WO2023011835A1 - Werkzeugtransportsystem und verfahren zum austauschen von werkzeugen an werkzeugmaschinen - Google Patents

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WO2023011835A1
WO2023011835A1 PCT/EP2022/068847 EP2022068847W WO2023011835A1 WO 2023011835 A1 WO2023011835 A1 WO 2023011835A1 EP 2022068847 W EP2022068847 W EP 2022068847W WO 2023011835 A1 WO2023011835 A1 WO 2023011835A1
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tool
bar
tools
platform
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PCT/EP2022/068847
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Sebastian Riedel
Michael Trenkle
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Deckel Maho Pfronten Gmbh
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    • B23Q2003/155446—Transfer mechanisms, e.g. tool gripping arms; Drive mechanisms therefore the transfer mechanism comprising two or more grippers pivotable and linearly movable with translation of the pivoting axis

Definitions

  • the present invention relates to a tool transport system for exchanging tools between a central tool magazine for storing a large number of tools and one or more machine tools.
  • a method for exchanging tools on machine tools is proposed using a central tool magazine for accommodating a large number of different tools.
  • EP 2 750 828 B1 describes a tool changing device on a tool magazine of a machine tool.
  • the tool is used by means of a manipulator on a tool magazine that has one or more tool magazine wheels.
  • the tool magazine itself is loaded manually.
  • DE 10 2018 201 426 A1 discloses a feed device for tool magazines of a machine tool, which allows a tool or workpiece magazine to be loaded in a partially automated manner.
  • an additional toolbar is provided, which can be populated manually by an operator.
  • the tool bar with manually equipped tools can then be fed to a transfer position from the loading position that can be reached by the operator via a rotary lifting device of the feed device.
  • a tool transport system for exchanging tools between a central tool magazine and one or more machine tools can at least comprise: a guided transport module for commuting between a central tool magazine and one or more machine tools along a transport path; a supporting guide for accommodating the transport module and for defining the transport path of the transport module, the transport module comprising a transport platform with at least one tool transport bar for accommodating a large number of tools, and the transport platform being spaced apart from the transport module in the vertical direction, preferably downwards.
  • This arrangement and the use of the central tool magazine make it possible to efficiently change/replace a large number of tools from a central magazine on the machine tools without interrupting the machining cycles and without obstructing the space around the machine tool (horizontal access area to the machine tool). .
  • the vertical tool feed combined with the central tool magazine and the rotatable transport platform is therefore an extremely efficient way of changing tools.
  • the transport platform can preferably be designed to be rotatable about a vertical axis in order to change the spatial orientation of the tool transport bar.
  • the transport platform can be used flexibly and efficiently for changing tools.
  • the loaded bar can be rotated in the direction of movement for the translatory movement of the transport platform to enable safe and low-vibration transport of the tools.
  • the rotation also makes it possible to use the rear of the transport platform for changing tools, e.g. using an additional tool transport bar. Loading and exchanging on a machine tool or the magazine is therefore possible with just one pendulum travel.
  • a support frame for accommodating and rotatably mounting the transport platform can be provided and the support frame can preferably completely frame the transport platform in at least one plane for safe and low-vibration support.
  • the support frame can be provided hanging on the transport module in order to enable improved access and thus quick tool changes.
  • the transport module can have a first drive for moving along the transport path and a second drive for rotating the transport platform about a vertical axis.
  • This configuration makes it possible to keep the drives small and to place them close to the movement axes in order to enable low-vibration and robust movements.
  • these integrated drives are advantageously fed via the power supply on the rails in order to enable efficient energy transmission.
  • a vertical movement of the transport platform itself is not provided in a preferred development (i.e. arrangement rigid in the vertical direction), so that the weight of the transport platform can be further reduced and the masses moved can therefore also be kept to a minimum.
  • the supporting guide can be arranged at a vertical distance from the central tool magazine and/or the machine tools, with the supporting guide preferably being arranged at least partially above the central tool magazine and/or the machine tools (e.g. on the hall roof of a machine hall or on pillars which extend vertically over the machine tools extend out).
  • the overhead arrangement makes it possible to freely transport the tools over the machine tools, preferably with them minimal transport distances to control the machine tools directly for the tool change.
  • the supporting guide can comprise at least one rail on which guide means of the transport module engage, the transport module being displaceable and preferably only being mounted on the supporting guide.
  • the rails advantageously establish a direct path between the tool magazine and the machine tool in order to enable efficient tool transport. Reaching in and storing the transport module only on the rails enables efficient assembly and quick tool transport with reduced energy consumption.
  • the transport platform can have a first tool transport bar and a second tool transport bar, preferably arranged opposite one another (preferably spaced apart and parallel to one another).
  • Each tool transport bar can have a plurality of transport mounts for storing tools in a loading direction.
  • the loading direction of the first and second tool transport bar can be configured in opposite directions.
  • the transport platform can be accommodated on a bearing shaft and the bearing shaft can be journalled on the support frame, the second drive being connected to the bearing shaft by means of engagement means and rotating the bearing shaft in order to rotate the transport platform. This enables efficient and low-vibration turning of the transport platform.
  • the supporting guide can have stops along the transport path, which each have the central tool magazine and the at least one Machine tool are assigned and where the transport module stops for exchanging tools.
  • the transport module can advantageously be a shuttle car with castors for fast travel, comprising a self-propelled drive that drives the transport module along the rails of the supporting guide, and the self-drive is in particular the first drive.
  • a production system can have at least one machine tool, a central tool magazine for storing tools and a tool transport system.
  • the central tool magazine and the at least one machine tool can each include a tool supply bar that can be moved into a transfer position for changing tools with the tool transport bar of the transport module.
  • the tool delivery bar can be moved vertically upwards into the transfer position and back, and the tool delivery bar can be set up to carry out an upward or downward stroke movement in order to transfer the tools to the tool transport bar in the transfer position.
  • the disclosure of DE 10 2018 201 426 B1 and AKZ DE 10 2020 211672.5 is hereby incorporated by reference.
  • the tool transport bar can advantageously be set up to move into an overlapping position with the tool supply bar, so that tool grippers of the tool transport bar and are arranged one above the other.
  • a method for exchanging tools between a central tool magazine and one or more machine tools with a tool transport system wherein the central tool magazine and the at least one machine tool each have a tool supply bar and the tool transport system comprises: a guided Transport module with at least one tool transport bar and a supporting guide for receiving the transport module and for defining the transport path of the transport module, can comprise the steps of: commuting the transport module between stops of the transport path at a central tool magazine and one or more machine tools along a transport path; Exchange of tools at the stops by a lifting movement of the tool supply bar.
  • the following steps can advantageously be provided: moving the tool delivery bar vertically upwards into a transfer position and then preferably moving the tool transport bar into an overlapping position with the tool delivery bar; and to transfer the tools to the tool transport bar in the transfer position, performing an up-stroke movement or a down-stroke movement of the tool staging bar; and/orrotating the transport platform about a vertical axis in order to change the spatial orientation of the tool transport bar for exchanging the tools.
  • FIG. 1 shows a first overview of the tool transport system with the transport module (P);
  • FIG 2 shows another illustration of the tool transport system, with the transport platform being in the neutral position (tool transport bar (E2) is at right angles to the transport path along the rails);
  • FIG. 3 shows a detailed illustration of the transport module with the transport platform (PT);
  • FIG. 4 shows an overview of a central tool magazine and the tool transport system arranged above it
  • FIG. 5 shows a further representation of the tool transport system, which is arranged above the central tool magazine and the individual machine tools;
  • FIG. 6 shows a side view of the tool transport system above the central tool magazine and the machine tool
  • FIG. 8 shows a plan view of the tool transport system with the machine tools and a central tool magazine
  • Fig. 9 shows the transport platform (PT) in a rotated position relative to the track
  • the tool transport system for exchanging tools between a central tool magazine ZWM and a machine tool WZM is shown.
  • the tool transport system includes a transport module P, which is also referred to as a shuttle module.
  • the pendulum module has its own drive and can be moved along the supporting guide F in a translatory manner.
  • the transport module P also has a transport platform PT, which is attached to the transport module P in a suspended manner.
  • the transport platform PT is therefore only preferably fixed on a single side and the other sides are free.
  • the supporting guide F is arranged via a horizontal carrier F3 and a vertical carrier F4 in the area above the machine tool WZM or the central tool magazine ZWM.
  • This overhead arrangement with respect to the machine tool and the central tool magazine makes it possible to use the transport module P to transport the corresponding tools via the individual machine tools and the central tool magazine, preferably on a direct route. This keeps the work area around the machine tools and around the central tool magazine free to enable the tools to be changed efficiently without interrupting the machining cycles.
  • the supporting guide F is preferably arranged with a first and a second rail F1 and F2 in the vertical direction higher than the upper end of the individual machine tools and/or the central tool magazine.
  • the transport module P is therefore also further away relative to the floor on which the machine tool and the tool magazine are provided than the upper end of the individual machine tools and the central tool magazine.
  • the supporting guide F has a first rail F1, which is designed, for example, as an I-profile support, and a second rail F2, which is preferably also designed as an I-profile support.
  • the transport module P can be provided on the underside of these rails, in the direction of the workshop floor, via sliders or rollers, so that the transport module P can slide or roll along the rails.
  • the guide surfaces of the rails are preferably directed in the direction of the workshop floor or floor.
  • the supporting guide F comprises a profile beam, which is arranged along the transport path, with a rail being fixed to the underside.
  • Two profile supports are preferably provided, with each profile support being assigned its own rail, namely the first rail F1 and the second rail F2, which preferably run parallel to one another along the transport path.
  • the profile supports of the load-bearing guide F are preferably firmly connected to one another via struts F6, so that there is a distance between the supports or between the first rail Fl and the second rail F2 is constantly guaranteed over the entire transport route.
  • the supporting guide F with the profile carrier is also set up to absorb the entire weight force and loading force of the transport module P, which is provided hanging on the rails.
  • the profile supports are in turn firmly connected to the horizontal support F3, for example via a screw connection or a welded connection.
  • All structural components of the transport module P and in particular the transport platform PT are preferably arranged in the vertical direction below the supporting guide F.
  • the suspended arrangement of the transport module P also allows safe and easy access to the slides or rollers of the transport module P, which are engaged with the rails, so that efficient maintenance becomes possible.
  • Particularly preferably, only one toothed rack F5 is provided, which is provided along the first rail F1 and which has markings for position detection by the transport module P.
  • the transport module P therefore particularly preferably always autonomously detects its own position along the transport path.
  • the supporting guide F which is attached to the horizontal support F3 via the profile supports, is preferably designed in such a way that the horizontal support F3 is only fixed on one side to a vertical support F4, so that the connected supports F3 and F4 form an L-shape.
  • the two supports are preferably welded to one another, with the vertical support F4 being screwed to the workshop floor opposite the connection point of the vertical support F4 to the horizontal support F3.
  • This carrier configuration is preferably provided at least at each stop of the transport module P along the transport route. This ensures a stable tool transfer from Transport module P to the respective machine tool or the central tool magazine, which are assigned to the stop Hl, H2, H3, H4. In particular, mechanical vibrations that can arise during the transfer process can be efficiently absorbed, so that a safe and precise transfer of the tools can be achieved.
  • the transport module P is provided hanging on the underside of the supporting guide F.
  • the means of engagement such as sliders or rollers of the transport module P, engage on the rails of the supporting guide F, so that the transport module P can be slidably mounted on the rails or the profile supports of the supporting guide F.
  • the transport module P is designed to be movable in translation along the rails, and this movement can be controlled particularly advantageously by the first drive A1.
  • the first drive Al is attached directly to the transport module B and preferably has a horizontal orientation.
  • the first drive A1 can engage in the toothed rack F5 via corresponding gear wheels in order to achieve a forward or backward movement of the transport module B along the transport path.
  • the energy is transmitted to the first drive, for example, via appropriate cable connections, which are provided on the profile carrier and can be carried along with the transport module B accordingly.
  • the energy is advantageously transmitted via a driver which is ground along the rails.
  • energy can be transmitted without contact, for example inductively.
  • the first drive A1 is therefore preferably provided on the upper side of the transport module P, directly next to a rail of the supporting guide F.
  • a second drive A2 is provided on the same side and preferably next to the first drive A1, which preferably has a vertical alignment of the longitudinal axis and which is provided in order to carry out a rotary movement of the transport platform PT.
  • the transport platform PT has the tool transport bar E2, in which a large number of tools W can be used. In the example shown in Fig. 1, eight tools W in a tool transport bar E2 be used. Opposite the tool transport bar E2 shown is another tool transport bar, which in turn can accommodate a large number of tools W.
  • the transport platform PT is designed to be rotatable via the second drive A2, so that the orientation of the tool transport rail can be determined relative to the transport path or to the longitudinal direction of the rails.
  • a first or a second tool transport bar E2 can be arranged such that this is at the front of the transport module and therefore in the direction of movement along the transport path.
  • a rotation of the transport platform PT can also be used to rotate a tool transport bar E2 in such a way that it is arranged to the rear of the transport module P, ie opposite to the direction of movement along the transport path.
  • the transport platform PT When driving to a corresponding stopping point with the aim of handing over tools, it is therefore possible to use the rotary movement of the transport platform PT to set up corresponding tool locations on the tool transport bar E2 for contact with the receiving device of the machine tool WZM or the central tool magazine ZWM.
  • the rotary movement of the transport platform PT also enables tools W to be exchanged and exchanged between two stopping points in just one pendulum movement of the transport module P.
  • a first tool transport bar E2 can be used to exchange appropriate tools W; and for exchanging tools, the transport platform PT can be rotated in such a way that the second tool transport bar E2 is moved into the contact area with the transfer unit of the machine tool WZM or the central tool magazine ZWM. It is therefore not necessary for the transport module P to move repeatedly between two stopping points for a changing and simultaneous changing operation.
  • the rotatable transport platform PT When approaching a stopping point, the rotatable transport platform PT therefore makes it possible, for example, to place tools in the first tool transport bar E2*. to change and to exchange tools from the second tool transport bar E2, so that maximum flexibility and efficiency can be achieved in the tool changing process.
  • the rotational movement of the transport platform is particularly preferably controlled directly by the transport module controller PS, which is provided directly on the transport module P.
  • the transport module controller PS which is provided directly on the transport module P.
  • the support frame PR is designed in such a way that it encloses the transport platform PT and preferably at least frames it in one plane. This frame serves as a stabilization and support mechanism for the rotating transport platform PT.
  • the rotatable transport platform PT is rotatably mounted on the support frame PR via a rotary shaft.
  • the transport module controller PS is provided on the lateral support frame PR.
  • the transport module P is shown in the engaged position with the tool supply bar of the machine tool WZM.
  • the machine tool WZM has a tool lift El with a loading bar E1B, which can be moved vertically upwards.
  • the tools held vertically in the tool transport bar E2 can be lifted out of the tool transport bar E2 by a lifting movement of the tool lift of the machine tool, or they can be inserted into this tool transport bar E2 by a downward lifting movement.
  • a lifting movement of the transport module P can thus be avoided.
  • FIG. 1 A further illustration of the tool transport system is shown in FIG.
  • the transport platform PT shown has a central middle piece which connects the top to the bottom of the transport platform PT.
  • This central platform receptacle PT2 is therefore arranged in such a way that the axial extension is aligned with the axis of the transport platform PT.
  • laterally spaced side platform mounts PT1 are located to the right and left of the central platform mount PT2. Both the central platform mount PT2 and the lateral platform mounts PT1 open out together at an upper connecting section and a lower connecting section. In the intermediate area, the openings PT3 are provided for optimizing the vibration of the transport platform PT and for further weight savings.
  • the tool transport rails E2, E2* are provided on the lower attachment section, which are preferably directly connected to the attachment section on the underside with the lateral platform mount and the central platform mount PT1, PT2.
  • the transport platform also has a rotary shaft PTL protruding in the vertical direction at the top and at the bottom of the transport platform PT. These protruding portions form a rotary shaft.
  • this rotary shaft On the underside of the transport platform PT, this rotary shaft has a lower rotary axis section PT4 for receiving and supporting the transport platform PT, and on the upper side of the transport platform PT an upper rotary axis section PT5 for the rotary track mounting of the transport platform PT and for absorbing the axial forces, such as weight forces.
  • the rotary shaft of the upper and lower rotary axis section opens into respective rotary shaft receptacles of the support frame PR. These recordings of the support frame PR allow a rotary movement of the rotary shaft.
  • the rotary shaft can also be referred to as a storage shaft PTL, since this storage of the Transport platform PT is achieved and at the same time a rotational movement about the storage shaft axis is made possible.
  • the support shaft axis is a vertical axis.
  • the support frame PR includes two opposite side supports PR1 and PR2. These side supports are each designed as a cross-section that tapers, and therefore becomes smaller in the direction of the workshop floor, as a support or as a profile. On the underside of the side supports PR1 and PR2 there is a lower support bracket PR4 which firmly connects the first and second side supports PR1 and PR2 to one another. On the upper side of the side supports PR1 and PR2 is the upper support PR3, which firmly connects the side supports PR1 and PR2.
  • the transport module controller PS is preferably provided on the outer side surface of the side support PR2, which can be used to control the first and second drives and to detect the position of both the rotational position of the transport platform and the position of the transport module along the transport path.
  • the 2 also shows the L-shaped support arrangement with the vertical support F4 and the horizontal support F3 fastened thereon.
  • the support assembly receives the supporting guide at the top.
  • the transport module P provided on the rails via the sliders is firmly connected to the support frame PR, which is firmly fixed to the sliders hanging downwards.
  • the axis of rotation of the bearing shaft PTL is also provided between the sliders of the transport module P in order to enable the transport platform PT to rotate with as little vibration and as effectively as possible.
  • FIG. 3 shows a detailed view of the transport module P.
  • the rail sliders S are located on the upper side of the transport module and serve to mount the entire transport module P on the rails.
  • rollers can also be provided, which can engage on the rails and are suitable for the corresponding power transmission.
  • the rail slider shown in Fig. 3 have a Aisle in which the rails can be passed.
  • the cross-section of this duct essentially corresponds to a T-shape, i.e. a narrower cross-section that widens towards one end.
  • the side surfaces of the rail slider which at the same time also form the force transmission surfaces on the rails, are formed by the left jaw S2 and the right jaw S1.
  • These rail sliders can also be designed as groove sliders, so that instead of rails, the supporting guide F has corresponding profiles with grooves, in which the groove sliders engage accordingly.
  • the sliders enable the transport module P to be guided in a robust manner along the transport route.
  • the proposed rail gliders are particularly maintenance-friendly and robust and therefore enable reliable movement.
  • a total of four rail sliders S, S3, S4, S5 are provided.
  • the rail sliders are preferably provided at a distance from one another, ie without direct contact, on the upper support bracket PR3 of the transport module P.
  • the platforms include a mounting plate S8 and two lateral support plates S6 and S7, which support the mounting plate laterally and which are preferably firmly connected to the upper support bracket, for example welded.
  • the respective rail slider S is firmly provided on the mounting plate S8 and, for example, screwed thereto.
  • the platforms extend from a side wall of the upper support post along the rails of the supporting guide.
  • Two rail slides with corresponding fastening platforms are preferably provided on a front side of the transport module P and opposite to them in the two-rail slide on the rear side of the transport module P, which protrude in the opposite direction from the upper support PR3 or its side wall, along the rails of the supporting guide F.
  • two rail sliders are provided with the respective platforms protruding from a side wall of the upper support bracket PR3 in a first direction, and the two rail sliders are opposite in turn provided on the respective platforms projecting in the opposite direction from a side wall of the upper support bracket.
  • the longitudinal direction of the rail slider is preferably aligned parallel to the respective rail.
  • the axis of rotation of the transport platform PT is provided between the rail sliders S4 and S5, which leads to a particularly stable and reliable rotary movement of the transport platform PT, so that the vibrations that occur can be reduced to a minimum.
  • the first drive A1 is arranged horizontally, so the longitudinal axis of the drive is aligned in the horizontal direction.
  • the drive is connected to the support frame via a Z4 flange. Via a corresponding gear or directly, ie without a gear, the force is transmitted through the counter bearing arrangement Z3 via the gear wheel ZI.
  • the gear wheel ZI is preferably used in order to achieve direct engagement with the toothed rack F5 and thereby achieve a moving of the transport platform.
  • the side plate Z2 serves to stabilize the gear wheel and to ensure contact between the rack F5 and the gear wheel Fl.
  • the energy consumers E are provided at the upper corner of the upper support PR3.
  • the transport platform For supplying energy and for transmitting measurement and/or control signals to the transport platform, which includes the upper support PR3, for example side walls which are welded to one another via cross braces.
  • the upper support post PR3 At each opposite end of the upper support post PR3 is a side support which preferably runs 90° downward from the upper support post PR3 and has a tapering cross-section.
  • the stiffening plates PR9 In the corner area of the upper support at the connection points to the lateral supports PR2 and PR1 there are two stiffening plates PR9, which are firmly connected and preferably welded to the upper support PR3 and the lateral support PR2 or PR1.
  • the cross section of this reinforcement preferably tapers towards the center of the upper support post PR3.
  • the lower free area PR1O which is also the connection area of the lower support PR4 with the side support PR2.
  • the lower support PR4 also has a connection to a drip pan PR6.
  • the drip pan PR6 is provided for catching lubricants and liquids which, for example, drip down in the Z-direction towards the workshop floor from tools that have been changed in the transport holder.
  • the PR6 drip pan ensures that when the tools are transported, even if they contain lubricant, chips or dirt, none of this dirt is left on the machine tool or the workshop floor along the transport route.
  • the drip tray PR6 is at least partially displaceable in order to enable the transport holder to come into particularly good contact with the tool supply bar of the machine tool or the central tool magazine.
  • the drip tray PR6 is provided on the extreme lower side of the transport module P and also has peripheral side walls PR5, which lead to an improvement in the capacity of the drip tray PR6.
  • a bearing point at which the bearing shaft PTL is journalled is provided centrally on the lower support bracket PR4.
  • This lower pivot section PT4 is preferably arranged centrally on the lower support PR4.
  • the side support PR1 is firmly connected to the lower support PR4, preferably welded and reinforced by corresponding support plates PR7.
  • the support plates preferably have a tapered cross-section, which cross-section tapers towards the upper support post PR3.
  • the transport platform PT can be rotated through 360° by means of a rotary shaft on the upper and lower support bracket.
  • the rotational movement is initiated via the second drive A2, which is arranged on the upper side of the transport module, with a power transmission from the second drive A2 to the rotary shaft being achieved, for example, via a V-belt mechanism or via a gear.
  • the tool transport bar E2 On the underside of the transport platform PT is the tool transport bar E2 with a large number of slots for tools.
  • the receiving locations each include a first and second gripper arm, which at least partially encloses a tool to be picked up on the circumference.
  • the gripper arms can be rigid or, alternatively, movable, so that the grippers can be opened and closed in order to enclose the tools.
  • eight receiving locations are provided per tool transport bar E2.
  • On the back of the tool transport rail E2 On the back of the tool transport rail E2 is the opposite transport mount E3*, which is preferably configured identically to the transport mount
  • FIG. 4 shows an overview of the central tool magazine ZWM and the transport platform PT placed above it.
  • the tool supply bar E1B of the central tool magazine for manual loading is shown, with an additional tool supply bar EIT and a telescopic lift being moved in the vertical direction upwards towards the transport platform PT for the transfer of the tools W.
  • the tool lift T of the central tool magazine includes telescopic elements to allow deployment of the tool staging bar EIT attached thereto.
  • the tool supply bar E1B can be equipped with appropriate tools by a manipulator of the central tool magazine.
  • the manipulator can also select appropriate tools according to the tool supply bar EIT and E1B and the wheels of the wheel magazine of the central machine tool.
  • the tool supply bar EIT After the tool supply bar EIT has been loaded, it can be moved upwards in the vertical direction via the tool lift, beyond the top of the central tool magazine, in order to reach an engagement position with the transport platform PT; the tool supply bar E1B and EIT in turn has tool holders, preferably eight for example, ie corresponding to the number of transport holders E3 of the tool transport bar E2 of the transport platform PT.
  • the tool supply bar EIT is brought into an overlapped position with the transport bracket E3 of the tool transport bar E20 so that the tools can be gripped.
  • the tools can be removed or input into the tool transport bar E2 by means of a corresponding upward or downward stroke. This vertical stroke is preferably achieved via the tool lift T.
  • the tool supply bar EIT can be moved from the transfer position back to the neutral position, so that no components protrude from the top of the central machine tool and the transport platform PT or the transport module P can move along the transport route.
  • the transport platform PT it is also possible for the transport platform PT to perform a rotary movement, so that the opposite transport mount E3* is now arranged at the front and the tool transport bar E2 of the opposite transport mount E3* is brought into the transfer position, so that with a corresponding vertical movement of the tool lift T the tool supply bar can in turn be moved into the transfer position and a transfer of tools from the opposite transport holder E3* can be carried out.
  • the rotary movement of the transport platform PT therefore makes it possible for both tool transport bars to be equipped with tools or for tools to be removed. For example, a large number of new tools can be loaded into the first tool transport bar E2. After turning the Transport platform PT can in turn be removed from the second tool transport bar, for example, tools so that, for example, tools that are no longer required can be exchanged back into the central tool magazine.
  • the transport platform PT according to the invention therefore enables tools to be exchanged and exchanged at the same time, without having to go to another station for this purpose.
  • the supporting guide F as shown in FIG. 4, comprises the first and second rails F1 and F2.
  • the rails each have attachment points F7 at which the rails are extended along the transport route.
  • the first breakpoint H1 shown as an example in FIG. 4 is arranged directly above the central tool magazine.
  • the second breakpoint H2 is arranged above a first machine tool WZM.
  • Each holding point H preferably has a carrier arrangement consisting of a vertical carrier F4 and a horizontal carrier F3 to stabilize the transport module during the tool transfer process.
  • FIG. 5 A further representation of an entire production system is shown in FIG. 5 .
  • the central tool magazine ZWM is arranged at an end section or at the end of the transport path of the supporting guide F.
  • the central tool magazine is arranged in the middle of the transport path, so that the transport module can move from the central tool magazine to different machine tools on both sides.
  • FIG. 1 For example, three machine tools WZM1, WZM2 and WZM3 are shown in FIG. These machine tools are arranged along the supporting guide F one after the other.
  • Each of the machine tools has its own breakpoint H2, H3, H4. 5 shows, for example, a transfer of tools to the first machine tool WZM 1 with the transport platform PT, with a tool supply bar of the machine tool being moved to the transfer position Ü for this purpose.
  • Parallel to the machine tools WZM1 to WZM3 is a loading section B, for example, the first and having second door opening Bl and B2.
  • workpieces or blanks can be provided or removed from the machine tools.
  • FIGS. 6 and 7 show a further side view of the production system shown in FIG. 5 .
  • the transport module moves along the transport path on the supporting guide F between the individual stopping points H1 to H4 in order to insert or replace tools.
  • the tool lift can be in the vertically extended position, so that a transfer position is reached and the tool supply bar E1 is set up to make contact with the tool transport bar E2 of the transport module P.
  • the transport module as shown for example in FIG. 7, can move from one stopping point to the next stopping point in order to pick up or deliver tools there again.
  • Fig. 8 shows a top view of the production system and the arrangement of the machine tools and parallel to each other along the transport path.
  • FIG. 9 shows an illustration in which the transport module is shown in the area of a stopping point, with the transport platform PT being in a rotary motion.
  • a tool change process can have been carried out with the first tool transport bar E2 and then another change process can be carried out with the second tool transport bar.
  • the tool lift is in the vertically extended position such that the tool staging bar is in the transfer position.
  • the drip tray PR6 can be at least partially retracted or folded over.

Landscapes

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeugtransportsystem zum Austauschen von Werkzeugen zwischen einem zentralen Werkzeugmagazin und einer oder mehrerer Werkzeugmaschinen. Über eine tragende Führung kann ein geführtes Transportmodul P zwischen verschiedenen Haltestellen bewegt werden, wobei das Transportmodul P eine Transportplattform PT aufweist mit zumindest einer Werkzeugtransportleiste E2 zum Aufnehmen einer Vielzahl von Werkzeugen W. Die Transportplattform PT ist in vertikaler Richtung nach unten beabstandet zum Transportmodul P und der tragenden Führung F.

Description

Werkzeugtransportsystem und Verfahren zum Austauschen von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Werkzeugtransportsystem zum Austauschen von Werkzeugen zwischen einem zentralen Werkzeugmagazin zur Lagerung einer Vielzahl von Werkzeugen und einer oder mehrerer Werkzeugmaschinen. Zudem wird ein Verfahren zum Austauschen von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen vorgeschlagen unter Verwendungeines zentralen Werkzeugmagazins zur Aufnahme einer Vielzahl von verschiedenen Werkzeugen.
Die EP 2 750 828 Bl beschreibt eine Werkzeugwechselvorrichtung an einem Werkzeugmagazin einer Werkzeugmaschine. Das Werkzeug wird mittels Manipulator an einem Werkzeugmagazin, das ein oder mehrere Werkzeugmagazinräder aufweist, eingesetzt. Das Werkzeugmagazin selbst wird dabei manuell bestückt.
Aus der DE 10 2018 201 426 Al ist eine Zufuhrvorrichtung von Werkzeugmagazinen einer Werkzeugmaschine bekannt, die es erlaubt, ein Werkzeug bzw. Werkstückmagazin teilautomatisiert zu beladen. Hierbei wird eine zusätzliche Werkzeugleiste vorgesehen, die manuell durch einen Bediener bestückt werden kann. Die Werkzeugleiste mit manuell bestückten Werkzeugen kann dann über eine Hubdreheinrichtung der Zufuhreinrichtung aus der durch den Bediener erreichbaren Ladepositionen einer Übergabeposition zugeführt werden.
Ausgehend von den bekannten Werkzeugmaschinen und Werkzeugmagazinen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein effizientes Werkzeugtransportsystem bereitzustellen, mit dem es möglich ist, auf einfache Weise Werkzeuge für verschiedene Werkzeugmaschinen bereitzustellen. Es ist zudem eine Aufgabe, ein effizientes Austauschen von Werkzeugen von verschiedenen Werkzeugmaschinen zu ermöglichen. Zudem ist es eine Aufgabe, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem der Austausch von Werkzeugen an Werkzeugmaschinen effizient und bevorzugt ohne Unterbrechung der Bearbeitungszyklen durchgeführt werden kann.
Zur Lösung der Aufgaben werden die Merkmale der unabhängigen Ansprüche vorgeschlagen. Bevorzugte Weiterbildungen finden sich in den abhängigen Ansprüchen.
Ein Werkzeugtransportsystem zum Austauschen von Werkzeugen zwischen einem zentralen Werkzeugmagazin und einer oder mehrerer Werkzeugmaschinen kann zumindest umfassen: ein geführtes Transportmodul zum Pendeln zwischen einem zentralen Werkzeugmagazin und einer oder mehrerer Werkzeugmaschinen entlang eines Transportwegs; eine tragende Führung zum Aufnehmen des Transportmoduls und zum Festlegen des Transportwegs des Transportmoduls, wobei das Transportmodul eine Transportplattform mit zumindest einer Werkzeugtransportleiste zur Aufnahme einer Vielzahl von Werkzeugen umfasst, und wobei die Transportplattform in vertikaler Richtung bevorzugt nach unten beabstandet zum Transportmodul angeordnet ist. Durch diese Anordnung und durch die Verwendung des zentralen Werkzeugmagazins ist es möglich effizient eine Vielzahl von Werkzeugen aus einem zentralen Magazin an den Werkzeugmaschinen einzuwechseln/auszuwechseln ohne dabei die Bearbeitungszyklen zu unterbrechen und ohne dabei den Raum um die Werkzeugmaschine (horizontaler Zugangsbereich zur Werkzeugmaschine) zu behindern. Die vertikale Werkzeugzufuhr kombiniert mit dem zentralen Werkzeugmagazin und der drehbaren Transportplattform ist daher eine äußert effiziente Möglichkeit Werkzeuge einzuwechseln.
Bevorzugt kann die Transportplattform um eine vertikale Achse drehbar ausgestaltet sein, um die räumliche Orientierung der Werkzeugtransportleiste zu ändern. Durch diese Anordnung kann die Transportplattform flexibel und effizient für den Werkzeugwechsel eingesetzt werden. Die beladene Leiste kann zur translatorischen Bewegung der Transportplattform in Bewegungsrichtung gedreht werden um ein sicheres und schwingungsarmes Transportieren der Werkzeuge zu ermöglichen. Durch die Drehung wird es zudem ermöglicht auch die Rückseite der Transportplattform zum Werkzeugwechseln, bspw. mittels zusätzlicher Werkzeugtransportleiste zu nutzen. Einwechseln und Auswechseln an einer Werkzeugmaschine oder dem Magazin ist somit mit nur einem Pendelweg möglich.
Ein Stützrahmen zum Aufnehmen und drehbaren Lagern der Transportplattform kann vorgesehen sein und der Stützrahmen kann die Transportplattform bevorzugt in zumindest einer Ebene vollständig umrahmen zum sicheren und schwingungsarmen Abstützen. Der Stützrahmen kann hängend am Transportmodul vorgesehen sein um einen verbesserten Zugang und somit schnellen Werkzeugwechsel zu ermöglichen.
Das Transportmodul kann zum Fortbewegen entlang des Transportwegs einen ersten Antrieb aufweisen und einen zweiten Antrieb zum Drehen der Transportplattform um eine vertikale Achse. Durch diese Ausgestaltung ist es möglich die Antriebe klein zu halten und nahe an die Bewegungsachsen zu platzieren um schwingungsarme und robuste Bewegungen zu ermöglichen. Zudem sind diese integrierten Antriebe vorteilhaft über die Stromzufuhr an den Schienen gespeist um eine effiziente Energieübertragung zu ermöglichen. Eine vertikale Bewegung der Transportplattform selbst ist in einer bevorzugten Weiterbildung nicht vorgesehen (d.h. in vertikale Richtung starre Anordnung), sodass das Gewicht der Transportplattform weiter reduziert werden kann und daher auch die bewegten Massen minimal gehalten werden können.
Die tragende Führung kann vertikal beabstandet zum zentralen Werkzeugmagazin und/oder den Werkzeugmaschinen angeordnet sein, wobei die tragende Führung bevorzugt zumindest teilweise über dem zentralen Werkzeugmagazin und/oder den Werkzeugmaschinen angeordnet ist (z.B. am Hallendach einer Maschinenhalle oder an Standsäulen welche sich vertikal über die Werkzeugmaschinen hinaus erstrecken). Durch die Über-Kopf-Anordnung ist es möglich über die Werkzeugmaschinen hinweg frei die Werkzeuge zu transportieren, bevorzugt mit minimalen Transportstrecken um die Werkzeugmaschinen direkt für den Werkzeugwechseln anzusteuern.
Die tragende Führung kann zumindest eine Schiene umfassen an welcher Führungsmittel des Transportmoduls eingreifen wobei das Transportmodul verschiebbar ist und bevorzugt nur an der tragenden Führung gelagert ist. Vorteilhaft legen die Schienen einen direkten weg zwischen Werkzeugmagazin und Werkzeugmaschine fest um einen effizienten Werkzeugtransport zu ermöglichen. Ein Eingreifen und Lagern des Transportmoduls lediglich an den Schienen ermöglicht einen effizienten Aufbau und schnellen Werkzeugtransport mit reduziertem Energiebedarf.
Die Transportplattform kann eine erste Werkzeugtransportleiste und eine bevorzugt gegenüberliegend (bevorzugt beabstandet und parallel zueinander) angeordnete zweite Werkzeugtransportleiste aufweisen. Jede Werkzeugtransportleiste kann eine Mehrzahl von Transporthalterungen zur Lagerung von Werkzeugen umfassen in eine Beladungsrichtung aufweisen. Die Beladungsrichtung der ersten und zweiten Werkzeugtransportleiste kann entgegengesetzt ausgestaltet sein. Durch Drehung der Transportplattform um die vertikale Achse, welche bevorzugt die Längsachse der Transportplattform ist, kann ein Werkzeugwechseln mit der ersten oder zweiten Werkzeugtransportleiste ermöglicht werden. Dieser Aufbau ermöglicht ein besonders effizienten Werkzeugwechsel von einer Vielzahl von Werkzeugen in einem Wechselvorgang.
Die Transportplattform kann an einer Lagerungswelle aufgenommen sein und die Lagerungswelle kann am Stützrahmen gelagert sein, wobei der zweite Antrieb mittels Eingreifmittel in Verbindung zur Lagerwelle steht und zum Drehen der Transportplattform die Lagerwelle dreht. Ein effizientes und schwingungsarmes Drehen der Transportplattform wird dadurch ermöglicht.
Die tragende Führung kann entlang des Transportweges Haltestellen aufweisen welche jeweils dem zentralen Werkzeugmagazin und der zumindest einen Werkzeugmaschine zugeordnet sind und an denen das Transportmodul zum Austauschen von Werkzeugen anhält.
Das Transportmodul kann vorteilhaft ein Pendelwagen mit Laufrollen für eine schnelle Fortbewegung sein der einen Eigenantrieb umfasst der das Transportmodul entlang der Schienen der tragenden Führung antreibt, und wobei der Eigenantrieb insbesondere der erste Antrieb ist.
Ein Produktionssystem kann zumindest eine Werkzeugmaschine, ein zentrales Werkzeugmagazin zur Lagerung von Werkzeugen und ein Werkzeugtransportsystem aufweisen. Das zentrale Werkzeugmagazin und die zumindest eine Werkzeugmaschine kann jeweils eine, in eine Übergabeposition verfahrbare, Werkzeugbereitstellungsleiste umfassen zum Werkzeugwechsel mit der Werkzeugtransportleiste des Transportmoduls.
Die Werkzeugbereitstellungsleiste kann vorteilhaft vertikal nach oben in die Übergabeposition und zurück verfahrbar sein und die Werkzeugbereitstellungsleiste kann eingerichtet sein, zur Übergabe der Werkzeuge an die Werkzeugtransportleiste in der Übergabeposition, eine Aufwärtshubbewegung oder eine Abwärtshubbewegung auszuführen. Die Offenbarung der DE 10 2018 201 426 Bl und AKZ DE 10 2020 211672.5 ist hiermit durch Bezugnahme mit aufgenommen.
Vorteilhaft kann zur Übergabe der Werkzeuge die Werkzeugtransportleiste eingerichtet sein in eine überlappende Stellung mit der Werkzeugbereitstellungsleiste zu fahren, sodass Werkzeuggreifer der Werkzeugtransportleiste und der übereinander angeordnet sind.
Ein Verfahren zum Austauschen von Werkzeugen zwischen einem zentralen Werkzeugmagazin und einer oder mehrerer Werkzeugmaschinen mit einem Werkzeugtransportsystem, wobei das zentrale Werkzeugmagazin und die zumindest eine Werkzeugmaschine jeweils eine Werkzeugbereitstellungsleiste aufweisen und wobei das Werkzeugtransportsystem umfasst: ein geführtes Transportmodul mit zumindest einer Werkzeugtransportleiste und eine tragende Führung zum Aufnehmen des Transportmoduls und zum Festlegen des Transportwegs des Transportmoduls, kann die Schritte umfassen: Pendeln des Transportmoduls zwischen Haltestellen des Transportweges an einem zentralen Werkzeugmagazin und einer oder mehrerer Werkzeugmaschinen entlang eines Transportwegs; Austausch von Werkzeug an den Haltestellen durch eine Hubbewegung der Werkzeugbereitstellungsleiste.
Zusätzlich können die folgenden Schritte vorteilhaft vorgesehen sein: Verfahren der Werkzeugbereitstellungsleiste vertikal nach oben in eine Übergabeposition und danach bevorzugt Heranfahren der Werkzeugtransportleiste in eine überlappende Stellung mit der Werkzeugbereitstellungsleiste; und zur Übergabe der Werkzeuge an die Werkzeugtransportleiste in der Übergabeposition, Durchführen einer Aufwärtshubbewegung oder einer Abwärtshubbewegung der Werkzeugbereitstellungsleiste; und/oderVerdrehen der Transportplattform um eine vertikale Achse, um die räumliche Orientierung der Werkzeugtransportleiste zum Austausch der Werkzeuge zu ändern.
Weitere Aspekte und deren Vorteile sowie spezielle Ausführungsmöglichkeiten der vorstehend beschriebenen Aspekte und Merkmale werden aus den folgenden Abschnitten und Erläuterungen ersichtlich.
Figuren
Fig. 1 zeigt eine erste Überblicksdarstellung des Werkzeugtransportsystems mit dem Transportmodul (P);
Fig. 2 zeigt eine weitere Darstellung des Werkzeugtransportsystems, wobei die Transportplattform in neutraler Stellung vorliegt (Werkzeugtransportleiste (E2) steht im rechten Winkel zum Transportweg entlang der Schienen);
Fig. 3 zeigt eine Detaildarstellung des Transportmoduls mit der Transportplattform (PT);
Fig. 4 zeigt eine Überblicksdarstellung eines zentralen Werkzeugmagazins und des darüber angeordneten Werkzeugtransportsystems;
Fig. 5 zeigt eine weitere Darstellung des Werkzeugtransportsystems, welches über dem zentralen Werkzeugmagazin und den einzelnen Werkzeugmaschinen angeordnet ist;
Fig. 6 zeigt eine Seitenansicht des Werkzeugtransportsystems über dem zentralen Werkzeugmagazin sowie der Werkzeugmaschine;
Fig. 7 zeigt eine weitere Seitenansicht des Werkzeugtransportsystems;
Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf das Werkzeugtransportsystem mit den Werkzeugmaschinen und einem zentralen Werkzeugmagazin;
Fig. 9 zeigt die Transportplattform (PT) in einer verdrehten Stellung gegenüber dem Fahrweg Im Folgenden werden Beispiele bzw. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung detailliert unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Gleiche bzw. ähnliche Elemente in den Figuren können hierbei mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet werden, ggf. jedoch auch mit unterschiedlichen Bezugszeichen.
Es sei hervorgehoben, dass die vorliegende Erfindung in keiner Weise auf die im Folgenden beschriebenen Ausführungsbeispiele und deren Ausführungsmerkmale begrenzt ist, sondern weiterhin Modifikationen der Ausführungsbeispiele umfasst, insbesondere diejenigen, die durch Modifikationen der Merkmale der beschriebenen Beispiele bzw. durch Kombination einzelner oder mehrerer der Merkmale der beschriebenen Beispiele im Rahmen des Schutzumfangs der Ansprüche umfasst sind.
Die im Folgenden beschriebenen Vorgänge betreffend die Beladung bzw. Entladung von Werkzeugen aus den Werkzeugbereitstellungsleisten bzw. Werkzeugtransportleisten sind bevorzugt stets bidirektional durchführbar, das heißt, dass sowohl ein Entladen als auch ein Beladen möglich ist, auch wenn im Folgenden teilweise nur ein Entladevorgang oder ein Beladevorgang beschrieben ist.
In Fig. 1 ist das Werkzeugtransportsystem zum Austauschen von Werkzeugen zwischen einem zentralen Werkzeugmagazin ZWM und einer Werkzeugmaschine WZM dargestellt. Das Werkzeugtransportsystem umfasst ein Transportmodul P, welches auch als Pendelmodul bezeichnet wird. Das Pendelmodul verfügt über einen Eigenantrieb und kann entlang der tragenden Führung F translatorisch bewegt werden. Das Transportmodul P weist zudem eine Transportplattform PT auf, welche hängend am Transportmodul P befestigt ist. Die Transportplattform PT ist daher lediglich bevorzugt an einer einzigen Seite befestigt und die anderen Seiten sind frei. Die tragende Führung F ist über einen horizontalen Träger F3 und einen vertikalen Träger F4 im Bereich über den Werkzeugmaschinen WZM bzw. dem zentralen Werkzeugmagazin ZWM angeordnet. Durch diese Überkopfanordnung bzgl. der Werkzeugmaschine und dem zentralen Werkzeugmagazin ist es möglich, mit dem Transportmodul P über die einzelnen Werkzeugmaschinen und dem zentralen Werkzeugmagazin hinweg die entsprechenden Werkzeuge zu transportieren, bevorzugt auf direktem Weg. Dadurch wird der Arbeitsbereich rund um die Werkzeugmaschinen bzw. rund um das zentrale Werkzeugmagazin freigehalten, um ein effizientes Auswechseln der Werkzeuge ohne Unterbrechung der Bearbeitungszyklen zu ermöglichen. Mit anderen Worten ist die tragende Führung F bevorzugt mit einer ersten und einer zweiten Schiene Fl und F2 in vertikaler Richtung höher angeordnet als das obere Ende der einzelnen Werkzeugmaschinen und/oder des zentralen Werkzeugmagazins. Auch das Transportmodul P ist daher relativ zum Boden, auf dem die Werkzeugmaschine und das Werkzeugmagazin vorgesehen sind, weiter entfernt als das obere Ende der einzelnen Werkzeugmaschinen und des zentralen Werkzeugmagazins.
Die tragende Führung F weist eine erste Schiene Fl auf, welche beispielsweise als I-Profilträger ausgestaltet ist, sowie eine zweite Schiene F2, welche bevorzugt ebenfalls als I-Profilträger ausgestaltet ist. An der Unterseite dieser Schienen, in Richtung Werkstattboden, können über Gleiter oder Rollen das Transportmodul P vorgesehen sein, sodass das Transportmodul P entlang der Schienen gleiten oder rollen kann. Die Führungsflächen der Schienen sind dabei bevorzugt in Richtung Werkstattboden, bzw. Boden, gerichtet. Alternativ umfasst die tragende Führung F einen Profilträger, welcher entlang des Transportwegs angeordnet ist, wobei an der Unterseite eine Schiene fixiert ist. Bevorzugt sind zwei Profilträger vorgesehen, wobei jedem Profilträger eine eigene Schiene zugewiesen ist, nämlich die erste Schiene Fl sowie die zweite Schiene F2, welche bevorzugt parallel zueinander entlang des Transportwegs verlaufen.
Die Profilträger der tragenden Führung F sind bevorzugt über Verstrebungen F6 miteinander fest verbunden, sodass ein Abstand zwischen den Trägern bzw. zwischen der ersten Schiene Fl und der zweiten Schiene F2 konstant über den gesamten Transportweg gewährleistet wird. Die tragende Führung F mit dem Profilträger ist zudem eingerichtet zum Aufnehmen der gesamten Gewichtskraft und Beladungskraft des Transportmoduls P, welches hängend an den Schienen vorgesehen ist.
Die Profilträger sind wiederum beispielsweise über Schraubenverbindung oder Schweißverbindung mit dem horizontalen Träger F3 fest verbunden. Bevorzugt sind sämtliche Strukturbauteile des Transportmoduls P und insbesondere die Transportplattform PT in vertikaler Richtung unterhalb der tragenden Führung F angeordnet. Die hängende Anordnung des Transportmoduls P ermöglicht zudem einen sicheren und leichten Zugang zu den Gleitern oder Rollen des Transportmoduls P, welche in Eingriff mit den Schienen sind, sodass eine effiziente Wartung möglich wird. An der Unterseite der tragenden Führung, das heißt die Seite, welche dem Werkstattboden zugewandt ist, befindet sich bevorzugt die Zahnstange F5, welche dazu verwendet werden kann, eine Fortbewegung des Transportmoduls P entlang des Transportwegs mithilfe des Eigenantriebs zu ermöglichen. Besonders bevorzugt ist lediglich eine Zahnstange F5 vorgesehen, welche entlang der ersten Schiene Fl vorgesehen ist und welche Markierungen aufweist zur Positionserkennung durch das Transportmodul P. Besonders bevorzugt erkennt daher das Transportmodul P stets autonom die eigene Position entlang des Transportwegs.
Die tragende Führung F, welche über die Profilträger am horizontalen Träger F3 befestigt ist, ist bevorzugt derart ausgestaltet, dass der horizontale Träger F3 lediglich einseitig an einem vertikalen Träger F4 befestigt ist, sodass die miteinander verbundenen Träger F3 und F4 eine L-Form bilden. Bevorzugt sind die zwei Träger miteinander verschweißt, wobei gegenüber der Verbindungsstelle des vertikalen Trägers F4 mit dem horizontalen Träger F3, der vertikale Träger F4 mit dem Werkstattboden verschraubt wird. Diese Trägerkonfiguration wird bevorzugt zumindest an jeder Haltestelle des Transportmoduls P entlang des Transportwegs vorgesehen. Dies gewährleistet eine stabile Werkzeugübergabe vom Transportmodul P zu der jeweiligen Werkzeugmaschine oder dem zentralen Werkzeugmagazin, welche der Haltestelle Hl, H2, H3, H4 zugeordnet sind. Insbesondere können mechanische Schwingungen, welche beim Übergabeprozess entstehen können, dadurch effizient absorbiert werden, sodass eine sichere und präzise Übergabe der Werkzeuge erreicht werden kann.
An der Unterseite der tragenden Führung F ist das Transportmodul P hängend vorgesehen. Die Eingreifmittel, wie beispielsweise Gleiter oder Rollen des Transportmoduls P, greifen an den Schienen der tragenden Führung F ein, sodass eine gleitende Lagerung des Transportmoduls P an den Schienen bzw. den Profilträgern der tragenden Führung F erreicht werden kann. Das Transportmodul P ist entlang der Schienen translatorisch beweglich ausgestaltet, wobei diese Bewegung besonders vorteilhaft vom ersten Antrieb Al gesteuert werden kann. Der erste Antrieb Al ist direkt am Transportmodul B befestigt und hat bevorzugt eine horizontale Ausrichtung. Über entsprechende Zahnräder kann der erste Antrieb Al in die Zahnstange F5 eingreifen, um somit eine Vorwärts- oder Rückwärtsbewegung des Transportmoduls B entlang des Transportweges zu erreichen. Die Energieübertragung zum ersten Antrieb erfolgt beispielsweise über entsprechende Kabelverbindungen, welche am Profilträger vorgesehen sind und entsprechend mit dem Transportmodul B mitgeführt werden können. Vorteilhaft erfolgt die Energieübertragung über einen Mitnehmer der entlang der schienen mitgeschliffen wird. Alternativ erfolgt eine kontaktlose Energieübertragung, beispielsweise induktiv.
Bevorzugt ist daher der erste Antrieb Al an der Oberseite des Transportmoduls P vorgesehen, unmittelbar neben einer Schiene der tragenden Führung F. An derselben Seite und bevorzugt neben dem ersten Antrieb Al ist ein zweiter Antrieb A2 vorgesehen, welcher bevorzugt eine vertikale Ausrichtung der Längsachse aufweist und welche vorgesehen ist, um eine Drehbewegung der Transportplattform PT durchzuführen. Die Transportplattform PT weist die Werkzeugtransportleiste E2 auf, in welcher eine Vielzahl von Werkzeugen W einsetzbar sind. Im gezeigten Beispiel in Fig. 1 können acht Werkzeuge W in einer Werkzeugtransportleiste E2 eingesetzt werden. Gegenüberliegend zur dargestellten Werkzeugtransportleiste E2 befindet sich eine weitere Werkzeugtransportleiste, welche wiederrum eine Vielzahl von Werkzeugen W aufnehmen kann. Die Transportplattform PT ist drehbar über den zweiten Antrieb A2 ausgestaltet, sodass die Ausrichtung der Werkzeugtransportleiste relativ zum Transportweg bzw. zur Längsrichtung der Schienen feststellbar ist. Durch eine 180° -Drehung der Transportplattform PT kann eine erste oder eine zweite Werkzeugtransportleiste E2 derart angeordnet werden, dass dies an der Vorderseite des Transportmoduls vorliegt und daher in Richtung der Bewegungsrichtung entlang des Transportweges. Umgekehrt kann natürlich auch eine Drehung der Transportplattform PT dazu genutzt werden, eine Werkzeugtransportleiste E2 derart zu drehen, dass diese zur Rückseite des Transportmoduls P angeordnet ist, also entgegen der Fortbewegungsrichtung entlang des Transportweges.
Bei Ansteuern eines entsprechenden Haltepunktes mit dem Ziel der Übergabe von Werkzeugen ist es daher möglich, durch die Drehbewegung der Transportplattform PT entsprechende Werkzeugplätze der Werkzeugtransportleiste E2 zum Kontaktieren mit der Aufnahmevorrichtung der Werkzeugmaschine WZM oder des zentralen Werkzeugmagazins ZWM einzurichten. Die Drehbewegung der Transportplattform PT ermöglicht zudem in nur einer Pendelbewegung des Transportmoduls P, zwischen zwei Haltepunkten sowohl ein Einwechseln als auch ein Auswechseln von Werkzeugen W zu ermöglichen. Beispielsweise kann eine erste Werkzeugtransportleiste E2 verwendet werden, um entsprechende Werkzeuge W einzuwechseln; und für das Auswechseln von Werkzeugen kann die Transportplattform PT derart gedreht werden, dass die zweite Werkzeugtransportleiste E2 in den Kontaktbereich mit der Übergabeeinheit der Werkzeugmaschine WZM oder des zentralen Werkzeugmagazins ZWM verfahren wird. Für einen Einwechsel- und gleichzeitigen Auswechselvorgang ist es daher nicht nötig, dass das Transportmodul P mehrfach zwischen zwei Haltepunkten verfährt.
Bei Anfahren eines Haltepunkts ist es durch die drehbare Transportplattform PT daher möglich, beispielsweise Werkzeuge in die erste Werkzeugtransportleiste E2* zu wechseln und Werkzeuge aus der zweiten Werkzeugtransportleiste E2 auszuwechseln, sodass maximale Flexibilität und Effizienz beim Werkzeugeinwechselvorgang erreicht werden kann.
Besonders bevorzugt wird die Drehbewegung der Transportplattform direkt von der Transportmodulsteuerung PS, welche direkt am Transportmodul P vorgesehen ist, gesteuert. Für den Einwechselvorgang selbst ist es nicht nötig, dass die Transportplattform PT eine Vertikalbewegung ausführt, da diese Vertikalbewegung beispielsweise als ein Aufwärtshub oder ein Abwärtshub werkzeugmaschinenseitig durchgeführt wird. Durch die Vermeidung dieser Vertikalbewegung der Transportplattform ist es möglich, das Transportmodul besonders leicht zu gestalten, sodass die bewegten Massen stark reduziert werden können, und ein schnellerer Transport entlang des Transportweges erreicht werden kann.
Ein weiterer Bestandteil des Transportmoduls P ist der dran hängend angebrachte Stützrahmen PR. Der Stützrahmen PR ist derart ausgestaltet, dass er die Transportplattform PT umschließt und bevorzugt in einer Ebene zumindest umrahmt. Dieser Rahmen dient als Stabilisierung und Stützmechanismus für die drehbare Transportplattform PT. Die drehbare Transportplattform PT ist über eine Drehwelle drehbar am Stützrahmen PR gelagert. Am seitlichen Stützrahmen PR ist die Transportmodulsteuerung PS vorgesehen.
In Fig. 1 ist das Transportmodul P in Eingriffsposition mit der Werkzeugbereitstellungsleiste der Werkzeugmaschine WZM dargestellt. Die Werkzeugmaschine WZM weist einen Werkzeuglift El mit einer Beladungsleiste E1B auf, welche vertikal nach oben verfahren werden können. Für den Eingreifvorgang können die in der Werkzeugtransportleiste E2 in vertikaler Richtung aufgenommenen Werkzeuge durch Hubbewegung des Werkzeuglifts der Werkzeugmaschine aus der Werkzeugtransportleiste E2 herausgehoben werden oder durch eine Abwärtshubbewegung in diese Werkzeugtransportleiste E2 eingesetzt werden. Somit kann durch die Hubbewegung der Werkzeugbereitstellungsleiste der Werkzeugmaschine ein Austauschen der Werkzeuge aus der Werkzeugtransportleiste E2 durchgeführt werden. Eine Hubbewegung des Transportmoduls P kann somit vermieden werden.
In Fig. 2 ist eine weitere Darstellung des Werkzeugtransportsystems dargestellt. Die dargestellte Transportplattform PT weist dabei ein zentrales Mittelstück auf, welches die Oberseite mit der Unterseite der Transportplattform PT verbindet. Diese zentrale Plattformaufnahme PT2 ist daher derart angeordnet, dass die axiale Ausdehnung entsprechend der Achse der Transportplattform PT ausgerichtet ist. Zur weiteren Stabilisierung befinden sich seitlich beanstandete Seitenplattformaufnahmen PT1 jeweils rechts und links von der zentralen Plattformaufnahme PT2. Sowohl die zentrale Plattformaufnahme PT2 als auch die seitlichen Plattformaufnahmen PT1 münden gemeinsam an einem oberen Verbindungsabschnitt und einem unteren Verbindungsabschnitt. Im Zwischenbereich sind die Öffnungen PT3 vorgesehen zur schwingungstechnischen Optimierung der Transportplattform PT sowie zum weiteren Gewichtseinsparen. Am unteren Befestigungsabschnitt sind die Werkzeugtransportleisten E2, E2* vorgesehen, welche bevorzugt direkt mit dem Befestigungsabschnitt an der Unterseite mit der seitlichen Plattformaufnahme und der zentralen Plattformaufnahme PT1, PT2 in Verbindung stehen. Die Transportplattform weist zudem eine Drehwelle PTL auf, welche an der Oberseite in vertikaler Richtung hervorsteht, sowie an der Unterseite der Transportplattform PT. Diese hervorstehenden Abschnitte bilden eine Drehwelle. Diese Drehwelle bietet an der Unterseite der Transportplattform PT einen unteren Drehachsenabschnitt PT4, zur Aufnahme und Lagerung der Transportplattform PT, sowie an der Oberseite der Transportplattform PT einen oberen Drehachsenabschnitt PT5 zur Drehbahnlagerung der Transportplattform PT und zur Aufnahme der axialen Kräfte, wie beispielsweise der Gewichtskräfte.
Die Drehwelle des oberen und unteren Drehachsenabschnitts mündet in jeweilige Drehwellenaufnahmen des Stützrahmens PR. Diese Aufnahmen des Stützrahmens PR erlauben eine Drehbewegung der Drehwelle. Die Drehwelle kann zudem als Lagerungswelle PTL bezeichnet werden, da durch diese eine Lagerung der Transportplattform PT erreicht wird und gleichzeitig eine Drehbewegung um die Lagerungswellenachse ermöglicht wird. Die Lagerungswellenachse ist dabei eine vertikale Achse.
Der Stützrahmen PR umfasst zwei gegenüberliegende Seitenstützen PR1 und PR2. Diese Seitenstützen sind jeweils als sich im Querschnitt verjüngende, daher in Richtung Werkstattboden kleiner werdender Querschnitt, als Stütze oder als Profil ausgestaltet. An der Unterseite der Seitenstützen PR1 und PR2 findet sich eine untere Tragstütze PR4, welche die erste und zweite Seitenstütze PR1 und PR2 fest miteinander verbindet. An der Oberseite der Seitenstützen PR1 und PR2 befindet sich die obere Tragstütze PR3, welche die Seitenstützen PR1 und PR2 fest miteinander verbindet. Auf der äußeren Seitenfläche der Seitenstütze PR2 ist bevorzugt die Transportmodulsteuerung PS vorgesehen, welcher zum Ansteuern des ersten und zweiten Antriebs verwendet werden kann sowie zur Positionserkennung sowohl der Drehstellung der Transportplattform als auch der Position des Transportmoduls entlang des Transportweges.
In Fig. 2 ist zudem die L-förmige Trägeranordnung mit dem vertikalen Träger F4 und dem darauf befestigten horizontalen Träger F3 dargestellt. Die Trägeranordnung nimmt die tragende Führung an der Oberseite auf. Das über die Gleiter an den Schienen vorgesehene Transportmodul P ist fest mit dem Stützrahmen PR verbunden, welcher nach untenhin hängend an den Gleitern fest fixiert ist. Die Drehachse der Lagerungswelle PTL ist zudem zwischen den Gleitern des Transportmoduls P vorgesehen um eine möglichst schwingungsarme und effektive Drehbewegung der Transportplattform PT zu ermöglichen.
Fig. 3 zeigt eine Detailaufnahme des Transportmoduls P. An der Oberseite des Transportmoduls befinden sich die Schienengleiter S, welche als Lagerung des gesamten Transportmoduls P an den Schienen dienen. Alternativ zu den Schienengleitern können auch Laufrollen vorgesehen sein, welche entsprechend an den Schienen eingreifen können und zur entsprechenden Kraftübertragung geeignet sind. Die in Fig. 3 dargestellten Schienengleiter weisen einen Führungsgang auf, in dem die Schienen hindurchgeführt werden können. Der Querschnitt dieses Gangs entspricht im Wesentlichen einer T-Form, also einem schmaleren Querschnitt, der sich hin zu einem Ende erweitert. Die Seitenflächen des Schienengleiters, welche gleichzeitig auch die Kraftübertragungsflächen auf die Schienen bilden, werden von der linken Backe S2 und von der rechten Backe S1 gebildet. Diese Schienengleiter, oder auch Profilgleiter, können auch als Nutgleiter ausgestaltet werden, sodass anstatt der Schienen die tragende Führung F entsprechende Profile mit Nuten aufweist, in denen die Nutengleiter entsprechend eingreifen. Die Gleiter ermöglichen eine robuste Führung des Transportmoduls P entlang des Transportweges. Die vorgeschlagenen Schienengleiter sind besonders wartungsfreundlich und robust und ermöglichen daher eine zuverlässige Bewegung.
Wie in Fig. 3 dargestellt, sind insgesamt vier Schienengleiter S, S3, S4, S5 vorgesehen. Bevorzugt sind die Schienengleiter beabstandet zueinander, also ohne direkten Kontakt, an der oberen Tragstütze PR3 des Transportmoduls P vorgesehen. Um den Abstand der Schienengleiter zueinander zu erhöhen, wird besonders vorteilhaft das Vorsehen eigener Plattformen zur Befestigung der Schienengleiter S an der oberen Tragstütze PR3 vorgeschlagen. Die Plattformen umfassen eine Befestigungsplatte S8 sowie zwei seitliche Stützplatten S6 und S7, welche die Befestigungsplatte seitlich abstützen und welche bevorzugt mit der oberen Tragstütze fest verbunden, beispielsweise verschweißt, sind. Auf der Befestigungsplatte S8 ist der jeweilige Schienengleiter S fest vorgesehen und beispielsweise darauf verschraubt. Die Plattformen erstrecken sich von einer Seitenwand der oberen Tragstütze entlang der Schienen der tragenden Führung. Bevorzugt sind zwei Schienengleiter mit entsprechenden Befestigungsplattformen an einer Vorderseite des Transportmoduls P vorgesehen und dazu gegenüberliegend im Zweischienengleiter an der Rückseite des Transportmoduls P, welche in die entgegengesetzte Richtung von der oberen Tragstütze PR3 bzw. deren Seitenwand hervorstehen, entlang der Schienen der tragenden Führung F. Mit andern Worten sind zwei Schienengleiter mit den jeweiligen Plattformen hervorstehend von einer Seitenwand der oberen Tragstütze PR3 in eine erste Richtung vorgesehen und die zwei gegenüberliegenden Schienengleiter sind wiederum auf den jeweiligen Plattformen vorgesehen, welche in der entgegengesetzten Richtung von einer Seitenwand der oberen Tragstütze hervorstehen. Durch diese Ausgestaltung wird der Abstand entlang des Fahrwegs zwischen den Schienengleitern der einen Seite der oberen Tragstütze und der anderen Seite der oberen Tragstütze maximiert und es kann eine besonders bevorzugte Stabilisierung des Transportmoduls P erreicht werden, sodass eine sichere Führung und ein schneller Transport erreicht werden kann.
Die Längsrichtung der Schienengleiter ist bevorzugt parallel zur jeweiligen Schiene ausgerichtet. Zwischen den Schienengleitern S4 und S5 ist die Drehachse der Transportplattform PT vorgesehen, was zu einer besonders stabilen und zuverlässigen Drehbewegung der Transportplattform PT führt, sodass die auftretenden Schwingungen auf ein Minimum reduziert werden können.
Wie in Fig. 3 ersichtlich, ist der erste Antrieb Al horizontal angeordnet, daher ist die Längsachse des Antriebs in horizontaler Richtung ausgerichtet. Der Antrieb wird über einen Flansch Z4 mit dem Stützrahmen verbunden. Über ein entsprechendes Getriebe oder direkt, das heißt ohne Getriebe, erfolgt die Kraftübertragung durch die Gegenlageranordnung Z3 über das Zahnrad ZI. Das Zahnrad ZI wird bevorzugt verwendet, um einen direkten Eingriff mit der Zahnstange F5 zu erreichen und dadurch ein Fortbewegen der Transportplattform zu erreichen. Die Seitenplatte Z2 dient dabei zur Stabilisierung des Zahnrads und der Sicherstellung des Kontakts zwischen der Zahnstange F5 und dem Zahnrad Fl. Beispielhaft sind die Energieabnehmer E an der oberen Ecke der oberen Tragstütze PR3 vorgesehen. Zur Energiezufuhr und zum Übermitteln von Mess- und/oder Steuersignalen an die Transportplattform, die die obere Tragstütze PR3 umfasst, beispielsweise Seitenwände, welche über Querverstrebungen miteinander verschweißt sind. An den gegenüberliegenden Enden der oberen Tragstütze PR3 befindet sich jeweils eine Seitenstütze, welche bevorzugt 90° von der oberen Tragstütze PR3 nach unten verläuft und einen sich verjüngenden Querschnitt aufweist. Im Eckbereich der oberen Tragstütze an den Verbindungsstellen zu den seitlichen Stützen PR2 und PR1 finden sich jeweils zwei Versteifungsplatten PR9, welche mit der oberen Tragstütze PR3 und der seitlichen Stütze PR2 bzw. PR1 festverbunden und bevorzugt verschweißt sind. Der Querschnitt dieser Versteifung verjüngt sich bevorzugt in Richtung Zentrum der oberen Tragstütze PR3.
An der unteren Ecke der zweiten Stütze PR2 befindet sich der untere freie Bereich PR1O, welcher gleichzeitig der Verbindungsbereich der unteren Tragstütze PR4 mit der Seitenstütze PR2 ist. In diesem Eckbereich findet sich zudem eine Versteifung PR7, wie sie auch an der gegenüberliegenden Ecke bei der Verbindungsstelle der unteren Tragstütze PR4 mit der Seitenstütze PR1 vorliegt. Die untere Tragstütze PR4 weist zudem eine Verbindung zu einer Auffangwanne PR6 auf. Die Auffangwanne PR6 ist bereitgestellt zum Auffangen von Schmiermitteln und Flüssigkeiten, welche beispielsweise von eingewechselten Werkzeugen der Transporthalterung nach unten in Z-Richtung Richtung Werkstattboden abtropfen. Durch die Auffangwanne PR6 wird gewährleistet, dass beim Transport der Werkzeuge, auch wenn diese Schmiermittel, Späne oder Verschmutzungen aufweisen, keine dieser Verschmutzungen auf die Werkzeugmaschine oder den Werkstattboden entlang des Transportwegs hinterlassen werden. Besonders bevorzugt ist die Auffangwanne PR6 zumindest teilweise verschiebbar, um ein besonders gutes Kontaktieren der Transporthalterung mit der Werkzeugbereitstellungsleiste der Werkzeugmaschine oder des zentralen Werkzeugmagazins zu ermöglichen.
Die Auffangwanne PR6 ist an der äußersten unteren Seite des Transportmoduls P vorgesehen und weist zudem umlaufende Seitenwände PR5 auf, welche zu einer Verbesserung der Aufnahmefähigkeit der Auffangwanne PR6 führen. Mittig an der unteren Tragstütze PR4 ist ein Lagerpunktvorgesehen, bei dem die Lagerungswelle PTL gelagert ist. Dieser untere Drehachsenabschnitt PT4 ist bevorzugt mittig an der unteren Tragstütze PR4 angeordnet. Die Seitenstütze PR1 ist fest mit der unteren Tragstütze PR4 verbunden, bevorzugt verschweißt und über entsprechende Stützplatten PR7 versteift. Die Stützplatten weisen bevorzugt einen sich verjüngenden Querschnitt auf, wobei der Querschnitt sich in Richtung der oberen Tragstütze PR3 verjüngt.
Die Transportplattform PT ist um 360° drehbar gelagert mittels Drehwelle an der oberen und unteren Tragstütze. Die Drehbewegung wird über den zweiten Antrieb A2 eingeleitet, welcher an der Oberseite des T ransportmoduls angeordnet ist, wobei beispielsweise über einen Keilriemenmechanismus oder über ein Getriebe eine Kraftübertragung vom zweiten Antrieb A2 zur Drehwelle erreicht wird. An der Unterseite der Transportplattform PT befindet sich die Werkzeugtransportleiste E2 mit einer Vielzahl von Aufnahmeplätzen für Werkzeuge. Die Aufnahmeplätze umfassen jeweils einen ersten und zweiten Greifarm, welche ein aufzunehmendes Werkzeug zumindest teilweise am Umfang umschließen. Die Greifarme können einerseits starr oder alternativ beweglich vorgesehen sein, sodass ein Öffnen und Schließen der Greifer zum Umschließen der Werkzeuge ermöglicht wird. Im dargestellten Beispiel sind acht Aufnahmeplätze pro Werkzeugtransportleiste E2 vorgesehen. An der Rückseite der Werkzeugtransportleiste E2 findet sich die gegenüberliegende Transporthalterung E3*, welche bevorzugt identisch zur Transporthalterung E3 ausgestaltet ist, jedoch gegenüberliegend an der zentralen Plattformaufnahme angeordnet ist.
Fig. 4 zeigt eine Überblick Darstellung des zentralen Werkzeugmagazins ZWM sowie der darüber platzierten Transportplattform PT. In der Darstellung ist die Werkzeugbereitstellungsleiste E1B des zentralen Werkzeugmagazins zum manuellen Beladen dargestellt, wobei zusätzlich eine weitere Werkzeugbereitstellungsleiste EIT und ein Teleskoplift in vertikaler Richtung nach oben hin zur Transportplattform PT bewegt ist zur Übergabe der Werkzeuge W. Der Werkzeuglift T des zentralen Werkzeugmagazins umfasst dabei Teleskopelemente, um ein Ausfahren der daran befestigten Werkzeugbereitstellungsleiste EIT zu ermöglichen. Die Werkzeugbereitstellungsleiste E1B kann in einer Neutralstellung, das heißt in einer Stellung, in der der Teleskoplift T eingefahren ist, von einem Manipulator des zentralen Werkzeugmagazins mit entsprechenden Werkzeugen bestückt werden. Zudem kann der Manipulator auch entsprechende Werkzeuge aus der Werkzeugbereitstellungsleiste EIT und E1B und den Rädern des Radmagazins der zentralen Werkzeugmaschine entsprechend einordnen.
Nach dem Bestücken der Werkzeugbereitstellungsleiste EIT kann diese über den Werkzeuglift in vertikaler Richtung nach oben verfahren werden, bis über die Oberseite des zentralen Werkzeugmagazins hinaus, um in eine Eingreifstellung mit der Transportplattform PT zu gelangen; die Werkzeugbereitstellungsleiste E1B und EIT weist wiederum Werkzeughalterungen auf, bevorzugt beispielsweise acht, also entsprechend der Anzahl der Transporthalterungen E3 der Werkzeugtransportleiste E2 der Transportplattform PT. Die Werkzeugbereitstellungsleiste EIT wird in eine überlappende Stellung mit der Transporthalterung E3 der Werkzeugtransportleiste E20 gebracht, sodass ein Umklammern der Werkzeuge ermöglicht wird. Durch einen entsprechenden Aufwärtshub oder Abwärtshub kann eine Entnahme der Werkzeuge bzw. eine Eingabe der Werkzeuge in die Werkzeugtransportleiste E2 durchgeführt werden. Dieser vertikale Hub wird bevorzugt über den Werkzeuglift T erreicht. Nach erfolgreicher Übergabe kann die Werkzeugbereitstellungsleiste EIT von der Übergabestellung zurück in die Neutralstellunggefahren werden, sodass an der Oberseite der zentralen Werkzeugmaschine keine Bauteile hervorragen und eine Fortbewegung der Transportplattform PT bzw. des Transportmoduls P entlang des Transportweges ermöglicht wird. Alternativ ist es jedoch zusätzlich auch möglich, dass die Transportplattform PT eine Drehbewegung durchführt, sodass die gegenüberliegende Transporthalterung E3* nun an der Vorderseite angeordnet ist und die Werkzeugtransportleiste E2 der gegenüberliegenden Transporthalterung E3* in Übergabestellung gebracht sind, sodass bei entsprechender vertikaler Bewegung des Werkzeuglifts T die Werkzeugbereitstellungsleiste wiederum in die Übergabeposition gefahren werden kann und eine Übergabe von Werkzeugen der gegenüberliegenden Transporthalterung E3* durchgeführt werden kann.
Die Drehbewegung der Transportplattform PT ermöglicht daher, dass beide Werkzeugtransportleisten mit Werkzeugen bestückt bzw. Werkzeug entnommen werden kann. Beispielsweise kann in die erste Werkzeugtransportleiste E2 eine Vielzahl von neuen Werkzeugen eingewechselt werden. Nach Drehung der Transportplattform PT kann wiederum aus der zweiten Werkzeugtransportleiste beispielsweise Werkzeug entnommen werden, sodass beispielsweise nicht mehr benötigte Werkzeuge wieder zurück in das zentrale Werkzeugmagazin eingewechselt werden können. Die erfindungsgemäße Transportplattform PT ermöglicht daher ein Einwechseln und gleichzeitiges Auswechseln von Werkzeugen, ohne dazu eine weitere Haltestelle ansteuern zu müssen.
Die tragende Führung F, wie in Fig. 4 dargestellt wird, umfasst die erste und zweite Schiene Fl und F2. Die Schienen weisen jeweils Befestigungsstellen F7 auf, an denen die Schienen entlang des Transportweges verlängert werden. Der in Fig. 4 beispielsweise dargestellte erste Haltepunkt Hl ist direkt über dem zentralen Werkzeugmagazin angeordnet. Der zweite Haltepunkt H2 ist über einer ersten Werkzeugmaschine WZM angeordnet. Bevorzugt weist jeder Haltepunkt H eine Trägeranordnung bestehend aus vertikalem Träger F4 und horizontalem Träger F3 auf zur Stabilisierung des Transportmoduls beim Werkzeugübergabeprozess.
In Fig. 5 ist eine weitere Darstellung eines gesamten Produktionssystems gezeigt. Das zentrale Werkzeugmagazin ZWM ist dabei an einem Endabschnitt bzw. am Ende des Transportweges der tragenden Führung F angeordnet. Alternativ, in einer besonders vorteilhaften Weiterentwicklung, ist das zentrale Werkzeugmagazin mittig am Transportweg angeordnet, sodass das Transportmodul beiderseitig von zentralen Werkzeugmagazin zu verschiedenen Werkzeugmaschinen fahren kann.
In Fig. 5 sind beispielsweise drei Werkzeugmaschinen WZM1, WZM2 und WZM3 dargestellt. Diese Werkzeugmaschinen sind nacheinander entlang der tragenden Führung F angeordnet. Jede der Werkzeugmaschinen weist einen eigenen Haltepunkt H2, H3, H4 auf. In Fig. 5 ist beispielsweise eine Übergabe von Werkzeugen an der ersten Werkzeugmaschine WZM 1 mit der Transportplattform PT dargestellt, wobei eine Werkzeugbereitstellungsleiste der Werkzeugmaschine dazu in die Übergabeposition Ü verfahren ist. Parallel zu den Werkzeugmaschinen WZM1 bis WZM3 befindet sich ein Beladungsabschnitt B, der beispielsweise die erste und zweite Türöffnung Bl und B2 aufweist. Beispielsweise können hierüber Werkstücke oder Rohlinge an den Werkzeugmaschinen vorgesehen oder entnommen werden.
Fig. 6 und Fig. 7 zeigen eine weitere Darstellung in Seitenansicht des in Fig. 5 dargestellten Produktionssystems. Wie aus den Figuren ersichtlich, bewegt sich das Transportmodul entlang des Transportweges an der tragenden Führung F zwischen den einzelnen Haltepunkten Hl bis H4, um Werkzeuge ein- bzw. auszuwechseln. Wie in Fig. 6 dargestellt, kann der Werkzeuglift in vertikal ausgefahrener Stellung vorliegen, sodass eine Übergabeposition erreicht wird und die Werkzeugbereitstellungsleiste El zum Kontaktieren mit der Werkzeugtransportleiste E2 des Transportmoduls P eingerichtet ist. Nach dem Übergabeprozess kann das Transportmodul, wie beispielsweise in Fig. 7 dargestellt, von einem Haltepunkt zum nächsten Haltepunkt verfahren um dort wiederum Werkzeuge aufzunehmen bzw. abzugeben. Fig. 8 zeigt eine Draufsicht auf das Produktionssystem und die Anordnung der Werkzeugmaschinen und parallel zueinander entlang des Transportweges.
In Fig. 9 ist eine Darstellung gezeigt, bei der das Transportmodul im Bereich eines Haltepunkts dargestellt ist, wobei die Transportplattform PT sich in einer Drehbewegung befindet. Beispielsweise kann ein Werkzeugwechselvorgang mit der ersten Werkzeugtransportleiste E2 durchgeführt worden sein und nun im Anschluss kann ein weiterer Wechselvorgang mit der zweiten Werkzeugtransportleiste durchgeführt werden. Wie in Fig. 9 ersichtlich, befindet sich der Werkzeuglift in vertikaler ausgefahrener Stellung, sodass die Werkzeugbereitstellungsleiste in der Übergabeposition vorliegt. Um ein Kontaktieren der Transporthalterungen des Transportmoduls mit der Werkzeugbereitstellungsleiste zu ermöglichen, kann die Auffangwanne PR6 zumindest teilweise eingefahren oder umgeklappt werden.
Vorstehend wurden Beispiele bzw. Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung sowie deren Modifikationen und Vorteile detailliert unter Bezugnahme auf den beigefügten Figuren beschrieben. Die folgende Erfindung ist jedoch in keinster Weise auf die vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiele und Merkmale begrenzt bzw. eingeschränkt, sondern es sind weitere Modifikationen der Ausführungsbeispiele umfasst insbesondere im Rahmen des Schutzumfangs der Ansprüche.

Claims

24
Ansprüche Werkzeugtransportsystem zum Austauschen von Werkzeugen zwischen einem zentralen Werkzeugmagazin (ZWM) und einer oder mehrerer Werkzeugmaschinen (WZM), wobei das Werkzeugtransportsystem umfasst: ein geführtes Transportmodul (P) zum Pendeln zwischen einem zentralen Werkzeugmagazin (ZWM) und einer oder mehrerer Werkzeugmaschinen (WZM) entlang eines Transportwegs; eine tragende Führung (F) zum Aufnehmen des Transportmoduls (P) und zum Festlegen des Transportwegs des Transportmoduls (P), wobei das Transportmodul (P) eine Transportplattform (PT) mit zumindest einer Werkzeugtransportleiste (E2) zur Aufnahme einer Vielzahl von Werkzeugen (W) umfasst, und wobei die Transportplattform (PT) in vertikaler Richtung bevorzugt nach unten beabstandet zum Transportmodul (P) angeordnet ist. Werkzeugtransportsystem nach Anspruch 1, wobei die Transportplattform (PT) um eine vertikale Achse drehbar ausgestaltet ist, um die räumliche Orientierung der Werkzeugtransportleiste (E2) zu ändern. Werkzeugtransportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Stützrahmen (PR) zum Aufnehmen und drehbaren Lagern der Transportplattform (PT) vorgesehen ist und wobei der Stützrahmen (PR) die Transportplattform (PT) bevorzugt in zumindest einer Ebene vollständig umrahmt und der Stützrahmen (PR) bevorzugt hängend am Transportmodul (P) vorgesehen ist. Werkzeugtransportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Transportmodul (P) zum Fortbewegen entlang des Transportwegs einen ersten Antrieb (Al) aufweist und einen zweiten Antrieb (A2) zum Drehen der Transportplattform (PT) um eine vertikale Achse.
5. Werkzeugtransportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die tragende Führung (F) vertikal beabstandet zum zentralen Werkzeugmagazin (ZWM) und/oder den Werkzeugmaschinen (WZM) angeordnet ist und wobei die tragende Führung (F) bevorzugt zumindest teilweise über dem zentralen Werkzeugmagazin (ZWM) und/oder den Werkzeugmaschinen (WZM) angeordnet ist.
6. Werkzeugtransportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die tragende Führung (F) zumindest eine Schiene (SI, S2) umfasst an welcher Führungsmittel (S) des Transportmoduls (P) eingreifen, wobei das Transportmodul (P) verschiebbar ist und bevorzugt nur an der tragenden Führung (F) gelagert ist.
7. Werkzeugtransportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Transportplattform eine erste Werkzeugtransportleiste (E2) und eine bevorzugt gegenüberliegend angeordnete zweite Werkzeugtransportleiste (E2) aufweist und jede Werkzeugtransportleiste (E2) eine Mehrzahl von Transporthalterungen (E3) zur Lagerung von Werkzeugen (W) umfasst und durch Drehung der Transportplattform (PT) um die vertikale Achse, welche bevorzugt die Längsachse der Transportplattform (PT) ist, ein Werkzeugwechseln mit der ersten oder zweiten Werkzeugtransportleiste (E2) ermöglicht wird.
8. Werkzeugtransportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Transportplattform (P) an einer Lagerungswelle (PTL) aufgenommen ist und die Lagerungswelle (PTL) am Stützrahmen (PR) gelagert ist, wobei der zweite Antrieb (A2) mittels Eingreifmittel in Verbindung zur Lagerwelle (PTL) steht und zum Drehen der Transportplattform (PT) die Lagerwelle (PTL) dreht.
9. Werkzeugtransportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die tragende Führung (F) entlang des Transportweges Haltestellen (H) aufweist welche jeweils dem zentralen Werkzeugmagazin (ZWM) und der zumindest einen Werkzeugmaschine (WZM) zugeordnet sind und an denen das Transportmodul (P) zum Austauschen von Werkzeugen anhält.
10. Werkzeugtransportsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Transportmodul (P) ein Pendelwagen mit Laufrollen ist der einen Eigenantrieb umfasst der das Transportmodul (P) entlang der Schienen der tragenden Führung (F) antreibt, und wobei der Eigenantrieb insbesondere der erste Antrieb ist (Al).
11. Produktionssystem mit zumindest einer Werkzeugmaschine (WZM), einem zentralen Werkzeugmagazin (ZWM) zur Lagerung von Werkzeugen (W) und einem Werkzeugtransportsystem nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das zentrale Werkzeugmagazin (ZWM) und die zumindest eine Werkzeugmaschine (WZM) jeweils eine, in eine Übergabeposition verfahrbare, Werkzeugbereitstellungsleiste (E1B) umfassen zum Werkzeugwechsel mit der Werkzeugtransportleiste (E2) des Transportmoduls (P).
12. Produktionssystem nach Anspruch 11, wobei die Werkzeugbereitstellungsleiste (E1B) vertikal nach oben in die Übergabeposition und zurück verfahrbar ist und wobei die Werkzeugbereitstellungsleiste (E1B) eingerichtet ist zur Übergabe der Werkzeuge an die Werkzeugtransportleiste (E2) in der Übergabeposition eine Aufwärtshubbewegung oder eine Abwärtshubbewegung auszuführen.
13. Produktionssystem nach zumindest einem der Ansprüche 11 oder 12, wobei zur Übergabe der Werkzeuge (W) die Werkzeugtransportleiste (E2) eingerichtet ist in eine überlappende Stellung mit der 27
Werkzeugbereitstellungsleiste (E1B) zu fahren, sodass Werkzeuggreifer der Werkzeugtransportleiste (E2) und der Werkzeugbereitstellungsleiste (E1B) übereinander angeordnet sind.
14. Verfahren zum Austauschen von Werkzeugen zwischen einem zentralen Werkzeugmagazin (ZWM) und einer oder mehrerer Werkzeugmaschinen (WZM) mit einem Werkzeugtransportsystem, wobei das zentrale Werkzeugmagazin (ZWM) und die zumindest eine Werkzeugmaschine (WZM) jeweils eine Werkzeugbereitstellungsleiste (E1B) aufweisen und wobei das Werkzeugtransportsystem umfasst: ein geführtes Transportmodul (P) mit zumindest einer Werkzeugtransportleiste (E2) und eine tragende Führung (F) zum Aufnehmen des Transportmoduls (P) und zum Festlegen des Transportwegs des Transportmoduls (P), wobei das Verfahren die Schritte umfasst:
Pendeln des Transportmoduls (P) zwischen Haltestellen (H) des Transportweges an einem zentralen Werkzeugmagazin (ZWM) und einer oder mehrerer Werkzeugmaschinen (WZM) entlang eines Transportwegs;
Austausch von Werkzeug (W) an den Haltestellen (H) durch eine Hubbewegung der Werkzeugbereitstellungsleiste (E1B).
15. Verfahren nach Anspruch 14, mit den zusätzlichen Schritten:
Verfahren der Werkzeugbereitstellungsleiste (E1B) vertikal nach oben in eine Übergabeposition und danach bevorzugt Heranfahren der Werkzeugtransportleiste (E2) in eine überlappende Stellung mit der Werkzeugbereitstellungsleiste (E1B); und zur Übergabe der Werkzeuge (W) an die Werkzeugtransportleiste (E2) in der Übergabeposition, Durchführen einer Aufwärtshubbewegung oder einer Abwärtshubbewegung der Werkzeugbereitstellungsleiste (E1B); und/oder 28
Verdrehen der Transportplattform (PT) um eine vertikale Achse, um die räumliche Orientierung der Werkzeugtransportleiste (E2) zum Austausch der Werkzeuge (W) zu ändern.
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