DE202004009415U1

DE202004009415U1 - Flexibles Fertigungssystem

Info

Publication number: DE202004009415U1
Application number: DE200420009415
Authority: DE
Original assignee: StarragHeckert GmbH
Current assignee: GUENDEL, MATTHIAS, DE
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2004-10-07
Anticipated expiration: 2014-06-12

Abstract

Flexibles Fertigungssystem für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken, mit mehreren Werkzeugmaschinen sowie Einrichtungen zum Transport der Werkstücke zwischen den Werkzeugmaschinen und zur Übergabe/Entnahme der Werkstücke an die/von den Werkzeugmaschinen, wobei die Werkzeugmaschinen nebeneinander und/oder einander gegenüberliegend angeordnet sein können, dadurch gekennzeichnet,
– dass jeder Werkzeugmaschine (WM1,...WMn) eine Spannvorrichtung (SP1,...SPn) mit werkstückspezifischen Spannplätzen für wenigstens zwei Werkstücke (W1,...Wn) mit unterschiedlichen Geometrien zugeordnet ist,
– dass jeder Werkzeugmaschine (WM1,...WMn) ein Gelenkarmroboter (R1,...Rn) mit einem auswechselbaren werkstückspezifischen Greifer (G1,...Gn) für die Entnahme/Übergabe der Werkstücke (W1,...Wn) aus den/an die Spannvorrichtungen (SP1,...SPn) zugeordnet ist,
– dass zwischen den Werkzeugmaschinen (WM1,...WMn) jeweils ein Zwischenspeicher (Z1,...Zn) zur Ablage der Werkstücke (W1,...Wn) und/oder der Greifer (G1,...Gn) angeordnet ist, wobei der Transport der Werkstücke (W1,...Wn) von einer Werkzeugmaschine (WM1,...WMn) zur nächsten mittels der Gelenkarmroboter (R1,...Rn) durch eine Übergabe/Entnahme der Werkstücke (W1,...Wn) an die/aus den Zwischenspeicher(n) (Z1,...Zn) durchführbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein flexibles Fertigungssystem für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken, mit mehreren Werkzeugmaschinen sowie Einrichtungen zum Transport der Werkstücke zwischen den Werkzeugmaschinen und zur Übergabe/Entnahme der Werkstücke an die/von den Werkzeugmaschinen, wobei die Werkzeugmaschinen nebeneinander und/oder einander gegenüberliegend angeordnet sein können.
Derartige flexible Fertigungssysteme ermöglichen eine rationelle Fertigung insbesondere von Werkstücken, die in Großserien hergestellt werden. Es können Werkzeugmaschinen gleichen oder unterschiedlichen Typs eingesetzt werden. Ein Transportsystem transportiert die Werkstücke von einer Werkzeugmaschine zur nächsten. Üblicherweise sind die Werkstücke dabei auf Paletten aufgespannt. Ein Beschickungssystem übernimmt die Werkstückpaletten von dem Transportsystem und übergibt sie zur Bearbeitung an die Werkzeugmaschinen.
Aus der DE-OS 31 01 659 ist ein gattungsgemäßes Fertigungssystem bekannt, das aus mehreren, mehr oder weniger willkürlich zueinander angeordneten, Werkzeugmaschinen besteht. Ein gemeinsames Transportsystem in Form von Wagen transportiert die Werkstücke von einer Aufspannstation zu den verschiedenen Werkzeugmaschinen. In der Aufspannstation werden die Werkstücke auf Paletten aufgespannt und dem Transportsystem übergeben. Von hier werden die Paletten über Beschickungseinrichtungen in die einzelnen Werkzeugmaschinen eingeführt.
Damit ein genauer Eingriff in die Werkzeugmaschinen möglich ist, müssen die Paletten einerseits sehr präzise hergestellt sein. Andererseits sind diese Paletten bei einem Wechsel der Werkstücke meist nicht weiter verwendbar.
Um den durch die Verwendung derartiger Palettensysteme entstehenden hohen Aufwand bei der Anschaffung und in der Logistik des Fertigungssystems zu vermindern, wird in der DE 35 43 209 ein Fertigungssystem ohne Paletten offenbart. Die Werkstücke werden dabei auf einem beliebig ausgebildeten Transportsystem in willkürlicher Reihenfolge transportiert. Das Fertigungssystem verfügt über Einrichtungen zum Erkennen der Art der Werkstücke. Jede Werkzeugmaschine ist mit einem Beschickungsgerät versehen, welches das entsprechende, von der Erkennungseinrichtung ausgewählte Werkstück von dem Transportsystem aufgreift und auf der Werkzeugmaschine aufspannt, die die Bearbeitung des Werkstücks vornimmt.
Dieses Fertigungssystem ist zwar in der Lage, Werkstücke mit unterschiedlichen Geometrien selbsttätig und in beliebiger Reihenfolge zu fertigen. Es ist aber neben einem komplizierten Erkennungssystem zum Erkennen der Art der Werkstücke auch ein aufwändiges Transportsystem vorhanden, von dem die Werkstücke mittels Beschickungseinrichtungen entnommen und den Werkzeugmaschinen zugeführt werden. Nach der Bearbeitung entnimmt die Beschickungseinrichtung das Werkstück aus der Werkzeugmaschine und legt es wieder auf dem Transportsystem ab, welches es zur nächsten Werkzeugmaschine transportiert.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein flexibles Fertigungssystem für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken zu schaffen, bei dem ein Transportsystems in Verbindung mit Einrichtungen zum Spannen und zur Übergabe/Entnahme der Werkstücke zum Einsatz kommt, das eine kostengünstige, mit relativ geringem gerätetechnischen Aufwand zu verwirklichende Fertigung von Werkstücken mit unterschiedlichen Geometrien ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des 1. Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß ist jeder Werkzeugmaschine eine Spannvorrichtung mit werkstückspezifischen Spannplätzen für wenigstens zwei Werkstücke mit unterschiedlichen Geometrien und ein Gelenkarmroboter mit einem auswechselbaren werkstückspezifischen Greifer zugeordnet, und zwischen den Werkzeugmaschinen ist je ein Zwischenspeicher zur Ablage der Werkstücke und/oder der Greifer vorgesehen. Dabei ist der Transport der Werkstücke von einer Werkzeugmaschine zur nächsten mittels der Gelenkarmroboter durch eine Übergabe/Entnahme der Werkstücke an die/aus den Zwischenspeicher(n) durchführbar.
Sich paarweise gegenüberliegende Werkzeugmaschinen gleichen Typs bilden jeweils eine Bearbeitungsstation, wobei je Werkzeugmaschine eine Spannvorrichtung, je Bearbeitungsstation ein Gelenkarmroboter und zwischen den Bearbeitungsstationen je ein Zwischenspeicher vorgesehen ist. Die Spannvorrichtungen weisen einen quaderförmig ausgebildeten Spannturm auf, wobei wenigstens an zwei senkrechten Seitenflächen des Spannturms je eine werkstückspezifische Spannplatte zur Aufnahme eines Werkstücks vorgesehen ist. Die Spannplatten sind dabei auswechselbar angeordnet.
In den Spannplatten sind außerdem Positionierstifte vorgesehen, die mit komplementären Bohrungen der Werkstücke in Eingriff bringbar sind.
Die Spanntürme können an jeder ihrer vier senkrechten Seitenflächen eine werkstückspezifische Spannplatte zur Aufnahme von jeweils einem Werkstück besitzen.
Die auswechselbaren Greifer der Gelenkarmroboter weisen jeweils einen Greifer mit zwei werkstückspezifischen Greifelementen auf, wobei das eine Greifelement für die Entnahme des noch zu bearbeitenden Werkstücks aus dem sich vor der Werkzeugmaschine/Bearbeitungsstation befindenden Zwischenspeicher und die Übergabe an die Spannvorrichtung und das andere Greifelement für die Entnahme des bearbeiteten Werkstücks aus der Spannvorrichtung und die Übergabe an den sich nach der Werkzeugmaschine/Bearbeitungsstation befindenden Zwischenspeicher vorgesehen ist. Das von dem zweiten Greifelement des Gelenkarmroboters an den Zwischenspeicher übergebene Werkstück ist von dem ersten Greifelement des an der nachfolgenden Werkzeugmaschine/Bearbeitungsstation angeordneten Gelenkarmroboters aus dem Zwischenspeicher wieder entnehmbar, wobei die zu benachbarten Gelenkarmrobotern gehörenden Greifelemente auf gegenüberliegende Seiten des sich im Zwischenspeicher befindenden Werkstücks Zugriff haben. Die Zwischenspeicher sind ortsfest angeordnet und statisch ausgebildet.
Dem Fertigungssystem ist eine Justagestation vorgeschaltet, auf der vor der Bearbeitung in eine Seitenfläche der Werkstücke die der Befestigung auf den Positionierstiften der Spannplatten dienenden Bohrungen einbringbar sind. Jeder Werkzeugmaschine ist eine Reinigungskabine zur Reinigung der Werkstücke nach der Bearbeitung vorgeschaltet, wobei sich das Werkstück während der Reinigung in dem Greifelement des Greifers des Gelenkarmroboters befindet.
Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
Es zeigen:
1: ein erfindungsgemäßes Fertigungssystem in schematischer Darstellung
2: eine Spannvorrichtung mit vier Spannmöglichkeiten in der Draufsicht
3: eine Spannvorrichtung mit vier Spannmöglichkeiten in der Vorderansicht
4: eine Spannvorrichtung mit zwei Spannmöglichkeiten in der Draufsicht
5: eine schematische Darstellung eines Gelenkarmroboters mit zwei werkstückspezifischen Greifelementen mit je einem Werkstück
In diesem Ausführungsbeispiel ist ein erfindungsgemäßes Fertigungssystem für die spanabhebende Bearbeitung von vier Werkstücken W1, W2, W3 und W4 mit unterschiedlichen Geometrien dargestellt. Es sind zwölf Werkzeugmaschinen WM1 bis WM12 eingesetzt, die sich paarweise gegenüberliegen und 6 Bearbeitungsstationen B1, B2, B3, B4, B5, B6 bilden. Dabei sind die paarweise gegenüberliegenden und jeweils eine Bearbeitungsstation bildenden Werkzeugmaschinen WM1 und WM2, WM3 und WM4,...WM11 und WM12 gleichen Typs. Weiterhin ist am Anfang des Fertigungssystems eine Justagestation J und am Ende des Fertigungssystems eine Entladestation E für die fertig bearbeiteten Werkstücke W1 bis W4 angeordnet.
Die die Bearbeitungsstationen B1, B2, B3 und B4 bildenden Werkzeugmaschinen WM1 bis WM8 dienen hier der Vorbearbeitung der Werkstücke W1 bis W4, während die zu den Bearbeitungsstationen B7 und B8 gehörenden Werkzeugmaschinen WM9 bis WM12 die Feinbearbeitung durchführen.
Außerdem sind noch zwei weitere Bearbeitungsstationen W und M vorgesehen, die für das Waschen und die Montage der Werkstücke W1 bis W4 eingesetzt werden und hier nicht näher betrachtet werden sollen.
Jede Werkzeugmaschine WM1 bis WM12 besitzt eine Spannvorrichtung SP1 bis SP12 mit jeweils einer Spannmöglichkeit für die Werkstücke W1 bis W4. Dabei besteht die Spannvorrichtung SP1,...SP12 aus einem vorzugsweise quaderförmig ausgebildeten Spannturm T1,...T12, der an jeder der vier senkrechten Seitenwände eine auswechselbare Spannplatte P1, P2, P3, P4 zur Aufnahme von jeweils einem Werkstück W1, W2, W3, W4 aufweist. Die Spannplatten P1 bis P4 sind dabei werkstückspezifisch ausgebildet, d.h. die Spannplatte P1 ist zur Aufspannung des Werkstücks W1 vorgesehen, die Spannplatte P2 zur Aufspannung des Werkstücks W2 usw.
Jede Spannplatte P1,...P4 besitzt vorzugsweise zwei Positionierstifte 1 und 2, die in komplementäre Bohrungen 1.1 und 2.1 der Werkstücke W1,...W4 eingreifen können.
Zur endgültigen Spannung der Werkstücke W1 bis W4 sind pro Spannplatte P1 bis P4 mehrere, hier nicht gezeigte, Spanneisen, z.B. Schwenkspanner, vorgesehen.
An jeder Bearbeitungsstation B1,...B6 sowie an den Bearbeitungsstationen W und M ist ein Gelenkarmroboter R1,...R8 mit einem auswechselbaren Greifer G1,...G4 angeordnet. Dieser mit einem Kipp- und Drehgelenk versehene Greifer G1, G2, G3, G4 besitzt vorzugsweise zwei werkstückspezifische Greifelemente GE1, GE2 zum Ergreifen der Werkstücke W1, W2, W3, W4, wobei der Greifer G1 mit den Greifelementen GE1 und GE2 eines jeden Gelenkarmroboters R1,...R8 zur Aufnahme des Werkstücks W1, der Greifer G2 zum Erfassen des Werkstücks W2 usw. vorgesehen ist. Es kann aber auch ein Greifer G1,...G4 mit nur einem Greifelement GE1 zum Einsatz kommen. Zwischen den Bearbeitungsstationen B1 und B2, B2 und B3, B3 und B4, B4 und W, W und M sowie B5 und B6 befindet sich jeweils ein ortsfest angeordneter, statischer Zwischenspeicher Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6 zur Ablage der Werkstücke W1 bis W4 und der auswechselbaren Greifer G1 bis G4 mit den werkstückspezifischen Greifelementen GE1, GE2.
Die Arbeitsweise des erfindungsgemäßen Fertigungssystems ist folgende:
Das noch unbearbeitete Werkstück W1 wird – beispielsweise mittels Portalbeschickung – von oben in die, in diesem Fall vier Speicherplätze aufweisende, Justagestation J eingebracht. Nach der Ausrichtung des Werkstücks W1 wird eine Seitenfläche gefräst. In diese Seitenfläche werden die zwei Bohrungen 1.1, 2.1 eingebracht, die der späteren Befestigung an den Positionierstiften 1, 2 der Spannplatte P1 der Spannvorrichtungen SP1,...SP12 dienen. Das derart vorbereitete Werkstück W1 wird von dem sich in der ersten Bearbeitungsstation B1 befindenden Gelenkarmroboter R1 mit seinem werkstückspezifischen Greifelement GE1 übernommen und auf die sich an der ersten Werkzeugmaschine WM1 befindende Spannvorrichtung SP1 – auf die Spannplatte P1 – abgelegt. Hier erfolgt eine Aufspannung des Werkstücks W1, indem die Positionierstifte 1 und 2 in die entsprechenden Bohrungen 1.1 und 2.1 des Werkstücks W1 eingreifen und mit den an den Spannplatten P1,...P4 befindlichen Spanneisen eine Klemmung vorgenommen wird.
Nun folgt die Bearbeitung des Werkstücks W1 an der ersten Werkzeugmaschine WM1. Nach deren Beendigung entnimmt der an der ersten Bearbeitungsstation B1 zwischen den sich gegenüberliegenden Werkzeugmaschinen WM1 und WM2 positionierte Gelenkarmroboter R1 mit seinem am Greifer G1 befindlichen werkstückspezifischen zweiten Greifelement GE2 das bearbeitete Werkstück W1' von der Spannplatte P1 der Spannvorrichtung SP1.
In einer Reinigungskabine K, die in der Art einer Schleuse der Werkzeugmaschine WM1 vorgeordnet ist, und maschinenseitig von einem Hubtor und auf der anderen, von der Werkzeugmaschine WM1 weg gerichteten Seite, von zwei Schiebetüren begrenzt wird, erfolgt im Anschluss an die Bearbeitung eine Säuberung des Werkstücks W1'. Zu diesem Zweck ist die Reinigungskabine mit Luftdüsen und Seitenkanalverdichter ausgerüstet. Dabei wird das Werkstück W1' von dem an dem drehbeweglichen Greifer G1 befestigten Greifelement GE2 gehalten und gedreht, so dass zuerst eventuell im Werkstück W1' befindliches Kühlmittel abfließen kann. Danach wird mittels der Luftdüsen eine weitere Säuberung des bearbeiteten Werkstücks W1' durchgeführt. Dadurch werden Fehler, die durch eine Verschmutzung des Werkstücks entstehen könnten, z.B. bei dem Ergreifen durch die Greifelemente GE1, GE2 oder bei der folgenden Bearbeitung an der nächsten Werkzeugmaschine WM3, vermieden. Eine derartige Reinigungskabine K ist an jeder Werkzeugmaschine WM1,...WM12 angeordnet.
Das erste Greifelement GE1 des Greifers G1 des Gelenkarmroboters R1 hat in der Zwischenzeit ein neues Werkstück W1 von der Justagestation J übernommen, welches – gleich nachdem das zweite Greifelement GE2 das bearbeitete Werkstück W1' von der Spannplatte P1 der Spannvorrichtung SP1 entnommen hat – dort zur Bearbeitung abgelegt wird.
In 5 ist der ein Kipp- und ein Drehgelenk aufweisende Gelenkarmroboter R mit seinem Greifer G und den daran befestigten, werkstückspezifisch ausgebildeten Greifelementen GE1 und GE2 schematisch dargestellt. Das Greifelement GE1 trägt hier ein neues, noch zu bearbeitendes Werkstück W1, während das Greifelement GE2 ein bereits bearbeitetes Werkstück W1' hält.
Das von dem Greifelement GE2 des Gelenkarmroboters R1 gehaltene, bearbeitete und gesäuberte Werkstück W1' wird nun an den Zwischenspeicher Z1 übergeben, der sich zwischen den beiden Bearbeitungsstationen B1 und B2 befindet.
Für die weitere Bearbeitung des Werkstücks W1' an der sich anschließenden Bearbeitungsstation B2 entnimmt der zwischen den sich gegenüberliegenden Werkzeugmaschinen WM3 und WM4 befindliche Gelenkarmroboter R2 das Werkstück W1' mit seinem am Greifer G1 befindlichen Greifelement GE1 aus dem Zwischenspeicher Z1. Die Übergabe des Werkstücks W1' von dem Gelenkarmroboter R1 an den Zwischenspeicher Z1 erfolgte von oben, während der sich in der nachfolgenden Bearbeitungsstation B2 befindende Gelenkarmroboter R2 dieses Werkstück W1 mit seinem Greifelement GE1 von unten aus dem Zwischenspeicher Z1 entnimmt. Damit erübrigt sich die umständliche Wendetechnik bei der Übergabe/Entnahme der Werkstücke nach bzw. vor der weiteren Bearbeitung.
Nachdem der Gelenkarmroboter R2 mit seinem zweiten Greifelement GE2 das nun auch in der Bearbeitungsstation B2 bearbeitete Werkstück W1" von der Spannvorrichtung SP3 der Werkzeugmaschine WM3 entnommen hat, übergibt er mit seinem ersten Greifelement GE1 das nächste aus dem Zwischenspeicher Z1 entnommene Werkstück W1' an die Spannvorrichtung SP3. Dort wird das noch zu bearbeitende Werkstück W1' auf der Spannplatte P1 mittels Spanneisens gespannt, wobei die Positionierstifte 1 und 2 der Spannplatte P1 in die Bohrungen 1.1 und 2.1 des Werkstücks W1' eingreifen.
Das von dem zweiten Greifelement GE2 getragene, bereits bearbeitete und ebenfalls in der Reinigungskabine K der Werkzeugmaschine WM3 gesäuberte Werkstück W1" übergibt der Greifer G1 des Gelenkarmroboters R2 von oben an den Zwischenspeicher Z2, der zwischen den beiden Bearbeitungsstationen B2 und B3 angeordnet ist.
Das frei gewordene Greifelement GE1 des Gelenkarmroboters R2 entnimmt wieder ein neues (an der Werkzeugmaschine WM3 noch zu bearbeitendes) Werkstück W1' aus dem Zwischenspeicher Z1, wobei der Greifer G1 mit der Greifelement GE1 von unten an das Werkstück W1 heranfährt. Der sich zwischen den beiden gegenüberliegenden Werkzeugmaschinen WM5 und WM6 der Bearbeitungsstation B3 befindende Gelenkarmroboter R3 entnimmt aus dem Zwischenspeicher Z2 das Werkstück W1" und führt es der weiteren Bearbeitung an der Werkzeugmaschine WM5 zu usw.
Es wurde hier der Bearbeitungsdurchlauf eines Werkstücks an jeweils einer Werkzeugmaschine WM1, WM3, WM5,...WM11 der Bearbeitungsstationen B1 bis B6 aufgezeigt. Diese Variante der Fertigung mit nur nebeneinander angeordneten Werkzeugmaschinen ist ebenso durchführbar wie die in 1 dargestellte Ausführung mit paarweise gegenüber angeordneten Werkzeugmaschinen. Da hierbei die jeweils gegenüberliegenden Werkzeugmaschinen WM1 und WM2, WM3 und WM4,...WM11 und WM12 gleichen Typs sind, kann eine parallele Bearbeitung zweier Werkstücke W1 in der gleichen Spannlage erfolgen: auf der Spannplatte P1 der Spannvorrichtung SP1 an der Werkzeugmaschine WM1 und auf der Spannplatte P1 der Spannvorrichtung SP2 an der Werkzeugmaschine WM2. Bei Ausfall der Werkzeugmaschine WM1 kann das an der Werkzeugmaschine WM2 bearbeitete Werkstück W1' den weiteren Fertigungsprozess durchlaufen und somit eine kontinuierliche Fertigung der Werkstücke gesichert werden. Im Unterschied zu der weiter oben beschriebenen Variante bedienen die Gelenkarmroboter R1 bis R8 hierbei jeweils zwei Werkzeugmaschinen an einer Bearbeitungsstation. Das bedeutet, dass nach der Beschickung der ersten Werkzeugmaschine WM1 mit dem Werkstück W1 der Gelenkarmroboter R1 mit dem wieder freien Greifelement GE1 sich das neue Werkstück W1 von der Justagestation J greift und dieses auf der Spannvorrichtung SP2 der zur ersten Bearbeitungsstation B1 gehörenden zweiten Werkzeugmaschine WM2 ablegt, nachdem vorher das Greifelement GE2 das bereits bearbeitete Werkstück W1' von dort entnommen hat. Der weitere Ablauf ist analog dem weiter oben beschriebenen.
Auf diese Art und Weise wird das Werkstück W1 von den Gelenkarmrobotern R1 bis R8 durch das gesamte Fertigungssystem „transportiert", wobei die Transportvorrichtung gleichzeitig die Einrichtung darstellt, die die Werkstücke an die Werkzeugmaschinen übergibt bzw. von dort entnimmt.
Hier wurde der Durchlauf des ersten Werkstücks W1 beschrieben. Analog verlaufen die Fertigungen der anderen, unterschiedliche Geometrien aufweisenden Werkstücke W2, W3, W4.
Sie unterscheiden sich lediglich durch den Spannplatz, d.h. durch die Spannplatten P1, P2, P3, P4, sowie durch die eingesetzten Greifer G1, G2, G3 G4 mit den Greifelementen GE1 und GE2 der Gelenkarmroboter R1 bis R8. Die werkstückspezifische Ausbildung der Spannplatten P1 bis P4 und der Greifelemente GE1, GE2 ermöglicht eine reibungslose Fertigung ohne großen Zeitverlust oder Umrüstaufwand von bis zu vier Werkstücken mit unterschiedlichen Geometrien. Die vier Spannplatten P1 bis P4 sind auswechselbar angeordnet, können aber an den Spannvorrichtungen SP1 bis SP12 verbleiben. Das heißt, bei der Bearbeitung des auf der Spannplatte P1 aufgespannten ersten Werkstücks W1 können die Spannplatten P1, P2, P3 an den Spanntürmen T1 bis T12 verbleiben. Bei einem Wechsel des Werkstücks müssen lediglich die Greifer G1 bis G4 mit den beiden Greifelementen GE1 und GE2 ausgewechselt werden. Da die nicht benötigten Greifer mit den Greifelementen ebenso in den Zwischenspeichern Z1 bis Z6 abgelegt werden wie die Werkstücke W1 bis W4, geht ein Austausch schnell vonstatten.
Bei der Fertigung von in ihren Abmessungen größeren Werkstücken, werden vorzugsweise nur zwei Werkstücke W1, W2 für den beschriebenen Bearbeitungsdurchlauf vorgesehen. Es sind jeweils zwei Spannplatten P1 und P2 an den Spannvorrichtungen SP1 bis SP12 angeordnet, die entsprechend bemessen sind.
Die Justagestation J kann hierbei einen üblichen Palettenwechsler aufweisen, von dem die beiden Werkstücke W1, W2 von dem Gelenkarmroboter R1 übernommen werden.
Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Fertigungssystems besteht in seiner modularen Ausbaufähigkeit.
Für jedes weitere Werkstück Wn mit einer von den bereits vorhandenen Geometrien abweichenden Geometrie werden nur ein neuer Satz Greifer Gn mit den werkstückspezifischen Greifelementen GE1, GE2 pro Gelenkarmroboter R1 bis R8 und eine neue Spannplatte Pn pro Spannvorrichtung SP1 bis SP12 benötigt. Das bedeutet eine äußerst kostengünstige Umrüstung auch bei der möglichen Bearbeitung von mehr als vier Werkstücken.
Bei der Bearbeitung von bis zu vier Werkstücken W1,...W4 ist keine Umrüstung nötig bis auf den Austausch der unmittelbar an der Bearbeitungsstation in den Zwischenspeichern Z1,...Z6 abgelegten Greifern G1,...G4 mit den Greifelementen GE1, GE2.
Es ist ebenso eine Fertigung der vier Werkstücke in chaotischer Reihenfolge möglich.
Das erläuterte Ausführungsbeispiel bezieht sich auf die Fertigung von Werkstücken, für deren Bearbeitung die hier dargestellte Zusammensetzung und Aneinanderreihung der einzelnen Bearbeitungsstationen erforderlich ist.
Das erfindungsgemäße flexible Fertigungssystem ist aber auch in dieser Hinsicht ausbaubar: Es kann jederzeit die Anzahl der Bearbeitungsstationen oder die Anzahl bzw. der Typ der Werkzeugmaschinen verändert werden. Die Anzahl der Spannvorrichtungen, der Gelenkarmroboter und der Zwischenspeicher ist ebenfalls – in Abhängigkeit von der Anzahl der Bearbeitungsstationen – veränderbar. Der kostengünstige Transport der Werkstücke von einer Werkzeugmaschine bzw. Bearbeitungsstation zur nächsten mit einem minimalen Umrüstaufwand bleibt bestehen.

Claims

Flexibles Fertigungssystem für die spanabhebende Bearbeitung von Werkstücken, mit mehreren Werkzeugmaschinen sowie Einrichtungen zum Transport der Werkstücke zwischen den Werkzeugmaschinen und zur Übergabe/Entnahme der Werkstücke an die/von den Werkzeugmaschinen, wobei die Werkzeugmaschinen nebeneinander und/oder einander gegenüberliegend angeordnet sein können, dadurch gekennzeichnet, – dass jeder Werkzeugmaschine (WM1,...WMn) eine Spannvorrichtung (SP1,...SPn) mit werkstückspezifischen Spannplätzen für wenigstens zwei Werkstücke (W1,...Wn) mit unterschiedlichen Geometrien zugeordnet ist, – dass jeder Werkzeugmaschine (WM1,...WMn) ein Gelenkarmroboter (R1,...Rn) mit einem auswechselbaren werkstückspezifischen Greifer (G1,...Gn) für die Entnahme/Übergabe der Werkstücke (W1,...Wn) aus den/an die Spannvorrichtungen (SP1,...SPn) zugeordnet ist, – dass zwischen den Werkzeugmaschinen (WM1,...WMn) jeweils ein Zwischenspeicher (Z1,...Zn) zur Ablage der Werkstücke (W1,...Wn) und/oder der Greifer (G1,...Gn) angeordnet ist, wobei der Transport der Werkstücke (W1,...Wn) von einer Werkzeugmaschine (WM1,...WMn) zur nächsten mittels der Gelenkarmroboter (R1,...Rn) durch eine Übergabe/Entnahme der Werkstücke (W1,...Wn) an die/aus den Zwischenspeicher(n) (Z1,...Zn) durchführbar ist.
Flexibles Fertigungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich paarweise gegenüberliegende Werkzeugmaschinen (WM1,...WMn) gleichen Typs jeweils eine Bearbeitungsstation (B1,...Bn) bilden, wobei je Werkzeugmaschine (WM1,...WMn) eine Spannvorrichtung (SP1,...SPn), je Bearbeitungsstation (B1,...Bn) ein Gelenkarmroboter (R1,...Rn) und zwischen den Bearbeitungsstationen (B1,...Bn) je ein Zwischenspeicher (Z1,...Zn) vorgesehen ist.
Flexibles Fertigungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtungen (SP1,...SPn) einen quaderförmig ausgebildeten Spannturm (T1,...Tn) aufweisen, wobei wenigstens an zwei senkrechten Seitenflächen des Spannturms (T1,...Tn) je eine werkstückspezifische Spannplatte (P1,...Pn) vorgesehen ist.
Flexibles Fertigungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannplatten (P1,...Pn) auswechselbar angeordnet sind.
Flexibles Fertigungssystem nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass in den Spannplatten (P1,...Pn) Positionierstifte (1, 2) angeordnet sind, die mit komplementären Bohrungen (1.1, 2.1) der Werkstücke (W1,...Wn) in Eingriff bringbar sind.
Flexibles Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spanntürme (T1,...Tn) an jeder ihrer vier senkrechten Seitenflächen eine werkstückspezifische Spannplatte (P1, P2, P3, P4) zur Aufnahme von jeweils einem Werkstück (W1, W2, W3, W4) aufweisen.
Flexibles Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die auswechselbaren Greifer (G1,...Gn) der Gelenkarmroboter (R1,...Rn) zwei werkstückspezifische Greifelemente (GE1, GE2) aufweisen, wobei das eine Greifelement (GE1) für die Entnahme des noch zu bearbeitenden Werkstücks (W1,...Wn) aus dem sich vor der Werkzeugmaschine (WZ1,...WZn)/Bearbeitungsstation (B1,...Bn) befindenden Zwischenspeicher (Z1,...Zn) und die Übergabe an die Spannvorrichtung (SP1,...SPn) und das andere Greifelement (GE2) für die Entnahme des bearbeiteten Werkstücks (W1',...Wn') aus der Spannvorrichtung (SP1,...SPn) und die Übergabe an den sich nach der Werkzeugmaschine (WZ1,...WZn)/Bearbeitungsstation (B1,...Bn) befindenden Zwischenspeicher (Z1,...Zn) vorgesehen ist.
Flexibles Fertigungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zu benachbarten Gelenkarmrobotern (R1,...Rn) gehörenden Greifelemente (GE1, GE2) auf entgegengesetzte Seiten des sich in dem Zwischenspeicher (Z1,...Zn) befindenden Werkstücks (W1',...Wn') Zugriff haben.
Flexibles Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenspeicher (Z1,...Zn) ortsfest angeordnet sind.
Flexibles Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Justagestation (J) vorgeschaltet ist, auf der vor der Bearbeitung in eine Seitenfläche der Werkstücke (W1,...Wn) die der Befestigung auf den Positionierstiften (1, 2) der Spannplatten (P1,...Pn) dienenden Bohrungen (1.1, 2.1) einbringbar sind.
Flexibles Fertigungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Werkzeugmaschine (WM1,...WMn) eine Reinigungskabine (K) zur Reinigung der Werkstücke (W1',...Wn') nach der Bearbeitung vorgeschaltet ist, wobei sich das Werkstück (W1',...Wn') während der Reinigung in dem Greifelement (GE1, GE2) des Greifers (G1,...Gn) des Gelenkarmroboters (R1,...Rn) befindet.