DE29902127U1 - System for changing and inserting or presenting tools on machine tools - Google Patents
System for changing and inserting or presenting tools on machine toolsInfo
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Dipl.-Phys. Stefan PfisterDipl.-Phys. Stefan Pfister
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0 9. FEB. 19990 9 FEB 1999
Ludwig Demmeler GmbH & Co. Alpenstraße 10, 87751 HeimertingenLudwig Demmeler GmbH & Co. Alpenstrasse 10, 87751 Heimertingen
"System zum Wechseln und Einlegen beziehungsweise Vorlegen von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen""System for changing and inserting or presenting tools on machine tools"
Die Erfindung betrifft ein System zum Wechseln und Einlegen, beziehungsweise Vorlegen von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen, wobei die Werkzeuge in einem Lager vorgehalten werden und eine Vorrichtung vorgesehen ist, die mindestens teilweise entlang mehrerer Achsen beweglich ist und die Werkzeuge aus dem Lager zu der Arbeitsspindel der werkzeugmaschine transportiert und gegebenenfalls die Werkzeuge in diese einsetzt und gegebenenfalls wieder in das Lager zurückbringt.The invention relates to a system for changing and inserting or presenting tools on machine tools, wherein the tools are kept in a warehouse and a device is provided which is at least partially movable along several axes and transports the tools from the warehouse to the work spindle of the machine tool and, if necessary, inserts the tools into it and, if necessary, returns them to the warehouse.
Bei Werkzeugmaschinen, wie zum Beispiel Mehrachsen-Bearbeitungszentren, werden komplexe Bearbeitungsschritte an Werkstücken durchgeführt. Zum Beispiel sind an einem Motorblock die unterschiedlichsten Bearbeitungen mit unterschiedlichsten Werkzeugen durchzuführen und es ist daher notwendig, bei der Bear-Machine tools, such as multi-axis machining centers, are used to carry out complex machining steps on workpieces. For example, a wide variety of machining operations with a wide variety of tools must be carried out on an engine block and it is therefore necessary to
beitung mehrmalig das Bearbeitungswerkzeug zu wechseln. Es sind hierzu Vorrichtungen bekannt, die portalartig über ein Lager verfahrbar sind und einen Greifer aufweisen, der das gewünschte Werkzeug ergreift und dieses an die Arbeitsspindel transportiert. Die Systeme können hierbei verschiedene Stufen von Komfortabilität aufweisen. Einfache Systeme legen das ausgewählte Werkzeug im Bereich der Arbeitsspindel nur vor, führen aber den eigentlichen Werkzeugwechsel an der Arbeitsspindel nicht aus. Kompliziertere, und gleichzeitig auch komfortablere Systeme, tauschen die Werkzeuge in der Arbeitsspindel aus, wozu allerdings für den Greifer regelmäßig zusätzliche Bewegungsmöglichkeiten vorgesehen sind.processing to change the processing tool several times. Devices are known for this purpose which can be moved over a bearing in a portal-like manner and have a gripper which takes hold of the desired tool and transports it to the work spindle. The systems can have different levels of comfort. Simple systems only place the selected tool in the area of the work spindle, but do not carry out the actual tool change on the work spindle. More complicated, and at the same time more comfortable, systems exchange the tools in the work spindle, although additional movement options are usually provided for the gripper.
Das Werkzeug, welches nicht mehr benötigt wird, wird nach der Bearbeitung wieder in das Lager zurückgebracht.The tool that is no longer needed is returned to the warehouse after processing.
Nachteilig bei den vorgenannten Systemen ist der verhältnismäßig große Platzaufwand, der aufgrund der Portalbauweise entsteht. Auch ist das Portal für dieses System jedesmal eine Sonderanfertigung, weswegen verhältnismäßig hohe Konstruktionskosten, auch bei der Programmierung der Ansteuerung entstehen.The disadvantage of the aforementioned systems is the relatively large amount of space required due to the portal design. The portal for this system is also custom-made each time, which results in relatively high construction costs, including programming the control system.
Im Hinblick auf die Lagerung ist zu beachten, daß die Werkzeuge unterhalb des Portales anzuordnen sind. Die Werkzeuge müssen daher in einer horizontal orientierten Ebene mit ausreichend Abstand nebeneinander so angeordnet sein, daß der Greifer die Werkzeuge gut erreichen und ergreifen kann. Daraus resultiert eine verhältnismäßig schlechte Platzausnutzung bei der Lagerung. Bei komplexen Bearbeitungsstationen muß dementsprechend das Portal vergrößert werden, um eine größere Lagerfläche überstreichen zu können.With regard to storage, it is important to note that the tools must be arranged below the portal. The tools must therefore be arranged next to each other in a horizontally oriented plane with sufficient spacing so that the gripper can easily reach and grasp the tools. This results in relatively poor use of space during storage. In the case of complex processing stations, the portal must be enlarged in order to be able to cover a larger storage area.
Die vorliegende Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, die bekannten Systeme zum Wechseln, Ein- beziehungsweise Vorlegen von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen dahingehend zu verbessern,The present invention has set itself the task of improving the known systems for changing, inserting or presenting tools on machine tools in such a way that
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daß diese kostengünstiger herstellbar sind und gleichzeitig eine höhere Effizienz haben.that they can be produced more cost-effectively and at the same time have greater efficiency.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung eines Systems, wie oben beschrieben, derart, daß als Vorrichtung ein aus mehreren, gelenkig miteinander verbundenen Armelementen bestehender Roboter vorgesehen ist.This object is achieved by the inventive design of a system as described above, such that a robot consisting of several arm elements connected to one another in an articulated manner is provided as the device.
Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, daß der sonst übliche, aufwendige Spezialmaschinenbau für die Vorrichtung zum Transportieren, Greifen und Manipulieren des Werkzeuges ersetzt wird, durch ein zigtausendfach bewährtes Element in der Fertigungstechnik, einem Mehrachs- oder Mehrgelenkroboter (Knickarmroboter). Aufgrund der ausgereiften Technik in diesem Bereich, die sich auch bei der entsprechenden Ansteuerung günstig auswirkt, können diese Roboter kostengünstiger bereitgestellt werden als vorgenannte Portalvorrichtungen, die per Spezialmaschinenbau zu erstellen sind. Der Roboter wird hierbei vor ein Lager gestellt und ist somit in der Lage das an beliebigen Positionen im Lager aufgebahrte Werkzeug zu ergreifen und zu transportieren. Durch die Mehrgelenkigkeit des Roboterarmes sind auch schwierige Hebebewegungen problemlos möglich. Neben der Einsparung bei der Realisierung der Werkzeugtransportvorrichtung durch den Roboter wird dadurch auch ein hohes Maß an Freiheit bei der Gestaltung des Lagers erreicht, welches somit an die jeweiligen Platzbegebenheiten anpaßbar ist.The inventive proposal means that the otherwise usual, complex special machine construction for the device for transporting, gripping and manipulating the tool is replaced by an element in production technology that has been tried and tested thousands of times over: a multi-axis or multi-joint robot (articulated arm robot). Due to the sophisticated technology in this area, which also has a positive effect on the corresponding control, these robots can be provided more cost-effectively than the aforementioned portal devices, which are created using special machine construction. The robot is placed in front of a warehouse and is thus able to grasp and transport the tool laid out at any position in the warehouse. The multi-joint nature of the robot arm means that even difficult lifting movements are possible without any problems. In addition to the savings in the implementation of the tool transport device by the robot, this also achieves a high degree of freedom in the design of the warehouse, which can therefore be adapted to the respective space conditions.
Als Roboter wird hierbei beispielsweise ein Knickarmroboter mit mindestens sechs Achsen (zum Beispiel drei Rotations- und drei Gelenkachsen) eingesetzt.The robot used here is, for example, an articulated arm robot with at least six axes (for example three rotational and three joint axes).
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Lager durch mehrere, übereinander angeordnete Werkzeugreihen gebildet ist und das Lager im Arbeitsraum des Roboters angeordnet ist. Aufgrund der hohen Beweglichkeit desIn a preferred embodiment of the invention, it is provided that the bearing is formed by several rows of tools arranged one above the other and that the bearing is arranged in the working area of the robot. Due to the high mobility of the
Roboters, beziehungsweise des Roboterannes ist eine beliebige Ausgestaltung des Lagers möglich. Als Arbeitsraum wird hierbei der Raum angesehen, welcher von dem Roboterarm überstrichen wird. Dieser Raum wird begrenzt durch einen maximalen Aktionsradius des Roboterarmes. Die Werkzeuge werden mit horizonatal oder vertikal orientierten Schäften im Regal gehalten, wobei sich der Roboter der jeweiligen Orientierung des Werkzeuges anpaßt. Daneben ist es möglich, jeden beliebigen anderen winkel für die Anordnung der Werkzeuge zu wählen, der von dem Roboter in gleicher Wiese erreicht wird. Der Roboter bietet dabei auch den Vorteil, daß er in der Lage ist, verhältnismäßig hohe Werkzeuggewichte (bis zu ca. 100 kg) mit der gleichen Genauigkeit und annähernd der gleichen Geschwindigkeit zu transportieren, wie verhältnismäßig kleine Werkzeuge. Dabei kann für die Positionsansteuerung des Roboters auf einen großen Erfahrungsschatz zurückgegriffen werden, wodurch ein weiterer Kostenvorteil bei der Realisierung dieses Systems entsteht. Für den Fall, daß Mehrspindelköpfe oder winkelköpfe einzuwechseln sind, sind entsprechende Robotertypen einsetzbar, die in der Lage sind, das hohe Gewicht (oft bis zu 350 kg) der Werkzeuge zu heben und zu manipulieren.Robots or robot arms allow any design of the warehouse. The working space is the space covered by the robot arm. This space is limited by the maximum radius of action of the robot arm. The tools are held in the shelf with horizontally or vertically oriented shafts, with the robot adapting to the respective orientation of the tool. It is also possible to choose any other angle for the arrangement of the tools, which can be achieved by the robot in the same way. The robot also offers the advantage of being able to transport relatively heavy tools (up to approx. 100 kg) with the same accuracy and almost the same speed as relatively small tools. A wealth of experience can be drawn upon to control the position of the robot, which creates a further cost advantage when implementing this system. In the event that multi-spindle heads or angle heads are to be exchanged, appropriate robot types can be used that are able to lift and manipulate the high weight (often up to 350 kg) of the tools.
In einer Variante der Erfindung ist vorgesehen, Werkzeugreihen des Lagers tribühnenartig anzuordnen. Die Werkzeugreihen sind hierbei nicht in einer im wesentlichen vertikalen Ebene übereinander angeordnet, sondern von unten nach oben zurückgesetzt. So wächst zwar die Tiefe des Lagers, aber gleichzeitig wird eine große Variabilität bei der Anordnung unterschiedlich langer oder sonstwie dimensionierter Werkzeuge in dem Lager erreicht, da diese problemlos nebeneinander angeordnet werden können, ohne auf höheren oder niedrigeren Werkzeugreihen angeordnete Werkzeuge unzugänglich zu machen. Durch diese Ausgestaltung wird eine hohe Effizienz bei der Ausnutzung des Platzes erreicht, da eine hohe Werkzeugdichte im Arbeitsraum des Roboters vorgehalten wird. Dabei ist die Bauhöhe des Rega-In a variant of the invention, tool rows in the warehouse are arranged in a platform-like manner. The tool rows are not arranged one above the other in a substantially vertical plane, but are set back from bottom to top. This increases the depth of the warehouse, but at the same time a great deal of variability is achieved in the arrangement of tools of different lengths or other dimensions in the warehouse, since these can be arranged next to one another without any problem, without making tools arranged on higher or lower tool rows inaccessible. This design achieves a high level of efficiency in the use of space, since a high density of tools is maintained in the robot's work area. The overall height of the rack is
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les nur durch den Arbeitsraum des Roboters beschränkt. Es können daher auch problemlos Module nachgerüstet werden, zum Beispiel wird einfach eine weitere Werkzeugreihe in dem Arbeitsraum des Roboters aufgestellt.les is only limited by the robot's workspace. Modules can therefore be retrofitted without any problem, for example, another row of tools can simply be set up in the robot's workspace.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erifindung ist vorgesehen, daß das Lager aus beweglichen Regalelementen besteht, die jeweils in den Arbeitsraum des Roboters bringbar sind. Die verschiedenen Regalelemente sind zum Beispiel verschieden gelagert und können entsprechend angesteuert in den Arbeitsraum des Roboters gebracht werden, wenn aus diesen Regalelementen ein Werkzeug benötigt wird. Diese Regalelemente können dann bei Bedarf so positioniert werden, daß diese zwar zur Verfügung, aber nicht unmittelbar im Arbeitsraum angeordnet sind. Neben einer Schienenanordnung oder sonst am Boden verschiebbaren Anordnung (zum Beispiel durch eine Rollenlagerung) ist es aber auch möglich, die Regalelemente in Paternostern, Liftanlagen, Vertikallagern oder dergleichen anzuordnen. In diesen Systemen können ein Vielfaches der im Arbeitsraum lagerbaren Werkzeuge vorgehalten werden und die Flexibilität des gesamten Systemes beziehungsweise der damit beschickten Werkzeugmaschine wird entsprechend gesteigert.In a further embodiment of the invention, the storage area consists of movable shelf elements, each of which can be brought into the robot's work area. The various shelf elements are, for example, mounted in different ways and can be controlled accordingly and brought into the robot's work area when a tool is needed from these shelf elements. These shelf elements can then be positioned as required so that they are available but not directly in the work area. In addition to a rail arrangement or other arrangement that can be moved along the floor (for example using roller bearings), it is also possible to arrange the shelf elements in paternosters, lift systems, vertical storage or the like. In these systems, many times more tools can be stored in the work area and the flexibility of the entire system or of the machine tool fed with them is increased accordingly.
In einer erfindungsgemäßen Weiterentwicklung ist vorgesehen, daß zwei oder mehrere Werkzeugreihen nebeneinander angeordnet sind. Diese Werkzeugreihen werden hierbei im wesentlichen nebeneinander in einer horizontalen Ebene angeordnet. Durch eine solche Ausgestaltung wird der Lagerraum sehr effektiv ausgenutzt, da aufgrund der intelligenten Steuerung des Roboters eine zielgenaue Ansteuerung der verschiedenen Positionen des Werkzeuges im Regal möglich ist.In a further development according to the invention, it is provided that two or more rows of tools are arranged next to one another. These rows of tools are essentially arranged next to one another in a horizontal plane. This type of design makes very effective use of the storage space, since the intelligent control of the robot enables precise control of the various positions of the tool on the shelf.
Es ist günstig, wenn der Roboter am letzten Armelement einen Doppelgreifer mit zwei Greifelementen besitzt und das erste Greifelement das neuen Werkzeug hält, während das zweite Greif-It is advantageous if the robot has a double gripper with two gripping elements on the last arm element and the first gripping element holds the new tool, while the second gripping element
element das alte Werkzeug aus der Arbeitsspindel entnimmt. Bei dieser Ausgestaltung des letzten, einen Greifer aufweisenden Armelementes, wird eine hohe Wechselgeschwindigkeit des Werkzeuges an der Arbeitsspindel erreicht. Mit einem Einfachgreifer muß das neue Werkzeug erst im Bereich der Arbeitsspindel abgelegt werden, das alte Werkzeug aus der Arbeitsspindel entfernt und abgestellt werden, das neue Werkzeug wieder ergriffen und eingesetzt werden. Für eine hohe Leistung, also eine geringe Standzeit der Werkzeugmaschine ist es aber günstig den Werkzeugwechsel möglichst schnell durchzuführen, weil durch die Verwendung des Doppelgreifers, wie beschrieben, der vorteil entsteht, daß der Roboterarm nicht umpositioniert werden muß, sondern nur der Doppelgreifer entsprechend zu verdrehen ist. Neben der Aufgabe des Roboters, das Werkzeug zu wechseln, kann der Roboter aber auch dazu eingesetzt werden, einen Werkstückwechsel durchzuführen. Hierdurch wird die Variabilität einer solchen Anlage weiter gesteigert, wobei dann wieder die Gefahr besteht, daß eine Bedienungsperson im Wirkbereich der Werkzeugmaschine greifen muß, um das Werkstück zu wechseln. Bei einfachen Anwendungen ist auch vorgesehen, an dem Roboterarm nur einen einfachen Wechsler vorzusehen, der das Werkzeug zum Beispiel vorlegt.element removes the old tool from the work spindle. With this design of the last arm element, which has a gripper, a high tool change speed on the work spindle is achieved. With a single gripper, the new tool must first be placed in the area of the work spindle, the old tool removed from the work spindle and put down, and the new tool picked up and inserted again. For high performance, i.e. a short downtime of the machine tool, it is advantageous to carry out the tool change as quickly as possible, because the use of the double gripper, as described, has the advantage that the robot arm does not have to be repositioned, but only the double gripper has to be turned accordingly. In addition to the robot's task of changing the tool, the robot can also be used to change workpieces. This further increases the variability of such a system, although there is then again the risk that an operator has to reach into the effective area of the machine tool to change the workpiece. For simple applications, it is also planned to provide only a simple changer on the robot arm, which, for example, presents the tool.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Roboter am letzten Armelement einen Vierfachgreifer besitzt, um an Maschinen mit zwei Arbeitsspindeln gleichzeitig die Werkzeuge zu wechseln. Der mittlere Abstand der beiden Greiferelementenpaare entspricht hierbei dem Abstand der Arbeitsspindeln. Der Vierfachgreifer ist hierbei auch so ausgebildet, daß der Abstand veränderbar ist. Bei Zwillingsbearbeitungen wird durch eine solche Ausgestaltung ein sehr schneller Werkzeugwechsel an zwei Arbeitsspindeln erreicht.In a preferred embodiment of the invention, the robot has a quadruple gripper on the last arm element in order to change tools simultaneously on machines with two work spindles. The average distance between the two pairs of gripper elements corresponds to the distance between the work spindles. The quadruple gripper is also designed so that the distance can be changed. In twin machining operations, such a design enables very quick tool changes on two work spindles.
Des weiteren sieht die Erfindung vor, daß der Roboter mit einem Doppelgreifer im Lager zwei benachbarte Werkzeuge nacheinanderFurthermore, the invention provides that the robot with a double gripper in the warehouse can pick up two adjacent tools one after the other
oder auch gleichzeitig mit den beiden Greifelementen ergreift. Durch diese Ausgestaltung wird erreicht, daß auch in Regalen in denen mehrere Werkzeugreihen nebeneinander (in einer horizontalen Ebene) angeordnet sind, ein schneller Zugriff auf das benötigte Werkzeug möglich ist. Wird zum Beispiel das hintere Werkzeug benötigt, wird mit dem ersten Greifelement das vordere Werkzeug entfernt, der Greifer so positioniert, daß das zweite Greifelement bereit ist, welches dann das hintere, nun freie Werkzeug, ergreift. Das erste Werkzeug wird dann auf dem freien hinterem Werkzeugplatz wieder abgelegt, wobei die Steuerung, insbesondere die Werkzeugverwaltung, die neuen Position des wiedereingelagerten Werkzeuges erfährt. Durch solch eine Ausgestaltung sind natürlich auch schwierigere Einlagerungs- und Lageranordnungen bewältigbar, wobei die entsprechenden Vorbereitungsmaßnahmen in Totzeiten der Roboteransteuerung, wenn zum Beispiel keine Werkzeugwechsel durchzuführen sind, vorbereitete werden.or simultaneously with both gripping elements. This design ensures that the required tool can be accessed quickly even in shelves in which several rows of tools are arranged next to one another (on a horizontal plane). If, for example, the rear tool is required, the front tool is removed with the first gripping element and the gripper is positioned so that the second gripping element is ready, which then grips the rear, now free tool. The first tool is then placed back in the free rear tool space, and the control system, in particular the tool management, learns the new position of the re-stored tool. Such a design naturally also makes it possible to manage more difficult storage and warehousing arrangements, with the corresponding preparatory measures being prepared during idle times for the robot control system, for example when no tool changes need to be carried out.
in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Roboter zwei oder mehrere Arbeitsspindeln (auch von unterschiedlichen Werkzeugmaschinen) mit Werkzeugen ver- und entsorgt. Es ist zum Beispiel vorgesehen ein verhältnismäßig umfangreiches Zentrallager zu unterhalten, aus welchem heraus Werkzeugmaschinen beziehungsweise Bearbeitungszentren, die um das Lager herum angeordnet sind, von einem Roboter aus mit Werkzeugen bestückt werden. Während der Bearbeitungszeit bei der ersten Werkzeugspindel ist es daher möglich, daß das System für die zweite Arbeitsspindel das nun benötigte Werkzeug auswählt, herantransportiert und vielleicht sogar schon wech-; seit. Aufgrund der hohe Geschwindigkeit des Roboters ist es daher möglich mehrere Arbeitsspindeln gleichzeitig mit Werkzeugen zu versorgen.In a further preferred embodiment of the invention, the robot supplies and removes tools from two or more work spindles (also from different machine tools). For example, it is provided to maintain a relatively large central warehouse from which machine tools or machining centers arranged around the warehouse are equipped with tools by a robot. During the processing time of the first tool spindle, it is therefore possible for the system to select the tool required for the second work spindle, transport it to it and perhaps even change it . Due to the high speed of the robot, it is therefore possible to supply several work spindles with tools at the same time.
In einer weiteren Variante der Erfindung ist vorgesehen, daß der Roboter verfahrbar angeordnet ist. Für den Fall, daß derIn a further variant of the invention, the robot is arranged to be movable. In the event that the
Roboter zum Beispiel auf ein verhältnismäßig langes Lager zugreift, ist eine Beweglichkeit des Roboters von Vorteil. Es ist aber auch günstig, wenn der Roboter für mehrere Arbeitsspindeln bezüglich des Werkzeugwechsels verantwortlich ist, den Roboter beweglich auszugestalten, um einen größeren Arbeitsraum des Roboters zu ermöglichen.For example, if the robot accesses a relatively long warehouse, it is advantageous for the robot to be mobile. However, if the robot is responsible for several work spindles when changing tools, it is also advantageous to make the robot mobile in order to allow the robot to have a larger working area.
Für das Ein- und Ausliefern von Werkzeugen ist an dem Lager ein Ein-/Auslieferungskarussell vorgesehen. Dieses Karussell ist schleußenartig gebildet, und bietet somit für das Bedienpersonal die Möglichkeit, neue Werkzeuge in das System einzuwechseln, oder aber von dem System ausgeschiedene Werkzeuge (zum Beispiel wegen Bruch des Werkzeuges oder Ablauf der Standzeit oder sonst vom Bedienpersonal ausgewählten Gründen) zu entnehmen. Aufgrund der Schleußenanordnung ist es möglich, daß der normale Betrieb des Systemes hierzu nicht unterbrochen werden muß. Sobald neue Werkzeuge in das System eingeschleußt sind, wird dies der Steuerung mitgeteilt und das System sortiert die Werkzeuge, sobald hierfür Zeit frei ist, also falls nicht gerade ein Werkzeugwechsel durchzuführen ist, in das Lager ein.An incoming/outgoing delivery carousel is provided in the warehouse for the delivery and removal of tools. This carousel is designed like a lock, and thus offers the operating personnel the opportunity to exchange new tools into the system or to remove tools that have been eliminated from the system (for example because the tool has broken or its service life has expired or for other reasons selected by the operating personnel). Due to the lock arrangement, it is possible that the normal operation of the system does not have to be interrupted for this. As soon as new tools are fed into the system, this is reported to the control system and the system sorts the tools into the warehouse as soon as there is time for this, i.e. unless a tool change is currently taking place.
Bekannte Bearbeitungszentren werden mit einer Vielzahl von Werkzeugen (bis zu 500 Werkzeugen und mehr) betrieben. Es ist daher günstig, in den Systemen eine Werkzeugidentifikationseinheit vorzusehen, welche die Daten des identifizierten Werkzeuges an eine Werkzeugsteuerung übermittelt. Für die Verwaltung der Werkzeuge wird hierbei eine eigene Werkzeugsteuerung vorgesehen. Die Werkzeugsteuerung ist dabei auch mit der Steuerung des Roboters einbindbar oder aber in einem davon getrennten Modul angeordnet. Das Werkzeug wird hierbei an den unterschiedlichsten Kriterien identifiziert. Es ist zum Beispiel möglich unter der Werkzeugidentifikationseinheit eine Vermessungsstation zu verstehen, die die Maße des Werkzeuges, also seine Dimensionen, vermißt und auch das Gewicht bestimmt. Aufgrund dieser Informationen wird ein entsprechend günstiger LagerortKnown machining centers are operated with a large number of tools (up to 500 tools and more). It is therefore advantageous to provide a tool identification unit in the system, which transmits the data of the identified tool to a tool control. A separate tool control is provided for the management of the tools. The tool control can also be integrated with the control of the robot or arranged in a separate module. The tool is identified using a wide variety of criteria. For example, the tool identification unit can be understood as a measuring station that measures the dimensions of the tool and also determines its weight. Based on this information, a suitable storage location is determined.
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im Lager ausgewählt. Es ist aber auch möglich, an dem Werkzeug einen Identitätsnachweis, zum Beispiel einen Barcode, einen Transponder oder ein sonstige Mittel vorzusehen, durch welches werkzeugspezifische Informationen von einem Lesegerät der Werkzeugidentifikationseinheit ausgewertet werden und diese Informationen an die Werkzeugsteuerung weitergegeben werden. In diesem Fall ist in der Werkzeugsteuerung zum Beispiel ein Katalog vorgesehen, aus dem sich für die Steuerung die relevanten Daten ergeben, oder aber, falls ein solches Werkzeug noch unbekannt ist, wird der Bediener aufgefordert, dieses Werkzeug neu in die Werkzeugverwaltung einzuführen. Es ist auch vorgesehen, daß sich die Werkzeugidentifikationseinheit an dem Greifer befindet und die Steuerung automatisch, sobald ein Werkzeug ergriffen ist, die Werkzeugdaten aus der Werkzeugidentifikationseinheit ausliest und diese mit den Sollwerten aufgrund der Werkzeugdatenbank vergleicht. Durch eine solche Ausgestaltung wird ein sehr hohes Maß an Sicherheit erreicht, ohne dabei die Zeit für das Heraussuchen und Transportieren des Werkzeuges zu verlängern.selected in the warehouse. It is also possible to provide proof of identity on the tool, for example a barcode, a transponder or some other means by which tool-specific information is evaluated by a reader of the tool identification unit and this information is passed on to the tool control. In this case, for example, a catalog is provided in the tool control from which the relevant data is derived for the control or, if such a tool is not yet known, the operator is asked to enter this tool into the tool management system. It is also provided that the tool identification unit is located on the gripper and that the control automatically reads the tool data from the tool identification unit as soon as a tool is gripped and compares this with the target values based on the tool database. This type of design achieves a very high degree of security without increasing the time required to find and transport the tool.
Günstigerweise wird hierbei die Werkzeugidentifikationseinheit in der Nähe des Ein-/Auslieferungskarusselles angeordnet, um für die Eingangprüfung des Werkzeuges im System kurze Wege zur Verfügung zu stellen. In dem System werden hierbei entsprechende Programmabläufe vorgesehen, wobei in einem Multitasking-System ein paralleles Abarbeiten verschiedener Prozesse durch die Steuerung problemlos möglich ist.The tool identification unit is advantageously located near the incoming/outgoing delivery carousel in order to provide short paths for the incoming inspection of the tool in the system. The system provides appropriate program sequences, whereby in a multitasking system, parallel processing of different processes by the control system is easily possible.
Des weiteren ist es günstig, wenn in dem System eine Werkzeugprüfstation vorgesehen ist, und diese die Daten des überprüften Werkzeuges an die Werkzeugsteuerung übermittelt. Eine Werkzeugprüfstation überprüft zum Beispiel die Qualität des Werkzeuges, zum Beispiel seine Schneidleistung oder aber das Werkzeug wird auf Werkzeugbruch kontrolliert. Gerade bei vielbenutzten Werkzeugen ist es günstig, eine regelmäßige Überprüfung des Werk-Furthermore, it is advantageous if a tool inspection station is provided in the system and this transmits the data of the checked tool to the tool control. A tool inspection station checks, for example, the quality of the tool, for example its cutting performance or the tool is checked for tool breakage. Especially with frequently used tools, it is advantageous to carry out regular inspections of the tool.
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zeuges durchzuführen und das Werkzeug, wenn dieses zum Beispiel nicht mehr optimal ist, rechtzeitig aus dem System auszuscheiden. Dabei werden in dem System bevorzugt Zwillingswerkzeugoder Mehrfach-Schwesterwerkzeuge-Strategien gefahren, um das Ausscheiden eines Werkzeuges problemlos ausgleichen zu können. Dabei ist es günstig, daß das System über eine entsprechende Werkzeugverwaltung verfügt, die die Werkzeuge nach den unterschiedlichen Kriterien auszuscheiden vermag und so einen sicheren Betrieb des Systemes und auch der damit versorgten Werkzeugmaschine bewirkt.tool and to remove the tool from the system in good time if, for example, it is no longer optimal. The system preferably uses twin tool or multiple sister tool strategies in order to be able to easily compensate for the removal of a tool. It is advantageous that the system has a corresponding tool management system that can remove the tools according to different criteria and thus ensures safe operation of the system and also of the machine tool it supplies.
In einer erfindungsgemäßen Weiterentwicklung ist vorgesehen, daß die Steuerung des Systemes eine Robotersteuerung für Roboter und eine Werkzeugsteuerung für die Verwaltung der Werkzeuge aufweist. Es werden für die verschiedenen Anwendungsbereich verschiedene Module vorgeschlagen, die jeweils auf den Verwendungszweck optimierbar sind. Hierbei wird insbesondere im Bereich der Werkzeugverwaltung eine komfortabel geführte Datenbank angeboten, die steuerungstechnisch entsprechend mit der Robotersteuerung oder aber auch mit der Steuerung der Arbeitsspindel zusammenwirkt. Für die Ausgestaltung der Steuerung wird hierbei auf modernste Werkzeuge der Comuptertechnologie zurückgegriffen. Neben dem Konzept des Multitasking, also des Ablaufenlassens verschiedener unterschiedlicher Prozesse zur gleichen Zeit mit einem Prozessor, ist auch eine angenehme, komfortable Steuerung des Systemes mit Hilfe einer grafischen Bedienoberfläche vorgesehen. Neben dem vorgeschlagenen Modulaufbau ist die erfindungsgemäße Anordnung aber in gleicher Weise auch in einem größeren, komplexen, einheitlichen Steuerungssystem möglich.In a further development according to the invention, the control of the system has a robot control for robots and a tool control for managing the tools. Various modules are proposed for the various areas of application, each of which can be optimized for the intended use. In the area of tool management in particular, a conveniently managed database is offered, which interacts with the robot control or with the control of the work spindle in terms of control technology. The most modern tools in computer technology are used to design the control. In addition to the concept of multitasking, i.e. running various different processes at the same time with one processor, a pleasant, convenient control of the system with the help of a graphical user interface is also provided. In addition to the proposed modular structure, the arrangement according to the invention is also possible in a larger, complex, uniform control system.
In der Zeichnung ist die Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen:The invention is shown schematically in the drawing. It shows:
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Fig. l in einer Draufsicht eine schematiFig. l in a plan view a schematic
sche Anordnung des erfindungsgemäßen Systems,-cal arrangement of the system according to the invention,
Fig. 2 in einer Seitenansicht ein DetailFig. 2 in a side view a detail
des erfindungsgemäßen Systems,of the system according to the invention,
Fig. 3 in einem Blockschaltbild denFig. 3 in a block diagram the
Steuerungsaufbau des erfindungsgemäßen Systems,Control structure of the system according to the invention,
Fig. 4 bis 6 jeweils in Draufsichten als DetailFig. 4 to 6 each in plan views as detail
den Greifer der Vorrichtung des erfindungsgemäßen Systems.the gripper of the device of the system according to the invention.
In Fig. 1 ist eine Draufsicht des Systems zum Wechseln und Einlegen von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen schematisch dargestellt. Fig. 1 shows a schematic plan view of the system for changing and inserting tools on machine tools.
Von dem Kernstück des Systems, der Vorrichtung 2, ist in Fig. 1 nur der Roboterarm 21 angedeutet. Die übrigen Elemente des Roboters 2 0 sind für eine bessere Übersichtlichkeit hier weggelassen. Der Roboterarm 21 ist über den Standfuß 22 mit dem Boden fest verbunden und um die vertikale Drehachse 27 drehbar gelagert. Der Roboterarm 21 ist so ausgestaltet, daß er den Arbeitsraum 23 überstreichen kann. Im Arbeitsraum 23 ist das Lager 1 der Werkzeuge 8 angeordnet. Das Lager 1 ist in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel einem Kreissegment nachempfunden, mit gerade verlaufenden Segmentabschnitten. Es ist möglich, diese Ausgestaltung des Lagers aus verschiedenen Segmenten oder Modulen zusammenzustellen und dadurch, insbesondere bei der hier vorgeschlagenen Ausgestaltung durch die Verwendung von Regalmodulen, eine hohe Flexibilität bei der Ausgestaltung des Lagers 1 zu erreichen.Of the core of the system, the device 2, only the robot arm 21 is indicated in Fig. 1. The other elements of the robot 20 have been omitted here for better clarity. The robot arm 21 is firmly connected to the floor via the base 22 and is mounted so as to be rotatable about the vertical axis of rotation 27. The robot arm 21 is designed so that it can cover the work area 23. The storage 1 for the tools 8 is arranged in the work area 23. In the embodiment shown here, the storage 1 is modeled on a circular segment with straight segment sections. It is possible to put this storage design together from different segments or modules and thereby achieve a high degree of flexibility in the design of the storage 1, particularly in the design proposed here by using shelf modules.
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Das Lager 1 weist mehrere Reihen 10, 11 für die Aufnahme von Werkzeugen auf. Wie dargestellt befinden sich die Werkzeugreihen 10, 11 nicht übereinander angeordnet, sondern sind tribühnenartig derart versetzt, daß die untere Werkzeugreihe 10 näher zur Drehachse 27 orientiert ist als die obere Werkzeugreihe 11. Die Aufnahmen 12 der Werkzeugreihen 10, 11 sind den Werkzeugschäftern 80 angepaßt. Die Aufnahmen 12 sind hierbei zum Beispiel im wesentlichen halbkreisförmig nach innen geöffnet angeordnet.The bearing 1 has several rows 10, 11 for holding tools. As shown, the tool rows 10, 11 are not arranged one above the other, but are offset like a platform in such a way that the lower tool row 10 is oriented closer to the rotation axis 27 than the upper tool row 11. The holders 12 of the tool rows 10, 11 are adapted to the tool shafts 80. The holders 12 are arranged, for example, essentially semicircularly and open inwards.
Das Lager 1 dient dazu die Werkzeuge 8, die hier zwecks der besseren Übersichtlichkeit nicht abgebildet sind, aufzunehmen und vorzuhalten, die dann durch den Roboter 2 0 aus dem Lagerplatz zur Arbeitsspindel 3 transportiert werden. Gemäß der gewünschten Komfortabilität kann der Roboter 20 das ausgewählte Werkzeug im Bereich der Arbeitsspindel 3 ablegen oder vorlegen, damit dann der Wechselvorgang an der Werkzeugaufnahme 3 0 der Arbeitsspindel 3, zum Beispiel händisch oder durch einen anderen Automaten, erfolgt. Die Erfindung erstreckt sich aber auch auf die Ausgestaltung, daß der Roboter 2 0 den Wechselvorgang an der Aufnahme 3 0 selbständig durchführt.The storage 1 serves to receive and hold the tools 8, which are not shown here for the sake of clarity, which are then transported by the robot 20 from the storage area to the work spindle 3. Depending on the desired level of convenience, the robot 20 can place or present the selected tool in the area of the work spindle 3 so that the changing process can then take place on the tool holder 30 of the work spindle 3, for example manually or by another machine. However, the invention also extends to the embodiment in which the robot 20 carries out the changing process on the holder 30 independently.
Im unteren Bereich der Fig. 1 ist ein Ein-/Auslieferungskarussell 5 angedeutet. Hierbei wird aus der oberen Reihe 11 ein Teil des Lagers 1 um eine im wesentlichen vertikal verlaufende Drehachse 50 drehbar ausgebildet, und mit zwei im wesentlichen identischen Regalabschnitten 13, 13' ausgestattet, um sich möglichst homogen in die Ausgestaltung der oberen Reihe 11 einzufügen. Das Ein-/Auslieferungskarussell 5 erlaubt es, während des Betriebes des Systemes Werkzeuge 8 aus dem System zu entnehmen oder in dieses einzulagern. Hierbei wird der Roboter 2 0 so angesteuert, daß dieser, wenn neue Werkzeuge ein- oder auszulagern sind, dieses in Totzeiten seiner sonstigen Aufgaben erledigt, nämlich wenn zum Beispiel gerade kein Werkzeugwechsel vorzubreiten, durchzuführen oder abzuschließen ist.In the lower part of Fig. 1, a delivery/removal carousel 5 is indicated. In this case, a part of the warehouse 1 from the upper row 11 is designed to be rotatable about an essentially vertical axis of rotation 50 and is equipped with two essentially identical shelf sections 13, 13' in order to fit as homogeneously as possible into the design of the upper row 11. The delivery/removal carousel 5 allows tools 8 to be removed from the system or stored in it during operation of the system. In this case, the robot 20 is controlled in such a way that when new tools are to be stored or removed, this is done during idle times of its other tasks, namely when, for example, no tool change needs to be prepared, carried out or completed.
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in Fig. 2 ist in einer Seitenansicht insbesondere der Roboter 20 angedeutet. Der Roboter 20 weist einen Standfuß 22 auf, der in dem hier gewählten Ausführungsbeispiel fest mit dem Fundament verbunden ist. Um die Flexibilität des Systems zu erhöhen ist aber vorgesehen, den Roboter 20 beweglich, zum Beispiel auf einer Schienenbahn gelagert, auszugestalten. Durch eine solche Verfahrbarkeit wird der Arbeitsraum des Roboters 20 deutlich erhöht. Dies wird zum einen für ein größeres Lager 1 ausgenutzt, oder aber für eine Mehrzahl von Arbeitsspindeln beziehungsweise Werkzeugmaschinen, die aus dem Lager 1 heraus beschickt werden.In Fig. 2, the robot 20 is shown in particular in a side view. The robot 20 has a base 22 which, in the embodiment chosen here, is firmly connected to the foundation. In order to increase the flexibility of the system, however, it is intended to design the robot 20 so that it can move, for example mounted on a rail track. This mobility significantly increases the working space of the robot 20. This is used for a larger warehouse 1, or for a plurality of work spindles or machine tools that are fed from the warehouse 1.
Der Roboter 2 0 besteht aus mehreren Armelementen 21, die mit den Gelenken 29 untereinander gelenkig verbunden sind. Der hier dargestellte Roboter 20 ist zum Beispiel einem menschlichen Arm nachempfunden und erlaubt eine 5- oder 6-Achsen-Manipulation des Greifers 25, der sich am vorderen Ende des letzten Armelementes 24 (nach dem letzten Gelenk 26) befindet. Mit 28' beziehungsweise 28'' sind zwei verschiedene vertikale Anordnungen des letzten beziehungsweise vorletzten Armelementes 24, 21 des Roboters 20 gezeigt. Neben dem beachtlichen Arbeitsraum .23 aufgrund der 360°-Beweglichkeit des Roboters 20 und der Ansteuerung jedes Punktes auf dieser Fläche, ist auch eine beachtliche vertikale Erstreckung und Erreichbarkeit durch den Roboter gegeben. Dies kann dann so ausgenützt werden, in dem Regallager 1 eine Vielzahl von Werkzeugreihen 11 anzuordnen. Um das Werkzeug 8 optimal zu ergreifen ist vorgesehen, daß der Greifer 25 um eine horizontale Achse drehbar ist. Die verschiedenen Stellungen des Greifers 25 sind in den Positionen 28' und 28'' angedeutet. Sie erlauben es, unterschiedlich orientierte Werkzeuge 8 gleichförmig zu ergreifen und zur Arbeitsspindel 3 zu transportieren.The robot 20 consists of several arm elements 21 which are connected to one another in an articulated manner by means of joints 29. The robot 20 shown here is, for example, modeled on a human arm and allows 5- or 6-axis manipulation of the gripper 25 which is located at the front end of the last arm element 24 (after the last joint 26). Two different vertical arrangements of the last and penultimate arm elements 24, 21 of the robot 20 are shown at 28' and 28'' respectively. In addition to the considerable work space .23 due to the 360° mobility of the robot 20 and the control of every point on this surface, there is also a considerable vertical extension and accessibility by the robot. This can then be exploited to arrange a large number of tool rows 11 in the shelf storage 1. In order to optimally grip the tool 8, the gripper 25 is designed to be rotatable about a horizontal axis. The various positions of the gripper 25 are indicated in the positions 28' and 28''. They allow differently oriented tools 8 to be gripped uniformly and transported to the work spindle 3.
Der Aufbau des Lagers 1 ist gegenüber der in Fig. 1 gezeigten Ausgestaltung anders gewählt. Es sind mehrere WerkzeugreihenThe structure of the bearing 1 is different from that shown in Fig. 1. Several tool rows
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übereinander angeordnet, das heißt die Werkzeugschäfte 80 sind übereinander positioniert und nur im obersten und untersten Bereich ist eine Werkzeugreihe nach innen vorgezogen um im kugelförmigen Wirkungs- und Arbeitsraum des Roboters das Werkzeug zu lagern.arranged one above the other, i.e. the tool shafts 80 are positioned one above the other and only in the uppermost and lowermost areas is a row of tools pulled forward inwards in order to store the tool in the spherical effective and working space of the robot.
In Fig. 2 ist bei der unteren Werkzeugreihe 10 noch angedeutet, daß sich bei dieser Werkzeugreihe in der gleichen horizontalen Ebene noch eine weitere Werkzeugreihe 14 befindet. Es ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß nicht nur die Werkzeugreihen vertikal nebeneinander angeordnet sind, sondern auch horizontal oder schräg nebeneinander. Durch einen Greifer, der mit einem oder auch mit mehreren Greifelementen ausgestattet ist, ist es möglich, auch verhältnismäßig weit hinten liegende Werkzeuge 8 mit verschiedenen "Auspack"-Strategien zu erreichen. Bei einem Greifer der nur mit einem einzigen Greifelement ausgestattet ist, sind hierzu zum Beispiel Wechselplätze im Regal vorgesehen, auf denen die davorliegenden Werkzeuge zwischengelagert werden. Nachdem das gewünschte, hintenliegende Werkzeug freigelegt ist, wird dieses entsprechend zur Arbeitsspindel transportiert und dort gegebenenfalls eingesetzt. Die zwischengelagerten Werkzeuge werden dann, wenn der Roboter wieder in einer Totzeit ist, eingelagert. Die Daten der Werkzeuge werden der Werkzeugsteuerung wieder mitgeteilt. Eleganter erfolgt eine solche Strategie bei Greifern, die mit mehreren Greifelementen ausgestattet sind, da dann unter Umständen eine Zwischenlagerung auf Zwischenlagerplätzen nicht nötig ist.In Fig. 2, it is indicated in the lower tool row 10 that there is another tool row 14 in the same horizontal plane. According to the invention, the tool rows are not only arranged vertically next to each other, but also horizontally or diagonally next to each other. Using a gripper equipped with one or more gripping elements, it is possible to reach tools 8 that are relatively far back using different "unpacking" strategies. For a gripper that is only equipped with a single gripping element, for example, changing places are provided in the shelf where the tools in front of it are temporarily stored. After the desired tool at the back has been exposed, it is transported to the work spindle and inserted there if necessary. The tools that have been temporarily stored are then stored when the robot is in a dead time again. The data of the tools is again communicated to the tool control system. Such a strategy is more elegant with grippers that are equipped with several gripping elements, since in this case temporary storage in intermediate storage places may not be necessary.
In Fig. 3 ist in einem Blockschaltbild der Aufbau der Steuerung der Werkzeugverwaltung angedeuten. Zentrales Element bei dieser Ausgestaltung ist die Steuerung der Werkzeugverwaltung, die von einer Vielzahl von Computer (PC's) ansteuerbar ist. Die Werkzeugverwaltung umfaßt dabei eine Datenbank mit den Werkzeuginformationen wie Dimension, Standzeiten und Bearbeitungsprogrammen. Auf Anforderung der Steuerung der Arbeitsspin-In Fig. 3, the structure of the tool management control is shown in a block diagram. The central element in this design is the tool management control, which can be controlled by a large number of computers (PCs). The tool management includes a database with tool information such as dimensions, tool life and machining programs. At the request of the work spindle control,
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del wird das dann benötigte Werkzeug aus dem Lager geholt und zur Arbeitsspindel transportiert. Die Spindelsteuerung steht gegebenenfalls in Kommunikation mit der Steuerung der Werkzeugverwaltung. Sobald das Werkzeug in die Arbeitsspindel der werkzeugmaschine eingesetzt ist, signalisiert die Steuerung der Werkzeugverwaltung der Steuerung der Arbeitsspindel, daß der Werkzeugwechselprozeß abgeschlossen ist. Ein ähnliches Zusammenwirken der beiden Steuerungen findet zum Beispiel auch bei einem Werkzeugabgleich statt, bei welchem die Bearbeitung erst beginnt, wenn alle benötigten Werkzeuge eingeliefert und gegebenenfalls geprüft/vorgelegt sind.del, the required tool is then taken from the warehouse and transported to the work spindle. The spindle control is in communication with the tool management control if necessary. As soon as the tool is inserted into the work spindle of the machine tool, the tool management control signals to the work spindle control that the tool change process is complete. A similar interaction between the two controls also takes place, for example, during a tool calibration, where processing only begins when all the required tools have been delivered and, if necessary, checked/presented.
Die Steuerung der Arbeitsspindel nimmt, nachdem das entsprechende Werkzeug eingelegt worden ist, die Bearbeitung auf und meldet der Werkzeugverwaltung das Ende der Bearbeitung zurück, damit diese das nächste Werkzeug, welches in der Zwischenzeit bereits vorbereitet wurde, einwechseln kann. Neben den Bearbeitungsdaten verwaltet die Werkzeugverwaltung aber auch die Positionsdaten der Werkzeuges im Lager l. Diese Positionsdaten werden der Maschinensteuerung des Roboters 20 übermittelt wenn dieses Werkzeug benötigt wird und der Roboter 2 0 wird von seiner Maschinensteuerung an die entsprechende Position geführt, ergreift das Werkzeug und positioniert dieses im Bereich der Arbeitsspindel vor.The control of the work spindle starts processing after the corresponding tool has been inserted and reports the end of processing to the tool management so that it can change in the next tool, which has already been prepared in the meantime. In addition to the processing data, the tool management also manages the position data of the tool in the warehouse l. This position data is transmitted to the machine control of the robot 20 when this tool is required and the robot 20 is guided to the corresponding position by its machine control, takes the tool and pre-positions it in the area of the work spindle.
Die Werkzeugverwaltung organisiert aber auch eine Werkzeugüberprüfung, die durch eine Werkzeugprüfstation durchgeführt wird. Im Falle, daß schadhafte Werkzeuge erkannt werden oder aber die Standzeiten, welche von der Verwaltung ebenfalls erfaßt werden, des Werkzeuges abgelaufen ist, weist die Steuerung der Werkzeugverwaltung die Maschinensteuerung des Roboters an, dieses Werkzeug über das Ein-/Auslieferungskarussell 5 aus dem System auszuscheiden.The tool management also organizes a tool inspection, which is carried out by a tool inspection station. If defective tools are detected or the tool's service life, which is also recorded by the management, has expired, the tool management control instructs the robot's machine control to remove this tool from the system via the incoming/outgoing delivery carousel 5.
Werden neue Werkzeuge eingeliefert, wobei dies in der RegelIf new tools are delivered, this usually
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ebenfalls über das Ein-/Auslieferkarussell 5 erfolgt, werden diese über eine Werkzeugidentifikationseinheit geführt, um die relevanten Daten des Werkzeuges der Steuerung der Werkzeugverwaltung mitzuteilen, die diese Daten in einer entsprechenden Datenbank hinterlegt. Es können hierbei verschiedene Identifikationskriterien vorgesehen werden. Neben einer physikalischen Vermessung des Werkzeuges nach Dimension, Gewicht, Beschaffenheit der Schneiden und so weiter, können aber auch Identifikationsmittel an dem Werkzeug angeordnet sein, die von der Identifikationseinheit ausgelesen werden. Dies können zum Beispiel Barcodierungen, Transponder, Chips oder sonstige Datenübertragungsmittel sein. Die an die Werkzeugverwaltung zum Beispiel über Netzwerk angeschlossenen PC's erlauben eine komfortable Steuerung der Werkzeugverwaltung und somit des ganzen Systems einschließlich der Werkzeugmaschine. Die Fertigungsdaten aus der Konstruktion werden über das Netzwerk in die Steuerung übertragen und entsprechend aufbereitet, wobei dann nur noch das entsprechende Werkstück an der Werkzeugmaschine einzulegen ist. Aufgrund der hohen Flexibilität des Systemes kann selbst diese Arbeit durch den Roboter 2 0 erledigt werden.also takes place via the incoming/outgoing delivery carousel 5, these are passed through a tool identification unit in order to communicate the relevant tool data to the tool management control, which stores this data in a corresponding database. Various identification criteria can be provided here. In addition to a physical measurement of the tool according to dimensions, weight, condition of the cutting edges and so on, identification means can also be arranged on the tool which are read out by the identification unit. These can be, for example, bar codes, transponders, chips or other data transmission means. The PCs connected to the tool management, for example via a network, enable convenient control of the tool management and thus of the entire system including the machine tool. The production data from the design is transferred to the control via the network and prepared accordingly, whereby only the corresponding workpiece then has to be inserted into the machine tool. Due to the high flexibility of the system, even this work can be carried out by the robot 2 0.
In den Fig. 4, 5 und 6 sind verschiedene Ausgestaltungen des Doppelgreifers 4 vorgesehen. Der Greifer 25 oder der Doppelgreifer 4 befinden sich am letzten Armelement 24 hinter dem letzten Gelenk 26. Der Doppelgreifer 4 besteht hierbei aus zwei, in einem gewissen Winkel zueinander orientierten Greifzangen 41, 42. Der Winkel &agr; zwischen den beiden Greifzangen 41, 42 ist in den hier dargestellten Ausgestaltungen unterschiedlich und kann durch eine entsprechende Konstruktion verändert werden, wodurch eine noch höhere Flexibilität der Vorrichtung erreicht wird. Der Doppelgreifer (und natürlich auch der Greifer 25) sind um eine horizontal orientierte Drehachse 40 verschwenkbar. Die Drehachse 40 hängt aber von der tatsächlichen Anordnung der vorgeordneten Armelemente 21 im Raum ab. Die Drehachse 4 0 kann daher unterschiedlich Orientierungen im Raum einnehmen.4, 5 and 6 show various designs of the double gripper 4. The gripper 25 or the double gripper 4 is located on the last arm element 24 behind the last joint 26. The double gripper 4 consists of two gripping tongs 41, 42 oriented at a certain angle to one another. The angle α between the two gripping tongs 41, 42 is different in the designs shown here and can be changed by a corresponding construction, whereby an even greater flexibility of the device is achieved. The double gripper (and of course also the gripper 25) can be pivoted about a horizontally oriented axis of rotation 40. The axis of rotation 40 depends, however, on the actual arrangement of the upstream arm elements 21 in space. The axis of rotation 40 can therefore assume different orientations in space.
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Aufgrund des erfindungsgemäßen Vorschlages, einen mehrgelenkigen Roboter für das Verwalten und Einlegen der werkzeuge vorzusehen, kann im Bereich der Robotersteuerung auf die hier zigtausendfach vorhandenen Anwendungsbeispiele zurückgegriffen werden, wobei der Roboter aufgrund seiner Beweglichkeit und der unterschiedlichen Dimensionierungen den unterschiedlichsten Anwendungsfällen optimal anpaßbar ist, wodurch eine sehr hohe Flexibilität bei verhältnismäßig geringen kostenmäßigen Aufwand für das Serienprodukt Roboter zu einem sehr günstigen Nutzen-/Kostenverhältnis führt.Due to the inventive proposal to provide a multi-joint robot for managing and inserting the tools, the tens of thousands of application examples that exist here can be used in the field of robot control, whereby the robot can be optimally adapted to the most diverse applications due to its mobility and the different dimensions, whereby a very high level of flexibility with relatively low cost for the series product robot leads to a very favorable benefit/cost ratio.
Die jetzt mit der Anmeldung und später eingereichten Ansprüche sind Versuche zur Formulierung ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Schutzes.The claims filed now with the application and subsequently are attempts to formulate without prejudice to achieve more extensive protection.
Die in den abhängigen Ansprüchen angeführten Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin. Jedoch sind diese nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.The references cited in the dependent claims indicate the further development of the subject matter of the main claim through the features of the respective subclaim. However, these are not to be understood as a waiver of the achievement of independent, objective protection for the features of the referenced subclaims.
Merkmale, die bislang nur in der Beschreibung offenbart wurden, können im Laufe des Verfahrens als von erfindungswesentlicher Bedeutung, zum Beispiel zur Abgrenzung vom Stand der Technik beansprucht werden.Features that have so far only been disclosed in the description can be claimed in the course of the procedure as being of essential importance to the invention, for example to distinguish it from the prior art.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29902127U DE29902127U1 (en) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | System for changing and inserting or presenting tools on machine tools |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE29902127U DE29902127U1 (en) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | System for changing and inserting or presenting tools on machine tools |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE29902127U1 true DE29902127U1 (en) | 2000-06-29 |
Family
ID=8069052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE29902127U Expired - Lifetime DE29902127U1 (en) | 1999-02-09 | 1999-02-09 | System for changing and inserting or presenting tools on machine tools |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE29902127U1 (en) |
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