DE69212786T2

DE69212786T2 - Automatisches maschinenwerkzeugmanipuliersystem

Info

Publication number: DE69212786T2
Application number: DE69212786T
Authority: DE
Inventors: Mark Buckingham; Nicholas James; David Mcmurtry; Marc Saunders
Original assignee: Renishaw Metrology Ltd
Current assignee: Renishaw Metrology Ltd
Priority date: 1991-06-18
Filing date: 1992-06-18
Publication date: 1996-12-19
Anticipated expiration: 2012-06-19
Also published as: EP0548301B1; WO1992022785A1; DE69212786D1; JPH06500740A; ES2090650T3; JP3357364B2; EP0548301A1; US5478300A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein automatisiertes Palettenhandhabungs system für Werkzeugmaschinen.
Es ist beispielsweise aus der UK-Patentschrift Nr. 1 263 912 bekannt, eine vollautomatisierte Werkzeugmaschineninstallation vorzusehen. Diese Schrift beschreibt insbesondere eine Werkzeugmaschineninstallation, bei der sich eine Werkzeugmaschinenspindel zwischen einer Vielzahl von Artefakte enthaltenden Paletten bewegen kann, die automatisch auf die Maschine geladen werden. Die Artefakte, die von den Paletten getragen werden, können Werkstücke, Spannfutter oder Werkzeuge sein. Die Spindel ist so programmiert, daß sie von einer Palette entweder ein Werkzeug, mit welchem ein maschineller Bearbeitungsvorgang an einem in einer anderen Palette gehaltenen Werkstück durchgeführt werden soll, oder ein Werkstück aufnimmt, welches dann durch die Spindel in die Nähe einer statischen oder angetriebenen Werkzeugbearbeitung auf einer anderen Palette transportiert wird, um einen anderen Typ eines Bearbeitungsvorgangs am Werkstück durchzuführen.
Es ist außerdem aus der europäischen Patentanmeldung EP 0 002 782 bekannt, benachbart einem Maschinenbett ein Werkstückmagazin vorzusehen. Das Werkstückmagazin umfaßt eine Bahn, auf der Karren umhergefahren werden, auf welchen werkstücktragende Paletten angebracht sind. Hydraulische Schlitten sind vorgesehen, um die Paletten zwischen einer Ladestation und den Karren und zwischen Karren und einem Arbeitstisch auf der Maschine zu bewegen.
Obwohl derartige Werkzeugmaschineninstallationen für eine große Flexibilitat in der Anzahl und in dem Typ von maschinellen Bearbeitungsvorgängen sorgen, die in einer automatisierten Sequenz durchgeführt werden können, sind die Paletten flach und einem Typ von Werkzeug oder Werkstück zugedacht, und sie sind in der Herstellung teuer.
In unserer internationalen Anmeldung, die unter der Nummer WO 91/04127 veröffentlicht ist, ist ein Multibefestigungssystem für eine Maschine beschrieben und beansprucht, in welchem eine Vielzahl von werkstückbereitstellenden Paletten auf der Peripherie eines Kerns angebracht ist, der drehbar auf der Maschine angebracht ist. Die Paletten, die von einem besonderen Typ sind und in der ganzen internationalen Anmeldung als Kassetten bezeichnet werden, ersetzen die bekannten Paletten, um für ein flexibles und relativ kostengünstiges System zu sorgen.
Die vorliegende Erfindung ist eine Weiterentwicklung des in der vorstehend erwähnten internationalen Anmeldung beschriebenen Systems, durch welche eine Werkzeugmaschineninstallation für einen vollautomatisierten Betrieb mit derartigen Paletten oder Kassetten ausgebildet ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Artefakthandhabungssystem für eine Werkzeugmaschine geschaffen, wobei die Maschine aufweist:
eine Indizierungsspindel, die um eine erste Achse drehbar ist,
eine Vielzahl von Artefakthaltekassetten, auf denen jeweils Lagefestlegungsmerkmale vorgesehen sind, und
eine Kassettenempfangseinrichtung, die Lagefestlegungs- und Einspannmittel umfaßt, die mit den Lagefestlegungsmerkmalen auf den Kassetten zusammenwirken, um die Kassetten genau in Position darauf anzuordnen und einzuspannen, wobei die Einrichtung auf der Indizierungsspindel der Maschine zur Drehung mit dieser angebracht ist, um die Kassetten in Relation zu der Spindel zu positionieren,
welches dadurch gekennzeichnet ist, daß die von den Kassetten gehaltenen Artefakte sowohl Werkzeuge als auch. Werkstükke umfassen, und daß das System weiter umfaßt:
ein Kassettenladesystem, auf welchem die Kassetten gespeichert sind und welches benachbart der Kassettenempfangseinrichtung positionierbar ist, und welches Antriebsmittel umfaßt, um eine gewünschte Kassette relativ zur Kassettenempfangseinrichtung zu positionieren, und einen Kassettentransfermechanismus zum Transferieren von Kassetten zwischen dem Kassettenladesystem und der Kassettenempfangseinrichtung, um die Werkzeuge und Werkstücke für die Maschine bereitzustellen, und
Steuermittel, die an sich bekannt sind, um automatisch die Antriebsmittel, die Lademittel, die Einspannmittel und die Werkzeugmaschine zu steuern und somit die korrekten Werkzeuge oder Werkstücke für die Maschine gemäß einer vorprogrammierten Sequenz von Bearbeitungsvorgängen bereitzustellen.
Die Kassettenempfangseinrichtung ist so entworfen, daß sie mehr als eine Kassette örtlich festlegt und eingespannt, und das Kassettenladesystem kann so programmiert sein, daß es Kassetten von ihrer gespeicherten Position zur Kassettenempfangseinrichtung unabhängig voneinander transferiert.
Dieser neuartige Aspekt dieser Erfindung versieht die Werkzeugmaschine mit der Fähigkeit, eine oder mehrere Kassetten zu wechseln, während andere im Arbeitsvolumen der Maschine gespeichert bleiben, und sorgt daher für eine beträchtlich verbesserte Flexiblität für die Werkzeugmaschine gegenüber dem Standard-Paletten-Wechselsystem, in welchem lediglich eine einzige Palette im Arbeitsvolumen der Maschine zu einem beliebigen Zeitpunkt positioniert sein kann.
Ein weiteres bevorzugtes Merkmal der Erfindung ist, daß jede Kassette relativ dünn ist im Vergleich zu einer herkömmlichen flachen Palette, was es somit gestattet, diese Seite an Seite in einer viel größeren Anzahl auf dem Kassettenladesystem zu speichern, wodurch für die Möglichkeit einer reduzierten Bodenfläche für die Speicherung derselben Anzahl von Werkzeugen und Werkstücken gesorgt ist.
Das Kassettenladesystem liegt vorzugsweise in Form eines Kettenförderers vor, dessen Verbindungen aus billigen extrudierten Elementen oder Formstücken geringen Gewichts hergestellt sind. Dies ermöglicht es dem mit Kassetten beladenen Förderer, manuell, vorzugweise auf Rädern, in die Umgebung der Maschine mit ausreichend Werkstücken fur einen langen unbemannten Produktionslauf bewegt zu werden, und zwar ohne die Notwendigkeit zu einem automatisierten Palettentransporter, wie er in vielen herkömmlichen FMS-Systemen zu finden ist.
Der Kassettentransfermechanismus ist vorzugsweise eine Schiebe-Zieh-Einrichtung, die in der Lage ist, die Kassetten linear zwischen dem Ladesystem und der Kassettenempfangseinrichtung zu bewegen.
In Abhängigkeit von der Entfernung zwischen der Kassettenempfangseinrichtung und dem Kassettenladesystem, die eine Kassette während eines Transfervorgangs zurücklegen muß, kann es notwendig sein, eine Transferführung vorzusehen, um den Spalt zu überbrücken und somit den ruhigen bzw. gleichmäßigen Transfer von Kassetten vom Ladesystem zur Kassettenempfangseinrichtung und umgekehrt zu gewährleisten.
Die Kassetten können alle so entworfen sein, daß sie die gleiche Grundform aufweisen, wobei die gleiche Form eines Lagefestlegungsmerkmals darauf vorgesehen ist, was aber nicht wesentlich ist. Solange die Lagefestlegungsmerkmale auf dem Ladesystem und der Kassettenempfangseinrichtung in der Lage sind, mit denjenigen auf den Kassetten in Eingriff zu gelangen, können beispielweise irgendwelche geeigneten Formen verwendet werden.
Die von den Kassetten getragenen Artefakte können in Abhängigkeit vom Maschinentyp und von den Typen der maschinellen Bearbeitungsvorgänge, die auszuführen sind, unterschiedlich sein. Um jedoch die volle Flexibilität eines flexiblen Herstellungssystems zu erhalten, können die Kassetten so entworfen sein, daß sie Werkstücke, Fräser oder andere Werkzeuge halten, die von der Maschinenspindel aufzunehmen sind. Andere Kassetten können so entworfen sein, daß sie Drehwerkzeuge, Bohrstangen, Bohrer oder dergleichen in fixierter Beziehung zur Kassette halten, um einem in der Maschinenspindel gehaltenen Werkstück zu ermöglichen, gegen das Werkzeug zur Metallentfernung gedreht zu werden. Die Kassetten können selbst als Werkstücke wirken und vollständig geopfert werden.
Gemäß einem anderen neuartigen Aspekt dieser Erfindung können ein oder mehrere Kalibrationsartefakte, die irgendwelche genau bekannten Abmessungen aufweisen, von den Kassetten bereitgestellt werden. Die Kalibrationsartefakte können Originale des Werkstücks, welches maschinell bearbeitet wird, oder ein Standardartefakt sein. Die Maschine kann dann mit einer Meßsonde als ein Meßsystem zum Durchführen genauer Vergleichsmessungen zwischen den Kalibrationsartefakten und Werkstücken, die maschinell bearbeitet werden, zum Bestimmen von Werkzeugverschleiß oder anderen Fehlern in den maschinellen Bearbeitungsvorgängen verwendet werden, wie in EP-A-0 519 638, veröffentlicht am 23. Dezember 1992, beschrieben.
Die Erfindung wird nun genauer lediglich beispielhaft unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:
Fig. 1 ein Aufriß eines Teils einer Maschine und eines Kassettenladesystems der vorliegenden Erfindung ist,
Fig. 2 ein Endaufriß einer Werkzeughaltekassette an einer Mehrkassettenempfangseinrichtung ist, die ein fixiertes Werkzeug in Position an der Einrichtung zeigt,
Fig. 3 eine Draufsicht von Fig. 1 ist, wobei eine Kassette auf die Kassettenempfangseinrichtung geladen ist,
Fig. 4 ein vergrößerter Schnittaufriß des Kassettenladesystems des Bearbeitungssystems von Fig. 1 ist, der den Antriebsmechanismus des Förderers zeigt,
Fig. 5 eine vergrößerte Ansicht einer der Verbindungen des Kassettenladesystems ist,
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Ausführungsform der Erfindung in einer Horizontalspindelwerkzeugmaschine ist,
Fig. 7 eine Draufsicht der Werkzeugmaschine von Fig. 1 ist,
Fig. 8 eine Draufsicht einer alternativen Kassettenempfangseinrichtung der Erfindung zum Empfangen mehrerer Kassetten ist,
Fig. 9 eine Kassette zeigt, die eine Vielzahl von Artefakten auf Schäften zeigt, und
Fig. 10 ein schematisches Diagramm des Steuersystems ist, das erforderlich ist, um das Palettenhandhabungssystem der Erfindung zu steuern.
In den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen ist eine Maschine 1 gezeigt, die eine Indizierungsspindel 2, die um eine erste Achse 2A drehbar ist, und eine Bearbeitungsspindel 3 aufweist, die um eine Bearbeitungsachse 3A drehbar ist. In diesem Beispiel kann die Maschine eine herkömmliche Vertikalspindel-CNC-Maschine mit einem Computer zur Steuerung ihrer verschiedenen Betriebsvorgänge sein. Eine derartige Computersteuerung ist jetzt in Fachkreisen bekannt und wird daher nicht ausführlich beschrieben. Eine schematische Darstellung des Computers ist durch die Referenz 5 in Fig. 3 gezeigt.
Eine Kassettenempfangseinrichtung 4, die wie in der internationalen Veröffentlichung Nr. WO 91/04127 beschrieben sein kann, ist mit der Indizierungsspindel 2 zur Drehung mit dieser verbunden. Die Kassettenempfangseinrichtung ist länglich und weist eine Achse 4A auf, die in diesem Beispiel kolinear mit der Rotationsachse 2A der Indizierungsspindel ist. In anderen Beispielen, die nicht gezeigt sind, kann die Achse der Kassettenempfangseinrichtung parallel, jedoch nicht notwendigerweise kolinear, zur Achse der Indizierungsspindel sein. An dem Ende gegenüber der Indizierungsspindel 2 ist die Kassettenempfangseinrichtung weiter auf einem Reitstock der Maschine abgestützt. Der Reitstock ist nicht wesentlich und kann beseitigt werden, wenn die Steifheit der Kassette es gestattet.
Drei Kassettenlagefestlegungsmerkmale sind auf der Peripherie der Kassettenempfangseinrichtung vorgesehen und um die Achse 4A gleich beabstandet, und sie erstrecken sich in einer Richtung parallel zu dieser. Die Kassettenlagefestlegungsmerkmale, wie in Fig. 2 zu erkennen ist, sind durch eine flache Oberfläche 4B auf der Peripherie der Einrichtung definiert, die teilweise auf der einen Seite von einer fixierten Klemmplatte 6 und auf der anderen Seite von einer bewegbaren Klemmplatte 7 überlagert sind. Die beiden Platten erstrecken sich unter einem Winkel zur flachen Oberfläche, um einen Schwalbenschwanzschlitz zu definieren, der sich längs der Peripherie der Einrichtung erstreckt und in der Lage ist, entsprechend geformte Lagefestlegungsmerkmale auf der Kassette 10 in Form von Oberflächen 11 und 12, die eine Schwalbenschwanzgestalt bilden, zu empfangen. Diese Anordnung ist ausführlicher in der vorstehend erwähnten internationalen Veröffentlichtung Nr. WO 91/04127 beschrieben. Die Kassetten 10 werden festgespannt, indem Klemmbolzen 8 auf der bewegbaren Klemmplatte 7 festgezogen werden, was automatisch von der Maschine vorgenommen werden kann, wie hierin später beschrieben wird.
Die vorstehend beschriebene Anordnung, in der die Kassetten auf der Peripherie der Kassettenempfangseinrichtung angebracht sind, die selbst auf der Drehachse der Indizierungsspindel angebracht ist, gestattet es, einen einzigen Reitstock zu verwenden, um mehrere Kassetten sowohl während des Lade- als auch des Entladeprozesses, aber auch während des Bearbeitungsprozesses zu stützen.
Die Kassetten werden auf die Kassettenempfangseinrichtung geladen und von dieser entfernt durch ein Kassettenladesystem 15, das transportierbar sein kann und auf wiederholbaren und einstellbaren Halterungen benachbart der Maschine eingerichtet ist. Das Ladesystem umfaßt einen Ständer 16, der auf kinematischen Sitzen 14 auf dem Boden abgestützt ist und einen Kettenförderer 17 stützt, der von einer Vielzahl von extrudierten Verbindungen 18 gebildet ist, die Seite an Seite durch Zapfen 19 miteinander verbunden sind, die an den Seiten jeder Verbindung (Fig. 4 und 5) ausgebildet sind. Die Zapfen schaffen Drehachsen 20, die sich parallel zu den longitudinalen Achsen der Extrusionselemente oder Formstücke (und transversal zur Länge des Förderers) erstrecken, um dem Förderer zu ermöglichen, eine kontinuierliche Kette zu bilden. An jedem Ende des Ständers ist ein Gummiführungsrad (nicht gezeigt) vorgesehen, um die Extrusionselemente durch die 180º-Wende zu führen. Achsen 20 verlaufen durch die Extrusionselemente auf den Drehachsen 19a, an deren Enden Räder 21 befestigt sind, um für eine zusätzliche Stütze und Führung für den Förderer zu sorgen.
Durch Ausbilden der Verbindungen des Förderers als Formstücke aus einem Material geringen Gewichts, z.B. Aluminium, kann das gesamte Kassettenladesystem mit relativ niedrigen Kosten hergestellt werden.
Jedes Formstück ist mit Kassettenhaltemerkmalen gebildet, die der Einfachheit halber im Extrusionsprozeß als Paare von zylindrischen Oberflächen 22, 23, 24, 25 gebildet werden, die so angeordnet sind, daß sie in der Lage sind, die Schwalbenschwanzlagefestlegungsmerkmale 11, 12, die auf jeder Seite der Kassetten 10 vorgesehen sind, wie in Fig. 4 zu erkennen ist, zu empfangen und mit diesen in Eingriff zu gelangen. Die Kassetten, wenn in Position mit den Lagefestlegungsmerkmalen in Eingriff, erstrecken sich nach außen vom Formstück aus, um freiliegende End- und Seitenflächen zu schaffen, auf welchen die angeforderten Artefakte 26, z. B. Werkzeuge, Spannfutter oder Werkstücke für die Maschinen bereitgestellt werden. Die Kassetten selbst können Werkstücke bilden, wobei die Maschine geeignete Bearbeitungsvorgänge an deren freiliegenden Oberflächen durchführt.
Ein gabelförmiger Fortsatz 29, mit welchem der nachstehend beschriebene Antriebsmechanismus in Eingriff gelangt, um den Förderer rückwärts oder vorwärts zwischen den Maschinen zu bewegen, erstreckt sich nach innen ausgehend von jedem Formstück und ist integral mit diesem ausgebildet, und zwar an der Stelle jedes Zapfens 19.
Der Antriebsmechanismus (Fig. 4) umfaßt einen Hebel 30, der an dem einen Ende an das eine Ende eines zweiten Hebels 31 angelenkt ist und eine Gabel 32 an seinem anderen Ende aufweist, um mit dem gabelförmigen Fortsatz 29 auf dem Förderer in Eingriff zu gelangen. Der Hebel 30 ist mit einer hydraulischen Kolben- und Zylinderanordnung 33 verbunden, die ihn rückwärts oder vorwärts zwischen Endanschlägen 34 und 35 bewegt. Der zweite Hebel 31 bildet einen Teil eines Eingriffsmechanismus, um den Hebel 30 in und außer Eingriff mit dem Förderer zu bringen, und um den Förderer in Position festzusetzen, wenn der Hebel 30 sich außer Eingriff befindet. Der Eingriffsmechanismus umfaßt weiter eine hydraulische Kolbenund Zylinderanordnung 37, die mit dem Ende 31A des Hebels 31 gegenüber demjenigen verbunden ist, mit welchem der Hebel 30 verbunden ist. Der Hebel 31 ist an einem Punkt 38 etwa in der Mitte zwischen seinen Enden drehbar gelagert. Zwischen dem Drehpunkt 38 und dem Ende 31A des Hebels ist ein Arm 40 mit einem Verriegelungs- oder Festsetzhebel 41 verbunden, der ein gabelförmiges Ende 42 aufweist, um mit den Gabeln 29 auf dem Formstück in Eingriff zu gelangen.
Im Betrieb, wenn es erforderlich ist, den Förderer zu bewegen, wird ein Signal vom Steuersystem (Fig. 10) an die jeweiligen hydraulischen Aktuatoren der beiden Kolben- und Zylinderanordnungen 33, 37 geschickt, um zu veranlassen, daß der Hebel 37 niedergedrückt wird, um das gabelförmige Ende 42 des Arms 40 außer Eingriff und das gabelförmige Ende 32 des Hebels 30 in Eingriff mit den Gabeln 29 jeweiliger Formstükke zu bringen. Rückkopplungssignale von den Aktuatoren sind erforderlich, so daß eine lokale Steuerschaltung, die schematisch bei 55 gezeigt ist (welche einen Teil des Gesamtsteuersystems bildet) zum Steuern der Aktuatoren.
Der Kolben und der Zylinder 33 bewegen dann den Hebel 30 zwischen den Endanschlägen, um den Förderer ein Entfernungsintervall weit zu bewegen, das gleich dem Abstand zwischen den Zentren der Formstücke ist.
Nach Abschluß dieser Bewegung werden der Kolben und der Zylinder 37 betätigt, um den Hebel 31 zu verwenken und somit das gabelförmige Ende 42 des Arms 40 wieder in Eingriff und das gabelformige Ende 32 des Hebels 30 außer Eingriff mit den Gabeln 29 der jeweiligen Formstücke zu bringen. Sobald er außer Eingriff mit dem Formstück gelangt ist, wird der Hebel 30 zurück zum gegenüberliegenden Endanschlag durch die Kolben- und Zylinderanordnung 33 verschwenkt, bereit zur Wiederholung des Vorgangs. Der Förderer kann in der entgegengesetzten Richtung bewegt werden, indem die vorstehend beschriebene Sequenz von Vorgängen geeignet modifiziert wird.
Verständlicherweise können andere Mechanismen verwendet werden, um den Förderer rückwärts und vorwärts zu bewegen, und ist der vorstehend beschriebene Mechanismus einfach ein Beispiel derartiger Mechanismen.
Um die Kassetten vom Ladesystem zur Maschine und wieder zurück zu transferieren, ist ein Kassettentransfermechanismus (gezeigt in Fig. 1) vorgesehen, der einen Aktuator umfaßt, der in diesem Beispiel die Form eines stangenlosen pneumatischen Zylinders 50 annimmt, der an einem fixierten Portal 51 über der Maschine befestigt ist, so daß er außerhalb des Arbeitsvolumens der Maschine liegt. Am pneumatischen Zylinder ist ein Block 52 befestigt, der eine Arretierung 51 aufweist, die mit einem Schlitzschnitt in jeder Kassette 10 in Eingriff gelangt, um die Kassette in axialer Richtung auf die und von der Maschine schiebt oder zieht. Die Arretierung ist so gezeigt, daß sie mit einem Schlitzschnitt auf der Oberseite einer Kassette in Eingriff gelangt, jedoch können andere Positionen für den Schlitz verwendet werden, beispielsweise die Unterseite der Kassette, wenn dies angemessener ist, wobei in diesem Fall erforderlich ist, daß die Arretierung verschwenkt wird, um in und außer Eingriff mit dem Schlitz zu gelangen. Der Block 52 ist in strichpunktierten Linien am anderen Ende seiner Wegstrecke gezeigt, wo er gegen einen Endanschlag 53 stößt.
Das Merkmal, daß der Aktuator für den Transfermechanismus außerhalb des Arbeitsvolumens angebracht ist, nimmt keinen nützlichen Arbeitsraum in Anspruch und, in Kombination mit der Tragbarkeit des Kassettenladesystems, ermöglicht es dem gesamten Palettenhandhabungssystem, an Werkzeugmaschinen nachrüstbar zu sein.
Eine Transferführung 54, die an der Maschine befestigt ist und eine Vielzahl von Führungsrädern 56 aufweist, die geformt sind, um mit den Seiten 11, 12 der Schwalbenschwanzlagefestlegungsmerkmale auf einer Kassette in Eingriff zu gelangen, und mit den entsprechenden Lagefestlegungsmerkmalen auf dem Kern ausgerichtet sind, überspannt den Spalt zwischen dem Förderer und der Kassettenempfangseinrichtung. Führungsräder 57 sind außerdem auf dem Kassettenladesystem vorgesehen, um die Ausrichtung zwischen den Lagefestlegungsmerkmalen der Kassetten, dem Förderer und der Transferführung sicherzustellen, wenn die Kassetten zwischen dem Förderer und der Maschine transferiert werden. Außerdem ist, um einen gleichmäßigen Transfer der Kassetten auf den Lademechanismus sicherzustellen, jedes der Formstücke wenigstens an dem einen Ende mit sich verjüngenden Führungen 58 versehen, die sich transveral zur Richtung der Fördererbewegung erstrekken.
Andere Transfermechanismen sind durch den Umfang der Erfindung jedoch nicht ausgeschlossen, beispielsweise könnte ein Beschickungsrobotersystem eingesetzt werden.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, ein flexibles Bearbeitungssystem vorzusehen, welches relativ kostengünstig dadurch ist, daß die gegenwärtigen teuren zugedachten Paletten zum Halten von Werkstücken oder Werkzeugen durch die billigen Kassetten ersetzt werden, die beispielsweise Aluminiumformstücke sein können.
Die Kassetten können selbst Werkstücke sein oder als Befestigungen für Werkstücke wirken, wie in der internationalen Anmeldung Nr. WO 91/04127 beschrieben ist. Wenn derartige Kassetten auf die Maschine geladen werden, wie in Fig. 1 gezeigt, befiehlt der Computer des Steuersystems der Maschine, einen Steckschlüssel oder einen Schraubendreher aufzunehmen, um die Muttern 8 zu drehen und somit ein Festspannen der Kassetten auf der Kassettenemfangseinrichtung zu bewirken.
In einem vollautomatisierten System ist es jedoch notwendig, die Maschine mit einer Werkzeugbestückung zu versehen, um die notwendigen Bearbeitungsvorgänge auszuführen. Dies wird mit den Kassetten und der Ladeanordnung der vorliegenden Erfindung erleichtert, indem einige der Kassetten zum Laden der erforderlichen, an der Spindel angebrachten Schneidwerkzeuge und einige zum Bereitstellen der erforderlichen fixierten Werkzeugbestückung verwendet werden.
Eine oder mehrere Kassetten können Werkzeuge für spindelmontierte Bearbeitungsvorgänge tragen, die sequentiell der Maschine präsentiert werden können. Die Spindel ist so programmiert, daß sie diese von den Kassetten aufnimmt und sie im Werkzeughalter der Maschine plaziert, wo sie für einen komplexen Bearbeitungsvorgang, der viele verschiedene Werkzeuge verwendet, gespeichert werden. Für einfache Vorgänge jedoch, die lediglich einen oder zwei Werkzeugwechsel erfordern, kann die Werkzeughaltekassette an ihrem Platz in einer der Positionen auf dem Kern belassen werden und als ein billiger Werkzeughalter wirken, und zwar in Fällen, in denen eine Maschine nicht ihren eigenen aufweist. Alternativ, wenn die Werkzeuge in einer Kassette verwendet worden sind, um ihre Bearbeitungsfunktionen durchzuführen, kann eine andere Kassette, die mit anderen Werkzeugen beladen ist, vom Kassettenladesystem ersetzt werden, ohne die Kassetten, welche die zuvor bearbeiteten Werkstücke halten, zu stören.
An anderen Kassetten können fixierte Werkzeuge festgespannt sein, beispielsweise Dreh- oder sogar Bohrwerkzeuge. Die Werkzeuge können in einer Kassette in der gleichen Weise eingespannt sein, wie sie in einem Werkzeughalter an einer Drehbank durch eine Stiftschraube 60, Fig. 2, eingespannt sein würden. Somit kann ein Werkstück, das in einem Spannfutter auf der Maschinenspindel gehalten ist, gegen die fixierte Werkzeugbestückung in einer Kassette gedreht werden.
Andere Kassetten können Werkstücke in Spannfuttern zur Anbringung in der Spindel tragen, oder die Spannfutter können in den werkzeugtragenden Kassetten enthalten sein, die spindelmontierte Werkzeuge halten, so daß die Maschine ein oder mehrere Spannfutter in ihrem Werkzeughalter ablegen kann, um Werkstücke aufzunehmen, wenn es erforderlich ist. Meßsonden können auch in eine Kassette für einen Transfer zum Werkzeughalter der Maschine geladen werden.
In einer neuartigen Verwendung der Lade- und Indizierungsmerkmale der vorliegenden Erfindung können Kalibrationsartefakte von manchen Kassetten getragen werden. Diese werden in einer Kassette auf der Kassettenempfangseinrichtung belassen, während Bearbeitungsvorgänge an Werkstücken ausgeführt werden, die in einer anderen Kassette in einer anderen der Positionen der Kassettenempfangseinrichtung gehalten sind. Nach dem Bearbeiten wird die Maschinenspindel vom Steuersystem so programmiert, daß sie eine Meßsonde aufnimmt und das gerade bearbeitete Werkstück vermißt. Die Kassettenempfangseinrichtung kann dann gedreht werden, um die artefakttragende Kassette der Spindel und einem Originalartefakt zu präsentieren, das vermessen wurde, um irgendwelche Differenzen zu bestimmen. Da das Originalartefakt denselben Bedingungen wie das Werkstück ausgesetzt worden ist, befindet es sich auf der gleichen Temperatur wie das Werkstück, und da es in derselben Position wie das Werkstück vermessen wird, können Fehler aufgrund von Temperaturdifferenzen und einer Bewegung der Maschinenspindel zu einem Vermessungsort beseitigt werden, was eine viel genauere Werkstückproduktion ergibt. Außerdem, da das Indizieren der Kassettenempfangseinrichtung mit hoher Geschwindigkeit stattfinden kann, ist der Vermessungsprozeß ziemlich schnell, wodurch die Produktivität der Maschine gesteigert wird.
Die in den Figuren gezeigte Kassettenempfangseinrichtung ist mit vielen Facetten versehen, d. h. sie weist Facetten auf ihrer Peripherie auf, um mehr als eine Kassette anzubringen, die sich radial von dort aus erstreckt. Dies bedeutet, daß die Kassettenempfangseinrichtung einen signifikanten Teil des zur Verfügung stehenden Bearbeitungsraumes in Anspruch nimmt, und die Spindel muß signifikante Entfernungen zurücklegen, um sich zu den Extremitäten der Kassetten zu bewegen, und die Größe der Kassetten wird begrenzt.
In einer alternativen Ausführungsform ist die Kassettenempfangseinrichtung mit einer einzigen Facette versehen und schließt eine einzige Kassette in sich ein, so daß die Kassette das Volumen einnimmt, welches die Drehachse der Kassettenempfangseinrichtung umfaßt. Die gestattet die Verwendung einer größeren Kassette, was mit einem automatischen Ladesystem, wie vorstehend beschrieben, von Vorteil ist. Um die Kassette in axialer Richtung auf die Kassettenempfangseinrichtung zu laden, muß sie durch das Reitstocklager geführt werden, was erfordert, daß der Reitstock auf einem externen Lager abgestützt ist.
In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die Erfindung auf eine Horizontalspindel-CNC-Werkzeugmaschine angewendet werden, wie in den Fig. 6, 7 und 8 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf die Fig. 6 und 7 kann die Werkzeugmaschine von irgendeinem bekannten Typ sein, dessen Grundelemente ein Maschinenbett 100, auf welchem ein Rotationsindizierungstisch 102 abgestützt ist, der zu einer Drehung um eine vertikale Indizierungsachse 103 in der Lage ist, und ein Spindelkopf 104 sind, der eine Spindel 105 sützt, die zu einer Drehung um eine horizontale Spindelachse 106 in der Lage ist. Die Motoren, die zum Antreiben des Tisches und der Spindel verwendet werden, sind von konventioneller Art und nicht gezeigt. Das CNC-Steuersystem, um diese anzutreiben, ist ebenfalls nicht gezeigt.
Der Tisch, der die Kassettenempfangseinrichtung bildet, ist mit wenigstens einer Schwalbenschwanznut darin versehen. Lediglich eine einzige derartige Nut 110 ist in Fig. 7 gezeigt, die sich über die volle Länge des Durchmessers des Tisches 102 erstreckt. Die Nut 110 ist so geformt, daß sie entsprechend geformte Schwalbenschwanzoberflächen 112 empfängt, die auf Kassetten 114 vorgesehen sind, welche auf dem Kassettenladesystem gespeichert sind, und sie kann eine große Kassette oder eine Anzahl kleinerer Kassetten empfangen, um die Anzahl von der Maschine präsentierten Artefakten zu optimieren. Alternativ können eine andere Anzahl und verschiedene Anordnungen von Nuten benutzt werden, beispielsweise drei radiale Nuten, wie in Fig. 8 gezeigt.
Jede Kassette, die - wie vorstehend beschrieben - ein oder mehrere Werkstücke oder Werkzeuge halten kann, oder die selbst ein Werkstück bilden kann, ist vom Kassettenladesystem 15 zum Tisch durch den Transfermechanismus 50 übertragbar. Um dies zu erzielen, wird der Tisch gedreht, bis die Nut 110 mit ihrer Achse parallel zur Spindelachse 106 und zur Achse der Schwalbenschwanzoberfläche 112 ausgerichtet ist. Dann wird der Transfermechanismus betätigt, um die Kassette in die Nut auf dem Tisch unter den Klemmen 122 gleiten zu lassen. Die Spindel ist mit einer Spannvorrichtung beladen, um die Spannuten 124 zu betätigen und somit das Werkstück sicher einzuspannen. Sobald die gewünschte Anzahl von Kassetten geladen worden ist, wird die geeignete Werkzeugbestückung der Spindel zugeführt, und zwar entweder von einer Kassette oder von einem zuvor geladenen herkömmlichen Werkzeughaltekarussell auf der Maschine, und die Bearbeitung des Werkstücks wird auf normale Weise durchgeführt, und zwar unter Verwendung des Rotationstisches, um unterschiedliche Seiten der Werkstücke den Werkzeugen in der Spindel zu präsentieren.
Die Drehung des Tisches um die vertikale Achse ermöglicht es, daß drei Seiten einer Kassette und somit die Werkstücke, die sie trägt, vom in der Spindel angebrachten Werkzeug erreicht werden.
Wenn mehrere Werkstücke von der Kassette getragen werden und die Kassette in der horizontalen Richtung länglich ist, wobei Werkstücke horizontal gestapelt sind, können lediglich eine oder zwei Seiten der getragenen Werkstücke bearbeitet werden.
Jedoch können durch Ändern des Aspektverhältnisses der Kassette, so daß sie eine größere Höhe aufweist, wie in Fig. 1 gezeigt, und durch vertikales Stapeln der Werkstücke mehr Seiten bearbeitet werden.
Somit können durch Verwenden mehrerer Kassetten mit mehreren Werkstücken verschiedene Seiten einer größeren Anzahl von Werkstücken von der Spindel erreicht werden, um den Arbeitsdurchsatz zu optimieren.
Wenn mehrere hohe, dünne Kassetten verwendet werden, kann ein zentraler starrer Körper vorgesehen sein, der von der Kassettenempfangseinrichtung in der Richtung von deren Rotationsachse absteht und auf welchem Arretierungen oder Ausnehmungen vorgesehen sind, um mit entsprechenden Ausnehmungen oder Arretierungen auf den Kanten der Kassetten zusammenzuwirken und somit für zusätzliche Steifigkeit für Bearbeitungsvorgänge zu sorgen.
In Fig. 9 ist eine Kassette gezeigt, die ausgelegt ist, Drehschneidwerkzeuge wie beispielsweise Frässchneider und Bohrer oder Werkstücke in Spannfuttern zu speichern, die alle Schäfte aufweisen, um in der Maschinenspindel durch herkömmliche Werkzeuggreifeinrichtungen aufgenommen zu werden.
Die Kassette weist eine Schwalbenschwanznut 150 auf, die in ihrer Basis 152 ausgebildet ist, um der Kassette zu ermöglichen, in der entsprechend geformten Nut auf einer Kassettenempfangseinrichtung angeordnet zu werden. Der Körper der Kassette ist einfach ein Kanalabschnitt, der sich nach oben von der Basis aus erstreckt und dessen oberste Fläche weggeschnitten ist, um eine Vielzahl von Ausnehmungen 154 zum Halten des Kragens 156 eines Werkzeugs oder Spannfutters 158 zu schaffen.
Die innere Peripherie jeder Ausnehmung 154 ist mit einem ringförmigen Vorsprung 160 gebildet, der in die herkömmliche V-Nut paßt, die im Werkzeug- oder Spannfutterkragen ausgebildet ist, um den Kragen in der Ausnehmung zu halten. Eine Einspanneinrichtung, die ein Paar von Schwenkplatten 162 umfaßt, welche durch eine Feder 164 auseinandergedrangt sind, bringt eine Kraft auf die Werkzeugkragen auf, um zu verhindern, daß diese aus der Kassettenladeeinrichtung herausfallen, wenn sie umherbewegt wird, um die Kassetten zu positionieren.
Fig. 10 zeigt schematisch, wie die Steuerung des automatischen Palettenladesystems der vorliegenden Erfindung in den Maschinencontroller integriert werden kann.
Der CNC-Maschinencontroller 200 ist so programmiert, daß er Instruktionen an ein integriertes Steuersystem 202 sendet und von dort Antwortdaten empfängt, und zwar über seinen Eingangs-/Ausgangs-Anschluß. Die Instruktionen, die vom Controller 200 gesendet werden, sind Instruktionen auf hohem Niveau, um beispielsweise eine Kassette oder ein Werkzeug zu wechseln.
Das Steuersystem 202 umfaßt einen Computer, der vorzugsweise ein Personalcomputer (PC) ist, welcher mit den Antriebseinrichtungen und Aktuatoren für die Indizierungsspindel 204, das Kassettenladesystem 206 und den Transfermechanismus 208 verbunden ist. Der PC ist so programmiert, daß er auf Empfang derartiger Instruktionen auf hohem Niveau hin Befehle an die verschiedenen Aktuatoren sendet, um den Kassettenladeförderer, die Indizierungsspindel und den Transfermechanismus anzutreiben und somit geeignete Kassetten in Relation zur Spindel zu positionieren oder Kassetten zum Kassettenladesystem zurückzubringen. Wenn sich die Kassette in Position befindet, sendet der PC ein Bestätigungssignal zurück an die CNC-Steuerung, um mit seinem Steuerprogramm fortzufahren.
Ein Standardmonitor und eine Standardtastatur 210 können hinzugefügt werden, um zu ermöglichen, daß gegebenenfalls weitere Instruktionen manuell in das Steuersystem 202 eingegeben werden.
Ein Merkmal aller vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung ist, daß dieselben Lagefestlegungsmerkmale auf einer Kassette, die es ermöglichen, daß die Kassette auf der Kassettenempfangseinrichtung angeordnet und eingespannt wird, dazu benutzt werden, die Kassette auf dem Kassettenladesystem anzuordnen. Dies führt zu einem sehr vereinfachten Transfermechanismus, in welchem es lediglich notwendig ist, die Kassettenlagefestlegungsmerkmale auf dem Ladesystem mit den Kassettenlagefestlegungsmerkmalen auf der Kassettenempfangseinrichtung auszurichten, und dann können die Kassetten durch eine Vorwärts- oder Rückwärtsschiebebewegung geladen oder abgeladen werden. Die Kassettenlagefestlegungs- und -einspannmerkmale auf dem Kern stellen sicher, daß jede Kassette genau am selben Ort auf dem Kern positioniert wird. Somit sorgt die Erfindung für eine einzige Lade- und Entladeanordnung, um die Werkzeugmaschine mit Werkstücken, fixierten Werkzeugen, Schneidwerkzeugen oder Arbeitshaltern zu versehen. Außerdem, da die Indizierungsspindel dazu verwendet wird, die Kassetten relativ zum Transfermechanismus zu positionieren, kann in einer bevorzugten Form der Transfermechanismus eine einfache fixierte lineare Schiebe-Zieh-Einrichtung sein.
Die vorstehend beschriebene Erfindung verleiht den Bearbeitungsverfahren, die beim Herstellen von Werkstücken verwendet werden, signifikante Flexibilität. So können beispielsweise alle Werkzeuge, die zum Produzieren eines Produkts erforderlich sind, in eine oder mehrere Werkzeughaltekassetten an einer entfernten Ladestation geladen und zusammen mit ausreichend Werkstückhaltekassetten gestapelt werden, um für die erforderliche Anzahl von Werkstücken für einen gegebenen Satz auf dem Kassettenladesystem zu sorgen. Das Kassettenladesystem geringen Gewichts kann dann zur Maschine gebracht werden. Die Maschine kann programmiert sein, um jede Kassette der Reihe nach auf die Kassettenempfangseinrichtung zu laden. Aus Sicherheitsgründen kann jede Kassette irgendein Identifizierungsmittel tragen, welches beispielsweise von einer Sonde auf der Maschine nachgewiesen werden kann, um die Maschine zu stoppen, wenn etwas schief läuft. Die Bewegung der Maschine und des Ladesystems können dann programmiert sein, um irgendeines der folgenden Betriebsverfahren auszuführen.
Wenn die Werkzeugmaschine, der das Artefakthandhabungssystem zugeordnet ist, ihr eigenes Werkzeughaltesystem und ihre eigene Steuerung aufweist, können eine oder mehrere Kassetten, welche die erforderliche Werkzeugbestückung für einen unbemannten Produktionslauf enthalten, geladen werden. Die Maschinenspindel ist so programmiert, daß sie die Werkzeuge aus den Kassetten entfernt und sie in den Werkzeughalter lädt, und der Controller betätigt das Ladesystem, um die leeren Kassetten zu entfernen, wobei sie gegebenenfalls durch weitere Werkzeughaltekassetten ersetzt werden. Kassetten, die Werkstücke halten, oder Opferkassetten, die als Werkstükke wirken, können dann geladen und entladen werden, und zwar durch die Befehle vom Controller zum Kassettenladesystem, der auch das Indizieren der Kassetten steuert, um die geeigneten Seiten der Werkstücke der Spindel und der Ansammlung von Werkzeugen vom Werkzeughalter zu präsentieren und somit die vorprogrammierte Sequenz von Bearbeitungsvorgängen auszuführen.
Wenn die Werkzeugmaschine keinen Werkzeughalter aufweist, kann eine der Kassetten, die Werkzeuge enthält, auf der Kassettenempfangseinrichtung gespeichert werden, während andere Kassetten, die Werkstücke enthalten, auf die Kassettenempfangseinrichtung geladen und von dieser abgeladen werden. Unter diesen Umständen ist der Maschinencontroller so programmiert, daß die Kassettenempfangseinrichtung indiziert wird, um die Werkzeughaltekassette der Maschinenspindel zu präsentieren und somit Werkzeuge von der Werkzeughaltekassette aufzunehmen und zu ersetzen, und zwar zwischen dem Indizieren der Werkstückhaltekassetten, um Werkstücke dem in der Spindel gehaltenen Werkzeug zu präsentieren. Es ist eine Frage der Angemessenheit, ob der Controller so programmiert ist, daß werkstückhaltende Kassetten auf die Kassettenempfangseinrichtung oder von dieser weg bewegt werden, um einen Vorgang an allen auf der Kassettenladeeinrichtung gespeicherten Werkstücken durchzuführen, während ein Werkzeug in der Spindel gehalten wird, oder ob die Werkzeuge gewechselt werden, um alle Vorgänge an den in den Kassetten auf der Kassettenempfangseinrichtung gehaltenen Werkstücken durchzuführen, bevor die Werkstückhaltekassetten gewechselt werden, um neue Werkstücke für die Bearbeitung bereitzustellen.
Es ist zu erkennen, daß die Fähigkeit, Kassetten auf der Kassettenempfangseinrichtung unabhängig von anderen Kassetten zu wechseln, die auf den Kassettenempfangseinrichtungen gespeichert bleiben, für eine einzigartige Flexiblität der Maschine sorgt. Im Vergleich mit einer Maschine, die ein herkömmliches Rotationspalettensystem aufweist, verleiht dieser Aspekt der Erfindung die Fähigkeit, Werkstücke auf der Palette zu wechseln, ohne daß die Palette gewechselt werden muß.
In noch einem weiteren Beispiel der Vielseitigkeit der vorliegenden Erfindung bei der Bearbeitung von Werkstücken stellt das nachstehend beschriebene Betriebsverfahren ein Beispiel dafür dar, wie eine standardmäßige Vertikalspindelfräsmaschine mit einer Drehfähigkeit versehen werden kann, wodurch sie in eine Fräs-Dreh-Maschine umgewandelt wird.
Als ein erster Schritt wird das Kassettenladesystem mit Kassetten beladen, welche die erforderlichen Frässchneider, Drehwerkzeuge, einen Fräsvorgang erfordernden Werkstücke und Spannfutter enthält, die einen Drehvorgang erfordernde Werkstücke halten. Die Werkstücke, die einen Fräsvorgang erfordern, können bereits einem Drehvorgang unterzogen worden sein, und umgekehrt.
Sobald sie auf das Kassettenladesystem geladen sind, wird das Steuersystem programmiert,
a) um eine Kassette, welche die Fräswerkzeuge enthält, zu laden. Diese können von der Maschinenspindel zum Maschinenwerkzeughalter transferiert werden, wenn sie einen aufweist, und die leere Kassette kann wieder auf das Ladesystem geladen werden;
b) um eine oder mehrere Kassetten zu laden, welche die Werkstücke enthalten (oder darstellen), die einen Fräsvorgang erfordern;
c) um den Fräsvorgang an den Werkstücken durchzuführen; im übrigen können in diesem Stadium die Kassetten zum Ladesystem zurückgebracht werden, und weitere Kassetten können geladen werden, während sich die Frässchneider an ihrem Platz befinden;
d) um die Kassetten gegen andere Kassetten auszutauschen, die Spannfutter enthalten, welche die einen Drehvorgang erfordernden Werkstücke halten, die die Maschinenspindel im Werkzeughalter der Maschine speichern kann, wenn Raum zur Verfügung steht;
e) um eine oder mehrere Kassetten zu laden, die Drehwerkzeuge enthalten;
f) um den Drehvorgang durchzuführen, indem die Werkstücke in der Spindel gegen die statischen Drehwerkzeuge gedreht werden.
Diese Vorgänge können wieder verständlicherweise in einer beliebigen Reihenfolge ausgeführt werden.
Derzeit wird in Betracht gezogen, daß die Fräs-Dreh-Sequenz von Vorgängen einen zweiteiligen Betrieb erfordert, in welchem die Werkstücke von der Maschine nach einem ersten Vorgang entfernt und auf eine geeignete Weise wieder in die Kassetten für den nächsten Vorgang geladen werden.
Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, daß die Kassetten eine rechtwinklige Form aufweisen, wobei sich ihre größten Abmessungen in den Richtungen der Achsen der beiden Spindeln erstrecken. Somit kann eine große Anzahl von Kassetten Seite an Seite auf dem Kassettenladesystem gespeichert werden, wodurch eine relativ kleine Bodenfläche im Vergleich zu den herkömmlichen flachen quadratischen Palettensystemen in Anspruch genommen wird.
Ein weiteres Merkmal des Designs ist, daß die Indizierungsspindel in der Lage ist, den Kassettenempfänger so zu positionieren, daß die Bearbeitungsspindel Zugang zu mehreren Seiten von mehreren Kassetten besitzt, die auf der Peripherie des Empfängers angebracht sind, wobei jede Kassette mehrere Werkstücke tragen kann.

Claims

1. Ein Artefakthandhabungssystem für eine Werkzeugmaschine, wobei die Maschine aufweist:

eine Indizierungsspindel (2), die um eine erste Achse 2A drehbar ist,

eine Vielzahl von Artefakthaltekassetten (10), auf denen jeweils Lagefestlegungsmerkmale (11, 12) vorgesehen sind,

eine Kassettenempfangseinrichtung (4), die Lagefestlegungs- und Einspannmittel (4B, 6, 7, 8) umfaßt, die mit den Lagefestlegungsmerkmalen auf den Kassetten zusammenwirken, um die Kassetten genau in Position darauf anzuordnen und einzuspannen, wobei die Einrichtung auf der Indizierungsspindel der Maschine zur Drehung mit dieser angebracht ist, um die Kassetten in Relation zu der Spindel zu positionieren,

dadurch gekennzeichnet, daß die von den Kassetten gehaltenen Artefakte sowohl Werkzeuge als auch Werkstücke umfassen, und daß das System weiter umfaßt:

ein Kassettenladesystem (15), auf welchem die Kassetten gespeichert sind und welches benachbart der Kassettenempfangseinrichtung positionierbar ist, und welches Antriebsmittel umfaßt, um eine gewünschte Kassette relativ zur Kassettenempfangseinrichtung zu positionieren, und einen Kassettentransfermechanismus (50, 52) zum Transferieren von Kassetten zwischen dem Kassettenladesystem und der Kassettenempfangseinrichtung, um die Werkzeuge und Werkstücke für die Maschine bereitzustellen, und

Steuermittel (202), die an sich bekannt sind, um automatisch die Antriebsmittel, die Lademittel, die Einspannmittel und die Werkzeugmaschine zu steuern und somit die korrekten Werkzeuge oder Werkstücke für die Maschine gemäß einer vorprogrammierten Sequenz von Bearbeitungsvorgängen bereitzustellen.

2. Ein Artefakt-Handhabungssystem wie in Anspruch 1 beansprucht, und in welchem das Kassettenladesystem transportierbar und mit Anbringungselementen (14) versehen ist, die mit Anbringungselementen benachbart der Maschine zusammenwirken, um dem System zu ermöglichen, entfernt und wiederholbar erneut in Position angeordnet zu werden.

3. Ein Artefakthandabungssystem wie in Anspruch 1 beansprucht, und in welchem auf dem Kassettenladesystem Kassettenhaltemerkmale (22, 23, 24, 25) vorgesehen sind, die mit den Lagefestlegungsmerkmalen auf der Kassette zusammenwirken.

4. Ein Artefakthandhabungssystem wie in Anspruch 1 beansprucht, und in welchem das Kassettenladesystem einen Förderer umfaßt, der eine Vielzahl von Kettenverbindungen (18) aufweist, die Seite an Seite angebracht und durch drehbare Verbinder (19) miteinander verbunden sind.

5. Ein Artefakthandhabungssystem wie in Anspruch 4 beansprucht, und in welchem das Antriebsmittel des Kassettenladesystems einen Schwenkhebel (30), dessen eines Ende mit Mitteln (29) in Eingriff und außer Eingriff bringbar ist, die auf jeder Verbindung vorgesehen sind, und Betätigungsmittel (33) umfaßt, um den Eingriff und die Trennung zu veranlassen und das Verschwenken des Hebels zu veranlassen, um die Verbindungen vorwärts oder rückwärts in schrittweisen Bewegungen anzutreiben.

6. Ein Artefakthandhabungssystem wie in Anspruch 5 beansprucht, und in welchem das Betätigungsmittel weiter Festsetzmittel (31, 37, 40, 41) umfaßt, die mit den Verbindungen in Eingriff und außer Eingriff bringbar sind, um die Verbindungen in Position nach jeder schrittweisen Bewegung festzusetzen und die Verbindungen freizugeben, um die nächste schrittweise Bewegung zu gestatten.

7. Ein Artefakthandhabungssystem wie in Anspruch 1 beansprucht, und in welchem die Kassettenempfangseinrichtung (4) auf der Indizierungsspindel zur Drehung um eine zur ersten Achse kolineare Achse (4A) angebracht ist, die Mittel zum Anordnen und Einspannen der Kassetten in Position darauf auf einer Vielzahl von peripheren Oberflächen (4B) der Kassettenempfangseinrichtung vorgesehen sind, wodurch eine Vielzahl von Kassetten gleichzeitig auf der Kassettenempfangseinrichtung gehalten werden kann, und worin das Steuersystem (202) betreibbar ist, um ein Indizieren der Kassettenempfangseinrichtung und einen nachfolgenden Betrieb des Transfermechanismus (50, 52) zu veranlassen, und um eine einzige Kassette (10) zu veranlassen, unabhängig auf die Kassettenempfangseinrichtung (4) geladen oder von dieser entfernt zu werden, während irgendwelche anderen Kassetten auf der Kassettenempfangseinrichtung ungestört bleiben.

8. Ein Artefakthandhabungssystem wie in Anspruch 1 beansprucht, und in welchem die Kassetten so entworfen sind, daß sie Artefakte tragen, die aus irgendwelchen der folgenden Artefakte ausgewählt sind:

a) fixierte Werkzeuge für Dreh- oder Fräsvorgänge an einem drehbaren Werkstück, oder

b) drehbare Werkzeugbestückung zur Anbringung in der Maschinenspindel zum Durchführen von maschinellen Bearbeitungsvorgängen an einem sich nicht drehenden Werkstück, oder

c) Werkstücke, oder

d) Kalibrationsartefakte, um Vergleichsmessungen von Werkstücken vorzunehmen, oder

e) Meßsonden.

9. Ein Verfahren zum Betreiben eines Artefakthandhabungssystem mit einer Kassettenempfangseinrichtung (4), die auf einer Indizierungsspindel (2) einer Maschine angebracht ist, und einem Kassettenladesystem (15), das benachbart der Kassettenempfangseinrichtung (4) positionierbar ist, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:

daß das Kassettenladesystem (15) mit wenigstens zwei Kassetten (10), die Artefakte bereitstellen, beladen wird, daß die Steuermittel (202) programmiert werden, um die folgenden sequentiellen Funktionen auszuführen,

daß die Indizierungsspindel (2) gedreht wird, um zu veranlassen, daß die Kassettenempfangseinrichtung (4) in eine Position indiziert wird, in welcher sie eine erste Kassette der Kassetten (10) empfangen kann,

daß die Antriebsmittel der Kassettenlagefestlegungseinrichtung betrieben wird, um die eine Kassette der Kassetten (10) gegenüber der Kassettenempfangseinrichtung (4) zu positionieren, und

daß der Transfermechanismus (50, 52) betrieben wird, um die eine Kassette der Kassetten (10) vom Kassettenladesystem (15) auf die Kassettenempfangseinrichtung (4) zu transferieren,

dadurch gekennzeichnet, daß das Steuermittel (202) programmiert wird, um die weiteren Schritte auszuführen,

daß die Indizierungsspindel (2) gedreht wird, um zu veranlassen, daß die Kassettenempfangseinrichtung (4) in eine andere Position indiziert wird, in der sie eine andere Kassette (10) empfangen kann, wobei sich die erste Kassette nach wie vor an ihrem Platz befindet,

daß das Antriebsmittel der Kassettenladeeinrichtung betrieben wird, um eine andere Kassette der Kassetten gegenüber der Kassettenempfangseinrichtung (4) zu positionieren, und

daß der Transfermechanismus (50, 52) betrieben wird, um die andere Kassette der Kassetten (10) vom Kassettenladesystem (15) auf die Kassettenempfangseinrichtung (4) zu transferieren,

und weiter dadurch gekennzeichnet, daß eine der beiden Kassetten (10) mit Werkzeugen und die andere mit Werkstücken versehen ist, wodurch die Werkzeugmaschine mit sowohl Werkzeugen als auch Werkstücken durch denselben Transfermechanismus beladen wird.

10. Ein Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine, die ein Artefakthandhabungssystem umfaßt, welches eine Kassettenempfangseinrichtung (4), die auf einer Indizierungsspindel (2) der Werkzeugmaschine angebracht ist, und ein Kassettenladesystem (15) aufweist, das benachbart der Kassettenempfangseinrichtung (4) positionierbar ist, wie in Anspruch 1 beansprucht, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt,

daß die Kassettenladeeinrichtung mit artefakttragenden Kassetten (10) beladen wird, die Werkstücke, Fräswerkzeuge und statische Drehwerkzeuge umfassen,

daß die Steuermittel (202) programmiert werden, um die folgenden Funktionen auszuführen:

a) daß das Kassettenladesystem (15), die Indizierungsspindel (2) und der Transfermechanismus (50, 52) betrieben werden, um auf die Kassettenempfangseinrichtung (4) wenigstens eine werkstückbereitstellende Kassette (10) und eine Werkzeugkassette (10) zu laden, die das eine Werkzeug eines Fräswerkzeugs oder eines Schneidwerkzeugs trägt,

b) daß ein von der Werkzeugkassette bereitgestelltes Werkzeug verwendet wird, wodurch der eine Vorgang eines Fräs- oder Drehvorgangs an einem Werkstück durchgeführt wird, das von der werkstückbereitstellenden Kassette bereitgestellt wird,

c) daß das Kassettenladesystem (15), die Indizierungsspindel (2) und der Transfermechanismus (50, 52) betrieben werden, um auf die Kassettenempfangseinrichtung (4) wenigstens eine werkstückbereitstellende Kassette und eine Werkzeugkassette zu laden, welche das andere Werkzeug eines Fräswerkzeugs oder eines Schneidwerkzeugs trägt, und

d) daß ein Werkzeug verwendet wird, das von der Werkzeugkassette bereitgestellt wird und den anderen Vorgang des Fräs- oder Drehvorgangs an einem Werkstück durchführt, das von der werkstückbereitstellenden Kassette bereitgestellt wird.