DE102016000614A1

DE102016000614A1 - Transfermaschine mit Roboter zum Werkstücktransfer

Info

Publication number: DE102016000614A1
Application number: DE102016000614.5A
Authority: DE
Inventors: Stefan Andreas Kruck
Original assignee: SK-TECHNOLOGIES UG (HAFTUNGSBESCHRANKT)
Current assignee: SK-TECHNOLOGIES UG (HAFTUNGSBESCHRANKT)
Priority date: 2015-04-14
Filing date: 2016-01-23
Publication date: 2016-10-20

Abstract

Transfermaschine bestehend aus wenigstens zwei möglichst standardisierten Bearbeitungsmaschinen (1) und wenigstens einem Roboter (2) zum Werkstücktransfer, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Roboter (2) innerhalb des Bearbeitungsraumes (3) angeordnet ist, wobei der Einzelbeitungsraum aller integrierter Bearbeitungsmaschinen (1) zu einem großen Bearbeitungsraum (3) kombiniert ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Transfermaschine bestehend aus mehreren Werkzeugmaschinen zur Bearbeitung von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zur Bearbeitung von Werkstücken sind verschiedene Maschinenkonzepte entwickelt worden, die eine spanende Bearbeitung des Werkstücks aus mehreren verschiedenen Raumrichtungen heraus gestatten. Bekannt sind auch Maschinen zur Vier- und Fünfseitenbearbeitung.
Zur Bearbeitung von großen Stückzahlen wurden Transfermaschinen entwickelt. Eine Ausführung der Transfermaschinen sind Rundtaktmaschinen. Hierbei werden die Bearbeitungsspindeln um eine Drehachse angeordnet. Eine oder mehrere Bearbeitungsspindeln bilden eine Bearbeitungsstation. Die Werkstücke bzw. Werkstückträger werden um diese Drehachse herum zu den verschiedenen Bearbeitungsstationen transferiert. Die Anzahl der Bearbeitungsstationen hängt von der Komplexität der Werkstücke, bzw. der Bearbeitung ab. Mit solchen Maschinen lässt sich eine hohe Produktivität erreichen, da mehrere Bearbeitungsspindeln gleichzeitig im Eingriff sind. Der gleichzeitige Eingriff kann sowohl an einer Bearbeitungsstation oder an mehreren Bearbeitungsstationen stattfinden. Die Bearbeitungsstation mit der längsten Taktzeit bestimmt die Taktzeit der Bearbeitung je Werkstück. Das Durchtakten von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation wird über einen Drehtisch gehandhabt, wobei dieser im Regelfall um eine Achse dreht und in den Positionen der Bearbeitungsstationen arretiert wird.
Bekannte Transfermaschinen stellen zumeist Sondermaschinen dar und werden bezogen auf die Werkstückgeometrie gebaut. Daher sind solche Maschinen zumeist recht teuer und unflexibel in Bezug auf andere, als die geplanten Werkstückgeometrien. Soll eine Spannvorrichtung gedreht werden, um eine Bearbeitung in bestimmtem Winkel durchzuführen, so muss hierfür eine separate Drehachse an der Spannvorrichtung verwendet werden oder es muss die Bearbeitungsspindel in geeignetem Winkel angeordnet werden oder drehbar sein. Sehr teuer ist bei der Variante der Drehachse in der Spannvorrichtung, dass jede der Bearbeitungsstationen dann mit der Drehachse ausgestattet werden muss, da jede der Bearbeitungsstationen im Laufe des Ablaufzyklus einmal die entsprechend gedrehte Bearbeitungsstation durchläuft.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, eine Transfermaschine bereitzustellen, die sehr kostengünstig ist. Weiterhin soll die Transfermaschine sehr flexibel in Bezug auf die Bearbeitungsgeometrie sein und sich leicht umrüsten lassen. Außerdem soll sich eine hohe Produktivität ergeben. Es soll mit einer möglichst einfachen Bearbeitungsmaschine, welche beispielsweise 3-achsig arbeitet, unter Winkeln bearbeitet werden können, ohne dass hierfür gesonderte Drehachsen verwendet werden.
Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch eine Transfermaschine mit Roboter zum Werkstücktransfer mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Bei erfindungsgemäßer Ausführung der Transfermaschine werden mehrere Standard-Bearbeitungsmaschinen derart angeordnet, dass diese von einem Roboter be- und entladen werden können. Die Bearbeitungsräume der einzelnen Standard-Bearbeitungsmaschinen werden zu einem großen Bearbeitungsraum kombiniert, in den auch der Roboter integriert ist.
Vorteilhaft wird der Roboter starr angeordnet, dies bedeutet ohne Verfahrachse. Die Anordnung der Maschinen ist dann so aufgebaut, dass der Roboter mittels etwa kreisförmiger Bewegung alle Bearbeitungsmaschinen erreichen und die Werkstücke bzw. Werkstückträger auf den Spannstellen abladen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird der Roboter auf einer Verfahrachse angeordnet. Mittels dieser Verfahrachse wird zusätzlicher Verfahrweg gewonnen, welcher mit der Roboterkinematik nicht erreicht werden könnten.
Vorteilhafterweise wird die Verfahrachse als Drehachse ausgeführt, um dem Roboter 360° Drehungen zu ermöglichen, die die Roboterkinematik nicht zulässt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung beschreibt Werkstückträger, auf denen die Werkstücke mittelbar oder unmittelbar angeordnet sind. Der Roboter transferiert die Werkstücke somit auf dem Werkstückträger von Bearbeitungsmaschine zu Bearbeitungsmaschine wo diese entweder aufgelegt, abgelegt (von der Transferaufnahme gelöst), zentriert oder gespannt werden.
Vorteilhafterweise wird das Werkstück oder der Werkstückträger auf der Bearbeitungsmaschine dann auf einer Winkelauflage abgelegt, wenn die Bearbeitung auf einer 3-Achs-Maschine nicht senkrecht zur Auflagefläche des Maschinentisches erfolgt. Die Winkelauflage stützt dann gegen die Bearbeitungskräfte ab. Auch auf der Winkelauflage kann entweder aufgelegt, abgelegt (von der Transferaufnahme gelöst), zentriert oder gespannt werden.
Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung lässt bestimmte Bearbeitungsbewegungen z. B. für komplexe Entgratarbeitsgänge, welche die Bearbeitungsmaschine nicht ausführen könnte, vom Roboter mit geeignet programmierter Bahn ausführen.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Roboter mehrarmig ausgeführt. Somit können mehrere Werkstücke oder Werkstückträger abhängig oder unabhängig voneinander transferiert werden.
Vorteilhafterweise weist die Transfermaschine Mittel zur Ansteuerung der Spannstellen auf, welche unabhängig voneinander gesteuert werden können. Es müssen somit nicht alle Werkstückträger an den Spannstellen gleichzeitig für den Transfer gelöst werden. Somit kann bei einer längeren Bearbeitungszeit an einer Spannstelle, auch mehrere Maschinen mit dieser längeren Bearbeitungszeit angeordnet werden, so dass nicht mehr diese lange Bearbeitungszeit taktzeitbestimmend ist. Der Roboter verteilt dann entsprechend vorteilhafterweise zeitversetzt jeweils von einer der Bearbeitungsmaschinen mit längerer Laufzeit auf die nachfolgenden kurzlaufenden Bearbeitungsmaschinen.
Vorteilhafterweise wird wenigstens eine Be- und Entladestation in die Transfermaschine integriert. An dieser Station können entweder manuell, d. h. durch menschlichen Eingriff oder automatisiert, bearbeitete Werkstücke entnommen und neue Rohteile eingelegt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführung wird vor der Be- und Entladestation eine Spülstation angeordnet, um die Werkstücke und/oder Werkstückträger von Verschmutzungen zu befreien. Mittels der Roboterbewegungen können entsprechende Spülmechanismen herbeigeführt werden, die eine Sauberkeit gewährleisten.
Vorteilhafterweise wird eine zentrale Auffangwanne für Kühlschmiermedien und Späne angeordnet. Aus dieser Wanne können die Späne abgeführt und das Kühlschmiermittel mit bekannten Möglichkeiten Rückgeführt werden.
Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren ausführlich erläutert. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Transfermaschine ohne Maschinengehäuse. Be- und Entladestation nur als Roboterposition gezeigt, ohne Ablagestelle. Werkstückträger nicht in Bearbeitungsposition.
2 eine Draufsicht einer Transfermaschine ohne Maschinengehäuse. Be- und Entladestation nur als Roboterposition gezeigt. Werkstückträger nicht in Bearbeitungsposition.
In der perspektivischen Ansicht nach 1 ist Transfermaschine mit Blick in die Maschine gezeigt. Ein Maschinengehäuse ist nicht dargestellt. In dargestelltem Beispiel sind drei Standard-Bearbeitungsmaschinen 1 verwendet. Der Roboter 2 ist starr angeordnet, also nicht auf einer Verfahrachse 15. Mit der Transferaufnahme 13 werden Werkstückträger 5 von den Spannstellen 6, 7, 8 weiter transferiert, bis am Zyklusende wieder die Be- und Entladeposition 14 erreicht wird. Die Winkelauflage 12 unterstützt den Roboter beim Halten des Werkstückträgers bei der Bearbeitung, welche nicht parallel zum Maschinentisch 11 erfolgen soll. Die Werkstückträger 5 sind nicht in Bearbeitungsposition dargestellt, hier vom Maschinentisch 9, 10, 11 angehoben.
Die 2 zeigt in einer Draufsicht dieser Transfermaschine.
Bezugszeichenliste

1: Bearbeitungsmachine
2: Roboter
3: Bearbeitungsraum
4: Werkstück
5: Werkstückträger
6: Spannstelle 1
7: Spannstelle 2
8: Spannstelle 3
9: Maschinentisch 1
10: Maschinentisch 2
11: Maschinentisch 3
12: Winkelauflage
13: Transferaufnahme
14: Be- und Entladeposition

Claims

Transfermaschine bestehend aus wenigstens zwei möglichst standardisierten Bearbeitungsmaschinen (1) und wenigstens einem Roboter (2) zum Werkstücktransfer, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Roboter (2) innerhalb des Bearbeitungsraumes (3) angeordnet ist, wobei der Einzelbeitungsraum aller integrierter Bearbeitungsmaschinen (1) zu einem großen Bearbeitungsraum (3) kombiniert ist.
Transfermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsmaschinen derart angeordnet sind, dass der Roboter (2) starr angeordnet ist und mittels etwa kreisförmigem Bewegungsablauf den Werkstücktransfer zwischen den einzelnen Bearbeitungsmaschinen (1) übernimmt.
Transfermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Roboter (2) auf wenigstens einer Verfahrrachse (15) angeordnet ist.
Transfermaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrachse (15) vorzugsweise als Drehachse ausgeführt ist.
Transfermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (4) mittelbar oder unmittelbar auf Werkstückträgern (5) angeordnet sind und hierauf mit dem Roboter (2) transferiert werden.
Transfermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (4) oder Werkstückträger (5) zur Kraftaufnahme bei der Bearbeitung in einem Bearbeitungswinkel zur Tischauflagefläche (16) auf Winkelauflagen (12) abgestützt werden.
Transfermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (2) während der Bearbeitung mittelbar oder unmittelbar Bewegungen für die spanende Bearbeitung der Werkstücke (4) ausführt.
Transfermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (2) mehrarmig ausgeführt ist und mehrere Werkstücke (4) oder Werkstückträger (5) abhängig oder unabhängig voneinander transferiert.
Transfermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Transfermaschine Mittel zur Ansteuerung der Spannstellen (6, 7, 8) aufweist, wobei die Mittel geeignet ausgebildet sind, so dass die Spannstellen (6, 7, 8) unabhängig voneinander ansteuerbar sind.
Transfermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Be- und Entladestation (14) integriert ist, wobei diese Be- und Entladestation (14) vorzugsweise vom Bearbeitungsraum (3) abgeschirmt ist.
Transfermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Be- und Entladestation (14) eine Spülstation (17) angeordnet ist, in der das Werkstück mittels Mediumspülung von Verschmutzungen befreit wird.
Transfermaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zentrale Auffangwanne (18) für Kühlmedien und Späne angeordnet ist.