DE202010018128U1

DE202010018128U1 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE202010018128U1
Application number: DE202010018128.3U
Authority: DE
Original assignee: Datron AG
Current assignee: Datron AG
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2010-08-27
Publication date: 2014-04-01
Anticipated expiration: 2020-08-28

Abstract

Automatische Werkzeugmaschine, insbesondere zur Herstellung von Zahnersatz von genauer dreidimensionaler Gestalt, mit einer Bearbeitungseinheit (200), mit einer Werkstückzuführeinheit (300), mit einer Werkzeugzuführeinheit (400) und mit einer Bedienungs- und Steuereinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinheit (200) ein in drei Raumrichtungen verschiebliches Bearbeitungswerkzeug (430) und eine kardanische, um zwei Achsen schwenkbare Werkstückhalteraufnahme (210) aufweist, wobei die Werkstückhalteraufnahme (210) in vertikaler Anordnung angeordnet ist und die Bearbeitung des Werkstücks in vertikaler Anordnung erfolgt, um ein Abfallen der Späne zu ermöglichen.

Description

Die Erfindung betrifft eine automatische Werkzeugmaschine, insbesondere zur Herstellung von Zahnersatz von genauer dreidimensionaler Gestalt, nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1.
Stand der Technik
Eine automatische Werkzeugmaschine zur Herstellung von Zahnersatz, insbesondere Zahnkronen, Abutments und/oder Zahnbrücken von genauer dreidimensionaler Gestalt, ist bereits aus der EP 1 106 146 A1 bekannt geworden. Bei dieser Werkzeugmaschine ist ein Träger für das Werkstück und/oder für die Bearbeitungseinheit ausgebildet, welcher als Bewegungseinheit mit drei Translationsachsen in x-, y- und z-Richtung dient. Bei dieser Maschine ist ein automatischer Austausch der Werkstücke nicht vorgesehen. Die Bearbeitung erfolgt in horizontaler Anordnung des Werkstücks, wobei die Bearbeitung entlang der drei Raumrichtungen x, y, z zusammen mit einer Rotation um eine Achse erfolgt. Die Werkzeugmaschine weist keine automatische Werkstück- und/oder Werkzeugzuführung auf. Problematisch bei dieser Werkzeugmaschine ist, dass die Bearbeitung in horizontaler Richtung erfolgt, sodass für eine Abfuhr der Späne bzw. der während des Bearbeitungsprozesses entstehenden Fräsabfälle gesorgt werden muss, damit der Fräsvorgang nicht gestört wird und das Ergebnis nicht gegebenenfalls sogar unbrauchbar wird.
Darüber hinaus lässt eine Bearbeitung in drei Raumrichtungen und nur eine Drehrichtung nur eine begrenzte Gestaltung von dreidimensionalen Oberflächen zu.
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße automatische Werkzeugmaschine weist demgegenüber den Vorteil auf, dass sie über eine Bearbeitungseinheit mit einem in drei Raumrichtungen verschieblichen Bearbeitungswerkzeug und eine kardanische, um zwei Achsen schwenkbare Werkstückhalteraufnahme verfügt, die eine Gestaltung beliebiger dreidimensionaler Oberflächen, wie sie bei Zahnersatz erforderlich ist, zulässt und ermöglicht. Durch die in Vertikalrichtung angeordnete Werkstückhalteraufnahme und die Bearbeitung des Werkstücks in vertikaler Anordnung, ist darüber hinaus durch abfallende Späne, abfallenden Fräsabfall und dergleichen für eine reibungslose Bearbeitung des Werkstücks gesorgt, insbesondere ist nicht zu befürchten, dass Späne, Fräsabfall oder dergleichen das hochpräzise Bearbeitungsergebnis stören.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.
So erfolgt der Antrieb in die drei Raumrichtungen bevorzugt über entsprechende Servo-/Schrittmotoren oder Stellmotoren. Die kardanische, um zwei Achsen schwenkbare Werkstückhalteraufnahme wird in einer Richtung durch einen Torquemotor gebildet, der eine hohe Dynamik erzeugen kann und die Drehung um eine erste Achse vermittelt sowie durch einen Hebelmechanismus mit einer motorisch antreibbaren Spindel, der die Drehung um eine zweite zur ersten Achse senkrechten Achse vermittelt.
Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass unterhalb der Werkstückhalteraufnahme eine Saugeinrichtung angeordnet ist, die einen von dem zu bearbeitenden Werkstück weggerichteten Saugluftstrom erzeugt, der zum Entfernen der während des Bearbeitungsvorgangs entstehenden Späne und Stäube oder dergleichen dient.
Auf diese Weise wird durch den in Vertikalrichtung verlaufenden Saugluftstrom eine besonders effektive Abfuhr von Spänen, Fräsabfall oder dergleichen und gleichzeitig eine Kühlung des Werkstücks erreicht.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Werkstückzuführeinheit ein Werkstückhaltermagazin und eine Werkstückhaltergreifeinrichtung, die dem Werkstückhaltermagazin einen Werkstückhalter entnimmt und der Werkstückhalteraufnahme zuführt. Auf diese Weise können in unmittelbarer Abfolge eine Mehrzahl von Werkstücken automatisiert bearbeitet werden.
Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Werkstückhalter eine im Wesentlichen kreisringförmige Gestalt aufweist, um die kreisscheibenförmigen Werkstücke, die auch als „Blank” bezeichnet werden und z. B. aus Kobalt-Chrom, PMMA (Polymethylmetacrylat), Nanocomposit, Zirkonoxid und weiteren in gesinterter Form vorliegenden Materialien bestehen, aufnehmen zu können. Der Werkstückhalter umfasst dabei ein erstes Ringelement zur Aufnahme der kreisscheibenförmigen Werkstücke und ein an dem ersten Ringelement befestigbares zweites Ringelement, welches das kreisscheibenförmige Werkstück im Randbereich geringfügig überdeckt oder übergreift und welches auf seiner Stirnseite pilzförmige Greifelemente aufweist, an denen die Werkstückhaltergreifeinrichtung angreift.
Die beiden Ringelemente können dabei beispielsweise über Schraubverbindungen oder auch beispielsweise mittels Bajonettverschlüssen aneinander befestigt sein. Auf diese Weise ist ein sehr schneller Austausch des Werkstücks möglich. Die pilzförmigen Greifelemente an der Oberseite erlauben ein sehr gutes und prozesssicheres Handling durch die Werkstückhaltergreifeinrichtung.
Von besonderem Vorteil ist es, dass die Werkstückhalteraufnahme durch eine Plananlage und einen Dreipunkthalter gebildet wird mit jeweils drei in entsprechende Öffnungen an dem Werkstückhalter eingreifende Stifte, deren einer axial beweglich und mit einer vorgebbaren Kraft beaufschlagbar ist. Dieser Dreipunkthalter ermöglicht eine sehr genaue und reproduzierbare Positionierung des Werkstückhalters bei gleichzeitig großen Haltekräften im Bearbeitungsbereich.
Die Werkzeugmaschine verfügt vorteilhafterweise auch über einen Werkzeugwechsel bzw. eine Werkzeugzuführeinheit zum Einsetzen des je nach Bearbeitung nötigen Werkzeugs, insbesondere eines Fräsers.
Von besonderem Vorteil ist es, dass die Werkzeugzuführeinheit eine im Wesentlichen fächerförmig ausgebildete Werkzeugfederaufnahme umfasst, die durch Drehung um vorgebbare Winkel in den Bearbeitungsraum zur Übergabe des Werkzeugs an beispielsweise eine Fräs- oder Bearbeitungs-Spindel der Bearbeitungseinheit verschwenkbar ist. Die Werkzeugfederaufnahme gestattet eine gefederte Aufnahme der Werkzeuge, die insbesondere bei der Übergabe des Werkzeugs an die Bearbeitungseinheit vorteilhaft ist, da beispielsweise kleine Lageungenauigkeiten auf diese Weise ausgeglichen werden können und das Werkzeug während des Werkzeugwechsels in die Bearbeitungseinheit mit definierter Kraft gefedert eingedrückt werden kann.
Die fächerförmige Ausgestaltung der Werkzeugfederaufnahme, d. h. die Ausbildung der Werkzeugfederaufnahme nach Art eines Fächers, beispielsweise als halbkreisförmiges Kreissegment, ermöglicht auf sehr vorteilhafte Weise eine Lagerung der Werkzeugfederaufnahme oberhalb des Bearbeitungsraums und oberhalb der Bearbeitungseinheit. Durch ein einfaches Drehen und damit Verschwenken der fächerförmig ausgebildeten Werkzeugaufnahme in den Bearbeitungsraum erfolgt die Übergabe des Werkzeugs an die Bearbeitungseinheit. Auf diese Weise sind sehr schnelle Werkzeugwechsel möglich und es werden für den Werkzeugwechsel keine zusätzlichen Verfahrwege der Werkzeugmaschine nötig.
Bevorzugt ist die fächerförmig ausgebildete Werkzeugfederaufnahme ein kreissegmentförmiges Blech mit radialen Einschnitten zur Ausbildung der Federaufnahmen. Durch diese Einschnitte wird die federnde Ausbildung der Segmente auf einfach zu realisierende Weise realisiert.
Die Bedien- und Steuereinheit der Werkzeugmaschine wird durch einen an der Werkzeugmaschine befestigbaren mobilen Computer gebildet, der mit einer Steuerelektronik der Werkzeugmaschine über eine Schnittstelle kommuniziert. Dieser Computer kann beispielsweise ein Notebook-Computer, beispielsweise ein i-Pad, sein, er kann auch ein mobiles Telefon mit einer entsprechenden Touchscreen-Bedienoberfläche, ein i-Pod oder dergleichen sein. Sehr vorteilhaft ist für die Bedienoberfläche ein Touchscreen, sodass eine Bedienung über den berührungsempfindlichen Bildschirm möglich ist. Die Schnittstelle kann eine WLAN-, Netzwerk- oder USB-Schnittstelle sein.
Besonders vorteilhaft ist es, das Bediengerät als Browseranwendung in die Maschinensteuerung einzubinden. Die Maschinensteuerung arbeitet hierbei als Web-Server, der die Kommunikation zwischen der Maschine und dem i-Pad als HTTP-Client ermöglicht. Dadurch ist es möglich, praktisch beliebige Datenkommunikationsgeräte, wie i-Pads, i-Pods, i-Phones, Notebooks usw. als Bediengerät einzusetzen.
Zeichnungen
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Es zeigen:
1 eine isometrische Ansicht eines Teils einer erfindungsgemäßen automatischen Werkzeugmaschine;
2 eine Seitenansicht des in 1 dargestellten Teils der erfindungsgemäßen automatischen Werkzeugmaschine;
3 eine Seitenschnittansicht eines Werkzeughalters;
4 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Werkstückhalters;
5 eine isometrische Ausschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine;
6 eine Vorderansicht der in 5 dargestellten Werkzeugmaschine;
7 eine Vorderansicht der in 5 dargestellten Werkzeugmaschine während des Werkzeugwechsels;
8 eine Vorderansicht der in 5 dargestellten Werkzeugmaschine während des Werkzeugwechsels;
9 eine Seitenansicht der Werkzeugmaschine zur Erläuterung des Werkstückwechsels;
10 eine isometrische Ausschnittdarstellung der Werkzeugmaschine zur Erläuterung des Werkstückwechsels;
11 eine Vorderansicht der in 10 dargestellten Werkzeugmaschine während des Werkstückwechsels;
12 eine Vorderansicht der in 10 dargestellten Werkzeugmaschine während des Werkstückwechsels;
13 ein Teil der Bearbeitungseinheit zur Erläuterung eines Spannsystems;
14 eine Seitenansicht eines in einem Nullpunkt-Spannsystem eingespannten Werkstückhalters;
15 schematisch die Anordnung eines Eingabe- und Bediengeräts an einem Gehäuse der automatischen Werkzeugmaschine;
16 schematisch ein Eingabe- und Bediengerät vor dessen Befestigung an dem Gehäuse der automatischen Werkzeugmaschine und
17–20 verschiedene Ansichten eines Magazins und des darin zu befestigenden Werkstückhalters.
Ausführungsformen der Erfindung
Eine automatische Werkzeugmaschine, dargestellt in 1, insbesondere zur Herstellung von Zahnersatz von genauer dreidimensionaler Gestalt, weist eine Bearbeitungseinheit 200, eine Werkstückzuführeinheit 300 sowie eine Werkzeugzuführeinheit 400 auf. Die Maschine ist durch eine (in 1 und 2 nicht dargestellte) Bedienungs- und Steuereinheit bedienbar.
Die Bearbeitungseinheit 200 weist eine in drei Raumrichtungen x, y, z verschiebliche Frässpindel mit einem Bearbeitungswerkzeug 430 auf. Die Verschiebung in den Raumrichtungen x, y, z erfolgt durch (nicht dargestellte) Servo-/Schrittmotoren oder Stellmotoren.
Die Bearbeitungseinheit 200 weist außerdem eine Werkstückhalteraufnahme 210 auf, die kardanisch aufgehängt um zwei Achsen eine erste Achse A1, die im Wesentlichen in x-Richtung verläuft und eine zweite Achse A2, die im Wesentlichen in y-Richtung verläuft, drehbar ist. Die Drehung erfolgt um die Achse A1 mit Hilfe eines Torque-Motors 250. Dieser Motor ist in der Lage, ein einstellbares, auch großes Drehmoment bei hoher Dynamik auszuüben. Die Drehung in die dazu senkrechte Achse A2 erfolgt mittels eines Hebelmechanismus, gebildet durch eine Spindel 260, die motorisch antreibbar ist durch einen Motor 261 und welche durch eine entsprechende Mimik 265 bestehend aus einem Hebel 263, einem ersten Lager 267 und einem zweiten Lager 268 eine Drehung um die Achse A2 erzeugt (2). Die Drehung um beide Achsen A1, A2 erfolgt dabei mit sehr hoher Präzision und Dynamik. Durch die Bearbeitungsrichtungen x, y, z sowie die Drehachsen A1, A2 ist eine Bearbeitung des Werkstücks, das im Falle von Zahnersatz, beispielsweise ein Nicht-Eisen-Metall oder ein Sintermaterial ist, welches unter anderem z. B. Zirkonoxid enthält, in jeder Raumrichtung möglich, sodass beliebige dreidimensionale Konturen hoher Präzision hergestellt werden können.
Die Werkstückzuführeinheit 300 weist ein Werkstückmagazin 360 auf, welches beispielsweise ein Revolvermagazin sein kann, wie in der 1 und 9 gezeigt. Darüber hinaus weist die Werkstückzuführeinheit 300 eine Werkstückhaltergreifeinrichtung 370 auf, welche die Werkstückhalter 320 ergreift, und automatisch der Bearbeitungseinheit 200, beispielsweise zur Befestigung an der Werkstückhalteraufnahme 210, zuführt.
Wie aus 3 und 4 hervorgeht, umfasst jeder Werkstückhalter 320 im Wesentlichen zwei ringförmige Elemente 311, 312, die miteinander beispielsweise durch Schraubverbindungen 319 verbunden werden unter Einschluss des Werkstücks 500. Der eine Ring 312 dient der Aufnahme des Werkstücks 500, er weist hierzu einen Vorsprung 3120 auf, der das Werkstück übergreift. Der andere Ring 311, der an dem Ring 312 befestigt wird, überdeckt das Werkstück 500 an seinem Randbereich geringfügig und hält es mit Hilfe eines O-Rings 3121 in dem Ring 312. Der O-Ring 3121 ermöglicht eine nachgiebige Klemmung und erzeugt zusätzlich eine Dämpfung bei der Fräsbearbeitung. Der Ring 311 weist an seiner Stirnseite pilzförmige Greifelemente 314 auf, an denen die Werkstückhaltergreifeinrichtung 370 angreift und so den Werkstückhalter 320 dem Magazin 360 entnimmt und der Bearbeitungseinheit 200 zuführt, wie es in 1 schematisch angedeutet ist. Dieser Werkstückwechsel erfolgt vollautomatisch. Nach der Bearbeitung wird der Werkstückhalter 320 in umgekehrter Weise wieder aus der Bearbeitungseinheit 200 entnommen und dem Magazin 360 zugeführt.
Zur Handhabung des Werkstückhalters 320 sind in der Stirnseite des Rings 311 Führungsnuten 3110, 3111, 3112, 3113 sowie Rastpunkte 3221 und 3222 angeordnet. Die Nuten 3111 und 3113 dienen als Einführungsnuten eines in einer schubladenartigen Aufnahme 3000 (9, 10) angeordneten Werkstückhalters 320 in das Magazin 360, die Nuten 3110 sowie 3112 dienen als Aushebenuten aus der schubladenartigen Aufnahme 3000 in Richtung der Bearbeitungseinheit 200. Die schubladenartige Aufnahme 3000 weist an ihrer Stirnseite eine Öffnung auf, in der Nuten 3001, 3002 und 3003 vorgesehen sind. Diese Nuten 3001, 3002 und 3003 sind so angeordnet, dass die pilzförmigen Greifelemente 340 darin aufgenommen werden können. Aufgrund der Anordnung der Nuten 3001, 3002 und 3003 ist eine positionsgenaue Platzierung des Werkstückhalters 320 in der schubladenartigen Aufnahme 3000 sichergestellt.
In den 17 bis 20 ist das Werkstückmagazin 360 dargestellt, jeweils kurz bevor und nachdem ein Werkstückhalter 320 eingeführt wurde. Wie der 17 zu entnehmen ist, ist in dem Magazin 360 eine Ausnehmung 3615 vorgesehen, die mit der Form des Werkstückhalters 320 korrespondiert. In jeder Ausnehmung sind federnde Druckstücke 3610 (vergleiche die teilweise geschnittene Darstellung in 19), beispielsweise zwei pro Ablegeposition, vorgesehen. Diese federnden Druckstücke 3610 weisen in ihrer dem Werkstückhalter 320 zugewandten Seite Kugeln 3611 auf, die in die Führungsnuten 3110, 3111, 3112, 3113 eingreifen und in den Rastpunkten 3221 und 3222 verrasten.
Die Einführungs- und Aushebenuten üben in diesem Sinne im Zusammenspiel mit den federnden Druckstücken 3610 eine Art Schienenfunktion aus, die die Prozesssicherheit des Wechselvorgangs unterstützen sollen. Die Rastpunkte 3221 und 3222 zwischen den Einführungs- und Aushebenuten dienen der sicheren Arretierung im Magazin 360.
Auch der Werkzeugwechsel erfolgt automatisch. Hierzu ist eine Werkzeugzuführeinheit 400 vorgesehen mit einer Werkzeugfederaufnahme 420. Die Werkzeugfederaufnahme 420 besteht aus einem fächerförmigen, das heißt kreissegmentförmigen Blech, welches radiale Einschnitte 421 aufweist und so Federaufnahmen 425 ausbildet, an deren Ende jeweils Werkzeughalteraufnahmen 427 angeordnet sind, in denen die Bearbeitungswerkzeuge 430 angeordnet sind.
Die Bearbeitungswerkzeuge 430 werden durch eine Drehbewegung der Werkzeugfederaufnahme 420 in den Bearbeitungsbereich (der in 1 hinter der Werkstückhalteraufnahme 210 angeordnet ist, von dieser verdeckt ist und insoweit nicht ersichtlich ist) hineingeschwenkt und der Bearbeitungseinheit zugeführt. In 5 ist deshalb nur ein Teil der Baugruppe nicht dargestellt. Der Vorteil der fächerförmigen Werkzeugfederaufnahme 420 ist der, dass die Werkzeugfederaufnahme 420 oberhalb des eigentlichen Bearbeitungsraumes angeordnet ist und durch eine einfache Dreh-, das heißt Schwenkbewegung in den Bearbeitungsraum einschwenkbar ist. Hierdurch ist ein sehr schneller und präziser Werkzeugwechsel möglich, ohne dass die Werkzeugmaschine weitere Verfahrbewegungen ausführen muss. Durch die federnde Ausbildung der Federaufnahme 425 wird die Übergabe des Bearbeitungswerkzeugs 430 erleichtert.
Der Werkzeugwechsel wird nachfolgend in Verbindung mit den 5 bis 8 näher erläutert.
Zunächst befindet sich die Werkzeugfederaufnahme 420 in ihrer Ruheposition (5, 6). Sodann fährt die Werkzeugspindel in y- und in z-Richtung aus dem Kollisionsbereich heraus und in x-Richtung genau mittig unter die Werkzeugzuführeinheit 400, die auch als Werkzeugwechsler bezeichnet wird. Die Werkzeugfederaufnahme 420 wird verdreht, sodass eine freie Werkzeugstation genau oberhalb der Bearbeitungsspindel 4000 zum Stehen kommt (vgl. 7). Sodann fährt die Werkzeugspindel 4000 zuerst in z-Richtung (in 6 bis 8 senkrecht zur Blattebene) auf Höhe der Werkzeughalteraufnahme 420 und sodann in y-Richtung in die Werkzeughalteraufnahme 420 hinein. Das Bearbeitungswerkzeug 430 wird von der Spindel 4000 ausgelöst, welche in z-Richtung, das heißt in 6 bis 8 senkrecht zur Blattebene verfährt und das Werkzeug 430 insoweit loslässt. Diese Schritte sind in 7 und 8 dargestellt.
In Verbindung mit den 9 bis 12 wird nachfolgend der Werkstückwechsel näher erläutert. Zunächst wird der schubladenartigen Aufnahme 3000 ein Werkstückhalter 320 manuell zugeführt. Die Aufnahme weist hierzu die an die pilzförmigen Greifelemente 314 angepassten asymmetrisch angeordnete Nuten 3001, 3002 und 3003 auf, die ein lagerichtiges Einführen des Werkstückhalters 320 sicherstellen. Nach Verriegelung der Aufnahme 3000 und Einfahren der Schublade in das Werkstückmagazin 360 ist der Werkstückhalter 320 Teil des revolverartigen Werkstückmagazins 360. Das Werkstückmagazin 360 kann beispielsweise acht Werkstückhalter 320 aufweisen. Über dem Werkstückmagazin 360 ist eine Verschiebeeinheit (Werkstückhalteraufnahmeeinrichtung) 3300 angeordnet, welche vom Werkstückmagazin 360 hin zum Bearbeitungszentrum schräg verläuft (10, 11). Die Bewegung der Werkstückhalter 320 erfolgt mittels Druckluft. Hierzu sind in verschiedenen Richtungen Druckluftzylinder 3051, 3052 und 3053 (vgl. 9) angeordnet. In 11 ist der Vorgang des Abholens des Werkstückhalters 320 dargestellt. Hierzu ergreifen zangenartige Greifer 3310 die pilzartigen Vorsprünge 314 und heben den Halter 320 durch Betätigung des Zylinders 3052 aus dem Magazin 360 heraus. Sodann verfährt eine Greiferverfahreinrichtung 3320 durch Betätigung des Zylinders 3053 schräg nach oben und sodann wieder nach hinten in Richtung des Bearbeitungsraums durch Betätigung des Zylinders 3051 (vgl. 12) und übergibt den Werkstückhalter 320 der Bearbeitungseinheit 200. Hierzu werden jeweils die vorbeschriebenen Nuten 3110, 3111, 3112, 3113 sowie die Rastpunkte 3221, 3222 zur Handhabung verwendet.
In der Bearbeitungseinheit 200 wird der Werkstückhalter 320 an drei Punkten gespannt, wie es in 13 und 14 schematisch dargestellt ist. Ein solches Nullpunkt-Spannsystem weist drei Punkte 3601, 3602 und 3603 auf, die im Wesentlichen um unter 120° zueinander versetzt, also sternförmig versetzt, angeordnet sind. Wie in 4 dargestellt, sind in dem Werkzeughalter 320 im Bereich dieser Punkte sogenannte Spannschrägen 3700 ausgebildet, in die Stifte eingreifen, wobei zwei feste Positionierstifte vorgesehen sind, beispielsweise im Bereich 3601 und 3603 und ein federvorgespannter Positionierstift 2300, im Bereich 3602. Dieser Stift 2300 wird durch einen Druckluftzylinder 2309 angesteuert, er ist beweglich. Die Halteposition des beweglichen Positionierstiftes 2300 wird durch eine Spiralfeder 2305 mit hoher Federkonstante unterstützt. Durch die Schräge wird bei einer geringfügig außermittigen Position der Werkstückhalter 320 durch die Federkraft gegen eine Planauflage 2310 gedrückt und so sehr präzise positioniert.
15 und 16 zeigen schematisch die Anordnung eines Eingabe- und Bediengeräts 510 an einem Gehäuse 500 in Form einer beispielsweise einer die Werkzeugmaschine aufnehmenden Kabine. An dem Gehäuse 500 ist eine Halterung 520 vorgesehen, in die das Eingabe- und Bedienungsgerät 510 von der Seite her in eine Einführnut 560 einschiebbar ist, in 16 von rechts nach links. Das Bedienungsgerät 510 kann beispielsweise ein mobiler Computer, insbesondere ein sogenanntes i-Pad sein. Darüber hinaus ist auch denkbar, mobile Telefone, die über eine entsprechend große als Touchscreen ausgebildete Anzeige verfügen einzusetzen.
Die Halterung 520 weist beispielsweise eine USB-Schnittstelle 530 und/oder eine drahtlose Schnittstelle 540 beispielsweise eine WLAN-Antenne oder dergleichen auf. Sie verfügt darüber hinaus über einen induktiven Näherungsschalter 550. Sobald das mobile Eingabe- und Bediengerät 515, beispielsweise der i-Pad in der Aufnahme 520, die schienenförmig ausgebildet ist und so eine sichere Befestigung des Eingabegeräts 510 ermöglicht, vollständig eingeschoben ist, wird eine elektrische Verbindung mit der USB- oder Netzwerk-Schnittstelle 530 sowie eine Verbindung mit der WLAN-Antenne 540 hergestellt. Der induktive Näherungsschalter 550 erkennt, dass das i-Pad 510 in der verrasteten Position angeordnet ist und gibt insoweit entsprechende Signalleitungen für die Steuerung der Werkzeugmaschine frei. Solange das Bediengerät nicht eingeschoben ist, dient es nur der Anzeige der Zustände, aus Sicherheitsgründen aber nicht der Bedienung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 1106146 A1 [0002]

Claims

Automatische Werkzeugmaschine, insbesondere zur Herstellung von Zahnersatz von genauer dreidimensionaler Gestalt, mit einer Bearbeitungseinheit (200), mit einer Werkstückzuführeinheit (300), mit einer Werkzeugzuführeinheit (400) und mit einer Bedienungs- und Steuereinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinheit (200) ein in drei Raumrichtungen verschiebliches Bearbeitungswerkzeug (430) und eine kardanische, um zwei Achsen schwenkbare Werkstückhalteraufnahme (210) aufweist, wobei die Werkstückhalteraufnahme (210) in vertikaler Anordnung angeordnet ist und die Bearbeitung des Werkstücks in vertikaler Anordnung erfolgt, um ein Abfallen der Späne zu ermöglichen.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kardanische, um zwei Achsen schwenkbare Werkstückhalteraufnahme gebildet wird durch einen Torquemotor (250) zur Verschwenkung um eine erste Achse (A1) und durch einen, eine motorisch antreibbare Spindel (260) aufweisenden Hebelmechanismus zur Verdrehung um eine zweite, zur ersten Achse senkrechte Achse (A2).
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich ein Werkstückhalter (320) und ein Werkstück (500) genau im Drehmittelpunkt der kardanischen Werkstückhalteraufnahme (210) angeordnet sind.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Werkstückhalteraufnahme eine Saugeinrichtung angeordnet ist, die einen an dem zu bearbeitenden Werkstück vorbeiströmenden Luftstrom erzeugt, der dem Entfernen der während des Bearbeitungsvorgangs entstehenden Späne oder dergleichen dient.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückzuführeinheit ein Werkstückhaltermagazin (360) umfasst und eine Werkstückhaltergreifeinrichtung, die dem Werkstückhaltermagazin (360) einen Werkstückhalter (320) entnimmt und der Werkstückhalteraufnahme zuführt.
Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch im Wesentlichen kreisringförmige Werkstückhalter umfassend ein Ringelement (311) zur Aufnahme kreisscheibenförmiger Werkstücke (500) und ein an diesem Ringelement (311) befestigbares weiteres Ringelement (313), welches das kreisscheibenförmige Werkstück (500) im Randbereich geringfügig überdeckt und welches auf seiner Stirnseite pilzförmige Greifelemente aufweist, an denen die Werkstückhaltergreifeinrichtung (370) angreift.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem einen Ringelement (311) und dem Werkstück (500) und/oder zwischen dem anderen Ringelement (312) und dem Werkstück (500) ein O-Ring (3121) zur Erzielung einer elastischen Klemmung und Dämpfung angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugzuführeinheit (400) eine im Wesentlichen fächerförmig ausgebildete Werkzeugfederaufnahme (400) umfasst, die durch Drehung um vorgebbare Winkel in einen Bearbeitungsraum zur Übergabe des Bearbeitungswerkzeugs (430) an die Bearbeitungseinheit (200) verschwenkbar ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die fächerförmig ausgebildete Werkzeugfederaufnahme (420) ein kreissegmentförmiges Blech ist mit radialen Einschnitten (421) zur Ausbildung der Federaufnahmen (425).
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bedien- und Steuereinheit durch ein an der Werkzeugmaschine oder deren Gehäuse (500) befestigbares Bediengerät (510) gebildet wird, das mit einer Steuerelektronik der Werkzeugmaschine über eine Schnittstelle (530, 540) kommuniziert.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bediengerät (510) ein mobiler Computer ist und die Bedienung als Browser-Anwendung erfolgt, wobei die Maschinensteuerung als Web-Server arbeitet, der die Kommunikation zwischen der Werkzeugmaschine und dem mobilen Computer als HTTP-Client ermöglicht.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle eine WLAN-, Netzwerk- oder USB-Schnittstelle (530, 540) ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Werkzeugmaschine eine Halterung (520) für den mobilen Computer (510) vorgesehen ist, in der eine drahtgebundene Schnittstelle und/oder eine drahtlose Schnittstelle integriert ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Halterung (520) ein induktiver Näherungsschalter (550) angeordnet ist, der das Vorhandensein des mobilen Computers (510) detektiert.
Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückhalteraufnahme (210) durch einen Dreipunkthalter gebildet wird mit jeweils drei in entsprechende Öffnungen (3700) an dem Werkstückhalter (320) eingreifende Stifte, deren einer axial beweglich und mit einer vorgebbaren Kraft beaufschlagbar ist.