WO2018087163A1 - Werkzeugmaschine mit wechseleinrichtung und kommunikationseinrichtung - Google Patents

Werkzeugmaschine mit wechseleinrichtung und kommunikationseinrichtung Download PDF

Info

Publication number
WO2018087163A1
WO2018087163A1 PCT/EP2017/078637 EP2017078637W WO2018087163A1 WO 2018087163 A1 WO2018087163 A1 WO 2018087163A1 EP 2017078637 W EP2017078637 W EP 2017078637W WO 2018087163 A1 WO2018087163 A1 WO 2018087163A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
workpiece
machine tool
machining
tool
change
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/078637
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hinrich Stave
Rainer Lutz
Markus Göggerle
Original Assignee
Alfing Kessler Sondermaschinen Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alfing Kessler Sondermaschinen Gmbh filed Critical Alfing Kessler Sondermaschinen Gmbh
Priority to EP17800789.4A priority Critical patent/EP3523088A1/de
Publication of WO2018087163A1 publication Critical patent/WO2018087163A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q39/00—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation
    • B23Q39/02—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station
    • B23Q39/021—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of toolheads per workholder, whereby the toolhead is a main spindle, a multispindle, a revolver or the like
    • B23Q39/022—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of toolheads per workholder, whereby the toolhead is a main spindle, a multispindle, a revolver or the like with same working direction of toolheads on same workholder
    • B23Q39/024—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of toolheads per workholder, whereby the toolhead is a main spindle, a multispindle, a revolver or the like with same working direction of toolheads on same workholder consecutive working of toolheads
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/64—Movable or adjustable work or tool supports characterised by the purpose of the movement
    • B23Q1/66—Worktables interchangeably movable into operating positions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/02—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of drums or rotating tables or discs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/14—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines
    • B23Q7/1426—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines with work holders not rigidly fixed to the transport devices
    • B23Q7/1431—Work holder changers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q2220/00—Machine tool components
    • B23Q2220/002—Tool turrets

Definitions

  • the invention relates to a machine tool for machining at least one workpiece with a workpiece carrier for carrying workpieces and a spindle assembly comprising at least one tool spindle for machining at least one arranged on the workpiece carrier workpiece using at least one machining tool, wherein the workpiece carrier and / or the spindle assembly as a changing device in the case of the workpiece carrier, mutually different workpiece holders for holding different types of workpieces or for holding identical workpieces in different processing positions and in the case of the spindle assembly from each other different machining tools for workpiece machining and / or are mutually different spindle components, and wherein the change elements are provided for replacement by an operator.
  • one and the same workpiece may be present in different processing positions for processing.
  • the operator exchanges the workpiece holders on the workpiece carrier so that the workpieces held on the workpiece holders stand in the respectively suitable processing position relative to the processing tool or to the processing tools.
  • each change element has a designed for wireless communication identification unit with the removable element clearly characterizing identification information and the machine tool a communication device for wireless communication with the respective identification units and a control device for controlling the Having machine tool based on the identification information of the identification units and / or for outputting the identification information of the identification units.
  • the identification units report their respective identification information to the communication device, or the communication device queries this identification information at the identification units, so that the control device determines in this way which change element is located on or in the respective interchangeable element holder.
  • this information can be used by the communication device, for example, to output the identification information, for example on a monitor or other output device of the control device.
  • the spindle components may be, for example, a spindle angle.
  • a spindle component is a holder or a tool carrier for at least one predetermined machining tool.
  • a holder or rotatable tool carrier can be provided, on which two or more processing tools can be arranged.
  • Such a holder or tool carrier is preferably interchangeable and should be understood as a spindle component.
  • a spindle component may be, for example, a spindle bearing. It is also possible that, for example, an angle head or multiple head is provided as the spindle component to which a machining tool or a plurality of machining tools is or can be arranged.
  • the multi-head can hold at least two processing tools simultaneously.
  • the spindle component prefferably has a receiving space or sufficient space for arranging the identification unit, while the machining tool held by the spindle component is too small for this purpose.
  • the spindle component identification of the switching element and indirectly of the machining tool is possible.
  • the identification information may, but need not, be an identifier that uniquely identifies the locking element.
  • the identification information may include one or more of the following information:
  • a type information characterizing the type of interchangeable element in particular tool type information or workpiece holder information
  • a change element type information that indicates the nature of the switching element, such as drills, cutters or the like - Geometry data, in particular diameter, outer circumference or the like
  • the identifier may be a one-to-one number.
  • the tool type information is, for example, the material of the change element, for example a specific steel in a machining tool.
  • the tool type for example, denotes a drill, milling cutter, a turning tool or the like.
  • geometry data for example diameters or the like
  • the control device can identify the respective change element as an interference contour, so that the change element does not collide with an obstacle during an adjustment within the working range of the machine tool.
  • the cutting data include, for example, information about maximum or average rotational speed with which the machining tool can be operated, feed information about a maximum or average feed or the like.
  • the wear data include, for example, operating times, a counter or the like. Wear can occur not only in machining tools, but also in spindle components, such as bearings, carriers or the like. Furthermore, wear can also occur in workpiece holders, which must comply with a predetermined level.
  • a rewritable memory is present on board an identification unit, which memory can be written by the communication device.
  • the controller may store operating times of the switching element in this memory of the identification unit.
  • control device has a memory for wear information.
  • the memory in the memory can be assigned to the change elements based on their identification information.
  • the type of the workpieces to be processed with the aid of the change element is stored as identification information.
  • identification information When workpiece holder, it is advantageous, for example, if this has information, which workpieces can be held by him.
  • machining tool it is advantageous if the type of workpieces to be processed is stored in the identification units.
  • the spindle component can also have such information on board, so that, for example, it can be seen from which machining tools can be arranged on the spindle component.
  • an interchangeable element recording for example, a plug-in receptacle for inserting a change element and / or screw means for screwing a change element and / or clamping means for jamming a change element may have.
  • the machine tool is expediently a so-called multi-spindle machine. It is preferably provided that the machine tool is designed and provided for the simultaneous machining of a plurality of workpieces.
  • control device for controlling the machine tool is designed on the basis of the identification information of the identification units.
  • a preferred concept provides, for example, that the control device for positioning the changing device and / or the Kruelementaufnah- men of the changing device to the other element, ie the workpiece carrier or the spindle assembly, depending on a determined based on the identification information assignment of the change elements configured to the Senelementamn is.
  • a processing tool of a first type is arranged on a first interchangeable element holder and a processing tool of another, second type is located on a second interchangeable element holder, which the control device can determine based on the identification information
  • it can, for example, include a tool carrier on which the interchangeable element holders are arranged Position dependency on this identification information, for example, in the workpiece machining pivot and / or linear adjustment.
  • a rotational position of a tool turret which is explained in more detail below, depending on the arranged on the individual change element recordings editing tools by the control device in dependence on the identification information for workpiece machining be adjustable.
  • the control device thus preferably adapts automatically to the respectively mounted machining tool or changes the movement sequences of the machine tool.
  • the control device thus ensures that the respectively suitable machining tool is positioned relative to the workpiece for its machining, for which purpose the control device evaluates the identification information.
  • Such a configuration is also possible with the workpiece carrier, ie that, for example, a workpiece holder of a first type is arranged on a first processing side of the workpiece carrier and a workpiece holder of a second type on a second processing side, on which workpieces in different positions or different workpieces are arranged or can be arranged.
  • the control device can position the workpiece carrier, for example displaced towards and away from the spindle arrangement, so that, for example, in the case of workpieces.
  • a bore is performed on the first workpiece holder, a milling can take place on workpieces on the second workpiece holder.
  • the control device so to speak, automatically adjusts to the situation or the configuration of the workpiece carrier with corresponding workpiece holders.
  • the workpiece carrier can be configured as a change device or only the spindle arrangement as a change device, but also both change devices can be.
  • a communication device or at least a part for individual communication with the replaceable element receptacles on the workpiece carrier and the spindle arrangement is provided for each changing device, that is to say for the workpiece carrier and the spindle arrangement.
  • the communication device and the workpiece carrier and the communication device and the spindle assembly are adjustable relative to each other, so that a single communication device, such as a single antenna array sufficient to both with the change elements of the workpiece carrier (the workpiece holder) and the change elements of Spindle arrangement (the editing tools) to communicate and identify their identification information.
  • a concept of the invention may provide that the control device is designed to determine whether only alternating elements of a predetermined type and / or changing elements are arranged in a predetermined number on the changing device or a region of the changing device.
  • control device can determine whether only workpiece holders of a predetermined type and / or a sufficient number of workpiece holders are arranged on a workpiece holding region of the workpiece carrier.
  • the control device can also determine, for example, that no workpiece holders or workpiece holders of different types are arranged on this workpiece holding region, which ultimately leads to erroneous operation of the Can lead machine tool.
  • the controller preferably blocks the operation in this case.
  • control device checks, for example, whether only machining tools of the same type are arranged on a spindle arrangement, for example only certain drilling tools or milling tools with a predetermined geometry. Furthermore, the control device can check whether sufficient equipping with interchangeable elements is present, for example, a sufficient number of processing tools are arranged on the spindle arrangement. Only if, for example, a spindle row is completely equipped with interchangeable elements, in particular spindle components and / or machining tools, is an operation of the machine tool possible in this case and is released accordingly by the control device.
  • control device is configured to block an operation of the machine tool if, at least one change element receptacle, a change element that is recognized as being unsuitable for operation of the machine tool on the basis of the identification information is arranged. If, for example, an unsuitable machining tool is arranged on an exchangeable element receptacle or tool receptacle of the spindle arrangement, the control device blocks its operation. If an unsuitable workpiece holder is arranged on the workpiece carrier so that a workpiece could only be processed in an inappropriate position or if the workpiece holder is provided for workpieces for which the processing tools are not suitable in the current configuration of the machine tool, the control device blocks the operation of the machine tool. It is advantageous if the control device is designed to output a warning or warning information in such a blockage.
  • the communication device of the machine tool has a detection area directed in each case to a change element and / or for determining a distance to a respective one Identification unit for determining a spatial arrangement of the respective change element is configured.
  • the communication device has an RFID reader having a narrow detection cone. Only the identification unit that is in the detection cone of the reader is addressed by this. In general terms, in this case, only the identification information of the identification unit located in the detection area is read out by the communication device or can be read out by the communication device. But it is also possible that, for example, a signal strength of the identification units is used by the communication device to determine a respective distance of the identification unit to the communication device. Thus, for example, the identification unit closest to the communication device can be determined.
  • NFC Near Field Communication
  • the communication device of the machine tool have an RFID reading device and / or an NFC reading device.
  • RFID units are resilient and need no electrical power supply on board.
  • the electrical energy required for reading the identification unit is advantageously provided by the communication device of the machine tool.
  • the communication device of the machine tool can be arranged stationary.
  • the machine tool has an adjusting device, in particular having a sliding bearing and / or pivot bearing, for adjusting the communication device to and from the changing device and / or the switching elements.
  • the communication device can therefore be moved away from the respective changing device, for example the spindle arrangement or the workpiece carrier, for example pivoted, displaced linearly or both.
  • the changing device as a whole and / or the exchangeable element receptacles of the exchanging device is or are arranged adjustable relative to the communication device.
  • the workpiece carrier can be linearly adjustable and / or pivotable between a test position for communication of the communication device with the identification devices and a processing position provided for workpiece machining by the at least one machining tool.
  • the spindle assembly is adjustable as a whole between such a test position and machining position.
  • the spindle arrangement or the workpiece carrier can be arranged on a carriage mounted linearly relative to a machine base. It is also possible that, for example, a base body of the workpiece carrier or the spindle assembly is stationary relative to a machine bed or a machine base, however, the interchangeable element recordings are adjustable in a respective test position, for example, pivotable. This is readily possible, in particular with a tool turret.
  • the communication device and / or the changing device can be driven or driven away by a drive in the respective test position and from this again.
  • the changing device is adjustable between a change position in which the changing elements are exchangeable on the changing device, and a working position provided for machining workpieces arranged on the workpiece carrier.
  • the spindle arrangement is adjustable between a working position adjusted to the workpiece carrier and intended for processing workpieces arranged on the workpiece carrier, and a tool changing position provided away from the workpiece carrier and intended for a tool change. It is also with the workpiece carrier advantageous if it is adjustable in a change position for exchanging the workpiece holder.
  • a tool change position for example, a space in front of or next to the spindle assembly or the workpiece carrier freely accessible to the operator so that he can easily replace the change elements, namely the processing tools or the workpiece holder.
  • the communication device is arranged at the change position, in particular the tool change position or workpiece holder change position.
  • the changing elements namely the machining tools or the workpiece holder, take place accompanying the change of elements.
  • the communication device polls the identification information at the identification units of the switching elements after a respective change of switching elements and / or transmits data or identification information for storage to the identification units.
  • the data or identification information to be stored is, for example, usage times or the like which the respective change element has experienced.
  • the communication device polls the identification information cyclically and / or sends data or identification information for storage to the identification units.
  • a protective device for protecting a work area of the machine tool interrogates the identification information at the identification units of the switching elements and / or sends data or identification information for storage to the identification units.
  • the protective device includes, for example, one or more doors that provide access to the working area of the Machine tool opens.
  • the support device is closed.
  • the communication device sends data or identification information to the identification units.
  • an operating time at the respective change element or its identification unit is already stored when opening the protective device.
  • the identification units are queried. The closing of the protective device is evaluated by the control device, for example, as an indication that at least one change element has been at least potentially replaced by an operator.
  • the protective device can be actuated or released, for example, by means of an electrical switch.
  • the signal of the switch is evaluated by the controller.
  • the sensor can be an optical sensor which can detect the change of one or more changeover elements.
  • the control device or the communication device itself are active on such a change of switching element and determine the identification information.
  • the changing device has or is formed by a tool turret, wherein the tool turret has at least two exchangeable element holders for machining tools designed as exchangeable elements for machining the at least one workpiece and a tool carrier rotatable about a turret axis for positioning a respective machining tool into a machining position and a Tool drive for rotational driving of the machining tool located in the machining position.
  • the tool turret is, for example, rotatable relative to the communication device, so that the change elements arranged on the tool turret can be scanned in the form of the processing tools by the communication device so to speak.
  • the spindle arrangement is arranged on a tool slide, which is mounted on the basis of a linear guide in a particular horizontal machining axis to the workpiece carrier and away from it.
  • An embodiment of the invention may provide that the tool carriage is mounted movably relative to the workpiece carrier exclusively along a single processing axis, which may also be referred to as a Z-axis.
  • a preferred embodiment provides a further degree of freedom of movement of the tool slide, namely that the tool slide is mounted on a second linear guide transversely, in particular at right angles to the machining axis along a tool adjusting axis movable.
  • the tool turret and ultimately the machining tool can be moved along two mutually angled axes relative to the at least one workpiece to be machined.
  • the tool carriage is designed for example as a so-called cross slide.
  • the workpiece carrier is mounted on a workpiece carrier linear guide along a particular vertical adjustment axis and / or transversely to the or a machining axis of the spindle assembly for positioning the at least one workpiece to be machined relative to a machining tool located in a machining position of the spindle assembly linearly
  • the workpiece carrier represents a degree of freedom of movement, along which the workpieces are adjustable relative to the respective machining tool in the processing position.
  • the tool carriage can be constructed relatively simply, ie, for example, be linearly adjustable only along the machining axis.
  • such a tool carriage can provide a high rigidity, thus enabling precise workpiece machining.
  • the tool slide is low and is not far from the machine bed or machine base.
  • a change of the machining tools on the tool turrets or the otherwise configured spindles of the spindle assembly is particularly simple.
  • the machining axis and the tool adjusting axis are preferably horizontal axes.
  • the adjusting axis of the workpiece carrier linear guide is expediently a vertical axis.
  • the adjusting axis of the workpiece carrier linear guide, the machining axis and the tool adjusting axis are preferably mutually perpendicular or orthogonal.
  • the axes of movement of the tool carriage for positioning of each standing in the machining position machining tool are horizontal axes.
  • the workpiece carrier is active and allows the corresponding adjustability of the workpieces relative to the respective active processing tool.
  • part of the positioning work is done by the tool carriage, the other part of the workpiece carrier.
  • Each movement degree of freedom of the tool carriage is expediently assigned a carriage drive, for example a spindle drive, a linear direct drive or the like.
  • Several tool turrets can be provided on the tool carriage.
  • two tool turrets or even more tool turrets may be provided on the tool carriage.
  • At least one second tool turret with at least two machining tools is advantageously arranged on the tool carriage so that at least two machining tools can be adjusted into a machining position provided for machining the at least one workpiece using the tool turret.
  • a multi-spindle machining or machining of several workpieces is possible at the same time.
  • the machining tools of the at least two tool turrets that are in the machining position are expediently arranged next to one another in a row direction.
  • the row direction advantageously runs along a horizontal axis.
  • At least one machining tool associated workpiece holder On the workpiece carrier associated with the machining tools workpiece holder or at least one machining tool associated workpiece holder is provided.
  • at least two workpiece holders arranged side by side in a row direction or interchangeable element holders suitable for the workpiece holders for holding workpieces are provided on the workpiece carrier.
  • the workpiece carrier has expediently a bar-like shape.
  • the workpiece carrier comprises a workpiece bar whose longitudinal axis extends transversely to the machining axis of the tool carriage.
  • the longitudinal axis runs transversely, in particular at right angles, to the explained Z-axis. It is preferably provided that the longitudinal axis of the workpiece beam extends in the X direction or parallel to the X axis.
  • An expedient and particularly stable arrangement provides that the workpiece carrier is supported on several areas.
  • the workpiece carrier is held at its respective longitudinal end regions in each case on a carriage of the workpiece carrier linear guide.
  • the workpiece carrier is held between guide towers or guide stands, on each of which a guide arrangement of the workpiece carrier linear guide is arranged.
  • each carriage are movably mounted, for example by means of sliding elements, rollers or the like.
  • the machine tool may have a workpiece changing device.
  • the workpiece carrier expediently has at least two separate workpiece holding regions, on each of which at least one workpiece holder for holding a workpiece is arranged.
  • the workpiece carrier is expediently movable in such a way, for example linearly or rotatably movable, that in each case a workpiece holding region of the respective active processing tool is movable, while another workpiece holding region is arranged in a workpiece change region where a workpiece change can take place by, for example, a handling robot or other workpiece changing device.
  • the workpiece holding regions can be arranged one above the other with respect to the adjusting axis of the workpiece carrier linear guide, so that a workpiece holding region is movable alternately into the processing region by a movement of the workpiece carrier, while the other workpiece holding region is ready for a workpiece change, and vice versa.
  • the communication device can be arranged to check the changing elements representing workpiece holder and / or the identification units of the workpiece holder.
  • the workpiece holding regions are arranged at mutually angled or opposite regions of the workpiece carrier, wherein the workpiece holding regions are movable toward the processing region and the workpiece change region by a rotation of the workpiece carrier.
  • a plurality of workpiece holding regions can be provided on an outer circumference of the workpiece carrier, which are angular to each other.
  • the workpiece carrier in cross-section triangular or be rectangular, so that angular workpiece holding areas are possible.
  • the workpiece carrier advantageously on the workpiece carrier linear guide, is pivotably mounted on the basis of a rotary bearing arrangement about a positioning pivot axis.
  • the rotary bearing arrangement is provided on one or more slides, which are adjustable on the workpiece carrier linear guide along the particular vertical adjusting axis.
  • the rotary bearing arrangement is provided between, for example, a stand and the workpiece carrier linear guide.
  • the workpiece carrier can be non-rotatable on slides, which are mounted displaceably on the workpiece carrier linear guide, while the linear guide is rotatable relative to the stator or any other with respect to the machine base of the machine tool stationary component based on the rotary bearing arrangement.
  • the rotatability about the positioning pivot axis makes it possible for at least two mutually different workpiece holding regions of the workpiece carrier to be alternately pivoted in a processing region, for example in front of the at least one processing tool or in front of the tool carriage.
  • a workpiece holding area is moved into the processing area, while another workpiece holding area thereof is moved away into a workpiece change area, so that a workpiece change is possible there.
  • a handling robot or another workpiece changing device is provided in the workpiece change region.
  • the positioning pivot axis runs vertically, for example.
  • an arrangement is preferred such that the positioning pivot axis extends transversely, for example at right angles, to the machining axis or Z-axis of the tool carriage.
  • the positioning pivot axis is advantageously parallel to the X-axis.
  • the position ier-pivot axis corresponds for example to the longitudinal axis of the workpiece bar.
  • An expedient embodiment of the invention provides that the rotary bearing arrangement rotatably supports the workpiece carrier at its respective longitudinal end regions, each with a rotary bearing.
  • the workpiece carrier is supported on opposite end portions and rotatably supported.
  • the pivot bearings are provided for example on the already mentioned carriage of the workpiece carrier linear guide.
  • the workpiece carrier protrudes, for example in the manner of an arm in front of a single pivot bearing.
  • the turret axis of the at least one tool revolver expediently extends at an angle to the machining axis or Z-axis of the tool carriage. Preferred is a configuration with an angle of about 45 ° of the turret axis to the machining axis.
  • the turret axis expediently runs horizontally. But it is also possible that the turret axis is vertical. Furthermore, it is possible that the turret axis extends in an angular range between a vertical axis and a horizontal axis.
  • a tool drive a tool revolver can be provided for rotational driving only one in each processing position machining tool.
  • FIG. 1 shows a perspective oblique view from above of a machine tool
  • Figure 2 is a front view
  • FIG. 3 shows a side view of the machine tool according to FIG. 1
  • FIG. 4 shows a side view of a machine tool with a spindle arrangement whose spindles are arranged in rows for Mac,
  • FIG. 5 shows a side view of the machine tool according to FIG. 4
  • FIG. 6 shows a workpiece carrier of the machine tools according to figures 1-5
  • FIG. 7 is a schematic representation of a changing device in the form of a workpiece carrier
  • Figure 8 is a schematic representation of a changing device in the form of a spindle assembly
  • machine tools 10, 210 are presented, which have partially identical or similar components.
  • the same reference numerals or reference numerals differing by 200 are used.
  • the machine tool 10, 210 has a machine base 11.
  • the machine base 1 1 comprises a tool section 12 and a workpiece section 13 which are arranged, for example, at an angle to one another.
  • the machine base 1 1 which could also be referred to as a machine bed, for example T-shaped, but this should not be understood as limiting.
  • the tool portion 12 and the workpiece portion 13 may be integral or fixedly connected to each other.
  • a tool carriage 20, 220 is mounted linearly on the tool section 12 at least along a machining axis Z, which is also referred to below as the Z axis.
  • a linear guide 21 is provided, which is provided for example on an upper side of the tool section 12.
  • the linear guide 21, which could also be referred to as a Z guide, comprises, for example, example guide rails 22, where the tool carriage 20 is movably mounted.
  • a carriage carrier 26 which carries a carriage base 27, 227 of the tool carriage 20, 220, movably mounted on the guide rails 22, for example with rollers, sliders or the like.
  • a carriage drive 23 serves to drive the tool carriage 20 along the Z-axis.
  • the carriage drive 23 comprises, for example, a drive motor 24 and a spindle drive 25, which is coupled to the tool carriage 20, for example the carriage carrier 26.
  • An embodiment of the invention may provide that the tool carriage 20 is movably mounted only along the Z-axis.
  • the carriage base 27 would be integral with the carriage carrier 26 or firmly connected to the carriage carrier 26.
  • a further degree of freedom of movement is present, namely in an axis Z which is angled, for example perpendicular, to the machining axis Z.
  • An additional linear guide 28 with, for example, rails 29 is provided on the carriage carrier 26, on which the carriage base 27 extends along the tool carrier.
  • Axis X is movably mounted. For example, sliding surfaces, rollers or the like other guide elements 30 to the
  • a carriage drive 30, which is shown only schematically, drives the carriage base 27 relative to the slide carrier 26 along the tool adjustment axis X.
  • the tool carriage 20 is for example a so-called cross slide.
  • the tool turrets 40, 140 each form at least one tool spindle and in each case comprise a tool carrier 41 which is mounted so as to be rotatable relative to the tool carriage 20 about a turret axis 42, 142.
  • the tool carriers 41 could now be arranged directly on the carriage base 27.
  • Revolver lacking 46 are provided at the Carriage base 27 are attached.
  • tool drives 43 are provided, which for example on or in the turret carrier 46, which for
  • Rotary driving each of a machining tool 44 are configured.
  • processing tools 44 Arranged on the tool carriers 41 in a ring shape are a plurality of processing tools 44, which can be configured differently, for example as processing tools 44A, 44B, 44C, 44D.
  • the processing tools 44 are held, for example, on tool holders 47.
  • the tool holders 47 project, for example, in the form of a cone radially outward of the tool carriers 41.
  • each two tool holders are simultaneously driven by the tool drive 43 when they are in the processing position O.
  • This configuration for example, as a double spindle turret.
  • each of the tool carriers 41 has two, so to speak, simple tool receivers 47 and two transfer cases each for simultaneously driving two tool holders 147A and 147B.
  • These numbers are to be understood as exemplary only, that is, it could, for example, a tool revolver be provided with exclusively so to speak singular tool holders 47, of which only one can be in the processing position O.
  • only one "double spindle turret" or more than two “double spindle turrets” may be provided.
  • the tool carriers 41 can be pivoted about the turret axes 42, 142, so that a respective desired machining tool 44 is adjusted to a processing position O for machining workpieces W, which will become clear hereinafter.
  • the tool drives 43 are coupled to the active in the processing position O processing tools 44, for which a coupling is provided in a conventional manner.
  • a workpiece carrier 60 Frontally in front of the tool carriage 20, a workpiece carrier 60 is arranged.
  • the workpiece carrier 60 comprises, for example, a workpiece bar 61 which extends transversely in front of the tool carriage 20.
  • a plurality of workpiece holders 62 for holding workpieces W, for example connecting rods, are arranged side by side in a row direction 63.
  • the row direction 63 runs parallel to a longitudinal axis 64 of the workpiece carrier 60.
  • the workpiece carrier 60 is pivotally mounted about a positioning pivot axis A, in the present case its longitudinal axis 64, so that at different workpiece holding areas 65, e.g. Workpiece holding portions 65A and 65B, held workpieces W are each frontally in front of the tool slide 20, 220 and thus before the machining tools 44 in a machining area 66 for machining swiveled or away from the machining tools 44, for example, provided in a provided for a workpiece change workpiece change area 68.
  • the workpiece change area 68 and the processing area 66 are provided, for example, on opposite sides of the workpiece carrier 60.
  • the workpiece holding regions 65 are provided on outer peripheral sides, in particular on the outer circumferential sides of the workpiece carrier 60 that are opposite and / or mutually angled.
  • multiple workpiece holding areas are an option, i. that only a single workpiece holding area can be provided on a workpiece carrier.
  • a positioning of the workpieces W arranged on the workpiece carrier 60 relative to the processing tools 44 is performed at least partially by the workpiece carrier 60.
  • the workpiece carrier 60 is linearly adjustable on a workpiece carrier linear guide 70 along a vertical adjusting axis Y.
  • workpieces W can therefore be adjusted relative to the adjusting tools 44 with respect to the adjusting axis Y.
  • the tool carriage 20 thus positions the machining tools 44 along the horizontal axes, the machining axis Z and the tool adjusting axis X, while the third linear degree of freedom of movement is provided by the workpiece carrier 60 and the workpiece carrier linear guide 70.
  • the workpiece carrier linear guide 70 comprises guide rails 73 provided on uprights 71, on which slides 72 are movably mounted, for example on the basis of rollers, sliding pieces or the like.
  • Stand 71 which could also be referred to as towers, project, for example, upwards in front of the workpiece section 13 and are fastened thereto.
  • the carriages 72 which are movably mounted, for example, on a respective pair of guide rails 73, can be driven by a carriage drive 74.
  • the carriage drives 74 each include, for example, a drive motor 75.
  • a respective drive motor 75 drives a respective carriage 72 via, for example, a spindle drive or the like (which is not shown in the drawing).
  • the drive motors 75 are arranged on top of the uprights 71, which is advantageous for cooling purposes and assembly purposes.
  • a of the workpiece carrier 60 is pivotally mounted at its longitudinal end by means of pivot bearings 77.
  • the rotary bearings 77 form components of a rotary bearing arrangement 76.
  • one of the rotary bearings 77 is provided on each of the slides 72.
  • the positioning pivot axis A is parallel to the tool adjustment axis X.
  • one of the processing tools 44 of the tool turrets 40, 140 assumes the processing position O (shown in FIG. 4).
  • the processing Positions O are arranged in a row direction R side by side.
  • the row direction R is horizontal and parallel to the tool positioning axis X.
  • the row direction R is at an angle to the tool adjusting axis X or not horizontally.
  • machining tools 44 are each in the machining positions O, a plurality of workpieces W, which are arranged on the workpiece carrier 60, can be machined at the same time.
  • the row direction R corresponds to the row direction 63 of the workpiece holder 62 on the workpiece carrier 60.
  • the machining tools 44 can be moved relative to the workpiece holders 62.
  • the workpiece holders 62 For example, four workpiece holders 62 are provided, while only two processing tools 44 can each perform a workpiece machining.
  • the machining tools 44 can alternately be positioned opposite a first pair of workpiece holders 62 and a second pair of workpiece holders 62, and thus opposite the respective workpieces W arranged there.
  • a spindle arrangement 248 of the machine tool 210 is provided on the tool carriage 220.
  • the tool carriage 220 can also be movably mounted along the X-axis like the tool carriage 20, but this is not the case here.
  • the tool carriage 220 comprises a carriage base 227, for example a spindle block or the like, on which spindle rows 240, 241 are provided.
  • Spindle rows 240, 241 include tool spindles 242 arranged side by side in row directions.
  • the spindle rows 240, 241 are arranged one above the other.
  • a tool drive 243 and a tool holder 247 are provided, on which a machining tool 244 is releasably fastened.
  • the machining tools 244 are similar to the machining tools 44 by an operator replaceable.
  • the spindle rows 240, 241 can be moved back and forth along the machining axis Z on the basis of the tool slide 220, ie in the direction of the workpieces W or of the workpiece carrier 60.
  • machining tools 44, 244 of a spindle assembly 48 provided by the tool revolvers 40, 140 and the spindle assembly 248 forming spindle rows 240, 241 are interchangeable or exchangeable, they form a changing device 14.
  • the processing tools 44, 244 accordingly form changing elements 15th
  • a further changing device 16 is provided by the workpiece carrier 60, on which the workpiece holders 62 are exchangeable or replaceable by an operator.
  • the workpiece holders 62 also form interchangeable elements 17.
  • workpiece holders 62A or 62B (shown in FIG. 4) can be fastened to the workpiece holding regions 65A, 65B.
  • interchangeable element holders 19 are provided, so that workpiece holders 62A, for example for connecting rods, as well as workpiece holders 62B, for example for other, in particular metallic, workpieces, on the workpiece beam 61 and the workpiece carrier 60 are releasably fastened.
  • the tool holders 47, 247 form interchangeable element holders 18 for the interchangeable elements 15, namely the processing tools 44, 244.
  • the tool slide 20, 220 can be moved from a working position B to a change position C, namely, for example, along the machining axis Z by driving on the carriage drive 23.
  • the carriage 20, 220 is adjusted for machining the workpieces W to the workpiece carrier 60 , positioned in the change position W at a distance therefrom, so that the front side 31 of the carriage 20, 220 is easily accessible to an operator.
  • it can conveniently exchange the change elements 15 or machining tools 44, 244 in order to prepare the machine tool 10, 210, for example, for machining other workpieces.
  • an operator can exchange workpiece holders 62 arranged on the workpiece carrier 60, for example, when the workpiece carrier 60 or the respective workpiece holding region 65A, 65B is moved to or into the workpiece changing region 68.
  • the operator it is safe for the operator to replace the workpiece holder 62.
  • the machine tool 10, 210 is suitable to work different workpieces W, such as connecting rods, small metal parts or the like, or different Machining steps on the same workpieces W make. It is thus possible, for example, to position the workpieces W in different positions on the workpiece carrier 60 using the workpiece holders 62A, 62B in order to carry out different processing steps.
  • a control device 80 controls the machine tool 10, 210.
  • the control device 80 comprises a processor 81 and a memory 82.
  • the processor 81 can execute control programs 83, 84, for example for machining workpieces of a first type and workpieces of a second type.
  • the control device 80 furthermore has, for example, input means 85, in particular a keyboard, mouse or the like, as well as output means 86, for example a screen.
  • the control device 80 controls in a conventional manner the drive motor 24, the positioning drive 45, the tool drives 43, 243 and the carriage drives 74 for processing the workpieces W in a preprogrammed form.
  • the control is connected via lines not shown in the drawing and / or wireless connections to said drives.
  • feedback lines or feedback connections or monitoring connections between the drives and the control device 80 are expediently provided.
  • the workpiece carrier 60 may include, for example, the workpiece holding portions 65A and 65B or, as shown in FIG. 7, further workpiece holding portions 65C and 65D.
  • a plurality of interchangeable element receptacles 19, that is to say workpiece holder receptacles, are arranged for the workpiece holders 62.
  • the workpiece holder receptacles or exchangeable element receptacles 19 are all designed identically, so that workpiece holders 62A, 62B, 62C and 62D can be arranged as desired on the exchangeable element receptacles 19.
  • the control device 80 communicates with a communication device 90 which has communication units 91, 92 which communicate with the identification units 50 in order to read out their information and preferably also store information there, which the control device 80 specifies or for local storage in the identification units 50 Change elements 19 and the workpiece holder 62 pretends.
  • the communication device 90 comprises communication units 91, 92 arranged on a holder 93, which are shown schematically in FIG.
  • the communication units 91, 92 have antennas with detection areas 94, for example, which are directed to the identification units 50.
  • the holder 93 and thus the communication units 91, 92 are adjustable by means of a schematically shown adjusting device 95, for example comprising at least one guide rail or the like other linear guide between a test position as shown in the drawing and a rest position remote from the identification units 50.
  • a schematically shown adjusting device 95 for example comprising at least one guide rail or the like other linear guide between a test position as shown in the drawing and a rest position remote from the identification units 50.
  • the communication device 90 could also be arranged stationary.
  • a communication device 90B is shown, which has not shown in the drawing communication units in the manner of the communication units 91, 92 and, for example, below or according to Figure 4 above the workpiece carrier 60 is arranged.
  • the workpiece carrier is opposed to, for example, the workpiece holding portion 65B (as shown in Fig. 7) of the communication device 90B, it can read out the identification units 50 of the workpiece holders 62B. This can be done both at standstill of the workpiece carrier so also in passing, so to speak. during a movement of the workpiece carrier 60 past the communication device 90B.
  • the communication device 90B detects, so to speak enpulsion, the identification information of the identification units 50.
  • control device 80 can determine which workpiece holders 82, here the workpiece holders 62B, are arranged on the workpiece holding region 65B. In this way, the control device 80 can also readily determine the interchangeable elements 17 or types of workpiece holders 62 arranged there in relation to the further workpiece holding regions 65A, 65C-65D.
  • control device 90 may, for example, depending on the arranged on the workpiece holding portion 65A-65D workpiece holders 62A-62D Control program 83 or the control program 84 retrieve or execute.
  • One of the identification units 50 is shown by way of example in FIG. It has, for example, a memory 51 in which at least one identification information 53 is stored.
  • the identification units 50 can communicate with the communication device 90, at least unidirectionally, such that it can send the identification information 53 to the combination device 90.
  • the combination device 90 supplies the identification units 50 with a query of the identification information 53 in the manner of the RFI D method with energy, so that the transmitting / receiving unit 52 can send the identification information 53 without a power supply or other power supply on board the identification unit 50 would be necessary.
  • the identification unit 50 is a
  • the communication device 190 has, for example, communication units 191, 192 which can communicate wirelessly with identification units 50 at the change elements 15 in order to query their identification information 53 and, if necessary, also intervene.
  • the communication device 191 is expediently arranged in the region of the change position W of the tool carriage 20, 220, for example above the machine bed or the machine base 11.
  • the communication device 190 may not be arranged, for example, on a portal or the like. But it is also possible that it is a with the tool carriage 20, 21 moving or with moving communication device.
  • the tool carrier 41 of the tool revolver 40 or 140 for example, about the turret axis 42, 142 rotatable.
  • the tool carrier 41 can each be rotatable in a reading position opposite the communication device 190 be.
  • the communication units 191, 192 can interrogate, for example, the identification units 50 of the machining tools 44A, that is to say the changeover elements 15, so as to ascertain the identification information 53 of the machining tools 44A.
  • the identification information 53 stored in the machining tools 44A is their tool type and / or their cutting data and / or their geometry data, in particular interference contour, or the like.
  • the processing tools 44B, 44C and 44D can be queried.
  • machining tools 49A, 49B, 49D, 49E are disposed only on the machining sides, while no machining tools 44 are disposed on the machining sides 49C and 49F.
  • the control device 80 can determine this and the respective placement of the other tool holders 47 of the machining sides 49A, 49B, 49D, 49E on the basis of the communication device 190, for example, the sequence of movements, in particular positioning, of the tool carrier 41 in each suitable for workpiece machining of the workpieces W To control machining position O.
  • One concept may provide that the control device 80 only in this way queries whether machining tools 44 are disposed on a respective machining side 49A-49F and accordingly provide the machining side for workpiece machining. It is also possible that the control device 80 only determines that similar processing tools 44 are arranged on a respective processing side 49A-49F, for example only drills of a certain type, only milling tools of a certain other type or the like. Another embodiment is also indicated in FIG. So not only a machining tool can represent a switching element, but also a spindle component. It is thus possible, for example, that a processing tool 44 can not be arranged directly on an interchangeable element holder 18, but rather a spindle component 144, on which in turn a processing tool 44 can be mounted.
  • the spindle components 144 also have identification units 50, whose identification information 53 can be queried by the communication device 190.
  • the spindle component 144 may include a spindle bearing on which in turn a machining tool is releasably mountable. It is also possible that, for example, the tool holder or turret attachment having the tool holders 147A and 147B is configured as a spindle component 144 or forms one.
  • the communication device 190 may poll the identification information 53 of the identification units 50 of the change elements 15 arranged on the changer 14 cyclically.
  • a sensor 35 may be provided which identifies a change of exchange element. This is indicated in FIG. 8 in one of the interchangeable element receptacles 18.
  • the sensor 35 comprises an optical sensor, a light barrier, a contact sensor, an electrical contact or the like which can be actuated by a change element 14 located in the interchangeable element receptacles 18 or the like.
  • the communication device 190 cooperates with a protective device 100 for protecting a working area, for example a region above the machine base 11, of the machine tool 10, 210.
  • the protective device 100 includes, for example, a fixed de wall 101 and a movable wall or door 102.
  • An opening of the door 102 is made possible for example by a sensor or switch 103.
  • the sensor or switch 103 is operated by an operator to open or unlock the guard 100 or release it. But it is also possible that the sensor or switch 103 senses an opening of the door 102 and reports to the control device 80.
  • the control device 80 can then, for example, after opening the door 102, first write identification information 54 into the memory 51, for example a respective service life of a processing tool 44. For this purpose, the control device 80 sends the corresponding information e.g. via the communication device 190 to the respective identification unit 50.
  • control device 80 can also trigger a query of the identification units 50 after a respective actuation of the switch 103. Namely, when the switch 103 signals a closing of the door 102, that is a closing of the protective device 100, a closing of the protective device 100 possibly preceded tool change is completed. The control device 80 then determines on the basis of the communication device 190, in which populated state the spindle arrangements 48, 248 are, ie. H. which change elements 15 are arranged there.
  • the controller 80 detects an error situation, i. H. For example, that inappropriate change elements 15 and / or 17 are arranged on the changing devices 14, 16, they can block the operation of the machine tool 10, 210, for example.
  • the identification information 53 and / or 54 can be output, for example, based on the output means 86 of the control device 80. For example, an operator can connect to a monitor on the control panel.
  • Direction 80 determine whether and which change elements 15, 17 to the changing device 14, which are arranged 16.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine (10; 210) zur Bearbeitung mindestens eines Werkstücks (W) mit einem Werkstückträger (60) zum Tragen von Werkstücken und einer mindestens eine Werkzeugspindel (242) umfassende Spindelanordnung (48; 248) zur maschinellen Bearbeitung mindestens eines an dem Werkstückträger angeordneten Werkstücks, wobei der Werkstückträger (60) und/oder die Spindelanordnung (48; 248) als eine Wechseleinrichtung ausgestaltet sind, die mindestens zwei Wechselelementaufnahmen (18, 19) zum Aufnehmen von voneinander verschiedenen Wechselelementen (15, 17) aufweist, wobei die Wechselelemente (15, 17) im Falle des Werkstückträgers voneinander verschiedene Werkstückhalter zum Halten unterschiedlicher Werkstücktypen oder zum Halten gleicher Werkstücke in unterschiedlichen Bearbeitungspositionen und im Falle der Spindelanordnung voneinander verschiedene Bearbeitungswerkzeuge (44) zur Werkstückbearbeitung sind, und wobei die Wechselelemente (15, 17) zur Auswechslung durch einen Bediener vorgesehen sind. Es ist vorgesehen, dass jedes Wechselelement (15, 17) eine zu einer drahtlosen Kommunikation ausgestaltete Identifikationseinheit (50) mit einer das Wechselelement (15, 17) eindeutig charakterisierenden Identifikationsinformation (53, 54) aufweist und die Werkzeugmaschine (10; 210) eine Kommunikationseinrichtung (90, 190) zur drahtlosen Kommunikation mit den jeweiligen Identifikationseinheiten (50) sowie eine Steuerungseinrichtung (80) zur Steuerung der Werkzeugmaschine anhand der Identifikationsinformationen (53, 54) der Identifikationseinheiten und/oder zur Ausgabe der Identifikationsinformationen der Identifikationseinheiten aufweist. nsinformationen der Identifikationseinheiten aufweist.

Description

Werkzeugmaschine mit Wechseleinrichtung und Kommunikationseinrichtung
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung mindestens eines Werkstücks mit einem Werkstückträger zum Tragen von Werkstücken und einer mindestens eine Werkzeugspindel umfassende Spindelanordnung zur maschinellen Bearbeitung mindestens eines an dem Werkstückträger angeordneten Werkstücks anhand mindestens eines Bearbeitungswerkzeugs, wobei der Werkstückträger und/oder die Spindelanordnung als eine Wechseleinrichtung ausgestaltet sind, die mindestens zwei Wechselelementaufnahmen zum Aufnehmen von voneinander verschiedenen Wechselelementen aufweist, wobei die Wechselelemente im Falle des Werkstückträgers voneinander verschiedene Werkstückhalter zum Halten unterschiedlicher Werkstücktypen oder zum Halten gleicher Werkstücke in unterschiedlichen Bearbeitungspositionen und im Falle der Spindelanordnung voneinander verschiedene Bearbeitungswerkzeuge zur Werkstückbearbeitung und/oder voneinander verschiedene Spindelkomponenten sind, und wobei die Wechselelemente zur Auswechslung durch einen Bediener vorgesehen sind.
Beispielsweise kann ein und dasselbe Werkstück in unterschiedlichen Bearbeitungspositionen zur Bearbeitung anstehen. Der Bediener wechselt dazu die Werkstückhalter am Werkstückträger aus, sodass die an den Werkstückhaltern gehaltenen Werkstücke in der jeweils geeigneten Bearbeitungsposition relativ zum Bearbeitungswerkzeug oder zu den Bearbeitungswerkzeugen stehen.
Auch Werkzeuge werden häufig manuell ausgetauscht, beispielsweise bei Verschleiß oder bei der Umrüstung der Maschine für einen anderen Bearbeitungsschritt oder andere Werkstücke. Es gibt Maschinen, beispielweise beschrieben in DE 10 2015 1 13 417, bei denen sowohl die Bearbeitungswerkzeuge als auch die Werkstückhalter durch einen Be- diener manuell und individuell austauschbar sind. Dabei können aber Bedienfehler auftreten, d. h. dass ungeeignete Werkstückhalter oder ungeeignete Bearbeitungswerkzeuge vom Bediener an der Werkzeugmaschine montiert werden. Dies kann zu verdorbenen Werkstücken führen, aber auch im Extremfall zu Beschädigungen der Maschine, der Bearbeitungswerkzeuge, der Werkstückhalter oder zu Gefährdungen des Bedienpersonals.
Ausgehend davon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Werkzeugmaschine bereitzustellen.
Zur Lösung der Aufgabe ist bei einer Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art vorgesehen, dass jedes Wechselelement eine zu einer drahtlosen Kommunikation ausgestaltete Identifikationseinheit mit einer das Wechselelement eindeutig charakterisierenden Identifikationsinformation aufweist und die Werkzeugmaschine eine Kommunikationseinrichtung zur drahtlosen Kommunikation mit den jeweiligen Identifikationseinheiten sowie eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Werkzeugmaschine anhand der Identifikationsinformationen der Identifikationseinheiten und/oder zur Ausgabe der Identifikationsinformationen der Identifikationseinheiten aufweist.
Es ist dabei ein Grundgedanke, dass die Identifikationseinheiten ihre jeweilige Identifikationsinformation an die Kommunikationseinrichtung melden oder die Kommunikationseinrichtung diese Identifikationsinformation bei den Identifikationseinheiten abfragt, sodass die Steuerungseinrichtung auf diesem Wege ermittelt, welches Wechselelement sich an oder in der jeweiligen Wechselelementaufnahme befindet. So kann diese Information von der Kommunikationseinrichtung z.B. dazu genutzt werden, die Identifikationsinformationen auszugeben, beispielsweise an einem Monitor oder einer sonstigen Ausgabeeinrichtung der Steuerungseinrichtung. Bei den Spindelkomponenten kann es sich beispielweise um einen Spindelantneb handeln. Es ist aber auch möglich, dass eine Spindelkomponente ein Halter oder ein Werkzeugträger für mindestens ein vorbestimmtes Bearbeitungswerkzeug ist. So kann beispielsweise bei einem Werkzeug revolver ein Halter oder drehbarer Werkzeugträger vorgesehen sein, an welchem zwei oder mehr Bearbeitungswerkzeuge anordenbar sind. Ein derartiger Halter oder Werkzeugträger ist vorzugsweise austauschbar und soll als Spindelkomponente verstanden werden. Eine Spindelkomponente kann beispielsweise ein Spindellager sein. Es ist weiterhin möglich, dass als Spindelkomponente beispielsweise ein Winkelkopf oder Mehrfachkopf vorgesehen ist, an dem ein Bearbeitungswerkzeug bzw. mehrere Bearbeitungswerkzeuge anordenbar ist oder sind. Der Mehrfach köpf kann gleichzeitig mindestens zwei Bearbeitungswerkzeuge halten.
Es ist beispielweise möglich, dass die Spindelkomponente einen Aufnahmeraum oder ausreichend Platz zur Anordnung der Identifikationseinheit hat, während das von der Spindelkomponente gehaltene Bearbeitungswerkzeug dafür zu klein ist. So ist jedenfalls zumindest durch die Spindelkomponente eine Identifizierung des Wechselelements und indirekt des Bearbeitungswerkzeugs möglich.
Die Identifikationsinformation kann, muss aber nicht ein das Riegelelement eindeutig identifizierenden Kennzeichner sein. So kann beispielsweise ausreichend sein, dass die Steuerungseinrichtung anhand der Identifikationsinformation ermitteln kann, ob ein Wechselelement eines vorbestimmten Typs, beispielsweise ein Bearbeitungswerkzeug oder Werkstückhalter bestimmten Typs, an der Wechselelementaufnahme angeordnet ist.
Die Identifikationsinformation kann eine oder mehrere der folgenden Informationen umfassen:
- einen das Wechselelement eindeutig identifizierenden Kennzeichner
- eine den Typ des Wechselelements charakterisierende Typinformation, insbesondere eine Werkzeugtyp-Information oder Werkstückhalter-Information
- eine Wechselelement-Art-Information, die die Art des Wechselelements, beispielsweise Bohrer, Fräser oder dergleichen, kennzeichnet - Geometriedaten, insbesondere Durchmesser, Außenumfang oder dergleichen
- Schnittdaten, insbesondere Drehzahl, maximale oder durchschnittliche Vorschubgeschwindigkeit oder dergleichen
- Verschleißdaten des Wechselelements, insbesondere Gebrauchsdauer-Informationen
- Art der unter Zuhilfenahme des Wechselelements zu bearbeitender Werkstücke.
Beispielsweise kann der Kennzeichner eine eineindeutige Nummer sein.
Bei der Werkzeugtyp-Information handelt es sich beispielsweise um das Material des Wechselelements, beispielsweise ein bestimmter Stahl bei einem Bearbeitungswerkzeug.
Die Werkzeugart kennzeichnet beispielsweise einen Bohrer, Fräser, ein Drehwerkzeug oder dergleichen.
Weiterhin können auch Geometriedaten, beispielsweise Durchmesser oder dergleichen, Bestandteile der Identifikationsinformation sein. So kann beispielsweise in Abhängigkeit von den Geometriedaten die Steuerungseinrichtung das jeweilige Wechselelement als Störkontur identifizieren, sodass das Wechselelement bei einer Verstellung innerhalb des Arbeitsbereichs der Werkzeugmaschine nicht mit einem Hindernis kollidiert.
Die Schnittdaten umfassen beispielsweise Informationen über maximale oder durchschnittliche Drehzahl, mit der das Bearbeitungswerkzeug betrieben werden kann, Vorschubinformationen über einen maximalen oder durchschnittlichen Vorschub oder dergleichen.
Die Verschleißdaten umfassen beispielsweise Betriebsdauern, einen Zähler oder dergleichen. Verschleiß kann nicht nur bei Bearbeitungswerkzeugen auftreten, sondern auch bei Spindelkomponenten, beispielsweise Lagern, Trägern oder dergleichen. Weiterhin kann Verschleiß auch bei Werkstückhaltern auftreten, die ein vorbestimmtes Maß einhalten müssen. An dieser Stelle sei bemerkt, dass es vorteilhaft ist, wenn an Bord einer Identifikationseinheit ein wiederbeschreibbarer Speicher vorhanden ist, der durch die Kommunikationseinrichtung beschreibbar ist. So kann zum Beispiel die Steuerungseinrichtung Betriebsdauern des Wechselelements in diesem Speicher der Identifikationseinheit speichern.
Es ist auch vorteilhaft, wenn die Steuerungseinrichtung einen Speicher für Verschleißinformationen aufweist. Der in dem Speicher können Speicherplätze den Wechselelementen anhand deren Identifikationsinformationen zugeordnet werden.
Ferner kann beispielsweise auch vorgesehen sein, dass als Identifikationsinformation die Art der unter Zuhilfenahme des Wechselelements zu bearbeitender Werkstücke gespeichert ist. Beim Werkstückhalter ist es beispielweise vorteilhaft, wenn dieser eine Information hat, welche Werkstücke von ihm gehalten werden können. Beim Bearbeitungswerkzeug ist es vorteilhaft, wenn die Art der zu bearbeitenden Werkstücke in der Identifikationseinheiten gespeichert ist. Auch die Spindelkomponente kann eine derartige Information an Bord haben, so dass beispielsweise daraus erkennbar ist, welche Bearbeitungswerkzeuge an der Spindelkomponente anordenbar sind.
An dieser Stelle sei ganz allgemein noch erläutert, dass eine Wechselelementaufnahme beispielsweise eine Steckaufnahme zum Einstecken eines Wechselelements und/oder Schraubmittel zum Verschrauben eines Wechselelements und/oder Klemmmittel zum Verklemmen eines Wechselelements aufweisen kann.
Die Werkzeugmaschine ist zweckmäßigerweise eine sogenannte Mehrspindelmaschine. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Werkzeugmaschine zur gleichzeitigen Bearbeitung mehrerer Werkstücke ausgestaltet und vorgesehen ist.
Bevorzugt ist jedoch ein komfortables Steuerungskonzept oder Bedien konzept, bei dem die Steuerungseinrichtung zur Steuerung der Werkzeugmaschine anhand der Identifikationsinformationen der Identifikationseinheiten ausgestaltet ist. Ein bevorzugtes Konzept sieht beispielsweise vor, dass die Steuerungseinrichtung zur Positionierung der Wechseleinrichtung und/oder der Wechselelementaufnah- men der Wechseleinrichtung zum jeweils anderen Element, also dem Werkstückträger oder der Spindelanordnung, in Abhängigkeit von einer anhand der Identifikationsinformationen ermittelten Zuordnung der Wechselelemente zu den Wechselelementaufnahmen ausgestaltet ist.
Wenn also beispielsweise an einer ersten Wechselelementaufnahme ein Bearbeitungswerkzeug eines ersten Typs und an einer zweiten Wechselelementaufnahme ein Bearbeitungswerkzeug eines anderen, zweiten Typs angeordnet ist, was die Steuerungseinrichtung anhand der Identifikationsinformationen ermitteln kann, kann sie beispielsweise einen Werkzeugträger, an welchem die Wechselelementaufnahmen angeordnet sind, in Abhängigkeit von diesen Identifikationsinformationen positionieren, bei der Werkstückbearbeitung beispielsweise schwenken und/oder linear verstellen. So kann beispielsweise eine Drehposition eines Werkzeugrevolvers, der weiter unten noch detaillierter erläutert wird, in Abhängigkeit von den an den einzelnen Wechselelementaufnahmen angeordneten Bearbeitungswerkzeugen durch die Steuerungseinrichtung in Abhängigkeit von den Identifikationsinformationen zur Werkstückbearbeitung einstellbar sein. Die Steuerungseinrichtung passt sich also vorzugsweise automatisch an das jeweils montierte Bearbeitungswerkzeug an bzw. ändert die Bewegungsabläufe der Werkzeugmaschine. Die Steuerungseinrichtung sorgt also dafür, dass das jeweils geeignete Bearbeitungswerkzeug relativ zum Werkstück zu dessen Bearbeitung positioniert wird, wozu die Steuerungseinrichtung die Identifikationsinformationen auswertet.
Auch beim Werkstückträger ist eine derartige Ausgestaltung möglich, d. h. dass beispielsweise an einer ersten Bearbeitungsseite des Werkstückträgers ein Werkstückhalter eines ersten Typs und an einer zweiten Bearbeitungsseite ein Werkstückhalter eines zweiten Typs angeordnet sind, an denen Werkstücke in unterschiedlichen Positionen oder unterschiedliche Werkstücke angeordnet oder anordenbar sind. Somit kann die Steuerungseinrichtung abhängig vom jeweiligen Werkstückhalter den Werkstückträger positionieren, beispielsweise zu der Spindelanordnung hin verstellten und davon weg, sodass beispielsweise bei Werkstü- cken am ersten Werkstückhalter eine Bohrung durchgeführt wird, bei Werkstücken am zweiten Werkstückhalter eine Fräsbearbeitung stattfinden kann. Auch hier stellt sich die Steuerungseinrichtung sozusagen automatisch auf die Situation bzw. die Konfiguration des Werkstückträgers mit entsprechenden Werkstückhaltern ein.
An dieser Stelle sei bemerkt, dass bei einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine nur der Werkstückträger als Wechseleinrichtung oder nur die Spindelanordnung als Wechseleinrichtung ausgestaltet sein können, aber auch beide Wechseleinrichtungen sein können. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn für jede Wechseleinrichtung, also für den Werkstückträger und die Spindelanordnung, jeweils eine Kommunikationseinrichtung oder jedenfalls ein Teil zur individuellen Kommunikation mit den Wechselelementaufnahmen am Werkstückträger und der Spindelanordnung vorgesehen ist. Denkbar ist aber auch, dass die Kommunikationseinrichtung und der Werkstückträger sowie die Kommunikationseinrichtung und die Spindelanordnung relativ zueinander verstellbar sind, sodass eine einzige Kommunikationseinrichtung, beispielsweise eine einzige Antennenanordnung, ausreicht, um sowohl mit den Wechselelemente des Werkstückträgers (den Werkstückhalter) als auch die Wechselelementen der Spindelanordnung (den Bearbeitungswerkzeugen) zu kommunizieren und deren Identifikationsinformationen zu ermitteln.
Ein Konzept der Erfindung kann vorsehen, dass die Steuerungseinrichtung zu einer Ermittlung ausgestaltet ist, ob an der Wechseleinrichtung oder einem Bereich der Wechseleinrichtung nur Wechselelemente eines vorbestimmten Typs und/oder Wechselelemente in einer vorbestimmten Anzahl angeordnet sind.
So kann die Steuerungseinrichtung z.B. feststellen, ob an einem Werkstückhaltebereich des Werkstückträgers nur Werkstückhalter eines vorbestimmten Typs und/oder in ausreichender Anzahl Werkstückhalter angeordnet sind. Die Steuerungseinrichtung kann beispielsweise auch feststellen, dass gar keine Werkstückhalter oder Werkstückhalter unterschiedlicher Typen an diesem Werkstückhaltebereich angeordnet sind, was letztlich zu einem fehlerhaften Betrieb der Werkzeugmaschine führen könnte. Die Steuerungseinrichtung blockiert den Betrieb in diesem Fall vorzugsweise.
Ein anderes Szenario kann vorsehen, dass die Steuerungseinrichtung beispielsweise prüft, ob an einer Spindelanordnung ausschließlich Bearbeitungswerkzeuge des gleichen Typs angeordnet sind, beispielsweise nur bestimmte Bohrwerkzeuge oder Fräswerkzeuge mit einer vorbestimmten Geometrie. Weiterhin kann die Steuerungseinrichtung überprüfen, ob eine ausreichende Bestückung mit Wechselelementen vorhanden ist, beispielsweise in ausreichender Zahl Bearbeitungswerkzeuge an der Spindelanordnung angeordnet sind. Nur wenn beispielsweise eine Spindelreihe vollständig mit Wechselelementen, insbesondere Spindelkomponenten und/oder Bearbeitungswerkzeugen, bestückt ist, ist ein Betrieb der Werkzeugmaschine in diesem Fall möglich und wird von der Steuerungseinrichtung entsprechend freigegeben.
Ein vorteilhaftes Konzept sieht vor, dass die Steuerungseinrichtung zu einer Blockierung eines Betriebs der Werkzeugmaschine ausgestaltet ist, wenn an mindestens einer Wechselelementaufnahme ein zu einem Betrieb der Werkzeugmaschine anhand der Identifikationsinformation als ungeeignet erkanntes Wechselelement angeordnet ist. Wenn also beispielsweise ein ungeeignetes Bearbeitungswerkzeug an einer Wechselelementaufnahme oder Werkzeugaufnahme der Spindelanordnung angeordnet ist, blockiert die Steuerungseinrichtung deren Betrieb. Wenn am Werkstückträger ein ungeeigneter Werkstückhalter angeordnet ist, sodass ein Werkstück nur in einer ungeeigneten Position bearbeitet werden könnte oder der Werkstückhalter für Werkstücke vorgesehen sind, für die die Bearbeitungswerkzeuge in der aktuellen Bestückung der Werkzeugmaschine nicht geeignet sind, blockiert die Steuerungseinrichtung den Betrieb der Werkzeugmaschine. Vorteilhaft ist, wenn die Steuerungseinrichtung zur Ausgabe einer Warnung oder einer Warninformation bei einer derartigen Blockierung ausgestaltet ist.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Kommunikationseinrichtung der Werkzeugmaschine einen auf jeweils ein Wechselelement gerichteten Erfassungsbereich aufweist und/oder zur Ermittlung eines Abstands zu einer jeweiligen Identifikationseinheit zur Ermittlung einer räumlichen Anordnung des jeweiligen Wechselelements ausgestaltet ist. Beispielsweise hat die Kommunikationseinrichtung einen RFID-Leser, der einen engen Erfassungskegel aufweist. Nur diejenige Identifikationseinheit, die im Erfassungskegel des Lesers ist, wird von diesem angesprochen. Allgemein formuliert wird in diesem Fall von der Kommunikationseinrichtung nur die Identifikationsinformation der im Erfassungsbereich befindlichen Identifikationseinheit ausgelesen oder ist durch die Kommunikationseinrichtung auslesbar. Es ist aber auch möglich, dass zum Beispiel eine Signalstärke der Identifikationseinheiten von der Kommunikationseinrichtung dazu genutzt wird, einen jeweiligen Abstand der Identifikationseinheit zur Kommunikationseinrichtung zu ermitteln. Somit kann beispielsweise die der Kommunikationseinrichtung am nächsten liegende Identifikationseinheit ermittelt werden.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Identifikationseinheiten der Wechselelemente RFID-Einheiten (RFID = radio-frequency Identification) oder NFC-Einheiten (NFC = Near Field Communication) und die Kommunikationseinrichtung der Werkzeugmaschine eine RFID-Leseeinrichtung und/oder eine NFC-Leseeinrichtung aufweist sind. Derartige RFID-Einheiten sind belastbar und brauchen keine elektrische Energieversorgung an Bord.
Die zum Auslesen der Identifikationseinheit erforderliche elektrische Energie wird vorteilhaft durch die Kommunikationseinrichtung der Werkzeugmaschine bereitgestellt.
Die Kommunikationseinrichtung der Werkzeugmaschine kann ortsfest angeordnet sein. Insbesondere in diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die Werkzeugmaschine eine insbesondere eine Schiebelagerung und/oder Schwenklagerung aufweisende Versteileinrichtung zum Verstellen der Kommunikationseinrichtung zu der Wechseleinrichtung und/oder zu den Wechselelementen hin und davon weg aufweist. Die Kommunikationseinrichtung kann also zur jeweiligen Wechseleinrichtung, beispielsweise der Spindelanordnung oder dem Werkstückträger, hin und davon weg bewegt werden, beispielsweise verschwenkt, linear verstellt oder beides. Es ist auch möglich, insbesondere in Kombination mit der vorhergehenden Maßnahme, dass die Wechseleinrichtung als Ganzes und/oder die Wechselelementaufnahmen der Wechseleinrichtung relativ zu der Kommunikationseinrichtung verstellbar angeordnet ist oder sind. So kann beispielsweise der Werkstückträger linear verstellbar und/oder schwenkbar zwischen einer Prüfposition zur Kommunikation der Kommunikationseinrichtung mit den Identifikationseinrichtungen und einer zur Werkstückbearbeitung durch das mindestens eine Bearbeitungswerkzeug vorgesehenen Bearbeitungsposition sein. Es ist aber auch möglich, dass die Spindelanordnung als Ganzes zwischen einer derartigen Prüfposition und Bearbeitungsposition verstellbar ist. Beispielsweise kann die Spindelanordnung oder kann der Werkstückträger an einem bezüglich einer Maschinenbasis linear gelagerten Schlitten angeordnet sein. Es ist weiterhin möglich, dass zwar zum Beispiel ein Grundkörper des Werkstückträgers oder der Spindelanordnung relativ zu einem Maschinenbett oder einer Maschinenbasis ortsfest ist, jedoch die Wechselelementaufnahmen in eine jeweilige Prüfposition verstellbar sind, beispielsweise schwenkbar. Dies ist insbesondere bei einem Werkzeugrevolver ohne weiteres möglich.
Zur Vervollständigung sei noch erwähnt, dass es vorteilhaft vorgesehen ist, dass die Kommunikationseinrichtung und/oder die Wechseleinrichtung durch einen Antrieb in die jeweilige Prüfposition und aus dieser wieder weg antreibbar oder angetrieben sind.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Wechseleinrichtung zwischen einer Wechselposition, in der die Wechselelemente an der Wechseleinrichtung austauschbar sind, und einer zur Bearbeitung von an dem Werkstückträger angeordneten Werkstücken vorgesehenen Arbeitsposition verstellbar ist.
Ein Konzept sieht z.B. vor, dass die Spindelanordnung zwischen einer zu dem Werkstückträger hin verstellten und zur Bearbeitung von an dem Werkstückträger angeordneten Werkstücken vorgesehenen Arbeitsposition und einer von dem Werkstückträger wegverstellten, zu einem Werkzeugwechsel vorgesehenen Werkzeugwechselposition verstellbar ist. Auch bei dem Werkstückträger ist es vorteilhaft, wenn er in eine Wechselposition zum Austausch der Werkstückhalter verstellbar ist.
In der Wechselposition, beispielsweise einer Werkzeugwechselposition, ist beispielsweise ein Raum vor oder neben der Spindelanordnung oder dem Werkstückträger frei für den Bediener zugänglich, sodass er die Wechselelemente, nämlich die Bearbeitungswerkzeuge oder die Werkstückhalter, bequem auswechseln kann.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Kommunikationseinrichtung an der Wechselposition, insbesondere der Werkzeugwechselposition oder Werkstückhalter-Wechselposition, angeordnet ist. Somit kann begleitend zum Wechselelement-Wechsel sozusagen gleichzeitig eine Überprüfung der Wechselelemente, nämlich der Bearbeitungswerkzeuge oder der Werkstückhalter, stattfinden.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Kommunikationseinrichtung nach einem jeweiligen Wechselelement-Wechsel die Identifikationsinformationen bei den Identifikationseinheiten der Wechselelemente abfragt und/oder Daten oder Identifikationsinformationen zur Speicherung an die Identifikationseinheiten sendet.
Bei den zu speichernden Daten oder Identifikationsinformationen handelt es sich beispielsweise um Nutzungszeiten oder dergleichen, die das jeweilige Wechselelement erfahren hat.
Es ist auch möglich, dass die Kommunikationseinrichtung die Identifikationsinformationen zyklisch abfragt und/oder Daten oder Identifikationsinformationen zur Speicherung an die Identifikationseinheiten sendet.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die im Zusammenhang mit einer Betätigung einer Schutzeinrichtung zum Schutz eines Arbeitsbereichs der Werkzeugmaschine die Identifikationsinformationen bei den Identifikationseinheiten der Wechselelemente abfragt und/oder Daten oder Identifikationsinformationen zur Speicherung an die Identifikationseinheiten sendet. Die Schutzeinrichtung umfasst beispielsweise eine oder mehrere Türen, die den Zugang zum Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine öffnet. Während der Werkstückbearbeitung ist die Stützeinrichtung geschlossen. Beispielsweise ist es möglich, dass im Zusammenhang mit dem Öffnen der Schutzeinrichtung die Kommunikationseinrichtung Daten oder Identifikationsinformationen an die Identifikationseinheiten sendet. So wird also beispielsweise schon beim Öffnen der Schutzeinrichtung eine Betriebszeit bei dem jeweiligen Wechselelement beziehungsweise deren Identifikationseinheit gespeichert. Beim Schließen der Schutzeinrichtung ist es vorteilhaft, wenn in diesem Fall die Identifikationseinheiten abgefragt werden. Das Schließen der Schutzeinrichtung wird von der Steuerungseinrichtung beispielsweise als ein Indiz dafür ausgewertet, dass mindestens ein Wechselelement durch einen Bediener zumindest potenziell ausgewechselt wurde.
Es ist möglich, dass die Schutzeinrichtung beispielsweise anhand eines elektrischen Schalters betätigbar oder freigebbar ist. Das Signal des Schalters wird von der Steuerungseinrichtung ausgewertet.
Weiterhin vorteilhaft ist es, dass die Wechseleinrichtung, insbesondere an mindestens einer Wechselelementaufnahme einen Sensor zur Ermittlung eines Wechselelement-Wechsels angeordnet aufweist und dass die Kommunikationseinrichtung in Abhängigkeit von einem einen Wechselelement-Wechsel indizierenden Sensorsignal dieses Sensors die Identifikationsinformationen der Wechselelemente der Wechseleinrichtung ermittelt. Der Sensor kann beispielsweise ein optischer Sensor sein, der den Wechsel eines oder mehrerer Wechselelemente erfassen kann. Die Steuerungseinrichtung oder die Kommunikationseinrichtung selbst werden auf einen derartigen Wechselelement-Wechsel hin tätig und ermitteln die Identifikationsinformationen.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Wechseleinrichtung einen Werkzeugrevolver aufweist oder dadurch gebildet ist, wobei der Werkzeugrevolver mindestens zwei Wechselelementaufnahmen für als Wechselelemente ausgestaltete Bearbeitungswerkzeuge zur Bearbeitung des mindestens einen Werkstücks aufweist und einen um eine Revolverachse drehbaren Werkzeugträger zur Positionierung jeweils eines Bearbeitungswerkzeugs in eine Bearbeitungsposition und einen Werkzeugantrieb zum Dreh-Antreiben des in der Bearbeitungsposition befindlichen Bearbeitungswerkzeugs aufweist. Der Werkzeug revolver ist zum Beispiel relativ zur Kommunikationseinrichtung drehbar, sodass die an dem Werkzeugrevolver angeordneten Wechselelemente in Gestalt der Bearbeitungswerkzeuge von der Kommunikationseinrichtung sozusagen gescannt werden können.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Spindelanordnung an einem Werkzeugschlitten angeordnet ist, der anhand einer Linearführung in einer insbesondere horizontalen Bearbeitungsachse zu dem Werkstückträger hin und von diesem weg bewegbar gelagert ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung kann vorsehen, dass der Werkzeugschlitten ausschließlich entlang einer einzigen Bearbeitungsachse, die man auch als Z-Achse bezeichnen kann, relativ zu dem Werkstückträger beweglich gelagert ist.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht jedoch einen weiteren Bewegungsfreiheitsgrad des Werkzeugschlittens vor, nämlich dass der Werkzeugschlitten an einer zweiten Linearführung quer, insbesondere rechtwinkelig, zu der Bearbeitungsachse entlang einer Werkzeug-Stellachse beweglich gelagert ist. Somit kann der Werkzeugrevolver und letztlich damit das Bearbeitungswerkzeug entlang zweier zueinander winkeliger Achsen relativ zu dem zu bearbeitenden mindestens einen Werkstück bewegt werden.
Der Werkzeugschlitten ist beispielsweise als so genannter Kreuzschlitten ausgestaltet.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass der Werkstückträger an einer Werkstückträger-Linearführung entlang einer insbesondere vertikalen Stellachse und/oder quer zu der oder einer Bearbeitungsachse der Spindelanordnung zur Positionierung des mindestens einen zu bearbeitenden Werkstücks relativ zu einem in einer Bearbeitungsposition befindlichen Bearbeitungswerkzeug der Spindelanordnung linear beweglich gelagert ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Werkstückträger einen Bewegungsfreiheitsgrad darstellt, entlang dem die Werkstücke relativ zum jeweils in Bearbeitungsposition befindlichen Bearbeitungswerkzeug verstellbar sind. Dadurch kann der Werkzeugschlitten relativ einfach aufgebaut sein, d.h. beispielsweise nur entlang der Bearbeitungsachse linear verstellbar sein. Weiterhin kann ein derartiger Werkzeugschlitten eine hohe Steifigkeit bereitstellen, ermöglicht also eine präzise Werkstückbearbeitung. Der Werkzeugschlitten ist niedrig und steht nicht weit vor das Maschinenbett oder die Maschinenbasis vor. Somit ist ein Wechsel der Bearbeitungswerkzeuge an den Werkzeugrevolvern oder den anderweitig ausgestalteten Spindeln der Spindelanordnung besonders einfach.
Die Bearbeitungsachse und die Werkzeug-Stellachse sind vorzugsweise horizontale Achsen. Die Stellachse der Werkstückträger-Linearführung ist zweckmäßigerweise eine vertikale Achse. Die Stellachse der Werkstückträger-Linearführung, die Bearbeitungsachse und die Werkzeug-Stellachse sind vorzugsweise zueinander rechtwinkelig oder orthogonal.
Mithin ist es also eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, wenn die Bewegungsachsen des Werkzeugschlittens zur Positionierung des jeweils in Bearbeitungsposition stehenden Bearbeitungswerkzeugs horizontale Achsen sind. In Bezug auf eine Positionierung oder Verstellung der Werkstücke in vertikaler Richtung oder Höhenrichtung ist sozusagen der Werkstückträger aktiv und ermöglicht die entsprechende Verstellbarkeit der Werkstücke relativ zu dem jeweils aktiven Bearbeitungswerkzeug. Somit wird also ein Teil der Positionierarbeit vom Werkzeugschlitten geleistet, der andere Teil vom Werkstückträger.
Jedem Bewegungsfreiheitsgrad des Werkzeugschlittens ist zweckmäßigerweise ein Schlittenantrieb zugeordnet, beispielsweise ein Spindeltrieb, ein Line- ar-Direktantrieb oder dergleichen.
An dem Werkzeugschlitten können mehrere Werkzeugrevolver vorgesehen sein. Beispielsweise können an dem Werkzeugschlitten zwei Werkzeugrevolver oder auch mehr Werkzeugrevolver vorgesehen sein. Vorteilhaft ist an dem Werkzeugschlitten mindestens ein zweiter Werkzeugrevolver mit mindestens zwei Bearbeitungswerkzeugen angeordnet, so dass anhand der Werkzeugrevolver jeweils mindestens zwei Bearbeitungswerkzeuge in eine zur Bearbeitung des mindestens einen Werkstücks vorgesehene Bearbeitungsposition verstellbar sind. Somit ist beispielsweise auch eine Mehrspindel-Bearbeitung oder eine Bearbeitung mehrerer Werkstücke gleichzeitig möglich. Die in der Bearbeitungsposition stehenden Bearbeitungswerkzeuge der mindestens zwei Werkzeugrevolver sind zweckmäßigerweise in einer Reihenrichtung nebeneinander angeordnet. Die Reihenrichtung verläuft vorteilhaft entlang einer horizontalen Achse.
An dem Werkstückträger sind den Bearbeitungswerkzeugen zugeordnete Werkstückhalter oder mindestens eine einem Bearbeitungswerkzeug zugeordnete Werkstückhalterung vorgesehen. Beispielsweise sind an dem Werkstückträger mindestens zwei in einer Reihenrichtung nebeneinander angeordnete Werkstückhalter bzw. für die Werkstückhalter geeignete Wechselelementaufnahmen zum Halten von Werkstücken vorhanden.
Der Werkstückträger hat zweckmäßigerweise eine balkenartige Gestalt. Beispielsweise umfasst der Werkstückträger einen Werkstückbalken, dessen Längsachse quer zu der Bearbeitungsachse des Werkzeugschlittens verläuft. Beispielsweise verläuft die Längsachse quer, insbesondere rechtwinkelig, zu der erläuterten Z-Achse. Bevorzugt ist vorgesehen, dass die Längsachse des Werkstückbalkens in X-Richtung oder parallel zu der X-Achse verläuft.
Eine zweckmäßige und besonders stabile Anordnung sieht vor, dass der Werkstückträger an mehreren Bereichen abgestützt ist.
Beispielsweise ist es vorteilhaft, wenn der Werkstückträger an seinen jeweiligen Längsendbereichen jeweils an einem Schlitten der Werkstückträger-Linearführung gehalten ist. Beispielsweise ist der Werkstückträger zwischen Führungstürmen oder Führungsständern gehalten, an denen jeweils eine Führungsanordnung der Werkstückträger-Linearführung angeordnet ist. An den Führungsanordnungen sind jeweils Schlitten beweglich gelagert, beispielsweise anhand von Gleitelementen, Rollen oder dergleichen.
Die Werkzeugmaschine kann eine Werkstückwechseleinrichtung aufweisen.
Der Werkstückträger hat zweckmäßigerweise mindestens zwei voneinander separate Werkstückhaltebereiche, an denen jeweils mindestens ein Werkstückhalter zum Halten eines Werkstücks angeordnet ist. Der Werkstückträger ist zweckmäßigerweise derart beweglich, beispielsweise linear oder drehbar beweglich, dass jeweils ein Werkstückhaltebereich des jeweils aktiven Bearbeitungswerkzeugs bewegbar ist, während ein anderer Werkstückhaltebereich in einem Werkstückwechselbereich angeordnet ist, wo ein Werkstückwechsel durch beispielsweise einen Handlingroboter oder eine sonstige Werkstückwechseleinrichtung stattfinden kann.
Es ist z.B. möglich, dass die Werkstückhaltebereiche in Bezug auf die Stellachse der Werkstückträger-Linearführung übereinander angeordnet sind, so das durch eine Bewegung des Werkstückträgers entlang der Stellachse abwechselnd der eine Werkstückhaltebereich in den Bearbeitungsbereich bewegbar ist, während der andere Werkstückhaltebereich für einen Werkstückwechsel bereitsteht, und umgekehrt. In dem Werkstückwechselbereich für den Werkstückwechsel kann die Kommunikationseinrichtung zur Überprüfung der Wechselelemente darstellenden Werkstückhalter und/oder der Identifikationseinheiten der Werkstückhalter angeordnet sein.
Vorteilhaft sind die Werkstückhaltebereiche an zueinander winkeligen oder einander entgegengesetzten Bereichen des Werkstückträgers angeordnet, wobei durch eine Drehung des Werkstückträgers die Werkstückhaltebereiche zum Bearbeitungsbereich und zum Werkstückwechselbereich bewegbar sind.
Es versteht sich, dass an einem Außenumfang des Werkstückträgers mehrere Werkstückhaltebereiche vorgesehen sein können, die zueinander winkelig sind. Beispielsweise kann der Werkstückträger im Querschnitt dreieckförmig oder rechteckförmig sein, sodass zueinander winkelige Werkstückhaltebereiche möglich sind.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass der Werkstückträger, vorteilhaft an der Werkstückträger-Linearführung, anhand einer Drehlageranordnung um eine Posi- tionier-Schwenkachse schwenkbar gelagert ist.
Beispielsweise ist die Drehlageranordnung an einem oder mehreren Schlitten vorgesehen, die an der Werkstückträger-Linearführung entlang der insbesondere vertikalen Stellachse verstellbar sind.
Es ist aber auch denkbar, dass die Drehlageranordnung zwischen beispielsweise einem Ständer und der Werkstückträger-Linearführung vorgesehen ist. Der Werkstückträger kann an Schlitten, die an der Werkstückträger-Linearführung verschieblich gelagert sind, unverdrehbar sein, während die Linearführung relativ zu dem Ständer oder einem sonstigen bezüglich der Maschinenbasis der Werkzeugmaschine ortsfesten Bauteil anhand der Drehlageranordnung drehbar ist.
Die Drehbarkeit um die Positionier-Schwenkachse ermöglicht es, dass mindestens zwei voneinander verschiedene Werkstückhaltebereiche des Werkstückträgers abwechselnd in einem Bearbeitungsbereich, beispielsweise frontal vor das mindestens eine Bearbeitungswerkzeug oder vor den Werkzeugschlitten, geschwenkt werden können. Somit ist beispielsweise ein Werkstückhaltebereich in den Bearbeitungsbereich verstellt, während ein anderer Werkstückhaltebereich davon weg in einen Werkstückwechselbereich verstellt ist, so dass dort ein Werkstückwechsel möglich ist. Beispielsweise ist im Werkstückwechselbereich ein Handlingroboter oder eine sonstige Werkstückwechseleinrichtung vorgesehen.
Prinzipiell denkbar ist es, dass die Positionier-Schwenkachse beispielsweise vertikal verläuft. Bevorzugt ist jedoch eine Anordnung derart, dass die Positionier-Schwenkachse quer, zum Beispiel rechtwinkelig quer, zu der Bearbeitungsachse oder Z-Achse des Werkzeugschlittens verläuft. Die Positionier-Schwenkachse verläuft vorteilhaft parallel zur X-Achse. Die Position ier-Schwenkachse entspricht beispielsweise der Längsachse des Werkstückbalkens.
Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Drehlageranordnung den Werkstückträger an seinen jeweiligen Längsendbereichen mit jeweils einem Drehlager drehbar lagert. Somit ist der Werkstückträger an einander entgegengesetzten Endbereichen abgestützt und drehbar gelagert. Die Drehlager sind beispielsweise an den bereits erwähnten Schlitten der Werkstückträger-Linearführung vorgesehen. Alternativ ist es möglich, dass der Werkstückträger beispielsweise in der Art eines Armes vor ein einziges Drehlager vorsteht.
Die Revolverachse des mindestens einen Werkzeug revolvers verläuft zweckmäßigerweise winkelig zu der Bearbeitungsachse oder Z-Achse des Werkzeugschlittens. Bevorzugt ist eine Konfiguration mit einem Winkel von etwa 45° der Revolverachse zu der Bearbeitungsachse.
Die Revolverachse verläuft zweckmäßigerweise horizontal. Es ist aber auch möglich, dass die Revolverachse vertikal verläuft. Weiterhin ist es möglich, dass die Revolverachse in einem Winkelbereich zwischen einer vertikalen Achse und einer horizontalen Achse verläuft.
Ein Werkzeugantrieb eines Werkzeug revolvers kann zum Dreh-Antreiben nur jeweils eines in Bearbeitungsposition befindlichen Bearbeitungswerkzeugs vorgesehen sein.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Schrägansicht von oben auf eine Werkzeugmaschine,
Figur 2 eine Frontalansicht und
Figur 3 eine Seitenansicht der Werkzeugmaschine gemäß Figur 1 , Figur 4 eine Seitenansicht einer Werkzeugmaschine mit einer Spindelanordnung, deren Spindeln Reihen für Mac angeordnet sind,
Figur 5 eine Seitenansicht der Werkzeugmaschine gemäß Figur 4
Figur 6 einen Werkstückträger der Werkzeugmaschinen gemäß Figuren 1 -5
Figur 7 eine schematische Darstellung einer Wechseleinrichtung in Gestalt eines Werkstückträgers,
Figur 8 eine schematische Darstellung einer Wechseleinrichtung in Gestalt einer Spindelanordnung, und
Figur 9 eine schematische Darstellung einer Identifikationseinheit eines
Wechselelements.
Nachfolgend werden Werkzeugmaschinen 10, 210 vorgestellt, die teilweise gleiche oder ähnliche Komponenten aufweisen. Für diese werden dieselben Bezugszeichen oder sich um 200 unterscheidende Bezugszeichen verwendet.
Die Werkzeugmaschine 10, 210 weist eine Maschinenbasis 1 1 auf. Die Maschinenbasis 1 1 umfasst einen Werkzeugabschnitt 12 und einen Werkstückabschnitt 13, die beispielsweise winkelig zueinander angeordnet sind. In Draufsicht ist die Maschinenbasis 1 1 , die man auch als Maschinenbett bezeichnen könnte, beispielsweise T-förmig, was aber nicht einschränkend verstanden werden soll. Der Werkzeugabschnitt 12 und der Werkstückabschnitt 13 können einstückig sein oder fest miteinander verbunden sein.
An dem Werkzeugabschnitt 12 ist ein Werkzeugschlitten 20, 220 zumindest entlang einer Bearbeitungsachse Z, die nachfolgend auch als Z-Achse bezeichnet wird, linear gelagert. Hierfür ist eine Linearführung 21 vorgesehen, die beispielsweise auf einer Oberseite des Werkzeugabschnitts 12 vorgesehen ist. Die Linearführung 21 , die man auch als Z-Führung bezeichnen könnte, umfasst beispiels- weise Führungsschienen 22, an denen der Werkzeugschlitten 20 beweglich gelagert ist.
Beispielsweise ist ein Schlittenträger 26, der eine Schlittenbasis 27, 227 des Werkzeugschlittens 20, 220 trägt, an den Führungsschienen 22 beweglich gelagert, beispielsweise mit Rollen, Gleitstücken oder dergleichen.
Ein Schlittenantrieb 23 dient zum Antreiben des Werkzeugschlittens 20 entlang der Z-Achse. Der Schlittenantrieb 23 umfasst beispielsweise einen Antriebsmotor 24 sowie einen Spindeltrieb 25, der mit dem Werkzeugschlitten 20, beispielsweise dem Schlittenträger 26, gekoppelt ist.
Eine Ausführungsform der Erfindung kann vorsehen, dass der Werkzeugschlitten 20 nur entlang der Z-Achse beweglich gelagert ist. In diesem Falle wäre beispielsweise die Schlittenbasis 27 mit dem Schlittenträger 26 einstückig oder mit dem Schlittenträger 26 fest verbunden.
Vorliegend ist jedoch ein weiterer Bewegungsfreiheitsgrad vorhanden, nämlich in einer zu der Bearbeitungsachse Z winkelig, beispielsweise rechtwinkelig, verlaufenden Werkzeug-Stellachse X. An dem Schlittenträger 26 ist eine weitere Linearführung 28 mit beispielsweise Schienen 29 vorgesehen, an der die Schlittenbasis 27 entlang der Werkzeug-Stellachse X beweglich gelagert ist. Beispielsweise sind Gleitflächen, Rollen oder dergleichen andere Führungselemente 30 an den
Schienen 29 beweglich gelagert. Ein Schlittenantrieb 30, der nur schematisch dargestellt ist, treibt die Schlittenbasis 27 relativ zum Schlittenträger 26 entlang der Werkzeug-Stellachse X an. Der Werkzeugschlitten 20 ist beispielsweise ein sogenannter Kreuzschlitten.
An einer Frontseite 31 des Werkzeugschlittens 20 sind Werkzeugrevolver 40 und 140 angeordnet. Die Werkzeugrevolver 40, 140 bilden jeweils mindestens eine Werkzeugspindel und umfassen jeweils einen Werkzeugträger 41 , der um eine Revolverachse 42, 142, drehbar bezüglich des Werkzeugschlittens 20 gelagert ist. Die Werkzeugträger 41 könnten nun unmittelbar an der Schlittenbasis 27 angeordnet sein. Vorliegend sind jedoch Revolverträger 46 vorgesehen, die an der Schlittenbasis 27 befestigt sind. An der Schlittenbasis 27, beispielsweise am oder im Revolverträger 46, sind Werkzeugantriebe 43 vorgesehen, die zum
Dreh-Antreiben jeweils eines Bearbeitungswerkzeugs 44 ausgestaltet sind.
An den Werkzeugträgern 41 sind ringförmig mehrere Bearbeitungswerkzeuge 44 angeordnet, die unterschiedlich ausgestaltet sein können, beispielsweise als Bearbeitungswerkzeuge 44A, 44B, 44C, 44D. Die Bearbeitungswerkzeuge 44 sind beispielsweise an Werkzeugaufnahmen 47 gehalten. Die Werkzeugaufnahmen 47 stehen beispielsweise kegelförmig nach radial schräg außen vor die Werkzeugträger 41 vor.
In der Zeichnung ist eine Alternative dargestellt, dass nämlich an einem Werkzeugträger 41 beispielsweise über ein Verteilergetriebe jeweils zwei Werkzeugaufnahmen simultan durch den Werkzeugantrieb 43 antreibbar sind, wenn sie in der Bearbeitungsposition O stehen. Man könnte diese Konfiguration auch beispielsweise als Doppelspindelrevolver bezeichnen. Beispielsweise hat jeder der Werkzeugträger 41 zwei sozusagen einfache Werkzeugaufnahmen 47 und jeweils zwei Verteilergetriebe zum simultanen Antreiben zweier Werkzeugaufnahmen 147A und 147B. Diese Zahlangaben sind aber nur exemplarisch zu verstehen, das heißt es könnte beispielsweise auch ein Werkzeug revolver mit ausschließlich sozusagen singulären Werkzeugaufnahmen 47 vorgesehen sein, von denen jeweils nur eine in der Bearbeitungsposition O stehen kann. Ferner kann nur ein „Doppelspindelrevolver" oder können mehr als zwei„Doppelspindelrevolver" vorgesehen sein.
Anhand von Positionierantrieben 45 (schematisch dargestellt), können die Werkzeugträger 41 um die Revolverachsen 42, 142 verschwenkt werden, sodass ein jeweils gewünschtes Bearbeitungswerkzeug 44 in eine Bearbeitungsposition O zum Bearbeiten von Werkstücken W verstellt ist, was nachfolgend noch deutlich wird. Die Werkzeugantriebe 43 werden mit dem aktiv in der Bearbeitungsposition O stehenden Bearbeitungswerkzeuge 44 gekuppelt, wofür in an sich bekannter Weise eine Kupplung vorgesehen ist. Frontal vor dem Werkzeugschlitten 20 ist ein Werkstückträger 60 angeordnet. Der Werkstückträger 60 umfasst beispielsweise einen Werkstückbalken 61 , der quer vor dem Werkzeugschlitten 20 verläuft. An dem Werkstückträger 60 sind mehrere Werkstückhalter 62 zum Halten von Werkstücken W, beispielsweise Pleueln, in einer Reihenrichtung 63 nebeneinander angeordnet. Die Reihenrichtung 63 verläuft parallel zu einer Längsachse 64 des Werkstückträgers 60.
Der Werkstückträger 60 ist um eine Positionier-Schwenkachse A, vorliegend seine Längsachse 64, schwenkbar gelagert, sodass an unterschiedlichen Werkstückhaltebereichen 65, z.B. Werkstückhaltebereichen 65A und 65B, gehaltene Werkstücke W jeweils frontal vor den Werkzeugschlitten 20, 220 und somit vor die Bearbeitungswerkzeuge 44 in einen Bearbeitungsbereich 66 zur Bearbeitung schwenkbar sind oder auch von den Bearbeitungswerkzeugen 44 weg, beispielsweise in einen für einen Werkstückwechsel vorgesehenen Werkstückwechselbereich 68. Der Werkstückwechselbereich 68 und der Bearbeitungsbereich 66 sind beispielsweise an einander entgegengesetzten Seiten des Werkstückträgers 60 vorgesehen.
Die Werkstückhaltebereiche 65 sind an Außenumfangsseiten, insbesondere einander entgegengesetzten und/oder zueinander winkeligen, Außenumfangsseiten des Werkstückträgers 60 vorgesehen.
Es versteht sich, dass mehrere Werkstückhaltebereiche eine Option darstellen, d.h. dass auch nur ein einziger Werkstückhaltebereich an einem Werkstückträger vorgesehen sein kann.
Eine Positionierung der an dem Werkstückträger 60 angeordneten Werkstücke W relativ zu den Bearbeitungswerkzeugen 44 wird zumindest teilweise durch den Werkstückträger 60 geleistet. Der Werkstückträger 60 ist an einer Werkstückträger-Linearführung 70 entlang einer vertikalen Stellachse Y linear verstellbar. An dem Werkstückträger 60 angeordnete Werkstücke W können also in Bezug auf die Stellachse Y relativ zu den Bearbeitungswerkzeugen 44 verstellt werden. Der Werkzeugschlitten 20 positioniert also die Bearbeitungswerkzeuge 44 entlang der horizontalen Achsen, der Bearbeitungsachse Z und der Werkzeug-Stellachse X, während der dritte lineare Bewegungsfreiheitsgrad durch den Werkstückträger 60 und die Werkstückträger-Linearführung 70 geleistet wird.
Die Werkstückträger-Linearführung 70 umfasst an Ständern 71 vorgesehene Führungsschienen 73, an denen Schlitten 72 beweglich gelagert sind, beispielsweise anhand von Rollen, Gleitstücken oder dergleichen. Ständer 71 , die man auch als Türme bezeichnen könnte, stehen beispielsweise nach oben vor dem Werkstückabschnitt 13 vor und sind an diesem befestigt.
Die Schlitten 72, die beispielsweise an jeweils einem Paar von Führungsschienen 73 beweglich gelagert sind, sind durch Schlittenantrieb 74 antreibbar. Die Schlittenantriebe 74 umfassen beispielsweise jeweils einen Antriebsmotor 75.
Ein jeweiliger Antriebsmotor 75 treibt einen jeweiligen Schlitten 72 über beispielsweise einen Spindeltrieb oder dergleichen an (was in der Zeichnung nicht dargestellt ist). Beispielsweise sind die Antriebsmotoren 75 oben an den Ständern 71 angeordnet, was zu Kühlungszwecken und Montagezwecken vorteilhaft ist.
Zur Drehlagerung um die Positionier-Schwenkachse A ist der Werkstückträger 60 an seinen Längsendbereichen anhand von Drehlagern 77 schwenkbar gelagert. Die Drehlager 77 bilden Bestandteile einer Drehlageranordnung 76. Beispielsweise ist an jedem der Schlitten 72 jeweils eines der Drehlager 77 vorgesehen. Durch die Drehlagerung an seinen Längsendbereichen ist der Werkstückträger 60, also beispielsweise der Werkstückbalken 61 , optimal abgestützt, dennoch aber für die Positionierarbeit oder Positionierung der Werkstücke W für eine Bearbeitung durch die Bearbeitungswerkzeuge 44 oder ein Werkstückwechsel beweglich.
Beispielsweise verläuft die Positionier-Schwenkachse A parallel zu der Werkzeug-Stellachse X.
Jeweils eines der Bearbeitungswerkzeuge 44 der Werkzeugrevolver 40, 140 nimmt die Bearbeitungsposition O ein (in Figur 4 eingezeichnet). Die Bearbei- tungspositionen O sind in einer Reihenrichtung R nebeneinander angeordnet. Die Reihenrichtung R verläuft horizontal und parallel zur Werkzeug-Stellachse X.
Selbstverständlich wäre es denkbar, dass die Reihenrichtung R winkelig zur Werkzeug-Stellachse X verläuft oder nicht horizontal.
Weil mehrere, vorliegend zwei, Bearbeitungswerkzeuge 44 jeweils in der Bearbeitungspositionen O sind, können gleichzeitig mehrere Werkstücke W, die am Werkstückträger 60 angeordnet sind, bearbeitet werden.
Die Reihenrichtung R entspricht der Reihenrichtung 63 der Werkstückhalter 62 am Werkstückträger 60.
Durch Verstellung des Werkzeugschlittens 20 entlang der Werkzeug-Stellachse X können die Bearbeitungswerkzeuge 44 relativ zu den Werkstückhaltern 62 bewegt werden. Beispielsweise sind vier Werkstückhalter 62 vorgesehen, während nur zwei Bearbeitungswerkzeuge 44 jeweils eine Werkstückbearbeitung leisten können. Durch eine Verstellung des Werkzeugschlittens entlang der Werkzeug-Stellachse X können die Bearbeitungswerkzeuge 44 abwechselnd einem ersten Paar von Werkstückhaltern 62 und einem zweiten Paar von Werkstückhaltern 62 gegenüberliegend und somit den jeweils dort angeordneten Werkstücken W gegenüberliegend positioniert werden.
Eine Spindelanordnung 248 der Werkzeugmaschine 210 ist an deren Werkzeugschlitten 220 vorgesehen. Der Werkzeugschlitten 220 kann prinzipiell auch wie der Werkzeugschlitten 20 entlang der X-Achse beweglich gelagert sein, was aber vorliegend nicht der Fall ist. Der Werkzeugschlitten 220 umfasst eine Schlittenbasis 227, beispielsweise einen Spindel-Block oder dergleichen, an welcher Spindelreihen 240, 241 vorgesehen sind. Die Spindelreihen 240, 241 umfassen Werkzeugspindeln 242, die in Reihenrichtungen nebeneinander angeordnet sind. Die Spindelreihen 240, 241 sind übereinander angeordnet. Bei jeder der Werkzeugspindeln 242 sind ein Werkzeugantrieb 243 sowie eine Werkzeugaufnahme 247 vorgesehen, an der ein Bearbeitungswerkzeug 244 lösbar befestigbar ist. Somit sind die Bearbeitungswerkzeuge 244 ähnlich wie die Bearbeitungswerkzeuge 44 durch einen Bediener austauschbar. Die Spindelreihen 240, 241 können entlang der Bearbeitungsachse Z anhand des Werkzeugschlittens 220 vor und zurück, also in Richtung der Werkstücke W bzw. des Werkstückträgers 60 bewegt werden.
Da die Bearbeitungswerkzeuge 44, 244 einer durch die Werkzeug revolver 40, 140 bereitgestellten Spindelanordnung 48 sowie der die Spindelanordnung 248 bildenden Spindelreihen 240, 241 austauschbar sind bzw. wechselbar sind, bilden sie eine Wechseleinrichtung 14. Die Bearbeitungswerkzeuge 44, 244 bilden dementsprechend Wechselelemente 15.
Eine weitere Wechseleinrichtung 16 ist durch den Werkstückträger 60 bereitgestellt, an dem die Werkstückhalter 62 durch einen Bediener austauschbar bzw. wechselbar sind. Die Werkstückhalter 62 bilden also auch Wechselelemente 17. Beispielsweise können (in Figur 4 ersichtlich) Werkstückhalter 62A oder 62B an den Werkstückhaltebereichen 65A, 65B befestigt werden. Dazu sind Wechselelementaufnahmen 19 vorgesehen, so dass Werkstückhalter 62A, beispielsweise für Pleuel, sowie Werkstückhalter 62B, beispielsweise für sonstige, insbesondere metallische, Werkstücke, an dem Werkstückbalken 61 bzw. dem Werkstückträger 60 lösbar befestigbar sind. Die Werkzeugaufnahmen 47, 247 bilden Wechselelementaufnahmen 18 für die Wechselelemente 15, nämlich die Bearbeitungswerkzeuge 44, 244.
Der Werkzeugschlitten 20, 220 kann aus einer Arbeitsposition B in eine Wechselposition C verstellt werden, nämlich beispielsweise entlang der Bearbeitungsachse Z durch Antrieb anhand des Schlittenantriebs 23. In der Arbeitsposition B ist der Schlitten 20, 220 zur Bearbeitung der Werkstücke W zum Werkstückträger 60 hin verstellt, in der Wechselposition W im Abstand dazu positioniert, so dass die Frontseite 31 des Schlittens 20, 220 für einen Bediener bequem zugänglich ist. Somit kann er die Wechselelemente 15 bzw. Bearbeitungswerkzeuge 44, 244 bequem austauschen, um die Werkzeugmaschine 10, 210 beispielsweise für eine Bearbeitung anderer Werkstücke vorzubereiten. Weiterhin kann ein Bediener am Werkstückträger 60 angeordnete Werkstückhalter 62 beispielsweise dann austauschen, wenn der Werkstückträger 60 bzw. der jeweilige Werkstückhaltebereich 65A, 65B zu oder in den Werkstückwechselbereich 68 verstellt ist. Hier ist es für den Bediener gefahrlos möglich, die Werkstückhalter 62 auszutauschen.
In Abhängigkeit von einer Bestückung der Wechseleinrichtung 14, 16 mit Wechselelementen 15, 17 unterschiedlichen Typs, beispielsweise unterschiedlichen Werkstückhaltern oder unterschiedlichen Bearbeitungswerkzeugen, ist die Werkzeugmaschine 10, 210 dazu geeignet unterschiedliche Werkstücke W, beispielsweise Pleuel, metallische Kleinteile oder dergleichen, zu bearbeiten bzw. unterschiedliche Bearbeitungsschritte an den gleichen Werkstücken W vorzunehmen. So ist es beispielsweise möglich, die Werkstücke W anhand der Werkstückhalter 62A, 62B in unterschiedlichen Positionen am Werkstückträger 60 zu positionieren, um unterschiedliche Bearbeitungsschritte vorzunehmen.
In Abhängigkeit von der jeweiligen Bestückungssituation der Werkzeugmaschine 10, 210 steuert eine Steuerungseinrichtung 80 die Werkzeugmaschine 10, 210. Beispielsweise umfasst die Steuerungseinrichtung 80 einen Prozessor 81 sowie einen Speicher 82. Der Prozessor 81 kann Steuerungsprogramme 83, 84 ausführen, beispielsweise zur Bearbeitung von Werkstücken eines ersten Typs und Werkstücken eines zweiten Typs. Die Steuerungseinrichtung 80 weist weiterhin beispielsweise Eingabemittel 85, insbesondere eine Tastatur, Maus oder dergleichen, sowie Ausgabemittel 86, beispielsweise einen Bildschirm, auf. Beispielsweise steuert die Steuerungseinrichtung 80 in an sich bekannter Weise den Antriebsmotor 24, den Positionierantrieb 45, die Werkzeugantriebe 43, 243 sowie die Schlittenantriebe 74 zur Bearbeitung der Werkstücke W in einer vorprogrammierten Form an. Die Steuerung ist dazu über in der Zeichnung nicht dargestellte Leitungen und/oder drahtlose Verbindungen mit den genannten Antrieben verbunden. Zudem sind zweckmäßigerweise Rückmeldeleitungen oder Rückmel- de-Verbindungen bzw. Überwachungsverbindungen zwischen den Antrieben und der Steuerungseinrichtung 80 vorgesehen. So kann auf diesem Wege die Sicherungseinrichtung 80 die jeweilige Drehpositionen oder sonstigen Positionen der Werkzeugrevolver 40, 140, der Werkzeugschlitten 20, 220 oder dergleichen andere an der Werkzeugmaschine 10, 210 vorhandene Betriebszustände und Positionsinformationen ermitteln.
Durch den manuellen Wechsel der Wechselelemente 15, 17 können jedoch in der Praxis Fehler auftreten, weil der Bediener beispielsweise die Bearbeitungswerkzeuge 44A-44D nicht in der geeigneten Reihenfolge am Werkzeug revolver 40, 140 montiert, weil ungeeignete oder für die Werkstückbearbeitung nicht passende Werkstückhalter 62A oder 62B am Werkstückträger 60 angeordnet sind oder dergleichen mehr. Dagegen schaffen die nachfolgenden Maßnahmen Abhilfe:
Der Werkstückträger 60 kann beispielsweise die Werkstückhaltebereiche 65A und 65B aufweisen oder wie in Figur 7 dargestellt auch weitere Werkstückhaltebereiche 65C und 65D. An jedem Haltebereich 65A-65D sind jeweils mehrere Wechselelementaufnahmen 19, also Werkstückhalter-Aufnahmen, für die Werkstückhalter 62 angeordnet. Die Werkstückhalter-Aufnahmen oder Wechselelementaufnahmen 19 sind alle gleichartig ausgestaltet, so dass Werkstückhalter 62A, 62B, 62C und 62D beliebig an den Wechselelementaufnahmen 19 anordenbar sind. Es ist dabei auch möglich, dass der Bediener beispielsweise nur jeweils eine Wechselelementaufnahme 19 oder jedenfalls nicht alle Wechselelementaufnahmen 19 bestückt, so dass einzelne frei bleiben und dort kein Werkstückhalter 62 angeordnet ist. Dies ist durch in gestrichelten Linien dargestellte Werkstückhalter 62A-62D schematisch angedeutet. Durch Identifikationseinheiten 50, die an Bord der Wechselelemente 17, mithin also der Werkstückhalter 62A-62D sind, ist es möglich, die Wechselelemente 19 zu identifizieren.
Die Steuerungseinrichtung 80 kommuniziert dazu mit einer Kommunikationseinrichtung 90, die Kommunikationseinheiten 91 , 92 aufweist, welche mit den Identifikationseinheiten 50 drahtlos kommunizieren, um deren Informationen auszulesen und vorzugsweise dort auch Informationen abzulegen, die die Steuerungseinrichtung 80 vorgibt oder zur lokalen Speicherung bei den Identifikationseinheiten 50 der Wechselelemente 19 bzw. der Werkstückhalter 62 vorgibt. Die Kommunikationseinrichtung 90 umfasst an einem Halter 93 angeordnete Kommunikationseinheiten 91 , 92, die in Figur 7 schematisch dargestellt sind. Die Kommunikationseinheiten 91 , 92 haben beispielsweise Antennen mit Erfassungsbereichen 94, die auf die Identifikationseinheiten 50 gerichtet sind. Der Halter 93 und mithin die Kommunikationseinheiten 91 , 92 sind anhand einer schematisch dargestellten Versteileinrichtung 95, beispielsweise umfassend mindestens eine Führungsschiene oder dergleichen andere Linearführung, zwischen einer wie in der Zeichnung dargestellten Prüfposition und einer von den Identifikationseinheiten 50 entfernten Ruheposition verstellbar ist.
Ohne weiteres könnte die Kommunikationseinrichtung 90 auch ortsfest angeordnet sein. Als Beispiel dafür ist eine Kommunikationseinrichtung 90B dargestellt, die in der Zeichnung nicht dargestellte Kommunikationseinheiten in der Art der Kommunikationseinheiten 91 , 92 aufweist und beispielsweise unterhalb oder entsprechend Figur 4 oberhalb des Werkstückträgers 60 angeordnet ist. Wenn also der Werkstückträger mit beispielsweise dem Werkstückhaltebereich 65B (wie in Figur 7 dargestellt) der Kommunikationseinrichtung 90B gegenüberliegt, kann diese die Identifikationseinheiten 50 der Werkstückhalter 62B auslesen. Dies kann sowohl beim Stillstand des Werkstückträgers erfolgen also auch sozusagen im Vorbeigehen, d.h. während einer Bewegung des Werkstückträgers 60 an der Kommunikationseinrichtung 90B vorbei. Somit erfasst die Kommunikationseinrichtung 90B sozusagen en passant die Identifikationsinformationen der Identifikationseinheiten 50.
Die Steuerungseinrichtung 80 kann in allen obigen Szenarien ermitteln, welche Werkstückhalter 82, hier die Werkstückhalter 62B, am Werkstückhaltebereich 65B angeordnet sind. Die Steuerungseinrichtung 80 kann auf diese Weise ohne weiteres auch in Bezug auf die weiteren Werkstückhaltebereiche 65A, 65C-65D die dort angeordneten Wechselelemente 17 bzw. Arten der Werkstückhalter 62 ermitteln.
Dann kann die Steuerungseinrichtung 90 beispielsweise in Abhängigkeit von den am Werkstückhaltebereich 65A-65D angeordneten Werkstückhaltern 62A-62D das Steuerungsprogramm 83 oder das Steuerungsprogramm 84 abrufen bzw. ausführen.
Eine der Identifikationseinheiten 50 ist beispielhaft in Figur 8 dargestellt. Sie weist beispielsweise einen Speicher 51 auf, in welchem mindestens eine Identifikationsinformation 53 gespeichert ist. Anhand einer drahtlos operierenden, z.B. per Funk arbeitenden, Sende-/Empfangseinheit 52 kann die Identifikationseinheiten 50 mit der Kommunikationseinrichtung 90 kommunizieren, zumindest unidirektional derart, dass sie die Identifikationsinformation 53 an die Kombinationseinrichtung 90 senden kann. Beispielweise versorgt die Kombinationseinrichtung 90 die Identifikationseinheiten 50 bei einer Abfrage der Identifikationsinformation 53 in der Art des RFI D-Verfahrens mit Energie, sodass die Sende-/Empfangseinheit 52 die Identifikationsinformation 53 versenden kann, ohne dass eine Stromversorgung oder sonstige Energieversorgung an Bord der Identifikationseinheit 50 nötig wäre. Beispielsweise handelt es sich bei der Identifikationseinheit 50 um einen
RFID-Chip.
Zur Identifikation der Wechselelemente 15, also der Bearbeitungswerkzeuge 44, 244, ist eine Kommunikationseinrichtung 190 vorgesehen. Die Kommunikationseinrichtung 190 weist beispielsweise Kommunikationseinheiten 191 , 192 auf, die drahtlos mit Identifikationseinheiten 50 an den Wechselelementen 15 kommunizieren können, um deren Identifikationsinformationen 53 abzufragen und gegebenenfalls auch einzuschreiten. Die Kommunikationseinrichtung 191 ist zweckmäßigerweise im Bereich der Wechselposition W des Werkzeugschlittens 20, 220 angeordnet, beispielsweise oberhalb vom Maschinenbett oder der Maschinenbasis 1 1 . Die Kommunikationseinrichtung 190 keine beispielsweise an einem Portal o- der dergleichen angeordnet sein. Es ist aber auch möglich, dass sie eine mit dem Werkzeugschlitten 20, 21 mitfahrende oder mit bewegte Kommunikationseinrichtung ist.
Der Werkzeugträger 41 des Werkzeug revolvers 40 oder 140 ist beispielsweise um die Revolverachse 42, 142 drehbar. Somit kann der Werkzeugträger 41 jeweils in eine der Kommunikationseinrichtung 190 gegenüberliegende Leseposition drehbar sein. Die Konnnnunikationseinheiten 191 , 192 können in der in Figur 8 dargestellten Drehposition des Werkzeugträgers 41 beispielsweise die Identifikationseinheiten 50 der Bearbeitungswerkzeuge 44A, mithin also der Wechselelemente 15, abfragen, um so die Identifikationsinformationen 53 der Bearbeitungswerkzeuge 44A in Erfahrung zu bringen. Beispielsweise sind als Identifikationsinformation 53 bei den Bearbeitungswerkzeugen 44A deren Werkzeugtyp und/oder deren Schnittdaten und/oder deren Geometriedaten, insbesondere Störkontur, oder dergleichen gespeichert. In gleicher weise können auch die Bearbeitungswerkzeuge 44B, 44C und 44D abgefragt werden.
Man erkennt in Figur 8, dass nicht alle Werkzeugaufnahmen 47 bzw. Wechselelementaufnahmen 18 mit Bearbeitungswerkzeugen bestückt sind. Beispielsweise sind nur an den Bearbeitungsseiten 49A, 49B, 49D, 49E Bearbeitungswerkzeuge angeordnet, während an den Bearbeitungsseiten 49C und 49F keine Bearbeitungswerkzeuge 44 angeordnet sind.
Die Steuerungseinrichtung 80 kann dies sowie die jeweilige Bestückung der anderen Werkzeugaufnahmen 47 der Bearbeitungsseiten 49A, 49B, 49D, 49E anhand der Kommunikationseinrichtung 190 ermitteln, um so beispielsweise den Bewegungsablauf, insbesondere Positionierung, des Werkzeugträgers 41 in die jeweils für eine Werkstückbearbeitung der Werkstücke W geeignete Bearbeitungsposition O zu steuern.
Ein Konzept kann vorsehen, dass die Steuerungseinrichtung 80 auf diesem Wege lediglich abfragt, ob an einer jeweiligen Bearbeitungsseite 49A-49F überhaupt Bearbeitungswerkzeuge 44 angeordnet sind und die Bearbeitungsseite dementsprechend zur Werkstückbearbeitung vorsehen. Es ist weiterhin möglich, dass die Steuerungseinrichtung 80 nur ermittelt, dass an einer jeweiligen Bearbeitungsseite 49A-49F gleichartige Bearbeitungswerkzeuge 44 angeordnet sind, beispielsweise nur Bohrer eines bestimmten Typs, nur Fräswerkzeuge eines bestimmten anderen Typs oder dergleichen. Ein weiteres Ausführungsbeispiel ist in Figur 8 ebenfalls angedeutet. So kann nicht nur ein Bearbeitungswerkzeug ein Wechselelement darstellen, sondern auch eine Spindelkomponente. So ist es zum Beispiel möglich, dass an einer Wechselelementaufnahme 18 nicht unmittelbar ein Bearbeitungswerkzeug 44 anorden- bar ist, sondern eine Spindelkomponente 144, an der ihrerseits wiederum ein Bearbeitungswerkzeug 44 montierbar ist. Die Spindelkomponenten 144 weisen ebenfalls Identifikationseinheiten 50 auf, deren Identifikationsinformation 53 durch die Kommunikationseinrichtung 190 abfragbar ist. So kann beispielsweise die Spindelkomponente 144 ein Spindellager umfassen, an dem seinerseits wiederum ein Bearbeitungswerkzeug lösbar montierbar ist. Es ist weiterhin möglich, dass z.B. der die Werkzeugaufnahmen 147A und 147B aufweisende Werkzeugträger oder Revolveraufsatz als eine Spindelkomponente 144 ausgestaltet ist oder eine solche bildet.
Die Kommunikationseinrichtung 190 kann beispielsweise zyklisch die Identifikationsinformationen 53 der Identifikationseinheiten 50 der an der Wechseleinrichtung 14 angeordneten Wechselelemente 15 abfragen.
Ein bevorzugtes Konzept sieht jedoch vor, dass dies im Zusammenhang mit einem Wechselelement-Wechsel erfolgt. So kann beispielsweise ein Sensor 35 vorgesehen sein, der einen Wechselelement-Wechsel identifiziert. Dies ist in Figur 8 bei einer der Wechselelementaufnahmen 18 angedeutet. Wenn also der Bedie- ner das Wechselelement 15, insbesondere beim Ausführungsbeispiel das Bearbeitungswerkzeug 44C, wechselt und ein anderes Bearbeitungswerkzeug einwechselt, meldet dies der Sensor 35. Beispielsweise umfasst der Sensor 35 einen optischen Sensor, eine Lichtschranke, einen Kontaktsensor, einen elektrischen Kontakt oder dergleichen, der durch ein in der Wechselelementaufnahmen 18 befindliches Wechselelement 14 betätigbar ist oder dergleichen.
Weiterhin vorteilhaft ist es, wenn die Kommunikationseinrichtung 190 mit einer Schutzeinrichtung 100 zum Schutz eines Arbeitsbereichs, beispielsweise eines Bereichs oberhalb der Maschinenbasis 1 1 , der Werkzeugmaschine 10, 210 zusammenwirkt. Die Schutzeinrichtung 100 umfasst beispielsweise eine feststehen- de Wand 101 sowie eine bewegliche Wand oder Türe 102. Ein Öffnen der Türe 102 wird beispielsweise durch einen Sensor oder Schalter 103 möglich gemacht. Der Sensor oder Schalter 103 wird von einem Bediener betätigt, um die Schutzeinrichtung 100 zu öffnen oder zu entriegeln oder freizugeben. Es ist aber auch möglich, dass der Sensor oder Schalter 103 ein Öffnen der Türe 102 sensorisch erfasst und an die Steuerungseinrichtung 80 meldet.
Die Steuerungseinrichtung 80 kann dann beispielsweise nach dem Öffnen der Türe 102 zunächst eine Identifikationsinformation 54 in den Speicher 51 schreiben, beispielsweise eine jeweilige Nutzungsdauer eines Bearbeitungswerkzeugs 44. Dazu sendet die Steuerungseinrichtung 80 die entsprechende Information z.B. über die Kommunikationseinrichtung 190 an die jeweilige Identifikationseinheit 50.
Die Steuerungseinrichtung 80 kann aber auch nach einer jeweiligen Betätigung des Schalters 103 eine Abfrage der Identifikationseinheiten 50 anstoßen. Wenn nämlich der Schalter 103 ein Schließen der Türe 102 signalisiert, also ein Schließen der Schutzeinrichtung 100, ist ein dem Schließen der Schutzeinrichtung 100 möglicherweise vorangegangener Werkzeugwechsel abgeschlossen. Die Steuerungseinrichtung 80 ermittelt dann anhand der Kommunikationseinrichtung 190, in welchem Bestückungszustand die Spindelanordnungen 48, 248 sind, d. h. welche Wechselelemente 15 dort angeordnet sind.
Wenn die Steuerungseinrichtung 80 eine Fehlersituation feststellt, d. h. dass beispielsweise ungeeignete Wechselelemente 15 und/oder 17 an den Wechseleinrichtungen 14, 16 angeordnet sind, kann sie beispielsweise den Betrieb der Werkzeugmaschine 10, 210 blockieren.
Es ist auch möglich, dass sie insbesondere an den Ausgabemitteln 86 eine Fehlermeldung ausgibt, beispielsweise eine Warnmeldung 87.
Bevorzugt ist es, wenn die Identifikationsinformationen 53 und/oder 54 beispielsweise anhand der Ausgabemittel 86 der Steuerungseinrichtung 80 ausgebbar sind. So kann ein Bediener beispielsweise an einem Monitor der Steuerungsein- richtung 80 ermitteln, ob und welche Wechselelemente 15, 17 an den Wechseleinrichtung 14, der sein 16 angeordnet sind.

Claims

Ansprüche
1 . Werkzeugmaschine zur Bearbeitung mindestens eines Werkstücks (W) mit einem Werkstückträger (60) zum Tragen von Werkstücken und einer mindestens eine Werkzeugspindel (242) umfassende Spindelanordnung (48; 248) zur maschinellen Bearbeitung mindestens eines an dem Werkstückträger (60) angeordneten Werkstücks (W) anhand mindestens eines Bearbeitungswerkzeugs (44), wobei der Werkstückträger (60) und/oder die Spindelanordnung (48; 248) als eine Wechseleinrichtung (14, 15) ausgestaltet sind, die mindestens zwei Wechselelementaufnahmen (18, 19) zum Aufnehmen von voneinander verschiedenen Wechselelementen (15, 17) aufweist, wobei die Wechselelemente (15, 17) im Falle des Werkstückträgers (60) voneinander verschiedene Werkstückhalter (62) zum Halten unterschiedlicher Werkstücktypen oder zum Halten gleicher Werkstücke (W) in unterschiedlichen Bearbeitungspositionen und im Falle der Spindelanordnung (48; 248) voneinander verschiedene Bearbeitungswerkzeuge (44) zur Werkstückbearbeitung und/oder voneinander verschiedene Spindelkomponenten sind, und wobei die Wechselelemente (15, 17) zur Auswechslung durch einen Bediener vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Wechselelement (15, 17) eine zu einer drahtlosen Kommunikation ausgestaltete Identifikationseinheit (50) mit einer das Wechselelement (15, 17) eindeutig charakterisierenden Identifikationsinformation (53, 54) aufweist und die Werkzeugmaschine (10; 210) eine Kommunikationseinrichtung (90, 190) zur drahtlosen Kommunikation mit den jeweiligen Identifikationseinheiten (50) sowie eine Steuerungseinrichtung (80) zur Steuerung der Werkzeugmaschine (10; 210) anhand der Identifikationsinformationen (53, 54) der Identifikationseinheiten (50) und/oder zur Ausgabe der Identifikationsinformationen (53, 54) der Identifikationseinheiten (50) aufweist.
2. Werkzeugmaschine (10; 210) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (80) zur Positionierung der Wechseleinrichtung (14, 15) und/oder der Wechselelementaufnahmen (18, 19) der Wechseleinrichtung (14, 15) relativ zum jeweils anderen Element, dem Werkstückträger (60) oder der Spindelanordnung (48; 248), in Abhängigkeit von einer anhand der Identifikationsinformationen (53, 54) ermittelten Zuordnung der Wechselelemente (15, 17) zu den Wechselelementaufnahmen (18, 19) ausgestaltet ist.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (80) zu einer Blockierung eines Betriebs der Werkzeugmaschine ausgestaltet ist, wenn an mindestens einer Wechselelementaufnahme (18, 19) ein zu einem Betrieb der Werkzeugmaschine anhand der Identifikationsinformation (53, 54) als ungeeignet erkanntes Wechselelement (15, 17) angeordnet ist.
4. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerungseinrichtung (80) zu einer Ermittlung ausgestaltet ist, ob an der Wechseleinrichtung (14, 15) oder einem Bereich der Wechseleinrichtung (14, 15) nur Wechselelemente (15, 17) eines vorbestimmten Typs und/oder Wechselelemente (15, 17) in einer vorbestimmten Anzahl, insbesondere vollständiger Anzahl, angeordnet sind.
5. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung (90, 190) der Werkzeugmaschine einen auf jeweils ein Wechselelement (15, 17) gerichteten Erfassungsbereich (94) aufweist und/oder zur Ermittlung eines Abstands zu einer jeweiligen Identifikationseinheit (50) zur Ermittlung einer räumlichen Anordnung des jeweiligen Wechselelements (15, 17) ausgestaltet ist.
6. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationseinheiten (50) der Wechselelemente (15, 17) RFID-Einheiten (RFID = radio-frequency Identification) oder NFC-Einheiten (NFC = Near Field Communication) und die Kommunikationseinrichtung (90, 190) der Werkzeugmaschine eine RFID-Leseeinrichtung und/oder eine NFC-Leseeinrichtung aufweist sind.
7. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zum Auslesen der Identifikationseinheiten (50) erforderliche elektrische Energie durch die Kommunikationseinrichtung (90, 190) der Werkzeugmaschine bereitgestellt wird.
8. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine insbesondere eine Schiebelagerung und/oder Schwenklagerung aufweisende Versteileinrichtung zum Verstellen der Kommunikationseinrichtung (90, 190) zu der Wechseleinrichtung (14, 15) und/oder zu den Wechselelementen (15, 17) hin und davon weg aufweist.
9. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechseleinrichtung (14, 15) als Ganzes und/oder die Wechselelementaufnahmen (18, 19) der Wechseleinrichtung (14, 15) relativ zu der Kommunikationseinrichtung (90, 190) verstellbar angeordnet ist oder sind.
10. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechseleinrichtung (14, 15) zwischen einer Wechselposition (C), in der die Wechselelemente (15, 17) an der Wechseleinrichtung (14, 15) austauschbar sind, und einer zur Bearbeitung von an dem Werkstückträger (60) angeordneten Werkstücken (W) vorgesehenen Arbeitsposition (B) verstellbar ist.
1 1 . Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung (90, 190) an der Wechselposition (C) angeordnet ist.
12. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kommunikationseinrichtung (90, 190) zyklisch und/oder nach einem jeweiligen Wechselelement-Wechsel und/oder im Zusammenhang mit oder in Abhängigkeit von einer Betätigung, insbesondere einem Öffnen und/oder Schließen, einer Schutzeinrichtung (100) zum Schutz eines Arbeitsbereichs der Werkzeugmaschine die Identifikationsinformationen (53, 54) bei den Identifikationseinheiten (50) der Wechselelemente (15, 17) abfragt und/oder Daten oder Identifikationsinformationen (53, 54) zur Speicherung an die Identifikationseinheiten (50) sendet.
13. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechseleinrichtung (14, 15), insbesondere an mindestens einer Wechselelementaufnahme (18, 19) einen Sensor (35) zur Ermittlung eines Wechselelement-Wechsels angeordnet aufweist und dass die Kommunikationseinrichtung (90, 190) in Abhängigkeit von einem einen Wechselelement-Wechsel indizierenden Sensorsignal dieses Sensors (35) die Identifikationsinformationen (53, 54) der Wechselelemente (15, 17) der Wechseleinrichtung (14, 15) ermittelt.
14. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Identifikationsinformation (53, 54) eine oder mehrere der folgenden Informationen umfasst:
- einen das Wechselelement (15, 17) eindeutig identifizierenden Kennzeichner
- eine den Typ des Wechselelements (15, 17) charakterisierende Typinformation, insbesondere eine Werkzeugtyp-Information oder Werkstückhalter
(62)-lnformation
- eine Wechselelement-Art-Information, die die Art des Wechselelements (15, 17), beispielsweise Bohrer, Fräser oder dergleichen, kennzeichnet
- Geometriedaten, insbesondere Durchmesser, Außenumfang oder dergleichen
- Schnittdaten, insbesondere Drehzahl, maximale oder durchschnittliche Vorschubgeschwindigkeit oder dergleichen
- Verschleißdaten des Wechselelements (15, 17), insbesondere Gebrauchsdauer-Informationen
- Art der unter Zuhilfenahme des Wechselelements (15, 17) zu bearbeitender Werkstücke (W).
15. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Identifikationseinheiten (50) einen durch die Werkzeugmaschine, insbesondere die Kommunikationseinrichtung (90, 190), beschreibbaren und/oder auslesbaren Speicher (51 ), insbesondere zur Speicherung von Nutzungsinformationen, aufweist.
16. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wechseleinrichtung (14, 15) einen Werkzeugrevolver (40; 140) aufweist oder dadurch gebildet ist, wobei der Werkzeug revolver (40;
140) mindestens zwei Wechselelementaufnahmen (18, 19) für als Wechselelemente (15, 17) ausgestaltete Bearbeitungswerkzeuge (44) zur Bearbeitung des mindestens einen Werkstücks (W) aufweist und einen um eine Revolverachse (42 142) drehbaren Werkzeugträger zur Positionierung jeweils eines Bearbeitungswerkzeugs (44) in eine Bearbeitungsposition und einen Werkzeugantrieb zum Dreh-Antreiben des in der Bearbeitungsposition befindlichen Bearbeitungswerkzeugs (44) aufweist.
17. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelanordnung (48; 248) an einem Werkzeugschlitten angeordnet ist, der anhand einer Linearführung in einer insbesondere horizontalen Bearbeitungsachse (Z) zu dem Werkstückträger (60) hin und von diesem weg bewegbar gelagert ist.
18. Werkzeugmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Spindelanordnung (48; 248), insbesondere der Werkzeugschlitten an einer zweiten Linearführung quer, insbesondere rechtwinkelig, zu der Bearbeitungsachse entlang einer insbesondere horizontalen Werkzeug-Stellachse beweglich gelagert ist.
19. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger (60) an einer Werkstückträger-Linearführung entlang einer insbesondere vertikalen Stellachse (Y) und/oder quer zu der oder einer Bearbeitungsachse der Spindelanordnung (48; 248) zur Positionierung des mindestens einen zu bearbeitenden Werkstücks (W) relativ zu einem in einer Bearbeitungsposition befindlichen Bearbeitungswerkzeug (44) der Spindelanordnung (48; 248) linear beweglich gelagert ist.
20. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Werkstückträger (60) mindestens zwei in einer Reihenrichtung nebeneinander angeordnete Wechselelementaufnahmen (19) für Werkstückhalter (62) zum Halten von Werkstücken (W) vorhanden sind.
21 . Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger (60) einen Werkstückbalken umfasst und/oder dass eine Längsachse des Werkstückträgers (60) quer zu der Spindelanordnung (48; 248) und/oder quer zu einer Bearbeitungsachse der Spindelanordnung (48; 248) verläuft und/oder dass der Werkstückträger (60) an seinen
Längsendbereichen jeweils an einem Schlitten der Werkstückträger-Linearführung gehalten ist und/oder dass der Werkstückträger (60) anhand einer Drehlageranordnung um eine Positionier-Schwenkachse, insbesondere an der Werkstückträger-Linearführung, schwenkbar gelagert ist.
22. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger (60) mindestens zwei voneinander separate Werkstückhaltebereiche (62A, 62B) aufweist, die abwechselnd in einen zur Bearbeitung durch mindestens ein Bearbeitungswerkzeug (44) vorgesehenen Bearbeitungsbereich (66) und einen für einen Werkstückwechsel vorgesehenen Werkstückwechselbereich (68) bewegbar sind.
PCT/EP2017/078637 2016-11-10 2017-11-08 Werkzeugmaschine mit wechseleinrichtung und kommunikationseinrichtung WO2018087163A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17800789.4A EP3523088A1 (de) 2016-11-10 2017-11-08 Werkzeugmaschine mit wechseleinrichtung und kommunikationseinrichtung

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102016121599.6 2016-11-10
DE102016121599.6A DE102016121599A1 (de) 2016-11-10 2016-11-10 Werkzeugmaschine mit Wechseleinrichtung und Kommunikationseinrichtung

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018087163A1 true WO2018087163A1 (de) 2018-05-17

Family

ID=60388026

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2017/078637 WO2018087163A1 (de) 2016-11-10 2017-11-08 Werkzeugmaschine mit wechseleinrichtung und kommunikationseinrichtung

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3523088A1 (de)
DE (1) DE102016121599A1 (de)
WO (1) WO2018087163A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114641368A (zh) * 2019-12-16 2022-06-17 黑根沙伊特Mfd有限公司 机床

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018103025A1 (de) 2018-02-10 2019-08-14 Alfing Kessler Sondermaschinen Gmbh Werkzeugmaschine mit Wechseleinrichtung und Kommunikationseinrichtung
CN108772738B (zh) * 2018-05-30 2019-09-24 广东科杰机械自动化有限公司 一种紧凑式机床
CN110948051B (zh) * 2019-12-11 2020-12-11 江西远大保险设备实业集团有限公司 一种实心轴倒角装置
DE102020204633A1 (de) 2020-04-09 2021-10-14 c-Com GmbH Sensorsystem und Verfahren zur Bestimmung einer Werkzeuginformation

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998057777A1 (de) * 1997-06-17 1998-12-23 Witzig & Frank Gmbh Hochflexible werkzeugmaschine
JP2003025176A (ja) * 2001-07-11 2003-01-29 Incs Inc 工具管理システム
EP2174747A1 (de) * 2008-10-08 2010-04-14 Pierburg Pump Technology GmbH Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken in einer Arbeitsstation und Arbeitsstation hierfür
EP2363235A1 (de) * 2010-03-02 2011-09-07 Grob-Werke GmbH & Co. KG Bearbeitungsmaschine

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016100248A1 (de) 2015-08-14 2017-02-16 Alfing Kessler Sondermaschinen Gmbh Werkzeugmaschine

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998057777A1 (de) * 1997-06-17 1998-12-23 Witzig & Frank Gmbh Hochflexible werkzeugmaschine
JP2003025176A (ja) * 2001-07-11 2003-01-29 Incs Inc 工具管理システム
EP2174747A1 (de) * 2008-10-08 2010-04-14 Pierburg Pump Technology GmbH Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken in einer Arbeitsstation und Arbeitsstation hierfür
EP2363235A1 (de) * 2010-03-02 2011-09-07 Grob-Werke GmbH & Co. KG Bearbeitungsmaschine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114641368A (zh) * 2019-12-16 2022-06-17 黑根沙伊特Mfd有限公司 机床

Also Published As

Publication number Publication date
DE102016121599A1 (de) 2018-05-17
EP3523088A1 (de) 2019-08-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3523088A1 (de) Werkzeugmaschine mit wechseleinrichtung und kommunikationseinrichtung
EP3027357B1 (de) Werkzeugmaschine mit einer werkstückwechseleinrichtung
EP3027358B1 (de) Werkzeugmaschine mit mehreren mehrspindel-spindelbaugruppen
EP1733840B1 (de) Bearbeitungsmaschinenanordnung mit Roboter und Werkzeugmagazin
EP0568798B2 (de) Aus Baugruppen zusammengesetztes Bearbeitungszentrum
DE102017110035A1 (de) Werkzeugmaschine
EP1718435B1 (de) Bearbeitungsmaschine zum bearbeiten von werkst cken
DE202020102545U1 (de) Werkzeugmaschine mit Portal
EP2060359A2 (de) Schleifmaschine
EP1807242A1 (de) Hochflexible werkzeugmaschine mit mehreren werkstückträgern
DE102008013112A1 (de) Bearbeitungszentrum mit einem Wekzeugregal und einem Werkzeugwechselsystem
EP1004393B1 (de) Werkzeugmaschinen-Anordnung mit einer Vorrichtung für einen automatischen Werkzeugwechsel
DE102005029620B4 (de) Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere zur Innenbearbeitung von Differentialgetriebegehäusen oder sonstigen Getriebegehäusen
EP1616661A1 (de) Werkstückwechsler für Bearbeitungsmaschinen
WO2022122443A2 (de) Werkzeugwechsler
EP1985409A1 (de) Flexible Transfermaschine mit beweglichen Werkstückträgern
DE19904860C2 (de) Vertikaldrehmaschine
DE10310997A1 (de) Mehrspindeldrehmaschine
DE102016100248A1 (de) Werkzeugmaschine
DE102012201044B4 (de) Werkzeugmaschine mit zwei Arbeitsspindeln
DE102018103025A1 (de) Werkzeugmaschine mit Wechseleinrichtung und Kommunikationseinrichtung
EP3144101A1 (de) Werkzeugmaschine mit einer funktionsbaugruppe
EP0034615A1 (de) Werkzeugmaschine mit einem werkstückträger und mehreren um den werkstückträger angeordneten bearbeitungseinheiten
EP1755823B1 (de) Vorrichtung zum speichern und handhaben von werkzeugen eines bearbeitungszentrums
WO2019097000A1 (de) Werkzeugmaschine, fertigungszelle sowie verfahren zum betreiben einer fertigungszelle

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17800789

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2017800789

Country of ref document: EP

Effective date: 20190507