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Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstücks mit unterschiedlichen Werkzeugen, wobei das Bearbeitungszentrum die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 aufweist. Gegenstand der Erfindung ist auch ein Werkzeugmagazin für ein solches Bearbeitungszentrum gemäß Anspruch 11. Schließlich ist Gegenstand der Erfindung auch eine Reinigungsvorrichtung für ein solches Bearbeitungszentrum gemäß Anspruch 13.
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Bearbeitungszentren der in Rede stehenden Art dienen im Maschinen- und Anlagenbau der Bearbeitung komplizierter Werkstücke an bis zu fünf Seiten bzw. einschließlich eines Umspannvorgangs an bis zu sechs Seiten mittels einer dreiachsigen oder einer fünfachsigen Bearbeitung. Dabei dient sowohl zur dreiachsigen als auch zur fünfachsigen Bearbeitung ein Fahrständer mit mindestens einem Bearbeitungskopf. Der Fahrständer ist zumeist nach Art eines X-Y-Z-Schlittens aufgebaut. Er kann mit diversen zusätzlichen Bearbeitungsköpfen komplettiert werden. Der Fahrständer wird regelmäßig auf einer Verfahrführung in X-Richtung des Bearbeitungszentrums über einen größeren Weg verfahren, häufig über die volle Länge des Arbeitsraumes innerhalb der Schutzverkleidung.
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Üblicherweise weist der Fahrständer ein mitfahrendes Werkzeugmagazin auf. Dieses ist im Regelfall kreisringförmig gestaltet mit einer Mehrzahl von auf dem Außenumfang eines kreisringförmigen Trägers angeordneten einheitlichen Werkzeugaufnahmen für verschiedene einzelne Werkzeuge, die jedoch einheitliche, zu den Werkzeugaufnahmen passende Aufnahmehalterungen aufweisen. Normalerweise ist das mitfahrende Werkzeugmagazin am Fahrständer von der Rückseite des Bearbeitungszentrums aus bestückbar.
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Ein Bearbeitungszentrum mit einem in X-Richtung auf einer Verfahrführung verfahrbaren Fahrständer ist kostenmäßig vorteilhaft. Das Verhältnis von Arbeitsraum zur Maschinengröße ist hier besonders gut. Der Platzbedarf als wesentlich die Kosten bestimmender Aspekt ist geringer als beispielsweise bei einem Bearbeitungszentrum mit einem beweglichen Werkstücktisch. Das mitfahrende Werkzeugmagazin im Fahrständer ist allerdings sowohl vom Platz als auch vom Gewicht her begrenzt. Es hat meist nur eine geringe Anzahl von Werkzeugaufnahmen, meist nicht mehr als 30 bis 40 Stück.
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Sind Werkzeuge eines solchen Bearbeitungszentrums stumpf geworden, so müssen sie ausgewechselt werden. Stumpfe Werkzeuge können von der CNC-Steuerung des Bearbeitungszentrums beispielsweise aufgrund der veränderten Stromaufnahme der Hauptspindel des Bearbeitungskopfes am Fahrständer erkannt werden. Ist das der Fall, so muss, wenn sich kein Ersatzwerkzeug für das stumpf gewordene Werkzeug im mitfahrenden Werkzeugmagazin befindet, der Fahrständer in eine Wechselposition gebracht werden. Eine Bedienungsperson muss dann die stumpf gewordenen Werkzeuge im mitfahrenden Werkzeugmagazin bei Stillstand des Bearbeitungszentrums auswechseln.
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Das bekannte Bearbeitungszentrum, von dem die vorliegende Erfindung ausgeht (
DE 20 2011 001 493 U1 ), hat zusätzlich zu dem am Maschinengrundträger verfahrbar angeordneten mitfahrenden Werkzeugmagazin ein feststehendes, externes Werkzeugmagazin. Eine Auswechslung stumpf gewordener Werkzeuge zwischen dem mitfahrenden Werkzeugmagazin und dem feststehenden Werkzeugmagazin kann vollautomatisch oder halbautomatisch durchgeführt werden. Das geht jedenfalls sehr schnell und die Stillstandszeiten des Bearbeitungszentrums sind gering. Ein endgültiges Auswechseln stumpf gewordener Werkzeuge durch eine Bedienungsperson kann unabhängig vom mitfahrenden Werkzeugmagazin am feststehenden Werkzeugmagazin, beispielsweise einmal am Tag, in Ruhe durchgeführt werden. Das hat keinen Einfluss mehr auf die laufende Arbeit des Bearbeitungszentrums.
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Besonders zweckmäßig ist bei dem feststehenden Werkzeugmagazin die Tatsache, dass dieses sehr groß ausgeführt werden kann, insbesondere also mit Werkzeugaufnahmen, die in mehreren Ebenen übereinander oder in mehreren spiraligen Umläufen angeordnet sein können.
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Von besonderem Vorteil ist eine Konstruktion, bei der vorgesehen ist, dass das feststehende Werkzeugmagazin insgesamt eine eigenständige, komplette, dem Bearbeitungszentrum zugeordnete Baugruppe ist und dass das Außengehäuse des feststehenden Werkzeugmagazins eine Werkzeugwechselöffnung zur Verbindung mit dem mitfahrenden Werkzeugmagazin des Fahrständers des Bearbeitungszentrums aufweist. Die Transportvorrichtung, die sowohl den Transport innerhalb des feststehenden Werkzeugmagazins als auch den Wechsel von Werkzeugen zwischen dem mitfahrenden Werkzeugmagazin und dem feststehenden Werkzeugmagazin leistet, greift hier durch eine Werkzeugwechselöffnung im Außengehäuse des feststehenden Werkzeugmagazins hinüber zum mitfahrenden Werkzeugmagazin im Fahrständer.
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Es liegt auf der Hand, dass beim Werkzeugwechsel zwischen dem mitfahrenden Werkzeugsmagazin und dem feststehenden Werkzeugmagazin der Fahrständer stehen muss. Diese Stillstandszeiten sind aber sehr kurz, weil der Wechsel eben mittels der motorischen Transportvorrichtung erfolgt.
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Im Stand der Technik, von dem die Erfindung ausgeht und der zuvor angesprochen worden ist, wird dargestellt, dass jedes Werkzeug, das in diesem Bearbeitungszentrum eingesetzt wird, eine für alle Werkzeuge einheitliche Aufnahmehalterung zum Anordnen des Werkzeugs in entsprechend einheitlichen Werkzeugaufnahmen an verschiedenen Stellen des Bearbeitungszentrums aufweist. Insbesondere befinden sich diese Werkzeugaufnahmen im dort realisierten mitfahrenden Werkzeugmagazin und im dort realisierten feststehenden Werkzeugmagazin sowie an der dort realisierten Transportvorrichtung. Eine derartige Werkzeugaufnahme kann sich auch an der Werkzeughalterung des Bearbeitungskopfes befinden.
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Implizit offenbart im zuvor angesprochenen Stand der Technik ist das Zusammenwirken einer nach unten offenen Werkzeughalterung am Bear-beitungskopf zum Einsetzen des Bearbeitungswerkzeugs mit einem von unten her in die Werkzeughalterung des Bearbeitungskopfes einführbaren Anschlusskopf am Werkzeug. Werkzeughalterung und Anschlusskopf bilden die für das gesamte Bearbeitungszentrum einheitliche Schnittstelle zwischen dem Werkzeug und dem Bearbeitungskopf.
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Der Stand der Technik gemäß der
DE 197 39 512 A1 , der
DE 201 05 315 U1 sowie der
EP 1 604 775 B1 lässt das Zusammenwirken der Werkzeughalterung am Bearbeitungskopf des Fahrständers mit dem von unten her einführbaren Anschlusskopf am Werkzeug erkennen.
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In der Praxis ist es so, dass bei Bearbeitungszentren der in Rede stehenden Art als Servicearbeit nicht nur ein Auswechseln stumpf gewordener Werkzeuge durch eine Bedienungsperson erfolgt, sondern dass auch die Anschlussköpfe der Werkzeuge durch eine Bedienungsperson von Zeit zu Zeit gereinigt werden. Verschmutzungen auf einem Anschlusskopf eines Werkzeugs können nämlich dazu führen, dass das Werkzeug in der Werkzeughalterung des Bearbeitungskopfes nicht exakt ausgerichtet sitzt. Die Folge ist ein Fehler im Rundlaufverhalten des Werkzeugs. Das wiederum schlägt sich in Bearbeitungsfehlern am Werkstück nieder.
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Der Lehre der vorliegenden Erfindung liegt das Problem zugrunde, bei einem Bearbeitungszentrum der in Rede stehenden Art für eine verbesserte Bearbeitungspräzision zu sorgen.
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Das zuvor aufgezeigte Problem ist bei einem Bearbeitungszentrum mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1 durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
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Erfindungsgemäß ist das Bearbeitungszentrum mit einer Reinigungsvorrichtung ausgerüstet, mit der die Anschlussköpfe der Werkzeuge maschinell gereinigt werden können. Das gelegentliche, eher lästige Reinigen durch eine Bedienungsperson wird durch eine maschinelle, vorzugsweise automatisch ablaufende Reinigung mittels der im Bearbeitungszentrum vorgesehenen Reinigungsvorrichtung ersetzt.
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Von besonderer Bedeutung ist eine Reinigungsvorrichtung im Bearbeitungszentrum dann wenn vorgesehen ist, dass der Bearbeitungskopf dessen Werkzeughalterung und das Werkzeug mit seinem Anschlusskopf für eine innere Kühlschmiermittelzufuhr ausgerüstet sind. Eine innere Kühlschmiermittelzufuhr zum Werkzeug hat zur Folge, dass sich ein Kühlschmiermittel-Zufuhrkanal im Inneren der nach unten offenen Werkzeughalterung des Bearbeitungskopfes befindet. Es ist nicht zu vermeiden, dass Kühlschmiermittel beim nach unten erfolgenden Abziehen des Werkzeugs auf den Anschlusskopf des Werkzeugs tropft. Wird das Werkzeug anschließend im Werkzeugmagazin gelagert und eine Weile lang nicht verwendet, so trocknet das Kühlschmiermittel ein und führt bei erneutem Einsetzen des Werkzeugs in die Werkzeughalterung des Bearbeitungskopfes zu dem eingangs erläuterten Rundlaufproblem.
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Erfindungsgemäß schafft hier die Reinigungsvorrichtung Abhilfe. Es ist beispielsweise vorstellbar, dass jedes Werkzeug, das aus dem Bearbeitungskopf entnommen wird, in der Reinigungsstation gereinigt wird, bevor es im Werkzeugmagazin wieder gelagert wird. Das kann man ohne weiteres automatisieren.
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Besonders bevorzugt ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung dann, wenn der Anschlusskopf des Werkzeugs kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgeführt ist. Das ist auch die typischerweise gewählte Ausgestaltung und Formgebung des Anschlusskopfes.
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Für die Anordnung der Reinigungsvorrichtung im Bearbeitungszentrum gibt es nun verschiedene Möglichkeiten. Eine erste Möglichkeit besteht darin, dass die Reinigungsvorrichtung ortsfest am Maschinengrundträger angeordnet ist. Dies wird insbesondere dann realisiert sein, wenn das Bearbeitungszentrum eine kleine, kompakte Maschine ist, die möglicherweise noch nicht einmal ein mitfahrendes Werkzeugmagazin aufweist.
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Eine weitere, eher bevorzugte Ausführungsform besteht darin, dass das Bearbeitungszentrum ein mitfahrendes Werkzeugmagazin aufweist und die Reinigungsvorrichtung im mitfahrenden Werkzeugmagazin angeordnet ist.
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Ganz besonders bevorzugt ist es aber, dass das Bearbeitungszentrum ein eigenständiges, feststehendes Werkzeugmagazin aufweist und die Reinigungsvorrichtung im feststehenden Werkzeugmagazin angeordnet ist. Diese Variante kann man natürlich insbesondere auch dann wählen, wenn das Bearbeitungszentrum selbst auch ein mitfahrendes Werkzeugmagazin am Fahrständer aufweist. Die Anordnung der Reinigungsvorrichtung im feststehenden Werkzeugmagazin verlegt den Reinigungszyklus an die Stelle, wo der damit verbundene Zeitaufwand nicht stört. Im normalen Betriebsablauf kann die Reinigung des Anschlusskopfes des jeweiligen Werkzeugs hier ohne Störung des Betriebsablaufs im Übrigen durchgeführt werden.
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Bei der Integration der Reinigungsvorrichtung in ein eigenständiges, feststehendes Werkzeugmagazin ist eine weitere, bevorzugte Ausgestaltung die, dass die Reinigungsvorrichtung im feststehenden Werkzeugmagazin anstelle mehrerer Werkzeugaufnahmen angeordnet und von einer motorischen Transportvorrichtung des Werkzeugmagazins anfahrbar ist. Am äußeren Bild des feststehenden Werkzeugmagazins muss man dabei also gar nichts ändern. Lediglich einige potentielle Aufnahmeplätze für Werkzeuge muss man opfern.
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Insbesondere empfehlt es sich, dass die Reinigungsvorrichtung unten im feststehenden Werkzeugmagazin angeordnet ist. Das macht die Abfuhr von Reinigungsresten und Reinigungsmittel besonders einfach.
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Im Einzelnen empfiehlt sich für die Ausgestaltung der Reinigungsvorrichtung zunächst, dass die Reinigungsvorrichtung eine vorzugsweise an den Anschlusskopf anstellbare, vorzugsweise um den Anschlusskopf herum verfahrbare Reinigungsbürste aufweist. Insbesondere bei der kegelförmigen Ausgestaltung des Anschlusskopfes der Werkzeuge ist eine entsprechend kegelförmig gestaltete Bürste, die vorzugsweise umläuft, zweckmäßig einzusetzen.
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Ferner empfiehlt sieh eine zusätzliche Reinigungsmittel-Zuführung dergestalt, dass die Reinigungsvorrichtung eine vorzugsweise gegenüber dem Anschlusskopf im Abstand verstellbare, vorzugsweise um den Anschlusskopf herum fahrbare Reinigungsmittel-Sprühvorrichtung aufweist.
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Schließlich empfiehlt es sich, dass die Reinigungsvorrichtung eine Auffangwanne und vorzugsweise eine Abpumpvorrichtung für Schmutz und Reinigungsmittel aufweist.
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Gegenstand des Schutzes für die vorliegende Lehre der Erfindung ist auch ein eigenständiges Werkzeugmagazin, ausgerüstet mit einer erfindungsgemäßen Reinigungsvorrichtung sowie eine solche Reinigungsvorrichtung zur Anordnung an verschiedenen Orten des Bearbeitungszentrums als solche.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
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1 ein Bearbeitungszentrum der in Rede stehenden Art in einer perspektivischen Ansicht schräg von hinten,
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2 in schematischer Darstellung einen Bearbeitungskopf des Bearbeitungszentrums aus 1 mit dort zugeordneten Werkzeug,
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3 in einer perspektivischen Ansicht ein eigenständiges, feststehendes Werkzeugmagazin eines Bearbeitungszentrums gemäß 1, teilweise geöffnet,
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4 in perspektivischer Ansicht schräg von oben eine Reinigungsvorrichtung für ein Bearbeitungszentrum der in Rede stehenden Art.
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1 zeigt zunächst in perspektivischer Ansicht ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel eines Bearbeitungszentrums zur maschinellen Bearbeitung eines Werkstückes. Insbesondere handelt es sich um ein Bearbeitungszentrum zur spanabhebenden Metallbearbeitung wie Fräsen oder Bohren.
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Das Bearbeitungszentrum weist einen Maschinengrundträger 1 auf, der hier nur durch einen Pfeil angedeutet ist. Er stellt gewissermaßen die Basis des Bearbeitungszentrums dar und kann einteilig oder mehrteilig ausgeführt sein.
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Ein solches Bearbeitungszentrum hat regelmäßig eine am Maschinengrundträger 1 angebrachte Schutzverkleidung 2. Diese ist im dargestellten Ausführungsbeispiel umlaufend ausgeführt und nach oben offen. Die Abwärme des Bearbeitungszentrums kann so nach oben entweichen. Es gibt aber auch Bearbeitungszentren, bei denen die Schutzverkleidung 2 oben geschlossen ist. Das sind insbesondere Bearbeitungszentren mit einer Klimatisierung.
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Damit man Werkstücke in das Bearbeitungszentrum einbringen und wieder daraus entnehmen kann, hat die umlaufende Schutzverkleidung 2 an einer Längsseite, in 1 links, Beschickungsöffnungen, die durch jeweils eine Schutztür 3 verschlossen sind. Die Schutztüren 3 können manuell betätigt oder motorisch angetrieben werden.
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Innerhalb der Schutzverkleidung 2 befindet sich mindestens ein hier nur durch einen Pfeil angedeuteter Arbeitsraum 4. Konkret befinden sich hier sogar in der Schutzverkleidung 2 zwei voneinander getrennte Arbeitsräume, was man an der Trennwand 5 erkennen kann. Dieser Sachverhalt ist für die Lehre der Erfindung aber ohne Bedeutung.
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Bei dem dargestellten Bearbeitungszentrum handelt es sich um ein Bearbeitungszentrum mit zwei Arbeitsräumen mit einem Fahrständer 6 nur in einem Arbeitsraum. Der Fahrständer 6 kann auch zwischen beiden Arbeitsräumen hin und her verfahrbar sein, so dass dann eine Pendelbearbeitung eines Werkstücks möglich ist. Das sind unterschiedliche Typen von Bearbeitungszentren. Die Anwendbarkeit der Lehre der Erfindung ist von dem Typ des Bearbeitungszentrums unabhängig.
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In 1 nicht erkennbar ist eine für den Verfahrständer 6 geeignete Verfahrführung am Maschinengrundträger 1, die sich im dargestellten Ausführungsbeispiel in Längsrichtung des Maschinengrundträgers 1 erstreckt, so dass der Fahrständer 6 darauf hin und her verfahren werden kann.
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Wesentlich ist, dass sich am Fahrständer 6 ein Bearbeitungskopf 7 befindet. Mit dem Bearbeitungskopf 7 kann mittels eines entsprechenden Bearbeitungswerkzeugs 8, das unten am Bearbeitungskopf 7 angebracht wird, die Bearbeitung eines Werkstückes erfolgen.
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2 zeigt schematisch das Zusammenwirken eines Bearbeitungskopfes
7 am Fahrständer
6 mit einem Bearbeitungswerkzeug
8. Am Bearbeitungskopf
7 befindet sich mindestens eine nach unten offene Werkzeughalterung
9 zum Einsetzen des Bearbeitungswerkzeugs
8. Das Werkzeug
8 wird typischerweise von unten her in die Werkzeughalterung
9 des Bearbeitungskopfes
7 eingesetzt und dann mit dem Bearbeitungskopf
7 über das zu bearbeitende Werkstück gefahren, um dort dann rotierend die entsprechende Bearbeitung auszuführen (siehe hier insbesondere
DE 197 39 512 A1 für schematische Darstellungen).
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Die Werkzeughalterung 9 am Bearbeitungskopf 7 definiert eine für alle Werkzeuge 8 des Bearbeitungszentrums einheitliche, ggf. auch genormte mechanische Schnittstelle.
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Jedes Werkzeug 8 hat eine für alle Werkzeuge 8 einheitliche Aufnahmehalterung 10 zum Anordnen des Werkzeugs 8 in entsprechend einheitlichen Werkzeugaufnahmen 11 an verschiedenen Stellen des Bearbeitungszentrums, insbesondere auch in einem Werkzeugmagazin 12 (1).
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Für weitere Einzelheiten des Bearbeitungszentrums und des Werkzeugmagazins
12 kann hier bereits ergänzend auf die Offenbarung der
DE 20 2011 001 493 U1 verwiesen werden.
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Die Aufnahmehalterung 10 am Werkzeug 8 ist in 2 als einfacher Ring dargestellt. 4 zeigt genauere Details der Aufnahmehalterung 10 und der dort auch dargestellten Werkzeugaufnahme 11.
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Ferner weist das Werkzeug 8 einen von unten her in die Werkzeughalterung 9 des Bearbeitungskopfes 7 einführbaren Anschlusskopf 13 auf. Der Anschlusskopf 13 ist von Seiten des Werkzeugs 8 die Schnittstelle, einheitlich für alle Werkzeuge 8, ggf. genormt, zur Werkzeughalterung 9 des Bearbeitungskopfes 7. Das Werkzeug 8 wird von unten her mit dem Anschlusskopf 13 in die Werkzeughalterung 9 eingesetzt, mit dem Bearbeitungskopf 7 dadurch gekuppelt und ist dann für die Bearbeitung eines Werkstücks einsatzbereit.
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In 1 sieht man von dem hier dargestellten Bearbeitungszentrum im Inneren der Schutzverkleidung 2 nicht ein dort normalerweise vorhandenes, mit dem Fahrständer 6 verfahrbares, also mitfahrendes Werkzeugmagazin. Rechts neben der Schutzverkleidung 2 des Bearbeitungszentrums erkennt man in 1 aber ein stationäres Werkzeugmagazin 12 für dieses Bearbeitungszentrum. Dieses Werkzeugmagazin 12 weist ein hier im horizontalen Querschnitt vieleckig, nämlich achteckig, ausgeführtes Außengehäuse 14 auf. Das Außengehäuse 14 ist an der Oberseite im Wesentlichen geschlossen. In seinem Inneren befindet sich eine Mehrzahl von einheitlichen Werkzeugaufnahmen 11 für die dort gelagerten Werkzeuge 8.
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3 zeigt, teilweise geöffnet, das feststehende Werkzeugmagazin 12 aus 1 und lässt erkennen, dass sich darin eine motorische Werkzeug-Transportvorrichtung 15 zum Transport jeweils eines Werkzeugs 8 bin zu einer oder von einer der Werkzeugaufnahmen 11 im Werkzeugmagazin 12 befindet. Zur besseren Übersichtlichkeit sind in 3 die Werkzeugaufnahmen 11 des Werkzeugmagazins 12 leer, enthalten also keine Werkzeuge 8.
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Zweckmäßigerweise ist es so, dass die Werkzeugaufnahmen 11 im feststehenden Werkzeugmagazin 12 mit Werkzeugaufnahmen im evtl. vorhandenen mitfahrenden Werkzeugmagazin übereinstimmen und die Werkzeuge 8 eben entsprechend einheitliche, evtl. genormte Aufnahmehalterungen 10 aufweisen. Hinzu kommt, dass im dargestellten Ausführungsbeispiel die Transportvorrichtung 15 so angeordnet und ausgebildet ist, dass im Betrieb mit ihr auch das Einsetzen oder Entnehmen eines Werkzeugs 8 in oder aus einer Werkzeugaufnahme 11 eines evtl. vorhandenen mitfahrenden Werkzeugmagazins des Fahrständers 6 erfolgen kann.
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Das feststehende Werkzeugmagazin 12 könnte sich auf dem Maschinengrundträger 1 und innerhalb der Schutzverkleidung 2 des Bearbeitungszentrums befinden, also in dieser Weise Teil des Bearbeitungszentrums sein. Im dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ist allerdings vorgesehen, dass das feststehende Werkzeugmagazin 12 insgesamt eine eigenständige, komplette, dem Bearbeitungszentrum zugeordnete Baugruppe ist und dass das Außengehäuse 14 des feststehenden Werkzeugmagazins 12 eine Werkzeugwechselöffnung zur Verbindung mit dem mitfahrenden Werkzeugmagazin des Fahrständers 6 des Bearbeitungszentrums aufweist. Das wird weiter unten noch genauer erläutert. Der Vorteil eines komplett separaten, eigenständigen feststehenden Werkzeugmagazins 12 liegt in der Nachrüstbarkeit und auch in verschiedenen Aspekten der universellen Einsetzbarkeit eines solchen Werkzeugmagazins 12.
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In 1 und 3 erkennt man zunächst, dass die Transportvorrichtung 15 ungefähr in der Mitte des Außengehäuses 14 angeordnet ist und dass die Werkzeugaufnahmen 11 an der Innenseite des Außengehäuses 13 angeordnet und nach innen gerichtet offen sind dergestalt, dass ein Werkzeug 8 mittels der Transportvorrichtung 15 mit einer nach außen gerichteten Bewegung in eine Werkzeugaufnahme 11 einsetzbar und mit einer nach innen gerichteten Bewegung aus einer Werkzeugaufnahme 11 entnehmbar ist. Beide Bewegungen können ggf. durch eine in andere Richtung, insbesondere vertikal gerichtete Bewegung ergänzt oder modifiziert sein. Mit dieser Anordnung der Transportvorrichtung 15 im Zentrum des Außengehäuses 14 und den außen umlaufend angeordneten Werkzeugaufnahmen 11 ergeben sich optimale Bewegungsabläufe bei einer hohen Lagerkapazität.
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3 zeigt mit dem Innenleben des Werkzeugmagazins 12 die Besonderheit, dass die Werkzeugaufnahmen 11 in mehreren Ebenen übereinander angeordnet sind. Man hat also mehrere kreisringförmige Ebenen von Werkzeugaufnahmen 11, so dass eine hohe Kapazität des Werkzeugmagazins 12 gegeben ist. Das Werkzeugmagazin 12 ist also eine Art achteckiger Turm. Eine große Anzahl von Werkzeugen 8 kann hier bevorratet werden, ein Vielfaches der Werkzeuge 11, die im mitfahrenden Werkzeugmagazin 8 bevorratet werden können. Damit lassen sich komplexere Vorgänge bearbeiten und wegen der Verwendung identischer Werkzeuge 8 häufiger verschleißbedingter Ersatz schaffen. Damit lassen sich die Bearbeitungszyklen des Bearbeitungszentrums erheblich verlängern.
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Anstatt die Werkzeugaufnahmen 11 im Werkzeugmagazin 12 in mehreren Ebenen übereinander anzuordnen, kann man die Werkzeugaufnahmen 11 auch in mehreren spiralförmigen Umläufen, also gewissermaßen gewindeartig, anordnen. Es ist lediglich eine Frage der Ansteuerung der Transportvorrichtung 15, wie man den unterschiedlichen konstruktiven Lösungen für die Bevorratung vieler Werkzeuge 8 gerecht wird.
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1 zeigt eine weitere Besonderheit dahingehend, dass hier eine Beschickungsöffnung 17 mit einer Klappe, einem Schieber oder, hier, einer Tür 18 verschließbar ist. Ist die Tür 18 geschlossen, so kann das Werkzeugmagazin 12 arbeiten, ist die Tür 18 geöffnet, so kann man das Werkzeugmagazin 12 mit Werkzeugen 8 beschicken oder solche aus dem Werkzeugmagazin 12 entnehmen.
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Die Besonderheit ist hier weiter, dass an der Tür
18 mindestens eine Werkzeugaufnahme
11 angeordnet ist, die von der Transportvorrichtung
15, insbesondere nur bei geschlossener Tür
18, anfahrbar ist. Im Einzelnen darf für die weitere Ausgestaltung des Werkzeugmagazins
12 auch insoweit auf die bereits zuvor genannte
DE 20 2011 001 493 verwiesen werden.
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Am Werkzeugmagazin 12 findet sich eine zentrale elektronische Steuerung 19, die hier durch einen Steuerstand mit Bildschirm und Eingabetastatur repräsentiert ist. Auch insoweit verweisen wir auf das zuvor bereits angesprochene Gebrauchsmuster, das hier alle möglichen Informationen zu dieser Steuerung 19 gibt.
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In 3 erkennt man, dass das Werkzeugmagazin 12 hier zweckmäßig ausgestaltet ist dergestalt, dass die Transportvorrichtung 15 einen vertikal verfahrbaren und um eine im Wesentlichen vertikale Achse 20 umlaufenden oder, vorzugsweise, drehbaren Träger 21 mit einem beweglichen Greifarm 22 für ein Werkzeug 8 aufweist.
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Der Träger 21 befindet sich nach bevorzugter Lehre, wie in 3 besonders gut erkennbar ist, an einer im Wesentlichen vertikal angeordneten Hubsäule 23. In oder an der Hubsäule 23 kann sich ein Spindelantrieb befinden. Das dargestellte Ausführungsbeispiel hat konkret an der Hubsäule 23 eine Zahnstange, der vertikale Antrieb ist also ein Zahnstangenantrieb. Der diesbezügliche Antriebsmotor 24 sitzt am Träger 21.
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Grundsätzlich wäre es auch möglich, die Hubsäule 23 als Teleskopsäule auszuführen und die vertikale Bewegung des Trägers 21 durch die Verlängerung der Hubsäule 23 zu realisieren.
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Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt jedoch, dass die Hubsäule 23 feststellend ausgeführt und der Träger 21 an der Hubsäule 23 auf und ab verfahrbar ist, vorzugsweise mittels eines elektromotorischen Linearantriebs 24. Wie zuvor schon angesprochen, handelt es sich im konkreten Ausführungsbeispiel um einen Zahnstangenantrieb.
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Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt ferner, dass die Hubsäule 23 mitsamt dem Träger 21 um die im Wesentlichen vertikale Achse 20 drehbar ist. Dazu erkennt man oben am Kopf der Hubsäule 23 sowohl in 1 als auch in 3 einen elektromotorischen Drehantrieb 25, der über eine mitlaufende Energieführungskette mit Strom versorgt wird. Eine ähnliche Energieführungskette erkennt man im Übrigen auch in 3 unten am drehbaren Träger 21.
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Grundsätzlich wäre es als Alternative auch möglich, dass der Träger 21 an der Hubsäule 23 umlaufend oder, vorzugsweise, drehbar angeordnet ist.
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Im Übrigen darf zur Funktionsweise des Greifarms
22 etc. ebenfalls auf die
DE 20 2011 001 493 U1 verwiesen werden.
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Wesentlich für die Lehre der Erfindung ist nun, dass das Bearbeitungszentrum mit einer Reinigungsvorrichtung 28 zum Reinigen der Anschlussköpfe 13 der Werkzeuge 8 ausgerüstet ist. Diese Reinigungsvorrichtung 28 sieht man in 3 links unten dort, wo der Greifarm 22 gerade steht.
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Diese Reinigungsvorrichtung 28 ist im Übrigen als solche, also als Einbau- oder Anbauteil, in 4 in perspektivischer Ansicht dargestellt. Dort sieht man ein in die Reinigungsvorrichtung 28 eingesetztes Werkzeug 8, dessen Aufnahmehalterung 10 in die auch dort gebildete Werkzeugaufnahme 11 eingeschoben ist. Das Werkzeug 8 wird also mittels der Werkzeug-Transportvorrichtung 15 bezüglich der Reinigungsvorrichtung 28 genau so gehandhabt wie gegenüber Werkzeugaufnahmen 11 im Werkzeugmagazin 12.
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Wesentlich ist, dass mittels der Reinigungsvorrichtung 28 der Anschlusskopf 13 des Werkzeugs 8 so gereinigt werden kann, dass jedes Werkzeug 8 bei erneuter Verwendung im Bearbeitungskopf 7 auf die exakteste Weise positioniert werden kann. Der Rundlauf des Werkzeugs 8 mit dem Bearbeitungskopf 7 wird also nicht mehr durch Verschmutzungen auf der Oberfläche des Anschlusskopfes 13 des Werkzeugs 8 beeinträchtigt.
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Wie im Einzelnen die Reinigungsvorrichtung 28 auszugestalten ist, wird von der Konstruktion des jeweiligen Bearbeitungszentrums oder des entsprechenden Werkzeugmagazins abhängen. Auch die Steuerung der Reinigungsvorrichtung 28, die halbautomatisch oder automatisch programmiert werden kann, wird von den Umständen beim jeweiligen Bearbeitungszentrum abhängen.
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Besonders zweckmäßig ist der Einsatz einer Reinigungsvorrichtung 28 gemäß der Erfindung dann, wenn der Bearbeitungskopf 7, dessen Werkzeughalterung 9 und das Werkzeug 8 mit seinem Anschlusskopf 13 für eine innere Kühlschmiermittelzufuhr 29 ausgerüstet sind. Die Kühlschmiermittelzufuhr 29 ist in 2 durch die gestrichelt angedeuteten Kühlschmiermittelkanäle 29 sowohl im Bearbeitungskopf 7 an der dortigen Werkzeughalterung 9 als auch im Werkzeug 8 angedeutet worden.
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Es liegt auf der Hand, dass, wie im allgemeinen Teil der Beschreibung dargestellt worden ist, Reste von Kühlschmiermittel vom Kühlschmiermittelkanal 29 in der Werkzeughalterung 9 auf den Anschlusskopf 13 des Werkzeugs 8 tropfen können, wenn das Werkzeug 8 nach unten abgezogen wird. Hier eine Reinigung des Anschlusskopfes 13 vornehmen zu können, ist Aufgabe der Reinigungsvorrichtung 28.
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Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt ferner, dass hier der Anschlusskopf 13 des Werkzeugs 8 kegelförmig oder kegelstumpfförmig ausgeführt ist.
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Für die Anordnung der Reinigungsvorrichtung 28 an oder in dem Bearbeitungszentrum gibt es verschiedene Möglichkeiten. Oben ist bereits darauf hingewiesen worden, dass eine erste Möglichkeit darin besteht, dass die Reinigungsvorrichtung 28 ortsfest am Maschinengrundträger 1 angeordnet ist.
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Ferner besteht eine Möglichkeit darin, dass das Bearbeitungszentrum ein mitfahrendes Werkzeugmagazin aufweist und die Reinigungsvorrichtung 28 im mitfahrenden Werkzeugmagazin angeordnet ist. Dies kann man realisieren unabhängig davon, ob zusätzlich zum mitfahrenden Werkzeugmagazin (das in der Zeichnung nicht zu erkennen ist) auch noch ein feststehendes Werkzeugmagazin 12 vorhanden ist oder nicht.
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Das dargestellte und insoweit bevorzugte Ausführungsbeispiel schlägt allerdings vor, dass das Bearbeitungszentrum ein eigenständiges, feststehendes Werkzeugmagazin 12 aufweist und die Reinigungsvorrichtung 28 im feststehenden Werkzeugmagazin 12 angeordnet ist. Dies wiederum ist auch unabhängig davon, ob der Fahrständer 6 nur ein Werkzeug 8 am Bearbeitungskopf 7 trägt, das jeweils einzeln ausgewechselt werden muss, oder ob am Fahrständer zusätzlich ein mitfahrendes Werkzeugmagazin vorhanden ist.
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Die Anordnung der Reinigungsvorrichtung 28 im feststehenden, zusätzlichen, eigenständigen Werkzeugmagazin 12 hat den großen Vorteil, dass der Reinigungsvorgang in der Reinigungsvorrichtung 28 nicht sonderlich zeitkritisch ist. Er kann ablaufen, wenn sich die Gelegenheit dazu ergibt. Das kann manuell eingeleitet, halbautomatisch oder vollautomatisch durch ein Programm gesteuert erfolgen.
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Im dargestellten Ausführungsbeispiel, bei dem vorgesehen ist, dass die Reinigungsvorrichtung 28 im feststehenden Werkzeugmagazin 12 angeordnet ist, empfiehlt es sich ferner, dass die Reinigungsvorrichtung 28 im feststehenden Werkzeugmagazin 12 anstelle mehrerer Werkzeugaufnahmen 11 angeordnet und von einer motorischen Transportvorrichtung 15 des Werkzeugmagazins 12 anfahrbar ist. Man erkennt dies in 3. In der in 3 links erkennbaren ”Abteilung” mit Werkzeugaufnahmen 11 in mehreren Ebenen übereinander, sind die unteren Ebenen nicht mit Werkzeugaufnahmen 11 besetzt. Anstatt dessen ist hier die Reinigungsvorrichtung 28 in das Außengehäuse 14 des Werkzeugmagazins 12 eingebaut worden.
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Im Einzelnen erkennt man die Konstruktion der Reinigungsvorrichtung 28 des hier dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiels in 4.
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4 zeigt zunächst, dass die Reinigungsvorrichtung 28 eine vorzugsweise an den Anschlusskopf 13 anstellbare, vorzugsweise um den Anschlusskopf 13 herum verfahrbare Reinigungsbürste 30 aufweist. Im dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Anschlusskopf 13 des Werkzeugs kegelförmig ausgeführt. Dementsprechend kegelstumpfförmig ist auch die Grundform der Reinigungsbürste 30. Die Reinigungsbürste 30 befindet sich an ihrem oberen Ende an einer Tragscheibe 31. Oben an der Tragscheibe 31 sieht man einen Getriebemotor 32. Die Antriebswelle des Getriebemotors 32 ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit der Tragscheibe verbunden.
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Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeichnet sich durch einen besonders zweckmäßigen, indirekten Drehantrieb der Reinigungsbürste 30 aus. Dazu ist vorgesehen, dass an der Tragscheibe 31 eine Lagerung 33 für die Antriebswelle 34 der Reinigungsbürste 30 vorgesehen ist. Die Antriebswelle 34 ist mit einem Planetenzahnrad 35 ausgerüstet, das mit einem innen verzahnten feststehenden Zahnring 36 in Eingriff steht.
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Die zuvor erläuterte Konstruktion hat zur Folge, dass die Drehung der Tragscheibe 31 durch den Getriebemotor 32 gleichzeitig dazu führt, dass die Reinigungsbürste 30 über das Planetenzahnrad 35 im Eingriff mit dem Zahnring 36 mit entsprechend der Übersetzung höherer Drehzahl rotierend angetrieben wird. Die Reinigungsbürste 30 rotiert also mit hoher Drehzahl und wird durch die Tragscheibe 31 mit langsamer Bewegung im Gegenlauf um den Anschlusskopf 13 herumgeführt.
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Die dargestellte Konstruktion ist sehr zweckmäßig, weil sie einfach und wirkungsvoll umsetzbar ist.
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Das dargestellte und bevorzugte Ausführungsbeispiel zeigt für die Reinigungsvorrichtung 28 eine weitere Ausgestaltung dergestalt, dass die Reinigungsvorrichtung 28 eine vorzugsweise gegenüber dem Anschlusskopf 13 im Abstand verstellbare, vorzugsweise um den Anschlusskopf 13 herum fahrbare Reinigungsmittel-Sprühvorrichtung 37 aufweist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die mit einer Sprühdüse versehene Reinigungsmittel-Sprühvorrichtung 37 an der langsam rotierenden Tragscheibe 31 angebracht und umläuft den Anschlusskopf 13 eines hier angedeuteten Werkzeugs 8 so wie das auch die Reinigungsbürste 30 tut, zweckmäßigerweise vorlaufend zur Reinigungsbürste 30.
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Zum Zwecke des Auswechselns der Reinigungsbürste 30 ist diese im Übrigen mit einem federvorgespannten Bajonettverschluss 38 ausgerüstet.
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3 zeigt die zuvor bereits angesprochene Anordnung der Reinigungsvorrichtung 28 im Werkzeugmagazin 12. Dort ist die Reinigungsvorrichtung 28 relativ weit unten angeordnet, damit alle Werkzeuge 8 in Werkzeugaufnahmen 11 oberhalb der Reinigungsvorrichtung 28 bevorratet werden können.
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Im dargestellten und bevorzugten Ausführungsbeispiel ist in 3 ferner vorgesehen, dass die Reinigungsvorrichtung 28 eine Auffangwanne 39 und vorzugsweise eine Abpumpvorrichtung für Schmutz und Reinigungsmittel aufweist. Die Abpumpvorrichtung ist hier im Boden der Auffangwanne 39 versteckt.
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Die bisherige Beschreibung hat das Bearbeitungszentrum insgesamt zum Gegenstand gehabt. Wie man den voranstehenden Ausführungen entnehmen konnte, kann man aber auch ein Werkzeugmagazin 12 eigenständig mit einer Reinigungsvorrichtung 28 ausrüsten und dieses so komplettierte Werkzeugmagazin 12 dann einem Bearbeitungszentrum im Übrigen zuordnen. Schließlich ist Gegenstand der Erfindung auch eine Reinigungsvorrichtung 28 der erfindungsgemäßen Art als solche, die an bestehenden Werkzeugmagazinen 12 oder Bearbeitungszentren nachgerüstet werden kann.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202011001493 U1 [0006, 0045, 0064]
- DE 19739512 A1 [0012, 0042]
- DE 20105315 U1 [0012]
- EP 1604775 B1 [0012]
- DE 202011001493 [0056]
