EP2755798A2

EP2755798A2 - Werkzeugmaschine zum bearbeiten eines werkstücks, mit einer solchen werkzeugmaschine ausgestattete fertigungslinie und verfahren zum betrieb einer derartigen fertigungslinie

Info

Publication number: EP2755798A2
Application number: EP12773239.4A
Authority: EP
Inventors: Josef Preis
Original assignee: Buderus Schleiftechnik GmbH
Current assignee: Buderus Schleiftechnik GmbH
Priority date: 2011-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-07-23
Also published as: DE202011107126U1; DE102011053538A1; WO2013037808A3; US20150174718A1; WO2013037808A2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks (W,W1-W5), wobei die Werkzeugmaschine (A1 - A5) eine Bearbeitungszelle (1) mit einer Bearbeitungseinrichtung (4) zum Bearbeiten des jeweiligen Werkstücks (W,W1-W5) und einer Übergabestelle (US1) zum Übergeben eines zu bearbeitenden Werkstücks (W,W1-W5) an die Bearbeitungseinrichtung (4) oder zum Ausgeben eines fertig bearbeiteten Werkstücks (W,W1-W5) von der Bearbeitungseinrichtung (4) umfasst. Um bei einer solchen Maschine beim Einsatz in einer Fertigungslinie eine hohe Flexibilität zu ermöglichen, weist die Werkzeugmaschine (A1 - A5) erfindungsgemäß als integralen Bestandteil zusätzlich eine Fördereinrichtung (12) auf, die ein ihr übergebenes Werkstück (W,W1-W5) unter Umgehung der Bearbeitungseinrichtung (4) zwischen mindestens zwei Übernahmepositionen (UP1,UP2) transportiert. Ebenso betrifft die Erfindung eine mit einer erfindungsgemäßen Maschine ausgestattete Fertigungslinie, bei der eine optimierte Flexibilität gewährleistet ist und die leicht gewartet werden kann. Schließlich betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zum Betrieb einer erfindungsgemäßen Fertigungslinie.

Description

Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks , mit einer solchen Werkzeugmaschine ausgestattete Fertigungslinie und Verfahren zum Betrieb einer derartigen

Fertigungslinie

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum

Bearbeiten eines Werkstücks, wobei die Werkzeugmaschine eine Bearbeitungszelle mit einer Bearbeitungseinrichtung zum Bearbeiten des jeweiligen Werkstücks und einer

Übergabestelle zum Übergeben eines zu bearbeitenden

Werkstücks an die Bearbeitungseinrichtung oder zum

Ausgeben eines fertig bearbeiteten Werkstücks von der Bearbeitungseinrichtung umfasst. Ebenso betrifft die

Erfindung eine mit mindestens einer solchen

Werkzeugmaschine ausgestattete Fertigungslinie und ein Verfahren zu deren Betrieb.

Für die Großserienproduktion von komplex geformten

Bauteilen durchläuft das jeweilige Werkstück in der Regel eine größere Zahl von Werkzeugmaschinen, in denen jeweils ein bestimmter Bearbeitungsschritt an dem Werkstück vorgenommen wird. In der Praxis werden die

Werkzeugmaschinen zu diesem Zweck zu so genannten

"Fertigungslinien" zusammengefasst , die in der Fachsprache auch als "Fertigungsstraßen" bezeichnet werden. Die in die Fertigungslinie eingespeisten Werkstücke durchlaufen in einer bestimmten Förderrichtung die in Linie hintereinander angeordneten Werkzeugmaschinen der Fertigungslinie. Die Einspeisung der Werkstücke in die Fertigungslinie erfolgt dabei in der Regel über einen automatischen Werkstückförderer oder aus einem

Werkstückvorrat .

Bei solchen Werkstückförderern handelt es sich in der Regel um Transportbänder oder -ketten, die die Werkstücke entlang der Werkzeugmaschinen transportieren und über die die Werkzeugmaschinen einer Fertigungslinie miteinander dem jeweiligen Fertigungsablauf entsprechend verkettet sind. Von dem Werkstückförderer werden die zu

bearbeitenden Werkstücke an der jeweiligen Station

abgenommen und auf nach abgeschlossener Bearbeitung wieder zurückgelegt .

Bei einem Werkstückspeicher handelt es sich dagegen in der Regel um einen stationär Behälter, in dem die zu

bearbeitenden Werkstücke bereitgehalten bzw. die fertig bearbeiteten Werkstücke abgelegt werden können.

Vergleichbare Werkstückbevorratungs- und -einspeisesysteme sind auch von einzeln stehenden Werkzeugmaschinen bekannt, bei denen die Werkstücke in bestimmten Vorsortierungen beispielsweise in Körben an einer bestimmten

Übergabeposition der Werkzeugmaschine angeordnet und von dort Stück für Stück in die Werkzeugmaschine übernommen werden, in der dann die jeweilige Bearbeitung durchgeführt wird. Die Übergabe des jeweils fertig bearbeiteten

Werkstücks erfolgt in entsprechender Weise. Ein typisches Beispiel für den Einsatz einer

Fertigungslinie der hier in Rede stehenden Art ist die Herstellung von Getriebeteilen für Kraftfahrzeuge. An derartigen Werkstücken müssen auf dem Weg vom Rohteil bis zum fertigen Getriebeteil jeweils eine Vielzahl von spanabhebenden Bearbeitungen, wie beispielsweise Fräs-, Bohr-, Dreh-, Schleif- und Honbearbeitungen absolviert werden. Indem diese Bearbeitungsvorgänge einzelnen in einer optimierten Reihenfolge durchlaufenen und auf den jeweiligen Arbeitsgang spezialisierten Werkzeugmaschinen der Fertigungslinie zugewiesen werden, lassen sich

innerhalb minimierter Durchlaufzeiten optimierte

Arbeitsergebnisse in großer Stückzahl erzielen.

Die hohe Spezialisierung von Fertigungslinien der

voranstehend erläuterten Art bringt eine geringe

Flexibilität solcher Produktionssysteme mit sich. So lassen sich die in der Fertigungslinie jeweils

absolvierten Bearbeitungsvorgänge nur mit großem Aufwand an neue Arbeitsablauf-Vorgaben anpassen. Dies gilt insbesondere für solche Systeme, bei denen die Einspeisung und Übergabe der Werkstücke über eine

Automatisierungszelle erfolgt. Darüber hinaus ergeben sich insbesondere bei Systemen, bei denen der

Werkstücktransport zwischen den Werkzeugmaschinen über einen gemeinsam genutzten, selbstständig betriebenen Werkstückförderer erfolgt, ein hoher Wartungsaufwand und räumliche Verhältnisse, die einen beispielsweise durch einen Defekt erforderlich werdenden Austausch einzelner Werkzeugmaschinen erschweren. Vor dem Hintergrund des voranstehend erläuterten Standes der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung darin, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die bei einem Einsatz in einer Fertigungslinie der voranstehend erläuterten Art eine hohe Flexibilität ermöglicht, gleichzeitig aber auch als Einzelmaschine betreibbar ist. Darüber hinaus sollte eine Fertigungslinie geschaffen werden, bei der auf einfache Weise eine optimierte Flexibilität gewährleistet ist und die leicht gewartet werden kann. Ebenso sollte ein Verfahren zum Betrieb einer entsprechenden Fertigungslinie angegeben werden.

In Bezug auf die Werkzeugmaschine wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine solche

Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 1 ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäße Lösung der voranstehend genannten Aufgabe in Bezug auf die Fertigungslinie besteht darin, dass in einer solchen Fertigungslinie mindestens eine erfindungsgernäße Vorrichtung vorhanden ist.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer

erfindungsgemäßen Fertigungslinie umfasst die in Anspruch 15 angegebenen Arbeitsschritte.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend wie der allgemeine Erfindungsgedanke im Einzelnen erläutert.

Eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks umfasst dementsprechend in

Übereinstimmung mit dem eingangs angegebenen Stand der Technik eine Bearbeitungszelle, wobei diese Bearbeitungszelle eine Bearbeitungseinrichtung zum

Bearbeiten des jeweiligen Werkstücks und eine

Übergabestelle zum Übergeben eines zu bearbeitenden

Werkstücks an die Bearbeitungseinrichtung oder zum

Ausgeben eines fertig bearbeiteten Werkstücks von der Bearbeitungseinrichtung aufweist. Erfindungsgemäß umfasst die Werkzeugmaschine nun zusätzlich als integralen

Bestandteil eine Fördereinrichtung, die ein ihr

übergebenes Werkstück unter Umgehung der

Bearbeitungseinrichtung zwischen mindestens zwei

Übernahmepositionen transportiert .

Die in einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine

vorgesehene Fördereinrichtung bildet einen Bypass, über den die Werkstücke um den Arbeitsbereich der

Bearbeitungseinrichtung der jeweiligen Werkzeugmaschine herum geschleust werden können. Wenn eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine als Teil einer Fertigungslinie eingesetzt wird, in der mehrere in erfindungsgemäßer Weise

konzipierte Werkzeugmaschinen miteinander verkoppelt sind, kann eine einzelne Werkzeugmaschine somit dadurch umgangen werden, dass das Werkstück durch die jeweilige

Fördereinrichtung der betreffenden Werkzeugmaschine zur nächsten Werkzeugmaschine der Fertigungslinie geleitet wird .

Entscheidend hierfür ist, dass die Fördereinrichtung integraler Bestandteil der erfindungsgemäßen

Werkzeugmaschine ist. D. h., die Fördereinrichtung ist sowohl baulich als auch funktionell unmittelbar mit der Werkzeugmaschine verkoppelt. Die Fördereinrichtung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine stellt als solches keine separate, unabhängig von der Werkzeugmaschine betreibbare Baueinheit dar, sondern ergänzt bei einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine als wesentlicher

Funktionsbestandteil deren Arbeitsweise grundsätzlich.

So kann ein in der Bearbeitungszelle einer

erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine fertig bearbeitetes Werkstück aufgrund der erfindungsgemäß vorgesehenen

Fördereinrichtung von der jeweiligen Werkzeugmaschine selbst zur nächsten Bearbeitungsstation transportiert werden. Genauso kann die Fördereinrichtung einer

erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine dazu genutzt werden, ein Werkstück, das zuvor in einer anderen Maschine

bearbeitet worden ist, von dieser Maschine

heranzutransportieren, um es dann in der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine weiterzubearbeiten .

Das Werkstück muss hierzu weder aus der Fertigungslinie ausgeschleust werden, noch muss der Werkstückfluss

innerhalb der Fertigungslinie verändert werden.

Stattdessen kann in Fällen, in denen an bestimmten

Werkstücken eine Bearbeitung stattfinden soll und an anderen nicht, die Werkstücke anschließend aber wieder zusammengeführt werden sollen, der über die

Fördereinrichtung erfolgende Transport der Werkstücke im gleichen Takt erfolgen, wie eine Bearbeitung innerhalb der Werkzeugmaschine. Ebenso ist es möglich, mehrere für dieselbe Bearbeitung vorgesehene erfindungsgemäße

Werkzeugmaschinen miteinander zu verkoppeln, in denen parallel zueinander Werkstücke gleichartig bearbeitet werden. Ist in diesem Fall eine Werkzeugmaschine besetzt, so kann das jeweils zu bearbeitende Werkstück zur nächsten Werkzeugmaschine gefördert werden.

Anders als bei Fertigungslinien, bei denen die Werkstücke über einen separaten, autark arbeitenden Werkstückförderer in einer einmal festgelegten und dann unveränderlichen Förderrichtung von Arbeitsstation zu Arbeitsstation gebracht werden, erlaubt es die erfindungsgemäß der jeweiligen Werkzeugmaschine selbst zugeordnete

Fördereinrichtung, die Richtung, mit der die Werkstücke von der Fördereinrichtung durch die betreffende

Werkzeugmaschine gefördert werden, jeweils individuell und unabhängig von einer festen Vorgabe zu wählen. So kann bei einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine die

Fördereinrichtung in gleicher Weise dazu genutzt werden, Werkstücke aus der Werkzeugmaschine hinaus oder Werkstücke in die Werkzeugmaschine hinein zu fördern. Auf diese Weise können mit Hilfe von erfindungsgemäßen Werkzeugmaschinen in einer Fertigungslinie ohne großen Aufwand

unterschiedlichste Fertigungsabläufe realisiert werden, zu denen bei konventionellen, jeweils nur auf eine

Förderrichtung festgelegten Fertigungslinien jeweils größere Umstellungen der Reihenfolge der

Bearbeitungsmaschinen und entsprechend große Umbauarbeiten erforderlich wären.

Im Ergebnis kann mit einer erfindungsgemäßen

Werkzeugmaschine und in einer erfindungsgemäß

ausgestatteten Fertigungslinie somit nicht nur die

Gesamtbearbeitungszeit deutlich reduziert, sondern auch die Flexibilität und damit einhergehend die Vielfältigkeit ihrer möglichen Nutzungen ebenso deutlich gesteigert werden .

Ein weiter wichtiger Vorteil einer in erfindungsgemäßer Weise mit einer Fördereinrichtung versehenen, als

Baueinheit selbstständigen Werkzeugmaschine besteht darin, dass eine solche Maschine als solche problemlos in eine Fertigungslinie eingebunden werden kann. Ebenso kann sie jedoch auch als einzeln stehende Maschine betrieben werden. Eine erfindungsgemäß ausgestaltete

Werkzeugmaschine ist deshalb in hohem Maße flexibel einsetzbar .

Diese Flexibilität erweist sich insbesondere dann als vorteilhaft, wenn in einer erfindungsgemäßen

Fertigungslinie eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zu Wartungszwecken ausgetauscht werden muss. So lässt sich eine solche Werkzeugmaschine ohne Weiteres durch eine andere gleichartige Maschine ersetzen. Weil die

erfindungsgemäßen Maschinen mit ihren Fördereinrichtungen jeweils kompakt zusammenhängende Baueinheiten bilden, muss hierzu lediglich die zu wartende Maschine aus der

Fertigungslinie herausgelöst und durch eine gleichartige Maschine ersetzt werden. Letztere kann beispielsweise zuvor an anderer Stelle im Alleinbetrieb gelaufen sein. Aufwändiger Umbaumaßnahmen bedarf für einen solchen

Austausch nicht, da die erfindungsgemäß vorgesehene

Fördereinrichtung in eine im Stand-Alone-Betrieb

betriebene Werkzeugmaschine selbst dann integriert ist, wenn sie in dieser Betriebsart nicht benutzt wird. Die bei einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine

vorgesehene Fördereinrichtung ist so ausgebildet, dass sie die Werkstücke über eine vorgegebene Förderstrecke von der einen zur anderen Übernahmeposition fördert.

Optimalerweise ist die Fördereinrichtung dabei in der Lage, die Förderrichtung zu wechseln. Derartige

Transorteinrichtungen sind in der Fachsprache auch als "Shuttle-Einrichtungen" bekannt. Sie erlauben es, die jeweils zu transportierenden Werkstücke auf direktem Wege und ohne die Notwendigkeit aufwändiger Umsetzoperationen von der einen zur anderen Übernahmeposition der

Fördereinrichtung durch die Werkzeugmaschine zu fördern. Die Fördereinrichtung kann hierzu in bekannter Weise als elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch angetriebener Linearförderer ausgebildet sein. Alternativ kann die

Fördereinrichtung auch als endloses Förderband oder endlose Förderkette ausgebildet sein, deren Förderrichtung durch Einsatz entsprechender Antriebe schnell gewechselt werden kann.

Eine optimal einfache Ausgestaltung einer bei einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine vorgesehenen

Fördereinrichtung ergibt sich dann, wenn die

Fördereinrichtung ihr zugeteilte Werkstücke linear, d.h. gradlinig, von einer auf der einen Seite der

Bearbeitungszelle angeordneten Übernahmeposition zu einer auf der gegenüberliegenden Seite der Bearbeitungszelle angeordneten Übernahmeposition transportiert. Jedoch sind auch alle anderen Gestaltungen von Transportwegen denkbar. So kann es beispielsweise bei über Eck stehenden

Werkzeugmaschinen zweckmäßig sein, die Werkstücke von der einen Werkzeugmaschine mittels deren Fördereinrichtung - -

über eine Förderstrecke zur nächsten Werkzeugmaschine zu führen, die in einer entsprechend gekrümmten Kurve

verläuft .

Die erfindungsgemäß vorgesehene Fördereinrichtung kann als Anbauteil an das Maschinengehäuse angekoppelt werden. Eine besonders kompakte, platzsparende Variante der Erfindung ergibt sich dann, wenn die Förderstrecke der

Fördereinrichtung innerhalb der quaderförmigen Umhüllenden der Bearbeitungs zelle geführt wird, also so angebracht wird, dass sie die Grundabmessungen der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine gegenüber einer konventionellen

Bearbeitungszelle nicht erweitert. Hierzu kann die

Förderstrecke der Fördereinrichtung durch das

Maschinenbett oder das Maschinengestell der

Bearbeitungszelle verlaufen. Als Maschinenbett ist dabei der untere, dem Boden zugeordnete Abschnitt der

Bearbeitungszelle einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine zu verstehen, das in der Regel aus massivem Material, wie Eisenguss oder Granit, geformt ist, und auf dem die

Aufbauteile, wie beispielsweise die Führungen und die Antriebe für die Bearbeitungseinrichtung sowie die

Spänewanne und die für die Energieversorgung und Steuerung benötigten Bauelemente der Bearbeitungs zelle montiert sind. Mit "Maschinengestell" sind dagegen die Bauteile gemeint, die zum Abstützen der Bearbeitungseinrichtung und ihrer Führungen sowie Antriebe am Maschinenbett gemeint sind. "Maschinengehäuse" ist das Gehäuse, welches in der Regel das Maschinengestell und alle Funktionsteile sowie gegebenenfalls auch das Maschinenbett der

Bearbeitungs zelle umgibt. Die quaderförmige "Umhüllende" der Bearbeitungszelle ist der kleinste gedachte Quader, der die Bearbeitungszelle vollständig aufnimmt.

Die Einbindung in eine Fertigungslinie, in der der

erkstückfluss einer linearen Förderrichtung folgt bzw. in der die miteinander verkoppelten Werkzeugmaschinen in Reihe stehend angeordnet sind, kann dadurch vereinfacht werden, dass die Übergabestelle und eine Übernahmeposition der Fördereinrichtung gemeinsam an einer Seite der

Bearbeitungszelle vorgesehen sind. Bei dieser

Ausgestaltung sind die Übergabestelle und die betreffende Übernahmeposition so angeordnet, dass durch eine geeignete Greifereinrichtung zu bearbeitende oder fertig bearbeitete Werkstücke auf einfache Weise zwischen der Übergabestelle der Bearbeitungszelle und der Übernahmeposition der

Fördereinrichtung hin- und herbewegt werden können. Diese Möglichkeit wirkt sich insbesondere dann vorteilhaft aus, wenn die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine in einer

Fertigungslinie eingebunden ist, in der die Zuteilung der Werkstücke über eine so genannte Automationszelle in Abhängigkeit von einem vorgegebenen Fertigungsprogramm erfolgt .

Auch in Bezug auf die Erfindung besteht eine für die Praxis besonders wichtige Ausgestaltung der Erfindung darin, dass eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine eine Automations zelle umfasst, die dazu vorgesehen ist, in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Steuereinrichtung Werkstücke aufzunehmen, a) die in einem Werkstückvorrat der Werkzeugmaschine, b) an der Übergabestelle der Bearbeitungszelle der

Werkzeugmaschine, c) an einer der Übernahmepositionen der Fördereinrichtung der Werkzeugmaschine oder

d) an einer sich von den Übernahmepositionen ihrer

Fördereinrichtung unterscheidenden anderen

Übernahmeposition der Werkzeugmaschine

bereitstehen, und sie der Bearbeitungseinrichtung der Bearbeitungszelle oder der Fördereinrichtung der

Werkzeugmaschine zuteilen.

Die bei der voranstehend genannten Ausgestaltung

vorgesehene Automatisierungszelle übernimmt die

automatische Zuteilung der zu ihr gelangenden Werkstücke in Abhängigkeit davon, ob das jeweilige Werkstück in der mit ihr verkoppelten, anschließend zu durchlaufenden

Werkzeugmaschine einer Bearbeitung unterzogen werden soll oder nicht. Die Automationszelle ist zu diesem Zweck in der Lage, zu ihr gelangende Werkstücke entsprechend dem jeweils vorgesehenen Fertigungsablauf an die ihr

zugeordnete Bearbeitungszelle, den ihr zugeordneten

Werkstückvorrat, die ihr zugeordnete Fördereinrichtungen der jeweiligen Werkzeugmaschine oder eine weitere

Fördereinrichtung zu verteilen, die der Automationszelle zusätzlich zugeordnet ist. Bei der ersten der genannten Fördereinrichtungen handelt es sich um die

Fördereinrichtung der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, zu der auch die jeweilige Automationszelle gehört. Bei der zweiten zugeordneten Fördereinrichtung kann es sich um die Fördereinrichtung einer zweiten in erfindungsgemäßer Weise ausgebildeten Werkzeugmaschine handeln, in der die

Werkstücke einer vor- oder nachgelagerten Bearbeitung unterzogen werden oder durch die Werkstücke jeweils nur hindurch gefördert werden, ohne bearbeitet zu werden.

Mit der Automations zelle einer erfindungsgemäßen

Werkzeugmaschine können somit

- Werkstücke, die in einem Werkstückvorrat vorgehalten werden, in den Fertigungsablauf eingespeist werden, indem die Automationszelle die betreffenden Werkstücke der Bearbeitungs zelle oder der Fördereinrichtung der jeweiligen Werkzeugmaschine bzw. der Fördereinrichtung der zweiten erfindungsgemäßen, mit der jeweiligen

Automationszelle ebenfalls verkoppelten Werkzeugmaschine zugeteilt werden,

- Werkstücke, die von der Fördereinrichtung der zweiten erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine zu deren der

jeweiligen Automationszelle zugeordneten Übernahmestelle gelangen, der Bearbeitungszelle oder der Förderstrecke der Werkzeugmaschine, zu der auch die Automationszelle gehört, zugeteilt werden, oder

- Werkstücke, die fertig bearbeitet sind, aus dem

Fertigungsablauf genommen werden, indem die

Automationszelle die Werkstücke im ihr zugeordneten Werkstückvorrat ablegt.

Eine Fertigungslinie, die mindestens zwei in

erfindungsgemäßer Weise eine Bearbeitungszelle, eine Fördereinrichtung und eine Äutomationszelle umfassende Werkzeugmaschinen aufweist, erlaubt daher in optimal flexibler Weise den Betrieb gemäß folgender

Verfahrensschritte : - Übernehmen eines Werkstücks, das im Werkstückvorrat einer der Werkzeugmaschinen, an der Übergabestelle der Bearbeitungszelle der betreffenden Werkzeugmaschine, an der der Automationszelle der betreffenden

Werkzeugmaschine zugeordneten Übernahmepositionen der Fördereinrichtung der betreffenden Werkzeugmaschine oder an der der betreffenden Werkzeugmaschine zugeordneten Übernahmeposition der Fördereinrichtung derjenigen

Werkzeugmaschine bereitsteht, die nächstbenachbart zu der Automationszelle der betreffenden Werkzeugmaschine angeordnet ist, und

- Zuteilen des jeweils von der Automationszelle

übernommenen Werkstücks an die Bearbeitungseinrichtung der Bearbeitungszelle der betreffenden Werkzeugmaschine, an die Fördereinrichtung der betreffenden

Werkzeugmaschine, an den Werkstückvorrat der

betreffenden Werkzeugmaschine oder an die

Fördereinrichtung derjenigen Werkzeugmaschine, die nächstbenachbart zu der Automationszelle der

betreffenden Werkzeugmaschine angeordnet ist.

Um eine optimale Modularität zu gewährleisten, kann die Automatisierungszelle, die der Bearbeitungszelle der jeweiligen erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine beigestellt wird, eine baulich selbstständige Baueinheit bilden und lösbar mit der Bearbeitungszelle verbunden sein. Dies erlaubt es, die Automationszelle für eine Wartung oder Reparatur von der Bearbeitungszelle zu lösen, ohne dass dazu aufwändige Umbauarbeiten erforderlich sind. Selbstverständlich schließt diese Möglichkeit es nicht aus, die Funktion der Automatisierungszelle alternativ in die Werkzeugmaschine zu integrieren.

Im Fall, dass die Übergabestelle der Bearbeitungszelle und die ihr zugeordnete Übernahmestelle der Fördereinrichtung gemeinsam an einer Seite der Bearbeitungszelle angeordnet sind, ergibt sich eine besonders kompakte und vom

Bewegungsablauf der Automationszelle optimierte

Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine dadurch, dass die Automationszelle an die mit der

Übergabestelle der Bearbeitungs zelle und der

Übernahmeposition der Fördereinrichtung versehene Seite der Bearbeitungszelle angekoppelt ist.

Um die Zuteilung der Werkstücke in der jeweils

vorgegebenen Weise vornehmen zu können, kann die

Automationszelle eine nach Art eines Roboterarms

ausgebildete Greifeinrichtung zum Erfassen und Zuteilen des jeweils bereitgestellten Werkstücks umfassen, die motorisch angetrieben in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Steuereinrichtung in mindestens zwei Freiheitsgraden frei verstellbar ist.

Als Werkstückvorrat einer erfindungsgemäßen

Werkzeugmaschine können konventionelle Behältersysteme, wie Korb- oder Palettenstapel, dienen, in denen die zu bearbeitenden Werkstücke beispielsweise vorsortiert bereitliegen bzw. in einer geordneten Reihenfolge abgelegt werden. Dabei können die Behälter manuell oder automatisch in die jeweilige Übergabeposition gebracht werden. Ebenso kann als Werkstückvorrat ein konventioneller, von der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine unabhängiger

Werkstückförderer dienen, der in einer größeren

Fertigungsanlage die dort miteinander verkoppelten

einzelnen Werkzeugmaschinen oder Fertigungslinien in einem kontinuierlichen Ablauf mit Werkstücken versorgt.

Grundsätzlich lassen sich in einer erfindungsgemäßen

Werkzeugmaschine sämtliche Bearbeitungen von Werkstücken durchführen, die üblicherweise in Bearbeitungs Zentren oder Einzelbearbeitungsmaschinen durchgeführt werden.

Typischerweise ist dabei die Bearbeitungseinrichtung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine für eine spanabhebende Bearbeitung des in ihrem Arbeitsbereich jeweils

positionierten Werkstücks vorgesehen.

Eine platzsparende und gleichzeitig einfache Möglichkeit der Übergabe von Werkstücken an die Bearbeitungszelle einer erfindungsgeraäßen Werkzeugmaschine besteht darin, dass die Übergabestelle der Bearbeitungszelle an einem um eine Achse schwenkbaren Übergabeelement einer

Übergabeeinrichtung gebildet ist. Die für den

Übergabevorgang erforderlichen Zeiten und Bewegungen können dabei dadurch minimiert werden, dass an dem

Übergabeelement zwei in einem bestimmten Winkelabstand um seine Schwenkachse beabstandet zueinander angeordnete Übergabeplätze ausgebildet sind, von denen jeweils einer einem von der Bearbeitungseinrichtung neu zu bearbeitenden und ein anderer einem von der Bearbeitungseinrichtung fertig bearbeiteten Werkstück zugeordnet ist. Mit einer derart ausgebildeten Übergabeeinrichtung kann auf einfache Weise die Übergabestelle, an der das in der jeweiligen Bearbeitungszelle zu bearbeitende Werkstück übernommen bzw. das dort fertig bearbeitete Werkstück übergeben wird, an einer der jeweils zugeordneten Seitenwand der

Bearbeitungszelle vorgelagerten Position vorgesehen werden, die für eine automatische Verteileinrichtung, insbesondere den Greifer einer in erfindungsgemäßer Weise ausgebildeten Automationszelle, optimal zugänglich ist.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von

Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch :

Fig. 1 eine Werkzeugmaschine in einem Längsschnitt von oben;

Fig. 2 die Bearbeitungszelle der Werkzeugmaschine gemäß

Fig. 1 in einer seitlichen Ansicht entsprechend dem in Fig. 1 eingezeichneten Pfeil P;

Fig. 3 die Werkzeugmaschine gemäß Fig. 1 in einer

frontalen Ansicht entsprechend dem in Fig. 1 eingezeichneten Pfeil Q;

Fig. 4 eine Fertigungslinie in einer Fig. 3

entsprechenden frontalen Ansicht;

Fig. 5 ein Diagramm mit den Bearbeitungsabläufen

unterschiedlicher in der Fertigungslinie gemäß Fig. 4 bearbeiteter Werkstücke.

Die in den Figuren 1 und 3 gezeigte Werkzeugmaschine AI umfasst eine Bearbeitungszelle 1 und eine Automatisierungszelle 2, die an die eine Längsseite 3 der Bearbeitungszelle 1 angekoppelt ist.

In der Bearbeitungs zelle 1 ist eine in an sich bekannter Weise ausgebildete, vertikal ausgerichtete

Bearbeitungseinrichtung 4 angeordnet, die beispielsweise zum Schleifen, Fräsen, Bohren, Drehbearbeiten oder in sonstiger Weise zum spanabhebenden Bearbeiten eines

Werkstücks W eingerichtet ist und über hier im Einzelnen nicht gezeigte Antriebe in an sich ebenfalls bekannter Weise innerhalb eines Arbeitsbereichs 5 mindestens in horizontaler Richtung Z und vertikaler Richtung X bewegt werden kann.

Die hier nur schematisch angedeuteten Führungen und

Antriebe der Bearbeitungszelle 1 sind mittels eines

Maschinengestells 6 auf einem Maschinenbett 7 abgestützt, das auf dem Boden der Halle steht, in der die

Werkzeugmaschine AI aufgestellt ist. Das Maschinenbett 7 besteht in bekannter Weise aus Granit. Das

Maschinengestell 6 und sämtliche zum Betrieb der

Bearbeitungseinrichtung 4 benötigten Aggregate der

Bearbeitungszelle 1 sind dabei in einem quader- bzw.

blockförmigen Maschinengehäuse 8 eingehaust, das auf dem ebenfalls quaderförmigen Maschinenbett 7 abgestützt ist. Die Außenkontur des Maschinengehäuses 8 und des

Maschinenbetts 7 fällt auf diese Weise mit der

quaderförmigen Umhüllenden der Bearbeitungs zelle 1 zusammen .

In die der Automationszelle 2 zugeordnete Längswand 3 der Bearbeitungszelle 1 ist in einem an die Frontseite FS der Bearbeitungszelle 1 und das Maschinenbett 7 grenzenden Eckbereich ein Fenster 9 eingeformt. Durch dieses Fenster 9 greifen die als Schwenkarme ausgebildeten

Übergabeelemente 10a, 10b einer Übergabeeinrichtung 11, die im Arbeitsbereich 5 der Bearbeitungszelle 1 angeordnet sind. An ihren freien Endabschnitten weisen die

Übergabeelemente 10a, 10b jeweils eine Aufnahme für die von der Bearbeitungseinrichtung 4 zu bearbeitenden Werkstücke W oder die von der Bearbeitungseinrichtung 4 fertig bearbeiteten Werkstücke W auf. Dabei sind die

Übergabeelemente 10a, 10b um eine gemeinsame vertikal ausgerichtete Schwenkachse S mittels eines Schwenkantriebs von einer ersten Übergabestelle US1, in der sie jeweils mit ihren Aufnahmen durch das Fenster 9 in Richtung der Automationszelle 2 weisen, in eine zweite Übergabestelle US2 schwenkbar, in der sie im Arbeitsbereich 5 so

angeordnet sind, dass die Bearbeitungseinrichtung 4 ihre jeweilige Aufnahme erreicht und von dort ein zu

bearbeitendes Werkstück W übernehmen bzw. dort ein fertig bearbeitetes Werkstück W absetzen kann. Dabei sind die Übergabeelemente 10a, 10b so angeordnet und verschwenkbar, dass beispielsweise in der Aufnahme des einen

Übergabeelements 10a ein neu zu bearbeitendes Werkstück W zu der Bearbeitungseinrichtung 4 transportiert wird und in die Aufnahme des zweiten Übergabeelements 10b von der Bearbeitungseinrichtung 4 das von ihr jeweils fertig bearbeitete Werkstück W gesetzt werden kann.

Zusätzlich umfasst die Bearbeitungszelle 1 als integralen Bestandteil eine nach Art eines Shuttle-Förderers

ausgebildete Fördereinrichtung 12, die im hinteren Bereich der Werkzeugmaschine AI innerhalb des Maschinengehäuses 8 durch das Maschinengestell 6 geführt ist. Alternativ kann die Fördereinrichtung 12 beispielsweise auch durch das Maschinenbett 7 geführt sein.

Die Fördereinrichtung 12 umfasst dabei eine nach Art eines Tunnels durch das Maschinengehäuse 8 geführte und in einem in die Längsseite 3 eingeformten zweiten Fenster 13 mündende Förderstrecke 14, über die auf einer

Linearführung 15 ein elektrisch angetriebener Schlitten 16 zwischen einer ersten Übernahmeposition UPI, die sich vor dem Fenster 14 befindet, unter Umgehung des

Arbeitsbereichs 5 der Bearbeitungseinrichtung 1 linear zu einer zweiten Übernahmeposition UP2 hin und her verschoben werden kann, die vor einem entsprechend dem Fenster 14 in die der Längswand 3 gegenüberliegende Längswand 16 des Maschinengehäuses 8 eingeformten Fenster angeordnet ist.

Die Automatisierungszelle 2 umfasst eine nach Art eines konventionellen 4-Achsen-Roboters ausgebildete

Greifereinrichtung 17, die von einer Steuerung T gesteuert wird und Werkstücke W an mindestens vier unterschiedlichen Übergabepunkte aufnehmen oder übergeben kann.

Der erste dieser Übergabepunkte ist die Übernahmestelle US1, an der die Übergabeelemente 10,11 der

Übergabeeinrichtung 12 zu bearbeitende Werkstücke W annehmen oder fertig bearbeitete Werkstücke W

bereithalten .

Der zweite Übergabepunkt ist die Übernahmeposition UPI, an der die Fördereinrichtung 12 mit ihrem Schlitten 16 ein aus der Werkzeugmaschine AI zu transportierendes Werkstück W übernehmen oder ein in der Werkzeugmaschine AI zu bearbeitendes Werkstück W übergeben kann.

Der dritte Übernahmepunkt ist ein Werkstückvorrat 18, der bei der in den Figuren 1 bis 3 dargestellten

Werkzeugmaschine 1 an deren Frontseite FS steht. Der

Werkstückvorrat 18 ist in an sich bekannter Weise durch übereinander gestapelte Körbe gebildet, in denen die zu bearbeitenden Werkstücke W so vorsortiert sind, dass die Greifereinrichtung 17 sie problemlos ergreifen bzw. fertig bearbeitete Werkstücke W dort ebenso problemlos absetzen kann. Sind alle Körbe des Werkstückvorrats 1 in der vorgesehenen Weise geleert oder gefüllt, wird ein

entsprechend vorbereiteter Werkstückvorrat an Stelle des bis dahin abgearbeiteten Werkstückvorrats 18 geschoben. Dies kann manuell oder automatisch erfolgen. Ein minimaler Zeitbedarf für die Auswechslung der Werkstückvorräte kann dabei dadurch erzielt werden, dass an einer der seitlich des Werkstückvorrats 18 vorgesehenen Wartepositionen 19,20 ein weiterer Werkstückvorrat bereitgestellt wird, der durch einfaches Verschieben an Stelle des bis dahin abgearbeiteten Werkstückvorrats 18 geschoben werden kann.

Der vierte Übernahmepunkt ist durch die der

Werkzeugmaschine AI zugeordnete, im Bereich der zur

Längsseite 3 gegenüberliegenden Längsseite 3' der

Automations zelle 2 und gegenüberliegend zur

Übernahmeposition UPI angeordnete andere Übernahmeposition UP2 ' gebildet, an der die Fördereinrichtung einer an die Automationszelle 2 gegenüberliegend zur Bearbeitungszelle 1 angekoppelten Werkzeugmaschine A Werkstücke W übernehmen oder übergeben kann. Die in Fig. 4 dargestellte Fertigungslinie 30 umfasst fünf Werkzeugmaschinen AI - A5. Die Werkzeugmaschinen AI - A5 sind jeweils wie die Werkzeugmaschine AI aufgebaut. Jede Bearbeitungseinrichtung 4 der Werkzeugmaschinen AI - A5 führt jedoch eine andere Bearbeitungsoperation an den zu ihr gelangenden Werkstücken W vor. Die Werkzeugmaschinen AI - A5 stehen dabei dicht an dicht. D.h., die

Werkzeugmaschine AI liegt mit ihrer von ihrer

Automationszelle 2 abgewandten Längsseite 3' dicht an der Automationszelle 2 der nächst benachbart zu ihr stehenden Werkzeugmaschine A2, an der von ihrer Automationszelle 2 abgewandten Längsseite 3' der Werkzeugmaschine A2 steht dicht die Automations zelle 2 der nächst benachbart zu ihr stehenden Werkzeugmaschine A3 etc. Auf diese Weise können Werkstücke W von den Fördereinrichtungen 12 der

Werkzeugmaschinen AI - A5 zwischen jeweils benachbarten Werkzeugmaschinen AI - A5 ohne Zwischenschaltung

zusätzlicher Transportmittel hin transportiert werden.

In Fig. 5 sind verschiedene Fertigungsabläufe Fl - F4 dargestellt, die in der Fertigungslinie 30 absolviert werden können, ohne dass dazu Umbauten an der

Fertigungslinie 30 vorgenommen werden müssen.

Für den Fertigungsablauf Fl wird durch die

Werkzeugmaschine AI jeweils ein Werkstück Wl, bei dem es sich typischerweise um ein Getriebezahnrad handelt, von der Greifeinrichtung der Automationszelle 2 aus dem

Werkstückvorrat 18 entnommen und an der Übergabestelle US1 mittels der Übergabeeinrichtung 11 an die

Bearbeitungseinrichtung 4 übergeben. Diese führt daraufhin eine erste spanabhebende Bearbeitung an dem Werkstück Wl durch und gibt dann das bearbeitete Werkstück Wl an die Übergabeeinrichtung 11 zurück. Diese bewegt das Werkstück Wl anschließend wieder zur Übergabestelle US1, von der die Greifereinrichtung der Automations zelle 2 das Werkstück übernimmt und auf den Schlitten 16 der Fördereinrichtung 12 übergibt, der an der Übernahmeposition UPI wartet.

Die Fördereinrichtung 12 der Werkzeugmaschine AI bewegt das jeweilige Werkstück Wl daraufhin zu ihrer

Übernahmeposition UP2, die sich bereits im Bereich der Automationszelle 2 der dicht an der Werkzeugmaschine AI stehenden zweiten Werkzeugmaschine A2 der Fertigungslinie 30 befindet. Aus Sicht der zweiten Werkzeugmaschine A2 handelt es sich bei der Übernahmeposition UP2 der ersten Werkzeugmaschine AI um die sich von den

Übernahmepositionen UP1,UP2 der zweiten Werkzeugmaschine A2 unterscheidende, andere Übernahmeposition UP2 ' .

In der Werkzeugmaschine A2 übernimmt die

Greifereinrichtung der Automations zelle 2 das zur

Übernahmeposition UP2/UP2' gelangte Werkstück Wl und übergibt es an der Übergabestelle US1 der

Übergabeeinrichtung 11. Diese schwenkt das Werkstück Wl in den Arbeitsbereich 5 der Bearbeitungseinrichtung 4, die daraufhin eine zweite spanabhebende Bearbeitung an dem Werkstück Wl ausführt. Nach Beendigung dieser Bearbeitung wird das Werkstück Wl wieder zur Übergabestelle US1 zurückbewegt und von dort von der Greifereinrichtung zum an der Übernahmeposition UPI wartenden Schlitten 16 der Fördereinrichtung 12 der Werkzeugmaschine A2

transportiert. Die Fördereinrichtung 12 bewegt das

Werkstück Wl dann zu seiner bereits im Bereich der dritten Werkzeugmaschine A3 befindlichen zweiten Übernahmeposition ÜP2/UP2 ' .

In den nachfolgend vom Werkstück Wl durchlaufenen

Werkzeugmaschinen A3 - A5 wird das Werkstück anschließend nacheinander jeweils in der für die Werkzeugmaschine A2 beschriebenen Weise bewegt, bis die Bearbeitung in der Werkzeugmaschine A5 abgeschlossen ist und das Werkstück Wl von der Übergabeeinrichtung 11 der zuletzt durchlaufenen Werkzeugmaschine A5 zurück zu deren Übergabeposition UPI bewegt worden ist. Von dort übernimmt die

Greifereinrichtung der Werkzeugmaschine A5 das nun fertig bearbeitete Werkstück Wl, gibt es jedoch nicht zur

Fördereinrichtung 12 der Werkzeugmaschine A5 weiter, sondern setzt es in deren Werkstückvorrat 18 ab.

Beim Fertigungsablauf F2 durchläuft ein Werkstück W2 die Werkzeugmaschine AI in der voranstehend für das Werkstück Wl beschriebenen Weise, bis es zur Übernahmeposition UP2 der Werkzeugmaschine AI (Übernahmeposition UP2 ' der

Werkzeugmaschine A2) gelangt. Von dort übernimmt es die Greifereinrichtung der Werkzeugmaschine A2 und setzt es sofort auf den an der Übernahmeposition UPI wartenden Schlitten 16 der Fördereinrichtung 12 der Werkzeugmaschine A2. Die Fördereinrichtung 12 transportiert das Werkstück W2 direkt zur Werkzeugmaschine A3, so dass es in der Werkzeugmaschine A2 nicht bearbeitet wird. In der

Werkzeugmaschine A3 wird das Werkstück Wl in der

voranstehend für die Bearbeitung des Werkstücks Wl in der Werkzeugmaschine A5 beschriebenen Weise bearbeitet und in den Werkstückvorrat 18 der Werkzeugmaschine A3 abgelegt. Eine Bearbeitung des Werkstücks W2 in den Werkzeugmaschinen A4 und A5 erfolgt dementsprechend ebenfalls nicht. Beim Fertigungsablauf F2 wird das

Werkstück W2 somit nur in den Werkzeugmaschinen AI und A3 bearbeitet, ohne dass dazu eine Änderung der Aufstellung der Werkzeugmaschinen AI - A5 oder eine Änderung des

Bearbeitungstaktes erforderlich ist.

Das Werkstück W3 wird in den Werkzeugmaschinen AI und A2 in der für das Werkstück Wl beschriebenen Weise bearbeitet und bewegt, bis es zur Übernahmeposition UP2 ' der

Werkzeugmaschine A3 (= Übernahmeposition ÜP2 der

Werkzeugmaschine A2) gelangt. Die Greifereinrichtung der Werkzeugmaschine A3 übernimmt das Werkstück W3 und gibt es direkt an die Fördereinrichtung 12 der Werkzeugmaschine A3 weiter, die es zur nächsten Werkzeugmaschine A4 fördert. Dort wird das Werkstück W4 von der jeweiligen

Greifereinrichtung übernommen und in der voranstehend beschriebenen Weise der Bearbeitungseinrichtung 4 der We kzeugmaschine A4 zugeführt. Nachdem die dort

durchgeführte spanabhebende Bearbeitung beendet ist, wird das Werkstück W3 vom an der Übernahmeposition UP2 ' der Werkzeugmaschine A4 (= Übernahmeposition UP2 der

Werkzeugmaschine A3) wartenden Schlitten 16 der

Fördereinrichtung 12 der Werkzeugmaschine A3 übernommen und zurück zur Übernahmeposition UPI der Werkzeugmaschine A3 gefördert. In der Werkzeugmaschine A3 übernimmt die Greifereinrichtung daraufhin das Werkstück W3 von der Fördereinrichtung 12 und übergibt es in der voranstehend erläuterten Weise an die Bearbeitungseinrichtung 4.

Nachdem die Bearbeitung dort abgeschlossen ist, übernimmt die Greifereinrichtung das Werkstück W3 an der

Übergabestelle US3 wieder und setzt es auf den an der Übernahmeposition UPI wartenden Schlitten der Fördereinrichtung 12. Die Fördereinrichtung 12 bewegt das so in der Werkzeugmaschine A3 bearbeitete Werkstück W3 daraufhin zur in der Werkzeugmaschine A4 angeordneten Übernahmeposition UP2 (= Übernahmeposition UP2¹ der

Werkzeugmaschine A4) . Von dort wird das Werkstück W3 in der bereits beschriebenen Weise direkt zur

Übernahmeposition UPI der Fördereinrichtung 12 der

Werkzeugmaschine A4 bewegt. Diese fördert das Werkstück W3 daraufhin direkt zur Werkzeugmaschine A5, wo es in der bereits für das Werkstück Wl beschriebenen Weise bewegt und bearbeitet wird, bis es im Werkstückvorrat 18 der Werkzeugmaschine W5 abgelegt wird. Beim Fertigungsablauf F3 durchläuft das Werkstück W3 somit die Werkzeugmaschinen AI - A5 in der Reihenfolge AI - A2 - A4 - A3 - A4 - A5, ohne dass dazu eine Änderung der Aufstellung der

Werkzeugmaschinen AI - A5 erforderlich ist.

Beim Fertigungsablauf F4 wird das zu bearbeitende

Werkstück W2 von der Greifereinrichtung der

Werkzeugmaschine A2 aus deren Werkstückvorrat 18

entnommen, in der voranstehend beschriebenen Weise der Bearbeitungseinrichtung 4 der Werkzeugmaschine A2

übergeben, dort spanabhebend bearbeitet und nach Abschluss der Bearbeitung direkt wieder in den Werkstückvorrat 18 zurückgelegt. Das Werkstück W4 wird somit nur in der Werkzeugmaschine A2 bearbeitet. Dies kann dann zur

Erhöhung der Auslastung zweckmäßig sein, wenn - wie beispielsweise beim Fertigungsablauf F2 - die

Werkzeugmaschine A2 aufgrund der dort vorgegebenen

Prozessfolge nicht genutzt wird. uss eine Werkzeugmaschine AI - A5 für eine Wartung oder Instandsetzung ersetzt werden, so kann die jeweilige

Werkzeugmaschine als Baueinheit aus der Fertigungslinie 30 gezogen und durch eine baugleiche Werkzeugmaschine ersetzt werden, ohne dass dazu besondere Umbau- und

Demontagearbeiten durchgeführt werden müssen.

BEZUGSZEICHEN

1 jeweilige Bearbeitungszelle der Werkzeugmaschinen A1-A5

2 jeweilige Automatisierungszelle der

Werkzeugmaschinen A1-A5

3,3' Längsseiten der jeweiligen Bearbeitungszelle 1

4 Bearbeitungseinrichtung der jeweiligen

Bearbeitungszelle 1

5 Arbeitsbereich der jeweiligen Bearbeitungseinrichtung 4

6 Maschinengestell der jeweiligen Werkzeugmaschine A1-A5

7 Maschinenbett der jeweiligen Werkzeugmaschine A1-A5

8 Maschinengehäuse der jeweiligen Werkzeugmaschine A1-A5

9 Fenster

10a, 10b Übergabeelemente der Übergabeeinrichtung 11

11 Übergabeeinrichtung

12 Fördereinrichtung

13 Fenster

14 Förderstrecke der Fördereinrichtung 12

15 Linearführung der Fördereinrichtung 12

16 Schlitten der Fördereinrichtung 12

17 Greifereinrichtung

18 Werkstückvorrat

19,20 Wartepositionen

A,A1-A5 Werkzeugmaschinen

F1-F4 Fertigungsabläufe

FS Frontseite der jeweiligen Werkzeugmaschine A1-A5

UP1,UP2 Übernahmepositionen der Fördereinrichtung 12

UP2 ' Übernahmeposition einer anderen Fördereinrichtung 12

S Schwenkachse

T Steuerung

US1,US2 Übergabestellen

W,W1-W5 Werkstücke

X, Z Bewegungsrichtungen der Bearbeitungseinrichtung 4

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Werkzeugmaschine zum Bearbeiten eines Werkstücks

(W,W1-W5), wobei die Werkzeugmaschine (AI - A5) eine Bearbeitungszelle (1) mit einer

Bearbeitungseinrichtung (4) zum Bearbeiten des jeweiligen Werkstücks (W,W1-W5) und einer

Übergabestelle (US1) zum Übergeben eines zu

bearbeitenden Werkstücks (W,W1-W5) an die

Bearbeitungseinrichtung (4) oder zum Ausgeben eines fertig bearbeiteten Werkstücks (W,W1-W5) von der Bearbeitungseinrichtung (4) umfasst, d a d r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die

Werkzeugmaschine (AI - A5) als integralen Bestandteil zusätzlich eine Fördereinrichtung (12) umfasst, die ein ihr übergebenes Werkstück (W,W1-W5) unter

Umgehung der Bearbeitungseinrichtung (4) zwischen mindestens zwei Übernahmepositionen (UP1,UP2) transportiert .

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die

Fördereinrichtung (12) ihr zugeteilte Werkstücke (W,W1-W5) linear von einer auf der einen Seite (3) der Bearbeitungszelle (1) angeordneten

Übernahmeposition (UPI) zu einer auf der gegenüberliegenden Seite (3') der Bearbeitungszelle (1) angeordneten Übernahmeposition (UP2)

transportiert .

3. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden

Ansprüche, d a d u r c h

g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die

Fördereinrichtung (12) durch eine quaderförmige

Umhüllende der Bearbeitungszelle (1) verläuft.

4. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden

Ansprüche, d a d u r c h

g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die

Fördereinrichtung (12) durch das Maschinenbett (7) der Bearbeitungszelle (1) verläuft.

5. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden

Ansprüche, d a d u r c h

g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die

Übergabestelle (US1) und eine Übernahmeposition (UPI) der Fördereinrichtung (12) gemeinsam an einer Seite der Bearbeitungszelle (1) vorgesehen sind.

6. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden

Ansprüche, d a d u r c h

g e k e n n z e i c h n e t, d a s s sie eine

Automationszelle (2) umfasst, die in Abhängigkeit von Steuersignalen einer Steuereinrichtung (T) Werkstücke (W,W1-W5) aufnimmt, die in einem Werkstückvorrat (18) der Werkzeugmaschine (AI - A5) , an der Übergabestelle (US1) der Bearbeitungszelle (1) der Werkzeugmaschine (AI - A5), an einer der Übernahmepositionen (UP1,UP2) der Fördereinrichtung (12) der Werkzeugmaschine (AI - A5) oder an einer sich von den Übernahmepositionen (UPI ) ihrer Fördereinrichtung (12) unterscheidenden anderen Übernahmeposition (UP2') der Werkzeugmaschine (AI - A5) bereitstehen, und sie der

Bearbeitungseinrichtung (4) der Bearbeitungszelle (1) oder der Fördereinrichtung (12) der Werkzeugmaschine (AI - A5) zuteilt.

7. Werkzeugmaschine nach den Ansprüchen 5 und 6,

d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Automationszelle (2) an die Seite der

Bearbeitungs zelle (1) angekoppelt ist, an der

gemeinsam die Übergabestelle (US1) der

Bearbeitungszelle (1) und die eine Übernahmeposition der Fördereinrichtung (12) vorgesehen sind.

8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 6 oder 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Automationszelle (2) eine Greifeinrichtung (17) zum Erfassen und Zuteilen des jeweils

bereitgestellten Werkstücks (W,W1-W5) umfasst, die motorisch angetrieben in Abhängigkeit von

Steuersignalen einer Steuereinrichtung (T) in

mindestens zwei Freiheitsgraden frei verstellbar ist.

9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Automationszelle (2) eine baulich selbstständige Baueinheit bildet, die lösbar mit der

Bearbeitungszelle (1) verbunden ist.

10. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden

Ansprüche, d a d u r c h

g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die

Bearbeitungseinrichtung (4) der Bearbeitungszelle (1) eine spanabhebende Bearbeitung des ihr jeweils zugeteilten Werkstücks (W,W1-W5) durchführt.

11. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden

Ansprüche, d a d u r c h

g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die

Übergabestelle (US1) der Bearbeitungszelle (1) an einem um eine Achse (S) schwenkbaren Übergabeelement (10a, 1b) einer Übergabeeinrichtung (11) gebildet ist.

12. Fertigungslinie für die Bearbeitung von Werkstücken (W,W1-W5) mit mindestens einer gemäß einem der

Ansprüche 6 bis 11 ausgebildeten Werkzeugmaschine (AI - A5) .

13. Fertigungslinie nach Anspruch 12, d a d u r c h

g e k e n n z e i c h n e t, d a s s sie mehr als eine gemäß einem der Ansprüche 6 - 11 ausgebildete Werkzeugmaschine (AI - A5) umfasst, wobei die Werkzeugmaschinen (AI- A5) der Fertigungslinie (30) unterschiedliche Bearbeitungen der ihnen jeweils zugeteilten Werkstücke (W,W1-W5) ausführen.

Fertigungslinie nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die

Werkzeugmaschinen (AI- A5) in Linie dicht an dicht aufeinander folgend angeordnet sind.

Verfahren zum Betrieb einer gemäß einem der Ansprüche 12 bis 14 ausgebildeten Fertigungslinie (30)

umfassend folgende Arbeitsschritte:

Übernehmen eines Werkstücks (W,W1-W5), das im

Werkstückvorrat einer der Werkzeugmaschinen (AI- A5), an der Übergabestelle (USl) der Bearbeitungszelle (1) der betreffenden Werkzeugmaschine (AI - A5) , an der der Automationszelle (2) der betreffenden

Werkzeugmaschine (AI - A5) zugeordneten

Übernahmepositionen (UPI) der Fördereinrichtung (12) der betreffenden Werkzeugmaschine (AI - A5) oder an der der betreffenden Werkzeugmaschine (AI - A5) zugeordneten anderen Übernahmeposition (UP2¹) der Fördereinrichtung (12) derjenigen Werkzeugmaschine (AI - A5) bereitsteht, die nächstbenachbart zu der Automationszelle (2) der betreffenden

Werkzeugmaschine (AI - A5) angeordnet ist,

Zuteilen eines jeweils übernommenen Werkstücks (W,W1- W5) an die Bearbeitungseinrichtung (4) der

Bearbeitungszelle (1) der betreffenden Werkzeugmaschine (AI - A5), an die Fördereinrichtung (12) der betreffenden Werkzeugmaschine (AI - A5), an den Werkstückvorrat der betreffenden Werkzeugmaschine (AI - A5) oder an die Fördereinrichtung (12)

derjenigen Werkzeugmaschine (AI - A5) , die

nächstbenachbart zu der Automationszelle (2) der betreffenden Werkzeugmaschine (AI - A5) angeordnet ist .