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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, vorzugsweise zur Bearbeitung von Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoffen oder Verbundmaterial, sowie ein Verfahren zum Rüsten eines Werkzeugwechselsystems einer Werkzeugmaschine. Die Werkzeugmaschine und/oder das Verfahren können im Bereich der Möbelindustrie oder holzverarbeitenden Industrie eingesetzt werden.
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Stand der Technik
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Bekannte Werkzeugmaschinen, die vor allem in der Möbelindustrie zur Bearbeitung von Holzwerkstoffen eingesetzt werden, verfügen in vielen Fällen über eine Maschinenumhausung. Innerhalb der Maschinenumhausung können eine Bearbeitungseinheit, wie beispielsweise eine Frässpindel oder ein Bohraggregat, ein Werkzeugwechselsystem, welches die Werkzeuge des Bearbeitungsaggregat wechseln kann, sowie eine Auflagefläche für ein zu bearbeitendes Werkstück angeordnet sein, auf welche das Werkstück während der Bearbeitung aufgelegt, angelehnt oder an welcher das Werkstück fixiert werden kann. Dabei trennt die Maschinenumhausung den Bediener der Werkzeugmaschine und die Bearbeitungseinheit während des Betriebs räumlich voneinander und trägt somit zur Betriebssicherheit bei.
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Bekannte Werkzeugmaschinen verfügen über gesicherte Zugangsabschnitte wie Zugangstüren, -fenster oder ähnliches, die einen Betrieb der Werkzeugmaschine nur in geschlossenem Zustand der Zugangsabschnitte erlauben. Das Werkzeugwechselsystem im Inneren der Maschinenumhausung ist bei bekannten Werkzeugmaschinen durch solche Zugangsabschnitte zugänglich. Zum Austausch der im Werkzeugwechselsystem befindlichen Werkzeuge ist bei solchen Werkzeugmaschinen ein für einen Austausch notwendiger Freiraum vorhanden. Ein Rüsten des Werkzeugwechselsystems, also ein Austausch der im Werkzeugwechselsystem befindlichen Werkzeuge, findet dabei im Inneren der Maschinenumhausung statt. Während des Rüstens des Werkzeugwechselsystems, das üblicherweise durch den Bediener manuell durchgeführt wird, befinden sich bekannte Werkzeugmaschinen in einem abgesicherten Modus, in welchem die Werkzeugmaschine nicht in Betrieb genommen werden kann und ein Unfall- oder Verletzungsrisiko dadurch minimiert wird.
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Darstellung der Erfindung
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine mit ergonomisch guter Bedienbarkeit beim Rüsten der Bearbeitungswerkzeuge des Werkzeugwechselsystems zu schaffen.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 gelöst. Besonders bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Der Erfindung liegt der Gedanke zu Grunde, bei einer Werkzeugmaschine, die vorzugsweise eine CNC-gesteuerte Werkzeugmaschine ist, einen Zugangsabschnitt in einer Maschinenumhausung vorzusehen, durch den das Werkzeugwechselsystem aus der Maschinenumhausung herausgeführt und in eine Rüstposition gebracht wird. Auf diese Weise muss das Innere der Maschinenumhausung nicht mehr zum Rüsten des Werkzeugwechselsystems betreten werden. Somit wird durch das Herausführen des Werkzeugwechselsystems aus der Maschinenumhausung ein ergonomischer Zugang zu dem Werkzeugwechselsystem geschaffen, der ergonomisch vorteilhafter ist, als ein Zugang im Inneren der Maschinenumhausung, da dort üblicherweise nur ein geringer Freiraum zum Rüsten des Werkzeugwechselsystems durch den Bediener vorhanden ist.
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Dank der erfindungsgemäßen Zugangsmöglichkeit zu dem Werkzeugwechselsystem kann zudem die von der Maschinenumhausung einzuschließende Fläche reduziert werden, wodurch der Platzbedarf der Werkzeugmaschine ebenfalls reduziert wird. Da das Innere der Maschinenumhausung nicht mehr zum Rüsten des Werkzeugwechselsystems betreten werden muss, muss dementsprechend auch kein Freiraum zum Rüsten des Werkzeugwechselsystems durch den Bediener im Inneren der Maschinenumhausung vorgesehen werden.
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Die Werkzeugmaschine kann eine Auflagefläche für ein zu bearbeitendes Werkstück aufweisen, auf welche das Werkstück während der Bearbeitung aufgelegt, angelehnt oder an welcher das Werkstück fixiert werden kann.
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Weiterhin erhöht die erfindungsgemäße Zugangsmöglichkeit zu dem Werkzeugwechselsystem die Betriebssicherheit, da dem Bediener zum Rüsten des Werkzeugwechselsystems außerhalb der Maschinenumhausung mehr Platz zur Verfügung steht. Zudem wird die Verletzungsgefahr durch schwere oder scharfkantige Teile, die sich innerhalb der Maschinenumhausung befinden, verringert.
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Gemäß einer Ausführungsform ist der Zugangsabschnitt als verschiebbarer Zugangsabschnitt ausgeführt. Der verschiebbare Zugangsabschnitt führt beim Herausführen aus der Maschinenumhausung vorzugsweise eine translatorische oder im Wesentlichen translatorische Bewegung aus. Der verschiebbare Zugangsabschnitt kann dabei als verschiebbare Tür oder verschiebbares Fenster ausgebildet sein. Das verschiebbare Fenster kann als zumindest teilweise transparentes Fenster oder als nicht-transparentes Fenster ausgeführt sein. Ein solcher verschiebbarer Zugangsabschnitt ist ergonomisch gut zu bedienen und bietet eine ergonomisch gute Zugriffsmöglichkeit auf das Werkzeugwechselsystem.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Werkzeugwechselsystem gemeinsam mit dem Zugangsabschnitt aus der Maschinenumhausung herausgeführt oder herausgeschwenkt werden. Vorzugsweise führen der Zugangsabschnitt und das Werkzeugwechselsystem die Bewegung aus der Maschinenumhausung heraus zur gleichen Zeit durch. Durch das gemeinsame Herausführen des Werkzeugwechselsystems mit dem Zugangsabschnitt aus der Maschinenumhausung wird beim Rüsten des Werkzeugwechselsystems ein Schritt des separaten Herausführens des Werkzeugwechselsystems eingespart und somit die Zeit zum Rüsten des Werkzeugwechselsystems verkürzt.
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Das Werkzeugwechselsystem kann zumindest zeitweise an dem Zugangsabschnitt befestigt sein. Dabei kann das Werkzeugwechselsystem mit Haken, Krallen, Magneten, Schrauben, Bolzen oder sonstigen lösbaren und/oder nichtlösbaren Befestigungsmitteln an dem Zugangsabschnitt befestigt sein. Eine solche Befestigung erleichtert dem Bediener oder einer Steuerung das gemeinsame Herausführen des Zugangsabschnitts und des Werkzeugwechselsystems aus der Maschinenumhausung. Zudem muss somit nicht in das Innere der Maschinenumhausung gegriffen oder das Innere der Maschinenumhausung muss nicht betreten werden, um das Werkzeugwechselsystem aus der Maschinenumhausung herauszuführen, was die Betriebssicherheit erhöht. Zudem muss somit kein Platz im Inneren der Maschinenumhausung für ein separates Herausführen des Werkzeugwechselsystems vorgesehen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform ist das Werkzeugwechselsystem ein Linearwechsler, Tellerwechsel oder Pick-up Platz.
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Vorzugsweise handelt es sich bei dem Linearwechsel oder dem Tellerwechsler um ein senkrecht stehendes Werkzeugwechselsystem. Ein Linearwechsel oder ein Tellerwechsler hat eine kompakte Bauform und bietet einen ergonomisch guten Zugriff auf die Bearbeitungswerkzeuge. Durch einen Pick-up Platz kann eine große Vielfalt an Bearbeitungswerkzeugen mit unterschiedlichen Durchmessern verwendet werden. Die kompakte Bauform und die ergonomisch gute Zugriffsmöglichkeit lassen sich durch eine Anordnung als senkrecht stehendes Werkzeugwechselsystem weiter verbessern.
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Das Bearbeitungswerkzeug des Bearbeitungsaggregats kann mit dem Werkzeugwechsler maschinell gewechselt werden. Das heißt beispielsweise, dass das Bearbeitungswerkzeug nicht händisch durch den Bediener gewechselt wird, sondern mithilfe einer Steuerung, die entweder durch den Bediener ausgelöst wird oder einer Automation oder einem Programm folgt, das Werkzeugwechselsystem den Wechsel des Bearbeitungswerkzeugs über die Werkzeugwechselschnittstelle am Bearbeitungsaggregat durchführt. Dadurch können Zykluszeiten verkürzt und die Betriebssicherheit erhöht werden.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist das Werkzeugwechselsystem zumindest einen Werkzeugplatz zum Bevorraten des Bearbeitungswerkzeugs für das Bearbeitungsaggregat auf. Der Werkzeugplatz kann dabei einen eigenständigen Vorlegehub haben. Durch den Vorlegehub kann die Position des ausgewählten und für die Bearbeitung des Werkstücks zu benutzenden Bearbeitungswerkzeugs an die gewünschte Arbeitsposition angepasst werden. Dabei muss das gesamte Werkzeugwechselsystem nicht (oder zumindest nicht unbedingt) mit allen bevorrateten Werkzeugen in seiner Position angepasst werden, sondern die Anpassung kann für jedes ausgewählte Bearbeitungswerkzeug individuell durchgeführt werden. Zur Umsetzung eines eigenständigen Vorlegehubs können beispielsweise Pneumatikzylinder, Hydraulikzylinder oder ähnliche Bauteile verwendet werden.
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Der Werkzeugplatz kann ein Identifikationssystem aufweisen. Mit einem solchen Identifikationssystem kann in einer Steuerung hinterlegt sein, welches Bearbeitungswerkzeug sich auf dem Werkzeugplatz befindet.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform weist der Werkzeugplatz eine Vermessungseinrichtung auf. Mit einem solchen Vermessungssystem kann die Dimension eines Werkstücks oder auch die Position eines Werkstücks relativ zum Bearbeitungsaggregat vermessen werden.
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Ferner kann das Werkzeugwechselsystem ein Anzeigesystem, vorzugsweise ein LED-Anzeigesystem, aufweisen. Das Anzeigesystem kann dem Bediener das Rüsten des Werkzeugwechselsystems erleichtern, indem es beispielsweise Informationen darüber bereitstellt, welcher Werkzeugplatz einem Bearbeitungswerkzeug zugeordnet ist oder mit welchem Bearbeitungswerkzeug ein Werkzeugplatz bestückt werden soll. Weiterhin kann das Anzeigesystem anzeigen, welcher Werkzeugplatz mit einem Bearbeitungswerkzeug bestückt oder an welchem Werkzeugplatz ein Bearbeitungswerkzeug gewechselt werden soll.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Zugangsabschnitt durch eine Sicherheitsverriegelung gegen eine Benutzung während des Betriebs der Werkzeugmaschine gesichert. Dabei ist bevorzugt, dass der Bediener durch den Zugangsabschnitt nicht in das Innere der Maschinenumhausung greifen oder das Innere der Maschinenumhausung betreten kann, während die Bearbeitungsmaschine in Betrieb ist. Weiterhin ist bevorzugt, dass die Bearbeitungsmaschine nicht betrieben werden kann, während ein Zugangsabschnitt benutzt wird und/oder der Zugangsabschnitt geöffnet oder dessen Sicherheitsverriegelung entriegelt ist. Die Sicherheitsverriegelung des Zugangsabschnitts wird vorzugsweise durch einen Schlüsselschalter verriegelt und entriegelt.
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Ein Verfahren zum Rüsten eines Werkzeugwechselsystems einer Werkzeugmaschine weist die Schritte des Überführens der Werkzeugmaschine in einen abgesicherten Modus und das Herausführen eines Werkzeugwechselsystems aus einer Maschinenumhausung durch einen Zugangsabschnitt auf. Während sich die Werkzeugmaschine im abgesicherten Modus befindet, können die Werkzeugmaschine und/oder das Bearbeitungsaggregat der Werkzeugmaschine nicht in Betrieb genommen werden.
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Gemäß einer Ausführungsform kann im Rahmen des Verfahrens eine Werkzeugmaschine gemäß einem der zuvor genannten Aspekte zum Einsatz kommen.
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Das Verfahren kann gemäß einer weiteren Ausführungsform weiterhin einen Schritt des Befestigens des Werkzeugwechselsystems an dem Zugangsabschnitt aufweisen. Die Befestigung wird dabei vorzugweise lösbar ausgeführt.
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Das Verfahren kann ferner gemäß einer weiteren Ausführungsform derart weitergebildet werden, dass das Werkzeugwechselsystem zusammen mit dem Zugangsabschnitt, der vorzugsweise eine verschiebbare Tür oder ein verschiebbares Fenster ist, aus der Maschinenumhausung herausgeführt und in eine Rüstposition gebracht wird.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie Modifikationen hiervon unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen.
- 1 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer offenbarungsgemäßen Werkzeugmaschine mit geschlossenem Zugangsabschnitt;
- 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer offenbarungsgemäßen Werkzeugmaschine mit geöffnetem Zugangsabschnitt sowie einem daran befestigten und aus der Maschinenumhausung herausgeführten Werkzeugwechselsystem;
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Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform
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Gleiche Bezugszeichen, die in verschiedenen Figuren aufgeführt sind, benennen identische, einander entsprechende, oder funktionell ähnliche Elemente.
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Eine Werkzeugmaschine 1 zur Bearbeitung von Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder Verbundmaterial gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung ist in 1 schematisch in einer Perspektivansicht gezeigt. Die Werkzeugmaschine 1 dient zur Bearbeitung von Werkstücken, die beispielsweise zumindest abschnittsweise aus Holz, Holzwerkstoffen, Kunststoff oder verschiedenen Verbundmaterialien bestehen, wie sie im Bereich der Möbel- und Bauelementeindustrie verbreitet zum Einsatz kommen.
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Die Werkzeugmaschine 1 weist eine Auflagefläche 10 für zu bearbeitende Werkstücke auf. Die Auflagefläche 10 dient zum Auflegen oder Anlehnen von Werkstücken, die auf der Werkzeugmaschine 1 bearbeitet werden sollen. Vorzugweise können die zu bearbeitenden Werkstücke an der Auflagefläche 10 fixiert werden, um einen sicheren Halt derselben während der Bearbeitung zu gewährleisten.
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Die Werkzeugmaschine 1 weist ferner zumindest ein Bearbeitungsaggregat 20 auf, das in der vorliegenden Ausführungsform als Spindelaggregat ausgestaltet ist, in das verschiedene Bearbeitungswerkzeuge eingewechselt werden können. Bei den Bearbeitungswerkzeugen kann es sich beispielsweise um Bohrer, Fräser, Sägen, etc. handeln. Zum Tausch eines Bearbeitungswerkzeugs, beispielsweise in Abhängigkeit des durchzuführenden Bearbeitungsschrittes, ist an dem Bearbeitungsaggregat 20 eine Werkzeugwechselschnittstelle, wie beispielsweise ein Spannfutter, vorgesehen.
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Die Werkzeugmaschine 1 weist ferner ein Werkzeugwechselsystem 30 auf, welches das Bearbeitungswerkzeug des Bearbeitungsaggregats 20 wechseln kann. Der Wechselvorgang kann dabei durch den Bediener ausgelöst oder durch eine optionale Steuerung vorgeben werden. Bei dem Werkzeugwechselsystem 30, das vorzugsweise ein senkrecht stehendes Werkzeugwechselsystem 30 ist, kann es sich beispielsweise um einen Linearwechsel, einen Tellerwechsler oder einen Pick-up Platz handeln. Das Werkzeugwechselsystem 30 nutzt die Werkzeugwechselschnittstelle des Bearbeitungsaggregats 20, um das Bearbeitungswerkzeug des Bearbeitungsaggregats 20 zu wechseln.
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Die Werkzeugmaschine 1 weist ferner eine Maschinenumhausung 40 auf. Die Maschinenumhausung 40 umgibt das Bearbeitungsaggregat 20, das Werkzeugwechselsystem 30 und zumindest teilweise das zu bearbeitende Werkstück sowie zumindest teilweise die Auflagefläche 10 für ein zu bearbeitendes Werkstück. Findet der Wechsel des Bearbeitungswerkszeugs mit dem Werkzeugwechselsystem 30 über eine Steuerung durch den Benutzer ausgelöst oder einem Programm oder einer Automatisierung folgend statt, so findet der Wechsel des Bearbeitungswerkzeugs vorzugsweise innerhalb der Maschinenumhausung 40 statt. Die Maschinenumhausung 40 dient dazu, den Bediener während des Betriebs der Werkzeugmaschine 1 räumlich von dem Bearbeitungsaggregat 20 zu trennen. Dadurch wird ein ungewollter Kontakt des Bedieners mit dem Werkstück oder dem Bearbeitungsaggregat 20 verhindert und die Betriebssicherheit erhöht.
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Die Maschinenumhausung 40 weist zumindest einen Zugangsabschnitt 50 auf. Durch den Zugangsabschnitt 50 kann der Bediener der Werkzeugmaschine 1 von außerhalb der Maschinenumhausung 40 auf zumindest einen Teil im Inneren der Maschinenumhausung 40 zugreifen. Dabei kann der Bediener durch den Zugangsabschnitt 50 das Innere der Maschinenumhausung 40 für Wartungszwecke, zur Fehlerbehebung und dergleichen betreten. Der Zugangsabschnitt 50 kann, wie in der dargestellten Ausführungsform, als Türe, oder gemäß einer Modifikation als Fenster ausgebildet sein. Der Zugangsabschnitt 50 ist gemäß der Ausführungsform verschiebbar ausgebildet. Gemäß einer Modifikation kann der Zugangsabschnitt 50 jedoch auch schwenkbar sein, um Zugang zu einem inneren Bereich der Maschinenumhausung 40 zu gewähren. Der Zugangsabschnitt 50 kann als schwenkbare Tür, als verschiebbare Tür, als schwenkbares Fenster oder als verschiebbares Fenster ausgebildet sein. Bei dem Zugangsabschnitt 50 kann es sich um einen Sicherheitszugangsabschnitt handeln, der einen Betrieb der Werkzeugmaschine 1 nur zulässt, wenn der Sicherheitszugangsabschnitt geschlossen ist.
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In einem Verfahren zum Rüsten eines Werkzeugwechselsystems 30 einer Werkzeugmaschine 1, die vorzugsweise die zuvor beschriebene Werkzeugmaschine 1 ist, wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Werkzeugmaschine 1 zunächst in einen abgesicherten Modus überführt. In dem abgesicherten Modus kann ein Bearbeitungsaggregat 20 nicht in Betrieb genommen werden, solange sich die Werkzeugmaschine 1 in dem abgesicherten Modus befindet. Vorzugsweise kann der abgesicherte Modus nur beendet werden, wenn ein Zugangsabschnitt 50, bevorzugt alle vorhandenen Zugangsabschnitte 50, geschlossen ist, der in einer Maschinenumhausung 40 vorgesehen ist, die das Bearbeitungsaggregat 20 zumindest teilweise umgibt. Vorzugsweise wird die Werkzeugmaschine 1 in den abgesicherten Modus versetzt, sobald zumindest ein Zugangsabschnitt 50 geöffnet wird oder vorzugsweise lässt sich der Zugangsabschnitt 50 nur öffnen, wenn sich die Werkzeugmaschine 1 in dem abgesicherten Modus befindet. Durch den abgesicherten Modus wird verhindert, dass das Bearbeitungsaggregat mit geöffnetem Zugangsabschnitt betrieben werden kann. Somit wird verhindert, dass sich ein Bediener der Werkzeugmaschine an dieser verletzen kann, wenn er das Werkzeugwechselsystem rüsten möchte.
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In dem Verfahren wird weiterhin das zu rüstende Werkzeugwechselsystem 30 aus der Maschinenumhausung 40 durch den Zugangsabschnitt 50 herausgeführt und in eine Rüstposition gebracht. In der bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Werkzeugwechselsystem 30 lösbar mit dem Zugangsabschnitt 50, der vorzugsweise eine verschiebbare Tür ist, verbunden. Dadurch wird das Werkzeugwechselsystem 30 gemeinsam mit dem Zugangsabschnitt 50 aus der Maschinenumhausung 40 herausgeführt und in eine Rüstposition gebracht. In der Rüstposition, die sich außerhalb der Maschinenumhausung 40 befindet, wird das Werkzeugwechselsystem 30 mit Bearbeitungswerkzeugen gerüstet. Durch das Herausführen des Werkzeugwechselsystems 30 aus der Maschinenumhausung 40 wird ein Verletzungsrisiko des Bedieners durch schwere oder scharfkantige Teile im Inneren der Maschinenumhausung 40 verhindert und die Ergonomie beim Rüsten des Werkzeugwechselsystems 30 verbessert. Durch das gemeinsame Herausführen des Zugangsabschnitts 50 und des Werkzeugwechselsystems 30 wird ein Arbeitsschritt des separaten Herausführens des Werkzeugwechselsystems 30 eingespart. Zudem muss das Innere der Maschinenumhausung 40 auf diese Weise nicht zum Herausführen des Werkzeugwechselsystems 30 betreten werden oder es muss nicht in dieses hineingegriffen werden.
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Es ist für den Fachmann ersichtlich, dass einzelne, jeweils in verschiedenen Ausführungsformen beschriebene Merkmale auch in einer einzigen Ausführungsform umgesetzt werden können, sofern sie nicht strukturell inkompatibel sind. Gleichermaßen können verschiedene Merkmale, die im Rahmen einer einzelnen Ausführungsform beschrieben sind, auch in mehreren Ausführungsformen einzeln oder in jeder geeigneten Unterkombination vorgesehen sein.
