WO2012025103A2

WO2012025103A2 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: WO2012025103A2
Application number: PCT/DE2011/001653
Authority: WO
Inventors: Matthias Reck; Frank Dolze; Karl Robert Hofmeister; Patrick Gunsch; Erwin Sowa; Frank Wesp
Original assignee: Datron Ag
Priority date: 2010-08-27
Filing date: 2011-08-29
Publication date: 2012-03-01
Also published as: US20130216323A1; BR112013004407A2; DE102010035669A1; WO2012025103A3; EP2608925A2

Abstract

Eine automatische Werkzeugmaschine, insbesondere zur Herstellung von Zahnersatz von genauer dreidimensionaler Gestalt, mit einer Bearbeitungseinheit (200), mit einer Werkstückzuführeinheit (300), mit einer Werkzeugzuführeinheit (400) und mit einer Bedienungs- und Steuereinheit, ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinheit (200) ein in drei Raumrichtungen verschiebliches Bearbeitungswerkzeug (430) und eine kardanische, um zwei Achsen schwenkbare Werkstückhalteraufnahme (210) aufweist, wobei die Werkstückhalteraufnahme (210) in vertikaler Anordnung angeordnet ist und die Bearbeitung des Werkstücks in vertikaler Anordnung erfolgt, um ein Abfallen der Späne zu ermöglichen.

Description

Werkzeugmaschine

Die Erfindung betrifft eine automatische Werkzeugmaschine, insbesondere zur Herstellung von Zahnersatz von genauer dreidimensionaler Gestalt, nach der Gattung des unabhängigen Anspruchs 1 .

Stand der Technik

Eine automatische Werkzeugmaschine zur Herstellung von Zahnersatz, insbesondere Zahnkronen, Abutments und/oder Zahnbrücken von genauer dreidimensionaler Gestalt, ist bereits aus der EP 1 106 146 A1 bekannt geworden. Bei dieser Werkzeugmaschine ist ein Träger für das Werkstück und/oder für die Bearbeitungseinheit ausgebildet, welcher als

Bewegungseinheit mit drei Translationsachsen in x-, y- und z-Richtung dient. Bei dieser Maschine ist ein automatischer Austausch der Werkstücke nicht vorgesehen. Die Bearbeitung erfolgt in horizontaler Anordnung des

Werkstücks, wobei die Bearbeitung entlang der drei Raumrichtungen x, y, z zusammen mit einer Rotation um eine Achse erfolgt. Die Werkzeugmaschine weist keine automatische Werkstück- und/oder Werkzeugzuführung auf. Problematisch bei dieser Werkzeugmaschine ist, dass die Bearbeitung in

BESTÄTIGUNGSKOPIE horizontaler Richtung erfolgt, sodass für eine Abfuhr der Späne bzw. der während des Bearbeitungsprozesses entstehenden Fräsabfälle gesorgt werden muss, damit der Fräsvorgang nicht gestört wird und das Ergebnis nicht gegebenenfalls sogar unbrauchbar wird.

Darüber hinaus lässt eine Bearbeitung in drei Raumrichtungen und nur eine Drehrichtung nur eine begrenzte Gestaltung von dreidimensionalen

Oberflächen zu.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße automatische Werkzeugmaschine weist

demgegenüber den Vorteil auf, dass sie über eine Bearbeitungseinheit mit einem in drei Raumrichtunaen verschieblichen Bearbeitunqswerkzeuq und eine kardanische, um zwei Achsen schwenkbare Werkstückhalteraufnahme verfügt, die eine Gestaltung beliebiger dreidimensionaler Oberflächen, wie sie bei Zahnersatz erforderlich ist, zulässt und ermöglicht. Durch die in

Vertikalrichtung angeordnete Werkstückhalteraufnahrne und die Bearbeitung des Werkstücks in vertikaler Anordnung, ist darüber hinaus durch abfallende Späne, abfallenden Fräsabfall und dergleichen für eine reibungslose

Bearbeitung des Werkstücks gesorgt, insbesondere ist nicht zu befürchten, dass Späne, Fräsabfali oder dergleichen das hochpräzise

Bearbeitungsergebnis stören.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der auf Anspruch 1 rückbezogenen Unteransprüche.

So erfolgt der Antrieb in die drei Raumrichtungen bevorzugt über

entsprechende Servo-ZSchrittmotoren oder Stellmotoren. Die kardanische, um zwei Achsen schwenkbare Werkstückhalteraufnahme wird in einer Richtung durch einen Torquemotor gebildet, der eine hohe Dynamik erzeugen kann und die Drehung um eine erste Achse vermittelt sowie durch einen Hebelmechanismus mit einer motorisch antreibbaren Spindel, der die

Drehung um eine zweite zur ersten Achse senkrechten Achse vermittelt. Insbesondere ermöglicht der erfindungsgemäße Antrieb die Verschwenkung eines Werkstücks um 180°, so dass es in einem ersten Arbeitsschritt von der Vorderseite bearbeitet werden kann, und in einem zweiten Srbeitsschritt von der Rückseite bearbeitet werden kann.

Eine vorteilhafte Weiterbildung sieht vor, dass unterhalb der

Werkstückhalteraufnahme eine Saugeinrichtung angeordnet ist, die einen von dem zu bearbeitenden Werkstück weggerichteten Saugluftstrom erzeugt, der zum Entfernen der während des Bearbeitungsvorgangs entstehenden Späne und Stäube oder dergleichen dient.

Auf diese Weise wird durch den in Vertikalrichtung verlaufenden

Saugluftstrom eine besonders effektive Abfuhr von Spänen, Fräsabfall oder dergleichen und gleichzeitig eine Kühlung des Werkstücks erreicht.

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform u fasst die

Werkstückzuführeinheit ein Werkstückhaltermagazin und eine

Werkstückhaltergreifeinrichtung, die dem Werkstückhaltermagazin einen Werkstückhalter entnimmt und der Werkstückhalteraufnahme zuführt. Auf diese Weise können in unmittelbarer Abfoige eine Mehrzahl von Werkstücken automatisiert bearbeitet werden.

Dabei ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Werkstückhalter eine im Wesentlichen kreisringförmige Gestalt aufweist, um die

kreisscheibenförmigen Werkstücke, die auch als„Blank" bezeichnet werden und z.B. aus Kobalt-Chrom, P MA (Polymethylmethacrylat), Nanocomposit, Zirkonoxid und weiteren in gesinterter Form vorliegenden Materialien bestehen, aufnehmen zu können. Der Werkstückhalter umfasst dabei ein erstes Ringelement zur Aufnahme der kreisscheibenförmigen Werkstücke und ein an dem ersten Ringelement befestigbares zweites Ringelement, welches das kreisscheibenförmige Werkstück im Randbereich geringfügig überdeckt oder übergreift und welches auf seiner Stirnseite pilzförmige Greifelemente aufweist, an denen die Werkstückhaltergreifeinrichtung angreift.

Die beiden Ringelemente können dabei beispielsweise über

Schraubverbindungen oder auch beispielsweise mittels Bajonettverschlüssen aneinander befestigt sein. Auf diese Weise ist ein sehr schneller Austausch des Werkstücks möglich. Die pilzförmigen Greifelemente an der Oberseite erlauben ein sehr gutes und prozesssicheres Handling durch die

Werkstückhaltergreifeinrichtung.

Von besonderem Vorteil ist es, dass die Werkstückhalteraufnahme durch eine Plananlage und einen Dreipunkthalter gebildet wird mit jeweils drei in entsprechende Öffnungen an dem Werkstückhalter eingreifende Stifte, deren einer axial beweglich und mit einer vorgebbaren Kraft beaufschlag bar ist. Dieser Dreipunkthalter ermöglicht eine sehr genaue und reproduzierbare Positionierung des Werkstückhalters bei gleichzeitig großen Haltekräften im Bearbeitungsbereich .

Die Werkzeugmaschine verfügt vorteilhafterweise auch über einen

Werkzeugwechsel bzw. eine Werkzeugzuführeinheit zum Einsetzen des je nach Bearbeitung nötigen Werkzeugs, insbesondere eines Fräsers.

Von besonderem Vorteil ist es, dass die Werkzeugzuführeinheit eine im Wesentlichen fächerförmig ausgebildete Werkzeugfederaufnahme umfasst, die durch Drehung um vorgebbare Winkel in den Bearbeitungsraum zur Übergabe des Werkzeugs an beispielsweise eine Fräs- oder Bearbeitungs- Spindel der Bearbeitungseinheit verschwenkbar ist. Die

Werkzeugfederaufnahme gestattet eine gefederte Aufnahme der Werkzeuge, die insbesondere bei der Übergabe des Werkzeugs an die

Bearbeitungseinheit vorteilhaft ist, da beispielsweise kleine Lageungenauigkeiten auf diese Weise ausgeglichen werden können und das Werkzeug während des Werkzeugwechsels in die Bearbeitungseinheit mit definierter Kraft gefedert eingedrückt werden kann.

Die fächerförmige Ausgestaltung der Werkzeugfederaufnahme, d.h. die Ausbildung der Werkzeugfederaufnahme nach Art eines Fächers,

beispielsweise als halbkreisförmiges Kreissegment, ermöglicht auf sehr vorteilhafte Weise eine Lagerung der Werkzeugfederaufnahme oberhalb des Bearbeitungsraums und oberhalb der Bearbeitungseinheit. Durch ein einfaches Drehen und damit Verschwenken der fächerförmig ausgebildeten Werkzeugaufnahme in den Bearbeitungsraum erfolgt die Übergabe des Werkzeugs an die Bearbeitungseinheit. Auf diese Weise sind sehr schnelle Werkzeugwechsel möglich und es werden für den Werkzeugwechsel keine zusätzlichen Verfahrwege der Werkzeugmaschine nötig.

Bevorzugt ist die fächerförmig ausgebildete Werkzeugfederaufnahme ein kreissegmentförmiges Blech mit radialen Einschnitten zur Ausbildung der Federaufnahmen. Durch diese Einschnitte wird die federnde Ausbildung der Segmente auf einfach zu realisierende Weise realisiert.

Die Bedien- und Steuereinheit der Werkzeugmaschine wird durch einen an der Werkzeugmaschine befestigbaren mobilen Computer gebildet, der mit einer Steuerelektronik der Werkzeugmaschine über eine Schnittstelle kommuniziert. Dieser Computer kann beispielsweise ein Notebook-Computer, beispielsweise ein i-Pad, sein, er kann auch ein mobiles Telefon mit einer entsprechenden Touchscreen-Bedienoberfläche, ein i-Pod oder dergleichen sein. Sehr vorteilhaft ist für die Bedienoberfläche ein Touchscreen, sodass eine Bedienung über den berührungsempfindlichen Bildschirm möglich ist. Die Schnittstelle kann eine WLAN-, Netzwerk- oder USB-Schnittstelle sein.

Besonders vorteilhaft ist es, das Bediengerät als Browseranwendung in die Maschinensteuerung einzubinden. Die Maschinensteuerung arbeitet hierbei als Web-Server, der die Kommunikation zwischen der Maschine und dem i- Pad als HTTP-Client ermöglicht. Dadurch ist es möglich, praktisch beliebige Datenkommunikationsgeräte, wie i-Pads, i-Pods, i-Phones, Notebooks usw. als Bediengerät einzusetzen.

Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Es zeigen:

Fia 1 eine isometrische Ansicht eines Teils einer erfinrJunnsnemäRen

automatischen Werkzeugmaschine;

Fig. 2 eine Seitenansicht des in Figur 1 dargestellten Teils der

6rf ί ungsge maßen automatischen Werkzeugmaschine!

Fig. 3 eine Seitenschnittansicht eines Werkzeughalters;

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Werkstückhalters;

Fig. 5 eine isometrische Ausschnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine;

Fig. 6 eine Vorderansicht der in Figur 5 dargestellten Werkzeugmaschine;

Fig. 7 eine Vorderansicht der in Figur 5 dargestellten Werkzeugmaschine während des Werkzeugwechsels; Fig. 8 eine Vorderansicht der in Figur 5 dargestellten Werkzeugmaschine während des Werkzeugwechsels;

Fig, 9 eine Seitenansicht der Werkzeugmaschine zur Erläuterung des Werkstückwechsels;

Fig. 10 eine isometrische Ausschnittdarstellung der Werkzeugmaschine zur Erläuterung des Werkstückwechsels;

Fig. 1 eine Vorderansicht der in Figur 10 dargestellten Werkzeugmaschine während des Werkstückwechsels;

Fig. 12 eine Vorderansicht der in Figur 10 dargestellten Werkzeugmaschine während des Werkstückwechsels;

Fig. 13 ein Teil der Bearbeitungseinheit zur Erläuterung eines

Spannsystems;

Fig. 14 eine Seitenansicht eines in einem Nullpunkt-Spannsystem

eingespannten Werkstückhalters;

Fig. 15 schemaiisch die Anordnung eines Eingabe- und Bediengeräts an einem Gehäuse der automatischen Werkzeugmaschine;

Fig.16 schematisch ein Eingabe- und Bediengerät vor dessen Befestigung an dem Gehäuse der automatischen Werkzeugmaschine und

Fig. 17 - 20 verschiedene Ansichten eines Magazins und des darin zu befestigenden Werkstückhalters.

Ausführungsformen der Erfindung Eine automatische Werkzeugmaschine, dargestellt in Figur 1 , insbesondere zur Herstellung von Zahnersatz von genauer dreidimensionaler Gestalt, weist eine Bearbeitungseinheit 200, eine Werkstückzuführeinheit 300 sowie eine Werkzeugzuführeinheit 400 auf. Die Maschine ist durch eine (in Figur 1 und Figur 2 nicht dargestellte) Bedienungs- und Steuereinheit bedienbar.

Die Bearbeitungseinheit 200 weist eine in drei Raumrichtungen x, y, z verschiebliche Frässpindel mit einem Bearbeitungswerkzeug 430 auf. Die Verschiebung in den Raumrichtungen x, y, z erfolgt durch (nicht dargestellte) Servo-/Schrittmotoren oder Stellmotoren.

Die Bearbeitungseinheit 200 weist außerdem eine Werkstückhalteraufnahme 210 auf, die kardanisch aufgehängt um zwei Achsen eine erste Achse A1 , die im Wesentlichen in x-Richtung verläuft und eine zweite Achse A2, die im Wesentlichen in y-Richtung verläuft, drehbar ist. Die Drehung erfolgt um die Achse A1 mit Hilfe eines Torque-Motors 250. Dieser Motor ist in der Lage, ein einstellbares, auch großes Drehmoment bei hoher Dynamik auszuüben. Die Drehung in die dazu senkrechte Achse A2 erfolgt mittels eines

Hebelmechanismus, gebildet durch eine Spindel 260, die motorisch antreibbar ist durch einen Motor 261 und welche durch eine entsprechende Mimik 265 bestehend aus einem Hebel 263, einem ersten Lager 267 und einem zweiten Lager 268 eine Drehung um die Achse A2 erzeugt (Fig. 2). Die Drehung um beide Achsen A1 , A2 erfolgt dabei mit sehr hoher Präzision und Dynamik. Durch die Bearbeitungsrichtungen x, y, z sowie die Drehachsen A1 , A2 ist eine Bearbeitung des Werkstücks, das im Falle von Zahnersatz, beispielsweise ein Nicht-Eisen-Metall oder ein Sintermaterial ist, welches unter anderem z.B. Zirkonoxid enthält, in jeder Raumrichtung möglich, sodass beliebige dreidimensionale Konturen hoher Präzision hergestellt werden können.

Die Werkstückzuführeinheit 300 weist ein Werkstückmagazin 360 auf, welches beispielsweise ein Revolvermagazin sein kann, wie in der Figur 1 und Figur 9 gezeigt. Darüber hinaus weist die Werkstückzuführeinheit 300 eine Werkstückhaltergreifeinrichtung 370 auf, welche die Werkstückhalter 320 ergreift, und automatisch der Bearbeitungseinheit 200, beispielsweise zur Befestigung an der Werkstückhalteraufnahme 210, zuführt.

Wie aus Figur 3 und Figur 4 hervorgeht, umfasst jeder Werkstückhalter 320 im Wesentlichen zwei ringförmige Elemente 311 , 312, die miteinander beispielsweise durch Schraubverbindungen 319 verbunden werden unter Einschluss des Werkstücks 500. Der eine Ring 312 dient der Aufnahme des Werkstücks 500, er weist hierzu einen Vorsprung 3120 auf, der das

Werkstück übergreift. Der andere Ring 31 1 , der an dem Ring 312 befestigt wird, überdeckt das Werkstück 500 an seinem Randbereich geringfügig und hält es mit Hilfe eines O-Rings 3121 in dem Ring 312. Der O-Ring 3121 e»rmnnlinht inp— n- ar.hniphin_Jp Klpmmu—n..n_JJ u—n..d— Ρ—Γ■^ Ι ΙΠ_JΪ <;ä—trlirih. <ain■n—

Dämpfung bei der Fräsbearbeitung. Der Ring 311 weist an seiner Stirnseite pilzförmige Greifelemente 314 auf, an denen die

Werkstückhaltergreifeinrichtung 370 angreift und so den Werkstückhalter 320 dem Magazin 360 entnimmt und der Bearbeitungseinheit 200 zuführt, wie es in Figur 1 schematisch angedeutet ist. Dieser Werkstückwechsel erfolgt vollautomatisch. Nach der Bearbeitung wird der Werkstückhalter 320 in umgekehrter Weise wieder aus der Bearbeitungseinheit 200 entnommen und dem Magazin 360 zugeführt.

Zur Handhabung des Werkstückhalters 320 sind in der Stirnseite des Rings 31 1 Führungsnuten 3110, 3111 , 31 12, 3113 sowie Rastpunkte 3221 und 3222 angeordnet. Die Nuten 31 1 1 und 3113 dienen als Einführungsnuten eines in einer schubladenartigen Aufnahme 3000 (Fig. 9, Fig. 10)

angeordneten Werkstückhalters 320 in das Magazin 360, die Nuten 3110 sowie 3112 dienen als Aushebenuten aus der schubladenartigen Aufnahme 3000 in Richtung der Bearbeitungseinheit 200. Die schubladenartige

Aufnahme 3000 weist an ihrer Stirnseite eine Öffnung auf, in der Nuten 3001 , 3002 und 3003 vorgesehen sind. Diese Nuten 3001 , 3002 und 3003 sind so angeordnet, dass die pilzförmigen Greifelemente 340 darin aufgenommen werden können. Aufgrund der Anordnung der Nuten 3001 , 3002 und 3003 ist eine positionsgenaue Platzierung des Werkstückhalters 320 in der schubladenartigen Aufnahme 3000 sichergestellt.

In den Figuren 17 bis 20 ist das Werkstückmagazin 360 dargestellt, jeweils kurz bevor und nachdem ein Werkstückhalter 320 eingeführt wurde. Wie der Fig. 17 zu entnehmen ist, ist in dem Magazin 360 eine Ausnehmung 3615 vorgesehen, die mit der Form des Werkstückhalters 320 korrespondiert. In jeder Ausnehmung sind federnde Druckstücke 3610 (vergleiche die teilweise geschnittene Darstellung in Fig. 19), beispielsweise zwei pro Ablegeposition, vorgesehen. Diese federnden Druckstücke 3610 weisen in ihrer dem

Werkstückhalter 320 zugewandten Seite Kugeln 3611 auf, die in die

Führungsnuten 3110, 3111 , 3112, 31 13 eingreifen und in den Rastpunkten 3221 und 3222 verrasten.

Die Einführungs- und Aushebenuten üben in diesem Sinne im

Zusammenspiel mit den federnden Druckstücken 3610 eine Art

Schienenfunktion aus, die die Prozesssicherheit des Wechselvorgangs unterstützen sollen. Die Rastpunkte 3221 und 3222 zwischen den

Einführungs- und Aushebenuten dienen der sicheren Arretierung im Magazin 360.

Auch der Werkzeugwechsel erfolgt automatisch. Hierzu ist eine

Werkzeugzuführeinheit 400 vorgesehen mit einer Werkzeugfederaufnahme 420. Die Werkzeugfederaufnahme 420 besteht aus einem fächerförmigen, das heißt kreissegmentförmigen Blech, welches radiale Einschnitte 421 aufweist und so Federaufnahmen 425 ausbildet, an deren Ende jeweils Werkzeughalteraufnahmen 427 angeordnet sind, in denen die

Bearbeitungswerkzeuge 430 angeordnet sind. Die Bearbeitungswerkzeuge 430 werden durch eine Drehbewegung der Werkzeugfederaufnahme 420 in den Bearbeitungsbereich {der in Figur 1 hinter der Werkstückhalteraufnahme 210 angeordnet ist, von dieser verdeckt ist und insoweit nicht ersichtlich ist) hineingeschwenkt und der

Bearbeitungseinheit zugeführt. In Figur 5 ist deshalb nur ein Teil der

Baugruppe nicht dargestellt. Der Vorteil der fächerförmigen

Werkzeugfederaufnahme 420 ist der, dass die Werkzeugfederaufnahme 420 oberhalb des eigentlichen Bearbeitungsraumes angeordnet ist und durch eine einfache Dreh-, das heißt Schwenkbewegung in den Bearbeitungsraum einschwenkbar ist. Hierdurch ist ein sehr schneller und präziser

Werkzeugwechsel möglich, ohne dass die Werkzeugmaschine weitere Verfahrbewegungen ausführen muss. Durch die federnde Ausbildung der Federaufnahme 425 wird die Übergabe des Bearbeitungswerkzeugs 430 erleichtert.

Der Werkzeugwechsel wird nachfolgend in Verbindung mit den Figuren 5 bis 8 näher erläutert.

Zunächst befindet sich die Werkzeugfederaufnahme 420 in ihrer

Ruheposition (Figur 5, Figur 6). Sodann fährt die Werkzeugspindel in y- und in z-Richtung aus dem Kollisionsbereich heraus und in x-Richtung genau mittig unter die Werkzeugzuführeinheit 400, die auch als Werkzeugwechsler bezeichnet wird. Die Werkzeugfederaufnahme 420 wird verdreht, sodass eine freie Werkzeugstation genau oberhalb der Bearbeitungsspindel 4000 zum Stehen kommt (vgl. Figur 7). Sodann fährt die Werkzeugspindel 4000 zuerst in z-Richtung (in Fig. 6 bis Fig: 8 senkrecht zur Blattebene) auf Höhe der Werkzeughalteraufnahme 420 und sodann in y-Richtung in die

Werkzeughalteraufnahme 420 hinein. Das Bearbeitungswerkzeug 430 wird von der Spindel 4000 ausgelöst, welche in z-Richtung, das heißt in Fig. 6 bis Fig. 8 senkrecht zur Blattebene verfährt und das Werkzeug 430 insoweit loslässt. Diese Schritte sind in Figur 7 und Figur 8 dargestellt. In Verbindung mit den Figuren 9 bis 12 wird nachfolgend der

Werkstückwechsel näher erläutert. Zunächst wird der schubladenartigen Aufnahme 3000 ein Werkstückhalter 320 manuell zugeführt. Die Aufnahme weist hierzu die an die pilzförmigen Greifelemente 314 angepassten asymmetrisch angeordneten Nuten 3001 , 3002 und 3003 auf, die ein lagerichtiges Einführen des Werkstückhalters 320 sicherstellen. Nach Verriegelung der Aufnahme 3000 und Einfahren der Schublade in das Werkstückmagazin 360 ist der Werkstückhalter 320 Teil des revolverartigen Werkstückmagazins 360. Das Werkstückmagazin 360 kann beispielsweise acht Werkstückhalter 320 aufweisen. Über dem Werkstückmagazin 360 ist eine Verschiebeeinheit (Werkstückhalteraufnahmeeinrichtung) 3300 angeordnet, welche vom Werkstückmagazin 360 hin zum

Bearbeitungszentrum schräg verläuft (Figur 10, Figur 11). Die Bewegung der Werkstückhalter 320 erfolgt mittels Druckluft. Hierzu sind in verschiedenen Richtungen Druckluftzylinder 3051 , 3052 und 3053 (vgl. Figur 9) angeordnet. In Figur 1 1 ist der Vorgang des Abholens des Werkstückhalters 320 dargestellt. Hierzu ergreifen zangenartige Greifer 3310 die pilzartigen vui a i unyc J i t unu neuen ucn i iemci uui n ucicuiym iy ueö ^.y nuci ä

3052 aus dem Magazin 360 heraus. Sodann verfährt eine

Greiferverfahreinrichtung 3320 durch Betätigung des Zylinders 3053 schräg nach oben und sodann wieder nach hinten in Richtung des

Bearbeitungsraums durch Betätigung des Zylinders 3051 (vgl. Figur 12) und übergibt den Werkstückhalter 320 der Bearbeitungseinheit 200. Hierzu werden jeweils die vorbeschriebenen Nuten 3110, 3111 , 3112, 31 13 sowie die Rastpunkte 3221 , 3222 zur Handhabung verwendet.

In der Bearbeitungseinheit 200 wird der Werkstückhalter 320 an drei Punkten gespannt, wie es in Figur 13 und 14 schematisch dargestellt ist. Ein solches Nullpunkt-Spannsystem weist drei Punkte 3601 , 3602 und 3603 auf, die im Wesentlichen um unter 120 ° zueinander versetzt, also sternförmig versetzt, angeordnet sind. Wie in Figur 4 dargestellt, sind in dem Werkzeughalter 320 im Bereich dieser Punkte sogenannte Spannschrägen 3700 ausgebildet, in die Stifte eingreifen, wobei zwei feste Positionierstifte vorgesehen sind, beispielsweise im Bereich 3601 und 3603 und ein federvorgespannter Positionierstift 2300, im Bereich 3602. Dieser Stift 2300 wird durch einen Druckluftzylinder 2309 angesteuert, er ist beweglich. Die Halteposition des beweglichen Positionierstiftes 2300 wird durch eine Spiralfeder 2305 mit hoher Federkonstante unterstützt. Durch die Schräge wird bei einer geringfügig außermittigen Position der Werkstückhalter 320 durch die

Federkraft gegen eine Planauflage 2310 gedrückt und so sehr präzise positioniert.

Figuren 15 und 16 zeigen schematisch die Anordnung eines Eingabe- und Bediengeräts 510 an einem Gehäuse 500 in Form einer beispielsweise einer die Werkzeugmaschine aufnehmenden Kabine. An dem Gehäuse 500 ist eine

Halten inn 9fl unrnecohon in Hio Ha« Finnaho- unH RoHieni mncnomt ?ϊΐ η von der Seite her in eine Einführnut 560 einschiebbar ist, in Figur 16 von rechts nach links. Das Bedienungsgerät 510 kann beispielsweise ein mobiler Computer, insbesondere ein sogenanntes i-Pad sein. Darüber hinaus ist auch denkbar, mobile Telefone, die über eine entsprechend große als Touchscreen ausgebildete Anzeige verfügen einzusetzen.

Die Halterung 520 weist beispielsweise eine USB-Schnittstelle 530 und/oder eine drahtlose Schnittstelle 540 beispielsweise eine WLAN-Antenne oder dergleichen auf. Sie verfügt darüber hinaus über einen induktiven

Näherungsschalter 550. Sobald das mobile Eingabe- und Bediengerät 515, beispielsweise der i-Pad in der Aufnahme 520, die schienenförmig

ausgebildet ist und so eine sichere Befestigung des Eingabegeräts 510 ermöglicht, vollständig eingeschoben ist, wird eine elektrische Verbindung mit der USB- oder Netzwerk-Schnittstelle 530 sowie eine Verbindung mit der WLAN-Antenne 540 hergestellt. Der induktive Näherungsschalter 550 erkennt, dass das i-Pad 510 in der verrasteten Position angeordnet ist und gibt insoweit entsprechende Signalleitungen für die Steuerung der

Werkzeugmaschine frei. Solange das Bediengerät nicht eingeschoben ist, dient es nur der Anzeige der Zustände, aus Sicherheitsgründen aber nicht der Bedienung.

Claims

Ansprüche

1. Automatische Werkzeugmaschine, insbesondere zur Herstellung von Zahnersatz von genauer dreidimensionaler Gestalt, mit einer Bearbeitungseinheit (200), mit einer Werkstückzuführeinheit (300), mit einer Werkzeugzuführeinheit (400) und mit einer Bedienungsund Steuereinheit, dadurch gekennzeichnet, dass die

Bearbeitungseinheit (200) ein in drei Raumrichtungen

verschiebliches Bearbeitungswerkzeug (430) und eine kardanische, um zwei Achsen schwenkbare Werkstückhalteraufnahme (210) aufweist, wobei die Werkstückhalteraufnahme (210) in vertikaler Anordnung angeordnet ist und die Bearbeitung des Werkstücks in vertikaler Anordnung erfolgt, um ein Abfallen der Späne zu ermöglichen.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die kardanische, um zwei Achsen schwenkbare

Werkstückhalteraufnahme (210) gebildet wird durch einen

Torquemotor (250) zur Verschwenkung um eine erste Achse (A1 ) und durch einen, eine motorisch antreibbare Spindel (260) aufweisenden Hebelmechanismus zur Verdrehung um eine zweite, zur ersten Achse senkrechte Achse (A2).

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, dass ein Werkstückhalter (320) und ein Werkstück (500) genau im Drehmittelpunkt der kardanischen

Werkstückhalteraufnahme (210) angeordnet sind.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb der Werkstückhalteraufnahme (210) eine

Saugeinrichtung angeordnet ist, die einen an dem zu bearbeitenden Werkstück vorbeiströmenden Luftstrom erzeugt, der dem Entfernen der während des Bearbeitungsvorgangs entstehenden Späne oder dergleichen dient.

5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückzuführeinheit ein

Werkstückhaltermagazin (360) umfasst und eine

Werkstückhaltergreifeinrichtung (370), die dem

Werkstückhaltermagazin (360) einen Werkstückhalter (320) entnimmt und der Werkstückhalteraufnahme (210) zuführt.

6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch im Wesentlichen kreisringförmige Werkstückhalter (320), umfassend ein Ringelement (311) zur Aufnahme kreisscheibenförmiger Werkstücke (500) und ein an diesem Ringelement (311 )

befestigbares weiteres Ringelement (313), welches das

kreisscheibenförmige Werkstück (500) im Randbereich geringfügig überdeckt und welches auf seiner Stirnseite pilzförmige

Greifelemente aufweist, an denen die

Werkstückhaltergreifeinrichtung (370) angreift.

7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem einen Ringelement (31 1 ) und dem Werkstück (500) und/oder zwischen dem anderen Ringelement (312) und dem Werkstück (500) ein O-Ring (3121) zur Erzielung einer elastischen Klemmung und Dämpfung angeordnet ist.

8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugzuführeinheit (400) eine im Wesentlichen fächerförmig ausgebildete Werkzeugfederaufnahme (420) umfasst, die durch Drehung um vorgebbare Winkel in einen

Bearbeitungsraum zur Übergabe des Bearbeitungswerkzeugs (430) an die Bearbeitungseinheit (200) verschwenkbar ist.

9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die fächerförmig ausgebildete Werkzeugfederaufnahme (420) ein kreissegmentförmiges Blech ist mit radialen Einschnitten (421) zur Ausbildung der Federaufnahmen (425).

10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Bedien- und Steuereinheit durch ein an der

Werkzeugmaschine oder deren Gehäuse (500) befestigbares Bediengerät (510) gebildet wird, das mit einer Steuerelektronik der Werkzeugmaschine über eine Schnittstelle (530, 540) kommuniziert.

11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Bedienaerät 1510) ein mobiler ComDuter ist und die

Bedienung als Browser-Anwendung erfolgt, wobei die

Maschinensteuerung als Web-Server arbeitet, der die

Kommunikation zwischen der Werkzeugmaschine und dem mobilen νυι i ijjutt- i au -*-/nci ι ci 1 1 luyn i n.

12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittstelle eine WLAN-, Netzwerk- oder USB-Schnittstelle (530, 540) ist.

13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Werkzeugmaschine eine Halterung (520) für den mobilen Computer (510) vorgesehen ist, in der eine drahtgebundene Schnittstelle und/oder eine drahtlose Schnittstelle integriert ist.

14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass in der Halterung (520) ein induktiver Näherungsschalter (550) angeordnet ist, der das Vorhandensein des mobilen Computers (510) detektiert.

15. Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückhalteraufnahme (210) durch einen Dreipunkthalter gebildet wird mit jeweils drei in entsprechende Öffnungen (3700) an dem Werkstückhalter (320) eingreifende Stifte, deren einer axial beweglich und mit einer vorgebbaren Kraft beaufschlagbar ist.