DE102014114258A1 - Roboterzelle zum hauptzeitparallelen Be- und Entladen von Einzelplatz-Zerspannungsmaschinen - Google Patents

Roboterzelle zum hauptzeitparallelen Be- und Entladen von Einzelplatz-Zerspannungsmaschinen Download PDF

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Abstract

Roboterzelle (1) mit einem Roboterzellenraum (15) zum Be- und Entladen von Einzelplatz-Zerspanungsmaschinen (2) und mit einem Maschinenraum (14), wobei in dem Roboterzellenraum (15) wenigstens ein Roboter (7) angeordnet ist und wobei in dem Maschinenraum (14) wenigstens zwei Spannstellen (5, 6) und wenigstens eine Bearbeitungsspindel (13) einer Einzelplatz-Zerspanungsmaschine (2) angeordnet sind, so dass mit dem Roboter (7) die Spannstellen (5, 6) zur Werkstückaufnahme in dem Maschinenraum (14) erreichbar sind, wobei der Roboterzellenraum (15) an den Maschinenraum (14) ankoppelbar ist, so dass im angekoppelten Zustand von dem Roboterzellenraum (15) und dem Maschinenraum (14) ein Bearbeitungsraum ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Roboterzelle zum Be- und Entladen von Einzelplatz-Zerspanungsmaschinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. und eine Vorrichtung zum Zerspanen gemäß dem Patentanspruch 19.
  • Derartige Anordnungen sind in vielfältiger Form prinzipiell bekannt und werden vor allem in Verbindung mit CNC-gesteuerten Maschinen eingesetzt.
  • Hier und im Folgenden wird mit dem Begriff Roboterzelle eine eigene Einheit bezeichnet. Im Gegensatz hierzu werden bei starren Systemen Einzelroboter fest mit einer Werkzeugmaschine verbunden oder auf dem Boden verankert. Diese starren Systeme erweisen sich oft als unflexibel und bedürfen zusätzlicher Sicherheitseinrichtungen.
  • Als Hauptzeit wird hier und im Folgenden die Bearbeitungszeit von Werkstücken bezeichnet. Bei hauptzeitparallelem Be- und Entladen (auch hauptzeitneutral genannt) nehmen diese Be- und Entladevorgänge keinen Einfluss auf die Bearbeitungszeit der Werkstücke. Hier und im Folgenden bezeichnet der Begriff Be- und Entladeraum einen separat vorhandenen, abgetrennten Raum zur Be- und Entladung von Werkstücken in die Spannstellen.
  • Der Begriff Einzelplatzmaschine bezeichnet hier und im Folgenden eine Werkzeugmaschine, bei der die Bearbeitungsspindeln einer Werkstück tragenden Aufnahme (z.B. Maschinentisch) fest zugeordnet sind. Die Werkstück tragende Aufnahme (z.B. Maschinentisch oder Zusatzachse) wird also nicht von einer Bearbeitungsstelle zur nächsten oder von Bearbeitungsstelle zum Be- und Entladeraum transferiert.
  • Die Bearbeitungsspindel wird vorzugsweise zur spanenden Bearbeitung (auch spanabhebenden Bearbeitung genannt) verwendet. Hierbei sind die gängigen spanenden Bearbeitungsverfahren Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden, Schleifen, Polieren, Läppen, Honen als Hauptanwendungsfälle zu nennen.
  • Für eine hauptzeitparallele Be- und Entladung von Zerspanungsmaschinen sind im Stand der Technik zwei verschiedene Konzepte bekannt. Erstens die Bearbeitung auf Wechselplatzmaschinen, bei denen der Bearbeitungsraum vom Be- und Entladeraum (auch Bestückungsraum genannt) in der Maschine durch eine Wand voneinander getrennt ist. Zweitens sind Transfermaschinen zu nennen, bei denen mehrere Bearbeitungsstationen beispielsweise nach einem Rundtaktprinzip angeordnet sind. Auch hier sind Be- und Entladeräume voneinander getrennt.
  • Das Einwechseln des Werkstücks vom Bestückungsplatz zum Bearbeitungsplatz dauert bei solchen Konzepten je nach Maschinenausführung einige Sekunden, welche nicht hauptzeitparallel ablaufen, also als Nebenzeit die Gesamtzeit verlängern und das Werkstück letztendlich verteuern.
  • Beiden Konzepten gemein ist, dass die eigentliche Spannzeit von Werkstücken jedoch nicht zur eigentlichen Hauptzeit hinzugerechnet werden muss, da das Spannen von Werkstücken im Bestückungsraum erfolgt, während im Bearbeitungsraum zerspant wird. Das Spannen der Werkstücke läuft also hauptzeitparallel, sofern die Spannzeit kürzer ist, als die Bearbeitungszeit. Lediglich das Einwechseln der Spannstelle vom Bestückungsraum zum Bearbeitungsraum läuft nicht hauptzeitparallel. Nachteile dieser beiden Maschinenkonzepte sind: sehr teure Maschineninvestition sowie Zusatzzeit durch Einwechseln des Werkstücks vom Bestückungsplatz zum Bearbeitungsplatz bei jedem Bearbeitungszyklus, sowie entsprechende Drehdurchführungen für Medien der Spannmittel z.B. Öl für Hydraulikspannung an den Spannstellen. Insbesondere weisen Wechselplatzmaschinen einen Drehtisch auf, was einen Nachteil hinsichtlich des technischen Aufwandes darstellt. Ferner beanspruchen Wechselplatzmaschinen aufgrund eines Drehtisches viel Platz, woraus sich ein Platzproblem ergeben kann. Außerdem benötigen derartige Maschinen aufgrund auftretender Drehbewegungen relativ viel Energie. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, dass bekannte Roboterzellen so aufgebaut sind, dass der Roboter bei solchen Maschinen während der Bearbeitungszeit nicht in den Maschinenraum eingreifen kann. Oft erweist sich dann die Verwendung mehrerer Spannstellen als wenig sinnvoll, da das Be- und Entladen dieser weiteren Spannstellen nicht hauptzeitparallel verläuft und zu lange dauert. Meist ist der Maschinenraum komplett geschlossen, um den Roboterzellenraum vom Bearbeitungsraum zu trennen. Der Zugang zwischen Roboterzellenraum und Bearbeitungsraum öffnet erst nach Bearbeitungsende. Erst dann kann das Be- und Entladen der Spannstellen erfolgen.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Roboterzelle zum hauptzeitparallelen Be- und Entladen von Einzelplatz-Zerspanungsmaschinen und eine Vorrichutng zum Zerspanen ohne Wechselplatzausführung und ohne Transferausführung, bei denen jeweils, abgesehen von einer relativ sehr kurzen Fahrzeit eines Maschinentisches von einer Spannposition zur nächsten, keine Zusatzzeit durch Einwechseln des Werkstücks vom Bestückungsplatz zum Bearbeitungsplatz bei jedem Bearbeitungszyklus entsteht, bereitzustellen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Roboterzelle zum hauptzeitparallelen Be- und Entladen von Einzelplatz-Zerspanungsmaschinen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zum Zerspanen mit den Merkmalen des Patentanspruchs 19.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Die erfindungsgemäße Roboterzelle mit einem Roboterzellenraum zum Be- und Entladen von Einzelplatz-Zerspanungsmaschinen mit einem Maschinenraum, wobei in dem Roboterzellenraum wenigstens ein Roboter angeordnet ist und wobei in dem Maschinenraum wenigstens zwei Spannstellen und wenigstens eine Bearbeitungsspindel einer Einzelplatz-Zerspanungsmaschine angeordnet sind, so dass mit dem Roboter die Spannstellen zur Werkstückaufnahme in dem Maschinenraum erreichbar sind, zeichnet sich dadurch aus, dass der Roboterzellenraum an den Maschinenraum ankoppelbar ist, so dass im angekoppelten Zustand von dem Roboterzellenraum und dem Maschinenraum ein Bearbeitungsraum ausgebildet ist. Durch Verwendung mehrerer Spannstellen können auch verschiedene Werkstücke parallel bearbeitet werden, in dem die verschiedenen Spannstellen einfach mit unterschiedlichen Werkstück-Spannmitteln ausgestattet werden. Hiermit lässt die Erfindung zu, dass bei einem kompletten Bearbeitungsdurchgang mehrere unterschiedliche Werkstücke bearbeitet werden. Mit der Funktionalität der Ankoppelbarkeit kann die Einzelplatz-Zerspanungsmaschine manuell bestückt werden. Bei abgekoppeltem Roboterzellenraum ist die Einrichtung des Maschinenraums mit Werkstücken relativ einfach. Manueller Betrieb bedeutet ein Betrieb mittels menschlichem Eingriff. Durch Ankoppeln der Roboterzelle kann die Einzelplatz-Zerspanungsmaschine im sogenannten Automatikbetrieb automatisch bestückt werden. Vorteilhaft erweist sich eine Roboterzelle bei dauerhaftem Automatikbetrieb, wenn Reparaturen oder Wartungsarbeiten im Maschinenbereich durchgeführt werden müssen. Dann kann die Roboterzelle einfach abgekoppelt werden. Ein „starres System“ erweist sich hier oft als schwer oder nicht zugänglich. Durch die Roboterzelle wird ein gefahrbringender Zutritt oder Zugang abgesichert.
  • Vorzugsweise ist die Roboterzelle an die Einzelplatz-Zerspanungsmaschinen lösbar ankoppelbar. Bei Reparaturen oder Wartungsarbeiten im Maschinenbereich kann die Roboterzelle einfach abgekoppelt werden. Ein „starres System“ erweist sich hier oft als schwer oder nicht zugänglich.
  • Vorteilhafterweise weist eine Koppelstelle der Roboterzelle zwischen Roboterzellenraum und Maschinenraum an der Einzelplatz-Zerspanungsmaschine eine Koppelstellenabdichtung auf. Die Koppelstellenabdichtung bildet eine Verbindung von Roboterzelle mit der Maschine. Somit wird der Maschinenraum mit dem Roboterzellenraum kombiniert. Es existiert kein eigener Be- und Entladeraum, wie dies bei Wechselplatz- oder Transfermaschinen der Fall ist, sondern nur Be- und Entladepositionen. Unter Be- und Entladeposition wird hier und im Folgenden die Position der Be- und Entladung unabhängig vom Raum verstanden. Ist die Koppelstelle zur Maschine mit einer Koppelstellenabdichtung ausgeführt, kann vorteilhafterweise ein Austreten von Zerspanungshilfsstoffen und anderen Medien und Spänen vermieden werden.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Einzelplatz-Zerspanungsmaschine von dem Roboter hauptzeitparallel, vorzugsweise automatisiert, be- und entladbar. Bei hauptzeitparallelem Betrieb können in der Werkzeugmaschine Werkstücke bearbeitet und gleichzeitig neue Werkstücke zugeführt werden. Diese Zuführung kann direkt oder mittels Werkstückträger erfolgen.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Roboterzelle geeignet ausgebildet, so dass mit dem Roboter die Spannstellen zur Werkstückaufnahme in dem Maschinenraum bei stillstehender und/oder laufender Bearbeitungsspindel erreichbar sind. Bei laufender Bearbeitungsspindel fallen Spindelstopps weg, welche bei Wechselplatzmaschinen beim entsprechenden Platzwechsel nötig sind.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Roboterzelle Ansteuerungsmittel auf. Mit Ansteuerungsmittel können die Spannstellen angesteuert werden und ein Spannen von zugeführten Werkstücken durch die Roboterzelle ausgelöst werden. Im Automatikbetrieb können somit die Spannstellen automatisch im Dauerzyklus gespannt werden.
  • Vorzugsweise sind die Ansteuerungsmittel geeignet ausgebilet, dass die Spannstellen unabhängig voneinander ansteuerbar sind. Vorteil dieser Ausgestaltung ist, dass während an einer der Spannstellen bearbeitet wird, an einer anderen Spannstelle be- und entladen werden kann.
  • Vorteilhafterweise ist in dem Bearbeitungsraum eine Spannstellenabschirmung angeordnet, wobei die Spannstellenabschirmung fest an einem Maschinentisch, an dem Roboter oder an der Bearbeitungsspindel angeordnet ist. Die Spannstellenabschirmung schützt vor Hilfsstoffen der Zerspanung (Medien wie Öl oder Emulsion) sowie Spänen aus dem Zerspanungsprozess. Außerdem wird durch die Spannstellenabschirmung weniger Reinigung der Spannstellen erforderlich.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist der Roboter mehrarmig ausgeführt. Bei einem mehrarmigen Roboter kann jeweils ein Arm unabhängig von einem anderen Arme eine Aufgabe ausführen, womit ein Vorteil im Hinblick auf eine resultierende verkürzte Bearbeitungszeit entsteht.
  • Vorteilhafterweise ist die Spannstellenabschirmung von wenigstens einem Roboterarm in einer Abschirmungsposition haltbar und das Be- und Entladen der Spannstellen erfolgt von wengistens einem weiteren Roboterarm.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung ist in dem Bearbeitungsraum eine Roboterabschirmung angeordnet. Die Roboterabschirmung schützt den Roboter vor Zerspanungshilfsstoffen und Spänen sowie vor sonstiger Verschmutzung.
  • Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Maschinentisch wenigstens entlang einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung bewegbar, wobei vorzugsweise die erste Richtung und die zweite Richtung im Wesentlichen senkrecht aufeinander stehen. Ein derartig bewegbarer Maschinentisch begünstigt das Be- und Entladen der Einzelplatz-Zerspanungsmaschine, verglichen mit Maschinen, bei denen der Maschinentisch auch Z-Achsbewegungen ausführt. Bei Tischbewegungen in einer Ebene senkrecht zur Bearbeitungsspindel (XY-Ebene), kann die Steuerung einen Eingriff beispielsweise während Bohrzyklen zulassen, da dann nur Z-Achsbewegungen ausgeführt werden. Dauert die Maschinenbe- und entladung länger, als dieser Programmteil, so stoppt die Bearbeitung kurzzeitig.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung weist die Einzelplatz-Zerspanungsmaschine eine Zusatz-Achse auf. Zusatz-Achsen können auf dem Maschinentisch oder am Maschinengestell befestigt werden. Bei bauartbedingt möglichem Aufbau der Maschine kann der Maschinentisch auch entfallen und die Zusatz-Achse die Funktion des Maschinentisches einnehmen. Die Zusatzachsen werden dann oftmals direkt am Maschinengestell angebracht. Mittels dieser Zusatz-Achse entsteht eine weitere Bearbeitungsachse, welche nicht mit der Bearbeitungsspindel ausgeführt wird, sondern mit einer Aufspannachse.
  • Vorzugsweise sind die Spannstellen um die Zusatz-Achse rotierbar angeordnet. Solche Zusatz-Achsen werden verwendet, um die Werkstücke von mehreren Seiten bearbeiten zu können. Rotierbar angeordnete Spannstellen ermöglichen einen Späneabfall mittels Schwerkraft, was den Schutz der zu be- und entladenden Spannstellen vor Verschmutzung erleichtert.
  • In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Spannstellen auf Wiegenplatten angeordnet. Durch Bestückung der Wiegenplatte mit Spannstellen von wenigstens einer Seite, vorteilhafter jedoch von wenigstens zwei Seiten, kann erreicht werden, dass ein Be- und Entladen auf der Bearbeitungsspindel gegenüberliegenden Seite oder in einem anderen geeigneten Winkel zur Spindel ermöglicht wird. Hierdurch kommt es zu einer Spannstellenabschirmung durch die Wiegenplatte und einem Späneabfall mittels Schwerkraft, was den Schutz der zu be- und entladenden Spannstellen vor Verschmutzung erleichtert.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind Bewegungen des Roboters, des Maschinentisches, und/oder eine Bewegung einer Zusatz-Achse wenigstens teilweise synchronisierbar, insbesondere synchron zueinander bewegbar sind. Hiermit kann vorliegende Erfindung auch dann eingesetzt werden, wenn der Maschinentisch nicht feststehend ist, d.h. Bearbeitungsachsen mit dem Maschinentisch bewegt werden (ein- oder mehrachsige Bearbeitung mit dem Maschinentisch). Das Be- und Entladen der Spannstellen wird hauptzeitparallel dadurch gewährleistet, dass eine Maschinensteuerung die entsprechenden Achsbewegungen an den Roboter weitergibt und dieser der Bewegung folgt. Zwischen Roboter und Maschinentisch entsteht somit keine Relativbewegung.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Roboterzelle Kommunikationsmittel zur Steuerung des Roboters auf, wobei durch die Kommunikationsmittel der Roboter in Abhängigkeit von der Steuerung der Spannstellen steuerbar ist und/oder durch die Kommunikationsmittel die Spannstellen in Abhängigkeit von der Steuerung des Roboters steuerbar sind.
  • Die Kommunikationsmittel vermitteln Achsbewegungen zwischen Spannstellen und Roboter.
  • Vorteilhafterweise ist eine Bewegung des Roboters einer Bewegung des Maschinentisches und/oder der Zusatz-Achse nachführbar. Dadurch kann der Roboter die Spannstellen auch bei nicht feststehendem Maschinentisch und/oder Zusatz-Achse be- und entladen.
  • Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass sie eine erfindungsgemäße Roboterzelle und eine Einzelplatz-Zerspanungsmaschine aufweist, wobei vorzugsweise Roboterzelle und Einzelplatz-Zerspanungsmaschine integral ausgeführt sind.
  • Vorteilhafterweise weist die Vorrichtung eine Bevorratungseinrichtung auf. Der Roboterzellenraum wird über bekannte Methoden wie Zuführsysteme, Förderbänder, Kassettensysteme, Palettensysteme vorbeladen. Diese Vorbeladung erfolgt über Bevorratungsstellen der Bevorratungseinrichtung. An den Bevorratungsstellen werden nach erfolgter Bearbeitung auch diese fertig bearbeiteten Bauteile bevorratet.
  • Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren ausführlich erläutet. Es zeigen:
  • 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer- Roboterzelle angekoppelt an ein Ausführungsbeispiel einer Einzelplatz-Zerspanungsmaschine,
  • 2 Draufsicht auf eine Roboterzelle nach 1 und
  • 3 perspektivische Ansicht einer Roboterzelle nach 1 mit einem Ausführungsbeispiel einer Zusatz-Achse und einem Ausführungsbeispiel einer horizontal liegender Bearbeitungsspindel.
  • In der Seitenansicht der 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer Roboterzelle 1 mit einer Einzelplatz-Zerspanungsmaschine 2 dargestellt.
  • Die Roboterzelle 1 weist einen Roboterzellenraum 15 auf, in dem ein Roboter angeordnet ist. Der Betrieb des Roboters 7 kann mit entsprechenden hydraulischen oder pneumatischen Antriebselementen ausgeführt werden. Somit können Elektronikprobleme vermieden werden. Der Roboter 7 ist mit einer Roboterabschirmung 4 versehen. Diese kann als Überzugsfolie wie bei Gießereirobotern eingesetzt, ausgestaltet sein.
  • In einem Maschinenraum 14 sind wenigstens zwei Spannstellen 5 und 6 und wenigstens eine Bearbeitungsspindel 13 einer Einzelplatz-Zerspanungsmaschine 2 angeordnet. Die Einzelplatz-Zerspanungsmaschine 2 weist die Bearbeitungsspindel 13 und ein Bearbeitungswerkzeug 12, beispielsweise einen Bohrer, auf. Die Spannstellen 5, 6 sind auf einem Maschinentisch 3 angeordnet. Die Spannstellen 5, 6 sind von einem Roboterarm erreichbar. An den Spannstellen 5, 6 werden Werkstücke 16, 17 eingespannt, damit sie mit dem Bearbeitungswerkzeug 12 bearbeitet werden können, siehe 2. Während an einer der Spannstellen 5 bearbeitet wird, kann an einer anderen Spannstelle 6 be- und entladen werden. Diese Spannstellen 5, 6 sind dann Be- und Entladepositionen. In der 2 ist eine fest auf dem Tisch installierte Spannstellenabschirmung 9 gezeigt.
  • Die Werkzeugaufnahme ist in die Bearbeitungsspindel 13 eingesetzt, welche das Werkzeug je nach Bedarf antreibt oder gegen Drehmoment oder andere auftretende Kräfte abstützt, vergleiche 3.
  • Vorteil der Roboterzelle 1 ist die An- und Abkoppelbarkeit. Typischerweise sind Roboterzellen so ausgeführt, dass diese als geschlossene Systeme ausgebildet sind, eine Öffnung zur Beladeseite der Werkzeugmaschine hin aufweisen und der Arbeitsbereich des Roboters aus der eigentlichen Zelle heraus in den Maschinenbereich hinein reicht. Wie 1 zeigt, bilden Roboterzelle 1 und Maschinenraum 14 über eine Koppelstellenabdichtung 10 einer Koppelstelle einen gemeinsamen Bearbeitungsraum aus. Durch diese Ankoppelung ergibt sich eine Kombination, also keine Trennung, von Maschinenraum 14 und Roboterzellenraum 15.
  • Roboterzellen können Bestückungs- oder Bevorratungsplätze für Werkstücke 16, 17 oder Werkstückträger beinhalten. 2 zeigt Bevorratungsstellen 11, die seitlich an dem Roboter 7 angeordnet sind. Die Bevorratungsstellen 11 sind mittels Bevorratungsstellenabschirmungen 8 vor Verschmutzung durch eintretende Medien geschützt.
  • Einzelplatz-Zerspanungsmaschinen 2 werden vorzugsweise dann eingesetzt, wenn diese mit feststehendem Arbeitstisch ausgestattet sind. Die Bearbeitungsspindel 13 wird dann mit anderen Elementen in den verschiedenen Achsen X, Y, Z bewegt. Durch den feststehenden Tisch kann auch bei Werkstückbearbeitung in mehreren Achsen, ein zeitgleiches Be- oder Entladen von weiteren Spannstellen gewährleistet werden.
  • Die Roboterzelle 1 kann auch dann eingesetzt werden, wenn der Maschinentisch 3 nicht feststehend ist, d.h. Bearbeitungsachsen X, Y mit dem Maschinentisch 3 bewegt werden (ein- oder mehrachsige Bearbeitung mit dem Maschinentisch). Das Be- und Entladen der Spannstellen 5, 6 wird hauptzeitparallel dadurch gewährleistet, dass eine Maschinensteuerung bei entsprechenden Programmteilen ohne störende Bewegungen das Be- und Entladen freigibt.
  • 3 zeigt eine Zusatz-Achse 18. Auf diese Zusatz-Achse 18 werden die Werkstücke 16, 7 in den Spannstellen 5, 6 auf einer Wiegenplatte 19 gespannt. Es können auf dieser Zusatz-Achse 18 sehr viele Spannstellen 5, 6 angebracht werden. Durch Bestückung dieser Zusatz-Achse 18 bzw. der Wiegenplatte 19 mit Spannstellen 5, 6 von wenigstens einer Seite, vorteilhafter jedoch von wenigstens zwei Seiten, kann erreicht werden, dass wie in 3 dargestellt, ein Be- und Entladen auf der der Bearbeitungsspindel 13 gegenüberliegenden Seite oder in einem anderen geeigneten Winkel zur Spindel ermöglicht wird. Hierdurch kommt es zu einer Spannstellenabschirmung durch die Wiegenplatte 19 und einem Späneabfall mittels Schwerkraft, was den Schutz der Spannstellen 5, 6 vor Verschmutzung erleichtert.
  • Mit der Zusatz-Achse 18 kann die Roboterzelle 1 auch dann eingesetzt werden, wenn der Maschinentisch 3 nicht feststehend ist, d.h. Bearbeitungsachsen mit dem Maschinentisch 3 bewegt werden (ein- oder mehrachsige Bearbeitung mit dem Maschinentisch). Das Be- und Entladen der Spannstellen 5, 6 wird hauptzeitparallel dadurch gewährleistet, dass die Maschinensteuerung die entsprechenden Achsbewegungen von Maschinentisch 3 und Zusatz-Achse 18 an den Roboter 7 weitergibt und dieser der Bewegung teilweise folgt. Die Robotersteuerung nutzt aus den abgeglichenen Positionen lediglich den Einlege- bzw. Entnahmepunkt und fährt diesen an.
  • Um den ggf. komplexen Bewegungen, die Maschinentisch 3 und Zusatz-Achse 18 bedingt durch das Bearbeitungsprogramm ausführen, nicht folgen zu müssen, können eine oder mehrere Achsen des Roboters 7 in einen Elastizitätsmodus (oder Nachgiebigkeitsmodus) geschaltet werden. Dieser Modus verleiht einer oder mehreren Achsen eine Federungsfunktion. Mit dieser Funktionalität wird der Roboter mit dem gegriffenen Bauteil den Bewegungen von Maschinentisch 3 und Zusatz-Achse 18 nachgezogen bzw. nachgeschoben. Es müssen keine komplexen Bewegungen programmiert werden und es ist keine Synchronisationsfunktion der Robterbewegungen zu denen des Maschinentisches 3 und der Zusatz-Achse 18 nötig.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Roboterzelle
    2
    Einzelplatz-Zerspanungsmaschine
    3
    Maschinentisch
    4
    Roboterabschirmung
    5
    Spannstelle
    6
    Spannstelle
    7
    Roboter
    8
    Bevorratungsabschirmung
    9
    Spannstellenabschirmung
    10
    Koppelstellenabdichtung
    11
    Bevorratungsstelle
    12
    Bearbeitungswerkzeug
    13
    Bearbeitungsspindel
    14
    Maschinenraum
    15
    Roboterzellenraum
    16
    Werkstück
    17
    Werkstück
    18
    Zusatz-Achse
    19
    Wiegenplatte

Claims (20)

  1. Roboterzelle (1) mit einem Roboterzellenraum (15) zum Beund Entladen von Einzelplatz-Zerspanungsmaschinen (2) und mit einem Maschinenraum (14), wobei in dem Roboterzellenraum (15) wenigstens ein Roboter (7) angeordnet ist und wobei in dem Maschinenraum (14) wenigstens zwei Spannstellen (5, 6) und wenigstens eine Bearbeitungsspindel (13) einer Einzelplatz-Zerspanungsmaschine (2) angeordnet sind, so dass mit dem Roboter (7) die Spannstellen (5, 6) zur Werkstückaufnahme in dem Maschinenraum (14) erreichbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboterzellenraum (15) an den Maschinenraum (14) ankoppelbar ist, so dass im angekoppelten Zustand von dem Roboterzellenraum (15) und dem Maschinenraum (14) ein Bearbeitungsraum ausgebildet ist.
  2. Roboterzelle (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Roboterzelle (1) an die Einzelplatz-Zerspanungsmaschinen (2) lösbar ankoppelbar ist.
  3. Roboterzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Koppelstelle zwischen Roboterzellenraum (15) und Maschinenraum (14) an der Einzelplatz-Zerspanungsmaschine (2) eine Koppelstellenabdichtung (10) aufweist.
  4. Roboterzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelplatz-Zerspanungsmaschine (2) von dem Roboter (7) hauptzeitparallel, vorzugsweise automatisiert, be- und entladbar ist.
  5. Roboterzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Roboter (7) die Spannstellen (5, 6) zur Werkstückaufnahme in dem Maschinenraum (14) bei stillstehender und/oder laufender Bearbeitungsspindel (13) erreichbar sind.
  6. Roboterzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Roboterzelle (1) Mittel zur Ansteuerung der Spannstellen (5, 6) aufweist.
  7. Roboterzelle (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel geeignet ausgebildet sind, so dass die Spannstellen (5, 6) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
  8. Roboterzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bearbeitungsraum eine Spannstellenabschirmung (9) angeordnet ist, wobei die Spannstellenabschirmung (9) fest an einem Maschinentisch (3), an dem Roboter (7) oder an der Bearbeitungsspindel (13) angeordnet ist.
  9. Roboterzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (7) mehrarmig ausgeführt ist.
  10. Roboterzelle (1) nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannstellenabschirmung (9) von wenigstens einem Roboterarm in einer Abschirmungsposition haltbar ist und wobei das Be- und Entladen der Spannstellen (5, 6) von wengistens einem weiteren Roboterarm erfolgt.
  11. Roboterzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bearbeitungsraum eine Roboterabschirmung (4) angeordnet ist.
  12. Roboterzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinentisch (3) wenigstens entlang einer ersten Richtung und einer zweiten Richtung bewegbar ist, wobei vorzugsweise die erste Richtung und die zweite Richtung im Wesentlichen senkrecht aufeinander stehen.
  13. Roboterzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelplatz-Zerspanungsmaschine (2) eine Zusatz-Achse (18) aufweist.
  14. Roboterzelle (1) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannstellen (5, 6) um die Zusatz-Achse (18) rotierbar angeordnet sind.
  15. Roboterzelle (1) nach Anspruch 13 und/oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannstellen (5, 6) auf Wiegenplatten (19) angeordnet sind.
  16. Roboterzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Bewegungen des Roboters (7), des Maschinentisches (3), und/oder eine Bewegung einer Zusatz-Achse (18) wenigstens teilweise synchronisierbar, insbesondere synchron zueinander bewegbar sind.
  17. Roboterzelle (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Roboterzelle (1) Kommunikationsmittel zur Steuerung des Roboters (7) aufweist, wobei durch die Kommunikationsmittel der Roboter (7) in Abhängigkeit von der Steuerung der Spannstellen (5, 6) steuerbar ist und/oder durch die Kommunikationsmittel die Spannstellen (5, 6) in Abhängigkeit von der Steuerung des Roboters steuerbar sind.
  18. Roboterzelle (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bewegung des Roboters (7) einer Bewegung des Maschinentisches (3) und/oder der Zusatz-Achse (18) nachführbar ist.
  19. Vorrichtung zum Zerspanen, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Roboterzelle (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19 und eine Einzelplatz-Zerspanungsmaschine (2) aufweist, wobei vorzugsweise Roboterzelle (1) und Einzelplatz-Zerspanungsmaschine (2) integral ausgeführt sind.
  20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Bevorratungseinrichtung (11) aufweist.
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