DE202014001487U1

DE202014001487U1 - Robot cell for main-time-neutral loading and unloading of cutting machines

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Publication number: DE202014001487U1
Application number: DE201420001487
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-02-21
Filing date: 2014-02-21
Publication date: 2014-05-22
Anticipated expiration: 2024-02-22

Abstract

Roboterzelle (1) zum hauptzeitneutralen Be- und Entladen von Zerspanungsmaschinen (2), dadurch gekennzeichnet, dass der in der Zelle aufgenommene Roboter mehrere Spannstellen (5 + 6) des Maschinentisches (3) erreichen kann.Robot cell (1) for loading and unloading cutting machines (2), which is neutral in terms of main time, characterized in that the robot accommodated in the cell can reach several clamping points (5 + 6) on the machine table (3).

Description

Die Erfindung betrifft eine RoboterzelleThe invention relates to a robot cell

Roboterzellen sind eigene Einheiten. Im Gegensatz hierzu werden bei „starren Systemen” Einzelroboter fest mit einer Maschine verbunden oder auf dem Boden verankert. Diese Systeme erweisen sich oft als unflexibel und bedürfen zusätzlicher Sicherheitseinrichtungen.Robot cells are separate units. In contrast, in "rigid systems", individual robots are firmly connected to a machine or anchored to the ground. These systems often prove inflexible and require additional safety features.

Vorteil von Roboterzellen ist die An- und Abkoppelbarkeit. Mit dieser Funktionalität kann die Maschine manuell bestückt werden – „manueller Betrieb”, dies bedeutet mittels menschlichem Eingriff oder durch Ankoppeln der Roboterzelle automatisch – „Automatikbetrieb”.Advantage of robotic cells is the ability to connect and disconnect. With this functionality, the machine can be equipped manually - "manual operation", this means by means of human intervention or by coupling the robot cell automatically - "automatic mode".

Roboterzellen der betreffenden Art werden zum Be- und Entladen von Maschinen verwendet. Durch die Zelle wird ein gefahrbringender Zutritt oder Zugang abgesichert.Robot cells of the type in question are used for loading and unloading machines. The cell secures dangerous access or access.

Ebenfalls vorteilhaft erweist sich eine Roboterzelle bei dauerhaftem Automatikbetrieb, wenn Reparaturen oder Wartungsarbeiten im Maschinenbereich durchgeführt werden müssen. Dann kann die Zelle einfach abgekoppelt werden. Ein „starres System” erweist sich hier oft als schwer oder nicht zugänglich.A robot cell also proves to be advantageous in the case of permanent automatic operation when repairs or maintenance work in the machine area have to be carried out. Then the cell can be disconnected easily. A "rigid system" often turns out to be difficult or impossible to access.

Typischerweise sind Roboterzellen so ausgeführt, dass diese als geschlossenes System ausgebildet sind, eine Öffnung zur Bestückungsseite der Maschine hin aufweisen und der Arbeitsbereich des Roboters aus der eigentlichen Zelle heraus in den Maschinenbereich hinein reicht.Typically, robot cells are designed so that they are formed as a closed system, having an opening to the component side of the machine and the work area of the robot extends from the actual cell out into the machine area.

Roboterzellen können Bestückungs- oder Bevorratungsplätze für Werkstücke oder Werkstückträger beinhalten. Hier werden zu bearbeitende Werkstücke für die Bearbeitungsmaschine vorbereitet.Robot cells may include placement or storage locations for workpieces or workpiece carriers. Here, workpieces to be processed are prepared for the processing machine.

Als Hauptzeit wird die Bearbeitungszeit von Werkstücken bezeichnet. Bei hauptzeitneutralem Be- und Entladen dürfen diese Be- und Entladevorgänge keinen Einfluss auf die Bearbeitungszeit der Werkstücke haben.The main time is the machining time of workpieces. In the case of loading and unloading during peak time, these loading and unloading operations must have no influence on the processing time of the workpieces.

Für eine hauptzeitneutrale Be- und Entladung von Zerspanungsmaschinen sind zwei verschiedene Konzepte bekannt. Erstens die Zerspanung auf Wechselplatzmaschinen, bei denen die Bearbeitungs- und die Bestückungsräume in der Maschine durch eine Wand voneinander getrennt sind. Zweitens sind Transfermaschinen zu nennen, bei denen mehrere Bearbeitungsstationen beispielsweise nach einem Rundtaktprinzip angeordnet sind. Auch hier sind Bearbeitungs- und Bestückungsräume voneinander getrennt. Das Einwechseln des Werkstücks vom Bestückungsplatz zum Bearbeitungsplatz dauert je nach Maschinenausführung einige Sekunden, welche nicht hauptzeitneutral ablaufen, also als Nebenzeit die Gesamtzeit verlängern und das Werkstück letztendlich verteuern. Beiden Konzepten gemein ist, dass die eigentliche Spannzeit von Werkstücken jedoch nicht zur eigentlichen Hauptzeit hinzugerechnet werden muss, da das Spannen von Werkstücken im Bestückungsraum erfolgt, während im Bearbeitungsraum zerspant wird. Das Spannen der Werkstücke läuft also hauptzeitneutral, nur das Einwechseln der Spannstelle vom Bestückungsraum zum Bearbeitungsraum nicht.For a time-neutral loading and unloading of cutting machines two different concepts are known. Firstly, cutting on change machines where the machining and loading spaces in the machine are separated by a wall. Second, transfer machines should be mentioned, in which several processing stations are arranged, for example, according to a rotary indexing principle. Here, too, machining and assembly rooms are separated from each other. Depending on the type of machine, changing the workpiece from the placement station to the processing station takes a few seconds, which are not capital-neutral, ie, as a secondary time, the total time is longer and the workpiece becomes more expensive. Common to both concepts, however, is that the actual clamping time of workpieces does not have to be added to the actual main time, since the clamping of workpieces takes place in the assembly space while machining in the processing space. The clamping of the workpieces thus does not run at peak time, only the replacement of the clamping point from the assembly room to the processing room.

Nachteile dieser beiden Maschinenkonzepte sind: sehr teure Maschineninvestition sowie Zusatzzeit durch Einwechseln von Bestückungsplatz zum Bearbeitungsplatz bei jedem Bearbeitungszyklus, sowie entsprechende Drehdurchführungen für Medien der Spannmittel z. B. Öl für Hydraulikspannung an den Spannstellen.Disadvantages of these two machine concepts are: very expensive machine investment as well as additional time due to the replacement of placement space with the machining area during each machining cycle, as well as corresponding rotary feedthroughs for the media of the clamping devices, eg. B. Oil for hydraulic tension at the clamping points.

Die in Schutzanspruch 1 angegebene Erfindung bezieht sich auf Bearbeitungsmaschinen ohne Wechselplatzausführung und ohne Transferausführung. Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, dass bekannte Roboterzellen so aufgebaut sind, dass der Roboter bei solchen Maschinen während der Bearbeitungszeit nicht in den Maschinenraum eingreifen kann. Oft erweist sich dann die Verwendung mehrerer Spannstellen als wenig sinnvoll, da das Be- und Entladen der weiteren Spannstellen nicht hauptzeitneutral verläuft und zu lange dauert. Meist ist der Maschinenraum komplett geschlossen, um Be- und Entladeraum (15) vom Bearbeitungsraum (14) zu trennen. Der Zugang zwischen Be- und Entladeraum (15) und Bearbeitungsraum (14) öffnet erst zu Bearbeitungsende. Erst dann kann das Be- und Entladen der Spannstellen erfolgen.The specified in protection claim 1 invention relates to machines without replacements and without transfer execution. The invention is based on the problem that known robot cells are constructed so that the robot can not intervene in such machines during the processing time in the engine room. Often, then, the use of multiple clamping points proves to be less useful because the loading and unloading of other clamping points is not capital-neutral and takes too long. Most of the machine room is completely closed to loading and unloading room ( 15 ) from the processing room ( 14 ) to separate. Access between loading and unloading room ( 15 ) and processing space ( 14 ) opens until the end of processing. Only then can the loading and unloading of the clamping points take place.

Grundlage der Erfindung ist das Verwenden mehrerer Spannstellen (5 + 6) sowie die Verbindung von Roboterzelle mit der Maschine mittels Koppelstellenabdichtung. Somit wird der Bearbeitungsraum (14) mit dem Be- und Entladeraum (15) kombiniert.The basis of the invention is the use of multiple clamping points ( 5 + 6 ) as well as the connection of robot cell to the machine by means of coupling point sealing. Thus, the processing space ( 14 ) with the loading and unloading space ( 15 ) combined.

Bekannte Roboterzellen ermöglichen ein Be- und Entladen von Maschinen, auch Zerspanungsmaschinen. Vorliegende Erfindung erweist sich als vorteilhaft, wenn hauptzeitneutral be- und entladen werden soll. Hierunter versteht man, dass die Zerspanungsmaschine Werkstücke bearbeitet und gleichzeitig neue Werkstücke zugeführt werden können. Diese Zuführung kann direkt oder mittels Werkstückträger erfolgen.Known robot cells enable loading and unloading of machines, including cutting machines. The present invention proves to be advantageous if it should be loaded and unloaded with no capital overhead. This means that the cutting machine can process workpieces and at the same time supply new workpieces. This feed can be done directly or by means of workpiece carriers.

Als Nachteil vorliegender Erfindung muss klar genannt werden, dass für den Roboter entsprechende Abschirmung gegen Hilfsstoffe der Zerspanung (Medien wie Öl oder Emulsion) sowie Späne aus dem Zerspanungsprozess nötig ist. Neue Roboterausführungen bekannter Hersteller weisen solche Abschirmungen in der Bauart auf und benötigen keine separate Abschirmung.As a disadvantage of the present invention must be clearly stated that for the robot appropriate shielding against auxiliaries of the machining (media such as oil or emulsion) and chips from the cutting process is necessary. New robot designs of known manufacturers have such shields in the design and do not require a separate shield.

Weiterer Nachteil vorliegender Erfindung kann der größere erforderliche Maschinentisch (3) sein, welcher durch mehrere Spannstellen (5 + 6) nötig wird. Hierdurch können größere Maschineninvestitionskosten entstehen. Dieser Nachteil wird jedoch dadurch kompensiert, dass teilweise Werkzeugwechselzeiten und/oder Spindelstopps wegfallen, welche bei Wechselplatzmaschinen beim entsprechenden „Platzwechsel” nötig sind.Another disadvantage of the present invention, the larger required machine table ( 3 ), which by several clamping points ( 5 + 6 ) becomes necessary. This can result in higher machine investment costs. However, this disadvantage is compensated for by the fact that partial tool change times and / or spindle stops are eliminated, which are necessary in the case of change-speed machines for the corresponding "change of location".

Vorliegende Erfindung wird bei Fräsmaschinen vorzugsweise dann eingesetzt, wenn diese mit feststehendem Arbeitstisch ausgestattet sind. Die Bearbeitungsspindel (13) wird dann mit anderen Elementen in den verschiedenen Achsen bewegt. Durch den feststehenden Tisch kann auch bei Werkstückbearbeitung in mehreren Achsen, ein zeitgleiches Be- oder Entladen von weiteren Spannstellen gewährleistet.The present invention is preferably used in milling machines when they are equipped with a fixed work table. The machining spindle ( 13 ) is then moved with other elements in the different axes. Thanks to the fixed table, simultaneous machining or unloading of additional clamping points can be ensured even when machining workpieces in several axes.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 7 beschrieben. Hierbei wird der Roboter (7) bei Verwendung von Standardrobotern, ohne entsprechende Abdichtung, mit einer Roboterabschirmung (4) versehen. Diese kann als Überzugsfolie wie bei Gießereirobotern eingesetzt, ausgestaltet sein.An advantageous embodiment of the invention is described in claim 7. Here, the robot ( 7 ) when using standard robots, without proper sealing, with a robot shield ( 4 ) Mistake. This can be used as a coating film as used in foundry robots.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 8 beschrieben. Hierbei werden Bevorratungsstellen (11) mittels Bevorratungsstellenabschirmung (8) vor Verschmutzung durch Eintretende Medien geschützt.A further advantageous embodiment of the invention is described in claim 8. In this context, stockholding 11 ) by means of storage point shielding ( 8th ) protected from contamination by incoming media.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Roboterzellerobot cell
22: Maschinemachine
33: Maschinentischmachine table
44: Roboterabschirmungrobot shield
55: Spannstelle 1 clamping point 1
66: Spannstelle 2 clamping point 2
77: Roboterrobot
88th: BevorratungsraumabschirmungStorage space shield
99: SpannstellenabschirmungClamping points shield
1010: KoppelstellenabdichtungCoupling points waterproofing
1111: Bevorratungsstellestockholding entity
1212: Bearbeitungswerkzeugprocessing tool
1313: Bearbeitungsspindelmachining spindle
1414: Bearbeitungsraumworking space
1515: Be- und EntladeraumLoading and unloading room

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen:The invention will be explained below with reference to the drawings. Show it:

1: Seitenansicht – Roboterzelle an Fräsmaschine angekoppelt. In der Ansicht ist die Fräsmaschine schematisch dargestellt mit einem Ausbruch – Blick in die Maschine 1 : Side view - Robotic cell coupled to milling machine. In the view, the milling machine is shown schematically with an eruption - view into the machine

2: Draufsicht – Roboterzelle an Fräsmaschine angekoppelt. In der Ansicht ist die Fräsmaschine schematisch dargestellt mit einem Ausbruch – Blick in die Maschine. Die Bearbeitungsspindel ist hierbei ausgeblendet. 2 Photos: Top view - Robotic cell docked to milling machine. In the view, the milling machine is shown schematically with an eruption - view into the machine. The machining spindle is hidden here.

Claims

Robot cell ( 1 ) for main-time-neutral loading and unloading of cutting machines ( 2 ), characterized in that the robot accommodated in the cell has a plurality of clamping points ( 5 + 6 ) of the machine table ( 3 ) can reach.

Robot cell ( 1 ) according to claim 1, characterized in that a coupling and uncoupling of the robot cell to the machine ( 2 ) is possible.

Robot cell ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling point to the machine with a coupling point seal ( 10 ) in order to prevent the escape of cutting aids, other media and chips.

Robot cell ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping points ( 5 + 6 ) of the machine table are controlled in automatic mode by the control of the unit, whereby an automatic clamping in the continuous cycle is possible.

Robot cell ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that the clamping points ( 5 + 6 ) can be controlled independently, so that one or more clamping points are simultaneously stretched and one or more independently programmable are unstrained.

Robot cell ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that either workpieces from the robot directly into the clamping points ( 5 + 6 ) are inserted and clamped or workpiece carriers are used, which have already fixed the workpiece, which at the clamping points ( 5 + 6 ) then the entire workpiece carrier is clamped.

Robot cell ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a robot shield ( 4 ) is attached, which the robot ( 7 ) protects against contamination.

Robot cell ( 1 ) according to one of the preceding claims, characterized in that a storage shield ( 8th ) is mounted for the protection of stored workpieces.