DE102017125298A1 - Verfahren zum Rüsten und zum Betrieb einer Werkzeugmaschine - Google Patents

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Abstract

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb und zum Rüsten der Werkzeugmaschine (10) wird das Einsatzspektrum der Werkzeugmaschine (10) ohne Vergrößerung der Kapazität des Werkzeugmagazins (15) und insbesondere ohne bauliche Änderung desselben auf den Einsatz von Werkzeugen erweitert, deren Betrieb mit einem Winkelkopf (22) vorgesehen ist. Der Winkelkopf und ein oder mehrere ihm zugeordnete Werkzeuge werden auf einer Werkzeugpalette angeordnet, die wie eine Werkstückpalette mit dem Palettenwechsler in Bearbeitungsposition und aus dieser heraus gefahren wird. Das Einwechseln des Winkelkopfs kann im Pick-Up-Verfahren oder mittels des Werkzeugreifers (16) erfolgen. Das Einwechseln der Werkzeuge (25, 26) in den Winkelkopf (22) erfolgt im Pick-Up-Verfahren.

Description

  • Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Rüsten und zum Betrieb einer Werkzeugmaschine, insbesondere eines Bearbeitungszentrums.
  • Werkzeugmaschinen, insbesondere Bearbeitungszentren, weisen in der Regel einen Werkzeugwechsler auf, über den die Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugmagazin verbunden ist. Dem Bearbeitungsablauf entsprechend setzt der Werkzeugwechsler Werkzeuge in die Arbeitsspindel ein und führt andere Werkzeuge aus der Arbeitsspindel heraus, so dass an einem Werkstück Bearbeitungsvorgänge mit verschiedenen Werkzeugen durchgeführt werden können.
  • Ein mit einem Werkzeugmagazin verbundenes Bearbeitungszentrum ist beispielsweise aus der DE 197 08096 A1 bekannt. Das dort genutzte Werkzeugmagazin umfasst mehrere übereinander angeordnete kreisförmige Werkzeugscheiben und bildet dadurch einen turmartigen Werkzeugspeicher. Dieser auch als Trommelspeicher bezeichnete Werkzeugspeicher ist zusammen mit mehreren Werkstückhaltern auf einem Drehtisch angeordnet, so dass der Trommelspeicher bei Bedarf in dem Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine und aus diesem herausgefahren werden kann. Ist der Trommelspeicher in den Arbeitsbereich gefahren, kann die Arbeitsspindel Werkzeuge oder Werkzeughalter im Pick-Up-Verfahren übernehmen oder ablegen.
  • Die DE 37 07 318 A1 beschreibt eine flexible Fertigungseinrichtung mit mehreren nebeneinander achsparallel stehenden Bearbeitungsmaschinen. Diese sind über ein Palettentransportsystem miteinander verkettet. Das Palettentransportsystem dient sowohl dem Transport von Werkstückpaletten als auch dem Transport von Werkzeugpaletten, so dass Werkzeuge aus einem fernstehenden Magazin an die Bearbeitungsmaschinen herangeführt werden können.
  • Obwohl Bearbeitungszentren der bekannten Art zu vielseitigen Bearbeitungsvorgängen eingesetzt werden können, weil verschiedene Werkzeuge in die Arbeitsspindel überführbar sind und weil die jeweilige Arbeitsspindel linear und in einigen Fällen auch schwenkbar beweglich ist, gibt es doch Bearbeitungsvorgänge, die außerhalb des Spektrums der so gegebenen Möglichkeiten liegen.
  • Deswegen ist mit der DE 10 2006 020 895 A1 für die Bearbeitung von Ausgleichsgehäusen vorgeschlagen worden, auf einer Werkstückpalette zugleich ein Schneidwerkezug vorzusehen, das von einem Dorn aufgenommen werden kann, der von einem mit der Arbeitsspindel gekuppelten Werkzeughalter gehalten ist.
  • Obwohl damit eine Lösung für den Spezialfall der Innenbearbeitung von Ausgleichsgehäusen geschaffen ist, existiert doch ein erhebliches Spektrum weiterer Bearbeitungsvorgänge, die Zusatzeinrichtungen an dem Bearbeitungszentrum erfordern, wie beispielsweise Winkelköpfe. Bei der Verwendung von Winkelköpfen können Probleme wegen der Ausrichtung der an dem Winkelkopf vorgesehenen Spindel entstehen, die sich von der Ausrichtung der Arbeitsspindel unterscheidet. Die Spindel des Winkelkopfs ist deswegen von Werkzeuggreifern des maschineneigenen Werkzeugwechselsystems nicht erreichbar. Außerdem können die Werkzeughalteraufnahmen des Winkelkopfs andere Maße aufweisen als die Halteraufnahmen der Arbeitsspindel. Die entsprechend kleineren Werkzeughalter für Werkzeuge des Winkelkopfs können von dem Greifer des maschineneigenen Werkzeugwechselsystems in der Regel nicht gefasst werden.
  • Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich ein Bearbeitungszentrum, auch unter Einschluss von Winkelköpfen, effizient betreiben lässt. Insbesondere sollen manuelle Eingriffe zum Werkezugwechsel vollkommen überflüssig werden.
  • Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren nach Anspruch 1 sowie mit einem Palettensystem nach Anspruch 10 gelöst:
  • Das erfindungsgemäße Verfahren nutzt zum Rüsten der Werkzeugmaschine, insbesondere des Bearbeitungszentrums, mindestens eine Werkzeugpalette, die wie eine Werkstückpalette auf dem Rüstplatz der Werkzeugmaschine angeordnet und mittels des gleichen Transportmittels wie auch die Werkstückpalette in Bearbeitungsposition überführt werden kann. Auf der Werkzeugpalette sind mindestens ein Winkelkopf und mindestens ein für den Winkelkopf vorgesehenes, gegebenenfalls mit einem Werkzeughalter versehenes Werkzeug angeordnet. Der Winkelkopf weist mindestens eine Werkzeughalteraufnahme auf und ist in die Werkzeughalteraufnahme der Arbeitsspindel einsetzbar. Prinzipiell kann sich in einer oder mehreren Werkzeughalteraufnahmen des Winkelkopfs bereits ein Werkzeug oder ein mit einem Werkzeug versehener Werkzeughalter befinden. Der auf der Werkzeugpalette angeordnete Winkelkopf kann jedoch auch unbestückt sein.
  • Unter einem Winkelkopf wird insbesondere eine Baueinheit verstanden, die ein Gehäuse aufweist, in dem ein Getriebe, insbesondere ein z.B. über- oder untersetzendes Getriebe mit einer Eingangswelle und mindestens einer Ausgangswelle angeordnet ist, die vorzugsweise in einem Winkel zueinander stehen und/oder gegen einander versetzt angeordnet sind und/oder mit unterschiedlichen Drehzahlen laufen. Die Eingangswelle ist dazu eingerichtet, mit einer an der Arbeitsspindel vorgesehenen Werkzeughalteraufnahme drehfest lösbar gekuppelt zu werden. Die Ausgangswelle ist mit einer Werkzeughalteraufnahme versehen, die zur lösbaren drehfesten Kupplung mit einem Werkzeughalter eingerichtet ist. Das Gehäuse ist mit einem Spindelgehäuse drehfest lösbar kuppelbar.
  • Bei der Durchführung des Verfahrens wird die Werkzeugpalette in Bearbeitungsposition und aus dieser heraus der Winkelkopf in die Arbeitsspindel überführt. Sobald der Winkelkopf mit der Arbeitsspindel gekuppelt ist, kann durch gesteuerte Relativbewegung zwischen der Arbeitsspindel und der Werkzeugpalette das gewünschte Werkzeug bzw. der Werkzeughalter des gewünschten Werkzeugs in den Winkelkopf, genau genommen in die Werkzeughalteraufnahme desselben, eingesetzt werden. Währenddessen kann auf dem Rüstplatz die Palette mit dem Werkstück angeordnet werden. Durch Ausfahren der Werkzeugpalette aus dem Arbeitsraum und Einfahren der Werkstückpalette in den Bearbeitungsplatz ist die Werkzeugmaschine betriebsfähig.
  • Nach Bearbeitung des Werkstücks mit dem Winkelkopf wird die Werkstückpalette aus dem Arbeitsraum heraus und Werkzeugpalette in den Arbeitsraum hinein verfahren, wonach z.B. der in der Arbeitsspindel gehaltene Winkelkopf im Pick-Up-Verfahren das Werkzeug auf der Werkzeugpalette ablegt und ein anderes Werkzeug aufnimmt. Wenn hingegen keine weitere Bearbeitung mit dem Winkelkopf durchzuführen ist, werden zunächst der im Winkelkopf befindliche Werkzeughalter und dann der Winkelkopf an die Werkzeugpalette übergeben. Das maschineneigene Werkzeugwechselsystem kann nun ein Werkzeug aus dem Werkzeugmagazin des Bearbeitungszentrums in die Arbeitsspindel einsetzen, wonach oder währenddessen die Werkzeugpalette aus dem Arbeitsraum heraus und die Werkstückpalette, oder auch eine andere Werkstückpalette, in den Arbeitsraum eingefahren wird, um eine Bearbeitung an dem jeweiligen Werkstück mittels eines Werkzeugs aus dem Werkzeugmagazin durchzuführen.
  • Die Überführung des Winkelkopfs in die Arbeitsspindel kann mittels eines Greifers, insbesondere mittels des maschineneigenen Werkzeuggreifers, geschehen, der sonst zur Handhabung der im Werkzeugmagazin gehaltenen Werkzeuge dient. Es ist aber auch möglich, den Winkelkopf durch die Arbeitsspindel im Pick-Up-Verfahren aufzunehmen, bei dem die Arbeitsspindel so an die Werkzeugpalette herangeführt wird, dass die Kupplungshälfte des Werkzeughalters, die typischerweise ein Hohlschaftkegel (HSK) ist, in eine entsprechende Werkzeughalteraufnahme der Arbeitsspindel einfährt und dort arretiert wird. Vorzugsweise ist der Winkelkopf so ausgeführt, dass die von ihm aufzunehmenden Werkzeughalter automatisch gespannt und gelöst werden können. Es bedarf deswegen keines Greifers zur Überführung der Werkzeuge von der Werkzeugpalette in den Winkelkopf und von dem Winkelkopf in die Werkzeugpalette. Dadurch ist es auch möglich, Werkzeuge oder Werkzeughalter in den Winkelkopf einzusetzen, die nicht in den Greifer passen. Z.B. kann der Greifer für Werkzeughalter mit einem gegebenen Nennmaß (z.B. HSK 100) vorgesehen sein, während die in den Winkelkopf einzusetzenden Werkzeuge oder Werkzeughalter ein anderes Nennmaß (z.B. HSK 63, HSK 50, HSK40, HSK 32 aufweisen).
  • Vorzugsweise werden auf der Werkzeugpalette ausschließlich Werkzeuge, nicht aber Werkstücke angeordnet. Insbesondere können auf der Werkzeugpalette ein oder mehrere Winkelköpfe sowie ein oder mehrere zum Betrieb in dem Winkelkopf vorgesehene Werkzeuge bzw. Werkzeughalter angeordnet sein. Jeder Winkelkopf kann ein oder auch mehrere Werkzeughalteraufnahmen aufweisen, die in unterschiedlichen Positionen und/oder Ausrichtungen an dem Winkelkopf angeordnet sein können.
  • Auf der Werkstückpalette werden hingegen vorzugsweise keinerlei Werkzeuge angeordnet. Möglich ist im Rahmen der Benutzung der Erfindung jedoch auch die zusätzliche Verwendung von Werkzeugpaletten mit gemischter Bestückung wie beispielsweise aus der DE 10 2006 020 895 A1 bekannt.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren gestattet es, bei bestimmten Bearbeitungsprozessen notwendige sogenannte Winkelköpfe in die Arbeitsspindel der Werkzeugmaschine, insbesondere des Bearbeitungszentrums, einzuwechseln. Durch Winkelköpfe können Werkzeuge in eine räumliche Lage gebracht werden, die bei Einspannung des betreffenden Werkzeugs direkt in die Arbeitsspindel häufig nicht erreicht werden kann. Die Winkelköpfe können typischerweise aufgrund ihrer Größe und/oder Form nicht direkt in Werkzeugmagazinen einer Werkzeugmaschine, insbesondere eines Bearbeitungszentrums abgelegt werden. Dies trifft insbesondere auf Kettenmagazine und Scheibenmagazine zu. Wenn die Winkelköpfe dennoch in dem Werkzeugmagazin abgelegt werden, zum Beispiel in einem zusätzlichen, speziell für diesen Zweck angepassten Werkzeugmagazin, so ist üblicherweise in jedem Winkelkopf bereits ein bestimmtes Werkzeug angeordnet. Werden verschiedene Werkzeuge für die mit einem Winkelkopf auszuführende Bearbeitung benötigt, ist dann aber auch eine entsprechende Anzahl von Winkelköpfen bereitzustellen. Winkelköpfe sind jedoch relativ komplizierte, aufwendige und schwere Teile. Die Erfindung hilft diesem Umstand nun ab, indem ein oder mehrere Winkelköpfe auf einer Palette zusammen mit einer Anzahl gleicher oder verschiedener Werkzeuge abgelegt werden, die mit dem oder den Winkelköpfen zusammen verwendet werden sollen. Insbesondere kann die Anzahl der auf der Palette bereit gehaltenen Werkzeuge größer sein als die Anzahl der auf der Palette angeordneten Winkelköpfe.
  • Zum Rüsten eines nächsten zu bearbeitenden Werkstücks am Rüstplatz des Palettenwechslers kann gemäß einer Ausführungsform die Werkzeugpalette von dem Palettenwechsler entfernt werden. Es ist aber alternativ auch möglich, die Werkzeugpalette immer auf dem Palettenwechsler zu belassen. Dies gilt insbesondere, wenn der Palettenwechsler drei oder mehr Palettenaufnahmeplätze aufweist. Auf diese Weise können wenigstens zwei Palettenaufnahmeplätze für das gleichzeitige Rüsten und Bearbeiten von Werkstücken genutzt werden, während der dritte Palettenaufnahmeplatz für die Werkzeugpalette reserviert ist, um die zwischenzeitlich benötigten Winkelköpfe und Werkzeuge in die Arbeitsspindel zu überführen und aus dieser herauszunehmen.
  • Durch die Erfindung wird der Einsatz von Winkelköpfen in Bearbeitungszentren möglich, in denen Winkelköpfe, zum Beispiel aufgrund ihrer Größe oder ihres Gewichts, nicht im maschineneigenen Werkzeugmagazin abgelegt werden können. Die Erfindung vergrößert das Spektrum der möglichen Bearbeitungsvorgänge an einem Werkstück, ohne Änderung an der Maschine zu erfordern und es wird vermieden, dass die mit dem Winkelkopf ausgeführten Bearbeitungen in einer anderen Maschine bearbeitet werden müssen. Die Bearbeitung des Werkstücks in einer einzigen Aufspannung wird auf diese Weise garantiert, was zu Genauigkeitsverbesserungen führen kann. Die Erfindung eignet sich insbesondere für Bearbeitung mit langen Werkzeugeinsatzzeiten, bei denen die Spanzu-Span-Zeit, insbesondere zwischen Werkzeugen aus dem Maschinenmagazin und Werkzeugen von der Werkzeugpalette keine Rolle spielt.
  • Der Winkelkopf kann einen arbeitsspindelseitigen Anschluss und eine Werkzeughalteraufnahme aufweisen, die gleiche Nennmaße aufweisen. Z.B. kann arbeitsspindelseitig ein Hohlschaftkegel mit gegebenem Nenndurchmesser (z.B. HSK 100) vorgesehen sein, während die Werkzeughalteraufnahme des Winkelkopfs wenigstens zur Aufnahme eines Hohlschaftkegels gleichen Nennmaßes (z.B. HSK 100) oder auch zur Aufnahme eines Hohlschaftkegels mit kleinerem Nennmaß (z.B. HSK 63 oder andere) eingerichtet ist. Es ist auch möglich, an dem Winkelkopf eine oder mehrere anderweitige Werkzeugaufnahmen oder Werkzeughalteraufnahmen vorzusehen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend am Beispiel eines Bearbeitungszentrums unter Beiziehung der beigefügten Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
    • 1 ein Bearbeitungszentrum in sehr schematisierter Seitenansicht, in einer Ausgangssituation und
    • 2 bis 5 das Bearbeitungszentrum nach 1, in verschiedenen Bearbeitungssituationen.
  • In 1 ist eine Werkzeugmaschine 10 veranschaulicht, die beispielsweise als Bearbeitungszentrum ausgebildet ist. Die Werkzeugmaschine 10 weist eine Arbeitsspindel 11 mit einem Spindelgehäuse auf, in dem eine mit einer Halteraufnahme 12 versehene Welle drehbar gelagert ist, die mit einem Werkzeughalter eines Werkzeuges drehfest kuppelbar ist. Die Welle der Arbeitsspindel 11 ist drehend antreibbar, wobei entsprechende Antriebsmittel in 1 nicht veranschaulicht werden. Die Arbeitsspindel 11 ist relativ zu einem Werkstück bewegbar, beispielsweise in Vertikalrichtung (bei 13 in 1) und/oder in Querrichtung dazu sowie gegebenenfalls um eine Neigeachse 14 (in 1) schwenkbar.
  • Der Werkzeugmaschine 10 ist ein Werkzeugmagazin 15 zugeordnet, das in 1 lediglich schematisch angedeutet ist. Die gestrichelten Linien deuten die Mittelachsen von den in dem Werkzeugmagazin aufgenommenen Werkzeugen 28 an. Zum Transport der Werkzeuge 28 in die Arbeitsspindel 11, d.h. genau genommen, in die Halteaufnahme 12 und aus dieser heraus zur Rücküberführung in das Werkzeugmagazin 15 dient ein Werkzeuggreifer 16. Dieser ist dazu eingerichtet, Greifscheiben eines Werkzeughalters zu erfassen, den Werkzeughalter aus der Halteaufnahme 12 in einem kurzen Axialhub heraus oder in diese hinein zu führen sowie Werkzeuge aus der Position der Arbeitsspindel 11 in das Werkzeugmagazin 15 und zurück zu überführen.
  • Zu der Werkzeugmaschine 10 gehört außerdem eine Palettenaufnahme 17, die zum Beispiel als Drehtisch ausgebildet ist. Die Palettenaufnahme 17 weist mindestens zwei, vorzugsweise drei oder mehrere Palettenaufnahmeplätze 18, 19 auf, die zur Aufnahme von Werkstückpaletten 20 sowie Werkzeugpaletten 21 eingerichtet sind. Vorzugsweise sind die Schnittstellen zwischen dem Palettenaufnahmeplatz 18 und der Werkzeugpalette 21 sowie zwischen dem Palettenaufnahmeplatz 19 und der Werkstückpalette 20 untereinander gleich ausgebildet. Eine unterschiedliche Ausbildung ist jedoch möglich.
  • In 1 ist die Werkstückpalette 20 in einer Bearbeitungsposition dargestellt, in der sie in der Nähe der Arbeitsspindel 11 platziert ist und sich in dem Arbeitsraum befindet. Hingegen befindet sich die Werkzeugpalette 21 in 1 in Rüstposition II, d.h. an einem Rüstplatz.
  • Auf der Werkzeugpalette 21 ist mindestens ein Winkelkopf 22 angeordnet, der einen mit der Halteraufnahme 12 kuppelbaren Anschluss 23 aufweist. Außerdem weist der Winkelkopf 22 eine Halteraufnahme 24 auf, die mit der Halteraufnahme 12 übereinstimmen oder auch anderweitig insbesondere kleiner als diese ausgebildet sein kann. Dazu passend sind an der Werkzeugpalette 21 mindestens eine, vorzugsweise mehrere, Werkzeughalter 25, 26 mit gleichen oder unterschiedlichen Werkzeugen gelagert. Die Werkzeughalter 25, 26 passen in die Halteraufnahme 24.
  • Der Betrieb der Werkzeugmaschine 10 und insbesondere das Rüsten derselben geht wie folgt:
  • Zum Einrichten der Werkzeugmaschine 10 zur Bearbeitung eines Werkstücks 27 (gestrichelt in 1) mittels eines der Werkzeuge 25, 26 und mittels des Winkelkopfs 22 wird zunächst in Rüstposition II an dem Rüstplatz die Werkzeugpalette 21 bereitgestellt, die den Winkelkopf 22 und mindestens eines der Werkzeuge 25, 26 enthält. Durch entsprechende Positionierung, beispielsweise Drehung der Palettenaufnahme 17, wird die Werkzeugpalette 21 aus der in 1 dargestellten Rüstposition II in den Arbeitsraum zu dem Bearbeitungsplatz in Bearbeitungsposition I verfahren. Vorzugsweise ist der Winkelkopf 22 auf der Werkzeugpalette 21 so angeordnet, dass in der Bearbeitungsposition I die Drehachse des Anschlusses 23 parallel zu der Drehachse der Arbeitsspindel 12 orientiert ist. Der Winkelkopf 22 kann nun zum Beispiel unter Zuhilfenahme des Werkzeuggreifers 16 mit seinem Anschluss 23 in die Halteraufnahme 12 eingesetzt werden. Alternativ kann der Winkelkopf 22 von der Arbeitsspindel 11 im Pick-Up-Verfahren abgeholt werden, indem die Arbeitsspindel 11 den Winkelkopf so anfährt, dass die Halteraufnahme 12 an den Anschluss 23 ankuppelt. Zuvor, danach oder währenddessen kann auf dem Rüstplatz das Werkstück 27 auf die in Rüstposition II befindliche Werkstückpalette 20 aufgesetzt und mit dieser verspannt werden, falls nicht schon ein Werkstück auf der Werkstückpalette 20 angeordnet ist.
  • Das weitere Rüsten der Werkzeugmaschine 10 ist in 3 veranschaulicht. Der in der Arbeitsspindel 11 befindliche Winkelkopf 22 nimmt nun mit seiner Halteraufnahme 24 eines der Werkzeuge 25, 26 im Pick-Up-Verfahren auf. Ist dies geschehen, wird die Werkzeugpalette 21 aus der Bearbeitungsposition I herausgefahren und zum Beispiel wieder zu dem Rüstplatz in Rüstposition II oder in eine andere Position außerhalb des Arbeitsraums, jedenfalls aber außerhalb der Bearbeitungsposition I überführt. Dieser Zustand ist in 4 veranschaulicht. Es können nun Bearbeitungen an dem Werkstück 27 unter Zuhilfenahme des Werkstücks 26 und des Winkelkopfs 22 vorgenommen werden.
  • Soll eine weitere Bearbeitung mittels des Winkelkopfs 22 beispielsweise mit dem Werkstück 25 vorgenommen werden, wird wiederum die Werkstückpalette 20 aus der Bearbeitungsposition I heraus und die Werkzeugpalette 21 in die Bearbeitungsposition I hinein gefahren und das Werkzeug 26 auf der Werkzeugpalette 21 abgelegt, so dass wieder der Zustand nach 3 erreicht ist. Es kann nun durch den Winkelkopf 22 das Werkzeug 25 im Pick-Up-Verfahren aufgenommen und danach die Werkzeugpalette 21 aus der Bearbeitungsposition I heraus und das Werkstück 27 mit der Werkstückplatte 20 in die Bearbeitungsposition I hinein gefahren werden. Die Bearbeitung kann nun mit dem Winkelkopf 22 und dem Werkzeug 25 fortgesetzt werden.
  • Wird eine Bearbeitung mit dem Winkelkopf 22 nicht mehr gewünscht, wird die Palettenaufnahme 17 wieder entsprechend positioniert, so dass die Werkstückpalette 20 aus der Bearbeitungsposition I heraus und die Werkzeugpalette 21 in die Bearbeitungsposition I hinein gefahren wird. Es können nun zunächst das zuletzt in dem Winkelkopf 2 gehaltene Werkzeug an der Werkzeugpalette 21 und dann der Winkelkopf 22 an der Werkzeugpalette 21 abgelegt werden. Sind an dem Werkstück noch Bearbeitungen erforderlich, kann mittels des Werkzeugwechslers (Greifer 16) ein Werkzeug 28 aus dem Werkzeugmagazin 15 in die Arbeitsspindel 11 überführt und mit dem Werkzeug 28 das Werkstück 27 bearbeitet werden. Dieser Zustand ist in 5 veranschaulicht.
    Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Betrieb und zum Rüsten der Werkzeugmaschine 10 wird das Einsatzspektrum der Werkzeugmaschine 10 ohne Vergrößerung der Kapazität des Werkzeugmagazins 15 und insbesondere ohne bauliche Änderung desselben auf den Einsatz von Werkzeugen erweitert, deren Betrieb mit einem Winkelkopf 22 vorgesehen ist. Der Winkelkopf und ein oder mehrere ihm zugeordnete Werkzeuge werden auf einer Werkzeugpalette angeordnet, die wie eine Werkstückpalette mit dem Palettenwechsler in Bearbeitungsposition und aus dieser heraus gefahren wird. Das Einwechseln des Winkelkopfs kann im Pick-Up-Verfahren oder mittels des Werkzeuggreifers 16 erfolgen. Das Einwechseln der Werkzeuge 25, 26 in den Winkelkopf 22 erfolgt im Pick-Up-Verfahren.
  • Bezugszeichenliste
  • 10
    Werkzeugmaschine
    11
    Arbeitsspindel
    12
    Halteraufnahme
    T3
    Pfeil
    14
    Neigeachse
    15
    Werkzeugmagazin
    16
    Werkzeuggreifer
    17
    Palettenaufnahme
    18, 19
    Palettenaufnahmeplatz
    20
    Werkstückpalette
    21
    Werkzeugpalette
    I
    Bearbeitungsplatz
    II
    Rüstplatz
    22
    Winkelkopf
    23
    Anschluss
    24
    Halteraufnahme
    25, 26
    Werkzeughalter
    27
    Werkstück
    28
    Werkzeug
    29
    Palettensystem
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19708096 A1 [0003]
    • DE 3707318 A1 [0004]
    • DE 102006020895 A1 [0006, 0016]

Claims (15)

  1. Verfahren zum Rüsten und zum Betrieb einer Werkzeugmaschine (10), die mindestens eine Arbeitsspindel (11) aufweist, mit einem Werkzeugmagazin (15) in Verbindung steht und einen Werkzeuggreifer (16) sowie einen zur Aufnahme von Paletten eingerichteten Palettenträger (17) aufweist, der zwischen einem Rüstplatz (II) und einem Bearbeitungsplatz (I) bewegbar ist, aufweist, wobei bei dem Verfahren: eine Werkzeugpalette (21) bereitgestellt wird, die mit wenigstens einem Winkelkopf (22) und mit wenigstens einem Werkzeug (25) versehen ist, das in den Winkelkopf (22) passt, eine Werkstückpalette (20) bereitgestellt wird, die mit einem Werkstück (27) versehen ist, die Werkzeugpalette (21) auf dem Rüstplatz (II) der Werkzeugmaschine (10) angeordnet wird, die Werkzeugpalette (21) von dem Rüstplatz (II) zu dem Bearbeitungsplatz (I) überführt wird, die Werkstückpalette (20) auf dem Rüstplatz (II) angeordnet wird, falls vorhanden, ein in der Arbeitsspindel (11) befindliches Werkzeug in das Werkzeugmagazin (15) überführt wird, der Winkelkopf (22) in die Arbeitsspindel (11) überführt wird, das auf der Werkzeugpalette (21) gelagerte Werkzeug (25) in den Winkelkopf (22) überführt wird, die Werkzeugpalette (21) von dem Bearbeitungsplatz (I) auf den Rüstplatz (II) und die Werkstückpalette (20) von dem Rüstplatz (II) auf den Bearbeitungsplatz (I) überführt wird, die Bearbeitung des Werkstücks (27) mittels des in dem Winkelkopf (22) gehaltenen Werkzeugs (25) durchgeführt wird, nach Beendigung der mit dem Winkelkopf (22) durchzuführenden Arbeiten die Werkstückpalette (20) von dem Bearbeitungsplatz (I) auf den Rüstplatz (II) und die Werkzeugpalette (21) von dem Rüstplatz (II) auf den Bearbeitungsplatz (I) überführt wird, das in dem Winkelkopf (22) gehaltene Werkzeug (25) auf der Werkzeugpalette (21) abgelegt wird, der in der Arbeitsspindel (11) gehaltene Winkelkopf (22) auf der Werkzeugpalette (21) abgelegt wird, die Werkzeugpalette (21) aus dem Bearbeitungsplatz (I) auf den Rüstplatz (II) überführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelkopf (22) mittels des Werkzeuggreifers (16) in die Arbeitsspindel (11) oder im Pick-Up-Verfahren in die Arbeitsspindel (11) überführt wird.
  3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das auf der Werkzeugpalette (21) gelagerte Werkzeug (25) im Pick-Up-Verfahren in den Winkelkopf (22) überführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Werkzeugpalette (21) mehrere Winkelköpfe (22) angeordnet werden.
  5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Werkzeugpalette (21) mehrere Werkzeuge (25, 26) angeordnet werden.
  6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Werkzeugpalette (21) kein Werkstück angeordnet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Werkstückpalette (20) kein Werkzeug angeordnet wird.
  8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Wechsel des in dem Winkelkopf (22) gehaltenen Werkzeugs (25) die Werkstückpalette (20) von dem Bearbeitungsplatz (I) auf den Rüstplatz (II) und die Werkzeugpalette (21) von dem Rüstplatz (II) auf den Bearbeitungsplatz (I) überführt werden, wonach das in dem Winkelkopf (22) gehaltene Werkzeug (25) aus dem Winkelkopf (22) auf die Werkzeugpalette (21) überführt und ein anderes Werkzeug (26) in den Winkelkopf (22) überführt wird, wonach die Werkzeugpalette (21) von dem Bearbeitungsplatz (I) wieder auf den Rüstplatz (II) und die Werkstückpalette (20) von dem Rüstplatz (II) auf den Bearbeitungsplatz (I) überführt wird.
  9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass nach Überführung der Werkzeugpalette (21) aus dem Bearbeitungsplatz (I) auf den Rüstplatz (II) die Werkstückpalette (20) von dem Rüstplatz (II) auf den Bearbeitungsplatz (I) und ein Werkzeug (28) aus dem Werkzeugmagazin (15) in die Arbeitsspindel (11) überführt werden, wonach das Werkstück (27) mit dem Werkzeug (28) aus dem Werkzeugmagazin (15) bearbeitet wird.
  10. Palettensystem für eine Werkzeugmaschine (10), umfassend wenigstens eine Werkstückpalette (20) zur Aufnahme eines Werkstücks sowie wenigstens eine Werkzeugpalette (21), die mit Mitteln zur Lagerung von Werkzeugen (25, 26) sowie mit Mitteln zum Lagern wenigstens eines Winkelkopfs (22) versehen ist, wobei die Werkstückpalette (20) und die Werkzeugpalette (21) seitens einer Palettenaufnahme gleich ausgebildet sind.
  11. Palettensystem nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugpalette (21) frei von Werkstückaufnahmemitteln ist.
  12. Palettensystem nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeuge (25, 26) auf der Werkstückpalette (21) in Positionen angeordnet sind, die zum Pick-Up-Werkzeugwechsel des Winkelkopfs (22) eingerichtet sind.
  13. Palettensystem nach Anspruch 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der auf der Werkzeugpalette (21) angeordneten Winkelköpfe (22) geringer ist als die Anzahl der auf der Werkzeugpalette (21) angeordneten Werkzeuge (25, 26).
  14. Palettensystem nach Anspruch 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelkopf einen arbeitsspindelseitigen Anschluss (23) und eine Werkzeughalteraufnahme (24) aufweist, die unterschiedliche Maße aufweisen.
  15. Palettensystem nach Anspruch 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkelkopf einen arbeitsspindelseitigen Anschluss (23) und eine Werkzeughalteraufnahme (24) aufweist, die gleiche Nennmaße aufweisen.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE3707318A1 (de) 1987-03-07 1988-09-15 Scharmann Gmbh & Co Flexible fertigungseinrichtung mit mehreren achsparallelen nebeneinanderstehenden bearbeitungsmaschinen
DE3925568A1 (de) * 1989-08-02 1991-02-07 Werner & Kolb Werkzeugmasch Fertigungsanlage fuer die spanabhebende bearbeitung von mittel- und grossteilen
DE19708096A1 (de) 1997-02-28 1998-09-03 Hueller Hille Gmbh Bearbeitungszentrum
DE102006020895A1 (de) 2006-05-05 2007-11-08 Gebr. Heller Maschinenfabrik Gmbh Werkstückspanneinrichtung mit Werkzeugträger

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