only important thing is that the Processing unit has receptacles in which the processing unit can be held by the holding tool. The holding tool may be a lifting tool, wherein a lifting truck is preferred.

Die Aufnahmen für ein Haltewerkzeug erleichtern das schnelle Wechseln der Verarbeitungseinheiten beim Umrüsten der modularen Werkzeugmaschine auf eine neue Serie oder einen neuen Fertigungsschritt. Beispielsweise kann, während ein erster Satz von Verarbeitungseinheiten ein Werkstück bearbeitet, ein zweiter Satz von Verarbeitungseinheiten vorbereitet werden. Sobald der erste Satz von Verarbeitungseinheiten die Werkstücke vollständig bearbeitet hat, kann der zweite Satz von Verarbeitungseinheiten im Ständer positioniert werden, um die gleichen Werkstücke weiter zu bearbeiten oder andere Werkstücke zu bearbeiten. The fixtures for a holding tool facilitate the rapid change of the processing units when retrofitting the modular machine tool to a new series or a new manufacturing step. For example, while a first set of processing units is processing a workpiece, a second set of processing units may be prepared. Once the first set of processing units has completely processed the workpieces, the second set of processing units may be positioned in the stand to further process the same workpieces or to machine other workpieces.

Dadurch ist es möglich, die Verarbeitungseinheiten umzurüsten, um sie für einen Fertigungsschritt vorzubereiten, ohne die eigentliche Fertigung zu unterbrechen. Das Umrüsten kann das Justieren eines Bearbeitungswerkzeuges, das Wechseln eines Verarbeitungswerkzeuges, das Wechseln eines Prozessmoduls, das Justieren eines Prozessmoduls etc. umfassen. This makes it possible to retrofit the processing units to prepare them for a manufacturing step, without interrupting the actual production. The conversion can include the adjustment of a machining tool, the change of a processing tool, the change of a process module, the adjustment of a process module, etc.

Die Position des Endeffektors des Prozessmoduls kann gegenüber dem Werkstückhalter vor dem Prozessschritt justierbar sein. Dadurch wird gewährleistet, dass das Prozessmodul das Werkstück präzise verarbeitet bzw. vermisst. Das Justieren kann erfolgen, wenn sich die Verarbeitungseinheit im Ständer befindet. Es ist aber auch möglich, dass das Prozessmodul gegenüber dem Werkstückhalter justierbar ist, wenn sich die Verarbeitungseinheit nicht im Ständer befindet. The position of the end effector of the process module may be adjustable relative to the workpiece holder prior to the process step. This ensures that the process module accurately processes or measures the workpiece. The adjustment can be made when the processing unit is in the stand. But it is also possible that the process module is adjustable relative to the workpiece holder when the processing unit is not in the stand.

Die Position des Endeffektors des Prozessmoduls kann gegenüber dem Werkstückhalter während des Prozessschrittes gesteuert positioniert werden. Dadurch kann sichergestellt werden, dass das Werkstück exakt bearbeitet wird. Die Verarbeitungseinheit und/oder das Prozessmodul können zumindest eine Achse aufweisen. Die Verarbeitungseinheit und/oder das Prozessmodul kann zumindest eine translatorische Achse, eine Spindelachse, zumindest eine rotatorische Achse und/oder zumindest ein C-Achse aufweisen. The position of the end effector of the process module can be positioned under control of the workpiece holder during the process step. This can ensure that the workpiece is processed exactly. The processing unit and / or the process module may have at least one axis. The processing unit and / or the process module can have at least one translational axis, one spindle axis, at least one rotary axis and / or at least one C-axis.

Der Werkstückhalter kann dazu ausgebildet sein, die Position des Werkstückes während des Prozessschrittes gesteuert zu verändern. Dies kann notwendig sein, um das Werkstück von allen Seiten bearbeiten zu können. The workpiece holder may be designed to change the position of the workpiece controlled during the process step. This may be necessary to be able to work on the workpiece from all sides.

Die modulare Werkzeugmaschine kann eine Ladeeinrichtung aufweisen, die eine Drehstation, eine Verschiebestation, eine Entladestation und eine Beladestation umfasst. Die Drehstation kann dazu ausgebildet sein, das Futter in einem vorbestimmten Winkel gegenüber dem Maschinenkoordinatensystem zu drehen. Die Verschiebestation kann dazu ausgebildet sein, das Futter zu verschieben, wobei die Verschiebestation Positionierungsmittel aufweist, die vermeiden, dass sich das Futter nicht deterministisch dreht. Die Entladestation kann einen Entriegelungsmechanismus aufweisen, der einen Futterträger vom Futterträger löst. Die Beladestation kann einen Verriegelungsmechanismus aufweisen, der den Futterträger mit dem Futter verbindet. Alternativ hierzu oder zusätzlich kann der Entriegelungsmechanismus bewirken, dass die Backen des Futters geöffnet werden, damit das Werkstück entnommen werden kann. Der Verriegelungsmechanismus kann alternativ oder zusätzlich bewirken, dass die Backen des Futters geschlossen werden, so dass ein Werkstück geklemmt wird, das sich zwischen den Backen befindet. The modular machine tool may have a loading device comprising a turning station, a moving station, an unloading station and a loading station. The turning station may be configured to rotate the chuck at a predetermined angle to the machine coordinate system. The displacement station may be configured to displace the chuck, the displacement station having positioning means which prevent the chuck from rotating deterministically. The unloading station may include an unlocking mechanism that releases a feed carrier from the feed carrier. The loading station may have a locking mechanism that connects the feed carrier with the food. Alternatively, or in addition, the unlocking mechanism may cause the jaws of the chuck to be opened to allow the workpiece to be removed. The locking mechanism may alternatively or additionally cause the jaws of the chuck to be closed so as to clamp a workpiece located between the jaws.

Das Futter wird von der Drehstation zuerst in eine vorbestimmte Stellung gedreht. Bei diesem Schritt kann das Futter ein Werkstück halten. Dadurch ist sichergestellt, dass das Werkstück in der Entladestation in einer determinierten Stellung entnommen werden kann, um es beispielsweise an eine andere Bearbeitungsstation zu übergeben. Die Verschiebestation kann das Futter von der Drehstation zur Entladestation bewegen. In der Entladestation kann das Werkstück je nach Ausführungsform mit oder ohne Futter entnommen werden, und zwar in einer determinierten Stellung. Somit kann das Werkstück mit dem Futter oder ohne Futter einem weiteren Verarbeitungsschritt außerhalb der modularen Werkzeugmaschine zugeführt werden. Die Verschiebestation kann das Futter, nachdem in der Entladestation das Werkstück vom Futter gelöst wurde, zur Beladestation transportieren. In der Beladestation kann ein Werkstück im dem Futter befestigt werden. The chuck is first rotated by the turning station to a predetermined position. In this step, the chuck can hold a workpiece. This ensures that the workpiece in the unloading station can be removed in a determined position, for example, to transfer it to another processing station. The displacement station can move the feed from the turning station to the unloading station. In the unloading station, the workpiece can be removed with or without chuck, depending on the embodiment, in a determined position. Thus, the workpiece with the chuck or without food can be fed to a further processing step outside the modular machine tool. The transfer station can transport the chuck to the loading station after the workpiece has been released from the chuck in the unloading station. In the loading station, a workpiece can be fixed in the chuck.

Das Futter mit dem Werkstück kann von der zuvor beschriebenen Transporteinrichtung zur Verarbeitungseinheit transportiert werden. Der zuvor beschriebene Beladebereich kann sich an einem ersten Ende der modularen Werkzeugmaschine befinden. In diesem Beladebereich kann sich die Ladeeinrichtung befinden. Der Entladebereich kann sich an einem zweiten Ende der modularen Werkzeugmaschine befinden. Zwischen dem Entladebereich und dem Beladebereich kann ein Transportsystem vorgesehen sein, das das jeweilige Futter vom Entladebereich zum Beladebereich transportiert, wobei sich im Beladebereich die Ladeeinrichtung mit der Entladestation befindet, um das Futter mit dem bearbeiteten Werkstück zu entnehmen. The chuck with the workpiece can be transported from the transport device described above to the processing unit. The loading area described above may be located at a first end of the modular machine tool. In this loading area, the charging device may be located. The unloading area may be located at a second end of the modular machine tool. Between the unloading area and the loading area, a transport system can be provided which transports the respective feed from the unloading area to the loading area, wherein the loading device with the unloading station is located in the loading area in order to remove the feed with the machined workpiece.

Die Verschiebestation kann dazu ausgebildet sein, das Futter zur Drehstation und von der Drehstation zur Entladestation zu bewegen. Der Futterträger und/oder das Futter können eine Ausnehmung aufweisen, die dazu ausgebildet ist, dass ein Vorsprung der Verschiebestation in die Ausnehmung eingreifen kann. Dadurch kann vermieden werden, dass sich das Futter während des Transportes durch die Verschiebestation drehen kann. The displacement station can be designed to move the chuck to the turning station and from the turning station to the unloading station. The feed carrier and / or the lining may have a recess have, which is adapted to that a projection of the displacement station can engage in the recess. This can avoid that the feed can rotate during transport through the displacement station.

Die Verschiebestation kann zwei Backen aufweisen, die eine Mehrzahl von Futter aufnehmen können, wobei die Verschiebestation so ausgebildet ist, dass die Backen senkrecht zur Verschieberichtung der Verschiebestation bewegt werden, um das Futter zu greifen. The displacement station may have two jaws which can receive a plurality of chucks, wherein the displacement station is formed so that the jaws are moved perpendicular to the displacement direction of the displacement station to grip the chuck.

Zwischen der Entladestation und der Beladestation kann ein Puffer angeordnet sein, der mehrere Futter puffert. Auch nach der Beladestation kann ein Puffer angeordnet sein, in dem mehrere Futter gepuffert werden. Between the unloading station and the loading station, a buffer can be arranged, which buffers several feeds. Even after the loading station, a buffer can be arranged in which several feeds are buffered.

Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, die beispielhafte und nicht beschränkende Ausführungsformen der Erfindung zeigen. The invention will now be described with reference to the accompanying drawings which illustrate exemplary and non-limiting embodiments of the invention.

Es zeigen: Show it:

1 eine schematische Ansicht einer modularen Werkzeugmaschine, wobei eine Verarbeitungseinheit von einem Hubwagen transportiert wird; 1 a schematic view of a modular machine tool, wherein a processing unit is transported by a truck;

2 die modulare Werkzeugmaschine während des Einsetzens der Verarbeitungseinheit auf einen Ständer; 2 the modular machine tool during insertion of the processing unit on a stand;

3 die modulare Werkzeugmaschine, nachdem die Verarbeitungseinheit in den Ständer eingesetzt wurde; 3 the modular machine tool after the processing unit has been inserted in the stand;

4 eine schematische Ansicht der Verarbeitungseinheit; 4 a schematic view of the processing unit;

5 eine Draufsicht auf eine modulare Werkzeugmaschine; 5 a plan view of a modular machine tool;

6 eine Ansicht einer Ladeeinrichtung; 6 a view of a charging device;

7 eine perspektivische Ansicht der Entladestation; und 7 a perspective view of the unloading station; and

8 eine detaillierte Ansicht der Ladeeinrichtung. 8th a detailed view of the charging device.

1 zeigt eine erfindungsgemäße modulare Werkzeugmaschine 1 mit einem Ständer 2, einer ersten auswechselbaren Verarbeitungseinheit 4a und einer zweiten auswechselbaren Verarbeitungseinheit 4b. Die zweite Verarbeitungseinheit 4b ist auf dem Maschinenständer 2 aufgesetzt. Die erste Verarbeitungseinheit 4a wird von einem Hubwagen 14 gehalten, der als Haltewerkzeug wirkt. Der Hubwagen 14 umfasst zwei Arme 16, die die Verarbeitungseinheit 4a halten. Die Arme 16 befinden sich in einer Führung 12. Die Verarbeitungseinheit kann auf einer Auflagefläche 10 des Ständers 2 auf Aufnahmeelementen 6a–6d mittels des Hubwagens 14 aufgesetzt werden. 1 shows a modular machine tool according to the invention 1 with a stand 2 , a first interchangeable processing unit 4a and a second removable processing unit 4b , The second processing unit 4b is on the machine stand 2 placed. The first processing unit 4a is from a pallet truck 14 held, which acts as a holding tool. The pallet truck 14 includes two arms 16 that the processing unit 4a hold. The poor 16 are in a leadership 12 , The processing unit may be on a support surface 10 of the stand 2 on recording elements 6a - 6d by means of the lift truck 14 be put on.

Die erste Verarbeitungseinheit 4a kann mittels des Hubwagens 14 zum Ständer 2 geschoben werden. Dort kann die erste Verarbeitungseinheit 4a auf den Ständer 2 und insbesondere auf die Aufnahmeelemente 6a–6d aufgesetzt werden. Jede Verarbeitungseinheit 4a, 4b umfasst eine Mehrzahl von Antrieben 18, 20, 22, die unterschiedliche Achsen ansteuern. Die Antriebe 18, 20 treiben ein Prozessmodul an. Der Antrieb 22 bildet die C-Achse für eine Werkstückhalterung. In der Auflagefläche 10 des Ständers befindet sich eine Ausnehmung 24, die den Motor 22 aufnimmt. Die Antriebe können Elektromotoren sein. The first processing unit 4a can by means of the lift truck 14 to the stand 2 be pushed. There may be the first processing unit 4a on the stand 2 and in particular to the receiving elements 6a - 6d be put on. Each processing unit 4a . 4b includes a plurality of drives 18 . 20 . 22 that drive different axes. The drives 18 . 20 drive a process module. The drive 22 forms the C-axis for a workpiece holder. In the support surface 10 of the stator is a recess 24 that the engine 22 receives. The drives can be electric motors.

Die Verarbeitungseinheit umfasst die Antriebe. Am Ständer und/oder in einem Schaltschrank können ein Umrichter, eine Stelleinrichtung und/oder eine Steuerungseinrichtung angeordnet sein. Folglich sind diese kostspieligen Einrichtungen lediglich einmal pro modularer Werkzeugmaschine erforderlich und nicht einmal pro Verarbeitungseinheit. Dadurch lassen sich erhebliche Kosteneinsparungen erzielen. The processing unit includes the drives. On the stand and / or in a control cabinet, a converter, an adjusting device and / or a control device can be arranged. Consequently, these costly devices are required only once per modular machine tool and not even per processing unit. This can achieve significant cost savings.

Der Ständer 2 ruht auf einer Mehrzahl von Füßen 8 auf dem Boden einer Maschinenhalle. Am Ständer 2 ist ein Verbinder 26 und an der Verarbeitungseinheit 4a, 4b ist ein komplementärer Verbinder 28 angeordnet. Die Verbinder 26, 28 können als Steckverbinder ausgeführt sein. Die Verbinder 26, 28 können Leistung und/oder Steuersignale übertragen. Wie zuvor erwähnt wurde, kann die Leistung eine elektrische Leistung, ein pneumatischer Druck und/oder ein hydraulischer Druck sein. Beispielsweise können mittels der Leistung die Werkstückhalterung und/oder das Prozessmodul versorgt werden. Die Steuersignale können elektrische Signale, ein hydraulischer Druck und/oder ein pneumatischer Druck sein, der die Werkstückhalterung und/oder das Prozessmodul ansteuert. The stand 2 resting on a plurality of feet 8th on the floor of a machine shop. On the stand 2 is a connector 26 and at the processing unit 4a . 4b is a complementary connector 28 arranged. The connectors 26 . 28 can be designed as a connector. The connectors 26 . 28 can transmit power and / or control signals. As previously mentioned, the power may be electrical power, pneumatic pressure and / or hydraulic pressure. For example, the workpiece holder and / or the process module can be supplied by means of the power. The control signals may be electrical signals, a hydraulic pressure and / or a pneumatic pressure that drives the workpiece holder and / or the process module.

Es wird auf 2 Bezug genommen, die eine detailliertere Ansicht zeigt, wie eine Verarbeitungseinheit 4a auf einen Ständer 2 aufgesetzt wird. Der Ständer 2 ruht mit Füßen 8 auf dem Boden einer Fabrikhalle. Der Ständer 2 umfasst die Aufnahmeelemente 6a–6d. Jede Verarbeitungseinheit 4a, 4b umfasst komplementäre Aufnahmeelemente 6e–6g. Die Verarbeitungseinheit 4a wird mittels des Hubwagens 14 so zum Ständer 2 geschoben, dass sich die komplementären Aufnahmeelemente 6e–6h über den Aufnahmeelementen 6a–6d befinden. Dann kann die Verarbeitungseinheit 4a mittels der Arme 16 abgesenkt werden. Bei diesem Vorgang befinden sich die Arme 16 innerhalb der Führung bzw. Aufnahme 12 der Verarbeitungseinheit 4a. It will open 2 Reference is made, which shows a more detailed view, such as a processing unit 4a on a stand 2 is put on. The stand 2 resting with feet 8th on the floor of a factory building. The stand 2 includes the receiving elements 6a - 6d , Each processing unit 4a . 4b includes complementary receptacles 6e - 6g , The processing unit 4a is by means of the lift truck 14 so to the stand 2 pushed that the complementary receiving elements 6e - 6h over the recording elements 6a - 6d are located. Then the processing unit 4a by means of the arms 16 be lowered. In this process are the arms 16 within the leadership or recording 12 the processing unit 4a ,

Ferner zeigt 2 den Verbinder 26 und den komplementären Verbinder 28, die voneinander getrennt sind. Further shows 2 the connector 26 and the complementary connector 28 which are separated from each other.

Es wird auf 3 Bezug genommen, bei der auch die erste Verarbeitungseinheit 4a auf den Ständer 2 aufgesetzt ist. Die komplementären Aufnahmeelemente 6e–6g sind mit den Aufnahmeelementen 6a–6c gekoppelt. Die Aufnahmeelemente und komplementären Aufnahmeelemente können Paarungen aus einer Ausnehmung und einem Vorsprung sein, beispielsweise ein Stift und eine Öffnung. Vorzugsweise sind die Aufnahmeelemente und die komplementären Aufnahmeelemente konisch ausgebildet, um eine Selbstzentrierung zu unterstützen. It will open 3 Reference is also made to the first processing unit 4a on the stand 2 is attached. The complementary receiving elements 6e - 6g are with the recording elements 6a - 6c coupled. The receiving elements and complementary receiving elements may be pairs of a recess and a projection, such as a pin and an opening. Preferably, the female members and the complementary female members are tapered to promote self-centering.

Ferner zeigt 3, dass der Verbinder 26 und der komplementäre Verbinder 28 gekoppelt sind, um Leistung und/oder Steuersignale zu übertragen. Further shows 3 that the connector 26 and the complementary connector 28 coupled to transmit power and / or control signals.

4 zeigt eine detaillierte Ansicht einer Verarbeitungseinheit 4. Die Verarbeitungseinheit umfasst komplementäre Aufnahmeelemente 6e–6h, die dazu vorgesehen sind, mit den unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschriebenen Aufnahmeelementen 6a–6d zusammenzuwirken. 4 zeigt ein Futter 30, das ein Werkstück 31 hält. Das Futter kann mit einer Werkstückhalterung 32 so gekoppelt werden, dass sich das Futter 30 und das Werkstück 31 in einer determinierten Stellung gegenüber dem Koordinatenystem der Verarbeitungseinheit befindet. Das Futter 30 kann mit der Werkstückhalterung 32 gekoppelt werden, beispielsweise durch eine lösbare Klemmverbindung. Der Antrieb 22 kann die Werkstückhalterung 32 rotatorisch und/oder translatorisch bewegen. Beispielsweise kann der Antrieb 22 die Werkstückhalterung 32 in der vertikalen Richtung (Z-Richtung) translatorisch bewegen. Dadurch kann das Werkstück in einer determinierten Stellung (translatorisch und/oder rotatorisch) gegenüber dem Koordinatensystem der Verarbeitungseinheit 4 bewegt werden. 4 shows a detailed view of a processing unit 4 , The processing unit comprises complementary receiving elements 6e - 6h , which are intended with reference to 1 to 3 described recording elements 6a - 6d co. 4 shows a feed 30 that is a workpiece 31 holds. The lining can be fitted with a workpiece holder 32 be coupled so that the feed 30 and the workpiece 31 in a determinate position relative to the coordinate system of the processing unit. The food 30 can work with the workpiece holder 32 be coupled, for example by a releasable clamp connection. The drive 22 can the workpiece holder 32 move rotationally and / or translationally. For example, the drive 22 the workpiece holder 32 in the vertical direction (Z direction) translational move. This allows the workpiece in a determined position (translational and / or rotational) relative to the coordinate system of the processing unit 4 to be moved.

Ferner umfasst die Verarbeitungseinheit 4 ein Prozessmodul, das im wesentlichen aus Werkzeugen 40, 42 und optional einem Werkzeugantrieb 36, 38, 40 gebildet wird. Es versteht sich, dass ein Prozessmodul auch andere Einrichtungen aufweisen kann. Das Werkzeug 40, 42 kann ein Fräskopf, einen Bohrer, ein Schweißkopf etc. sein. Ein zweiter Antrieb 41 treibt das Werkzeug 40, 42 über einen Riemen rotatorisch an. Das Werkzeug 40, 42 kann mittels eines dritten Antriebs 36, 38 in seiner vertikalen und/oder Winkelstellung positioniert werden. Der vierte Antrieb 20 kann das Prozessmodul 36–41 bewegen. Es ist aber auch denkbar, dass der vierte Antrieb die Werkstückhalterung 32 bewegt. Der vierte Antrieb kann das Prozessmodul und/oder die Werkstückhalterung translatorisch bewegen. Furthermore, the processing unit comprises 4 a process module consisting essentially of tools 40 . 42 and optionally a tool drive 36 . 38 . 40 is formed. It is understood that a process module can also have other facilities. The tool 40 . 42 may be a milling head, a drill, a welding head, etc. A second drive 41 drives the tool 40 . 42 Rotational about a belt. The tool 40 . 42 can by means of a third drive 36 . 38 be positioned in its vertical and / or angular position. The fourth drive 20 can the process module 36 - 41 move. But it is also conceivable that the fourth drive the workpiece holder 32 emotional. The fourth drive can translate the process module and / or the workpiece holder.

Die Erfindung kann so ausgestaltet sein, dass das Prozessmodul 36–42 ausgewechselt werden kann. Somit ist es möglich, ein Prozessmodul zum Fräsen zu demontieren und stattdessen ein Prozessmodul zum Bohren, ein Prozessmodul zum Schweißen, ein Prozessmodul zum Messen eines Werkstückes oder ein Prozessmodul zum Reinigen eines Werkstückes zu ersetzen. Es ist auch möglich, dass in einer Verarbeitungseinheit zwei beliebige Prozessmodule eingesetzt werden können, beispielsweise ein Prozessmodul zur spanenden Bearbeitung und ein Prozessmodul zum Reinigen des Werkstückes. Es kann auch ein Prozessmodul zum Bearbeiten eines Werkstückes und gleichzeitig ein Prozessmodul zum Messen eines Werkstückes in die Verarbeitungseinheit 4 eingesetzt werden. Das Prozessmodul kann einen Werkzeugrevolver aufweisen. The invention may be configured such that the process module 36 - 42 can be replaced. Thus, it is possible to disassemble a process module for milling and instead replace a process module for drilling, a process module for welding, a process module for measuring a workpiece, or a process module for cleaning a workpiece. It is also possible that in a processing unit any two process modules can be used, for example, a process module for machining and a process module for cleaning the workpiece. It can also be a process module for machining a workpiece and at the same time a process module for measuring a workpiece in the processing unit 4 be used. The process module can have a tool turret.

Die Verarbeitungseinheit 34 umfasst einen Behälter, beispielsweise zum Sammeln von Spänen und Reinigungsflüssigkeit sowie Kühlflüssigkeit. Ferner umfasst die Verarbeitungseinheit 4 eine Aufnahme 43 für einen Arbeitsschutz, beispielsweise für eine Plexiglashaube (nicht gezeigt). The processing unit 34 includes a container, for example, for collecting chips and cleaning fluid and coolant. Furthermore, the processing unit comprises 4 a recording 43 for occupational safety, for example for a plexiglass hood (not shown).

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass die Verarbeitungseinheit 4 für einen neuen Prozessschritt vorbereitet (gerüstet) werden kann, wenn sie nicht im Einsatz ist und sich nicht auf dem Ständer befindet. Dadurch können unerwünschte Standzeiten der modularen Werkzeugmaschine vermieden werden, da die Verarbeitungseinheiten, die sich auf dem Ständer befinden, Werkstücke bearbeiten und diejenigen Verarbeitungseinheiten, die nicht auf dem Ständer angeordnet sind, für einen Prozessschritt vorbereitet werden können. A particular advantage of the invention is that the processing unit 4 prepared for a new process step when not in use and not on the stand. As a result, undesirable downtime of the modular machine tool can be avoided because the processing units located on the stand can process workpieces and those processing units that are not located on the stand can be prepared for a process step.

Ferner ist es möglich, dass der von einer Verarbeitungseinheit durchzuführende Prozessschritt, beispielsweise hinsichtlich Qualität und Genauigkeit, ausserhalb der modularen Werkzeugmaschine eingefahren werden kann. Hierzu muss die Verarbeitungseinheit lediglich mit Energie und Steuersignalen versorgt werden. Furthermore, it is possible that the process step to be carried out by a processing unit, for example with regard to quality and accuracy, can be retracted outside the modular machine tool. For this purpose, the processing unit only needs to be supplied with power and control signals.

Es wird auf 5 Bezug genommen, die eine Draufsicht auf eine modulare Werkzeugmaschine 1 zeigt. Die modulare Werkzeugmaschine 1 umfasst eine erste Verarbeitungseinheit 4a und eine zweite Verarbeitungseinheit 4b. Die erste Verarbeitungseinheit kann beispielsweise als eine Drehmaschine (Drehbank) gerüstet sein und die zweite Verarbeitungseinheit kann beispielsweise als eine Fräsmaschine gerüstet sein. Folglich kann die modulare Werkzeugmaschine in einem ersten Verarbeitungsschritt das Werkstück durch Drehen bearbeiten und in einem zweiten Prozessschritt durch Fräsen bearbeiten. It will open 5 Reference is made, which is a plan view of a modular machine tool 1 shows. The modular machine tool 1 comprises a first processing unit 4a and a second processing unit 4b , The first processing unit may, for example, be equipped as a lathe (lathe) and the second processing unit may be equipped, for example, as a milling machine. Consequently, in a first processing step, the modular machine tool may perform the Machining the workpiece by turning and machining it by milling in a second process step.

Die modulare Werkzeugmaschine 1 umfasst ferner eine Transporteinrichtung 50, 50a, 50b, 50c, die einen Transferschieber bilden. Die Greifköpfe 50a, 50b, 50c der Transporteinrichtung 50 werden gleichzeitig und parallel bewegt. In der in 5 gezeigten Stellung greift der erste Greifkopf 50a das Futter 30 an der Werkstückhalterung 32 der ersten Verarbeitungseinheit. Der erste Greifkopf 50a kann das Futter mittels Zangen oder dergleichen greifen. In der in 5 gezeigten Stellung befindet sich der zweite Greifkopf 50b an der zweiten Verarbeitungseinheit 4b. Der dritte Greifkopf 50c befindet sich an einem Entladebereich 52. The modular machine tool 1 further comprises a transport device 50 . 50a . 50b . 50c that form a transfer slider. The gripping heads 50a . 50b . 50c the transport device 50 are moved simultaneously and in parallel. In the in 5 shown position engages the first gripping head 50a the food 30 on the workpiece holder 32 the first processing unit. The first gripping head 50a The food can grab by means of pliers or the like. In the in 5 shown position is the second gripping head 50b at the second processing unit 4b , The third gripping head 50c is located at a unloading area 52 ,

Im Betrieb wird der erste Greifkopf 50a alternierend zwischen einer Beladestation 106 und der Werkstückhalterung 32 der ersten Verarbeitungseinheit 4a bewegt. Auf diese Weise können Werkstücke von der Beladestation 106 zur ersten Verarbeitungseinheit 4a bewegt werden. In operation, the first gripping head 50a alternating between a loading station 106 and the workpiece holder 32 the first processing unit 4a emotional. In this way, workpieces from the loading station 106 to the first processing unit 4a to be moved.

Der zweite Greifkopf 50b bewegt sich alternierend zwischen der Werkstückhalterung 32 der ersten Verarbeitungseinheit 4a und der Werkstückhalterung 32 der zweiten Verarbeitungseinheit 4b. Dadurch werden die Werkstücke von der ersten Verarbeitungseinheit 4a zur zweiten Verarbeitungseinheit 4b übergeben. Der dritte Greifkopf 50c bewegt sich alternierend zwischen der Werkstückhalterung 32 der zweiten Verarbeitungseinheit 4b und dem Entladebereich 52. Folglich werden die Werkstückes vom dritten Greifkopf 50c von der zweiten Verarbeitungseinheit 4b zum Entladebereich 52 transportiert. Die Werkstücke können vom Entladebereich 52 an eine weitere Werkzeugmaschine, beispielsweise an eine weitere modulare Werkzeugmaschine 1, übergeben werden. The second gripping head 50b moves alternately between the workpiece holder 32 the first processing unit 4a and the workpiece holder 32 the second processing unit 4b , This will cause the workpieces from the first processing unit 4a to the second processing unit 4b to hand over. The third gripping head 50c moves alternately between the workpiece holder 32 the second processing unit 4b and the unloading area 52 , Consequently, the workpiece from the third gripping head 50c from the second processing unit 4b to the unloading area 52 transported. The workpieces can be removed from the unloading area 52 to another machine tool, for example to another modular machine tool 1 , be handed over.

Bei dem in 5 gezeigten Beispiel einer modulare Werkzeugmaschine 1 werden die Werkstücke, die von dem Futter 30 gehalten werden, mittels eines Fördersystems 54 vom Entnahmebereich 52 wegtransportiert. Das Fördersystem 54 kann ein aktives Fördersystem, beispielsweise ein Förderband oder dergleichen, sein oder es können passive Fördersysteme eingesetzt werden, bei denen die Futter 30 aufgrund einer Höhendifferenz transportiert werden. Durch das Fördersystem 54 werden die Werkstücke und die Futter 30 von dem Entladebereich 52 zu einer Ladeeinrichtung 100 transportiert, die im Folgenden detaillierter beschrieben wird. At the in 5 shown example of a modular machine tool 1 The workpieces are taken from the feed 30 be held by means of a conveyor system 54 from the removal area 52 transported away. The conveyor system 54 may be an active conveyor system, such as a conveyor belt or the like, or passive conveyor systems may be used in which the chucks 30 be transported due to a height difference. Through the conveyor system 54 be the workpieces and the lining 30 from the unloading area 52 to a charging device 100 transported, which will be described in more detail below.

Es wird jetzt auf 6 Bezug genommen, die die Ladeeinrichtung 100 detaillierter zeigt. Die Ladeeinrichtung 100 umfasst eine Drehstation 102, eine Entladestation 104 und die Beladestation 106. Das Fördersystem 54 führt Werkstücke, die auf einem Futter 30d angeordnet sind, der Ladeeinrichtung 100 zu. In der Ladeeinrichtung 100 wird das Futter 30a optional mittels einer Verschiebestation 108 zur Drehstation 102 transportiert. Das Futter 30a kann auch durch das Fördersystem der Drehstation bereitgestellt werden. Gleichzeitig wird das Futter 30b, dass sich zuvor auf der Drehstation 102 befand, zur Entladestation 104 transportiert. It will be up now 6 Refer to the charging device 100 shows in more detail. The charging device 100 includes a turning station 102 , an unloading station 104 and the loading station 106 , The conveyor system 54 carries workpieces on a lining 30d are arranged, the charging device 100 to. In the charging device 100 becomes the food 30a optionally by means of a displacement station 108 to the turning station 102 transported. The food 30a can also be provided by the conveyor system of the turning station. At the same time the food becomes 30b that was previously on the turning station 102 was located, to the unloading station 104 transported.

Die Drehstation 102 dreht das Futter 30b in eine definierte Drehstellung, so dass das bearbeitete Werkstück in einer definierten Drehstellung an der Entladestation 104 entnommen werden kann. An der Beladestation 106 kann ein noch nicht bearbeitetes Werkstück auf dem Futter angeordnet werden. Es versteht sich, dass die Futter in einer definierten Drehstellung den Verarbeitungseinheiten zugeführt werden müssen, damit die Werkstücke deterministisch bearbeitet werden können. Der erste Greifkopf 50a transportiert das Futter 30e von der Beladestation 106 zur Werkstückhalterung 32 der ersten Verarbeitungseinheit 4a. Das Werkstück wird vom Prozessmodul der ersten Verarbeitungseinheit 4a bearbeitet, nachdem es durch den ersten Greifkopf 50a auf der Werkstückhalterung 32 bereitgestellt wurde. The turning station 102 turn the food 30b in a defined rotational position, so that the machined workpiece in a defined rotational position at the unloading station 104 can be removed. At the loading station 106 a workpiece that has not yet been machined can be placed on the chuck. It is understood that the feed must be fed in a defined rotational position of the processing units, so that the workpieces can be processed deterministically. The first gripping head 50a transports the food 30e from the loading station 106 to the workpiece holder 32 the first processing unit 4a , The workpiece is from the process module of the first processing unit 4a edited after passing through the first gripping head 50a on the workpiece holder 32 was provided.

Ferner zeigt 6 einen Transporteinrichtungsantrieb 51, der die Greifköpfe 50a–50c, vorzugsweise durch eine Linearverschiebung, antreibt, so dass sie zwischen den jeweiligen Aufnahme- und Abgabepositionen bewegt werden. Further shows 6 a transport equipment drive 51 , the gripping heads 50a - 50c , preferably by a linear displacement, drives so that they are moved between the respective receiving and dispensing positions.

Ferner zeigt 6 einen weiteren Antrieb 110, der das Fördersystem 54 antreibt. Further shows 6 another drive 110 who the conveyor system 54 drives.

7 zeigt die Ladeeinrichtung 100 detaillierter. Mittels der Backen 108a und 108b werden die Futter 30a–30c transportiert. Die Backen 108a, 108b sind Teil der Verschiebestation 108. Die Backen 108a, 108b werden im Wesentlichen horizontal und senkrecht zur Verschieberichtung der Futter 30a–30c bewegt, um die Futter 30a–30c zwischen den Backen zu klemmen. Das Schließen der Backen 108a, 108b wird vorzugsweise durch einen so genannten Kniestockmechanismus realisiert. 7 shows the charging device 100 detail. By means of the cheeks 108a and 108b become the feed 30a - 30c transported. The cheeks 108a . 108b are part of the relocation station 108 , The cheeks 108a . 108b are essentially horizontal and perpendicular to the direction of the feed 30a - 30c moved to the feed 30a - 30c between the jaws to clamp. The closing of the cheeks 108a . 108b is preferably realized by a so-called knee-stick mechanism.

Sobald die Backen 108a, 108b die Futter 30a–30c geklemmt haben, werden die Drehstation 102, die Entladestation 104 und die Beladestation 106 translatorisch nach unten verschoben. Anschließend bewegen sich die Backen 108a, 108b translatorisch so, dass das Futter 30a der Drehstation 102 zugeführt wird und das Futter 30b der Entnahmestation 104 zugeführt wird. Sobald die Backen 108a, 108b die Endstellung erreicht haben, werden die Drehstation 102, die Entladestation 104 und die Beladestation 106 translatorisch nach oben bewegt. Sobald die Drehstation 102 nach oben bewegt wurde, greift ein Futterträger 116 in das Futter 30b ein, so dass das Futter sicher und fest auf der Drehstation angeordnet ist. Die Drehstation dreht den Futterträger 116 und das Futter 30b solange, bis sich das Werkstück und das Futter 30b in der Sollposition befindet. Once the cheeks 108a . 108b the feed 30a - 30c become the turning station 102 , the unloading station 104 and the loading station 106 moved translationally downwards. Then the cheeks move 108a . 108b translational so that the feed 30a the turning station 102 is fed and the feed 30b the removal station 104 is supplied. Once the cheeks 108a . 108b have reached the end position, the turning station 102 , the unloading station 104 and the loading station 106 moved translationally upwards. As soon as the turning station 102 has been moved up, engages a food carrier 116 in the feed 30b a, so that the food is arranged securely and firmly on the turning station. The turning station rotates the feed carrier 116 and the food 30b until the workpiece and the lining 30b in the set position.

Sobald die Entladestation 104 nach oben bewegt wurde, wird der Futterträger 112 mit dem Futter 30c gekoppelt. Folglich kann das Futter 30c mit dem Werkstück in einer vorbestimmten Stellung, insbesondere in einer vorbestimmten Drehstellung entnommen werden. Once the unloading station 104 is moved up, the feed carrier 112 with the food 30c coupled. Consequently, the feed can 30c be removed with the workpiece in a predetermined position, in particular in a predetermined rotational position.

Sobald die Beladestation die obere Stellung eingenommen hat, kann ein Futter darauf positioniert werden. Bei einer ersten Ausführungsform kann das Futter 30c mittels der Verschiebestation 108, 108a, 108b auf der Beladestation positioniert werden. Dann kann ein nicht bearbeitetes Werkstück in das Futter eingesetzt werden. Bei einer zweiten Ausführungsform kann es alternativ oder zusätzlich möglich sein, dass an der Entladestation 104 das gesamte Futter 30c entnommen wird und das Werkstück außerhalb der modularen Werkzeugmaschine 1 vom Futter entnommen wird. Bei dieser Ausführungsform kann ein unbearbeitetes Werkstück in das Futter eingesetzt werden und dieses Futter kann anschließend auf die Beladestation aufgesetzt werden. Once the loading station has taken the upper position, a lining can be positioned on it. In a first embodiment, the feed 30c by means of the displacement station 108 . 108a . 108b be positioned on the loading station. Then a non-machined workpiece can be inserted into the chuck. In a second embodiment, it may alternatively or additionally be possible that at the unloading station 104 the entire food 30c is removed and the workpiece outside the modular machine tool 1 is removed from the feed. In this embodiment, an unprocessed workpiece can be inserted into the feed and this feed can then be placed on the loading station.

Bei der ersten Ausführungsform wird das bearbeitete Werkstück an der Entladestation 104 vom Futter 30c entnommen werden. Die Entladestation umfasst einen Entriegelungsmechanismus 116, der dazu ausgebildet ist, das Futter 30c so zu betätigen, dass sich die Futterbacken 31 öffnen und das bearbeitete Werkstück entnommen werden kann. Die Beladestation 106 umfasst einen Aufnahmemechanismus 118, der dazu ausgebildet ist, die Backen eines Futters so zu betätigen, dass sie das unbearbeitete Werkstück greifen, sobald es in ein Futter eingesetzt wurde. In the first embodiment, the machined workpiece is at the unloading station 104 from the feed 30c be removed. The unloading station comprises an unlocking mechanism 116 that is trained to feed 30c to operate so that the chuck jaws 31 open and the machined workpiece can be removed. The loading station 106 includes a pickup mechanism 118 designed to operate the jaws of a chuck so that they grab the unprocessed workpiece as soon as it has been inserted into a chuck.

Es wird auf 8 Bezug genommen, die Details der Verschiebestation zeigt. Es ist wesentlich, sicherzustellen, dass sich das Futter 30c nicht verdrehen kann, während es von den Backen 108a, 108b gehalten wird, da die Futterträger 112, 114, 116 nach unten bewegt werden, während die Backen 108a, 108b das Futter 30c translatorisch bewegen. Das Futter weist eine Ausnehmung 31 und die Backen weisen einen Vorsprung 109 auf, wobei der Vorsprung 109 in die Ausnehmung 31 des Futters 30c eingreift. Da am Futter 30c eine Mehrzahl von Ausnehmungen 31 vorgesehen sind und beide Backen 108a, 108b Vorsprünge 109 aufweisen, wird das Futter an seinem Umfang so gehalten, dass es sich nicht drehen kann, während die Backen einer 108a, 108b das Futter greifen. It will open 8th Referring to the details of the displacement station shows. It is essential to make sure that the food is 30c Can not twist while off the cheeks 108a . 108b is held, as the feeders 112 . 114 . 116 to be moved down while baking 108a . 108b the food 30c translatory move. The lining has a recess 31 and the jaws have a lead 109 on, with the projection 109 into the recess 31 of the feed 30c intervenes. Because of the food 30c a plurality of recesses 31 are provided and both jaws 108a . 108b projections 109 , the chuck is held at its periphery so that it can not rotate while the jaws of a 108a . 108b grab the food.

Sobald die Drehstation 102, die Entladestation 104 und die Beladestation nach oben bewegt werden, greifen die Futterträger 112, 114, 116, wieder in das jeweilige Futter ein und das Futter kann sich nicht gegenüber dem jeweiligen Futterträger 112, 114, 116 drehen. Anschließend können die Backen 108a, 108b wieder gelöst werden. As soon as the turning station 102 , the unloading station 104 and the loading station are moved up, grab the feeders 112 . 114 . 116 , back into the respective feed and the food can not be compared to the respective feeders 112 . 114 . 116 rotate. Subsequently, the baking can 108a . 108b be solved again.

Die vorliegende Erfindung schafft eine modulare Werkzeugmaschine, die mittels wechselbarer Verarbeitungseinheiten flexibel und schnell für den jeweiligen Einsatzzweck umgerüstet werden kann, so dass Serien mit einer kleinen oder einer mittleren Stückzahl effizient produziert werden können. Es kann ein nahezu beliebiges Prozessmodul in der Verarbeitungseinheit positioniert werden. Vorteilhafterweise kann das Prozessmodul einen Werkzeugrevolver aufweisen, so dass die Werkstücke besonders flexibel bearbeitet werden können. The present invention provides a modular machine tool which can be flexibly and quickly retrofitted for the particular application by means of interchangeable processing units, so that series can be efficiently produced with a small or a medium number of pieces. An almost any process module can be positioned in the processing unit. Advantageously, the process module can have a tool turret, so that the workpieces can be processed particularly flexibly.

Die modulare Werkzeugmaschine kann eine Steuerungseinrichtung (CNC-Steuerung), einen Steuerungscomputer und dergleichen aufweisen, der eine Mehrzahl von Verarbeitungseinheiten steuert. Ferner ist es möglich, in der modularen Werkzeugmaschine, beispielsweise im Ständer, eine Leistungsversorgung bereitzustellen, die elektrischen Strom, hydraulischen Druck und/oder pneumatischen Druck für eine Mehrzahl von Verarbeitungseinheiten bereitstellt. Dadurch ist es möglich, eine kostengünstigere modulare Werkzeugmaschine zu schaffen. Die Steuerungseinrichtung und/oder die Leistungsversorgung können am Ständer der modularen Werkzeugmaschine angeordnet sein. The modular machine tool may include a controller (CNC controller), a control computer and the like that controls a plurality of processing units. Furthermore, it is possible to provide in the modular machine tool, for example in the stator, a power supply which provides electrical current, hydraulic pressure and / or pneumatic pressure for a plurality of processing units. This makes it possible to create a less expensive modular machine tool. The control device and / or the power supply can be arranged on the stand of the modular machine tool.

Claims

Modular machine tool ( 1 ), with - a stand ( 2 ) and - at least one removable processing unit ( 4 . 4a . 4b ), the stand ( 2 ) at least one receiving element ( 6a - 6d ) for releasably receiving the processing unit ( 4 . 4a . 4b ) and a connector ( 26 ) for transmitting power and / or control signals and the processing unit ( 4 . 4a . 4b ) at least one complementary receiving element ( 6e - 6h ) for releasably receiving the processing unit ( 4 . 4a . 4b ) on the stand ( 2 ) and a complementary connector ( 28 ) for transmitting power and / or control signals, wherein the processing unit ( 4 . 4a . 4b ) a workpiece holder ( 30 ), which is designed to hold at least one workpiece detachably, and a process module ( 36 - 42 ), which is adapted to at least one process step on the in the workpiece holder ( 32 ) and the workpiece holder ( 32 ) and the process module ( 36 - 42 ) via the complementary connector ( 28 ) are supplied with power and / or control signals.

Modular machine tool ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the process step comprises at least one of the following steps: - machining the workpiece, - joining workpieces, - forming the workpiece, - cleaning the workpiece and / or - measuring the workpiece.

Modular machine tool ( 1 ) according to claim 1 or 2, characterized in that the process module ( 36 - 42 ) at least one of the following: - a milling head, - a tool spindle, - a drill spindle, - a tool carriage of a lathe, - a welding head.

Modular machine tool according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stator has a plurality of receiving arrangements, each comprising at least one receiving element and which are adapted to receive a respective processing unit.

Modular machine tool according to one of claims 1 to 4, characterized by a transport device ( 50 . 50a - 50c ) which is adapted to move the workpiece from a loading area to a processing unit ( 4a ), optionally by a processing unit ( 4a ) to another processing unit ( 4b ) and a processing unit ( 4a . 4b ) to a unloading area.

Modular machine tool ( 1 ) according to one of claims 1 to 5, characterized in that - the workpiece is separated from a chuck ( 32 ), - the transport device ( 50a - 50c ) cooperates with the chuck to transport the workpiece, and - the chuck ( 32 ) is adapted to the workpiece holder ( 30 ) to the workpiece to the workpiece holder ( 30 ) to fix.

Modular machine tool ( 1 ) according to one of claims 1 to 6, characterized in that the processing unit ( 4 . 4a . 4b ) Recordings ( 12 ) for a holding tool ( 14 ), by which the processing unit ( 4a ) from the stand ( 2 ) can be removed.

Modular machine tool ( 1 ) according to one of claims 1 to 7, characterized in that the position of an end effector ( 40 . 42 ) of the process module ( 36 - 42 ) relative to the workpiece holder ( 30 ) is adjustable before the process step.

Modular machine tool ( 1 ) according to one of claims 1 to 8, characterized in that the position of an end effector ( 40 . 42 ) of the process module ( 36 - 42 ) relative to the workpiece holder ( 32 ) is controlled positionable during the process step.

Modular machine tool ( 1 ) according to one of claims 1 to 9, characterized in that the workpiece holder ( 32 ) is adapted to change the position of the workpiece controlled during the process step.

Modular machine tool ( 1 ) according to one of claims 1 to 10, characterized by a charging device ( 100 ), which - a turning station ( 102 ), - a displacement station ( 108 ), - an unloading station ( 104 ) and - a loading station ( 108 ), wherein the rotating station ( 102 ) is adapted to feed ( 30b ) to a predetermined angle with respect to the machine coordinate system, wherein the displacement station ( 108 ) is adapted to feed ( 30a . 30b . 30c ), and the displacement station ( 108 ) Positioning means ( 109 ), which avoid that the feed ( 30a . 30b . 30c ) does not rotate deterministically, the unloading station ( 104 ) an unlocking mechanism ( 116 ) having a feed carrier ( 112 ) from the feed ( 30c ) and / or a workpiece from the chuck ( 30c ), and wherein the loading station ( 106 ) a locking mechanism ( 118 ) having the feed carrier ( 114 ) coupled with the feed and / or a workpiece with the feed.

Modular machine tool ( 1 ) according to claim 11, characterized in that the displacement station ( 108 ) is adapted to feed ( 32 ) to the turning station ( 102 ) and from the turning station to the unloading position ( 104 ) to move.

Modular machine tool ( 1 ) according to claim 11 or 12, characterized in that the feed carrier ( 112 . 114 ) and / or the feed ( 32 ) a recess ( 31 ), which is designed such that a projection ( 109 ) of the displacement station ( 108a . 108b ) in the recess ( 31 ) can intervene.

Modular machine tool ( 1 ) according to one of claims 11 to 13, characterized in that the displacement station ( 108 ) two To bake ( 108a . 108b ) having a plurality of feeds ( 32 ) and / or feed carriers, wherein the displacement station ( 108 ) is formed so that the jaws ( 108a . 108b ) are moved perpendicular to the direction of travel to the feed ( 32 ) and / or grab the food carrier.