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Die
Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum mit einem Werkstückwechsler
zum Verfahren von Werkstücken oder Werkstückpaletten
zwischen einer vor dem Bearbeitungszentrum angeordneten Speicheranordnung
für Werkstücke und/oder Werkstückpaletten
und einem Werkstücktisch des Bearbeitungszentrums, und
mit einem Rüstplatz zum Zwischenlagern vor und/oder nach
der Bearbeitung und/oder zum Auf- und Abrüsten der Werkstücke und/oder
Werkstückpaletten.
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Um
die unproduktiven Verlustzeiten beim Werkstückwechselvorgang
zu minimieren, werden zunehmend Bearbeitungszentren zum Bohren,
Fräsen und Drehen mit automatischen Werkstückwechslern
ausgestattet. Diese Werkstückwechsler können integrierter
Bestandteil des Bearbeitungszentrums sein oder es handelt sich um
eigenständige Maschinen, die an das jeweilige Bearbeitungszentrum
angestellt werden. Die erste Version hat den Vorteil, dass der Werkstückwechsler
in der Regel relativ Platz sparend in das Bearbeitungszentrum integriert
ist. Die zweite Version hat den Vorteil, dass ein nachträglicher
Anbau ohne Probleme auch an einem Standard-Bearbeitungszentrum möglich
ist.
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Mit
diesen Werkstückwechslern wird ein zu bearbeitendes Werkstück
automatisch in den Arbeitsraum des Bearbeitungszentrums platziert
und dann über automatische Spannvorrichtungen mit dem Werkstücktisch
des Bearbeitungszentrums verbunden. Nach der Fertigstellung der
Werkstückbearbeitung wird das Werkstück wieder
vom Werkstückwechsler aus dem Arbeitsraum des Bearbeitungszentrums
herausgeführt und in ein Werkstücklager oder auf
einen Rüstplatz oder dergleichen abgelegt.
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Um
eine standardisierte Schnittstelle zwischen dem Werkstück
und dem Werkstücktisch des Bearbeitungszentrums einerseits
und zwischen dem Werkstück und dem Werkstückgreifer
des Werkstückwechslers anderseits zu schaffen, sind die
ein- und auszuwechselnde Werkstücke in der Regel auf standardisierte
Paletten, sogenannte Werkstückpaletten, aufgespannt. Diese
Werkstückpaletten werden wiederum über standardisierte
Spannelemente, sogenannte Nullpunktspannsysteme, auf den jeweiligen
Werkstücktisch automatisch fest gespannt.
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Wird
nachfolgend von einer Werkstückpalette gesprochen, so ist
immer ein Werkstück gemeint, dass auf einer standardisierten
Palette aufgespannt ist. Natürlich ist es im Prinzip auch
möglich, ein Werkstück ohne diese standardisierten
Paletten mit den nachfolgend beschriebenen Werkstückwechslern
zu transportieren. Der Schutzbereich dieser Anmeldung umfasst daher
ausdrücklich auch eine Ausführungsform, bei der
Werkstücke ohne Werkstückpalette transportiert
werden.
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In
der
EP 1 616 661 A1 ist
ein gattungsgleiches Bearbeitungszentrum beschrieben, bei dem der Werkstückwechsler
als separate Maschine vor dem eigentlichen Bearbeitungszentrum angebaut
ist. Der in der
EP
1 616 661 A1 beschriebene Werkstückwechsler besitzt
einen Werkstückspeicher, einen Werkstückdoppelgreifer
und in einer vorteilhaften Ausgestaltung noch einen Werkstückrüstplatz.
Der Werkstückdoppelgreifer ist über eine linear
verfahrbare Hub- und Dreheinrichtung zwischen dem Werkstücktisch
des Bearbeitungszentrums und dem Rüstplatz bzw. dem Werkstückspeicher
verfahrbar.
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Der
Vorteil dieses Werkstückwechslers ist darin zu sehen, dass
der Werkstückwechsler als unabhängige modulare
Baueinheit ohne große Schwierigkeiten vor jedem Bearbeitungszentrum
aufgebaut werden kann. Außerdem kann bei diesem Werk stückwechsler
der Doppelgreifer nach dem Werkstückwechsel in eine Parkposition
verfahren werden, so dass der Platz vor dem Bearbeitungszentrum
frei wird. Die Zugänglichkeit des Bedienbereichs vor dem Bearbeitungszentrum
wird somit nur zu einem relativ geringen Maß durch die
seitlichen Führungselemente eingeschränkt. Des
Weiteren besitzt der Werkstückwechsler in einer vorteilhaften
Ausführungsform neben dem integrierten Werkstück-
bzw. Palettenspeicher noch einen Rüstplatz, so dass in
ausreichender Anzahl Werkstückpaletten vor und nach der Bearbeitung
zwischengelagert und auf- und abgerüstet werden können.
Dies ist besonders wichtig, wenn der Werkstückwechsler
rund um die Uhr auch in einer mannarmen Nachtschicht betrieben wird
oder wenn wegen sehr geringer Bearbeitungszeiten die Werkstücke
bzw. Werkstückpaletten schnell ein- und ausgewechselt werden
müssen.
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Ein
weiterer Vorteil besteht darin, dass es aufgrund des Doppelgreifers
möglich ist, dass immer eine gerüstete Palette
zum Einwechseln in den Arbeitsraum des Bearbeitungszentrums auf
dem Doppelgreifer bereitsteht. Somit kann in relativ kurzer Zeit ein
Werkstück- bzw. ein Werkstückpalettenwechsel durchgeführt
werden. Bei einem Einfachgreifer müsste nämlich
zuerst das fertig bearbeitete Werkstück im Speicher oder
auf dem Rüstplatz abgelegt werden, erst dann könnte
eine gerüstete Palette vom Rüstplatz oder vom
Werkstückspeicher durch den Einfachgreifer in das Bearbeitungszentrum
eingewechselt werden.
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Die
in der
EP 1 616 661
A1 offenbarte Anordnung von Bearbeitungszentrum, Werkstückwechsler, Rüstplatz
und Werkstückspeicher hat jedoch den Nachteil, dass die
Werkstückpaletten immer mit Hilfe des Doppelgreifers vom
Werkstückspeicher in den Rüstplatz oder umgekehrt
vom Rüstplatz in den Werkstückspeicher transportiert
werden müssen. Dies hat sich in der Praxis als ungünstig
erwiesen, da durch diese Konstellation die Wechselzeiten negativ beeinflusst
werden. Während des Transports einer Werkstückpalette
vom Werkstückspeicher zum Rüstplatz und umgekehrt
vom Rüstplatz zum Werkstückspeicher kann kein
Werkstückwechsel vorgenommen werden.
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Ein
weiterer Nachteil besteht darin, dass bei Instandhaltungsarbeiten
am Werkstückspeicher der komplette Werkstückwechsler
stillgesetzt werden muss, was auch die Verfügbarkeit des
gesamten Werkstückwechslers negativ beeinflusst.
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Ausgehend
aus diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, die bekannte Lösung unter Beibehaltung
ihrer Vorteile dahingehend weiter zu verbessern, dass die Verfügbarkeit
des Werkstückwechslers für den eigentlichen Werkstückwechselvorgang
verbessert wird.
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Diese
Aufgabe wird bei einem Bearbeitungszentrum mit einem Werkstückwechsler
zum Verfahren von Werkstücken oder Werkstückpaletten
zwischen einer vor dem Bearbeitungszentrum angeordneten Speicheranordnung
für Werkstücke und/oder Werkstückpaletten
und einem Werkstücktisch des Bearbeitungszentrums, und
mit einem Rüstplatz zum Zwischenlagern vor und/oder nach
der Bearbeitung und/oder zum Auf- und Abrüsten der Werkstücke und/oder
Werkstückpaletten, dadurch gelöst, dass der Rüstplatz
an dem Werkstückspeicher angeordnet ist.
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Im
Unterschied zu der bekannten Lösung ist erfindungsgemäß der
Rüstlatz somit nicht am Werkstückwechsler, sondern
am Werkstückspeicher angeordnet.
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Somit
wird ein Bearbeitungszentrum mit einem von außen gut zugänglichen
Rüstplatz geschaffen, in Folge dessen ein Be- und Entladen
des Werkstückspeichers auch parallel zu einem Werkstückwechselvorgang
und ohne Personengefährdung durchgeführt werden
kann. Mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen
wird daher erreicht, dass der Werkstückgreifer nicht mehr
für Transportaufgaben vom Rüstplatz zum Werkstückspeicher
und umgekehrt belegt wird. Folglich wird die Verfügbarkeit
und somit die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen
Bearbeitungszentrum erheblich verbessert.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
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Nach
einer bevorzugten Weiterbildung ist der Werkstückspeicher
in den Rüstplatz integriert und bildet mit diesem eine
Einheit. Dies hat den Vorteil, dass der Werkstückwechsler
nur zum Ein- und Ausschleusen von Werkstückpaletten vom
Bearbeitungszentrum zum Werkstückspeicher und umgekehrt
benötigt wird.
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Vorteilhafterweise
ist die aus Werkstückspeicher und Rüstplatz bestehende
Einheit als drehbarer Vierfach-Werkstückspeicher mit bis
zu drei integrierten Rüstplätzen ausgebildet,
so dass mindestens immer drei Paletten im Werkstückwechslerumlauf
sind, und zwar eine Palette auf dem Werkstücktisch, eine Palette
im Werkstückgreifer und eine Palette auf dem Rüstplatz
bzw. auf dem Werkstückspeicherplatz.
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Ein
besonders einfacher Aufbau ergibt sich, wenn nach einer vorteilhaften
Ausgestaltung der Werkstückwechsler linear verfahrbar ist
und die aus Werkstückspeicher und Rüstplatz bestehende
Einheit parallel zur linearen Verfahrrichtung des Werkstückwechslers
angeordnet ist.
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Alternativ
kann die aus Werkstückspeicher und Rüstplatz bestehende
Einheit auch als linear verfahrbarer Zweifach-Werkstückspeicher
mit zwei integrierten Rüstplätzen ausge bildet
sein. Gemäß dieser Ausführungsform können
zwei oder drei Paletten im Werkstückwechslerumlauf sein:
Wird nur eine Palette gerüstet, können drei Paletten
im Werkstückwechslerumlauf sein. Werden dagegen zwei Paletten
gleichzeitig gerüstet, können nur zwei Paletten
im Werkstückwechslerumlauf sein.
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Bei
einer derartigen Ausgestaltung ist die Anordnung vorteilhafterweise
derart getroffen, dass der Werkstückwechsler linear verfahrbar
ist und dass die aus Werkstückspeicher und Rüstplatz
bestehende Einheit quer zur linearen Verfahrrichtung des Werkstückwechsler
angeordnet ist.
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Um
im Falle von Wartung-, Inspektion- und/oder Instandsetzungsarbeiten
eine gute Zugänglichkeit zu gewährleisten, kann
die aus Werkstückspeicher und Rüstplatz bestehende
Einheit als Ganzes durch eine Schwenk- oder Verfahreinheit von dem
Werkstückwechsler abkoppelbar sein. Somit können
Instandhaltungsarbeiten am Rüstplatz und am Werkstückspeicher
parallel zum Werkstückwechsel ausgeführt werden.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung ist die Einheit über
eine Schutzeinrichtung vom Werkstückwechsler getrennt.
Da die Einheit durch eine beweglich trennende Schutzeinrichtung
vom Werkstückwechsler getrennt werden kann, ist ein Rüsten einer
Palette parallel zum Werkstückwechsel möglich.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
nachfolgender Beschreibung anhand der Zeichnungen. Es zeigen:
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1 eine
schematische Draufsicht auf eine erste Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums,
und
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2 eine
schematische Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums.
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In 1 ist
ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Bearbeitungszentrums 10 dargestellt.
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Das
Bearbeitungszentrum 10 kann in bekannter Weise in Gantry-Bauform
ausgebildet und mit den für die Bearbeitung eines Werkstücks
erforderlichen Einrichtungen versehen sein.
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Das
Bearbeitungszentrum 10 weist einen Maschinentisch 11 zur
Aufnahme von Werkstücken und/oder Werkstückpaletten 12 auf.
Diese werden dem Bearbeitungszentrum 10 durch einen modular aufgebauten
Werkstückwechsler 13 zugeführt, der vor
dem Bearbeitungszentrum 10 angeordnet und von diesem durch
eine verfahrbare Kabinentür 14 abgetrennt ist.
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Der
Werkstückwechsler 13 weist eine Führungseinrichtung 15 auf,
an welcher eine Greifereinrichtung 16 linear in Richtung
des Doppelpfeils A verfahrbar ist. Außerdem ist die Greifereinrichtung 16 um
eine vertikale Achse S verschwenkbar. Die Greifereinrichtung 16 ist
als Doppelgreifereinrichtung ausgebildet und weist zwei nach entgegengesetzten Richtungen
weisende Greifer 17 und 18 auf, die je zwei U-förmig
ausgebildete Greifarme aufweisen. Diese dienen zum Untergreifen
und Anheben bzw. Absenken von Werkstückpaletten 12 oder
Werkstücken.
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Der
Werkstückwechsler 13 ist in einem Gehäuse 19 untergebracht,
welche mit einer Tür 20 zum Zutritt zu dem Werkstückwechsler 13 versehen
ist.
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An
den Werkstückwechsler 13 schließt sich eine
Einheit 21 an, die aus einer Speicheranordnung und einem
darin integrierten Rüstplatz besteht.
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Gemäß der
in 1 dargestellten Ausführungsform ist die
Einheit 21 parallel zur Richtung des Doppelpfeils A angeordnet
und als drehbarer Vierfach-Werkstückspeicher mit drei integrierten
Rüstplätzen 22 ausgebildet. Auf Grund
dieser Ausgestaltung können mindestens immer drei Werkstückpaletten 12 im
Werkstückwechslerumlauf sein: eine erste Werkstückpalette 12 auf
dem Maschinentisch, eine zweite Werkstückpalette 12 im
Greifer 18 der Greifereinrichtung und eine dritte Werkstückpalette 12 auf dem
Rüstplatz 22 bzw. der Speicheranordnung der Einheit 21.
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Die
Einheit 21 ist über eine Schutzeinrichtung 23 vom
Werkstückwechsler 13 getrennt, die es ermöglicht,
eine Werkstückpalette 12 parallel zu einem Werkstückwechsel
zu rüsten. Der Zutritt für die Bediener zu der
Einheit 21 ist über eine Tür 24 möglich.
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In 2 ist
eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Bearbeitungszentrums 10 dargestellt. Diese zweite Ausführungsform
unterscheidet sich lediglich durch die Ausgestaltung und die Anordnung
der aus Werkstückspeicher und Rüstplatz 22 bestehenden
Einheit 21.
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Während
bei der ersten Ausführungsform die Einheit 21 parallel
zur Richtung des Doppelpfeils A angeordnet ist, ist sie beim zweiten
Ausführungsbeispiel quer zur Richtung des Doppelpfeils
A ausgerichtet. Weiterhin ist die Einheit 21 gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel als linear verfahrbarer Zweifach-Werkstückspeicher
mit zwei integrieren Rüstplätzen 22 ausgebildet.
Diese Ausführungsform ermöglicht die Vorhaltung
von zwei oder drei Werkstückpaletten 12 im Werkstückwechslerumlauf:
wird nur eine Werkstückpalette 12 gerüstet,
können drei Werkstückpaletten 12 im Werkstückwechslerumlauf sein,
werden dagegen zwei Werkstückpaletten 12 gleichzeitig
gerüstet, können nur zwei Werkstückpaletten 12 im
Werkstückwechslerumlauf sein.
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Bei
beiden Ausführungsbeispielen kann die aus Werkstückspeicher
und Rüstplatz 22 bestehende Einheit 21 als
Ganzes durch eine Schwenk- oder Verfahreinheit von dem Werkstückwechsler 13 abkoppelbar
sein, um Wartungs-, Inspektions- und/oder Instandsetzungsarbeiten
am Rüstplatz 22 und am Werkstückspeicher
parallel zum Werkstückwechsel durchführen zu können.
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Die
vorhergehende Beschreibung gemäß der vorliegenden
Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke
der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung
sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne
den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.
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- 10
- Bearbeitungszentrum
- 11
- Werkstücktisch
- 12
- Werkstückpalette
- 13
- Werkstückwechsler
- 14
- Kabinentür
- 15
- Führungseinheit
- 16
- Greifereinrichtung
- 17
- Greifer
- 18
- Greifer
- 19
- Gehäuse
- 20
- Tür
- 21
- Einheit
- 22
- Rüstplatz
- 23
- Schutzeinrichtung
- 24
- Tür
- A
- Doppelpfeil
- S
- vertikale
Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - EP 1616661
A1 [0006, 0006, 0009]