DE102017119107A1 - Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation - Google Patents

Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation Download PDF

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Alexander Zoller
Christian Pfau
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E Zoller GmbH and Co KG
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Abstract

Es wird eine automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation, insbesondere zu einem Einstellen und/oder Messen zumindest eines Werkzeugs (10) in zumindest einer Werkzeugaufnahme (12), mit zumindest einem Roboter (14) und mit zumindest einer Fixierstation (18) zu einem Ein- und/oder Ausspannen von zumindest einem Werkzeug (10) in zumindest einer Werkzeugaufnahme (12), vorgeschlagen.

Description

  • Stand der Technik
  • Die Erfindung betrifft eine automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach dem Anspruch 1 und ein Verfahren zum Betrieb einer automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach dem Anspruch 20.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation mit einer hohen Effizienz bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 20 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
  • Vorteile der Erfindung
  • Es wird eine automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation, insbesondere zu einem Einstellen und/oder Messen von Werkzeugen in einer Werkzeugaufnahme, mit zumindest einem Roboter und mit zumindest einer Fixierstation zu einem Ein- und/oder Ausspannen von zumindest einem Werkzeug in zumindest einer Werkzeugaufnahme vorgeschlagen. Vorteilhaft kann eine hohe Effizienz erreicht werden. Insbesondere kann ein Rund-um-die-Uhr-Betrieb ermöglicht werden, wodurch vorteilhaft hohe Stückzahlen von Werkzeugen prozessiert werden können. Zudem kann vorteilhaft ein hoher Automatisierungsgrad einer Werkzeugeinstellung, insbesondere Werkzeugvermessung und/oder Werkzeugmontage, ermöglicht werden. Dadurch kann vorteilhaft ein Bedarf an manueller Arbeit verringert werden, wodurch insbesondere laufende Kosten gesenkt werden können. Zudem kann dadurch vorteilhaft eine Ausschuss- und/oder Fehlerquote verringert werden. Des Weiteren kann, insbesondere durch ein Ermöglichen eines Verzichts auf menschliche Bediener, vorteilhaft eine Arbeitssicherheit erhöht werden, wodurch insbesondere Verletzungsgefahren an der Fixierstation, beispielsweise Quetschungen und/oder Verbrennungsgefahren, im Falle einer eine Schrumpfstation umfassenden Fixierstation reduziert werden können. Zudem kann mittels des Roboters vorteilhaft eine Arbeitsgeschwindigkeit erhöht werden, insbesondere indem Zeiten für Arbeitsschritte optimiert werden können.
  • Die Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation, insbesondere ein Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgerät der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation, ist insbesondere zumindest dazu vorgesehen, ein Werkzeug in einer Werkzeugaufnahme, vorzugsweise automatisch, zu vermessen und/oder das Werkzeug, insbesondere zur Ermöglichung von Präzisionsarbeiten, einzustellen. Die Fixierstation ist insbesondere dazu vorgesehen, zumindest eine kraftschlüssige und/oder zumindest eine formschlüssige Verbindung zwischen einem Werkzeug und einer Werkzeugaufnahme herzustellen und/oder zu trennen. Vorzugsweise ist die Fixierstation zu einem Einspannen und/oder einem Ausspannen des Werkzeugs in/aus der Werkzeugaufnahme vorgesehen. Insbesondere kann das Ein- und/oder Ausspannen ein mechanisches Ein- und/oder Ausspannverfahren und/oder ein thermisches Ein- und/oder Ausspannverfahren umfassen. Insbesondere ist der Roboter dazu vorgesehen, zumindest eine Werkzeugaufnahme und/oder ein Werkzeug in die Fixierstation hineinzubewegen und/oder zu -stellen und/oder aus der Fixierstation herauszubewegen und/oder zu -stellen. Vorteilhaft ist die Werkzeugaufnahme dazu vorgesehen, an einer Werkzeugmaschine, welche für eine Bearbeitung zumindest eines Werkstücks vorgesehen ist, montierbar zu sein. Vorzugsweise ist die Werkzeugaufnahme als ein Futter, insbesondere ein Werkzeugfutter, beispielsweise ein Spannkopffutter, ein Bohrfutter und/oder als ein Drehfutter ausgebildet. Vorzugsweise ist die Werkzeugaufnahme als ein Hydrodehnspannfutter und/oder bevorzugt als ein Schrumpffutter ausgebildet. Das Werkzeug kann insbesondere als ein Schneidewerkzeug, insbesondere Zerspanungswerkzeug, beispielsweise ein Drehmeißel, ein Fräswerkzeug, ein Versenker, eine Reibahle, ein Sägeblatt, ein Schaber, ein Meißel, eine Feile, eine Bürste und/oder vorzugsweise ein Bohrer und/oder als ein Schraubwerkzeug ausgebildet sein. Der Roboter ist insbesondere als ein Industrieroboter, vorzugsweise als ein Gelenkarmroboter, insbesondere mit zumindest drei, vorzugsweise zumindest vier, bevorzugt zumindest fünf und besonders bevorzugt zumindest sechs unabhängig voneinander beweglichen Robotergelenken, und/oder als eine Handhabungseinrichtung ausgebildet. Insbesondere ist der Roboter dazu vorgesehen, einen Materialfluss von und/oder zu zumindest einer Wirkstelle zu bewältigen. Eine Wirkstelle kann insbesondere zumindest ein Teil eines Bauteils und/oder einer Komponente der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation, welches/welche zumindest dazu vorgesehen ist, einen funktionalen Arbeitsschritt durchzuführen, sein. Vorzugsweise weist der Roboter zumindest eine Robotersteuerungseinheit auf. Die Robotersteuereinheit weist insbesondere eine speziell programmierte Robotersteuereinrichtung auf, welche dazu vorgesehen ist, Aktionen und/oder Bewegungen des Roboters und/oder zumindest einer Teilkomponente des Roboters zu steuern, zu regeln und/oder auszuwählen. Vorzugsweise weist die Robotersteuereinheit zumindest eine Bedienerschnittstelle auf, insbesondere zu einer Beeinflussung einer Bewegung zumindest einer Teilkomponente des Roboters und/oder einer Beeinflussung der Programmierung der Robotersteuereinrichtung. Vorzugsweise weist der Roboter zumindest eine Sensoreinheit zu einer Bestimmung zumindest eines Umgebungsparameters auf. Die Sensoreinheit kann insbesondere zumindest einen Kraft- und/oder Momentsensor, zumindest einen Sensor für elektromagnetische Wellen, zumindest einen Schallsensor, zumindest einen Drucksensor, zumindest einen Vibrationssensor, zumindest einen Gyrosensor, zumindest einen Feuchtigkeitssensor und/oder zumindest einen Temperatursensor aufweisen. Unter „kraft- und/oder formschlüssig verbunden“ soll dabei insbesondere eine lösbare Verbindung verstanden werden, wobei eine Haltekraft zwischen zwei Bauteilen vorzugsweise durch einen geometrischen Eingriff der Bauteile ineinander und/oder eine Reibkraft zwischen den Bauteilen übertragen wird. Unter „vorgesehen“ soll insbesondere speziell programmiert, ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Darunter, dass ein Objekt zu einer bestimmten Funktion vorgesehen ist, soll insbesondere verstanden werden, dass das Objekt diese bestimmte Funktion in zumindest einem Anwendungs- und/oder Betriebszustand erfüllt und/oder ausführt.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Fixierstation als Schrumpfstation ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine gute Haltekraft zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme ermöglich werden. Vorteilhaft können thermische Materialeigenschaften für einen Ein- und/oder Ausspannvorgang genutzt werden, wodurch vorteilhaft eine besonders gleichmäßige Verteilung der Haltekraft auf eine Kontaktfläche zwischen dem Werkzeug und der Werkzeugaufnahme ermöglicht werden kann. Vorteilhaft kann ein Einspannen frei von mechanischen, beweglichen Teilen ermöglicht werden, wodurch ein Verschleiß und/oder eine Fehleranfälligkeit niedrig gehalten werden können. Die Schrumpfstation ist insbesondere dazu vorgesehen, ein Werkzeug in einer Werkzeugaufnahme zu befestigen, insbesondere mittels eines Einschrumpfens, und/oder aus der Werkzeugaufnahme zu entfernen, insbesondere mittels eines Ausschrumpfens. Insbesondere weist die Schrumpfstation eine Einschrumpfstation und/oder eine Ausschrumpfstation auf. Vorzugsweise weist die Schrumpfstation zumindest eine Induktionsheizeinheit zu einem Ein- und/oder Ausschrumpfen auf. Die Schrumpfstation ist insbesondere dazu vorgesehen, bei einem Einschrumpfen eine Werkzeugaufnahmeöffnung der Werkzeugaufnahme thermisch aufzuweiten, um eine Größe, insbesondere einen Durchmesser, der Werkzeugaufnahmeöffnung so zu vergrößern, dass ein Werkzeug in die Werkzeugaufnahmeöffnung hineinpasst. Vorzugsweise mittels eines Abkühlens der Werkzeugaufnahme verringert sich die Größe, insbesondere der Durchmesser, der Werkzeugaufnahmeöffnung und bildet einen Kraftschluss zwischen der Werkzeugaufnahme und dem Werkzeug. Vorzugsweise weist die Schrumpfstation zumindest eine Kühlstation auf. Die Kühlstation ist zumindest dazu vorgesehen, die Werkzeugaufnahme, insbesondere in Anschluss an eine Erhitzung mittels der Induktionsheizeinheit, vorzugsweise auf eine handwarme Temperatur abzukühlen. Vorteilhaft ist die Einschrumpfstation und/oder die Ausschrumpfstation zumindest teilweise als eine zumindest mit dem Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgerät einstückige Einheit ausgebildet. Darunter, dass zwei Einheiten „teilweise einstückig“ ausgebildet sind, soll insbesondere verstanden werden, dass die Einheiten zumindest ein, insbesondere zumindest zwei, vorteilhaft zumindest drei gemeinsame Elemente aufweisen, die Bestandteil, insbesondere funktionell wichtiger Bestandteil, beider Einheiten sind.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass der Roboter zumindest dazu vorgesehen ist, die Fixierstation, insbesondere eine Ausschrumpfstation der Schrumpfstation, zu be- und/oder entladen. Vorteilhaft kann eine hohe Effizienz erreicht werden. Insbesondere kann ein Rund-um-die-Uhr-Betrieb ermöglicht werden, wodurch vorteilhaft hohe Stückzahlen von Werkzeugen prozessiert werden können. Zudem kann vorteilhaft ein hoher Automatisierungsgrad einer Werkzeugeinstellung, insbesondere Werkzeugvermessung und/oder Werkzeugmontage, ermöglicht werden. Vorzugsweise steuert die Robotersteuereinrichtung zumindest mittels einer speziellen Programmierung ein Be- und/oder Entladen der Fixierstation. Insbesondere weist der Roboter zumindest eine Greifereinheit auf, welche dazu vorgesehen ist, zumindest Werkzeugaufnahmen und/oder Werkzeuge aufzunehmen und/oder abzustellen. Vorzugsweise ist der Roboter, insbesondere mittels spezieller Programmierungen der Robotersteuereinrichtungen, dazu vorgesehen, eine Mehrzahl an weiteren Komponenten der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation zu beladen und/oder zu entladen, wobei der Roboter insbesondere Werkzeugaufnahmen, Werkzeuge und/oder Werkzeugaufnahmen mit montierten Werkzeugen zwischen verschiedenen Komponenten und/oder Teilstationen der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation bewegen kann.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass der Roboter eine, insbesondere taktile und/oder optische, Erfassungseinheit aufweist, welche zumindest dazu vorgesehen ist, zumindest eine räumliche Position eines Werkzeugs und/oder einer Werkzeugaufnahme zu erfassen. Dadurch kann vorteilhaft ein sicheres Handling von mit dem Roboter bewegbaren Teilen ermöglicht werden, wodurch insbesondere Beschädigungen vermieden werden können. Zudem kann vorteilhaft ein Beladen und/oder Entladen der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation vereinfacht werden, insbesondere indem Positionsunterschiede durch ungenaue Beladungen erkannt werden können, wodurch vorteilhaft Fehlfunktionen vermieden und somit vorteilhaft geringe Ausfallzeiten der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation erreicht werden können. Die Erfassungseinheit kann insbesondere zumindest eine Kamera, beispielsweise eine Durchlichtkamera und/oder eine Auflichtkamera, zumindest einen Lichtstrahlsensor, beispielsweise eine Lichtschranke und/oder eine Laseranordnung und/oder zumindest einen Kraft- und/oder Momentsensor umfassen. Der Kraft- und/oder Momentsensor ist dazu vorgesehen, eine auf zumindest einen Teil des Roboters, insbesondere einen Teil der Greifereinheit des Roboters, wirkende Kraft, insbesondere eine Kraftrichtung, einen Kraftangriffspunkt und/oder eine Kraftintensität der Kraft, zu registrieren. Insbesondere weist die Erfassungseinheit eine Steuereinheit auf, welche dazu vorgesehen ist, mittels der Erfassungseinheit erfasste Daten zu einer Steuerung und/oder Regelung des Roboters zu verwenden. Insbesondere ist die Steuereinheit zumindest teilweise einstückig mit der Robotersteuereinheit ausgebildet. Insbesondere wandelt die Steuereinheit der Erfassungseinheit erfasste Messdaten in computerlesbare Daten, beispielsweise räumliche Koordinatendaten, um, welche insbesondere an die Robotersteuereinrichtung kommuniziert werden können und mittels der Robotersteuereinrichtung in gesteuerte Bewegungen des Roboters umgesetzt werden können. Zudem ist vorstellbar, dass die Erfassungseinheit eine Lebewesenerkennungseinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, sich in unmittelbarer Nähe des Roboters befindliche Lebewesen, insbesondere Menschen, beispielsweise mittels der Kamera und/oder einer Wärmebildkamera, zu erkennen. Bei einer Erkennung eines Lebewesens führt die Lebewesenerkennungseinheit einen Notstopp der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation durch.
  • Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Fixierstation, insbesondere die Schrumpfstation, eine Einspannstation, insbesondere eine Einschrumpfstation, und eine Ausspannstation, insbesondere eine Ausschrumpfstation, aufweist, welche, insbesondere räumlich, getrennt von der Einspannstation, insbesondere der Einschrumpfstation, ausgebildet ist. Dadurch kann vorteilhaft eine Effizienz verbessert werden, insbesondere indem Einspann- und Ausspannvorgänge, insbesondere Einschrumpf- und Ausschrumpfvorgänge, verschiedener Werkzeuge gleichzeitig und/oder zeitlich zueinander optimiert durchgeführt werden können. Vorteilhaft können dadurch Stückzahlen erhöht werden. Die Einspannstation ist insbesondere dazu vorgesehen, ein Werkzeug in einer Werkzeugaufnahme einzuspannen. Die Ausspannstation ist insbesondere dazu vorgesehen, ein Werkzeug aus einer Werkzeugaufnahme zu lösen. Unter „getrennt ausgebildet“ soll insbesondere verstanden werden, dass die Einspannstation und die Ausspannstation zu einem Großteil, vorzugsweise vollständig, frei sind von gemeinsamen Bauteilen. Unter „einem Großteil“ soll insbesondere verstanden werden, dass zumindest 80 %, vorzugsweise zumindest 90 % oder bevorzugt zumindest 95 % der Bauteile der Einspannstation und der Ausspannstation verschieden voneinander sind. Alternativ ist vorstellbar, dass die Einspannstation und die Ausspannstation identisch zueinander ausgebildet sind, wobei die Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation eine und/oder mehrere Einspannstationen und/oder Ausspannstationen aufweisen kann. Insbesondere kann die Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation mehrere, insbesondere getrennt voneinander ausgebildete, Einspannstationen und/oder Ausspannstationen aufweisen. Dadurch kann vorteilhaft eine Taktzeit weiter optimiert werden, wodurch vorteilhaft höhere Stückzahlen ermöglicht werden können.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit des Roboters zumindest dazu vorgesehen ist, ein Verkanten eines Werkzeugs bei einem Einspannvorgang, insbesondere bei einem Einschrumpfvorgang, in der Einspannstation, insbesondere der Einschrumpfstation, taktil zu erfassen. Dadurch kann vorteilhaft ein Einspannvorgang des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme optimiert werden, wodurch vorteilhaft ein Verkanten vermieden werden kann. Dadurch können vorteilhaft Betriebsunterbrechungen vermieden werden. Vorzugsweise misst der Kraft- und/oder Momentsensor der Erfassungseinheit bei einem Einstecken des Werkzeugs in die Werkzeugaufnahme eine auftretende, insbesondere von einem Kraft- und/oder Momentsensor der Erfassungseinheit gemessene, insbesondere an dem Werkzeug anliegende, Kraft, insbesondere Widerstandskraft. Vorzugsweise ist die Steuereinheit der Erfassungseinheit dazu vorgesehen, ein Verkanten auf Basis der gemessenen Widerstandskraft, insbesondere anhand eines Verlaufs, insbesondere Anstiegs, der, insbesondere an dem Werkzeug anliegenden, Widerstandskraft bei einem Einspannvorgang zu erkennen. Insbesondere ist die Steuereinheit der Erfassungseinheit dazu vorgesehen, einen Kraftanstieg und/oder -abfall zu erkennen, woraus die Steuereinheit der Erfassungseinheit vorteilhaft auf ein Verkanten eines Werkzeugs schließen kann. Insbesondere ist vorstellbar, dass bei einer Detektion eines Verkantens eines Werkzeugs der Roboter einen Einsteckvorgang unterbricht und/oder abbricht und erneut startet, vorzugsweise nach einer Korrektur einer Einsteckrichtung und/oder Einsteckposition des Werkzeugs. Des Weiteren ist vorstellbar, dass zu einer Einstellung einer Gesamtlänge eines eingespannten Werkzeugs eine Einstecktiefe des Werkzeugs in die Werkzeugaufnahme insbesondere durch eine Verwendung eines Zwischenadapters, insbesondere eines Masterpieces, bestimmbar ist. Vorzugsweise ist der Roboter, insbesondere mittels einer Programmierung der Robotersteuereinrichtung, dazu vorgesehen, den Zwischenadapter vor einem Einspannvorgang in die Werkzeugaufnahme, insbesondere eine Werkzeugaufnahmeöffnung der Werkzeugaufnahme, einzustellen und/oder aus der Werkzeugaufnahme, insbesondere der Werkzeugaufnahmeöffnung, zu entnehmen. Insbesondere ist der Roboter, insbesondere mittels einer Programmierung der Robotersteuereinrichtung, vorzugsweise anschließend an ein Einstellen des Zwischenadapters, dazu vorgesehen, ein Werkzeug in eine Öffnung des Zwischenadapters einzustellen. Ein vertikal in der Werkzeugaufnahmeöffnung und der Öffnung des Zwischenadapters verfahrbarer Pin des Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgeräts ist insbesondere dazu vorgesehen, eine Lage des Werkzeugs relativ zu dem Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgerät festzulegen. Damit kann vorteilhaft eine Länge des Werkzeugs vermessen werden. Außerdem ist der Pin insbesondere dazu vorgesehen, eine Einstecktiefe eines Werkzeugs in einer Werkzeugaufnahme festzulegen. Vorteilhaft kann dadurch, insbesondere bei bekannter Länge eines Werkzeugs, eine genaue Positionierung des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme ermöglicht werden. Alternativ oder zusätzlich ist vorstellbar, dass eine Position des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme, insbesondere eine Gesamtlänge des eingespannten Werkzeugs mit der Werkzeugaufnahme während eines Einspannvorgangs bestimmbar ist, beispielsweise durch ein berührungsloses, automatisiertes Vermessen mittels einer Auflichtkamera und/oder einer Durchlichtkamera des Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgeräts, wodurch vorteilhaft eine Positionierung beschleunigt werden kann.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit des Roboters dazu vorgesehen ist, zumindest eine Fertigungstoleranz einer Werkzeugaufnahme, insbesondere in einer Vertikalrichtung, taktil zu erkennen. Dadurch kann vorteilhaft ein sicheres Greifen von Werkzeugaufnahmen mittels des Roboters ermöglicht werden. Vorteilhaft kann der Roboter mittels der Erfassungseinheit einen optimalen Angriffspunkt zu einem Anheben der Werkzeugaufnahme erkennen. Unter einer „Fertigungstoleranz“ soll insbesondere eine Abweichung von einer mittleren, insbesondere in der Robotersteuereinrichtung abgelegten, Außenform der Werkzeugaufnahme verstanden werden. Unter einem „taktilen Erkennen“ soll insbesondere ein Erkennen mittels eines Berührungskontakts, insbesondere zwischen dem Roboter, vorzugsweise der Greifereinheit, und der Werkzeugaufnahme verstanden werden. Der Roboter, insbesondere die Greifereinheit, kann insbesondere zumindest teilweise einstückig mit der Erfassungseinheit ausgebildet sein.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Ausspannstation, insbesondere die Ausschrumpfstation, einen Drückmechanismus aufweist, der dazu vorgesehen ist, eine, insbesondere axiale, Druckkraft auf ein in einer Werkzeugaufnahme eingespanntes Werkzeug auszuüben, welche einer das Werkzeug in der Werkzeugaufnahme fixierenden Haltekraft der Werkzeugaufnahme zumindest teilweise entgegenwirkt und welche insbesondere dazu vorgesehen ist, eine Position des Werkzeugs relativ zu der Werkzeugaufnahme zu verändern. Dadurch kann vorteilhaft eine Effizienz gesteigert werden, insbesondere indem eine schnelle Werkzeugentnahme aus einer Werkzeugaufnahme ermöglicht werden kann. Der Drückmechanismus umfasst insbesondere zumindest ein Drückelement, welches dazu vorgesehen ist, eine Druckkraft auf ein in der Ausspannstation befindliches in einer Werkzeugaufnahme eingespanntes Werkzeug auszuüben. Das Drückelement ist insbesondere als ein Dorn ausgebildet, welcher insbesondere in eine Axialrichtung des Werkzeugs auf das in der Werkzeugaufnahme eingespannte Werkzeug drückt. Die Haltekraft, welche insbesondere das Werkzeug im eingespannten Zustand in der Werkzeugaufnahme hält, wirkt insbesondere zumindest zu einem wesentlichen Teil in eine Radialrichtung des Werkzeugs. Insbesondere stellt der Roboter bei einem Beladen der Ausspannstation die Werkzeugaufnahme mit dem eingespannten Werkzeug so auf der Ausspannstation ab, dass das Drückelement axial zentriert zu dem Werkzeug ausgerichtet ist. Unter „axial zentriert“ soll insbesondere verstanden werden, dass eine Axialrichtung des Werkzeugs und eine Axialrichtung des Drückelements im Wesentlichen zusammenfallen. Vorzugsweise weist der Drückmechanismus ein Krafterzeugungselement auf, welches, insbesondere bei Vorhandensein einer Werkzeugaufnahme mit einem eingespannten Werkzeug in der Ausspannstation, die Druckkraft erzeugt. Insbesondere kann das Krafterzeugungselement als zumindest eine Feder, als zumindest ein Hydraulikmechanismus, als zumindest eine Magnetfeder, insbesondere mit zumindest einem Elektromagneten und/oder zumindest einem Permanentmagneten, als zumindest ein elektrischer Stellmotor und/oder als zumindest ein Hebelmechanismus ausgebildet sein. Es ist vorstellbar, dass das Krafterzeugungselement mittels eines Aufstellens der Werkzeugaufnahme mit dem eingespannten Werkzeug gespannt wird. Insbesondere würde sich dabei das Krafterzeugungselement bei einem Ausspannvorgang entspannen. Dadurch kann vorteilhaft eine Gewichtskraft der Werkzeugaufnahme zu einem Spannen der Krafterzeugungseinheit verwendet werden. Vorzugsweise drückt der Drückmechanismus das Werkzeug soweit aus der Werkzeugaufnahme, dass es leicht entnehmbar ist und gleichzeitig nicht herausfällt. Insbesondere um eine zu schnelle Bewegung des Werkzeugs, insbesondere ein Herausfallen des Werkzeugs, bei einem Ausspannvorgang zu vermeiden, weist der Drückmechanismus vorzugsweise eine Dämpfung auf. Insbesondere unterbindet die Dämpfung eine ruckartige Bewegung des Drückelements.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass die Fixierstation, insbesondere die Schrumpfstation, vorzugsweise eine Ausschrumpfstation der Schrumpfstation, eine, insbesondere verschieden von dem Roboter ausgebildete, Werkzeuggreifereinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest ein Werkzeug unmittelbar nach einem Ausspannvorgang, insbesondere nach einem Ausschrumpfvorgang, aufzunehmen, und insbesondere an den Roboter zu übergeben. Dadurch kann vorteilhaft eine Effizienz erhöht werden, insbesondere indem Stückzahlen erhöht werden können. Zudem kann vorteilhaft ein ungewolltes Wiederfestsetzen des Werkzeugs in der Werkzeugaufnahme, beispielsweise durch erneutes Abkühlen der Werkzeugaufnahme bei einem Schrumpffutter, insbesondere nach einem Ausschrumpfvorgang, verhindert werden. Durch eine, insbesondere separat von dem Roboter, insbesondere der Greifereinheit, ausgebildete Werkzeuggreifereinheit kann vorteilhaft eine Rate von Arbeitsschritten pro Zeit erhöht werden. Vorteilhaft weist die Fixierstation zumindest eine Erkennungseinheit auf, welche insbesondere dazu vorgesehen ist einen Lösezeitpunkt eines Werkzeugs aus einer Werkzeugaufnahme zu detektieren. Es ist vorstellbar, dass die Erkennungseinheit zumindest eine optische Sensoreinheit umfasst, beispielsweise eine Kamera, eine Lichtschranke und/oder eine Laseranordnung. Die Werkzeuggreifereinheit ist insbesondere als ein weiterer Roboter, insbesondere Handhabungseinrichtung, ausgebildet. Die Werkzeuggreifereinheit weist insbesondere eine Werzeuggreifersteuereinheit auf, welche vorzugsweise eine spezielle Programmierung zur Steuerung und Regelung zumindest der Werkzeuggreifereinheit, insbesondere auf Basis von Daten der Erkennungseinheit, aufweist. Die Werkzeuggreifereinheit ist insbesondere dazu vorgesehen, ein entspanntes, insbesondere mittels dem Drückmechanismus vorbereitetes, Werkzeug aus einer Werkzeugaufnahme zu entnehmen. Die Werkzeuggreifereinheit kann insbesondere dazu vorgesehen sein, ein entspanntes Werkzeug an den Roboter zu übergeben und/oder in einem Ablageelement der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation, insbesondere zu einer späteren Entnahme durch einen Bediener, abzulegen. Unter der Wendung „unmittelbar nach einem Ausspannvorgang“ soll insbesondere innerhalb von höchstens 3 s, vorzugsweise innerhalb von höchstens 2 s, bevorzugt innerhalb von höchstens 1 s und besonders bevorzugt innerhalb von höchstens 0,5 s nach einem Lösen der Haltekraft zwischen Werkzeug und Werkzeugaufnahme verstanden werden.
  • Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Werkzeuggreifereinheit zumindest in zwei Raumrichtungen verfahrbar ist. Dadurch kann vorteilhaft eine hohe Flexibilität erreicht werden. Vorzugsweise ist die Werkzeuggreifereinheit zumindest in eine vertikale und/oder in zumindest eine horizontale Richtung verfahrbar.
  • Weiterhin wird eine Be- und/oder Entladeeinheit, mit zumindest einem, insbesondere mobilen, Be- und/oder Entlademodul, welches zumindest ein beweglich gelagertes Ablageelement zu einer Ablage zumindest eines Werkzeugs und/oder zumindest einer Werkzeugaufnahme aufweist, vorgeschlagen. Dadurch kann vorteilhaft ein einfaches Be- und/oder Entladen der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation ermöglicht werden, wodurch vorteilhaft eine Bedienerfreundlichkeit erhöht werden kann. Mittels des beweglich gelagerten Ablageelements kann vorteilhaft ein zur Entnahme von Werkzeugaufnahmen und/oder Werkzeugen aus der Be- und/oder Entladeeinheit nötiger Einsatzradius des Roboters geringgehalten werden, insbesondere ohne bei einem Beladen mit der Be- und/oder Entladeeinheit zu nahe an den Roboter heran fahren zu müssen. Die Be- und/oder Entladeeinheit kann insbesondere eine Mehrzahl an Be- und/oder Entlademodulen aufweisen. Das Be- und/oder Entlademodul kann insbesondere zumindest ein Ablageelement, beispielsweise zumindest eine Kiste, zumindest eine Ablage, zumindest eine Schublade und/oder zumindest ein Förderband umfassen. Vorzugsweise ist das Be- und/oder Entlademodul als ein Wagen, insbesondere Bereitstellwagen, ausgebildet. Es ist vorstellbar, dass das Ablageelement zumindest eine vordefinierte Aufnahmestelle für zumindest ein Werkzeug und/oder zumindest eine Werkzeugaufnahme aufweist. Die Aufnahmestelle kann insbesondere zumindest eine Vertiefung, zumindest ein Podest, zumindest eine Schiene, zumindest einen Sockel, und oder zumindest einen Vorsprung umfassen. Insbesondere kann die Aufnahmestelle möglichst passgenau zu zumindest einer Außenkontur zumindest eines Werkzeugs und/oder zu zumindest einer Außenkontur zumindest einer Werkzeugaufnahme ausgebildet sein. Vorzugsweise gibt die Aufnahmestelle eine im Wesentlichen vordefinierte Position für ein Werkzeug und/oder eine Werkzeugaufnahme relativ zu dem Ablageelement vor. Insbesondere ist die Be- und/oder Entladeeinheit, vorzugsweise das Be- und/oder Entlademodul, bewegbar auf Rollen gelagert. Dadurch kann das Be- und/oder Entlademodul vorteilhaft einfach ausgetauscht und zu Be- und/oder Entladestellen innerhalb und/oder außerhalb der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation bewegt werden.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation zumindest eine Verankerungseinheit zu einer Fixierung zumindest eines, insbesondere mobilen, Be- und/oder Entlademoduls in einer Be- und/oder Entladeposition, aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine Positionierung zumindest eines Be- und/oder Entlademoduls vereinfacht werden, insbesondere relativ zu dem Roboter. Dadurch kann vorteilhaft ein Auffinden zumindest des Be- und/oder Entlademoduls und/oder zumindest eines Inhalts des Be- und/oder Entlademoduls durch den Roboter vereinfacht werden, wodurch insbesondere Fehlerquellen reduziert werden können. Die Verankerungseinheit kann insbesondere einen Rastmechanismus, einen Schlüssel-Schloss-Mechanismus, einen Magnetmechanismus, einen Schienenmechanismus und/oder einen vergleichbaren dem Fachmann geläufigen Verankerungsmechanismus aufweisen. Die Verankerungseinheit kann insbesondere eine automatische Verankerung bei einer Detektion einer Annäherung eines Be- und/oder Entlademoduls an eine optimale Be- und/oder Entladeposition relativ zu dem Roboter und/oder eine manuell betätigbare Verankerung aufweisen. Der Verankerungsmechanismus der Verankerungseinheit kann insbesondere fest, relativ zu der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation und/oder an einem Be- und/oder Entlademodul positioniert sein. Vorzugsweise weist die Verankerungseinheit eine relativ zu der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation fest montierte Verankerungsstation auf, in welche das Be- und/oder Entlademodul hineinschiebbar ist und bei einem Erreichen einer vorgegebenen Be- und/oder Entladeposition automatisch verriegelt. Ein Entriegelungsvorgang der Verankerungseinheit erfolgt vorzugsweise manuell, insbesondere mittels eines Schalters der Verankerungseinheit, und/oder mittels eines computergesteuerten Befehls, insbesondere separat für jedes Be- und/oder Entlademodul der Be- und/oder Entladeeinheit. Die Be- und/oder Entladeposition ist insbesondere als eine Position ausgebildet von der aus der Roboter ein Be- und/oder Entlademodul bedienen und/oder be- und/oder entladen kann.
  • Außerdem wird vorgeschlagen, dass der Roboter dazu vorgesehen ist, das Ablageelement in einer von einer Grundposition des Ablageelements verschiedenen Entnahmeposition des Ablageelements zu einer Entnahme von Werkzeugen zu positionieren. Dadurch kann vorteilhaft ein zur Entnahme von Werkzeugaufnahmen und/oder Werkzeugen aus der Be- und/oder Entladeeinheit nötiger Einsatzradius des Roboters geringgehalten werden, insbesondere ohne bei einem Beladen mit der Be- und/oder Entladeeinheit zu nahe an den Roboter heranfahren zu müssen. Dadurch kann vorteilhaft eine Bedienerfreundlichkeit erhöht werden. Vorzugsweise steuert die Robotersteuereinrichtung zumindest mittels einer speziellen Programmierung eine Positionierung des Ablageelements, insbesondere relativ zu einer Grundeinheit eines Be- und/oder Entlademoduls. Die Grundposition des Ablageelements in dem Be- und/oder Entlademodul ist insbesondere als eine Position ausgebildet, welche das Ablageelement in einem Lagerzustand annimmt, beispielsweise im Falle einer Schublade ein vollständig eingefahrener Zustand der Schublade. Insbesondere bildet ein Be- und/oder Entlademodul mit Ablageelementen in der Grundposition einen kompaktmöglichsten Zustand des Be- und/oder Entlademoduls aus. Eine Entnahmeposition des Ablageelements ist insbesondere als eine Position ausgebildet, welche dazu vorgesehen ist, Werkzeuge und/oder Werkzeugaufnahmen für den Roboter aus dem Ablageelement entnehmbar zu positionieren. Im Falle einer Schublade ist eine Entnahmeposition insbesondere als ein ausgefahrener Zustand der Schublade ausgebildet. Insbesondere verändert der Roboter bei einer Positionierung des Ablageelements von einer Grundposition in eine Entnahmeposition und/oder bei einer Positionierung des Ablageelements von einer Entnahmeposition zu einer Grundposition die räumliche Position des Ablageelements. Zudem ist der Roboter vorzugsweise dazu vorgesehen, das Ablageelement von der Entnahmeposition ausgehend in der Grundposition zu positionieren.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass der Roboter zumindest dazu vorgesehen ist, einen Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus der Be- und/oder Entladeeinheit mechanisch zu betätigen. Dadurch kann vorteilhaft eine Bedienerfreundlichkeit erhöht werden. Zudem kann vorteilhaft eine Automatisierung erhöht werden, wodurch vorteilhaft ein Bedarf an manueller Arbeitskraft gesenkt werden kann. Zudem kann mittels der Verriegelung vorteilhaft eine Sicherheit erhöht werden. Vorzugsweise steuert die Robotersteuereinrichtung zumindest mittels einer speziellen Programmierung die mechanische Betätigung des Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus. Unter einem „mechanischen Betätigen“ soll insbesondere ein durch zumindest eine Bewegung des Roboters, insbesondere durch zumindest eine Bewegung zumindest eines Robotergelenks des Roboters, verursachte Betätigung, insbesondere Aktivierung und/oder Deaktivierung, beispielsweise des Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus, verstanden werden. Vorzugsweise ist der Roboter dazu vorgesehen, mittels der Robotersteuereinrichtung einen Verriegelungshebel der Be- und/oder Entladeeinheit, insbesondere des Ablageelements, zwischen einer Verriegelungsposition und eine Entriegelungsposition hin und her zubewegen.
  • Außerdem wird vorgeschlagen, dass die Erfassungseinheit des Roboters dazu vorgesehen ist, zumindest einen Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus zu erkennen. Dadurch kann vorteilhaft eine Bedienerfreundlichkeit erhöht werden. Zudem kann vorteilhaft eine Automatisierung erhöht werden. Vorzugsweise weist die Steuereinheit der Erfassungseinheit zumindest ein Erkennungsmodul auf, welches mittels einer Bilderkennung, insbesondere anhand von durch eine Kamera der Erfassungseinheit aufgenommener visueller Daten, den Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus erkennt. Vorzugsweise ist die Erfassungseinheit dazu vorgesehen, mittels des Erkennungsmoduls zu erkennen, ob sich der Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus in der Entriegelungsposition oder in der Verriegelungsposition befindet.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation eine zumindest im Wesentlichen um die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation umlaufende Schutzumhausung aufweist, welche dazu vorgesehen ist, einen Personenzugang während eines Betriebs zumindest des Roboters zu unterbinden. Dadurch kann vorteilhaft eine Betriebssicherheit erhöht werden, wodurch insbesondere Verletzungen und/oder mit Verletzungen verbundene Arbeitsausfälle, insbesondere von Bedienpersonal, vermieden werden können. Die Schutzumhausung ist insbesondere als eine im Wesentlichen senkrecht zu einem Untergrund verlaufende Wand ausgebildet, welche vorzugsweise eine Mindesthöhe von 1 m, bevorzugt von 1,4 m und besonders bevorzugt von 2 m, insbesondere in Bereichen, welche einen Roboter umschließen, aufweist. Insbesondere kann die Schutzumhausung zumindest teilweise intransparent und/oder transparent ausgebildet sein, wodurch vorteilhaft ein Betriebsablauf der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation beobachtbar ist. Dadurch kann vorteilhaft eine Fehlfunktion zügig erkannt werden. Vorzugsweise befindet sich im Inneren der Schutzumhausung zumindest ein Kamerasystem zu einer Überwachung des Betriebsablaufs. Vorzugsweise weist die Schutzumhausung zumindest einen, insbesondere als verriegelbare Tür ausgebildeten, Zugang zu dem Inneren der Schutzumhausung auf. Vorteilhaft ist der zumindest eine Zugang mit einem Sicherheitsmechanismus verbunden, welcher vorzugsweise ein Passieren und/oder Öffnen des Zugangs nur bei einem Stillstand der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation gestattet. Beispielsweise könnte der Sicherheitsmechanismus dazu vorgesehen sein, den Zugang nur zu entriegeln und/oder freizugeben wenn ein Betrieb der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation zuvor gestoppt und/oder unterbrochen wurde. Alternativ oder zusätzlich könnte der Sicherheitsmechanismus dazu vorgesehen sein, den Betrieb der Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation, insbesondere automatisch, zu stoppen und/oder zu unterbrechen sobald der Sicherheitsmechanismus ein Passieren und/oder Entriegeln des Zugangs detektiert. Unter „im Wesentlichen umlaufend“ soll insbesondere zumindest zu 50 %, vorzugsweise zumindest zu 75 %, bevorzugt zumindest zu 90 % oder besonders bevorzugt zu 100 % in zumindest einer Ebene umlaufend verstanden werden. Es ist vorstellbar, dass die Schutzumhausung zumindest teilweise einstückig mit zumindest einer Gebäudehülle, insbesondere Gebäudewand, und/oder einer weiteren Schutzumhausung ausgebildet ist.
  • Weiterhin wird vorgeschlagen, dass die Schutzumhausung eine Schleuseneinheit aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine Auswechslung zumindest eines Teils zumindest einer zumindest teilweise innerhalb der Schutzumhausung verordneten Be- und/oder Entladeeinheit, insbesondere während eines Betriebs der automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation, zu erlauben. Dadurch kann vorteilhaft ein Be- und/oder Entladen ohne längere Betriebsunterbrechungen, vorzugsweise frei von Betriebsunterbrechungen, ermöglicht werden. Zudem kann vorteilhaft eine Betriebssicherheit erhöht werden, insbesondere indem die Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation von außen, insbesondere ohne Zugang in das Innere der Schutzumhausung, be- und/oder entladbar ist. Insbesondere weist die Schleuseneinheit eine Schleusensteuereinheit auf, welche insbesondere dazu vorgesehen ist, mit der Robotersteuereinheit zu kommunizieren. Die Schleuseneinheit weist insbesondere zumindest eine Schleuse, vorzugsweise eine Mehrzahl an Schleusen, auf. Insbesondere ist jedes Be- und/oder Entlademodul zumindest einer Schleuse zugeordnet. Vorzugsweise ist die Schleusensteuereinheit dazu vorgesehen, eine Öffnung zumindest einer Schleuse der Schleuseneinheit, insbesondere einen Wechsel zumindest eines Be- und/oder Entlademoduls zu erkennen und mittels der Robotersteuereinheit einen Zugriff des Roboters auf das zumindest eine Be- und/oder Entlademodul, insbesondere für einen Wechselzeitraum, zu unterbinden.
  • Zudem wird vorgeschlagen, dass die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation zumindest eine Reinigungseinheit zu einer Reinigung von, insbesondere eingespannten, vorzugsweise eingeschrumpften, Werkzeugen, insbesondere vor einem Ausspannen, vorzugsweise Ausschrumpfen, und/oder von Werkzeugaufnahmen aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine Automatisierung erhöht werden. Zudem kann vorteilhaft mittels eines Reinigens eine Lebensdauer von Werkzeugen und/oder Werkzeugaufnahmen erhöht werden. Vorzugsweise reinigt eine Reinigungsstation der Reinigungseinheit das Werkzeug und/oder die Werkzeugaufnahme mittels einer Reinigungsflüssigkeit, beispielsweise durch Eintauchen in ein Reinigungsbad und/oder Besprühen mit einer Reinigungsflüssigkeit, insbesondere unter einem hohen Druck. Alternativ oder zusätzlich kann eine Reinigung auch ein Abblasen mit Luft, insbesondere Druckluft, und/oder ein Sandstrahlen umfassen. Vorzugsweise weist die Reinigungseinheit zumindest eine Trocknungsstation auf. Die Trocknungsstation ist dazu vorgesehen, mit Flüssigkeit gereinigte Werkzeuge und/oder Werkzeugaufnahmen mittels Luft abzutrocknen. Es ist vorstellbar, dass die zur Trocknung verwendete Luft vor einem Trockenvorgang entfeuchtet und/oder aufgewärmt wird. Der Roboter ist insbesondere dazu vorgesehen, die Reinigungseinheit, insbesondere die Reinigungsstation, vorzugsweise zur Aufnahme von Werkzeugaufnahmen vorgesehene Ablagen der Reinigungsstation, und/oder die Trocknungsstation, vorzugsweise zur Aufnahme von Werkzeugaufnahmen vorgesehene Ablagen der Trocknungsstation, zu be- und/oder entladen. Vorzugsweise steuert die Robotersteuereinrichtung zumindest mittels einer speziellen Programmierung ein Be- und/oder Entladen der Reinigungseinheit, insbesondere der Reinigungsstation und/oder der Trocknungsstation.
  • Ferner wird vorgeschlagen, dass die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation eine Konservierungseinheit zu einer konservierenden Behandlung von Werkzeugen und/oder Werkzeugaufnahmen, insbesondere im Anschluss an ein Ausspannen, vorzugsweise Ausschrumpfen, aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine Automatisierung erhöht werden. Zudem kann vorteilhaft mittels eines Konservierens eine Lebensdauer von Werkzeugen und/oder Werkzeugaufnahmen erhöht werden. Die Konservierungseinheit kann insbesondere zumindest teilweise einstückig mit der Reinigungseinheit ausgebildet sein. Vorzugsweise konserviert die Konservierungseinheit Werkzeuge und/oder Werkzeugaufnahmen zumindest mittels einer Konservierungsflüssigkeit und/oder einer Konservierungsbeschichtung. Der Roboter ist insbesondere dazu vorgesehen, die Konservierungseinheit zu be- und/oder entladen. Vorzugsweise steuert die Robotersteuereinrichtung zumindest mittels einer speziellen Programmierung ein Be- und/oder Entladen der Konservierungseinheit. Es ist denkbar, dass die Konservierungseinheit und/oder die Reinigungseinheit, insbesondere die Trocknungseinheit, zumindest einen, insbesondere zumindest ein aktives Kühlelement umfassenden Kühlbereich aufweist, in welchem eine Werkzeugaufnahme, insbesondere vor einer Weiterverwendung in einem weiteren Arbeitsschritt der automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation, zumindest auf Zimmertemperatur, vorzugsweise auf eine Temperatur unter 30°C, bevorzugt unter 25°C abgekühlt werden kann. Insbesondere bewirkt das aktive Kühlelement eine aktive Kühlung einer Werkzeugaufnahme in dem Kühlbereich. Das aktive Kühlelement kann insbesondere als eine Kühlglocke, als eine Vakuumglocke, als ein Gebläse und/oder als ein Kältegerät, beispielsweise ein Kühlschrank, ausgebildet sein. Dadurch kann vorteilhaft eine konstante Temperatur der Werkzeugaufnahme, insbesondere während den Arbeitsschritten, welche nach einem Schrumpfvorgang durchgeführt werden, erzielt werden. Vorteilhaft können dadurch von Restwärme und/oder von thermischen Längenänderungen verursachte Messungenauigkeiten verkleinert und/oder vermieden werden.
  • Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation ein Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgerät zu einer berührungslosen Vermessung zumindest eines Werkzeugs in einer Werkzeugaufnahme aufweist. Dadurch kann vorteilhaft eine Automatisierung erhöht werden, wodurch insbesondere eine Stückzahl erhöht werden kann. Vorteilhaft kann eine Effizienz erhöht werden. Vorzugsweise erfolgt das berührungslose Vermessen automatisiert mittels zumindest einer Auflichtkamera und/oder einer Durchlichtkamera des Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgeräts. Der Roboter ist insbesondere dazu vorgesehen, das Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgerät zu be- und/oder entladen. Vorzugsweise steuert die Robotersteuereinrichtung zumindest mittels einer speziellen Programmierung ein Be- und/oder Entladen des Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgeräts. Es ist denkbar, dass das Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgerät zumindest einen Temperatursensor, insbesondere zu einer Messung einer Temperatur einer Werkzeugaufnahme vor und/oder nach einem berührungslosen Vermessen zumindest eines Werkzeugs in einer Werkzeugaufnahme aufweist. Mittels eines Temperaturwerts vor und/oder nach dem berührungslosen Vermessen zumindest eines Werkzeugs in einer Werkzeugaufnahme kann vorteilhaft ein erfasster Messwert, insbesondere mittels der Steuereinheit, korrigiert, vorzugsweise auf temperaturbedingte Längenänderungen korrigiert werden. Insbesondere kann eine Korrektur nach einem Bestimmen eines Messwerts, insbesondere rechnerisch und/oder empirisch, vorgenommen werden und/oder bereits vor dem Bestimmen des Messwerts in den Einstellungen des Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgeräts berücksichtigt werden, wodurch insbesondere das Messergebnis bereits die Korrektur beinhaltet.
  • Außerdem wird ein Verfahren zum Betrieb einer automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation, insbesondere zu einem Einstellen und/oder Messen von Werkzeugen in einer Werkzeugaufnahme mit zumindest einem Roboter und mit zumindest einer Fixierstation, insbesondere zu einem Ein- und/oder Ausspannen von zumindest einem Werkzeug in zumindest einer Werkzeugaufnahme, welche von dem Roboter bedient wird, vorgeschlagen. Vorteilhaft kann eine hohe Effizienz erreicht werden. Insbesondere kann ein Rund-um-die-Uhr-Betrieb ermöglicht werden, wodurch vorteilhaft hohe Stückzahlen von Werkzeugen prozessiert werden können. Zudem kann vorteilhaft ein hoher Automatisierungsgrad einer Werkzeugeinstellung, insbesondere Werkzeugvermessung und/oder Werkzeugmontage, ermöglicht werden. Dadurch kann vorteilhaft ein Bedarf an manueller Arbeit verringert werden, wodurch insbesondere laufende Kosten gesenkt werden können. Zudem kann dadurch vorteilhaft eine Ausschuss- und/oder Fehlerquote verringert werden. Zudem kann mittels des Roboters vorteilhaft eine Arbeitsgeschwindigkeit verbessert werden, insbesondere indem Zeiten für Arbeitsschritte optimiert werden können.
  • Die erfindungsgemäße automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation, sowie das erfindungsgemäße Verfahren soll hierbei nicht auf die oben beschriebene Anwendung und Ausführungsform beschränkt sein. Insbesondere kann die erfindungsgemäße automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation, sowie das erfindungsgemäße Verfahren zu einer Erfüllung einer hierin beschriebenen Funktionsweise eine von einer hierin genannten Anzahl von einzelnen Elementen, Bauteilen und Einheiten abweichende Anzahl aufweisen.
  • Figurenliste
  • Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Die Zeichnungen, die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
  • Es zeigen:
    • 1 eine schematische, perspektivische Ansicht der automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation,
    • 2 eine schematische Draufsicht auf die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation,
    • 3 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Be- und/oder Entlademoduls der automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation,
    • 4 eine schematische, perspektivische Ansicht einer Ausspannstation der automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation,
    • 5 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Roboters der automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation und
    • 6 ein Ablaufdiagramm zu einem Verfahren zum Betrieb der automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • 1 und 2 zeigen eine automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation. Die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation ist zu einem Einstellen und/oder Messen zumindest eines Werkzeugs 10 in zumindest einer Werkzeugaufnahme 12 vorgesehen. Die Werkzeugaufnahme 12 ist als ein Futter 154 zu einem Einspannen zumindest eines Werkzeugs 10 ausgebildet. Die Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation weist einen Roboter 14 auf (vgl. auch 5). Der Roboter 14 weist eine Grundeinheit 106 auf. Der Roboter 14 weist eine Handhabungseinrichtung 108 auf. Die Handhabungseinrichtung 108 ist auf einer Oberseite 112 der Grundeinheit 106 montiert. Die Handhabungseinrichtung 108 weist einen Roboterarm 110 auf. Der Roboterarm 110 weist eine Mehrzahl an Robotergelenken 70 auf. Jedes Robotergelenk 70 bildet einen Bewegungsfreiheitsgrad des Roboters 14 aus. Zumindest ein Robotergelenk 70 ist dazu vorgesehen, eine Rotation eines Teils des Roboterarms 110 um zumindest 180° zu ermöglichen.
  • Der Roboter 14 weist eine Greifereinheit 56 auf. Die Greifereinheit 56 ist an der Handhabungseinrichtung 108 angeordnet. Die Greifereinheit 56 weist einen ersten Greifer 100 auf. Der erste Greifer 100 ist dazu vorgesehen, eine Werkzeugaufnahme 12 zu greifen. Der erste Greifer 100 weist eine Greiferöffnung 114 auf. Die Greiferöffnung 114 des ersten Greifers 100 ist dazu vorgesehen, bei einem Greifen einer Werkzeugaufnahme 12 die Werkzeugaufnahme 12 teilweise in sich aufzunehmen. Die Greiferöffnung 114 des ersten Greifers 100 weist einen Umfang auf, welcher, insbesondere in einem geschlossenen Zustand, im Wesentlichen einem Umfang eines Teils einer Außenform 60 der Werkzeugaufnahme 12 entspricht. Die Greifereinheit 56 weist einen zweiten Greifer 102 auf. Der zweite Greifer 102 ist dazu vorgesehen, ein Werkzeug 10 zu greifen. Der zweite Greifer 102 weist eine Greiferöffnung 116 auf. Die Greiferöffnung 116 des zweiten Greifers 102 ist dazu vorgesehen, bei einem Greifen eines Werkzeugs 10 das Werkzeug 10 teilweise in sich aufzunehmen. Die Greiferöffnung 114 des zweiten Greifers 102 weist ein Prisma auf, welches dazu vorgesehen ist, ein Werkzeug 10an einem Umfang des Werkzeugs 10 zu greifen. Der Roboter 14 weist eine Umgreifstation 104 auf. Die Umgreifstation 104 ist dazu vorgesehen, eine Ablage für eine Werkzeugaufnahme 12 für ein Umgreifen des ersten Greifers 100 und/oder des zweiten Greifers 102 bereitzustellen. Es ist denkbar, dass die Greifereinheit 56 eine Rotationseinheit 202 aufweist, welche dazu vorgesehen ist, ein von der Greifereinheit 56 gegriffenes Werkzeug 10 und/oder eine von der Greifereinheit 56 gegriffene Werkzeugaufnahme 12 in der Greifereinheit 56 zu rotieren. Beispielsweise kann die Rotationseinheit 202 zumindest eine rotierbare Rolle aufweisen, welche an einem/einer von der Greifereinheit 56 umgriffenen Werkzeug 10 und/oder Werkzeugaufnahme 12 anliegt. Eine Rotation der rotierbaren Rolle führt zu einer Rotation des Werkzeugs 10 und/oder der Werkzeugaufnahme 12 in der Greifereinheit 56. Dadurch kann vorteilhaft eine rotatorische Positionierung des Werkzeugs 10 und/oder der Werkzeugaufnahme 12 ermöglicht werden, wodurch beispielsweise eine vorteilhafte relative Positionierung eines Teils des Werkzeugs 10, beispielsweise einer Werkzeugschneide, und/oder eines Teils der Werkzeugaufnahme 12 zu einem visuellen Sensor, insbesondere einer Kamera, ermöglicht werden kann. Die Rotationseinheit 202 ist einstückig mit dem ersten Greifer 100 und/oder dem zweiten Greifer 102 ausgebildet.
  • Der Roboter 14 weist eine Robotersteuereinheit 54 auf. Die Robotersteuereinheit 54 ist im Inneren der Grundeinheit 106 angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann die Robotersteuereinheit 54 zumindest teilweise außerhalb der Grundeinheit 106 angeordnet sein. Die Robotersteuereinheit 54 weist eine Robotersteuereinrichtung 52 auf. Die Robotersteuereinrichtung 52 ist dazu vorgesehen, die Bewegungen des Roboters 14, insbesondere der Handhabungseinrichtung 108, zu steuern. Die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation weist eine Bedienerschnittstelle 198 auf. Die Bedienerschnittstelle 198 erlaubt einen manuellen Zugriff auf die Robotersteuereinheit 54, insbesondere auf eine Programmierung der Robotersteuereinheit 54. Der Roboter 14 weist eine Erfassungseinheit 20 auf. Die Erfassungseinheit 20 ist dazu vorgesehen, Umgebungsparameter zu erfassen. Die Erfassungseinheit 20 ist teilweise einstückig mit der Greifereinheit 56 ausgebildet. Die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation weist zumindest eine Kamera (nicht gezeigt) auf. Die Erfassungseinheit 20 weist eine Steuereinheit 58 auf. Die Steuereinheit 58 ist teilweise einstückig mit der Robotersteuereinheit 54 ausgebildet. Die Steuereinheit 58 weist ein Erkennungsmodul 74 auf. Das Erkennungsmodul 74 ist dazu vorgesehen, Daten zumindest einer Kamera der automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation mittels einer Bilderkennung zu verarbeiten. Die Steuereinheit 58 empfängt und verarbeitet Signale der Erfassungseinheit 20. Die Steuereinheit 58 kommuniziert mit der Robotersteuereinrichtung 52. Die Robotersteuereinrichtung 52 setzt Signale der Steuereinheit 58 in Bewegungen des Roboters 14, insbesondere der Handhabungseinrichtung 108, um. Die Erfassungseinheit 20 ist dazu vorgesehen, eine räumliche Position eines Werkzeugs 10 und/oder einer Werkzeugaufnahme 12 mittels der Steuereinheit 58 und/oder dem Erkennungsmodul 74 zu erfassen. Die Erfassungseinheit 20 weist eine Sensoreinheit 200 auf. Die Sensoreinheit 200 weist zumindest einen taktilen Sensor 122 auf. Die Erfassungseinheit 20 ist mittels des taktilen Sensors 122 dazu vorgesehen, eine Fertigungstoleranz einer Werkzeugaufnahme 12 taktil zu erkennen. Es ist denkbar, dass die Sensoreinheit 200 weitere visuelle, taktile, kinetische und/oder akustische Sensoren aufweist.
  • Die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation weist eine Fixierstation 18 auf. Die Fixierstation 18 ist zu einem Ein- und/oder Ausspannen von Werkzeugen 10 in/aus Einsteckpositionen von Werkzeugaufnahmen 12 vorgesehen. Die Fixierstation 18 weist eine Einspannstation 22 auf. Die Erfassungseinheit 20 ist dazu vorgesehen, die Einsteckrichtung eines Werkzeugs 10 bei einem Einspannvorgang in der Einspannstation 22 taktil zu erfassen. Die Erfassungseinheit 20 ist dazu vorgesehen, ein Verkanten eines Werkzeugs 10 bei einem Einspannvorgang in der Einspannstation 22 taktil zu erfassen. Die Erfassungseinheit 20 ist dazu vorgesehen, eine Abweichung von einer optimalen Einsteckrichtung bei einem Einspannvorgang zu erkennen. Die Fixierstation 18 ist als eine Schrumpfstation 16 ausgebildet. Die Einspannstation 22 ist als eine Einschrumpfstation 46 ausgebildet. Die Einschrumpfstation 46 ist dazu vorgesehen, Werkzeuge 10 mittels Einschrumpfen in Werkzeugaufnahmen 12 zu fixieren. Die Fixierstation 18 weist eine Ausspannstation 24 auf. Die Ausspannstation 24 ist als eine Ausschrumpfstation 44 ausgebildet. Die Ausschrumpfstation 44 ist dazu vorgesehen, Werkzeuge 10 mittels Ausschrumpfen aus Werkzeugaufnahmen 12 zu entfernen. Die Fixierstation 18 weist eine Induktionsheizeinheit 42 auf. Die Ausspannstation 24 und die Einspannstation 22 weisen jeweils eine Induktionsheizeinheit 42 auf.
  • Die Einspannstation 22 weist eine Kühlstation 48 auf. Die Kühlstation 48 ist dazu vorgesehen, Werkzeugaufnahmen 12 nach einem Einschrumpfen auf handwarme Temperaturen abzukühlen. Die Kühlstation 48 weist eine Kühlglocke 120 auf. Die Kühlglocke 120 ist dazu vorgesehen, teilweise über eine Werkzeugaufnahme 12 gestülpt zu werden. Der Roboter 14 ist dazu vorgesehen, mittels der Robotersteuereinrichtung 52 ein Aufsetzen der Kühlglocke 120 auf die Werkzeugaufnahme 12 und/oder ein Abnehmen der Kühlglocke 120 von der Werkzeugaufnahme 12 zu steuern. Die Ausspannstation 24 ist getrennt von der Einspannstation 22 ausgebildet. Die Einspannstation 22 und die Ausspannstation 24 sind räumlich voneinander getrennt ausgebildet. Die Einspannstation 22 und die Ausspannstation 24 sind innerhalb der automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation auf gegenüberliegenden Seiten des Roboters 14 angeordnet.
  • Der Roboter 14 ist dazu vorgesehen, die Fixierstation 18 zu be- und/oder entladen. Der Roboter 14 ist dazu vorgesehen die Einspannstation 22 zu be- und/oder entladen. Der Roboter 14 ist dazu vorgesehen, die Ausspannstation 24 zu be- und/oder entladen. Bei einem Beladen setzt der Roboter 14 ein Werkzeug 10 und/oder eine Werkzeugaufnahme 12 in eine Teilstation der automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation ein. Bei einem Entladen entnimmt der Roboter 14 ein Werkzeug 10 und/oder eine Werkzeugaufnahme 12 aus einer Teilstation der automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation. Teilstationen der automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation umfassen die Schrumpfstation 16, die Fixierstation 18, die Einspannstation 22, die Ausspannstation 24, die Ausschrumpfstation 44, die Einschrumpfstation 46, die Kühlstation 48, die Umgreifstation 104, eine Be- und/oder Entladeeinheit 30, ein Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgerät 50, eine Reinigungseinheit 90 und/oder eine Konservierungseinheit 92.
  • Die Ausspannstation 24 weist eine Grundeinheit 144 auf (vgl. 4). Die Ausspannstation 24 weist eine Ausspannsteuereinheit 136 auf. Auf einer Oberseite 140 der Grundeinheit 144 ist ein Turm 128 der Ausspannstation 24 angeordnet. An dem Turm 128 ist die Induktionsheizeinheit 42 angeordnet. Die Induktionsheizeinheit 42 ist vertikal entlang einer Schiene 142 des Turms 128 bewegbar gelagert. Die Ausspannsteuereinheit 136 ist dazu vorgesehen, eine Bewegung der Induktionsheizeinheit 42 zu steuern. Die Ausspannstation 24 weist einen Drückmechanismus 26 auf. Der Drückmechanismus 26 weist ein Drückelement 62 auf. Das Drückelement 62 ist als ein Dorn 124 ausgebildet. Der Drückmechanismus 26 weist ein Krafterzeugungselement 64 auf. Das Krafterzeugungselement 64 ist als eine Torsionsfeder 148 ausgebildet. Das Krafterzeugungselement 64 ist dazu vorgesehen, einer auf das Drückelement 62 wirkenden Druckkraft entgegenzuwirken. Der Drückmechanismus 26 ist innerhalb einer zu einer Aufnahme einer Werkzeugaufnahme 12 vorgesehenen Aufnahme 146 der Ausspannstation 24 angeordnet. Der Drückmechanismus 26 ist dazu vorgesehen, eine Druckkraft auf ein Werkzeug 10 auszuüben, welches in einer in der Aufnahme 146 der Ausspannstation 24 eingespannten Werkzeugaufnahme 12 eingespannt ist. Die durch den Drückmechanismus 26 ausgeübte Druckkraft wirkt einer das Werkzeug 10 in der Werkzeugaufnahme 12 fixierenden Haltekraft der Werkzeugaufnahme 12 teilweise entgegen.
  • Die Fixierstation 18, insbesondere die Ausspannstation 24, weist eine Werkzeuggreifereinheit 28 auf. Die Werkzeuggreifereinheit 28 ist dazu vorgesehen, ein Werkzeug 10 unmittelbar nach einem Ausspannvorgang aufzunehmen und/oder zu greifen. Die Werkzeuggreifereinheit 28 weist einen Werkzeuggreifer 126 auf. Der Werkzeuggreifer 126 ist dazu vorgesehen, ein Werkzeug 10 aus einer Werkzeugaufnahme 12 zu entnehmen. Die Werkzeuggreifereinheit 28 weist ein Positionierungselement 130 auf. Das Positionierungselement 130 ist dazu vorgesehen, eine Werkzeugaufnahme 12 relativ zu der Werkzeuggreifereinheit 28, insbesondere dem Werkzeuggreifer 126, zu halten. Dadurch kann vorteilhaft ein Auffinden einer räumlichen Position des Werkzeugs 10 durch den Werkzeuggreifer 126 erleichtert werden. Die Werkzeuggreifereinheit 28 weist einen Hubmechanismus 134 auf. Der Hubmechanismus 134 ist dazu vorgesehen, den Werkzeuggreifer 126 räumlich, insbesondere vertikal, zu positionieren. Die Werkzeuggreifereinheit 28 ist mittels einer Schiene 132 der Ausspannstation 24, insbesondere horizontal, beweglich gelagert. Die Schiene 132 ist auf einer Oberseite 140 der Grundeinheit 144 der Ausspannstation 24 angeordnet. Die Ausspannstation 24 weist eine Werkzeuggreifersteuereinheit 196 auf. Die Werkzeuggreifersteuereinheit 196 ist einstückig mit der Ausspannsteuereinheit 136 ausgebildet. Die Ausspannstation 24 weist ein Werkzeugablageelement 138 auf. Das Werkzeugablageelement 138 ist zu einer Aufnahme, insbesondere ausgespannter Werkzeuge 10, vorgesehen. Die Ausspannstation 24 weist eine Erkennungseinheit 66 auf. Die Ausspannstation 24 weist ein Erkennungselement 150 auf. Das Erkennungselement 150 ist als ein Temperatursensor 152 ausgebildet. Die Erkennungseinheit 66 ist dazu vorgesehen, eine Temperatur einer Werkzeugaufnahme 12, welche sich insbesondere in der Aufnahme 146 der Ausspannstation 24 befindet mittels des Erkennungselements 150 zu erkennen. Mittels der detektierten Temperatur kann vorteilhaft bestimmt werden, ob eine Temperatur einer Werkzeugaufnahme 12 hoch genug für eine Entnahme eines Werkzeugs 10 aus der Werkzeugaufnahme 12 ist. Die Erkennungseinheit 66 ist teilweise einstückig mit der Ausspannsteuereinheit 136 ausgebildet. Dadurch kann vorteilhaft eine Entnahme eines Werkzeugs 10 aus einer Werkzeugaufnahme 12 durch den Werkzeuggreifer 126 bei einem Ausspannvorgang beschleunigt werden, wodurch vorteilhaft ein ungewolltes Wiedereinspannen durch ein Abkühlen der Werkzeugaufnahme 12 unterbunden werden kann. Der Roboter 14 ist dazu vorgesehen, mittels der Robotersteuereinrichtung 52 Werkzeuge 10 von dem Werkzeuggreifer 126 zu dem Werkzeugablageelement 138 zu transportieren.
  • Bei einem Ausspannvorgang wird zunächst eine Werkzeugaufnahme 12 mit einem darin eingespannten Werkzeug 10 in die Aufnahme 146 der Ausspannstation 24 eingesetzt. Durch das Einsetzen wird der Drückmechanismus 26 aktiviert und das Drückelement 62 in Aufstellungsrichtung nach unten gedrückt. Dabei spannt sich das Krafterzeugungselement 64. Mittels der Ausspannsteuereinheit 136 wird die Induktionsheizeinheit 42 nach unten gefahren und dabei über einen Bereich der Werkzeugaufnahme 12, welcher das Werkzeug 10 hält, gestülpt. Mittels Erhitzen weitet sich der Bereich der Werkzeugaufnahme 12, welcher das Werkzeug 10 hält, auf. Durch das Aufweiten lockert sich die Haltekraft, die das Werkzeug 10 hält. Wenn die Druckkraft des Krafterzeugungselements 64 die Haltekraft übersteigt, schiebt das Drückelement 62 das Werkzeug 10 in Richtung der Druckkraft aus der Werkzeugaufnahme 12. Das Drückelement 62 ist so konstruiert, dass es das Werkzeug 10 nicht vollständig aus der Werkzeugaufnahme 12 schiebt. Dadurch kann vorteilhaft ein Herunterfallen und eine damit für den Roboter 14 unauffindbare Delokalisierung vermieden werden. Die beweglich gelagerte Werkzeuggreifereinheit 28 fährt über die Schiene 132 der Ausspannstation 24 an das Werkzeug 10 heran und greift das Werkzeug 10 mittels des Werkzeuggreifers 126. Anschließend hebt der Hubmechanismus 134 das Werkzeug 10 an und entfernt es aus der Werkzeugaufnahme 12. Der Werkzeuggreifer 126 mit dem Werkzeug 10 entfernt sich in horizontaler Richtung von der leeren Werkzeugaufnahme 12. Anschließend übergibt der Werkzeuggreifer 126 das Werkzeug 10 an den Roboter 14. Der Roboter 14 legt das Werkzeug 10 in dem Werkzeugablageelement 138 ab.
  • Die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation weist eine Be- und/oder Entladeeinheit 30 auf. Die Be- und/oder Entladeeinheit 30 ist dazu vorgesehen, definierte Aufnahmebereiche für Werkzeugaufnahmen 12 und/oder Werkzeuge 10 auszubilden. Die Be- und/oder Entladeeinheit 30 weist mehrere Be- und/oder Entlademodule 32 auf. Das Be- und/oder Entlademodul 32 ist beweglich gelagert. Das Be- und/oder Entlademodul 32 ist als ein Bereitstellwagen 40 ausgebildet (vgl. 3). Das Be- und/oder Entlademodul 32 weist Räder 94 zu einer beweglichen Lagerung auf. Das Be- und/oder Entlademodul 32 weist einen Griff 98 auf. Der Griff 98 ist zu einem manuellen Verschieben des Be- und/oder Entlademoduls 32 vorgesehen. Das Be- und/oder Entlademodul 32 weist zwei beweglich gelagerte Ablageelemente 34 auf. Alternativ weist das Be-und/oder Entlademodul 32 ein einzelnes beweglich gelagertes Ablageelement 34 oder eine zwei übersteigende Zahl an beweglich gelagerten Ablageelementen 34 auf. Das Ablageelement 34 ist zu einer Ablage zumindest eines Werkzeugs 10 und/oder zumindest einer Werkzeugaufnahme 12 vorgesehen. Das Ablageelement 34 weist Aufnahmestellen 68 auf. Die Aufnahmestellen 68 bilden definierte Aufnahmebereiche für Werkzeugaufnahmen 12 und/oder Werkzeuge 10 aus.
  • Das Be- und/oder Entlademodul 32 weist eine Be- und/oder Entladeposition 38 auf. Das Be- und/oder Entlademodul 32 weist einen Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus 84 auf. Der Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus 84 umfasst einen Verriegelungshebel 72. Ein Betätigen, insbesondere Drehen, des Verriegelungshebels 72 bewirkt eine Verriegelung und/oder Entriegelung der beweglichen Lagerung des Ablageelements 34. Der Verriegelungshebel 72 ist an einer in der Be- und/oder Entladeposition 38 dem Roboter 14 zugewandten Seite des Ablageelements 34 angeordnet. Die Be- und/oder Entladeposition 38 ist als eine Position ausgebildet, in welcher der Roboter 14 ungehinderten Zugriff auf in dem Be- und/oder Entlademodul 32 gelagerte Werkzeuge 10 und/oder Werkzeugaufnahmen 12 und/oder auf den Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus 84 des Be- und/oder Entlademoduls 32 hat. Die Erfassungseinheit 20 des Roboters 14 ist dazu vorgesehen, den Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus 84, insbesondere mittels einer Bilderkennung durch die Steuereinheit 58, zu erkennen. Der Roboter 14 ist dazu vorgesehen, den Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus 84 mechanisch zu betätigen. Der Roboter 14 ist dazu vorgesehen, den Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus 84 mittels des ersten Greifers 100 oder des zweiten Greifers 102 zu entriegeln und/oder zu verriegeln.
  • Der Roboter 14 ist dazu vorgesehen, das Ablageelement 34 in einer von einer Grundposition 80 des Ablageelements 34 verschiedenen Entnahmeposition 82 des Ablageelements 34 zu positionieren. Die Positionierung dient zu einer Ermöglichung einer Entnahme von Werkzeugen 10 durch den Roboter 14 aus dem Ablageelement 34, welches sich in der Entnahmeposition 82 befindet. Die Grundposition 80 umfasst eine vollständig innerhalb eines Rahmens 160 des Be- und/oder Entlademoduls 32 befindliche Position des Ablageelements 34. Die Entnahmeposition 82 umfasst eine teilweise außerhalb des Rahmens 160 befindliche Position des Ablageelements 34. Der Roboter 14 ist dazu vorgesehen, mittels der Robotersteuereinrichtung 52 die Be- und/oder Entladeeinheit 30, insbesondere die Be- und/oder Entlademodule 32, zu beladen und/oder zu entladen.
  • Die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation weist eine Verankerungseinheit 36 auf. Die Verankerungseinheit 36 dient zu einer Fixierung der Be- und/oder Entlademodule 32 in Be- und/oder Entladepositionen 38. Die Verankerungseinheit 36 weist eine Mehrzahl von Verankerungsmodulen 156 auf. Jedes Verankerungsmodul 156 dient zu einer Fixierung eines Be- und/oder Entlademoduls 32 in einer Be- und/oder Entladeposition 38. Das Be- und/oder Entlademodul 32 weist ein Verankerungsgegenstück 158 auf. Das Verankerungsgegenstück 158 ist dazu vorgesehen, das Be-und/oder Entlademodul 32 in der Verankerungseinheit 36, insbesondere in einem Verankerungsmodul 156, zu verankern.
  • Die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation weist eine Schutzumhausung 86 auf. Die Schutzumhausung 86 ist um die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation umlaufend ausgebildet. Die Schutzumhausung 86 ist teilweise überdacht. Die Schutzumhausung 86 ist dazu vorgesehen, einen Personenzugang zu einem Innenbereich 162 der automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation während eines Betriebs des Roboters 14 zu unterbinden. Die Schutzumhausung 86 ist insbesondere zumindest teilweise aus einer Plastik- und/oder Metallaufstellwand ausgebildet. Die Schutzumhausung 86 weist eine vertikale Erstreckung 164 auf, welche mehr als mannshoch, vorzugsweise über 2 m hoch ist. Die Schutzumhausung 86 ist frei von einer, insbesondere horizontalen, Deckenwand. Die Schutzumhausung 86 weist eine Mehrzahl von Zugängen 76 auf. Die Zugänge 76 ermöglichen einen Zugang zu dem Innenbereich 162 für eine Wartung und/oder Reparatur zumindest eines Teils der automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation.
  • Die Schutzumhausung 86 weist eine Schleuseneinheit 88 auf. Die Schleuseneinheit 88 ist dazu vorgesehen, eine Auswechslung einer innerhalb der Schutzumhausung 86 verordneten Be- und/oder Entladeeinheit 30 zu erlauben. Die Schleuseneinheit 88 weist eine Mehrzahl an Schleusen 96 auf. Jede Schleuse 96 erlaubt einen Zugriff auf ein zugehöriges Be- und/oder Entlademodul 32. Die Schutzumhausung 86 ist zumindest im Bereich einer Schleuse 96 überdacht. Die Schleuseneinheit 88 weist eine Schleusensteuereinheit 78 auf. Die Schleusensteuereinheit 78 ist dazu vorgesehen, einen Betrieb des Roboters 14 in Abhängigkeit von einem Öffnungszustand der Schleuseneinheit 88 zu steuern und/oder zu unterbrechen. Die Schleusensteuereinheit 78 stoppt einen Zugriff des Roboters 14 auf ein Be- und/oder Entlademodul 32, dessen zugehörige Schleuse 96 geöffnet ist.
  • Die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation weist eine Reinigungseinheit 90 auf. Die Reinigungseinheit 90 ist zu einer Reinigung von Werkzeugen 10 und/oder von Werkzeugaufnahmen 12 vorgesehen. Die Reinigungseinheit 90 weist Tauchbäder 166 auf. Zu einer Reinigung eines Werkzeugs 10 und/oder einer Werkzeugaufnahme 12 legt der Roboter 14 das Werkzeug 10 und/oder die Werkzeugaufnahme 12 in das Tauchbad 166. Die Reinigungseinheit 90 weist eine Förderanlage 168 zu einem Transport von Werkzeugen 10 und/oder Werkzeugaufnahmen 12 auf. Nach einem Reinigungsvorgang hebt die Förderanlage 168 das Werkzeug 10 und/oder die Werkzeugaufnahme 12 aus dem Tauchbad 166 heraus. Die Förderanlage 168 transportiert das Werkzeug 10 und/oder die Werkzeugaufnahme 12 an eine Aufnahmestelle 170, von der aus der Roboter 14 das Werkzeug 10 und/oder die Werkzeugaufnahme 12 aufnehmen kann. Der Roboter 14 ist dazu vorgesehen, Werkzeuge 10 und/oder Werkzeugaufnahmen 12 von der Aufnahmestelle 170 aufzunehmen. Vorzugsweise weist die Reinigungseinheit 90 eine Trocknungsstation 206 auf. Die Trocknungsstation 206 ist dazu vorgesehen, eine Werkzeugaufnahme 12 nach einem Reinigungsvorgang zu trocknen. Während einem Trocknungsvorgang in der Reinigungseinheit 90 können sich Werkzeugaufnahmen 12, insbesondere bis auf 60°C, aufheizen. Die Reinigungseinheit 90 weist einen Kühlbereich 204 auf. Der Kühlbereich 204 der Reinigungseinheit 90 ist dazu vorgesehen, eine Kühlung von Werkzeugaufnahmen 12 auf Zimmertemperatur und/oder eine Äquilibrierung einer Temperatur der Werkzeugaufnahme 12 mit der Umgebungstemperatur zu erlauben. Vorzugsweise erfolgt die Kühlung und/oder die Äquilibrierung mittels eines aktiven Kühlelements (nicht gezeigt).
  • Die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation weist eine Konservierungseinheit 92 auf. Die Konservierungseinheit 92 ist zu einer konservierenden Behandlung von Werkzeugen 10 und/oder Werkzeugaufnahmen 12 vorgesehen. Die Konservierungseinheit 92 weist Konservierungstauchbäder 172 auf. Zu einer Konservierung eines Werkzeugs 10 und/oder einer Werkzeugaufnahme 12 legt der Roboter 14 das Werkzeug 10 und/oder die Werkzeugaufnahme 12 in das Konservierungstauchbad 172. Die Konservierungseinheit 92 weist eine weitere Förderanlage 174 zu einem Transport von Werkzeugen 10 und/oder Werkzeugaufnahmen 12 auf. Nach einem Konservierungsvorgang hebt die weitere Förderanlage 174 das Werkzeug 10 und/oder die Werkzeugaufnahme 12 aus dem Konservierungstauchbad 172 heraus. Die weitere Förderanlage 174 transportiert das Werkzeug 10 und/oder die Werkzeugaufnahme 12 an eine weitere Aufnahmestelle 176, von der aus der Roboter 14 das Werkzeug 10 und/oder die Werkzeugaufnahme 12 aufnehmen kann. Der Roboter 14 ist dazu vorgesehen, Werkzeuge 10 und/oder Werkzeugaufnahmen 12 von der weiteren Aufnahmestelle 176 aufzunehmen. Während einem Konservierungsvorgang in der Konservierungseinheit 92 können sich Werkzeugaufnahmen 12, insbesondere bis auf 60°C, aufheizen. Die Konservierungseinheit 92 weist einen Kühlbereich 118 auf. Der Kühlbereich 118 der Konservierungseinheit 92 ist dazu vorgesehen, eine Kühlung von Werkzeugaufnahmen 12 auf Zimmertemperatur und/oder eine Äquilibrierung einer Temperatur der Werkzeugaufnahme 12 mit der Umgebungstemperatur zu erlauben. Vorzugsweise erfolgt die Kühlung und/oder die Äquilibrierung mittels eines aktiven Kühlelements (nicht gezeigt).
  • Die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation weist ein Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgerät 50 auf. Das Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgerät 50 dient zu einer berührungslosen Vermessung eines Werkzeugs 10 in einer Werkzeugaufnahme 12. Das Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgerät 50 dient zu einer automatischen Vermessung eines Werkzeugs 10 und/oder einer Werkzeugaufnahme 12. Das Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgerät 50 ist teilweise einstückig mit der Einschrumpfstation 46 ausgebildet.
  • Bei einem Verfahren zum Betrieb einer automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation zu einem Einstellen und/oder Messen von Werkzeugen 10 in einer Werkzeugaufnahme 12, wird in zumindest einem Verfahrensschritt 178 die Fixierstation 18 zu einem Ein- und/oder Ausspannen von dem Werkzeug 10 in der Werkzeugaufnahme 12 von dem Roboter 14 bedient, insbesondere beladen und/oder entladen. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 180 wird das Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgerät 50 von dem Roboter 14 bedient, insbesondere beladen und/oder entladen. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 182 wird die Be- und/oder Entladeeinheit 30 von dem Roboter 14 bedient, insbesondere beladen und/oder entladen. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 184 wird die Kühlstation 48 von dem Roboter 14 bedient. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 186 wird die Einspannstation 22 von dem Roboter 14 bedient, insbesondere beladen und/oder entladen. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 188 wird die Ausspannstation 24 von dem Roboter 14 bedient, insbesondere beladen und/oder entladen. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 190 wird der Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus 84 von dem Roboter 14 bedient. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 192 wird die Konservierungseinheit 92 von dem Roboter 14 bedient, insbesondere beladen und/oder entladen. In zumindest einem weiteren Verfahrensschritt 194 wird die Reinigungseinheit 90 von dem Roboter 14 bedient, insbesondere beladen und/oder entladen.
  • Bezugszeichenliste
    • 10
    Werkzeug
    12
    Werkzeugaufnahme
    14
    Roboter
    16
    Schrumpfstation
    18
    Fixierstation
    20
    Erfassungseinheit
    22
    Einspannstation
    24
    Ausspannstation
    26
    Drückmechanismus
    28
    Werkzeuggreifereinheit
    30
    Be- und/oder Entladeeinheit
    32
    Be- und/oder Entlademodul
    34
    Ablageelement
    36
    Verankerungseinheit
    38
    Be- und/oder Entladeposition
    40
    Bereitstellwagen
    42
    Induktionsheizeinheit
    44
    Ausschrumpfstation
    46
    Einschrumpfstation
    48
    Kühlstation
    50
    Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgerät
    52
    Robotersteuereinrichtung
    54
    Robotersteuereinheit
    56
    Greifereinheit
    58
    Steuereinheit
    60
    Außenform
    62
    Drückelement
    64
    Krafterzeugungselement
    66
    Erkennungseinheit
    68
    Aufnahmestelle
    70
    Robotergelenk
    72
    Verriegelungshebel
    74
    Erkennungsmodul
    76
    Zugang
    78
    Schleusensteuereinheit
    80
    Grundposition
    82
    Entnahmeposition
    84
    Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus
    86
    Schutzumhausung
    88
    Schleuseneinheit
    90
    Reinigungseinheit
    92
    Konservierungseinheit
    94
    Rad
    96
    Schleuse
    98
    Griff
    100
    Erster Greifer
    102
    Zweiter Greifer
    104
    Umgreifstation
    106
    Grundeinheit
    108
    Handhabungseinrichtung
    110
    Roboterarm
    112
    Oberseite
    114
    Greiferöffnung
    116
    Greiferöffnung
    118
    Kühlbereich
    120
    Kühlglocke
    122
    Taktiler Sensor
    124
    Dorn
    126
    Werkzeuggreifer
    128
    Turm
    130
    Positionierungselement
    132
    Schiene
    134
    Hubmechanismus
    136
    Ausspannsteuereinheit
    138
    Werkzeugablageelement
    140
    Oberseite
    142
    Schiene
    144
    Grundeinheit
    146
    Aufnahme
    148
    Torsionsfeder
    150
    Erkennungselement
    152
    Temperatursensor
    154
    Futter
    156
    Verankerungsmodul
    158
    Verankerungsgegenstück
    160
    Rahmen
    162
    Innenbereich
    164
    Erstreckung
    166
    Tauchbad
    168
    Förderanlage
    170
    Aufnahmestelle
    172
    Konservierungstauchbad
    174
    Weitere Förderanlage
    176
    Weiterer Aufnahmestelle
    178
    Verfahrensschritt
    180
    Verfahrensschritt
    182
    Verfahrensschritt
    184
    Verfahrensschritt
    186
    Verfahrensschritt
    188
    Verfahrensschritt
    190
    Verfahrensschritt
    192
    Verfahrensschritt
    194
    Verfahrensschritt
    196
    Werkzeuggreifersteuereinheit
    198
    Bedienerschnittstelle
    200
    Sensoreinheit
    202
    Rotationseinheit
    204
    Kühlbereich
    206
    Trocknungsstation

Claims (20)

  1. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation, insbesondere zu einem Einstellen und/oder Messen zumindest eines Werkzeugs (10) in zumindest einer Werkzeugaufnahme (12), mit zumindest einem Roboter (14) und mit zumindest einer Fixierstation (18) zu einem Ein- und/oder Ausspannen von zumindest einem Werkzeug (10) in zumindest einer Werkzeugaufnahme (12).
  2. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierstation (18) als Schrumpfstation (16) ausgebildet ist.
  3. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (14) zumindest dazu vorgesehen ist, die Fixierstation (18) zu be- und/oder entladen.
  4. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (14) eine Erfassungseinheit (20) aufweist, welche zumindest dazu vorgesehen ist, zumindest eine räumliche Position eines Werkzeugs (10) und/oder einer Werkzeugaufnahme (12) zu erfassen.
  5. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierstation (18) eine Einspannstation (22) und eine Ausspannstation (24) aufweist, welche getrennt von der Einspannstation (22) ausgebildet ist.
  6. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (20) des Roboters (14) zumindest dazu vorgesehen ist, ein Verkanten eines Werkzeugs (10) bei einem Einspannvorgang in der Einspannstation (22) taktil zu erfassen.
  7. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach einem der Ansprüche 4 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (20) des Roboters (14) dazu vorgesehen ist, zumindest eine Fertigungstoleranz einer Werkzeugaufnahme (12) taktil zu erkennen.
  8. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausspannstation (24) einen Drückmechanismus (26) aufweist, der dazu vorgesehen ist eine Druckkraft auf ein in einer Werkzeugaufnahme (12) eingespanntes Werkzeug (10) auszuüben, welche einer das Werkzeug (10) in der Werkzeugaufnahme (12) fixierenden Haltekraft der Werkzeugaufnahme (12) zumindest teilweise entgegenwirkt.
  9. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierstation (18) eine Werkzeuggreifereinheit (28) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest ein Werkzeug (10) unmittelbar nach einem Ausspannvorgang aufzunehmen.
  10. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Be- und/oder Entladeeinheit (30), mit zumindest einem Be- und/oder Entlademodul (32), welches zumindest ein beweglich gelagertes Ablageelement (34) zu einer Ablage zumindest eines Werkzeugs (10) und/oder zumindest einer Werkzeugaufnahme (12) aufweist.
  11. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch zumindest eine Verankerungseinheit (36) zu einer Fixierung zumindest eines Be- und/oder Entlademoduls (32) in einer Be- und/oder Entladeposition (38).
  12. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (14) dazu vorgesehen ist, das Ablageelement (34) in einer von einer Grundposition (80) des Ablageelements (34) verschiedenen Entnahmeposition (82) des Ablageelements (34) zu einer Entnahme von Werkzeugen (10) zu positionieren.
  13. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboter (14) zumindest dazu vorgesehen ist, einen Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus (84) der Be- und/oder Entladeeinheit (30) mechanisch zu betätigen.
  14. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation zumindest nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinheit (20) des Roboters (14) dazu vorgesehen ist, zumindest einen Ent- und/oder Verriegelungsmechanismus (84) zu erkennen.
  15. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine zumindest im Wesentlichen um die automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation umlaufende Schutzumhausung (86), welche dazu vorgesehen ist, einen Personenzugang während eines Betriebs zumindest des Roboters (14) zu unterbinden.
  16. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzumhausung (86) eine Schleuseneinheit (88) aufweist, welche dazu vorgesehen ist, zumindest eine Auswechslung zumindest eines Teils zumindest einer zumindest teilweise innerhalb der Schutzumhausung (86) verordneten Be- und/oder Entladeeinheit (30) zu erlauben.
  17. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine Reinigungseinheit (90) zu einer Reinigung von Werkzeugen (10) und/oder von Werkzeugaufnahmen (12).
  18. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Konservierungseinheit (92) zu einer konservierenden Behandlung von Werkzeugen (10) und/oder Werkzeugaufnahmen (12).
  19. Automatisierte Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessgerät (50) zu einer berührungslosen Vermessung zumindest eines Werkzeugs (10) in einer Werkzeugaufnahme (12).
  20. Verfahren zum Betrieb einer automatisierten Werkzeugeinstell- und/oder Werkzeugmessstation, insbesondere zu einem Einstellen und/oder Messen von Werkzeugen (10) in einer Werkzeugaufnahme (12), insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit zumindest einem Roboter (14) und mit zumindest einer Fixierstation (18), insbesondere zu einem Ein- und/oder Ausspannen von zumindest einem Werkzeug (10) in zumindest einer Werkzeugaufnahme (12), welche von dem Roboter (14) bedient wird.
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