DE102013005474A1 - Machine tool with device for tool and workpiece change and method for tool and workpiece change on a machine tool - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit Vorrichtung für Werkzeug- und Werkstückwechsel, wobei an der Vorrichtung für Werkzeug- und Werkstückwechsel wenigstens ein Maschinentisch bereitgestellt ist, an dem wenigstens eine Werkzeugbatterie mit wenigstens einem Lagerplatz für wenigstens ein Werkzeug und/oder an dem wenigstens ein Werkstück bereitstellbar ist.The invention relates to a machine tool with a device for changing tools and workpieces, at least one machine table being provided on the device for changing tools and workpieces, on which at least one tool battery with at least one storage space for at least one tool and / or on the at least one workpiece can be provided is.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einer Vorrichtung für Werkzeug- und Werkstückwechsel sowie ein Verfahren zum Werkzeug- und Werkstückwechsel an einer Werkzeugmaschine.The present invention relates to a machine tool with a device for tool and workpiece change and a method for tool and workpiece change on a machine tool.
Werkzeugmaschinen mit Vorrichtungen zum automatischen Auswechseln von Werkzeugen oder Werkstücken sind aus dem Stand der Technik bekannt. Allgemein werden Werkzeugmaschinen entweder manuell mit Werkzeugen oder Werkstücken bestückt oder mit einem Werkzeug- oder Werkstückspeicher verbunden und daraus automatisch versorgt.Machine tools with devices for the automatic replacement of tools or workpieces are known from the prior art. In general, machine tools are either equipped manually with tools or workpieces or connected to a tool or workpiece storage and supplied automatically.
Dabei sind zum Teil umfangreiche Peripherievorrichtungen vorgesehen, die speziell entweder den Werkzeug- oder den Werkstückwechsel durchführen. Als problematisch kann dabei zum Beispiel angesehen werden, dass diese umfangreichen Peripherievorrichtungen, die prinzipiell einem ähnlichen Zwecke, nämlich dem Austausch von Gegenständen an einer Werkzeugmaschine dienen, doppelt ausgeführt sind und damit einen erheblichen Kostenfaktor darstellen können. Dabei wird zumeist jeweils eine seperate Steuerung notwendig; eine welche das Werkstückmanagement durchführt und eine welche das Werkzeugmanagement durchführt.In this case, extensive peripheral devices are provided in part, which perform either the tool or the workpiece change specifically. It can be regarded as problematic, for example, that these extensive peripheral devices, which in principle serve a similar purpose, namely the replacement of objects on a machine tool, are duplicated and can thus represent a considerable cost factor. In each case, a separate control is usually necessary; one which performs work piece management and one which performs tool management.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine verbesserte Werkzeugmaschine mit einer Vorrichtung für Werkzeug- und Werkstückwechsel bereitzustellen, die die genannte Problematik überwindet.Object of the present invention is therefore to provide an improved machine tool with a device for tool and workpiece change, which overcomes the above problems.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Werkzeugmaschine mit einer Vorrichtung für Werkzeug- und Werkstückwechsel nach Anspruch 1 gelöst, wobei an der Vorrichtung für Werkzeug- und Werkstückwechsel wenigstens ein Maschinentisch bereitgestellt ist, an dem wenigstens ein Werkzeugspeicher mit wenigstens einem Lagerplatz für wenigstens ein Werkzeug und/oder an dem wenigstens ein Werkstück bereitstellbar ist.This object is achieved by a machine tool with a device for tool and workpiece change according to claim 1, wherein at least one machine table is provided on the device for tool and workpiece change, at least one tool storage with at least one storage space for at least one tool and / or on which at least one workpiece can be provided.
Vorteilhafterweise ist es so möglich mittels lediglich einer Vorrichtung sowohl den Werkzeug- als auch den Werkstückwechsel an der Werkzeugmaschine durchzuführen. Dadurch können sich erhebliche Einsparungsmöglichkeiten bei der Konstruktion und Beschaffung von Werkzeugmaschinensystemen ergeben, da aufwendige und kostenintensive Komponenten beziehungsweise Bestandteile der Systeme nicht doppelt bereitgestellt werden müssen und auch das Werkzeug- und Werkstückmanagement aus einer Steuerung bedient werden kannAdvantageously, it is possible by means of only one device to perform both the tool and the workpiece change on the machine tool. This can result in significant savings in the design and procurement of machine tool systems, since complex and costly components or components of the systems need not be provided twice and the tool and workpiece management can be operated from a controller
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Danach ist in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel denkbar, dass der wenigstens eine Werkzeugspeicher mittels eines Null-Punkt-Spannsystems mit dem wenigstens einen Maschinentisch verbindbar ist.Advantageous developments of the invention are described in the subclaims. Thereafter, in a preferred embodiment, it is conceivable that the at least one tool store can be connected to the at least one machine table by means of a zero-point clamping system.
Das genannte Null-Punkt-Spannsystem ermöglicht es dabei, auf besonders einfache Art den Werkzeugspeicher präzise im Bereich der Werkzeugmaschine, insbesondere in Verbindung mit dem Maschinentisch, bereitzustellen. Hierdurch wird vorteilhaft sichergestellt, dass wenigstens ein in oder an dem Werkzeugspeicher gelagertes Werkzeug sicher von der Werkzeugmaschine oder von dafür vorgesehenen Vorrichtungen greifbar ist.The aforementioned zero-point clamping system makes it possible to provide the tool storage precisely in the area of the machine tool, in particular in connection with the machine table, in a particularly simple manner. This advantageously ensures that at least one tool stored in or on the tool storage can be reliably gripped by the machine tool or by devices provided for this purpose.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass die Vorrichtung für Werkzeug- und Werkstückwechsel als Hub-Schwenklader mit wenigstens zwei Maschinentischen ausgeführt ist.In a further preferred embodiment, it is conceivable that the device for tool and workpiece change is designed as a lifting pivot loader with at least two machine tables.
Vorteilhafterweise kann so ermöglicht werden, dass auf den wenigstens zwei Maschinentischen des Hub-Schwenkladers parallel unterschiedliche Gegenstände, das heißt Werkstücke und/oder Werkzeuge lagerbar sind, wodurch wiederum zum Beispiel schnellere Rüstwechsel der Werkzeugmaschine durchführbar sind.Advantageously, it can thus be made possible that different objects, that is to say workpieces and / or tools, can be stored in parallel on the at least two machine tables of the lifting / pivoting plate, which in turn makes it possible, for example, to carry out faster set-up changes of the machine tool.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass an wenigstens einem der wenigstens zwei Maschinentische wenigstens ein Werkstück bereitstellbar ist.In a further preferred exemplary embodiment, it is conceivable that at least one workpiece can be provided on at least one of the at least two machine tables.
Hierdurch wird es vorteilhafterweise ermöglicht, der Werkzeugmaschine umstandslos das wenigstens eine Werkstück durch entsprechendes Positionieren des Hub-Schwenkladers bereitzustellen, während es gleichzeitig möglich ist, auf einem weiteren Maschinentisch ein oder mehrere, idealerweise zur Bearbeitung des aktuell bearbeiteten Werkstückes notwendige Werkzeuge vorzuhalten. Hierbei kann ein gegebenenfalls erforderlicher Rüstwechsel eines Bearbeitungswerkzeugs ebenfalls vorteilhaft schnell mittels einer entsprechenden Positionierung des Hub-Schwenkladers erfolgen.This advantageously makes it possible for the machine tool to provide the at least one workpiece by appropriate positioning of the lifting pivoting cam, while at the same time it is possible to provide one or more tools, ideally for machining the currently machined workpiece, on another machine table. In this case, an optionally required set-up change of a machining tool can also advantageously be carried out quickly by means of a corresponding positioning of the lifting pivoting peg.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist es denkbar, dass wenigstens eine Lagervorrichtung zum Lagern von Werkzeugen und Werkstücken und wenigstens eine Übergabevorrichtung zum Übergeben von Werkzeugen und Werkstücken zwischen der Lagervorrichtung und der Vorrichtung für Werkzeug- und Werkstückwechsel vorgesehen sind.In a further preferred embodiment, it is conceivable that at least one bearing device for storing tools and workpieces and at least one transfer device for transferring tools and workpieces between the bearing device and the device for tool and workpiece change are provided.
Die vorliegende Erfindung kann somit vorteilhafterweise dahingehend ausgebaut beziehungsweise ergänzt werden, dass nicht nur eine einzige gemeinsame Vorrichtung für Werkzeug- und Werkstückwechsel sondern auch eine gemeinsame Lagervorrichtung für Werkzeuge und Werkstücke bereitgestellt ist. Hierbei spielen ähnliche Vorteile wie bei der Vorrichtung für Werkzeug- und Werkstückwechsel selbst eine Rolle. Es wird nämlich ermöglicht, mittels einer Lagervorrichtung Lagerungsmöglichkeiten für sowohl Werkzeuge als auch Werkstücke bereitzustellen. Diese Kombination unterschiedlicher Funktionen in einer Lagervorrichtung ermöglicht es, auf unterschiedliche Lagervorrichtungen zu verzichten und so eine kostengünstigere Lagermöglichkeit für Werkstücke und Werkzeuge bereitzustellen. Die Übergabevorrichtung kann dabei zum Beispiel als Regalbediengerät mit Ladeträger ausgeführt sein und das Regalbediensoftwaresystem kann sowohl das Werkzeug- als auch das Werkstückmanagement übernehmen, hier auch für mehrere Werkzeugmaschinen.The present invention can thus advantageously be extended to this effect or supplemented that not only a single common device for tool and workpiece change but also a common storage device for tools and workpieces is provided. Here, similar advantages as in the device for tool and workpiece change itself play a role. It is namely possible to provide storage facilities for both tools and workpieces by means of a storage device. This combination of different functions in a storage device makes it possible to dispense with different storage devices and thus provide a more cost-effective storage option for workpieces and tools. The transfer device can be designed, for example, as a storage and retrieval unit with loading carrier and the shelf operating software system can take over both the tool and the workpiece management, here also for several machine tools.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass die wenigstens zwei Maschinentische so drehbar gelagert sind, dass sie in einer Übergabeposition bezüglich der Lagervorrichtung und in einer Bearbeitungs- oder Übergabeposition bezüglich der Werkzeugmaschine positionierbar sind.In a further preferred embodiment, it is conceivable that the at least two machine tables are rotatably mounted so that they can be positioned in a transfer position with respect to the storage device and in a processing or transfer position with respect to the machine tool.
Hierdurch wird ein vorteilhaftes Funktionieren der Maschinentische beziehungsweise der Vorrichtung für Werkzeug- und Werkstückwechsel dahingehend ermöglicht, dass ein Materialfluss zwischen Lagervorrichtung und dem Bereich der Werkzeugmaschine gegeben ist.In this way, an advantageous functioning of the machine table or the device for tool and workpiece change is made possible in that a material flow between the bearing device and the region of the machine tool is given.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Auswechseln von Werkzeugen und Werkstücken an einer Werkzeugmaschine, wobei
in einem Schritt ein Werkzeugspeicher mit wenigstens einem Werkzeug oder wenigstens ein Werkstück mittels einer Übergabevorrichtung zwischen einer Übergabeposition einer Vorrichtung für Werkzeug- und Werkstückwechsel und einer Lagervorrichtung für Werkstücke und/oder Werkzeugspeichern ausgewechselt wird;
in einem weiteren Schritt der Werkzeugspeicher oder das wenigstens eine Werkstück mittels der Vorrichtung für Werkzeug- und Werkstückwechsel zwischen einer Bearbeitungsposition der Vorrichtung für Werkzeug- und Werkstückwechsel und der Übergabeposition der Vorrichtung für Werkzeug- und Werkstückwechsel verfahren wird; und
in einem weiteren Schritt ein Werkzeug mittels der Werkzeugmaschine zwischen dem Werkzeugspeicher und der Werkzeugmaschine ausgewechselt wird oder das wenigstens ein Werkstück von der Werkzeugmaschine bearbeitet wird.Furthermore, the invention relates to a method for replacing tools and workpieces on a machine tool, wherein
in a step, a tool storage with at least one tool or at least one workpiece is replaced by means of a transfer device between a transfer position of a device for tool and workpiece change and a storage device for workpieces and / or tool storage;
in a further step, the tool storage or the at least one workpiece is moved by means of the device for tool and workpiece change between a machining position of the device for tool and workpiece change and the transfer position of the device for tool and workpiece change; and
In a further step, a tool is replaced by means of the machine tool between the tool storage and the machine tool or the at least one workpiece is processed by the machine tool.
Vorteilhafterweise ermöglicht das geschilderte Verfahren das Auswechseln von Werkstücken und Werkzeugen zwischen Lagervorrichtungen und Werkzeugmaschinen ohne hierfür auf unterschiedliche Verfahrensschritte zurückgreifen zu müssen.Advantageously, the described method allows the replacement of workpieces and tools between storage devices and machine tools without having to resort to different process steps.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist dabei ein Verfahren denkbar, bei dem die Lagervorrichtung für die gleichzeitige Lagerung von sowohl Werkstücken als auch Werkzeugspeichern genutzt wird.In a further preferred embodiment, a method is conceivable in which the bearing device is used for the simultaneous storage of both workpieces and tool stores.
Wiederum kann auf diese Art ein vorteilhaft einfaches Verfahren bereitgestellt werden, das die gleichen Schritte sowohl zur Lagerung von Werkstücken als auch zur Lagerung von Werkzeugen durchführt.Again, in this way, an advantageously simple method can be provided, which performs the same steps both for the storage of workpieces and for the storage of tools.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist denkbar, dass die Lagervorrichtung als Palettenlager und/oder als rotierendes Lagersystem ausgebildet ist.In a further preferred embodiment of the method, it is conceivable that the bearing device is designed as a pallet warehouse and / or as a rotating storage system.
Eine derartig ausgebildete Lagervorrichtung kombiniert bekannte und bewährte Lagersysteme zum bisher so nicht durchgeführten Lagern unterschiedlicher, der Werkzeugmaschine zuführbarer Gegenstände.Such a trained storage device combines well-known and proven storage systems for previously so not carried out storing different, the machine tool feedable objects.
In einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist denkbar, dass Werkstücke und Werkzeuge zwischen wenigstens einer weiteren Werkzeugmaschine und derselben Lagervorrichtung ausgewechselt werden.In a further preferred embodiment, it is conceivable that workpieces and tools are exchanged between at least one further machine tool and the same storage device.
Eine solche Verknüpfung mehrerer Werkzeugmaschinen bedeutet die Möglichkeit einer vorteilhaft flexiblen Gestaltung von Werkzeugmaschinensystemen, wobei jede realistische Anzahl von Werkzeugmaschinen mit Werkstücken und Werkzeugen kosteneffizient mittels eines Verfahrens zum Auswechseln der genannten Gegenstände versorgt werden kann.Such a combination of several machine tools means the possibility of advantageously flexible design of machine tool systems, wherein each realistic number of machine tools can be supplied with workpieces and tools cost-effectively by means of a method for exchanging said objects.
Die vorliegende Erfindung wird nun anhand eines Ausführungsbeispiels und anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigen:The present invention will now be explained in more detail using an exemplary embodiment and with reference to the figures. Showing:
Der Werkzeugspeicher
Am zweiten Maschinentisch
Weiterhin zeigt
Dies kann vor allem im Hinblick auf Fertigungsstraßen von großem Vorteil sein, da hier gegebenenfalls mehrere Werkzeugmaschinen, auch unterschiedlichen Typs, sowohl mit Werkstücken als auch mit Werkzeugen
Im gezeigten Ausführungsbeispiel kann eine Führungsschiene
Zur Beladung des Hub-Schwenkladers
Bei der Beladung eines Werkzeugspeichers
Als nächstes kann der Ladeträger des Regalbediengeräts auf eine Übergabeposition verfahren werden, wonach der Ladeträger den Maschinentisch
Als nächstes kann sich der Hub-Schwenklader
Als nächstes fährt die Werkzeugmaschine in eine Übergabeposition und entnimmt oder entlädt ein Werkzeug
Dieser Vorgang kann mehrfach wiederholt werden bis der Bearbeitungsprozess des Werkstücks abgeschlossen ist. Nach Abschluss eines bestimmten Bearbeitungsprozesses kann entweder nur das Werkstück ausgetauscht werden um durch einen Rohling ersetzt zu werden oder aber es können bei einem Werkstückwechsel (zum Beispiel mit neuer Geometrie) alle Rüstplätze neu bestückt werden. Dementsprechend fährt der Hub-Schwenklader
Die Beladung kann aus einem PHS heraus erfolgen, es kann aber auch mit einer Direktbeladungseinheit direkt auf den Werkzeugmaschinentisch beladen werden, zum Beispiel nur von einem Rüstplatz aus oder von einem Transportband aus. Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz eines Hub-Schwenkladers
Es ist dabei genauso denkbar, einen Hub-Schwenklader
Alternativ ist auch denkbar eine Mehrzahl an Werkzeugspeichern
Soll beispielsweise ein neues Werkstück mit neuer Geometrie hergestellt werden, so kann zum Beispiel durch den Ladeträger eines Regalbediengeräts eines PHS jeder Rüstplatz des Hub-Schwenkladers
Es ist aber auch denkbar, dass zwei Werkstücke gleichzeitig auf dem Hub-Schwenklader
Der Werkzeugspeicher
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