DE102018104199A1 - Machine tool with working space, set-up station and robot arm and method for their operation - Google Patents

Machine tool with working space, set-up station and robot arm and method for their operation Download PDF

Info

Publication number
DE102018104199A1
DE102018104199A1 DE102018104199.3A DE102018104199A DE102018104199A1 DE 102018104199 A1 DE102018104199 A1 DE 102018104199A1 DE 102018104199 A DE102018104199 A DE 102018104199A DE 102018104199 A1 DE102018104199 A1 DE 102018104199A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
workpiece
station
working space
machine tool
robot arm
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE102018104199.3A
Other languages
German (de)
Other versions
DE102018104199B4 (en
Inventor
Stefan Baum
Henrik Kerner
Thomas Reuschle
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH filed Critical Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Priority to DE102018104199.3A priority Critical patent/DE102018104199B4/en
Publication of DE102018104199A1 publication Critical patent/DE102018104199A1/en
Application granted granted Critical
Publication of DE102018104199B4 publication Critical patent/DE102018104199B4/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/08Protective coverings for parts of machine tools; Splash guards
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/64Movable or adjustable work or tool supports characterised by the purpose of the movement
    • B23Q1/66Worktables interchangeably movable into operating positions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q11/00Accessories fitted to machine tools for keeping tools or parts of the machine in good working condition or for cooling work; Safety devices specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools
    • B23Q11/0042Devices for removing chips
    • B23Q11/0067Devices for removing chips chip containers located under a machine or under a chip conveyor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q3/00Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/1552Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling parts of devices for automatically inserting or removing tools
    • B23Q3/15526Storage devices; Drive mechanisms therefor
    • B23Q3/15536Non-rotary fixed racks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23QDETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/14Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines
    • B23Q7/1426Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines with work holders not rigidly fixed to the transport devices
    • B23Q7/1431Work holder changers

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine (10) und ein Verfahren zu deren Betrieb. Die Werkzeugmaschine (10) weist einen Arbeitsraum (13) mit wenigstens einer Werkzeugspindel (16) und einer Spanneinrichtung (15) für ein Werkstück (14) auf. In dem Arbeitsraum (13) kann ein Werkstück (14) während einer Hauptzeit bearbeitet werden. Getrennt durch eine Trennwand (26) von dem Arbeitsraum (13) ist unmittelbar angrenzend ein Rüstplatz (25) mit einer Werkstückhalterung (28) vorhanden. Über eine Werkstückwechseleinrichtung (33) können Werkstücke (14) zwischen dem Arbeitsraum (13) und dem Rüstplatz (25) transportiert werden. Am Rüstplatz (25) ist ein Roboterarm (40) angeordnet, der während der Hauptzeit ein am Rüstplatz (25) vorhandenes Werkstück bearbeiten kann. Der Arbeitsraum (13), der Rüstplatz (25) und der Roboterarm (40) sind bevorzugt von einer gemeinsamen äußeren Maschinenaußenwand (27) umschlossen. Der Roboterarm (40) sowie Maschinenachsen (19) im Arbeitsraum (13) werden durch eine gemeinsame Steuereinrichtung (18) der Werkzeugmaschine (10) gesteuert.

Figure DE102018104199A1_0000
The invention relates to a machine tool (10) and a method for its operation. The machine tool (10) has a working space (13) with at least one tool spindle (16) and a clamping device (15) for a workpiece (14). In the working space (13), a workpiece (14) can be processed during a main time. Separated by a partition (26) of the working space (13) is immediately adjacent a set-up (25) with a workpiece holder (28) is present. By means of a workpiece changing device (33), workpieces (14) can be transported between the working space (13) and the set-up station (25). At the set-up station (25), a robot arm (40) is arranged, which can process a workpiece present at the set-up station (25) during the main time. The working space (13), the set-up station (25) and the robot arm (40) are preferably enclosed by a common outer machine outer wall (27). The robot arm (40) and machine axes (19) in the working space (13) are controlled by a common control device (18) of the machine tool (10).
Figure DE102018104199A1_0000

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit mehreren Maschinenachsen und ein Verfahren zu deren Betrieb. Die Werkzeugmaschine hat einen Arbeitsraum, der zur Bearbeitung eines Werkstücks eingerichtet ist. In dem Arbeitsraum ist eine Spanneinrichtung zum Spannen des Werkstücks während der Bearbeitung sowie eine Werkzeugspindel zur Aufnahme eines Bearbeitungswerkzeugs angeordnet. Die Werkzeugspindel und die Spanneinrichtung sind mittels einer und insbesondere mehrere Maschinenachsen relativ zueinander bewegbar und positionierbar. Das Werkstück kann vorzugsweise an mehreren Seiten bearbeitet werden.The invention relates to a machine tool with a plurality of machine axes and a method for their operation. The machine tool has a working space which is set up to machine a workpiece. In the working space, a clamping device for clamping the workpiece during machining and a tool spindle for receiving a machining tool is arranged. The tool spindle and the clamping device can be moved and positioned relative to one another by means of one and in particular a plurality of machine axes. The workpiece can preferably be processed on several sides.

Solche Werkzeugmaschinen sind in unterschiedlichen Ausgestaltungen bekannt. Es gibt Bearbeitungszentren, die automatische Wechsel des Bearbeitungswerkzeugs und des Werkstücks ausführen können, um hochgenaue und komplexe Werkstückbearbeitungen in einer Aufspannung des Werkstücks im Arbeitsraum ausführen zu können.Such machine tools are known in different configurations. There are machining centers that can automatically change the machining tool and the workpiece in order to perform highly accurate and complex workpiece machining in one clamping of the workpiece in the workspace.

Es ist auch bekannt, die Werkstücke vor und/oder nach der Bearbeitung im Arbeitsraum der Werkzeugmaschine weiteren Bearbeitungsvorgängen zu unterziehen. Dazu können neben der Werkzeugmaschine separate Bearbeitungszellen angeordnet und mittels einer geeigneten Transfereinrichtung mit der Werkzeugmaschine verbunden werden. Abhängig von der Bearbeitungsaufgabe lassen sich auf diese Weise einfachere Bearbeitungsschritte, die beispielsweise eine weniger genaue Bearbeitung bedürfen, in einfachere Bearbeitungs- bzw. Roboterzellen auslagern, so dass die Bearbeitung des Werkstücks durch die Werkzeugmaschine für solche Bearbeitungsschritte freigehalten wird, die aufgrund ihrer Anforderung, insbesondere an die Genauigkeit oder das Abtragsvolumen, die Bearbeitung in der Werkzeugmaschine bedürfen. Einige Hersteller bieten solche zusätzlichen Bearbeitungs- bzw. Roboterzellen an, wie z.B. die Firma Cellro B.V.It is also known to subject the workpieces before and / or after processing in the working space of the machine tool further processing operations. For this purpose, in addition to the machine tool separate processing cells can be arranged and connected by means of a suitable transfer device with the machine tool. Depending on the machining task can be in this way simpler processing steps, which require, for example, less accurate processing, outsource in simpler processing or robot cells, so that the machining of the workpiece is kept free by the machine tool for such processing steps, due to their requirement, in particular to the accuracy or Abtragsvolumen that require machining in the machine tool. Some manufacturers offer such additional robotic cells as e.g. the company Cellro B.V.

Der Aufwand für solche zusätzlichen Bearbeitungszellen ist relativ hoch. Die Zellen müssen separat an die zur Bearbeitung notwendigen Energie- und Medienversorgungen angeschlossen werden, z.B. Druckluft, Hydraulik, Kühlwasser und elektrische Energie. Außerdem behindern solche zusätzlichen Bearbeitungs- bzw. Roboterzellen mit einem entsprechenden Teiletransfer zum Transport der Werkstücke in vielen Fällen die Zugänglichkeit zu einer Werkzeugmaschine, da solche zusätzlichen Bearbeitungszellen üblicherweise direkt vor die Werkzeugmaschine platziert werden. Auch die erforderlichen Sicherheitseinrichtungen in Bezug auf die Arbeitssicherheit müssen für die zusätzliche Bearbeitungszelle vorgesehen werden, wie beispielsweise eine Schutzverkleidung und die Absicherung der Energie- und Medienversorgung. Es kommt hinzu, dass die Aufstellfläche für die Werkzeugmaschine und die zusätzliche Bearbeitungszelle in der Regel groß ist und daher bei der Realisierung einer Fabrik zusätzliche Kosten verursacht.The cost of such additional processing cells is relatively high. The cells must be connected separately to the power and media supplies necessary for processing, e.g. Compressed air, hydraulics, cooling water and electrical energy. In addition, such additional machining or robot cells, with a corresponding part transfer for transporting the workpieces, in many cases hinder the accessibility to a machine tool, since such additional machining cells are usually placed directly in front of the machine tool. Also, the required safety equipment with regard to safety at work must be provided for the additional processing cell, such as a protective covering and securing the energy and media supply. It should be added that the footprint for the machine tool and the additional processing cell is usually large and therefore causes additional costs in the realization of a factory.

Ausgehend davon kann es als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, die Effizienz einer Werkzeugmaschine mit geringem Aufwand zu verbessern.Based on this, it can be regarded as an object of the present invention to improve the efficiency of a machine tool with little effort.

Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 15 gelöst.This object is achieved by a machine tool having the features of claim 1 and a method having the features of claim 15.

Die Werkzeugmaschine hat einen Arbeitsraum, der zur Bearbeitung eines Werkstücks eingerichtet ist. Im Arbeitsraum sind eine Spanneinrichtung zum Spannen des Werkstücks während dessen Bearbeitung und eine Werkzeugspindel zur Aufnahme eines Bearbeitungswerkzeugs angeordnet. Die Werkzeugspindel kann auch zu einem automatischen Wechsel des Bearbeitungswerkzeugs eingerichtet sein. Die Werkzeugmaschine hat mehrere Maschinenachsen. Mittels einer oder mehrerer der vorhandenen Maschinenachsen können die Spanneinrichtung und die Werkzeugspindel relativ zueinander bewegt und positioniert werden. Somit können auch das Bearbeitungswerkzeug und das eingespannte Werkstück relativ zueinander bewegt werden, um die gewünschte Bearbeitung des Werkstücks vorzunehmen. Bevorzugt kann das Werkstück durch die Werkzeugmaschine von mehreren Seiten, beispielsweise von drei, vier oder fünf Seiten bearbeitet werden. In dem Arbeitsraum können auch mehrere Werkzeugspindeln angeordnet sein, so dass das Werkstück gleichzeitig oder nacheinander mittels Bearbeitungswerkzeugen der verschiedenen Werkzeugspindeln bearbeitet werden kann.The machine tool has a working space which is set up to machine a workpiece. In the working space, a clamping device for clamping the workpiece during its machining and a tool spindle for receiving a machining tool are arranged. The tool spindle can also be set up for an automatic change of the machining tool. The machine tool has several machine axes. By means of one or more of the existing machine axes, the clamping device and the tool spindle can be moved and positioned relative to each other. Thus, also the machining tool and the clamped workpiece can be moved relative to each other to perform the desired machining of the workpiece. Preferably, the workpiece can be machined by the machine tool from several sides, for example from three, four or five sides. Several tool spindles can also be arranged in the working space, so that the workpiece can be machined simultaneously or successively by means of machining tools of the various tool spindles.

Die Werkzeugmaschine hat außerdem einen Rüstplatz, der vom Arbeitsraum durch eine Trennwand getrennt ist. Die Trennwand oder zumindest ein Abschnitt der Trennwand kann zum Transfer eines Werkstücks zwischen dem Rüstplatz und dem Arbeitsraum geöffnet und anschließend wieder verschlossen werden. Die Trennwand ist sozusagen eine gemeinsame Wand des Rüstplatzes und des Arbeitsraums und begrenzt auf der einen Seite den Rüstplatz (zum Arbeitsraum hin) und auf der entgegengesetzten Seite den Arbeitsraum (zum Rüstplatz hin).The machine tool also has a set-up station, which is separated from the working space by a partition wall. The partition or at least a portion of the partition can be opened to transfer a workpiece between the set-up and the work space and then closed again. The dividing wall is, so to speak, a common wall of the set-up station and the work space and limits the setup station (towards the work area) on one side and the work space on the opposite side (towards the setup station).

Der Rüstplatz ist insbesondere zur Vorbereitung des Werkstücks auf die Bearbeitung im Arbeitsraum vorgesehen und eingerichtet. Am Rüstplatz ist eine Werkstückhalterung zum Halten des Werkstücks angeordnet. Eine Werkstückwechseleinrichtung ist vorhanden, die zwischen dem Rüstplatz und dem Arbeitsraum angeordnet und dazu eingerichtet ist, ein Werkstück zwischen dem Rüstplatz und dem Arbeitsraum wechseln bzw. transportieren zu können. Vorzugsweise kann die Werkstückwechseleinrichtung dazu eingerichtet sein, ein im Arbeitsraum zu bearbeitendes Werkstück von der Werkstückhalterung des Rüstplatzes zu übernehmen und an die Spanneinrichtung im Arbeitsraum zu übergeben. Die Werkstückwechseleinrichtung kann außerdem dazu eingerichtet sein, ein im Arbeitsraum bearbeitetes Werkstück von der Spanneinrichtung im Arbeitsraum zu übernehmen und aus dem Arbeitsraum heraus zu transportieren, beispielsweise wieder zurück zum Rüstplatz.The set-up station is provided and set up in particular for preparing the workpiece for processing in the working space. At the set-up a workpiece holder for holding the workpiece is arranged. A workpiece changing device is present, between the set-up and the working space is arranged and adapted to be able to change or transport a workpiece between the set-up station and the work space. Preferably, the workpiece changing device can be set up to take over a workpiece to be machined in the work space from the workpiece holder of the set-up station and to transfer it to the clamping device in the working space. The workpiece changing device can also be set up to take over a workpiece machined in the working space from the clamping device in the working space and to transport it out of the working space, for example back to the set-up station.

Dem Rüstplatz ist ein Roboterarm zugeordnet. Der Roboterarm ist in mehreren Freiheitsgraden bewegbar und hat hierfür entsprechende translatorische und/oder rotatorische Achsen, die einzelne Glieder des Roboterarms miteinander verbinden.The setup station is assigned a robot arm. The robot arm is movable in several degrees of freedom and for this purpose has corresponding translational and / or rotational axes which connect individual members of the robot arm with each other.

Die Werkzeugmaschine weist außerdem eine Steuereinrichtung auf. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, den Arbeitsablauf der Werkstückbearbeitung im Arbeitsraum während einer Hauptzeit zu steuern. Die Hauptzeit ist die Zeitdauer, während der ein Werkstück im Arbeitsraum unter Einsatz der wenigstens einen Werkzeugspindel bearbeitet wird. Der Roboterarm ist dazu eingerichtet, während dieser Hauptzeit ein am Rüstplatz in der Werkstückhalterung gehaltenes Werkstück zu bearbeiten. Vorzugsweise ist während jeder Hauptzeit zumindest zeitweise ein Werkstück am Rüstplatz vorhanden und in der Werkstückhalterung gehalten, das mittels des Roboterarms bearbeitet werden kann.The machine tool also has a control device. The control device is set up to control the work process of the workpiece machining in the work space during a main time. The main time is the length of time during which a workpiece is machined in the work space using the at least one tool spindle. The robot arm is set up to process a workpiece held at the set-up station in the workpiece holder during this main time. Preferably, during each main time at least temporarily, a workpiece is present at the set-up station and held in the workpiece holder, which can be processed by means of the robot arm.

Die Werkzeugmaschine weist bereits sämtliche Anschlüsse für die benötigte Versorgung mit elektrischer Energie und etwaigen Medien auf, so dass die Versorgung des Rüstplatzes der Werkzeugmaschine sehr einfach ohne großen Aufwand erreicht werden kann. Auch kann beispielsweise ein Kühlaggregat zur Kühlung von Einrichtungen und/oder dem Werkstück sowohl für den Arbeitsraum als auch den Rüstplatz genutzt werden. Außerdem erhöht sich die Aufstellfläche der Werkzeugmaschine durch den zusätzlichen Roboterarm nicht oder lediglich geringfügig. Dadurch lassen sich auch bereits bestehende Werkzeugmaschinen nachrüsten. Die geringe Aufstellfläche ermöglicht auch eine Kosteneinsparung gegenüber zusätzlichen separaten Bearbeitungszellen bei der Realisierung einer Fabrikation.The machine tool already has all the connections for the required supply of electrical energy and any media, so that the supply of the set-up of the machine tool can be achieved very easily without much effort. Also, for example, a cooling unit for cooling of facilities and / or the workpiece can be used for both the work space and the set-up. In addition, the footprint of the machine tool by the additional robot arm does not increase or only slightly. As a result, already existing machine tools can be retrofitted. The small footprint also allows a cost savings compared to additional separate processing cells in the realization of a fabrication.

Zumindest ein Teil der implementierten Funktionen der Steuereinrichtung der Werkzeugmaschine wird auch für die Steuerung und/oder Überwachung des Arbeitsablaufs am Rüstplatz verwendet. Somit kann die Steuereinrichtung übergeordnete Funktionen - insbesondere Sicherheitsfunktionen, die die Arbeitssicherheit betreffen - aufweisen, die auch für den Betrieb des Roboterarms genutzt werden und nicht separat implementiert werden müssen.At least part of the implemented functions of the control device of the machine tool is also used for the control and / or monitoring of the workflow at the set-up station. Thus, the control device can have superordinate functions-in particular safety functions which relate to work safety-which are also used for the operation of the robot arm and need not be implemented separately.

Vorzugsweise stellt die Steuereinrichtung wenigstens eine Sicherheitsfunktion für den Betrieb der Werkzeugmaschine und insbesondere der Werkstückbearbeitung im Arbeitsraum bereit, um Bedienpersonen vor Verletzungen zu schützen und Schäden am Material zu vermeiden. Zum Beispiel kann die Steuereinrichtung als eine mögliche Sicherheitsfunktion wenigstens ein Sensorsignal abfragen, das anzeigt, ob eine Tür, eine Revisionsklappe oder eine sonstige Öffnung in einer die Werkzeugmaschine umschließenden Maschinenaußenwand geöffnet oder geschlossen sind. Nur wenn diese Öffnungen verschlossen sind, wird eine Bearbeitung des Werkstücks oder eine Bewegung einer Maschinenachse ermöglicht. Derartige Öffnungen können während der Bearbeitung des Werkstücks oder einer Bewegung einer Maschinenachse durch die Steuereinrichtung verriegelt werden, um das Öffnen zu verhindern.Preferably, the control device provides at least one safety function for the operation of the machine tool and in particular the workpiece machining in the working space to protect operators from injury and to avoid damage to the material. For example, as a possible safety function, the control device can interrogate at least one sensor signal which indicates whether a door, a service flap or another opening in a machine outer wall surrounding the machine tool is open or closed. Only when these openings are closed, a machining of the workpiece or a movement of a machine axis is made possible. Such openings may be locked by the controller during machining of the workpiece or movement of a machine axis to prevent opening.

Ein weiteres Beispiel für eine Sicherheitsfunktion ist die Sichergestellung der Kollisionsfreiheit der bewegbaren Einrichtungen und Teile, insbesondere einer Beladungs- oder Werkstücktransfereinheit und der durch Maschinenachsen bewegbaren Einrichtungen, wie etwa der Spanneinrichtung, der wenigstens einen Werkzeugspindel und der Werkstückwechseleinrichtung. Dazu kann die Steuereinrichtung einen oder mehrere Positionswerte und/oder Sensorsignale von Überwachungssensoren (z.B. Näherungssensoren, Endlagenschalter, usw.) abfragen.Another example of a safety function is to ensure the freedom of collision of the movable devices and parts, in particular a loading or workpiece transfer unit and the movable by machine axes devices, such as the clamping device, the at least one tool spindle and the workpiece changing device. For this purpose, the control device can interrogate one or more position values and / or sensor signals from monitoring sensors (for example proximity sensors, limit switches, etc.).

Die Steuereinrichtung kann also eine oder mehrere solcher Sicherheitsfunktionen oder andere übergeordnete Steuerungen und/oder Regelungen sowohl für den Arbeitsablauf im Arbeitsraum als auch am Rüstplatz verwenden, insbesondere zur Sicherstellung der Arbeitssicherheit.The control device can therefore use one or more such safety functions or other higher-level control systems and / or controls both for the work process in the work space and at the set-up station, in particular for ensuring occupational safety.

Die Steuereinrichtung kann auch Positionssollwerte und/oder Bewegungsbahnen für die Positionierung oder Ausrichtung oder Bewegung des Roboterarms bzw. einzelner Glieder des Roboterarms bereitstellen. Die Ausführung der Bewegung kann durch eine unterlagerte und separate Robotersteuerung erfolgen, die die einzelnen rotatorischen bzw. translatorischen Roboterachsantriebe steuert. Alternativ kann die vollständige Bewegungssteuerung des Roboters durch die Steuereinrichtung der Werkzeugmaschine ausgeführt werden. Der Roboterarm kann als eine oder mehrere weitere Maschinenachsen angesehen werden, die von der gemeinsamen Steuereinrichtung angesteuert werden.The controller may also provide position setpoints and / or trajectories for the positioning or alignment or movement of the robotic arm or members of the robotic arm, respectively. The execution of the movement can be carried out by a subordinate and separate robot control, which controls the individual rotary or translator Roboterachsantriebe. Alternatively, the complete motion control of the robot may be performed by the controller of the machine tool. The robot arm may be considered as one or more other machine axes that are controlled by the common control device.

Zusätzlich zur Bearbeitung des Werkstücks kann der Roboterarm auch dazu eingerichtet sein oder betrieben werden, um den Rüstplatz und insbesondere die Werkstückhalterung zu reinigen.In addition to machining the workpiece, the robot arm can also be set up or operated to clean the set-up station and, in particular, the workpiece holder.

Unter der Bearbeitung des Werkstücks durch den Roboterarm sind unter anderem, aber nicht nur Material abtragende Bearbeitungsschritte zu verstehen. Die Bearbeitung kann eine oder mehrere der nachfolgenden Tätigkeiten bzw. Bearbeitungsschritte umfassen:

  • - Material abtragende und/oder umformende Bearbeitungen, wie Entgraten, Bohren, Gewindeschneiden, Prägen, usw.
  • - das Markieren des Werkstücks, beispielsweise mittels eines Lasers,
  • - das Reinigen des Werkstücks mit Druckluft oder einem Reinigungsfluid bzw. einer Flüssigkeit, oder durch Absaugen, beispielsweise von Spänen oder Pulver vom Laserauftragsschweißen
  • - das Messen oder Prüfen von Dimensionen am Werkstück,.
  • - das Montieren von wenigstens einem Zusatzteil am Werkstück und/oder das Zusammenbauen mehrerer Werkstückkomponenten,
  • - das Auftragen von insbesondere metallischem Material oder nichtmetallischem Material wie etwa Kunststoffmaterial auf das Werkstück durch ein additives Herstellungsverfahren (generatives Fertigungsverfahren) wie z.B. Lasersintern, Laserschmelzen, Lichtbogen-Auftragsschweißen bzw. Laserschweißen, Elektronenstrahlschmelzen, Metall-Pulver-Auftragsverfahren oder ein anderes geeignetes Pulverbettverfahren, Freiraumverfahren oder Flüssigmaterialverfahren.
  • - Konservierung von Werkstücken durch Auftrag von Konservierungsstoffen
The machining of the workpiece by the robot arm includes, but is not limited to, material-removing machining steps. The processing can include one or more of the following activities or processing steps:
  • - Material-removing and / or forming operations, such as deburring, drilling, tapping, embossing, etc.
  • the marking of the workpiece, for example by means of a laser,
  • - The cleaning of the workpiece with compressed air or a cleaning fluid or a liquid, or by suction, for example, chips or powder from laser deposition welding
  • - Measuring or checking dimensions on the workpiece.
  • the mounting of at least one additional part on the workpiece and / or the assembling of several workpiece components,
  • the application of in particular metallic or non-metallic material such as plastic material to the workpiece by an additive manufacturing process such as laser sintering, laser melting, arc welding, electron beam melting, metal powder coating or other suitable powder bed process, Free space method or liquid material method.
  • - Preservation of workpieces by applying preservatives

Der Roboterarm kann einen oder mehrere dieser Bearbeitungsschritte in beliebiger Kombination und Reihenfolge während der Hauptzeit ausführen. Es ist dabei möglich, dasselbe Werkstück sowohl am Rüstplatz als auch im Arbeitsraum mehrmals zu bearbeiten. Beispielsweise kann durch ein additives Herstellungsverfahren aufgetragenes Material anschließend zur Erzeugung sehr genauer Flächen oder Kanten im Arbeitsraum bearbeitet und dann zurück zum Rüstplatz gefördert werden, um dort eine erneute Bearbeitung vorzunehmen, beispielsweise nochmals Material additiv aufzutragen.The robotic arm may perform one or more of these processing steps in any combination and order during peak time. It is possible to process the same workpiece several times both at the set-up station and in the work space. For example, material applied by an additive manufacturing process can subsequently be processed to produce very precise surfaces or edges in the work space and then conveyed back to the set-up station, where it can be re-processed, for example, material applied again.

Zum additiven Herstellen kann der Roboterarm einen Laserschweißkopf als Bearbeitungswerkzeug verwenden. Der Laserschweißkopf sowie etwaige Zusatzaggregate für das additive Herstellungsverfahren, beispielsweise eine Laserquelle und eine Materialzufuhr, werden am Rüstplatz angeordnet, vorzugsweise möglichst nahe an der Werkstückhalterung, um die Zuleitungen zwischen den Zusatzaggregaten und dem Laserkopf möglichst kurz ausführen zu können. Am Rüstplatz können die Teile der Werkzeugmaschine, die mit Material bei der additiven Herstellung in Kontakt gelangen können, aus Edelstahl oder anderen geeigneten Materialien bzw. mit anderen geeigneten Oberflächenbeschichtungen versehen sein. Gegebenenfalls sind transparente Elemente in einer den Rüstplatz umgebenden Wand für den Einsatz des Lasers geeignet auszuführen (z.B. Verwenden einer Laserschutzscheibe). Zur Kühlung des Lasers kann ein Kühlaggregat erforderlich sein. Dieses Kühlaggregat kann sowohl den Laser am Rüstplatz, als auch Maschineneinrichtungen des Arbeitsraumes kühlen. Zur Abfuhr von Schweißpulver oder zur Schlackeentsorgung oder zur Entsorgung von überschüssigem Material bei dem additiven Herstellen kann - sofern technisch möglich oder sinnvoll - dieselbe Entsorgungseinrichtung verwendet werden, wie für die Span- und Kühlmittelabfuhr im Arbeitsraum.For additive manufacturing, the robot arm can use a laser welding head as a machining tool. The laser welding head and any additional units for the additive manufacturing process, for example a laser source and a material supply, are arranged at the set-up station, preferably as close as possible to the workpiece holder in order to perform the supply lines between the additional units and the laser head as short as possible. At the set-up station, the parts of the machine tool which may come into contact with material during additive production may be made of stainless steel or other suitable materials or with other suitable surface coatings. Optionally, transparent elements in a wall surrounding the set-up station are suitable for use with the laser (e.g., using a laser-shield). To cool the laser, a cooling unit may be required. This cooling unit can cool both the laser at the set-up station, as well as machine facilities of the working space. For removal of welding powder or slag disposal or disposal of excess material in the additive manufacturing can - if technically possible or reasonable - the same disposal facility can be used as for the chip and coolant removal in the work area.

Durch das additive Herstellen am Rüstplatz kann die Herstellung von Werkstückvarianten, die auf demselben Basiskörper basieren, vereinfacht werden. Beispielsweise kann für mehrere oder alle Varianten des Werkstücks derselbe Gusskörper als Basiskörper verwendet werden. Abhängig von der auszuführenden Variante kann mittels des Roboterarms am Rüstplatz ein Materialauftrag an den geeigneten Stellen erfolgen, um die unterschiedlichen Werkstückvarianten zu erzeugen. Es versteht sich, dass zusätzlich zu dem Materialauftrag auch eine andere Bearbeitung - am Rüstplatz und/oder im Arbeitsraum - erfolgen kann, um die gewünschte Werkstückvariante aus dem Basiskörper herzustellen.Additive manufacturing at the set-up station can simplify the production of workpiece variants based on the same base body. For example, the same cast body can be used as the base body for several or all variants of the workpiece. Depending on the variant to be carried out, material can be applied at the suitable places by means of the robot arm at the set-up station in order to produce the different workpiece variants. It is understood that in addition to the material application, another processing - at the set-up station and / or in the work space - can take place in order to produce the desired workpiece variant from the base body.

Additive Herstellverfahren am Rüstplatz können auch zur Erzeugung spezieller Werkstückoberflächeneigenschaften angewendet werden, wie beispielsweise zur Erzeugung von funktionellen Schutzschichten und/oder Gleitschichten und/oder Stützschichten auf Werkstückoberflächen.Additive manufacturing processes at the set-up station can also be used to create specific workpiece surface properties, such as to create functional protective layers and / or slip layers and / or backing layers on workpiece surfaces.

Es ist bevorzugt, wenn die Werkstückhalterung um eine Drehachse drehbar ist, die vorzugsweise vertikal ausgerichtet ist. Dadurch kann beispielsweise ein kreisrunder Materialauftrag auf dem eingespannten Werkstück beim additiven Herstellen erreicht werden. Die Relativbewegung zwischen dem Schweißkopf und dem Werkstück kann durch die drehbare Werkstückhalterung ausgeführt werden.It is preferred if the workpiece holder is rotatable about an axis of rotation, which is preferably aligned vertically. As a result, for example, a circular application of material on the clamped workpiece during additive manufacturing can be achieved. The relative movement between the welding head and the workpiece can be performed by the rotatable workpiece holder.

Bei einer Ausgestaltung der Werkzeugmaschine ist der Roboterarm dazu eingerichtet, ein Messwerkzeug aufzunehmen oder weist an seinem freien Ende ein Messwerkzeug auf. Die Steuereinrichtung kann dazu eingerichtet sein, den Roboterarm mit dem Messwerkzeug zu steuern, um die Position und/oder Ausrichtung des in der Werkstückhalterung am Rüstplatz angeordneten Werkstücks in einem Koordinatensystem des Roboterarms zu ermitteln. Diese Messung kann erfolgen, um anschließend eine weitere Bearbeitung des Werkstücks am Rüstplatz mit der erforderlichen Genauigkeit vornehmen zu können. Die Messung kann auch dazu eingerichtet sein, sich unterscheidende Werkstücktypen zu erkennen.In one embodiment of the machine tool, the robot arm is set up to receive a measuring tool or has a measuring tool at its free end. The control device can be configured to control the robot arm with the measuring tool in order to determine the position and / or orientation of the workpiece arranged in the workpiece holder at the set-up station in a coordinate system of the robot arm determine. This measurement can be carried out in order subsequently to be able to carry out further machining of the workpiece at the set-up station with the required accuracy. The measurement can also be set up to recognize different types of workpieces.

Es ist vorteilhaft, wenn die Werkstückwechseleinrichtung dazu eingerichtet ist, gleichzeitig ein zu bearbeitendes Werkstück vom Rüstplatz in den Arbeitsraum und ein bereits bearbeitetes Werkstück aus dem Arbeitsraum zum Rüstplatz zu transportieren. Beispielsweise kann die Werkstückwechseleinrichtung zwei Werkstückwechselplätze für jeweils ein Werkstück aufweisen und um eine zwischen dem Arbeitsraum und dem Rüstplatz verlaufende Schwenkachse schwenkbar gelagert sein. Es ist auch möglich, dass zumindest ein Teil der Trennwand zwischen dem Rüstplatz und dem Arbeitsraum mit der Werkstückwechseleinrichtung verbunden ist und beispielsweise in einer Radialebene der Schwenkachse der schwenkbaren Werkstückwechseleinrichtung angeordnet ist.It is advantageous if the workpiece changing device is set up to simultaneously transport a workpiece to be machined from the set-up station into the working space and an already machined workpiece from the working space to the set-up station. For example, the workpiece changing device can have two workpiece changing stations for one workpiece and can be mounted so as to be pivotable about a pivot axis extending between the working chamber and the set-up station. It is also possible that at least part of the partition wall between the set-up station and the working space is connected to the workpiece changing device and is arranged, for example, in a radial plane of the pivot axis of the pivotable workpiece changing device.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung sind die Werkstücke auf jeweils einer Palette befestigt bzw. gespannt. Bei der Bearbeitung der Werkstücke am Rüstplatz und im Arbeitsraum bleibt das Werkstück in derselben Position auf der jeweils zugeordneten Palette angeordnet. Die Palette ist für den Transport und/oder das Halten bzw. Spannen der Werkstücke eingerichtet.In a preferred embodiment, the workpieces are mounted or tensioned on a respective pallet. When machining the workpieces at the set-up station and in the work space, the workpiece remains in the same position on the respectively associated pallet. The pallet is set up for the transport and / or holding or clamping of the workpieces.

Die Werkstückwechseleinrichtung kann als sogenannter Palettenwechsler ausgestaltet sein. Die Werkstückwechseleinrichtung kann wenigstens einen und vorzugsweise zwei Palettengreifer aufweisen. Die Palettengreifer sind dazu eingerichtet, zum Transport der Werkstücke an der Palette anzugreifen.The workpiece changing device can be designed as a so-called pallet changer. The workpiece changing device may have at least one and preferably two pallet grippers. The pallet grippers are adapted to attack the transport of the workpieces on the pallet.

Die Werkstückhalterung am Rüstplatz und die Spanneinrichtung sind bei einem Ausführungsbeispiel unterschiedlich ausgeführt. Insbesondere kann die Spanneinrichtung in zumindest einem Freiheitsgrad bewegbar sein, in dem die Werkstückhalterung unbeweglich ist und/oder die Werkstückhalterung in zumindest einem Freiheitsgrad bewegbar sein, in dem die Spanneinrichtung unbeweglich ist. Die Lagerungs- und Positioniergenauigkeit des Werkstücks mittels der Spanneinrichtung kann größer sein als mittels der Werkstückhalterung. Dadurch kann die Bewegbarkeit und/oder Ausführung der Werkstückhalterung auf die für die Bearbeitung durch den Roboterarm erforderliche Genauigkeit beschränkt sein, was die Kosten für die Werkstückhalterung im Vergleich zur hochgenauen Lagerung und Positionierung des Werkstücks mittels der Spanneinrichtung im Arbeitsraum reduziert. Es ist aber auch möglich, die Lagerungs- und Positioniergenauigkeit des Werkstücks mittels der Werkstückhalterung ebenfalls sehr präzise auszuführen. Dann können mittels besonders präzisen Robotern auch auf dem Rüstplatz Bearbeitungen mit hoher Genauigkeit ausgeführt werden.The workpiece holder at the set-up station and the clamping device are designed differently in one embodiment. In particular, the clamping device can be movable in at least one degree of freedom in which the workpiece holder is immovable and / or the workpiece holder can be moved in at least one degree of freedom in which the clamping device is immovable. The storage and positioning accuracy of the workpiece by means of the clamping device may be greater than by means of the workpiece holder. Thereby, the mobility and / or execution of the workpiece holder can be limited to the accuracy required for processing by the robot arm, which reduces the cost of the workpiece holder compared to the highly accurate storage and positioning of the workpiece by means of the clamping device in the working space. But it is also possible to perform the storage and positioning accuracy of the workpiece by means of the workpiece holder also very precise. Then, with the aid of particularly precise robots, it is also possible to carry out machining operations with high accuracy on the set-up station.

Es ist bevorzugt, wenn der Roboterarm auf einem Sockel benachbart zum Maschinenbett der Werkzeugmaschine an einem Untergrund angeordnet ist. Dadurch kann der Roboterarm vom Maschinenbett entkoppelt werden. Wenn der Roboterarm während der Hauptzeit eine Bearbeitung des Werkstücks am Rüstplatz vornimmt, können durch Beschleunigungen bei der Bewegung des Roboterarms Schwingungen auftreten. Die Schwingungen werden über den Sockel in den Untergrund und nicht direkt in das Maschinenbett eingeleitet. Dadurch kann sichergestellt werden, dass die Genauigkeit der Werkstückbearbeitung im Arbeitsraum durch die wenigstens eine Maschinenspindel nicht durch Schwingungseinleitungen aufgrund der Roboterbewegung beeinträchtigt wird.It is preferred if the robot arm is arranged on a base adjacent to the machine bed of the machine tool on a base. As a result, the robot arm can be decoupled from the machine bed. If the robot arm performs machining of the workpiece at the set-up station during the main time, vibrations may occur due to accelerations in the movement of the robot arm. The vibrations are introduced via the base into the ground and not directly into the machine bed. This can ensure that the accuracy of the workpiece machining in the working space is not impaired by the at least one machine spindle due to vibration initiation due to the robot movement.

Es ist vorteilhaft, wenn die Anzahl der Freiheitsgrade des Roboterarms für die Bewegung seines freien Endes höher ist als die Anzahl der Freiheitsgrade im Arbeitsraum, mit denen die Werkzeugspindel, und damit das Bearbeitungswerkzeug, relativ zum Werkstück bewegbar und positionierbar ist. Dadurch ist es möglich, Werkstückbearbeitungen am Rüstplatz vorzunehmen, die aufgrund der weniger bewegbaren Werkzeugspindel im Arbeitsraum nicht durchgeführt werden können. Beispielsweise kann das Werkstück an einer oder mehreren Seiten bearbeitet werden, die durch die Werkzeugspindel nicht zugänglich sind.It is advantageous if the number of degrees of freedom of the robot arm for the movement of its free end is higher than the number of degrees of freedom in the working space, with which the tool spindle, and thus the machining tool, is movable and positionable relative to the workpiece. This makes it possible to perform workpiece machining on the set-up, which can not be performed due to the less movable tool spindle in the workspace. For example, the workpiece can be machined on one or more sides that are not accessible by the tool spindle.

Die Werkzeugaufnahme des Roboterarms kann bei einem Ausführungsbeispiel eine Standardschnittstelle für auswechselbare Werkzeuge aufweisen. Beispielsweise kann die Standardschnittstelle zur Aufnahme von Werkzeugen mit einem Hohlschaftkegel (HSK) eingerichtet sein.The tool holder of the robot arm can in one embodiment have a standard interface for interchangeable tools. For example, the standard interface for accommodating tools with a hollow shaft taper (HSK) can be set up.

Am Rüstplatz ist vorzugsweise ein Werkzeugmagazin mit mehreren Werkzeugen für den Roboterarm angeordnet. Die Werkzeuge können durch den Roboterarm eigenständig im Werkzeugmagazin abgelegt bzw. aus dem Werkzeugmagazin aufgenommen werden. Das Werkzeugmagazin ist vorzugsweise gegenüber dem Maschinenbett oder dem Sockel des Roboterarms unbeweglich angeordnet. Das Werkzeugmagazin kann entfallen, wenn der Roboterarm lediglich eine bestimmte Tätigkeit ausführt und kein Werkzeugwechsel notwendig ist.At the set-up station, a tool magazine with several tools for the robot arm is preferably arranged. The tools can be stored independently by the robot arm in the tool magazine or taken from the tool magazine. The tool magazine is preferably arranged immovably relative to the machine bed or the base of the robot arm. The tool magazine can be omitted if the robot arm performs only a certain activity and no tool change is necessary.

Es versteht sich, dass einem Rüstplatz auch mehr als ein Roboterarm zugeordnet werden kann. Es ist dabei auch möglich, mehreren Roboterarmen dasselbe Werkzeugmagazin zuzuordnen. Alternativ kann für jeden Roboterarm auch ein separates Werkzeugmagazin vorhanden sein.It is understood that more than one robotic arm can be assigned to a set-up station. It is also possible to assign the same tool magazine to several robot arms. alternative For each robot arm, a separate tool magazine can also be present.

Es ist bevorzugt, wenn die Werkzeugmaschine eine Maschinenaußenwand aufweist, die sowohl den Arbeitsraum, als auch den Rüstplatz umgibt. Die Maschinenaußenwand umgibt somit auch den Roboterarm, so dass die Arbeitssicherheit auch am Rüstplatz gewährleistet ist. Eine separate Einhausung einer Bearbeitungszelle, die zu der Werkzeugmaschine vor- oder nachgelagert ist, kann entfallen.It is preferred if the machine tool has a machine outer wall which surrounds both the working space and the set-up station. The outer wall of the machine thus also surrounds the robot arm so that occupational safety is ensured even at the set-up station. A separate enclosure of a processing cell, which is upstream or downstream of the machine tool, can be omitted.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn in der Maschinenaußenwand eine Werkstücktransportöffnung für den Transport von Werkstücken zum und/oder vom Rüstplatz vorhanden ist. Vorteilhafterweise kann die Werkstücktransportöffnung die einzige Öffnung sein, die für das Fördern von Werkstücken in bzw. aus der Werkzeugmaschine eingerichtet ist. Innerhalb der Werkzeugmaschine findet der Werkstücktransfer zwischen dem Rüstplatz und dem Arbeitsraum durch die Werkstückwechseleinrichtung statt. Eine direkte Zufuhr oder Abfuhr von Werkstücken von außen in den Arbeitsraum bzw. aus dem Arbeitsraum nach außen kann entfallen.It is also advantageous if a workpiece transport opening for the transport of workpieces to and / or from the set-up station is present in the machine outer wall. Advantageously, the workpiece transport opening may be the only opening that is set up for conveying workpieces into or out of the machine tool. Within the machine tool, the workpiece transfer takes place between the set-up station and the working space through the workpiece changing device. A direct supply or removal of workpieces from the outside into the working space or from the working space to the outside can be omitted.

Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Werkzeugmaschine eine Abfuhreinrichtung für Späne und/oder Kühlmittel aufweist. Diese Abfuhreinrichtung ist derart ausgestaltet, dass Späne und/oder Kühlmittel sowohl aus dem Arbeitsraum, als auch vom Rüstplatz aus der Werkzeugmaschine abgeleitet werden können, insbesondere über einen gemeinsamen Schacht oder Kanal. Dadurch wird eine sehr einfache Ausgestaltung erreicht und Kosten gegenüber separaten Bearbeitungszellen reduziert.It is also advantageous if the machine tool has a removal device for chips and / or coolant. This discharge device is designed such that chips and / or coolant can be derived from the machine tool as well as from the set-up station, in particular via a common shaft or channel. This achieves a very simple design and reduces costs compared to separate processing cells.

Die Werkzeugmaschine kann wie folgt betrieben werden:The machine tool can be operated as follows:

Zunächst wird ein zu bearbeitendes Werkstück beispielsweise vom Rüstplatz aus über die Werkstückwechseleinrichtung oder durch eine andere Beladungseinrichtung (z.B. einen Portalförderer) direkt in den Arbeitsraum transportiert. Ein anderes Werkstück wird zum Rüstplatz transportiert, beispielsweise kann ein bereits bearbeitetes Werkstück mittels der Werkstückwechseleinrichtung aus dem Arbeitsraum zurück zum Rüstplatz transportiert werden. Vorzugsweise kann ein gleichzeitiger Werkstückwechsel zwischen dem Rüstplatz und dem Arbeitsraum erfolgen. Anschließend wird das im Arbeitsraum angeordnete und aufgespannte Werkstück während einer Hauptzeit mittels der wenigstens einen Werkzeugspindel bearbeitet. Während dieser Hauptzeit wird das am Rüstplatz vorhandene Werkstück mittels des Roboterarms bearbeitet. Bei diesem anderen Werkstück kann es sich um das zuvor im Arbeitsraum bearbeitete Werkstück handeln. Es ist auch möglich, das im Arbeitsraum bearbeitete Werkstück ohne weitere Nachbearbeitung aus der Werkzeugmaschine abzutransportieren und ein noch zu bearbeitendes Werkstück dem Rüstplatz zuzuführen und dieses noch zu bearbeitende Werkstück während der Hauptzeit am Rüstplatz zu bearbeiten.First of all, a workpiece to be machined is transported, for example, from the set-up station via the workpiece changing device or by another loading device (for example a portal conveyor) directly into the working space. Another workpiece is transported to the set-up station, for example, an already machined workpiece can be transported by means of the workpiece changing device from the working space back to the set-up. Preferably, a simultaneous workpiece change between the set-up and the work space can be done. Subsequently, the workpiece arranged and clamped in the working space is processed during a main time by means of the at least one tool spindle. During this main time, the workpiece present at the set-up station is processed by means of the robot arm. This other workpiece may be the previously machined workpiece in the workspace. It is also possible to remove the workpiece machined in the working space from the machine tool without further post-processing and to supply a workpiece still to be machined to the set-up station and to machine this workpiece to be machined during the main time at the set-up station.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Werkzeugmaschine und des Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:

  • 1 in Draufsicht eine schematische, blockschaltbildähnliche Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Werkzeugmaschine mit einem Arbeitsraum, einem Rüstplatz und einem dem Rüstplatz zugeordneten Roboterarm und
  • 2 und 3 die Werkzeugmaschine aus 1 in einer blockschaltbildähnlichen Seitenansicht, wobei unterschiedliche zeitliche Phasen veranschaulicht sind.
Advantageous embodiments of the machine tool and the method will become apparent from the dependent claims, the description and the drawings. Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be explained in detail with reference to the accompanying drawings. Show it:
  • 1 in plan view, a schematic, block diagram-like representation of an embodiment of a machine tool with a working space, a set-up and a robot arm associated with the set-up and
  • 2 and 3 the machine tool off 1 in a block diagram similar side view, wherein different temporal phases are illustrated.

In den 1 bis 3 ist ein Ausführungsbeispiel einer Werkzeugmaschine 10 jeweils stark schematisiert nach Art eines Blockschaltbildes veranschaulicht. Die Werkzeugmaschine 10 hat ein Maschinenbett 11, das zum Aufstellen auf einem Untergrund 12, z.B. in einer Fabrikhalle vorgesehen und eingerichtet ist. Oberhalb des Maschinenbetts 11 befindet sich ein Arbeitsraum 13 zur Bearbeitung von Werkstücken 14. Im Arbeitsraum 13 ist zum Spannen des Werkstücks 14 während dessen Bearbeitung eine Spanneinrichtung 15 vorhanden. In dem Arbeitsraum 13 befindet sich außerdem wenigstens eine Werkzeugspindel 16, die zur Aufnahme eines Bearbeitungswerkzeugs 17 für die Bearbeitung des Werkstücks 14 im Arbeitsraum 13 eingerichtet ist. Optional können ein Arbeitsraum-Werkzeugmagazin 20 und abhängig von der Bewegbarkeit der Werkzeugspindel 16 unter Verwendung eines optionalen Werkzeugwechslers unterschiedliche Bearbeitungswerkzeuge 17 in die Werkzeugspindel 16 ein- und ausgewechselt werden, abhängig von der erforderlichen Bearbeitung des Werkstücks 14.In the 1 to 3 is an embodiment of a machine tool 10 each strongly schematized illustrated in the manner of a block diagram. The machine tool 10 has a machine bed 11 For putting up on a subsoil 12 , For example, is provided and set up in a factory hall. Above the machine bed 11 there is a workroom 13 for machining workpieces 14 , In the workroom 13 is for clamping the workpiece 14 during its processing, a clamping device 15 available. In the workroom 13 There is also at least one tool spindle 16 , which is used to hold a machining tool 17 for machining the workpiece 14 in the workroom 13 is set up. Optionally, a work space tool magazine 20 and depending on the mobility of the tool spindle 16 using different tools, using an optional tool changer 17 into the tool spindle 16 be changed and replaced, depending on the required machining of the workpiece 14 ,

Die Werkzeugmaschine 10 weist außerdem mehrere von einer Steuereinrichtung 18 ansteuerbare Maschinenachsen 19 auf. Die Maschinenachsen 19 der Werkzeugmaschine sind jeweils als translatorische oder rotatorische Maschinenachsen 19 ausgeführt. Die Anzahl der Maschinenachsen 19 kann abhängig von der Ausgestaltung der Werkzeugmaschine 10 variieren. Einige der Maschinenachsen 19 sind im Arbeitsraum 13 angeordnet und dazu eingerichtet, die Spanneinrichtung 15 und die wenigstens eine Werkzeugspindel 16 im Arbeitsraum 13 relativ zueinander zu bewegen und/oder auszurichten. Insbesondere ist die Achsanordnung mit der wenigstens einen Maschinenachse 19 sowohl zur Bewegung der Spanneinrichtung 15 relativ zum Maschinenbett 11, als auch zur Bewegung der Werkzeugspindel 16 relativ zum Maschinenbett 11 eingerichtet. Die genaue Achsanordnung hängt von der Ausgestaltung der Werkzeugmaschine 10 ab.The machine tool 10 also has several of a control device 18 controllable machine axes 19 on. The machine axes 19 the machine tool are each as translational or rotary machine axes 19 executed. The number of machine axes 19 may depend on the configuration of the machine tool 10 vary. Some of the machine axes 19 are in the workroom 13 arranged and adapted to the tensioning device 15 and the at least one tool spindle 16 in the workroom 13 to move and / or align relative to each other. In particular, the axle assembly with the at least one machine axis 19 both for movement of the clamping device 15 relative to the machine bed 11 , as well as the movement of the tool spindle 16 relative to the machine bed 11 set up. The exact axle arrangement depends on the design of the machine tool 10 from.

Die Werkzeugmaschine 10 weist beim Ausführungsbeispiel außerdem einen Rüstplatz 25 auf. Der Rüstplatz 25 ist vom Arbeitsraum 13 durch eine Trennwand 26 abgetrennt. Der Rüstplatz 25 sowie der Arbeitsraum 13 der Werkzeugmaschine 10 sind durch eine ringsum laufende Maschinenaußenwand 27 umschlossen.The machine tool 10 In the embodiment also has a set-up 25 on. The setup station 25 is from the workroom 13 through a partition 26 separated. The setup station 25 as well as the work space 13 the machine tool 10 are by a surrounding machine outer wall 27 enclosed.

Am Rüstplatz 25 ist eine Werkstückhalterung 28 zum Halten eines Werkstücks 14 am Rüstplatz 25 angeordnet.At the set-up station 25 is a workpiece holder 28 for holding a workpiece 14 at the set-up station 25 arranged.

Beim Ausführungsbeispiel sind die Werkstücke 14 jeweils auf einer Palette 29 befestigt und werden gemeinsam mit der Palette 29 bzw. unter Verwendung der Palette 29 transportiert und am Rüstplatz 25 in der Werkstückhalterung 28 gehalten und in der Spanneinrichtung 15 im Arbeitsraum 13 gespannt. Am Rüstplatz 25 wird ein Werkstück 14 für die Bearbeitung im Arbeitsraum 13 bereitgestellt.In the embodiment, the workpieces 14 each on a pallet 29 attached and shared with the pallet 29 or using the pallet 29 transported and at the set-up station 25 in the workpiece holder 28 held and in the clamping device 15 in the workroom 13 curious; excited. At the set-up station 25 becomes a workpiece 14 for working in the workroom 13 provided.

Die Werkzeugmaschine 10 weist eine Werkstückwechseleinrichtung 33 auf, die zwischen dem Rüstplatz 25 und dem Arbeitsraum 13 angeordnet ist und beim Ausführungsbeispiel teilweise in den Arbeitsraum 13 und teilweise in den Rüstplatz 25 hineinragt. Die Werkstückwechseleinrichtung 33 ist bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel im Bereich der Trennwand 26 angeordnet. Mittels der Werkstückwechseleinrichtung 33 kann ein Werkstück 14 vom Rüstplatz 25 in den Arbeitsraum 13 hinein und/oder vom Arbeitsraum 13 zum Rüstplatz 25 transportiert werden. Die Werkstückwechseleinrichtung 33 ist beispielsgemäß derart ausgestaltet, dass ein am Rüstplatz 25 vorhandenes Werkstück 14 von der Werkstückhalterung 28 übernommen und in den Arbeitsraum 13 transportiert werden kann und/oder dass ein bearbeitetes Werkstück 14 von der Spanneinrichtung 15 übernommen und aus dem Arbeitsraum 13 zurück zum Rüstplatz 25 transportiert werden kann.The machine tool 10 has a workpiece changing device 33 on that between the set-up 25 and the workroom 13 is arranged and in the embodiment partially in the working space 13 and partly in the preparation station 25 protrudes. The workpiece changing device 33 is in the preferred embodiment in the region of the partition 26 arranged. By means of the workpiece changing device 33 can be a workpiece 14 from the set-up station 25 in the workroom 13 into and / or from the workroom 13 to the preparation station 25 be transported. The workpiece changing device 33 is, for example, designed such that one at the set-up 25 existing workpiece 14 from the workpiece holder 28 taken over and into the workroom 13 can be transported and / or that a machined workpiece 14 from the clamping device 15 taken and from the workroom 13 back to the preparation station 25 can be transported.

Bei dem veranschaulichten Ausführungsbeispiel hat die Werkstückwechseleinrichtung 33 zwei Palettengreifer 34, wobei in der Ausgangsstellung ein Palettengreifer 34 am Rüstplatz 25 und der jeweils andere Palettengreifer 34 im Arbeitsraum 13 unmittelbar benachbart zur Trennwand 26 angeordnet sind. Die Palettengreifer 34 sind dazu eingerichtet, eine Palette 29 mit dem darauf angeordneten Werkstück 14 aufzunehmen. Die Werkstückwechseleinrichtung 33 ist beispielsgemäß um eine Schwenkachse S schwenkbar, die parallel zur oder in der Ebene der Trennwand 26 angeordnet ist. Die Palettengreifer 34 sind bezüglich der Ebene, in der sich die Schwenkachse S erstreckt, auf entgegengesetzten Seiten angeordnet. Durch eine Schwenkbewegung um die Schwenkachse S können die Palettengreifer 34 ihre Plätze tauschen, so dass der zuvor am Rüstplatz 25 angeordnete Palettengreifer 34 anschließend im Arbeitsraum 13 angeordnet ist und umgekehrt. Wenn einer oder beide Palettengreifer 34 eine Palette 29 mit einem Werkstück 14 übernehmen (3), kann auf diese Weise ein Werkstücktransfer zwischen dem Rüstplatz 25 und dem Arbeitsraum 13 erfolgen. Dabei kann gleichzeitig ein zu bearbeitendes Werkstück vom Rüstplatz 25 in den Arbeitsraum 13 und ein bereits bearbeitetes Werkstück aus dem Arbeitsraum 13 zurück zum Rüstplatz 25 transportiert werden. Über eine oder mehrere Maschinenachsen 19 am Rüstplatz 25 und eine oder mehrere Maschinenachsen 19 im Arbeitsraum 13 können die Werkstückhalterung 28 bzw. die Spanneinrichtung 15 derart bewegt werden, dass die Palette 29 mit dem Werkstück 14 am zugeordneten Palettengreifer 34 angeordnet oder vom zugeordneten Palettengreifer 34 abgenommen werden kann. Beispielsgemäß ist die Werkstückwechseleinrichtung 33 lediglich um die Schwenkachse S drehbar und ansonsten nicht rotatorisch oder translatorisch bewegbar ausgeführt. Es versteht sich, dass die Palettengreifer 34 Spannmittel zum kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Halten der jeweiligen Palette 29 aufweisen können.In the illustrated embodiment, the workpiece changer has 33 two pallet grippers 34 , wherein in the starting position a pallet gripper 34 at the set-up station 25 and the other pallet gripper 34 in the workroom 13 immediately adjacent to the partition 26 are arranged. The pallet gripper 34 are set to a palette 29 with the workpiece arranged thereon 14 take. The workpiece changing device 33 is according to the example about a pivot axis S pivotable parallel to or in the plane of the partition 26 is arranged. The pallet gripper 34 are with respect to the plane in which the pivot axis S extends, arranged on opposite sides. By a pivoting movement about the pivot axis S can the pallet gripper 34 exchange their seats so that the previously at the set-up 25 arranged pallet gripper 34 then in the workroom 13 is arranged and vice versa. If one or both pallet grabs 34 a pallet 29 with a workpiece 14 take over ( 3 ), in this way can be a workpiece transfer between the set-up 25 and the workroom 13 respectively. At the same time a workpiece to be machined from the set-up station 25 in the workroom 13 and an already machined workpiece from the workspace 13 back to the preparation station 25 be transported. About one or more machine axes 19 at the set-up station 25 and one or more machine axes 19 in the workroom 13 can the workpiece holder 28 or the clamping device 15 be moved so that the pallet 29 with the workpiece 14 on the assigned pallet gripper 34 arranged or from the associated pallet gripper 34 can be removed. According to the example, the workpiece changing device 33 only about the pivot axis S rotatable and otherwise not rotatory or translationally movable executed. It is understood that the pallet gripper 34 Clamping means for non-positive and / or positive retention of the respective pallet 29 can have.

Mittels wenigstens einer Maschinenachse 19 ist die Werkstückhalterung 28 um eine Drehachse D drehbar. Dadurch ist es möglich ein in der Werkstückhalterung 28 angeordnetes Werkstück 14 drehend um die Drehachse D anzutreiben und dabei zu bearbeiten, wie es nachfolgend noch genauer erläutert wird. Die Drehachse kann beispielsweise vertikal ausgerichtet sein.By means of at least one machine axis 19 is the workpiece holder 28 around a rotation axis D rotatable. This makes it possible in the workpiece holder 28 arranged workpiece 14 turning around the axis of rotation D to drive and thereby process, as will be explained in more detail below. The axis of rotation can be oriented vertically, for example.

Ein Trennwandabschnitt 26a der Trennwand 26 ist beispielsgemäß mit der Werkstückwechseleinrichtung 33 verbunden. Bei der Drehung der Werkstückwechseleinrichtung 33 um die Schwenkachse S dreht sich der Trennwandabschnitt 26a mit. Dadurch wird eine Art Drehtür in der Trennwand 26 ausgebildet, so dass eine Palette 29 mit einem Werkstück 14 zwischen dem Rüstplatz 25 und dem Arbeitsraum 13 gefördert werden kann.A partition wall section 26a the partition 26 is according to the example with the workpiece changing device 33 connected. During the rotation of the workpiece changing device 33 around the pivot axis S the partition wall section rotates 26a With. This will create a kind of revolving door in the partition 26 formed, leaving a pallet 29 with a workpiece 14 between the preparation station 25 and the workroom 13 can be promoted.

Die Steuereinrichtung 18 steuert neben den Maschinenachsen 19 auch die Bewegung der Werkstückwechseleinrichtung 33.The control device 18 controls next to the machine axes 19 also the movement of the workpiece changing device 33 ,

In der Maschinenaußenwand 27 ist beispielsgemäß eine Werkstücktransportöffnung 35 vorhanden. Durch die Werkstücktransportöffnung 35 kann eine Palette 29 mit einem Werkstück 14 zum Rüstplatz 25 zugeführt werden und ein am Rüstplatz 25 angeordnetes Werkstück 14 aus der Werkzeugmaschine 10 herausgefördert werden, was schematisch in 2 durch den Doppelpfeil veranschaulicht ist. Der Arbeitsraum 13 kann somit abgesehen vom Trennwandabschnitt 26a ohne weitere Öffnungen für den Werkstücktransfer ausgebildet sein.In the machine outer wall 27 is, for example, a workpiece transport opening 35 available. Through the workpiece transport opening 35 can a palette 29 with a workpiece 14 to the preparation station 25 be fed and one at the set-up 25 arranged workpiece 14 from the machine tool 10 be conveyed out, which is schematically in 2 illustrated by the double arrow. The workroom 13 Thus, apart from the partition wall section 26a be formed without further openings for the workpiece transfer.

Die Werkstücktransportöffnung 35 ist vorzugsweise über eine Tür, Klappe oder dergleichen verschließbar. Während der Bearbeitung ist die Werkstücktransportöffnung 35 geschlossen. Bei dem hier veranschaulichten Ausführungsbeispiel kann die Werkstücktransportöffnung 35 derart angeordnet sein, dass ein linearer Transport der Werkstücke 14 durch die Werkstücktransportöffnung 35 zur Werkstückhalterung 28 und von der Werkstückhalterung 28 zur Werkstückwechseleinrichtung 33 möglich ist.The workpiece transport opening 35 is preferably closed by a door, flap or the like. During machining, the workpiece transport opening 35 closed. In the embodiment illustrated here, the workpiece transport opening 35 be arranged such that a linear transport of the workpieces 14 through the workpiece transport opening 35 to the workpiece holder 28 and from the workpiece holder 28 to the workpiece changing device 33 is possible.

Alternativ können Werkstücke 14 auch über eine Portalförderung von oben zum Rüstplatz 25 hin bzw. vom Rüstplatz 25 weg gefördert werden. Bei dieser Variante werden häufig nur die Werkstücke 14 ohne Palette 29 gefördert. Das Werkstück 14 wird dann von dem Portalförderer auf die Palette 29 abgelegt bzw. von dieser entnommen.Alternatively, workpieces 14 also via a portal support from above to the preparation station 25 to or from the preparation station 25 be promoted away. In this variant, often only the workpieces 14 without a pallet 29 promoted. The workpiece 14 is then from the portal conveyor on the pallet 29 filed or removed from this.

Am Rüstplatz 25 ist innerhalb der Maschinenaußenwand 27 ein Roboterarm 40 angeordnet. Der Roboterarm ist mit einem Ende auf einem Sockel 41 angeordnet. Bei dem Ausführungsbeispiel steht der Sockel 41 auf dem Untergrund 12. Dies ist dann vorteilhaft, wenn aufgrund der Masse, der Kräfte und der Beschleunigungen beim Bewegen des Roboterarms 40 Schwingungen in die Werkzeugmaschine 10 bzw. das Maschinenbett 11 eingekoppelt werden könnten. Sollte aufgrund der Ausführung und der Ansteuerung der Bewegung des Roboterarms 40 eine solche Einkopplung von Schwingungen in das Maschinenbett 11 unkritisch sein, könnte der Roboterarm 40 auch am Maschinenbett 11 oder einem anderen Teil der Werkzeugmaschine 10 angebracht werden.At the set-up station 25 is inside the machine exterior wall 27 a robot arm 40 arranged. The robot arm is with one end on a pedestal 41 arranged. In the embodiment, the base is 41 on the ground 12 , This is advantageous if, due to the mass, the forces and the accelerations when moving the robot arm 40 Vibrations in the machine tool 10 or the machine bed 11 could be coupled. Should due to the execution and the control of the movement of the robot arm 40 such a coupling of vibrations in the machine bed 11 could be uncritical, the robot arm 40 also on the machine bed 11 or another part of the machine tool 10 be attached.

Ausgehend von dem Sockel 41 erstreckt sich der Roboterarm 40 bis zu einem freien Ende 42 hin. An dem freien Ende 42 weist der Roboterarm 40 eine Werkzeugaufnahme 43 für unterschiedliche Werkzeuge 44 auf. Die Werkzeugaufnahme 43 kann eine Standardschnittstelle sein, wie z.B. eine zur Aufnahme von Hohlschaftkegeln (HSK) ausgestaltete Werkzeugaufnahme 43.Starting from the pedestal 41 extends the robot arm 40 to a free end 42 out. At the free end 42 points the robot arm 40 a tool holder 43 for different tools 44 on. The tool holder 43 may be a standard interface, such as a configured for receiving hollow shaft cones (HSK) tool holder 43 ,

Zwischen der Werkzeugaufnahme 43 und dem Sockel 41 weist der Roboterarm 40 mehrere Glieder 45 auf, wobei jeweils zwei benachbarte Glieder 45 drehbar bzw. schwenkbar miteinander verbunden sind. Der Roboterarm 40 weist mehrere Roboterachsen R auf, die jeweils einen Freiheitsgrad bei der Bewegung bzw. Positionierung des freien Endes 42 und mithin eines in der Werkzeugaufnahme 43 gehaltenen Werkzeugs 44 im Raum und beispielsgemäß am Rüstplatz 25 darstellen. Bei dem in 1 beispielhaft veranschaulichten Roboterarm 40 sind sechs Roboterachsen R vorhanden, die jeweils eine Dreh- bzw. Schwenkachse zur Bewegung des jeweiligen Gliedes 45 relativ zum benachbarten Glied 45 oder dem Sockel 41 bilden. Die Bewegung und Positionierung der Glieder 45 um die Roboterachsen R wird durch entsprechend steuerbare Roboterachsantriebe ausgeführt. Das freie Ende 42 kann daher relativ zum Sockel 41 im Raum bewegt, positioniert und ausgerichtet werden.Between the tool holder 43 and the pedestal 41 points the robot arm 40 several links 45 on, each with two adjacent links 45 are rotatably or pivotally connected to each other. The robot arm 40 has several robot axes R each one degree of freedom in the movement or positioning of the free end 42 and therefore one in the tool holder 43 held tool 44 in the room and, for example, at the set-up station 25 represent. At the in 1 exemplified robotic arm 40 are six robot axes R present, each having a pivot axis for the movement of the respective member 45 relative to the adjacent limb 45 or the pedestal 41 form. The movement and positioning of the limbs 45 around the robot axes R is executed by appropriately controllable robot axis drives. The free end 42 can therefore relative to the socket 41 moved, positioned and aligned in space.

Bei einem Ausführungsbeispiel kann die Anzahl der Freiheitsgrade, in denen das freie Ende 42 des Roboterarms 40 bewegbar bzw. positionierbar ist, größer sein als die Anzahl der Freiheitsgrade, mit denen die wenigstens eine Werkzeugspindel 16, und damit das Bearbeitungswerkzeug 17, relativ zum Werkstück 14 bewegbar und positionierbar ist.In one embodiment, the number of degrees of freedom in which the free end 42 of the robot arm 40 is movable or positionable to be greater than the number of degrees of freedom with which the at least one tool spindle 16 , and thus the editing tool 17 , relative to the workpiece 14 is movable and positionable.

Der Roboterarm 40 kann während der Hauptzeit, also während der Bearbeitung eines Werkstücks 14 durch die wenigstens eine Werkzeugspindel 16 im Arbeitsraum 13, ein am Rüstplatz in der Werkstückhalterung 28 angeordnetes Werkstück 14 bearbeiten. Unter der Bearbeitung ist eine spanende und/oder eine nicht spanende Bearbeitung, eine Prüfung oder Messung oder eine sonstige Tätigkeit zu verstehen, die der Roboterarm 40 unter Verwendung eines Werkzeugs 44 am Werkstück 14 ausführen kann. Beispielsweise kann der Roboterarm 40 wenigstens eine Dimension des Werkstücks 14 messen, ein Werkstück 14 markieren, beispielsweise mittels eines Lasers, ein Werkstück 14 reinigen, beispielsweise mittels eines Fluids, wie Druckluft oder einer Spülflüssigkeit, oder ein Werkstück 14 spanend bearbeiten, beispielsweise durch Bohren oder Fräsen oder dergleichen.The robot arm 40 can during the main time, ie while processing a workpiece 14 through the at least one tool spindle 16 in the workroom 13 , one at the set-up station in the workpiece holder 28 arranged workpiece 14 to edit. Machining means a machining and / or non-machining, testing or measurement or other activity that is the robot arm 40 using a tool 44 on the workpiece 14 can perform. For example, the robot arm 40 at least one dimension of the workpiece 14 measure a workpiece 14 mark, for example by means of a laser, a workpiece 14 clean, for example by means of a fluid such as compressed air or a rinsing liquid, or a workpiece 14 machining, for example by drilling or milling or the like.

Mittels eines Werkzeugs zur additiven Herstellung, beispielsweise eines Laserschweißkopfes 51, kann der Roboterarm 40 auch Material auf das Werkstück 14 auftragen und mit dem Werkstück 14 stoffschlüssig verbinden. Hierzu kann dem Werkzeug 44 entsprechendes Material, insbesondere metallisches Material oder Kunststoffmaterial, zugeführt werden. Am Rüstplatz ist eine Laserquelle 52 sowie eine Materialzufuhr 53 zum Zuführen des aufzutragenden Materials zum Laserschweißkopf 51 vorhanden. Die Laserquelle 52 und die Materialzufuhr 53 sind vorzugsweise nahe an der Werkstückhalterung 28 angeordnet, um die Zufuhrleitungen möglichst kurz ausführen zu können.By means of a tool for additive production, for example a laser welding head 51 , the robot arm can 40 also material on the workpiece 14 Apply and with the workpiece 14 cohesively connect. For this purpose, the tool 44 appropriate material, in particular metallic material or plastic material, are supplied. At the setup station is a laser source 52 as well as a material supply 53 for feeding the material to be applied to the laser welding head 51 available. The laser source 52 and the material supply 53 are preferably close to the workpiece holder 28 arranged to run the supply lines as short as possible.

Ist der Roboterarm 40 am Rüstplatz 25 zum additiven Auftragen von Material auf das Werkstück 14 eingerichtet, kann die Anzahl der Varianten eines Basisteils, beispielsweise eines Gussteils, reduziert werden. Es ist möglich, ein Gussteil identisch für mehrere Werkstückvarianten zu gießen und/oder mit anderen Verfahren zu formen oder herzustellen und sich unterscheidende Ausprägungsmerkmale der Varianten zumindest auch durch das additive Auftragen von Material zu erzeugen. Dadurch können Werkzeugkosten, insbesondere für das Gusswerkzeug, eingespart werden.Is the robot arm 40 at the set-up station 25 for additive application of material to the workpiece 14 set up, the number of variants of a base part, such as a casting, can be reduced. It is possible to cast a casting identical for several variants of the workpiece and / or to shape or produce by other methods and to produce distinctive characteristics of the variants at least by the additive application of material. As a result, tool costs, in particular for the casting tool, can be saved.

Der Roboterarm 40 kann z.B. dazu eingerichtet sein, einen oder mehrere Grate am Werkstück 14 zu entfernen, die durch einen vorherigen Arbeitsschritt entstanden sind. Der Roboterarm 40 kann optional auch dazu eingerichtet sein, den Rüstplatz 25 oder Teile davon zu reinigen, beispielsweise die Werkstückhalterung 28 oder das Werkstück 14. Dadurch können Späne oder Kühlmittelreste entfernt werden, um ein möglichst exaktes Anordnen des Werkstücks 14 in der Werkstückhalterung 28 zu ermöglichen.The robot arm 40 For example, it may be configured to have one or more burrs on the workpiece 14 removed from a previous step. The robot arm 40 Optionally, it can also be set up for the setup station 25 or to clean parts thereof, such as the workpiece holder 28 or the workpiece 14 , As a result, chips or coolant residues can be removed in order to arrange the workpiece as exactly as possible 14 in the workpiece holder 28 to enable.

Am Rüstplatz 25 kann innerhalb der Maschinenaußenwand 27 ein Werkzeugmagazin 46 mit mehreren Werkzeugen 44 für den Roboterarm 40 angeordnet sein. Das Werkzeugmagazin 46 ist vorzugsweise unbeweglich am Rüstplatz 25 angeordnet. Der Roboterarm 40 ist dazu eingerichtet, ein Werkzeug 44 aus dem Werkzeugmagazin 46 aufzunehmen bzw. ein in der Werkzeugaufnahme 43 angeordnetes Werkzeug 44 im Werkzeugmagazin 46 abzulegen. Dadurch ist es möglich, unterschiedliche Bearbeitungen während der Hauptzeit am Rüstplatz 25 auszuführen. Abhängig von der auszuführenden Aufgabe, kann der Roboterarm das geeignete Werkzeug 44 aufnehmen, beispielsweise eine Blasdüse oder eine Spüldüse zum Reinigen, ein Laserwerkzeug zum Markieren eines Werkstücks, ein zum Materialabtrag verwendbares Rotationswerkzeug, ein Mess- oder Prüfwerkzeug, usw.At the set-up station 25 can be inside the machine exterior wall 27 a tool magazine 46 with several tools 44 for the robot arm 40 be arranged. The tool magazine 46 is preferably immovable at the set-up station 25 arranged. The robot arm 40 is set up to be a tool 44 from the tool magazine 46 to record or a in the tool holder 43 arranged tool 44 in the tool magazine 46 store. This makes it possible to perform different operations during the main time at the set-up station 25 perform. Depending on the task to be performed, the robot arm may have the appropriate tool 44 For example, a blowing nozzle or a rinsing nozzle for cleaning, a laser tool for marking a workpiece, a rotary tool that can be used for material removal, a measuring or testing tool, etc.

Der Roboterarm 40 und der Arbeitsablauf im Arbeitsraum 13 werden durch die gemeinsame Steuereinrichtung 18 gesteuert. Die gesamte Werkzeugmaschine 10 einschließlich des Roboterarms 40 werden über eine gemeinsame Versorgung 47 mit elektrischer Energie und optional weiteren benötigten Fluiden versorgt, wie Kühlmittel und/oder Schmiermittel und/oder Druckluft und/oder Hydraulikflüssigkeit. Da die Versorgung 47 für die Werkzeugmaschine 10 und die Bearbeitung des Werkstücks 14 im Arbeitsraum 13 ohnehin vorhanden ist, kann die Versorgung 47 mit geringem Aufwand auch gleichzeitig für den Rüstplatz 25 und insbesondere die Werkstückhalterung 28 und den Roboterarm 40 verwendet werden. Die von der Werkzeugmaschine 10 benötigte Aufstellfläche wird gegenüber einer Ausführung der Werkzeugmaschine 10 ohne Roboterarm 40 nur geringfügig vergrößert. Die Effizienz der Werkzeugmaschine 10 wird demgegenüber deutlich gesteigert, da während der Hauptzeit am Rüstplatz 25 Arbeitsschritte durch den Roboterarm 40 vorgenommen werden können, für deren Durchführung nicht unbedingt eine hochgenaue und leistungsfähige Werkzeugspindel 16 erforderlich ist. Dadurch kann die wertvolle Hauptzeit für die Arbeiten am Werkstück 14 reserviert werden, die eine hohe Genauigkeit und/oder eine hohe Abtragsleistung benötigen. Weniger komplexe Aufgaben mit geringeren Genauigkeitsanforderungen, wie z.B. das Entgraten, das Reinigen, das Schneiden von Gewinden, usw. können während der Hauptzeit parallel zur Bearbeitung eines Werkstücks 14 im Arbeitsraum 13 an einem weiteren Werkstück 14 am Rüstplatz 25 ausgeführt werden.The robot arm 40 and the workflow in the workspace 13 be through the common control device 18 controlled. The entire machine tool 10 including the robot arm 40 be about a common supply 47 supplied with electrical energy and optionally other required fluids, such as coolant and / or lubricant and / or compressed air and / or hydraulic fluid. Because the supply 47 for the machine tool 10 and the machining of the workpiece 14 in the workroom 13 Anyway, the supply can be 47 with little effort at the same time for the set-up 25 and in particular the workpiece holder 28 and the robot arm 40 be used. The of the machine tool 10 required footprint is compared to an embodiment of the machine tool 10 without robotic arm 40 only slightly enlarged. The efficiency of the machine tool 10 In contrast, is significantly increased because during the main time at the set-up 25 Work steps through the robot arm 40 can be made, for their implementation is not necessarily a highly accurate and powerful tool spindle 16 is required. This can be the valuable main time for the work on the workpiece 14 reserved, which require high accuracy and / or a high removal rate. Less complex tasks with lower accuracy requirements, such as deburring, cleaning, cutting threads, etc., can be done during the main time in parallel with the machining of a workpiece 14 in the workroom 13 on another workpiece 14 at the set-up station 25 be executed.

Zumindest eines der Werkzeuge 44 für den Roboterarm 40 kann als Messwerkzeug 44a ausgeführt sein. Der Roboterarm 40 kann das Messwerkzeug 44a aufnehmen, und nach dem Anordnen einer Palette 29 mit einem Werkstück 14 in der Werkstückhalterung 28 kann der Roboterarm 40 eine oder mehrere Stellen an der Palette 29 und/oder dem Werkstück 14 berührend oder berührungslos messen, um die Position und/oder Ausrichtung des Werkstücks 14 in einem Koordinatensystem des Roboterarms 40 zu erfassen. Im Anschluss daran kann eine Bearbeitung des Werkstücks 14 am Rüstplatz 25 erfolgen. Dadurch kann die Genauigkeit bei der Bearbeitung eines Werkstücks 14 am Rüstplatz 25 mittels des Roboterarms 40 erhöht werden.At least one of the tools 44 for the robot arm 40 can as a measuring tool 44a be executed. The robot arm 40 can the measuring tool 44a and after arranging a palette 29 with a workpiece 14 in the workpiece holder 28 can the robot arm 40 one or more places on the pallet 29 and / or the workpiece 14 Contact or contactless measure the position and / or orientation of the workpiece 14 in a coordinate system of the robot arm 40 capture. Following this, a machining of the workpiece 14 at the set-up station 25 respectively. This can improve the accuracy of machining a workpiece 14 at the set-up station 25 by means of the robot arm 40 increase.

Wie es stark schematisiert in den 2 und 3 veranschaulicht ist, weist die Werkzeugmaschine 10 eine Abfuhreinrichtung 48 mit einem Abfuhrkanal 49 für Späne und/oder Kühlmittelreste auf. Die Abfuhreinrichtung 48 ist dazu eingerichtet, sowohl Späne und/oder Kühlmittel am Rüstplatz 25, als auch im Arbeitsraum 13 aufzunehmen. Somit steht eine einheitliche, gemeinsame Abfuhr von Materialresten bzw. Kühlmittelresten zur Verfügung. Entstehen bei der Bearbeitung Stäube und/oder Gase, kann sowohl dem Rüstplatz 25, als auch dem Arbeitsraum 13 eine gemeinsame Absaugeinrichtung 50 zugeordnet sein, um derartige Stäube bzw. Gase abzusaugen.As it is highly schematized in the 2 and 3 is illustrated, the machine tool 10 a discharge facility 48 with a discharge channel 49 for chips and / or coolant residues. The discharge device 48 is designed to handle both chips and / or coolant at the set-up station 25 , as well as in the workroom 13 take. Thus, a uniform, common removal of material residues or coolant residues is available. If dusts and / or gases are generated during processing, they can be used both at the set-up station 25 , as well as the workroom 13 a common suction device 50 be assigned to extract such dusts or gases.

Zumindest ein Teil der in der Steuereinrichtung 18 implementierten Funktionen F kann für die Steuerung und/oder Überwachung des Betriebs des Roboterarms 40 verwendet werden. Dies betrifft insbesondere Sicherheitsfunktionen zur Herstellung der Arbeitssicherheit am Rüstplatz. Beispielsweise kann die Steuereinrichtung 18 dazu eingerichtet sein, ein Sensorsignal U wenigstens eines Sensors 55 abzufragen, der einen Zustand der Werkzeugmaschine 10 charakterisiert. Beispielsweise kann der Sensor 55 einer Klappe oder Tür an der Werkstücktransportöffnung 35 zugeordnet sein und deren Zustand mittels des Sensorsignals U an die Steuereinrichtung 18 übermitteln. Bei geöffneter Werkstücktransportöffnung 25 kann das Bewegen des Roboterarms 40 und/oder der Werkstückhalterung 28 und das Bearbeiten des Werkstücks 14 mittels des Werkzeugs 44 des Roboterarms 40 gestoppt oder unterbunden werden. Während der Bearbeitung des Werkstücks 14 am Rüstplatz 25 oder der Bewegung der Werkstückhalterung 28 oder des Roboterarms 40 kann beispielsweise eine Tür oder Klappe an der Werkstücktransportöffnung 35 durch die Steuereinrichtung 18 verriegelt werden. Analog hierzu können auch andere Zugangsöffnungen in den von der Maschinenaußenwand 27 umfassten Bereich, also den Arbeitsraum 13 und den Rüstplatz 25 überwacht und gesichert werden.At least part of the in the control device 18 implemented functions F can be used to control and / or monitor the operation of the robot arm 40 be used. This applies in particular to safety functions for the production of safety at the set-up station. For example, the control device 18 be adapted to a sensor signal U at least one sensor 55 to interrogate a state of the machine tool 10 characterized. For example, the sensor 55 a flap or door on the workpiece transport opening 35 be assigned and their state by means of the sensor signal U to the controller 18 to transfer. When the workpiece transport opening is open 25 may be moving the robotic arm 40 and / or the workpiece holder 28 and editing the workpiece 14 by means of the tool 44 of the robot arm 40 stopped or stopped. During the machining of the workpiece 14 at the set-up station 25 or the movement of the workpiece holder 28 or the robot arm 40 For example, a door or flap on the workpiece transport opening 35 by the control device 18 be locked. Analogous to this, other access openings in the machine outer wall 27 covered area, ie the workspace 13 and the setup station 25 be monitored and secured.

Die wenigstens eine übergeordnete Funktion F kann auch eine Funktion zur Sicherstellung der Kollisionsfreiheit sein. Eine solche Funktion F ist ohnehin für die mittels der wenigstens einen Maschinenachse 19 bewegbaren Maschinenteile vorhanden und kann auch für die Bewegung der Werkstückhalterung 28 bzw. die Bewegung des Roboterarms 40 verwendet werden.The at least one parent function F can also be a function to ensure collision freedom. Such a function F is anyway for the means of at least one machine axis 19 movable machine parts present and can also be used for the movement of the workpiece holder 28 or the movement of the robot arm 40 be used.

Außerdem kann die Steuereinrichtung 18 eine übergeordnete Funktion F bereitstellen, die die Bewegungskoordinaten und/oder Bewegungsbahn zur Bewegung des Werkzeugs 44 mittels des Roboterarms 40 und/oder die Geschwindigkeit der Bewegung und/oder die Ausrichtung des Werkzeugs 44 vorgeben. Die Ansteuerung der Roboterachsantriebe zur Bewegung der einzelnen Glieder 45 kann auch von der Steuereinrichtung 18 übernommen werden, wobei die Ansteuerung der einzelnen Roboterachsantriebe auch durch eine separate Robotersteuereinheit 56 erfolgen kann, die sozusagen eine unterlagerte Steuerung oder Regelung des Roboterarms 40 ausführt.In addition, the control device 18 a parent function F provide the motion coordinates and / or trajectory to move the tool 44 by means of the robot arm 40 and / or the speed of movement and / or the orientation of the tool 44 pretend. The control of the robot axis drives for moving the individual links 45 can also be from the controller 18 be taken, the control of the individual robot axis drives also by a separate robot control unit 56 can take place, so to speak, a subordinate control or regulation of the robot arm 40 performs.

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine 10 und ein Verfahren zu deren Betrieb. Die Werkzeugmaschine 10 weist einen Arbeitsraum 13 mit wenigstens einer Werkzeugspindel 16 und einer Spanneinrichtung 15 für ein Werkstück 14 auf. In dem Arbeitsraum 13 kann ein Werkstück 14 während einer Hauptzeit bearbeitet werden. Getrennt durch eine Trennwand 26 von dem Arbeitsraum 13 ist unmittelbar angrenzend ein Rüstplatz 25 mit einer Werkstückhalterung 28 vorhanden. Über eine Werkstückwechseleinrichtung 33 können Werkstücke 14 zwischen dem Arbeitsraum 13 und dem Rüstplatz 25 transportiert werden. Am Rüstplatz 25 ist ein Roboterarm 40 angeordnet, der während der Hauptzeit ein am Rüstplatz 25 vorhandenes Werkstück bearbeiten kann. Der Arbeitsraum 13, der Rüstplatz 25 und der Roboterarm 40 sind bevorzugt von einer gemeinsamen äußeren Maschinenaußenwand 27 umschlossen. Der Roboterarm 40 sowie Maschinenachsen 19 im Arbeitsraum 13 werden durch eine gemeinsame Steuereinrichtung 18 der Werkzeugmaschine 10 gesteuert.The invention relates to a machine tool 10 and a method of operation thereof. The machine tool 10 has a workspace 13 with at least one tool spindle 16 and a tensioning device 15 for a workpiece 14 on. In the workroom 13 can be a workpiece 14 to be worked on during a main time. Separated by a partition 26 from the workroom 13 is immediately adjacent to a preparation station 25 with a workpiece holder 28 available. About a workpiece change device 33 can workpieces 14 between the workspace 13 and the setup station 25 be transported. At the set-up station 25 is a robotic arm 40 arranged during the main time one at the set-up 25 can edit existing workpiece. The workroom 13 , the set-up place 25 and the robotic arm 40 are preferably from a common outer machine outer wall 27 enclosed. The robot arm 40 as well as machine axes 19 in the workroom 13 be through a common control device 18 the machine tool 10 controlled.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1010
Werkzeugmaschinemachine tool
1111
Maschinenbettmachine bed
1212
Untergrundunderground
1313
Arbeitsraumworking space
1414
Werkstückworkpiece
1515
Spanneinrichtungtensioning device
1616
Werkzeugspindeltool spindle
1717
Bearbeitungswerkzeugprocessing tool
1818
Steuereinrichtungcontrol device
1919
Maschinenachsemachine axis
2020
Arbeitsraum-Werkzeugmagazin Workspace tool magazine
2525
Rüstplatzsetup station
2626
Trennwandpartition wall
26a26a
Trennwandabschnittpartition section
2727
MaschinenaußenwandMachines outer wall
2828
WerkstückhalterungWorkpiece holder
2929
Palette palette
3333
WerkstückwechseleinrichtungWorkpiece changing device
3434
Palettengreiferpallet gripper
3535
Werkstücktransportöffnung Workpiece transport opening
4040
Roboterarmrobot arm
4141
Sockelbase
4242
freies Ende des Roboterarmsfree end of the robot arm
4343
Werkzeugaufnahmetool holder
4444
WerkzeugTool
44a44a
Messwerkzeugmeasuring tool
4545
Gliedmember
4646
Werkzeugmagazintool magazine
4747
Versorgungcare
4848
Abfuhreinrichtungdischarge device
4949
Abfuhrkanaldischarge channel
5050
Absaugeinrichtungsuction
5151
LaserschweißkopfLaser welding head
5252
Laserquellelaser source
5353
Materialzufuhr material supply
5555
Sensorsensor
5656
Robotersteuereinheit Robot control unit
DD
Drehachseaxis of rotation
FF
übergeordnete Funktionparent function
RR
Roboterachserobot axis
SS
Schwenkachseswivel axis
UU
Sensorsignalsensor signal

Claims (18)

Werkzeugmaschine (10) mit mehreren Maschinenachsen (19) , mit einem Arbeitsraum (13), der zur Bearbeitung eines Werkstücks (14) eingerichtet ist, in dem eine Spanneinrichtung (15) zum Spannen des Werkstücks (14) während der Bearbeitung und eine Werkzeugspindel (16) zur Aufnahme eines Bearbeitungswerkzeugs (17) angeordnet sind, wobei die Werkzeugspindel (16) und die Spanneinrichtung (15) mittels einer oder mehrerer der Maschinenachsen (19) relativ zueinander bewegbar sind, mit einer Steuereinrichtung (18), die dazu eingerichtet ist, den Arbeitsablauf der Werkstückbearbeitung im Arbeitsraum (13) während einer Hauptzeit zu steuern, mit einem Rüstplatz (25), der vom Arbeitsraum (13) durch eine Trennwand (26) getrennt ist, wobei am Rüstplatz (25) eine Werkstückhalterung (28) zum Halten des Werkstücks (14) angeordnet ist, mit einer Werkstückwechseleinrichtung (33), die zwischen dem Rüstplatz (25) und dem Arbeitsraum (13) angeordnet und dazu eingerichtet ist, ein Werkstück (14) zwischen dem Rüstplatz (25) und dem Arbeitsraum (13) zu wechseln, mit einem dem Rüstplatz (25) zugeordneten in mehreren Freiheitsgraden bewegbaren Roboterarm (40), der an seinem freien Ende (42) eine Werkzeugaufnahme (43) aufweist, und der dazu eingerichtet ist, während der Hauptzeit ein am Rüstplatz (25) in der Werkstückhalterung (28) gehaltenes Werkstück (14) zu bearbeiten, wobei zumindest ein Teil der in der Steuereinrichtung (18) implementierten Funktionen auch für die Steuerung und/oder Überwachung des Arbeitsablaufs am Rüstplatz (25) verwendet wird.Machine tool (10) with a plurality of machine axes (19), with a working space (13) arranged for machining a workpiece (14), in which a clamping device (15) for clamping the workpiece (14) during machining and a tool spindle (16) for receiving a machining tool (17) are arranged wherein the tool spindle (16) and the tensioning device (15) are movable relative to one another by means of one or more of the machine axes (19), with a control device (18) which is set up to control the work process of the workpiece machining in the working space (13) during a main time, with a set-up station (25) which is separated from the working space (13) by a dividing wall (26), wherein at the set-up station (25) a workpiece holder (28) for holding the workpiece (14) is arranged, with a workpiece changing device (33) which is arranged between the set-up station (25) and the working space (13) and is adapted to change a workpiece (14) between the set-up station (25) and the working space (13); with a the robot setup (25) associated in several degrees of freedom movable robot arm (40) at its free end (42) has a tool holder (43), and which is adapted, during the main time at the set-up station (25) in the workpiece holder (28) workpiece (14) to be processed, wherein at least a part of the functions implemented in the control device (18) is also used for the control and / or monitoring of the workflow at the set-up station (25). Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückwechseleinrichtung (33) dazu eingerichtet ist, ein sich im Arbeitsraum (13) befindendes bearbeitetes Werkstück (14) aus dem Arbeitsraum (13) heraus zu transportieren.Machine tool after Claim 1 , characterized in that the workpiece changing device (33) is adapted to transport a machined workpiece (14) located in the working space (13) out of the working space (13). Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückwechseleinrichtung (33) dazu eingerichtet ist, das sich im Arbeitsraum (13) befindende bearbeitete Werkstück wieder zurück zum Rüstplatz (25) zu transportieren und gleichzeitig ein vorbereitetes Werkstück (14) vom Rüstplatz in den Arbeitsraum (13) zu transportieren.Machine tool after Claim 2 , characterized in that the workpiece changing device (33) is adapted to transport the machined workpiece located in the working space (13) back to the set-up station (25) and at the same time a prepared workpiece (14) from the setup station in the working space (13) transport. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Trennwandabschnitt (26a) der Trennwand (26) mit der Werkstückwechseleinrichtung (33) verbunden ist.Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that at least one partition wall section (26a) of the partition wall (26) is connected to the workpiece changing device (33). Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (14) jeweils auf einer Palette (29) befestigt sind, und dass die Werkstückwechseleinrichtung (33) wenigstens einen Palettengreifer (34) aufweist, der dazu eingerichtet ist, zum Transport der Werkstücke (14) an der Palette (29) anzugreifen.Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the workpieces (14) are each mounted on a pallet (29), and that the workpiece changing device (33) has at least one pallet gripper (34) which is adapted to transport the workpieces (14) to attack the pallet (29). Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboterarm (40) auf einem Sockel (41) benachbart zu dem Maschinenbett (11) an einem Untergrund (12) angeordnet ist.Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the robot arm (40) on a base (41) adjacent to the machine bed (11) on a substrate (12) is arranged. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Freiheitsgrade, in denen das freien Ende (42) des Roboterarms (40) bewegbar ist, größer ist als die Anzahl der Freiheitsgrade, in denen das in der Spanneinrichtung (15) eingespannte Werkstück (14) und die wenigstens eine Werkzeugspindel (16) im Arbeitsraum relativ zueinander bewegbar sind.Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the number of degrees of freedom in which the free end (42) of the robot arm (40) is movable, is greater than the number of degrees of freedom in which clamped in the clamping device (15) Workpiece (14) and the at least one tool spindle (16) in the working space are movable relative to each other. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugaufnahme (28) des Roboterarms (40) eine Standardschnittstelle für auswechselbare Werkzeuge (44) aufweist.Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the tool holder (28) of the robot arm (40) has a standard interface for interchangeable tools (44). Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Rüstplatz (25) ein Werkzeugmagazin (46) mit mehreren Werkzeugen (44) für den Roboterarm (40) angeordnet ist.Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that at the set-up station (25) a tool magazine (46) with a plurality of tools (44) for the robot arm (40) is arranged. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Maschinenaußenwand (27) den Arbeitsraum (13) und den Rüstplatz (25) umgibt.Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that a machine outer wall (27) surrounds the working space (13) and the set-up station (25). Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass in der Maschinenaußenwand (27) eine Werkstücktransportöffnung (35) für den Transport von Werkstücken (14) zum und/oder vom Rüstplatz (25) vorhanden ist.Machine tool after Claim 10 , characterized in that in the machine outer wall (27) a workpiece transport opening (35) for the transport of workpieces (14) to and / or from the set-up station (25) is present. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Arbeitsraum (13) eine Öffnung aufweist oder an seiner Oberseite offen ist, um den Transport von Werkstücken (14) direkt in den oder direkt aus dem Arbeitsraum (13) zu ermöglichen.Machine tool after Claim 10 or 11 , characterized in that the working space (13) has an opening or is open at its top to allow the transport of workpieces (14) directly into or directly from the working space (13). Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Roboterarm (40) ein Messwerkzeug (44a) aufweist oder aufnehmen kann.Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the robot arm (40) comprises or can receive a measuring tool (44a). Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (18) dazu eingerichtet ist, den Roboterarm (40) mit dem Messwerkzeug (44a) zu steuern, um die Position und/oder Ausrichtung des in der Werkstückhalterung (28) am Rüstplatz (25) angeordneten Werkstücks (14) in einem Koordinatensystem des Roboterarms (40) zu ermitteln. Machine tool after Claim 13 , characterized in that the control device (18) is set up to control the robot arm (40) with the measuring tool (44a) in order to determine the position and / or orientation of the workpiece (29) arranged in the workpiece holder (28). 14) in a coordinate system of the robot arm (40). Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rüstplatz (25) und der Arbeitsraum (13) eine gemeinsame Abfuhreinrichtung (48) für Späne und/oder Kühlmittel aufweisen.Machine tool according to one of the preceding claims, characterized in that the set-up station (25) and the working space (13) have a common discharge device (48) for chips and / or coolant. Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit folgenden Schritten: - Transport eines Werkstücks (14) vom Rüstplatz (25) in den Arbeitsraum (13) und Transport eines anderen Werkstücks (14) zum Rüstplatz (25), - Bearbeiten des Werkstücks (14) im Arbeitsraum (13) während einer Hauptzeit, - Bearbeiten des am Rüstplatz (25) angeordneten Werkstücks (14) während der Hauptzeit durch den Roboterarm (40) .Method for operating a machine tool (10) according to one of the preceding claims, comprising the following steps: Transporting a workpiece (14) from the set-up station (25) into the working space (13) and transporting another workpiece (14) to the set-up station (25), Machining the workpiece (14) in the working space (13) during a main time, - Processing of the set-up (25) arranged workpiece (14) during the main time by the robot arm (40). Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass unter Verwendung des Roboterarms (40) am Rüstplatz (25) Material auf ein in der Werkstückhalterung (28) gehaltenes Werkstück (14) durch ein additives Herstellungsverfahren aufgetragen wird, wobei das Werkstück (14) vorher und/oder nachher im Arbeitsraum (13) bearbeitet wurde bzw. wird.Method according to Claim 16 characterized in that material is applied to a workpiece (14) held in the workpiece holder (28) by an additive manufacturing process using the robotic arm (40) at the set - up station (25), the workpiece (14) being previously and / or subsequently im Workspace (13) has been or will be. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung eine vorgegebenen Werkstückvariante aus einer Gruppe von möglichen Werkstückvarianten zunächst ein Basiskörper als Werkstück (14) hergestellt wird, der für mehrere oder alle Werkstückvarianten verwendet wird, und dass auf den am Rüstplatz (25) in der Werkstückhalterung (28) gehaltenen Basiskörper Material durch das additive Herstellungsverfahren aufgetragen wird, um die ausgewählte, vorgegebene Werkstückvariante herzustellen.Method according to Claim 17 , characterized in that for producing a predetermined workpiece variant from a group of possible workpiece variants, first a base body is produced as a workpiece (14), which is used for several or all workpiece variants, and in that on the set-up station (25) in the workpiece holder (28 ) is applied by the additive manufacturing process to produce the selected, predetermined workpiece variant.
DE102018104199.3A 2018-02-23 2018-02-23 Machine tool with work area, setup station and robot arm and method for their operation Active DE102018104199B4 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018104199.3A DE102018104199B4 (en) 2018-02-23 2018-02-23 Machine tool with work area, setup station and robot arm and method for their operation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102018104199.3A DE102018104199B4 (en) 2018-02-23 2018-02-23 Machine tool with work area, setup station and robot arm and method for their operation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102018104199A1 true DE102018104199A1 (en) 2019-08-29
DE102018104199B4 DE102018104199B4 (en) 2024-01-18

Family

ID=67550379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102018104199.3A Active DE102018104199B4 (en) 2018-02-23 2018-02-23 Machine tool with work area, setup station and robot arm and method for their operation

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102018104199B4 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3915721B1 (en) 2020-05-29 2022-12-28 C.M.S. S.p.A. Machine for the processing of parts in a pendular cycle

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009027463A1 (en) 2009-07-03 2011-01-05 Deckel Maho Pfronten Gmbh Method and machine tool for machining a workpiece
CN107553198A (en) 2017-07-13 2018-01-09 芜湖安普机器人产业技术研究院有限公司 A kind of automatic loading/unloading production system based on industrial robot

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3915721B1 (en) 2020-05-29 2022-12-28 C.M.S. S.p.A. Machine for the processing of parts in a pendular cycle

Also Published As

Publication number Publication date
DE102018104199B4 (en) 2024-01-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102014114258B4 (en) Robot cell for parallel loading and unloading of single-station machining machines and device for machining with such a robot cell
DE102018002518B4 (en) Machine tool system and motion process
DE202013012320U1 (en) Honing machine with several workstations and rotary table
DE102004029665A1 (en) Modular transfer system for workpieces
DE102007045619A1 (en) Device for fine machining of workpieces
DE102015000503A1 (en) Machining device for machine-protected production and processing of dental workpieces
DE102016201018A1 (en) MACHINE TOOL, PARTICULARLY MULTI-SPINDLE MILLING MACHINE
EP1718435A1 (en) Machine tool for machining workpieces
DE8915924U1 (en) Drilling and milling machine
DE102012023973A1 (en) machine tool
DE60219267T2 (en) Gripping unit for the automated machining of workpieces, and apparatus and method with such a unit
EP2777872A1 (en) Vertical processing centre in gantry form with a integrated tool magazine storage unit integrated into the machine
EP1985409A1 (en) Flexible transfer machine with movable workpiece holders
DE102016125002A1 (en) Method for machining workpieces in a machine tool and a machine tool therefor
DE10307977C5 (en) Method and device for processing differential housings
EP4279214A1 (en) Grinding machine and method for operating a grinding machine
DE3320598C2 (en) Machine tool with a device for removing machining residues
DE102016121200A1 (en) Machining center for machining workpieces
EP2762253B1 (en) Machine tool for machining workpieces
DE202018006679U1 (en) Machining system for machining workpieces with a bore
DE102018213131A1 (en) Machining system for machining workpieces with a bore
DE102018104199B4 (en) Machine tool with work area, setup station and robot arm and method for their operation
DE102012107627A1 (en) Modular machine tool for manufacturing of series with small or medium number of pieces, has stand and processing unit, where stand has receiving element for receiving processing unit, and connector for transmitting control signals
DE10331706B4 (en) Method and device for all-round processing of a blank
DE102017105404A1 (en) Method for machining workpieces with a machining center

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division