DE3727450A1

DE3727450A1 - Method of performing several machining steps on workpieces and machining module system for carrying out the method

Info

Publication number: DE3727450A1
Application number: DE19873727450
Authority: DE
Inventors: Hubert Schulte; Ulrich Makowski
Original assignee: SCHULTE HUBERT SONDERMASCH
Current assignee: SCHULTE HUBERT SONDERMASCH
Priority date: 1987-08-18
Filing date: 1987-08-18
Publication date: 1989-03-02
Also published as: DE3727450C2

Abstract

With a method of performing several machining steps on workpieces, a solution is to be provided which makes possible the greatest possible productivity with optimum utilisation of the requisite machining equipment, in the course of which only a minimum number of operating and monitoring personnel is required to carry out the machining. This is achieved in that the machining modules (1) required for the machining steps desired in each case are selected from a multiplicity of machining modules (1) carrying out in each case at least one machining step and are connected in series in the appropriate sequence to form a system (14), each machining module (1a) being connected to the respectively adjacent machining module (1b) via a separate attachable feed device (3) for the workpiece (12), and the feed device (3) being driven by a central drive (15). <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausführung von mehreren Bearbeitungsschritten an Werkstücken sowie ein Be arbeitungsmodulsystem zur Durchführung des Verfahrens mit einer Mehrzahl von Bearbeitungsmodulen mit einem längsver fahrbaren Aufbautisch für mindestens ein Bearbeitungsge rät.The invention relates to a method for executing several processing steps on workpieces and a Be work module system for performing the method with a plurality of processing modules with a longitudinal ver Mobile build-up table for at least one processing unit advises.

Bearbeitungsmaschinen zur Bearbeitung von Werkstücken sind bekannt. Eine einzelne Bearbeitungsmaschine kann dabei im Normalfall nur einen Bearbeitungsschritt ausführen (z.B. spanende Fertigung, wie Drehen, Bohren usw., Umformverfah ren, wie Biegen oder Stanzarbeiten sowie Prüf- und Handar beiten usw.). Soll nun ein Werkstück, z.B. ein Profil, meh reren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritten unterzo gen werden, so muß das Werkstück nacheinander in verschie dene Bearbeitungsmaschinen eingebracht werden. Dabei entste hen zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten große Totzeiten, da nach jedem Bearbeitungsschritt in einer Bearbeitungsmaschine das Werkstück ausgespannt, entnommen, evtl. zwischengelagert, zur nächsten Bearbeitungsmaschine transportiert und dort eingespannt werden muß. Diese Tot zeiten führen dazu, daß die einzelnen Bearbeitungsmaschi nen nicht optimal ausgenutzt werden können, d.h., daß sich für jede Bearbeitungsmaschine mehr oder weniger lange, ko stenintensive Stillstandzeiten ergeben. Außerdem ist die Gesamtbearbeitungszeit für ein Werkstück durch den mehrfa chen Transport zwischen den Bearbeitungsschritten und durch evtl. Zwischenlagerungen unnötig lang. Zudem erfor dert jede einzelne Bearbeitungsmaschine eigenes Bedie nungs- bzw. Überwachungspersonal.Processing machines for machining workpieces are known. A single processing machine can Normally only carry out one processing step (e.g. machining, such as turning, drilling, etc., forming process such as bending or punching work as well as testing and handrails work etc.). If you now want a workpiece, e.g. a profile, meh subsequent successive processing steps conditions, the workpiece must be moved one after the other machine tools are introduced. This creates large between the individual processing steps Dead times, because after each processing step in one Processing machine the workpiece is clamped, removed, possibly temporarily stored, to the next processing machine transported and clamped there. This dead times lead to the individual processing machines can not be used optimally, i.e. that for each processing machine more or less long, ko result in intensive downtimes. Besides, that is Total machining time for a workpiece by the multiple Chen transport between the processing steps and due to possible intermediate storage unnecessarily long. In addition, each individual machine tool has its own operator or surveillance personnel.

Aufgabe der Erfindung ist deshalb die Schaffung einer Lö sung, welche bei der Bearbeitung von Werkstücken in mehre ren Bearbeitungsschritten eine größtmögliche Produktivität bei optimaler Ausnutzung der Bearbeitungsmodule ermög licht, wobei zur Durchführung der Bearbeitung möglichst we nig Bedienungs- bzw. Überwachungspersonal notwendig ist.The object of the invention is therefore to create a Lö solution, which is used for the machining of workpieces in several processing steps ensure maximum productivity possible with optimal utilization of the processing modules light, where possible to carry out the processing little operating or monitoring personnel is necessary.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs be zeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß aus ei ner Mehrzahl von jeweils mindestens einen Bearbeitungs schritt ausführenden Bearbeitungsmodulen die für die je weils gewünschten Bearbeitungsschritte erforderlichen Bear beitungsmodule ausgewählt und in der entsprechenden Reihen folge zu einem System hintereinander geschaltet werden, wo bei jedes Bearbeitungsmodul über eine eigene ankoppelbare Vorschubeinrichtung für das Werkstück mit dem jeweils be nachbarten Bearbeitungsmodul verbunden und die Vorschubein richtung durch einen Zentralantrieb angetrieben wird. This task is in a process of the beginning Drawn type solved according to the invention in that from egg ner plurality of at least one processing each step-executing processing modules for each Bear required processing steps required processing modules selected and in the appropriate rows follow one system in a row where for each processing module via its own connectable Feed device for the workpiece with the respective be adjacent processing module connected and the feed direction is driven by a central drive.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine besonders effektive Bearbeitung von Werkstücken in mehreren Bearbei tungsschritten. Dazu werden jeweils die mindestens einen Bearbeitungsschritt ausführende Bearbeitungsmodule, wie Zerspan- oder Umformmaschinen, aber auch Prüf- oder Sor tiergeräte, in entsprechender Reihenfolge zu einem Bear beitungsmodulsystem zusammengeschaltet. Ein Werkstück wird nun zunächst in das erste Bearbeitungsmodul eingebracht und gelangt nach Durchführung des ersten Bearbeitungs schrittes über die an jedem Bearbeitungsmodul vorgesehene Vorschubeinrichtung zum nächsten Bearbeitungsmodul usw. bis sich in jedem Bearbeitungsmodul Bereiche eines Werk stückes oder jeweils ein einzelnen Werkstück befinden(t). Dadurch sind alle Bearbeitungsmodule gleichzeitig voll aus gelastet, d.h. es entstehen praktisch keine Standzeiten für die Bearbeitungsmodule. Außerdem können an einem einzi gen Werkstück gleichzeitig mehrere Bearbeitungsschritte in verschiedenen Bearbeitungsmodulen durchgeführt werden.The method according to the invention enables a particularly effective machining of workpieces in several operations steps. For this, the at least one Processing step execution processing modules, such as Cutting or forming machines, but also testing or sor animal equipment, in the appropriate order for a bear processing module system interconnected. A workpiece becomes now introduced into the first processing module and arrives after performing the first edit step over that provided on each processing module Feed device to the next processing module etc. until there are areas of a plant in each processing module piece or a single workpiece (t). This means that all processing modules are fully off at the same time charged, i.e. there are practically no downtimes for the processing modules. In addition, one can several machining steps at the same time various processing modules can be carried out.

Die Erfindung sieht außerdem ein Bearbeitungsmodulsystem zur Durchführung des Verfahrens vor, das durch eine über die ganze Länge jedes Bearbeitungsmoduls sich erstreckende Vorschubeinrichtung für das Werkstück mit beidseitigen Kupplungshälften gekennzeichnet ist, die mit entsprechend ausgebildeten Kupplungshälften benachbarter Bearbeitungsmo dule kuppelbar sind. The invention also provides a processing module system to carry out the procedure before that through a extending the entire length of each processing module Feed device for the workpiece with both sides Coupling halves is marked with accordingly trained coupling halves of adjacent machining mo can be coupled.

Die einzelnen Bearbeitungsmodule sind über die jeweiligen Vorschubeinrichtungen miteinander kuppelbar. Es entsteht somit eine zentrale Vorschubeinrichtung des Gesamtsystems, so daß gewährleistet ist, daß das Werkstück oder die Werk stücke in allen Bearbeitungsmodulen mit dem gleichen Vor schub transportiert (wird) werden.The individual processing modules are about the respective Feed devices can be coupled together. It arises thus a central feed device of the overall system, so that it is ensured that the workpiece or the work pieces in all processing modules with the same prefix thrust will be transported.

Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß mit einer der beid seitigen Kupplungshälften der Vorschubeinrichtung eines endseitigen Bearbeitungsmoduls des jeweiligen Modulsystems ein Zentralantrieb kuppelbar ist. Der Zentralantrieb be wirkt über die miteinander gekuppelten einzelnen Vorschub einrichtungen jedes Bearbeitungsmoduls den Werkstückvor schub des Gesamtsystems.Furthermore, the invention provides that with one of the two side coupling halves of the feed device end processing module of the respective module system a central drive can be coupled. The central drive be acts via the coupled feed of each machining module the workpiece boost of the overall system.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist vorgesehen, daß jedes Bearbeitungsmodul mit einer speicherprogrammier baren Positioniersteuerung für mindestens eine Positionier einrichtung des Bearbeitungsgerätes versehen ist. Diese Ausgestaltung ist für entsprechend numerisch gesteuerte Be arbeitungsmodule besonders geeignet.In a particularly advantageous embodiment, that each processing module with a programmable memory positioning control for at least one positioning device of the processing device is provided. These Design is for corresponding numerically controlled loading work modules particularly suitable.

Schließlich sieht die Erfindung vor, daß die Steuerung je des Bearbeitumgsmoduls an einen Zentralrechner anschließ bar ist. Durch diesen Zentralrechner können somit sämtli che Bearbeitungsschritte in den einzelnen Bearbeitungsmodu len archiviert, überwacht und programmiert werden. Finally, the invention provides that the control ever of the processing module to a central computer is cash. Through this central computer, all processing steps in the individual processing modules len archived, monitored and programmed.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in schematischer Darstellung inThe invention is below with reference to the drawing explained in more detail, for example. This shows in a schematic Representation in

Fig. 1 ein zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver fahrens geeignetes Bearbeitungsmodul, in Fig. 1 a suitable for carrying out the processing method according to the invention, in

Fig. 2 ein Beispiel für ein Bearbeitungsmodulsystem und in Fig. 2 shows an example of a processing module system and in

Fig. 3 ein weiteres Beispiel für ein Bearbeitungsmodul system. Fig. 3 shows another example of a processing module system.

Wie in Fig. 1 dargestellt, weist ein Bearbeitungsmodul 1 eine Grundfläche 2 auf, die über ihre gesamte Länge mit ei ner Vorschubeinrichtung 3 ausgerüstet ist. Die Vorschubein richtung 3 ist endseitig mit Kupplungshälften 4 und 5 ver sehen. Außerdem befindet sich an der Vorschubeinrichtung 3 ein in einer in der Zeichnung nicht dargestellten Schlit tengleitführung verschiebbares Transportwerkzeug 6 mit ei nem Greifmittel 7. Weiterhin weist die Grundfläche 2 eine Positionierachse 8 und eine Führung 9 für einen längsver fahrbaren Aufbautisch 10 auf. Auf dem Aufbautisch 10 befin det sich ein Bearbeitungswerkzeug 11 für ein Werkstück 12. Der Aufbautisch 10 ist zusätzlich mit wenigstens einem Hal tewerkzeug 13 für das Werkstück 12 ausgerüstet. As shown in Fig. 1, a processing module 1 has a base 2 , which is equipped with egg ner feed device 3 over its entire length. The feed direction 3 is seen at the ends with coupling halves 4 and 5 ver. In addition, is located on the feed device 3 in a sliding tengleitführung not shown in the drawing transport tool 6 with egg nem gripping means. 7 Furthermore, the base 2 has a positioning axis 8 and a guide 9 for a longitudinally movable assembly table 10 . A processing tool 11 for a workpiece 12 is located on the assembly table 10 . The build-up table 10 is additionally equipped with at least one tool 13 for holding the workpiece 12 .

Zusätzlich kann das Bearbeitungsgerät 11 über weitere, in der Zeichnung nicht dargestellte Positioniereinrichtungen mit dem Aufbautisch verbunden sein, so daß das Bearbei tungsgerät 11 je nach Aufgabenstellung in mehrere Richtun gen verschiebbar ist. Die Positionierachse 8 und die Vor schubeinrichtung 3 sind vorteilhaft als Spindel ausge führt. Die Kupplungen 4 und 5 werden beispielsweise als Flansche ausgeführt. Das Greifmittel 7 ist vorteilhaft mit einer Schnellwechselkassette versehen.In addition, the processing apparatus 11 may has other, not shown in the drawing positioning means with the build table be connected, so that the machining processing unit 11 gene according to the task in plurality Richtun is displaceable. The positioning axis 8 and the thrust device 3 are advantageously leads out as a spindle. The couplings 4 and 5 are designed, for example, as flanges. The gripping means 7 is advantageously provided with a quick-change cassette.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, werden mehrere Bearbeitungsmo dule 1 durch Hintereinanderschalten in entsprechender Rei henfolge zu einem Bearbeitungsmodulsystem 14 zusammenge schaltet. Über die Kupplungen 4 und 5 werden die einzelnen Vorschubeinrichtungen 3 miteinander verbunden und über ei nen Zentralantrieb 15 angetrieben. Die Module 1 a, 1 b und 1 c sind so hintereinander geschaltet, daß die in jedem ein zelnen Modul ausführbaren Bearbeitungsschritte in geeigne ter Reihenfolge durchgeführt werden können. Dazu wird das Werkstück 12 zunächst in das erste Bearbeitungsmodul 1 a eingebracht. Das Werkstück 12 wird vom Greifmittel 7 des Transportwerkzeuges 6 gefaßt und durch die Vorschubeinrich tung 3 in eine Grundposition gebracht. In dieser Position verbleibt das Werkstück 12 und das Bearbeitungsgerät 11 fährt über die Positioniereinrichtung 8 an die zu bearbei tenden Stellen des Werkstückes 12 und beginnt nach Justie rung am Werkstück 12 durch die Haltewerkzeuge 13 mit der entsprechenden Bearbeitung. Ist die Bearbeitung im ersten Bearbeitungsmodul 1 a abgeschlossen, so wird das Werkstück 12 über den Zentralantrieb 15 und die Vorschubeinrichtung 3 in das nächste Bearbeitungsmodul 1 b transportiert. Bei langen Werkstücken 12, wie Profilen, befindet sich der vor dere Teil des Werkstückes 12 nun im Bearbeitungsmodul 1 b, wogegen z.B. der mittlere Teil in das Bearbeitungsmodul 1 a gelangt (zur Verdeutlichung ist in Fig. 2 ein durchgehen des Werkstück 12 gezeigt und in Fig. 3 sind mehrere, glei che Werkstücke 12 a dargestellt). Während nun die Bearbei tung im Bearbeitungsmodul 1 b beginnt, wird gleichzeitig im Bearbeitungsmodul 1 a ein Bearbeitungsschritt an einer nach folgenden Stelle des Werkstückes 12 ausgeführt. Nach Been digung dieses Arbeitsganges gelangt der vordere Teil des Werkstückes 12 in das letzte Bearbeitungsmodul 1 c, so daß sich nun der vordere Teil des Werkstückes 12 im Bearbei tungsmodul 1 c befindet, während der mittlere Teil in das Bearbeitungsmodul 1 b und der hintere Teil in das Bearbei tungsmodul 1 a gelangt. Wiederum können nun an unterschied lichen Stellen des Werkstückes 12 in den einzelnen Bearbei tungsmodulen 1 a bis 1 c gleichzeitig unterschiedlich Bear beitungsschritte ausgeführt werden. Das in Fig. 2 darge stellte Bearbeitungsmodulsystem beinhaltet beispielsweise im Bearbeitungsmodul 1 a ein Stanzwerkzeug 11 a, im Modul 1 b eine Gewindeschneidmaschine 11 b und im Modul 1 c ein Säge werkzeug 11 c. As can be seen from FIG. 2, a plurality of processing modules 1 are switched together by connecting them in series to a processing module system 14 . Via the couplings 4 and 5 , the individual feed devices 3 are connected to one another and driven via a central drive 15 . The modules 1 a , 1 b and 1 c are connected in series so that the processing steps that can be carried out in each individual module can be carried out in a suitable sequence. For this purpose, the workpiece 12 is first introduced into the first processing module 1 a . The workpiece 12 is gripped by the gripping means 7 of the transport tool 6 and brought into a basic position by the feed device 3 . In this position, the workpiece 12 remains and the processing device 11 travels via the positioning device 8 to the points of the workpiece 12 to be machined and begins after adjustment on the workpiece 12 by the holding tools 13 with the corresponding machining. If the processing in the first processing module 1 a is completed, the workpiece 12 is transported to the next processing module 1 b via the central drive 15 and the feed device 3 . When long pieces 12 as profiles, is the 12 now b before wider part of the workpiece in the processing module 1, for example, whereas the middle part in the processing module 1 a passes (for clarity in Fig. 2 a pass through the workpiece 12 and in Fig. 3 are several, gl che surface workpieces 12 a ). While the processing in processing module 1 b now begins, a processing step is simultaneously carried out in processing module 1 a at a subsequent position of workpiece 12 . After completion of this operation, the front part of the workpiece 12 comes into the last processing module 1 c , so that the front part of the workpiece 12 is now in the processing module 1 c , while the middle part in the processing module 1 b and the rear part in the processing module 1 a arrives. Again, different machining operations can now be carried out at different locations on the workpiece 12 in the individual machining modules 1 a to 1 c . This represented in Fig. 2 Darge processing module system includes, for example, in the processing module 1 a a punching tool 11 a, b in module 1, a threading machine 11 b and c in the module 1 a saw tool 11 c.

Genauso gut ist es möglich, daß statt eines besonders lan gen, sich über die gesamte Länge des Bearbeitungsmodul systems 14 erstreckenden Werkstückes 12 eine Mehrzahl von einzelne gleichgearteten oder unterschiedlichen Werk stücken 12 a in das Bearbeitungsmodulsystem 14 eingebracht werden, wie Fig. 3 zeigt. Dann befindet sich in jedem Bear beitungsmodul 1 d bis 1 h jeweils ein Werkstück 12 a, das der Reihe nach die Bearbeitungsmodule 1 d bis 1 h durchläuft und somit allen Bearbeitungsschritten unterzogen wird, wobei aber jederzeit in allen Bearbeitungsmodulen 1 d bis 1 h gleichzeitig Bearbeitungsgänge an mehreren Werkstücken 12 a ausgeführt werden.It is just as well possible that instead of a particularly long gene, extending over the entire length of the processing module system 14 workpiece 12, a plurality of individual identical or different work pieces 12 a are introduced into the processing module system 14 , as shown in FIG. 3. Is then in each Bear beitungsmodul 1 d to 1 h respectively, a workpiece 12 a, the d sequentially, the processing modules 1 to 1 passes through h and is thus subjected to all processing steps, but at any time d in all the processing modules 1 to 1 h at the same machining operations be carried out on several workpieces 12 a .

Wie aus Fig. 3 ersichtlich, ist das Bearbeitungsmodul system 14 gemäß Fig. 2 in ein erweitertes Bearbeitungsmo dulsystem 14 a je nach Aufgabenstellung ohne Schwierigkei ten umrüstbar. Sollen beispielsweise neue aufeinanderfol gende Bearbeitungsschritte ausgeführt werden, so können die einzelnen Bearbeitungsmodule ausgewechselt werden und in anderer Reihenfolge zusammengestellt bzw. mit neuen Mo dulen 1 ergänzt werden. Im Bearbeitungsmodulsystem 14 a ist beispielsweise die folgende Zusammenstellung von Bearbei tungsmodulen 1 vorgesehen: Das Bearbeitungsmodul 1 d ist mit einem Bohrwerkzeug 11 d, Modul 1 e mit einer Gewinde schneidmaschine 11 e, Modul 1 f mit einer Stanze 11 f, Modul 1 g mit einer Säge 11 g und Modul 1 h mit einer Fräse 11 h aus gerüstet. Die einzelnen Werkstücke 12 a werden nacheinander durch das Bearbeitungsmodulsystem 14 a geführt und alle nacheinander bearbeitet. Dadurch findet in allen Modulen 1 d bis 1 h gleichzeitig eine Bearbeitung statt.As can be seen from FIG. 3, the processing module system 14 according to FIG. 2 can be converted into an expanded processing module system 14 a depending on the task without difficulty. If, for example, new successive processing steps are to be carried out, the individual processing modules can be exchanged and put together in a different order or supplemented with new modules 1 . In the processing module system 14 a , for example, the following compilation of processing modules 1 is provided: The processing module 1 d is with a drilling tool 11 d , module 1 e with a threading machine 11 e , module 1 f with a punch 11 f , module 1 g with a Saw 11 g and module 1 h equipped with a milling machine 11 h . The individual workpieces 12 a are passed one after the other through the processing module system 14 a and are all processed one after the other. This means that processing takes place simultaneously in all modules 1 d to 1 h .

Besonders vorteilhaft ist jede Positioniereinrichtung 8 der Module 1 mit einer speicherprogrammierten Positionier steuerung ausgerüstet. Außerdem kann jedes Bearbeitungsmo dul und der Zentralantrieb 15 zur Archivierung, Progammie rung und Betriebsdatenerfassung an einen Zentralrechner an geschlossen sein.Each positioning device 8 of the modules 1 is particularly advantageously equipped with a memory-programmed positioning control. In addition, each processing module and the central drive 15 can be connected to a central computer for archiving, programming and operational data acquisition.

Die einzelnen Bearbeitungsmodule können außerhalb der Fer tigungslinie des Bearbeitungsmodulsystems für andere Werk stücke umgerüstet und anschließend sofort in das Bearbei tungsmodulsystem integriert werden. Dadurch entstehen durch Umrüstarbeiten im Gegensatz zu herkömmlichen Bearbei tungmaschinen praktisch keine Totzeiten.The individual processing modules can be outside the remote line of processing module system for other plant pieces converted and then immediately into processing tion module system can be integrated. This creates through retrofitting in contrast to conventional machining machine practically no dead times.

Neben den in der Zeichnung dargestellten Bearbeitungsgerä ten 11 (spanende bzw. umformende Werkzeuge) können auch an dere Bearbeitungsgeräte vorgesehen sein. Hier seien Hand lings-, Palettier-, Sortier-, Prüf- und Handarbeitsgeräte usw. genannt.In addition to the processing devices 11 shown in the drawing (cutting or forming tools), other processing devices can also be provided. Here are handling, palletizing, sorting, testing and hand tools etc. mentioned.

Claims

1. A method for performing a plurality of machining steps on workpieces, characterized in that from a plurality of at least one machining processing step executing machining modules ( 1 ), the machining modules required for the respectively desired machining steps ( 1 ) are selected and in the appropriate order a system ( 14 ) are connected one behind the other, with each processing module ( 1 a ) being connected via its own connectable feed device ( 3 ) for the workpiece ( 12 ) to the adjacent processing module ( 1 b ) and the feed device ( 3 ) being connected by a Central drive ( 15 ) is driven.

2. Processing module system for performing the method according to claim 1 with a plurality of processing modules with a longitudinally movable mounting table for at least one processing device, characterized by an over the entire length of each processing module ( 1 ) extending feed device ( 3 ) for the workpiece ( 12 ) with Coupling halves ( 4 , 5 ) on both sides, which can be coupled to correspondingly designed coupling halves adjacent ( 4, 5 ) processing modules ( 1 ).

3. Processing module system according to claim 2, characterized in that with one of the two-sided coupling halves ( 4 or 5 ) of the feed device ( 3 ) of an end processing module ( 1 ) of the respective module system ( 14 ) a central drive ( 15 ) can be coupled.

4. Processing module system according to claim 2 or one of the following, characterized in that each processing module ( 1 ) is provided with a programmable positioning control for at least one positioning device ( 8 ) of the processing device ( 11 ).

5. Processing module system according to claim 4, characterized in that the control of each processing module ( 1 ) can be connected to a central computer.