DE4422416C1 - Bearbeitungszentrum - Google Patents
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- Y10T409/3056—Milling including means to infeed work to cutter with work holder and means to selectively position work
Description
Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum zur mechanischen
Bearbeitung von Werkstücken, mit mindestens einer Arbeitsein
heit, die mindestens eine zu einer Rotationsbewegung antreibbare
Arbeitsspindel aufweist, die mit einem Bearbeitungswerkzeug be
stückbar ist, mit dem mindestens ein in einer Bearbeitungszone
angeordnetes Werkstück bearbeitet werden kann, mit einem Werk
stückträger, an dem das Werkstück mittels einer an dem Werk
stückträger angeordneten Spannvorrichtung lösbar festgespannt
ist, wobei die Arbeitseinheit und der Werkstückträger relativ
zueinander verfahrbar sind, mit einer Förder- und Positionier
einrichtung für den Werkstückträger, durch die der Werkstückträ
ger zwischen der Bearbeitungszone und einer außerhalb der Bear
beitungszone befindlichen Werkstück-Wechselstation verfahrbar
ist, und mit einem Greifer für den Wechsel von zu bearbeitenden
und bereits bearbeiteten Werkstücken, wobei der Greifer das
Werkstück von oben oder von der Seite her aufnimmt, hochhebt und
in die Bearbeitungszone fördert und nach der Bearbeitung an ei
nem Werkstück-Ablageplatz in der Werkstück-Wechselstation von
oben oder von der Seite her absetzt.
Ein Bearbeitungszentrum dieser Art ist bei der in der
EP 0 088 645 A1 beschriebenen spanabhebenden Werkzeugmaschine
verwirklicht. Diese verfügt zusätzlich über weitere Maschinen
teile, die einen Einsatz als Vertikaldrehmaschine mit rotieren
dem Werkstück und stationärem Werkzeug ermöglichen. Soweit das
Bearbeitungszentrum der eingangs genannten Art betroffen ist,
umfaßt die bekannte Maschine einen von einem Teilkopf gebildeten
Werkstückträger und eine neben diesem angeordnete, von einem Ma
gazin gebildete Werkstück-Wechselstation. Ein Greifer setzt die
unbearbeiteten und bearbeiteten Werkstücke zwischen der Werk
stück-Wechselstation und dem Werkstückträger um. Das Bearbei
tungswerkzeug ist an der rotierenden Arbeitsspindel einer Ar
beitseinheit gespannt.
Während der Werkstückbearbeitung nimmt der Greifer eine Bereit
schaftsstellung außerhalb der Bearbeitungszone ein. Er muß daher
bei jedem Werkstückwechsel unmittelbar vor und nach dem Bearbei
tungseingriff des Bearbeitungswerkzeuges zwischen der Bereit
schaftsstellung und der Bearbeitungszone verfahren werden. Der
dafür notwendige Zeitaufwand wirkt sich negativ auf die Werk
stück-Umrüstzeiten und somit die gesamten Werkstück-Bearbei
tungszeiten aus. Außerdem ist es relativ umständlich, den stän
dig in der Bearbeitungszone verbleibenden Werkstückträger von
Spänen zu reinigen, was ebenfalls in einem erhöhten Zeitaufwand
resultiert.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bear
beitungszentrum der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei
verringertem baulichem Aufwand kürzere Werkstück-Bearbeitungs
zeiten und eine vereinfachte Späneentsorgung ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist vorgesehen, daß die Spannvorrich
tung an dem Werkstückträger den Greifer bildet und der Greifer
das Werkstück in Bearbeitungseingriff bringt, wobei das jeweils
zu bearbeitende Werkstück von der Aufnahme bis zum erneuten Ab
setzen in der Werkstückwechselstation, und somit auch während
der dazwischenliegenden Bearbeitung durch das an der mindestens
einen rotierenden Arbeitsspindel der Arbeitseinheit angeordnete
Bearbeitungswerkzeug, ständig am Greifer verbleibt.
Auf diese Weise wird ein separater Greifer wie beim Stand der
Technik zum Umsetzen der Werkstücke zwischen der Werkstück-Wech
selstation und der Bearbeitungszone eingespart. Die Spannvor
richtung an dem Werkstückträger hat eine Doppelfunktion, indem
sie sowohl zur Handhabung beim Fördern der Werkstücke in die und
aus der Bearbeitungszone und zum andern zum Festhalten des Werk
stückes während der Bearbeitung dient. Der von der Spannvorrich
tung gebildete Greifer holt sich die zu bearbeitenden Werkstücke
selbst und gibt sie nach der Bearbeitung auch selbst wieder zu
rück, wobei er sie in der Zwischenzeit in Bearbeitungseingriff
bringt. Da sich Leerfahrten des Greifers erübrigen, kann insge
samt die Werkstück-Bearbeitungszeit verringert werden. Man er
reicht somit bereits mit nur einem einzigen Werkstückträger hohe
Bearbeitungsstückzahlen mit entsprechend hoher Produktivität. Da
die Werkstücke nun auch im hängenden Zustand bearbeitet werden
können, kann ein Großteil der entstehenden Späne frei nach unten
fallen, ohne die Spannvorrichtung bzw. den Greifer und daran an
geordnete Spann- und Anlagefläche zu verschmutzen. Dies ermög
licht eine vereinfachte Späneentsorgung bei gleichzeitiger Ver
ringerung des Reinigungsaufwandes vor dem erneuten Spannens ei
nes Werkstückes. Insgesamt liegt durch die Erfindung ein "Pick
up"-System vor, da der Werkstückträger mit seiner Spannvorrich
tung das jeweils zu bearbeitende Werkstück selbst abholt und
aufnimmt.
Zwar wird in der Werkzeugmaschine gemäß EP 0 088 645 A1 bei ei
nem Einsatz als Vertikaldrehmaschine das jeweils zu bearbeitende
Werkstück von dem als Werkstückträger fungierenden Spannfutter
selbst aus dem Werkstückmagazin geholt und nach der Bearbeitung
wieder zurückgesetzt. Diese Anwendung beschränkt sich jedoch auf
den Drehbetrieb bei rotierendem Spannfutter und feststehendem
Werkzeug. Bei einem Einsatz als Bearbeitungszentrum der eingangs
genannten Art wird auf einen zusätzlichen Greifer zum Umsetzen
der Werkstücke zurückgegriffen.
Entsprechendes gilt auch für die aus der DE 40 22 458 A1 be
kannte Werkzeugmaschine. Dort sitzt der im Betrieb rotierende
Werkstückträger unterhalb des stationären Bearbeitungswerkzeuges
und wird mit Hilfe eines Greifers bestückt. Die Bestückungszeit
ist zwar kürzer als im Falle der EP 0 088 645 A1, da zwei
Greifer vorhanden sind. Der hierfür erforderliche höhere ma
schinentechnische Aufwand führt allerdings zu einer nicht unbe
trächtlichen Verteuerung der Werkzeugmaschine.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteran
sprüchen aufgeführt.
Der in der Werkstückwechselstation vorhandene Werkstück-Bereit
stellungsplatz, von dem der Werkstückträger das jeweils zu bear
beitende Werkstück entnimmt, kann mit dem Werkstück-Ablageplatz
identisch sein.
Der Werkstückträger umfaßt zweckmäßigerweise eine auch als Pa
lette bezeichenbare Aufspannplatte, die an der Förder- und Posi
tioniereinrichtung hängend angeordnet ist, wobei sich an ihrer
Unterseite die Spannvorrichtung befindet.
Um eine optimale Spanabfuhr zu erhalten befindet sich unterhalb
der Bearbeitungszone zweckmäßigerweise ein Späneauffangschacht,
der in eine Fördereinrichtung münden kann, die die anfallenden
Späne abtransportiert.
Die mindestens eine vorhandene Arbeitseinheit kann in einspind
liger oder in mehrspindliger Ausführungsform vorgesehen sein.
Die einspindlige Ausführungsform kommt vor allem bei Hochge
schwindigkeitsbearbeitung zum Einsatz, wobei man vorzugsweise
auf eine Lösung zurückgreift, bei der Spindel und Motor zu einer
Einheit zusammengefaßt sind. Vor allem bei einspindliger Ausfüh
rungsform kann es sich empfehlen, mehrere und vorzugsweise zwei
derartige Arbeitseinheiten gleichzeitig vorzusehen, die insbe
sondere in einer Horizontalebene nebeneinander angeordnet sind
und unabhängig voneinander arbeiten. So kann zum Beispiel die
eine Arbeitseinheit einen Bearbeitungsvorgang durchführen, wäh
rend bezüglich der momentan nicht in Betrieb befindlichen Ar
beitseinheit ein Werkzeugwechsel stattfindet.
Um eine rasche Umrüstung des Bearbeitungszentrums auf andere
Werkstücke zu ermöglichen, ist der Werkstückträger vorzugsweise
auswechselbar an der Positioniereinrichtung angeordnet. Er läßt
sich dann gemeinsam mit der an ihm vorgesehenen Spannvorrichtung
austauschen und durch einen Werkstückträger mit anders gestalte
ter Spannvorrichtung ersetzen. Um die Umrüstung zu erleichtern,
empfiehlt sich die Ausrüstung mit einer Werkstückträger-Wechsel
vorrichtung, der ein Werkstückträger-Magazin zugeordnet ist. Das
Auswechseln der Werkstückträger zwischen der Werkstückträger-
Wechselvorrichtung und dem Werkstückträger-Magazin kann zum Bei
spiel von Hand oder mit einer geeigneten Hilfseinrichtung erfol
gen.
Eine bevorzugte Ausführungsform sieht vor, den Werkstückträger
an einer auslegerartigen Partie der Positioniereinrichtung anzu
ordnen, um möglichst viel Bewegungsspielraum für den Werkstück
träger zu bieten.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung
näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine Vorderansicht einer bevorzugten Bauform des
Bearbeitungszentrums mit Blickrichtung gemäß Pfeil
I aus Fig. 2,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das Bearbeitungszentrum mit
Blickrichtung gemäß Pfeil II aus Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Bearbeitungszentrums mit
Blickrichtung gemäß Pfeil III aus Fig. 1,
Fig. 4 die in Fig. 1 bis 3 der Übersichtlichkeit hal
ber nicht oder nur schematisch dargestellte Werk
stückträger-Wechselvorrichtung in einer aus
schnittsweisen Seitenansicht mit Blickrichtung ge
mäß Pfeil III,
Fig. 5 eine Draufsicht gemäß Pfeil V auf die Anordnung
der Fig. 4,
Fig. 6 eine verkleinerte Draufsicht auf eine weitere Aus
führungsform des Bearbeitungszentrums,
Fig. 7 eine besondere Anordnung des Werkstückträgers, und
Fig. 8 eine weitere Modifikation des Bearbeitungszen
trums.
Alle Abbildungen sind schematisch gehalten. Es wurde insbeson
dere auf die Darstellung der erforderlichen Antriebs- und Steu
ermittel verzichtet, die als solche bekannt sind und vom Fach
mann nach Bedarf eingesetzt werden können.
Das aus Fig. 1 bis 5 hervorgehende Bearbeitungszentrum be
sitzt einen Tisch oder Sockel 1, im Bereich dessen Rückseite ein
nach oben ragender Träger 2 vorgesehen ist. Im oberen Bereich
des Trägers 2 und mit vertikalem Abstand zur Sockeloberseite 3
ist eine zum Beispiel schienenartige erste Horizontalführung 4
vorgesehen. An ihr ist eine Vertikalführung 5 horizontal linear
beweglich gelagert, die entsprechende erste horizontale Bewe
gungsrichtung ist durch Doppelpfeil 6 gekennzeichnet.
An der Vertikalführung 5 sitzt ein gemäß Doppelpfeil 7 in einer
vertikalen Bewegungsrichtung bewegbar geführter Hubschlitten 8.
An der Unterseite des Hubschlittens 8 ist ein Drehteller 11 an
geordnet. Er ist um eine vertikale Achse 12 relativ zu dem Hub
schlitten 8 verdrehbar. Die Drehrichtung ist durch Doppelpfeil
13 verdeutlicht.
An dem Drehteller 11 ist über
eine Kupplungseinrichtung 14 ein Werkstückträger 15 lösbar an seiner Unterseite fest
gelegt. Der Drehteller 11, der Hubschlitten 8, die Vertikalfüh
rung 5 und die erste Horizontalführung 4 bilden eine allgemein
mit 16 bezeichnete Förder- und Positioniereinrichtung für den angekuppelten
Werkstückträger 15. Dieser läßt sich somit gemäß den Bewegungs
richtungen 6, 7 und 13 bedarfsgemäß bewegen, um in eine ge
wünschte Position verbracht zu werden. Im Folgenden sei die Förder-
und Positionierungseinrichtung zur Vereinfachung nunmehr als "Positionier
richtung 16" bezeichnet.
An dem Sockel 1 ist im Bereich der Sockeloberseite 3 eine zweite
Horizontalführung 17 vorgesehen. Sie erstreckt sich, in vertika
ler Draufsicht gesehen, im rechten Winkel zu der ersten Horizon
talführung 4. An ihr sitzt eine in ihrer Längsrichtung gemäß
Doppelpfeil 18 in einer zweiten horizontalen Bewegungsrichtung
hin und her verfahrbare Arbeitseinheit 22. Beispielsgemäß han
delt es sich um eine einspindlige Arbeitseinheit, die über eine
Arbeitsspindel 23 verfügt, an der ein gewünschtes Bearbeitungs
werkzeug 24 lösbar festlegbar ist. Mittels eines nicht darge
stellten und in die Arbeitseinheit 22 integrierten Antriebsmo
tors läßt sich die Arbeitsspindel 23 und damit das Bearbeitungs
werkzeug 24 in an sich bekannter Weise zu einer Rotationsbewe
gung antreiben. Die Motorauslegung ermöglicht vorliegend eine
Hochgeschwindigkeitsbearbeitung.
An die Stelle der einspindligen Arbeitseinheit 22 kann auch eine
Mehrspindel-Arbeitseinheit treten, die gleichzeitig mit mehreren
rotationsangetriebenen Bearbeitungswerkzeugen bestückbar ist.
An dem Werkstückträger 15 ist eine Spannvorrichtung 25 angeord
net, so daß sich an dem Werkstückträger 15 ein zu bearbeitendes
Werkstück 26 lösbar und in einer vorbestimmten Position fest
spannen läßt. Diese Position sei als Trägerstellung bezeichnet.
Die oben erwähnten Bewegungsfreiheitsgrade 6, 7, 13, 18 ermögli
chen Relativbewegungen zwischen dem Bearbeitungswerkzeug 24 und
dem in Trägerstellung befindlichen Werkstück 26, so daß letz
teres beliebig bearbeitet werden kann, indem das Bearbeitungs
werkzeug 24 in erforderlicher Weise mit ihm in Eingriff gebracht
wird.
Die Vertikalführung 5 und der Hubschlitten 8 sind von vorne her
an die erste Horizontalführung 4 angesetzt, so daß der Hub
schlitten 8 zusammen mit dem vorzugsweise angebrachten Drehtel
ler 11 nach Art eines Auslegers nach vorne ragt (Fig. 3). Da
durch wird der Werkstückträger 15 mit dem in Trägerstellung be
findlichen Werkstück 26 mit Abstand oberhalb der Sockeloberseite
3 und vor dem Träger 2 gehalten. Von der Vorderseite 27 her ist
der oberhalb des Sockels 1 befindliche Bereich, der die Bearbei
tungszone 28 darstellt, somit im wesentlichen frei zugänglich
und einsehbar.
Beispielsgemäß ist die Anordnung so getroffen, daß die erste ho
rizontale Bewegungsrichtung 6 in Breitenrichtung des Sockels 1
und somit in Fig. 2 von links nach rechts verläuft. Die zweite
horizontale Bewegungsrichtung 18 verläuft in Tiefenrichtung des
Sockels 1 zwischen der Vorderseite und der Rückseite. Beispiels
gemäß ist die zweite Horizontalführung 17 im linken Randbereich
des Sockels 1 angeordnet und die Drehachse 32 der Arbeitsspindel
23 verläuft parallel zur ersten horizontalen Bewegungsrichtung
6. Die Bearbeitungszone 28 wird, in Draufsicht gemäß Fig. 2 ge
sehen, von der ersten und der zweiten Horizontalführung 4, 17,
sowie dem vorderen und dem rechten Seitenrand 33, 34 des Sockels
1 eingerahmt.
Die Positioniereinrichtung 16 dient nicht nur zur Positionierung
des Werkstückes 26 während der Bearbeitung, sondern auch zum
Verlagern des angekuppelten Werkstückträgers 15 zwischen der er
wähnten Bearbeitungszone 28 und einer Werkstück-Wechselstation
35. Letztere befindet sich vorzugsweise außerhalb der Bearbei
tungszone 28 und liegt beim Ausführungsbeispiel, in Draufsicht
gemäß Fig. 2 gesehen, seitlich neben dem rechten Seitenrand 34.
In der Werkstück-Wechselstation 35 ist ein Werkstückwechsel be
züglich des Werkstückträgers 15 möglich, d. h. das zuvor in Trä
gerstellung befindliche Werkstück wird nach der Bearbeitung
durch das nächste zu bearbeitende Werkstück ersetzt. Es findet
ein Werkstückaustausch statt.
Die erste Horizontalführung 4 erstreckt sich seitlich über den
rechten Seitenrand 34 hinaus, so daß die Vertikalführung 5 mit
dem Werkstückträger 15 längs dieser ersten Horizontalführung 4
in die Werkstück-Wechselstation 35 verfahrbar ist. Die in der
Werkstück-Wechselstation 35 eingenommene Werkstück-Wechselstel
lung ist in Fig. 1 und 2 strichpunktiert bei 36 angedeutet.
In der Werkstück-Wechselstellung 36 nimmt der Werkstückträger 15
eine Stellung vertikal oberhalb eines in der Werkstück-Wechsel
station 35 vorgesehenen Werkstück-Bereitstellungsplatzes 37 ein.
Um den unbestückten Werkstückträger 15 mit einem Werkstück 26 zu
bestücken, wird das entsprechende Werkstück 26 in einer Bereit
stellungsposition 42 an dem Werkstück-Bereitstellungsplatz 37
angeordnet. Anschließend fährt der in Werkstück-Wechselstellung
36 befindliche Werkstückträger 15 aus einer mit Abstand oberhalb
des Werkstückes 26 liegenden Bereitschaftsposition 43 in verti
kaler Bewegungsrichtung 7 nach unten in eine Aufnahmeposition
44, in der er das Werkstück 26 mit seiner Spannvorrichtung 25
ergreift und festspannt. Die Aufnahme des Werkstückes 26 ge
schieht also von oben her und unmittelbar durch die Spannvor
richtung 25, die somit gleichzeitig eine Greiferfunktion hat. In
der Position, in der die Spannvorrichtung 25 das Werkstück 26
aus der Bereitstellungsposition 42 übernimmt, bleibt das Werk
stück 26 am Werkstückträger 15 festgespannt, bis es nach erfolg
ter Bearbeitung wieder in der Werkstückwechselstation 35 abge
legt wird. Das in der Bereitstellungsposition 42 gespannte Werk
stück 26 wird durch vertikales Anheben des Hubschlittens 8 vom
Werkstück-Bereitstellungsplatz 37 angehoben und nimmt fortan
eine Hängeposition am Werkstückträger 15 bis zur Rückgabe in die
Werkstück-Wechselstation 35 ein.
Die Rückgabe erfolgt in umgekehrter Bewegungsabfolge, wobei der
Werkstückträger 15 zunächst wieder in die Werkstück-Wechselstel
lung 36 gebracht wird, so daß er sich in einer auf einem höheren
Niveau liegenden Bereitschaftsposition 43 mit Abstand oberhalb
eines Werkstück-Ablageplatzes 38 der Werkstückwechselstation 35
befindet. Dieser Werkstück-Ablageplatz 38 ist zweckmäßigerweise
mit dem Werkstück-Bereitstellungsplatz 37 identisch, so daß das
bearbeitete Werkstück durch Absenken des Werkstückträgers 15
wieder in einer der vorangegangenen Bereitstellungsposition 42
entsprechenden Position abgelegt wird.
Es versteht sich, daß der Werkstück-Ablageplatz 38 nicht notwen
digerweise mit dem Werkstück-Bereitstellungsplatz 37 identisch
sein muß. Vor allem bei kontinuierlicher Zuführung von Werkstüc
ken 26 und wenn der Werkstück-Bereitstellungsplatz 37 während
der Bearbeitung des dort abgeholten Werkstückes nicht ständig
freigehalten werden kann, ist es empfehlenswert, einen anderen
Werkstück-Ablageplatz 38 zu wählen. Dieser befindet sich dann
zweckmäßigerweise seitlich neben dem Werkstück-Bereitstellungs
platz 37 oder aber, bei entsprechender Verlängerung der ersten
Horizontalführung 4, im Bereich des linken Seitenrandes 45 des
Sockels 1. Hieraus wird deutlich, daß die Werkstück-Wechselsta
tion 35 nicht notwendigerweise eine bauliche Einheit sein muß,
sondern durchaus in mehrere, örtlich voneinander getrennte Sta
tionsteile unterteilt sein kann. Im einen Stationsteil kann dann
beispielsweise die Werkstückaufnahme erfolgen, was man als
"Pick-up"-Funktion bezeichnen könnte, während im anderen Stati
onsteil die Abgabe des bearbeitenden Werkstückes erfolgt.
Das Verbringen der zu bearbeitenden Werkstücke 26, zu dem Werk
stück-Bereitstellungsplatz 37 erfolgt zweckmäßigerweise mit
Hilfe einer Werkstück-Fördereinrichtung 45, die bei der Ausfüh
rungsform gemäß Fig. 1 bis 5 nach Art eines Förderbandes aus
gebildet ist, das die Werkstück-Wechselstation 35 durchläuft und
das Bearbeitungszentrum seitlich neben dem rechten Seitenrand 34
passiert. Es ist möglich, mehrere der Bearbeitungszentren in
Tiefenrichtung hintereinander anzuordnen, so daß das Förderband
an allen Bearbeitungszentren vorbeiläuft und die zu bearbeiten
den Werkstücke von Fall zu Fall vom jeweiligen Bearbeitungszen
trum entnommen werden. Die Werkstück-Fördereinrichtung 45 kann
in diesem Falle praktisch einen kostengünstigen Werkstück-Spei
cher darstellen, der ohne aufwendige, mit Spannvorrichtungen
ausgestattete Werkstückpaletten auskommt.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 6 ist eine nach Art eines
Rundschalttisches ausgebildete Werkstück-Fördereinrichtung 45′
vorgesehen, wobei die Werkstücke 26 auf einem Drehteller ange
ordnet sein können und die Werkstück-Wechselstation 35 nachein
ander durchlaufen.
Um eine zuverlässige Übernahme der Werkstücke 26 durch den Werk
stückträger 15 in der Werkstück-Wechselstation 35 zu gewährlei
sten, empfiehlt es sich, das jeweils am Werkstück-Bereitstel
lungsplatz 37 befindliche Werkstück 26 durch Positioniermittel
46 in einer vorbestimmten Ausrichtung bereitzustellen. Es kann
sich hierbei um Positionierstifte handeln, die eine gewisse Win
kelausrichtung des Werkstückes 26 vorgeben. Werden die Werk
stücke 26 mittels einer Werkstück-Fördereinrichtung 45, 45′ zu
geführt, sind zweckmäßigerweise an jedem Werkstückplatz 49 ent
sprechende Positioniermittel 46 vorhanden.
Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt der Werkstückträ
ger 15 eine als Aufspannplatte 47 bezeichnete Grundplatte, die
mit ihrer Oberseite voraus an den Drehteller 11 fest gekuppelt
ist, wobei die Plattenebene rechtwinkelig zu der vertikalen
Drehachse 12 verläuft. Die Spannvorrichtung 25 ist an der in der
gekuppelten Stellung nach unten weisenden unteren Plattenfläche
48 vorgesehen. Diese Stellung nimmt der Werkstückträger 15 auch
in der Werkstück-Wechselstellung 36 ein, so daß zum Aufnehmen
eines Werkstückes 26 eine Vertikalbewegung genügt, wobei die
Spannvorrichtung 25 von oben her an das am Werkstück-Bereitstel
lungsplatz 37 positionierte Werkstück 26 angesetzt wird. Die
Spannvorrichtung 25 selbst kann auf an sich bekannte Weise mit
geeigneten, zum Beispiel hydraulischen Spannmechanismen ausge
stattet sein und die erforderlichen Spann- und Anlageflächen er
halten, so daß das Ergreifen und Aufspannen des Werkstückes 26
im Rahmen des automatischen Betriebes des Bearbeitungszentrums
erfolgen kann. Die erforderlichen Spann- bzw. Greifbewegungen
sind in Fig. 1 durch die Doppelpfeile 52 angedeutet.
Da das Werkstück 26 in der Bearbeitungszone 28 hängend bearbei
tet wird, fallen die entstehenden Späne zum allergrößten Teil
nach unten, so daß sie die Spannvorrichtung 25 nicht verschmut
zen. Die Späne werden beim Ausführungsbeispiel in einem Spä
neauffangschacht 53 aufgefangen, der sich unterhalb der Bearbei
tungszone 28 befindet und zweckmäßigerweise in den Sockel 1 in
tegriert ist. Der Späneauffangschacht 53 kann sich nach unten
hin trichterförmig verjüngen und in eine zum Beispiel von einem
Förderband gebildete Fördereinrichtung 54 münden,, die horizontal
verläuft und die anfallenden Späne vom Bearbeitungszentrum ab
führt.
Dem Bearbeitungszentrum kann ferner ein Werkzeugspeicher 55 zu
geordnet sein, der eine Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen be
reithält, mit denen die Arbeitseinheit 22 wahlweise bestückbar
ist. Das Bestücken selbst erfolgt dann zweckmäßigerweise mit
Hilfe eines geeigneten Werkzeugwechslers 56.
Aus der Ausführungsform gemäß Fig. 6 wird deutlich, daß das Be
arbeitungszentrum ohne weiteres mit mehreren Arbeitseinheiten 22
ausgestattet sein kann. Gemäß Fig. 6 sind zwei solcher Arbeits
einheiten 22′, 22" vorgesehen, die jeweils an einer zweiten Ho
rizontalführung 17 entsprechend dem Ausführungsbeispiel der
Fig. 1 bis 5 gemäß Doppelpfeil 18 verlagerbar sind. Sie sind in
diesem Falle allerdings im Bereich der Vorderseite 37 des Soc
kels 1 angeordnet, so daß sie dem Träger 2 in Tiefenrichtung des
Sockels 1 gegenüberliegen. Die Drehachsen der auch hier jeweils
einspindligen Arbeitseinheiten 22′, 22′′ verlaufen im Gegensatz
zur Bauform gemäß Fig. 1 bis 5 parallel zur zweiten horizon
talen Bewegungsrichtung 18.
Das beispielsgemäße Bearbeitungszentrum ist mit lediglich einem
einzigen Werkstückträger 15 ausgestattet, der nacheinander mit
den zu bearbeitenden Werkstücken 26 bestückt wird. Da der Werk
stückwechsel wegen der in Vertikalrichtung erfolgenden Aufnahme
und Abgabe des Werkstückes durch die Spannvorrichtung 25 selbst
und automatisch durchgeführt werden kann, sind die Werkstück
wechselzeiten äußerst kurz, so daß auf einen weiteren Werk
stückträger und ein abwechselndes Verlagern in die Bearbeitungs
zone verzichtet werden kann. Dies führt zu einer Kostenreduzie
rung, da pro Werkstücktyp nur ein einziger Werkstückträger benö
tigt wird.
Von Vorteil ist es allerdings, wenn der Werkstückträger 15 des
Bearbeitungszentrums auswechselbar ist. Dies ermöglicht einen
Austausch zur Umrüstung des Bearbeitungszentrums auf einen ande
ren zu bearbeitenden Werkstücktyp. Der Werkstückträger 15 ist
daher beim Ausführungsbeispiel über die Kupplungseinrichtung 14
lösbar an dem Drehteller 11 fixiert und kann bei Bedarf durch
einen anderen Werkstückträger 15′ ausgetauscht werden, der eine
an andere Werkstücke angepaßte Spannvorrichtung aufweist. Im
einzelnen geht dies aus Fig. 4 und 5 hervor.
Demnach ist das Bearbeitungszentrum zweckmäßigerweise mit einem
Werkstückträgermagazin 57 ausgestattet, das an geeigneter Stelle
neben dem Sockel 1 angeordnet ist. In ihm werden Werkstückträger
mit unterschiedlich gestalteter Spannvorrichtung 25 bereit ge
halten. Der Werkstückträgerwechsel geschieht zweckmäßigerweise
maschinell, weshalb das beispielsgemäße Bearbeitungszentrum über
eine geeignete Werkstückträger-Wechselvorrichtung 58 verfügt.
Sie ermöglicht es, den momentan an der Positioniereinrichtung
16 in einer Arbeitsstellung 61 angeordneten Werkstückträger 15
aus dieser Arbeitsstellung 61 zu entfernen und statt dessen einen
anderen Werkstückträger 15′ an die dann unbestückte Positionier
einrichtung 16 anzukuppeln, so daß dieser-neue Werkstückträger
15′ die aus Fig. 1 bis 5 ersichtliche Arbeitsstellung 61 ein
nimmt. Zweckmäßigerweise übernimmt die Werkstückträger-Wechsel
vorrichtung 58 zumindest teilweise auch das Verlagern der Werk
stückträger 15, 15′ in das und aus dem Werkstückträger-Magazin
57.
Beim Ausführungsbeispiel ist die Werkstückträger-Wechselvorrich
tung 58 im Bereich des rechten Seitenrandes 34 des Sockels 1 an
geordnet. Sie besitzt einen Halter 62, der über einen Horizon
talschlitten 63 auf einer sich horizontal und linear erstrecken
den Schlittenführung 64 gemäß Doppelpfeil 65 parallel zu der
zweiten horizontalen Bewegungsrichtung 18 verfahrbar ist. Die
Schlittenführung 64 ist zweckmäßigerweise an dem Sockel 1 ange
ordnet. An dem Halter 62 sind zwei Bestückungsplätze 66, 67 vor
gesehen, die jeweils zur lösbaren Aufnahme bzw. Halterung eines
Werkstückträgers 15, 15′ geeignet sind. Der beispielsgemäße Hal
ter 62 ist gabelähnlich gestaltet und verfügt über zwei neben
einander angeordnete, die Bestückungsplätze 66, 6.7 bildende Aus
nehmungen, die zur Vorderseite des Halters hin offen sind. Um
einen Werkstückträger in einem Bestückungsplatz 66, 67 zu hal
tern, wird besagter Werkstückträger 15 von der offenen Vorder
seite her in den betreffenden Bestückungsplatz 67′ gemäß Pfeil 72
eingeschoben. Das Entnehmen eines gehalterten Werkstückträgers
erfolgt durch Herausziehen aus dem betreffenden Bestückungsplatz
67 in entgegengesetzter Richtung gemäß Pfeil 73. Die Einschiebe-
und Herausziehrichtungen 72, 73 verlaufen parallel zu der hori
zontalen Bewegungsrichtung 65 des Halters 62.
Der Halter 62 ist so angeordnet, daß die offene Vorderseite der
Bestückungsplätze 66, 67 zur Sockelrückseite weist. Der Werk
stückträgerwechsel gestaltet sich wie folgt:
Einer der Bestückungsplätze 66 bleibt unbestückt, während der
andere Bestückungsplatz 67 mit dem neuen Werkstückträger 15′ be
stückt ist. Das Bestücken geschieht in einer Grundstellung 71,
in der der Horizontalschlitten 63 im vorderen Sockelbereich an
geordnet ist, wie es etwa die Fig. 4 zeigt. Nun wird der in Ar
beitsstellung 61 befindliche Werkstückträger 15 mittels der Po
sitioniereinrichtung 16 derart positioniert, daß er dem unbe
stückten Bestückungsplatz 66 horizontal unmittelbar gegenüber
liegt. Diese Zwischenposition ist in Fig. 5 gezeigt. Als näch
stes wird der Horizontalschlitten 63 in Richtung des Werkstück
trägers 15 gemäß Pfeil 74 verfahren, so daß der Werkstückträger
15 in den unbestückten Bestückungsplatz 66 eingeführt wird.
Diese Zwischenstellung ist in Fig. 5 bei 75 strichpunktiert an
gedeutet. Der im zweiten Bestückungsplatz 67 fixierte neue Werk
stückträger 15′ liegt dabei in horizontaler Bewegungsrichtung 6
neben dem zu entfernenden Werkstückträger 15.
Nun wird die Kupplungseinrichtung 14 entriegelt und der Drehtel
ler 11 in horizontaler Bewegungsrichtung 6 unter Beibehaltung
seiner Höhe in Richtung des neuen Werkstückträgers 15′ verla
gert, wobei der bisher in Arbeitsstellung 61 befindliche Werk
stückträger 15 im ersten Bestückungsplatz 66 zurückbleibt. Bei
dieser Seitwärtsbewegung wird der Kupplungseingriff mit dem bis
herigen Werkstückträger 15 allmählich aufgehoben, während
gleichzeitig ein allmählicher Kupplungseingriff mit dem neuen
Werkstückträger 15′ erfolgt, bis dieser die Arbeitsstellung 61
einnimmt. Nun wird die Kupplungseinrichtung 14 wieder verriegelt
und der neue Werkstückträger 15′ ist fest am Drehteller 11 fi
xiert.
Um diesen Bewegungsablauf zu gewährleisten, verfügt die Kupp
lungseinrichtung 14 beim Ausführungsbeispiel über eine Linear
führung 76, die sich aus zwei komplementären Linearführungstei
len 77, 77′ zusammensetzt, welche relativ zueinander in Längs
richtung verschiebbar sind, im übrigen jedoch ineinandergreifen.
Eines dieser Linearführungsteile 77 ist am Drehteller 11, das
andere an der Aufspannplatte 47 vorgesehen. Die Linearführung
76 kann zum Beispiel als Schwalbenschwanzführung oder wie abge
bildet als T-Führung ausgebildet sein. Die einzelnen Verriege
lungselemente zur Verriegelung der jeweiligen Arbeitsstellung 61
sind in der Zeichnung nicht abgebildet.
Nachdem der neue Werkstückträger 15′ in der Arbeitsstellung 61
fixiert ist, wird der Halter 62 über den Horizontalschlitten 63
aus der Zwischenstellung 75 in die Grundstellung 71 zurückge
fahren. Dabei bleibt der neue Werkstückträger 15′ am Drehteller
11 zurück, während der alte Werkstückträger 15 im zugeordneten
Bestückungsplatz 66 verbleibt und ebenfalls mit zurückbewegt
wird. Nun kann das Bearbeitungszentrum die Bearbeitung des neuen
Werkstücktyps unter Verwendung des neuen Werkstückträgers 15′
aufnehmen.
In bevorzugter Ausgestaltung ist der zum Beispiel gabelähnlich
E-förmig konturierte Halter 62 wie abgebildet zwischen einer in
Fig. 4 in durchgezogenen Linien dargestellten Wechselstellung
81 und einer in strichpunktierten Linien dargestellten Beschic
kungsstellung 82 verschwenkbar, wobei die Schwenkachse 78 zweck
mäßigerweise eine Horizontalachse ist. In der Wechselstellung 81
nimmt der Halter 62 die oben beschriebene Position ein, in der
die Bestückungsplätze 66, 67 mit ihrer offenen Vorderseite zur
Sockelrückseite weisen. Damit der Halter 62 und der daran fest
gelegte Werkstückträger beim Bearbeitungsvorgang nicht stören,
kann der Halter 62 um die horizontale Schwenkachse 78 gemäß Dop
pelpfeil 83 in die Beschickungsstellung 82 verschwenkt werden,
wobei der Schwenkwinkel beispielsgemäß 180° beträgt. Der Halter
62 ist dadurch dem Werkstückträger-Magazin 57 zugewandt und der
alte Werkstückträger 15 kann in das Werkstückträger-Magazin 57
eingelagert werden. Ebenso kann in der Beschickungsstellung 83
der als nächstes vorgesehene Werkstückträger an einem der Be
stückungsplätze 66, 67 gehaltert werden.
Bei einer Anordnung der Arbeitseinheiten 22, 22′, 22′′ wie sie in
Fig. 6 gezeigt ist, kann es empfehlenswert sein, die Werkstück
träger-Wechselvorrichtung 58 im Bereich des entgegengesetzten
linken Seitenrandes 31 des Sockels 1 zu positionieren. Dieser
Bereich ist hier frei, da die Arbeitseinheiten 22′, 22′′ im vor
deren Bereich des Bearbeitungszentrums angeordnet sind. Um einen
optimalen Werkstückträgerwechsel vornehmen zu können, sollte in
diesem Falle die erste Horizontalführung 4 allerdings soweit
nach links verlängert sein, daß sich der Hubschlitten 8 in Tie
fenrichtung 18 gegenüber der Werkstückträger-Wechselvorrichtung
58 positionieren läßt.
Aus Fig. 8 geht eine weitere Bauform des Bearbeitungszentrums
in Seitenansicht analog Pfeil III hervor, die einen besonders
kostengünstigen Werkstückträger-Wechsel ermöglicht. Der Wechsel
vorgang erfolgt hier in einer Werkstückträger-Wechselstation 92,
die von einer Zuführeinrichtung 93 durchlaufen wird, mit der der
jeweils nicht mehr benötigte Werkstückträger 15 abtransportiert
und der als nächstes in der Arbeitsstellung an der Positionier
einrichtung 16 bzw. dem Drehteller 11 festzulegende Werkstück
träger 15′ zugeführt wird. In bevorzugter Ausgestaltung gemäß
dem Ausführungsbeispiel ist die Werkstückträger-Wechselstation
92 mit der Werkstück-Wechselstation 35 identisch und die Zuführ
einrichtung 93 ist die Werkstück-Fördereinrichtung 45, 45′. Auf
letzterer sind zusätzlich zu den Positioniermitteln 46 für Werk
stücke 26 mehrere Haltevorrichtungen 94 angeordnet, an denen
sich jeweils ein Werkstückträger 15, 15′ derart festlegen läßt,
daß er beim Durchlaufen der Werkstückträger-Wechselstation 92
eine Lage einnimmt, die für den Wechsel geeignet ist. Bevorzugt
ist der in einer Haltevorrichtung 94 festgelegte Werkstückträger
15′ derart angeordnet und ausgerichtet, daß die Spannvorrichtung
25 nach unten weist, die Plattenebene der Aufspannplatte 47 in
einer Horizontalebene verläuft und das Linearführungsteil 77′
zweckmäßigerweise in Vorschubrichtung 95 der Zuführeinrichtung
93 ausgerichtet ist. Die Haltevorrichtung 94 arbeitet zweckmäßi
gerweise mit der Spannvorrichtung zusammen.
Um die unbestückte Positioniereinrichtung 16 mit einem Werk
stückträger 15′ zu bestücken, wird die Positioniereinrichtung 16
zweckmäßigerweise derart in der Werkstückträger-Wechselstation
92 positioniert, daß das an ihr vorgesehene Linearführungsteil
77 auf einer Höhe mit dem Linearführungsteil 77′ des ankommenden
Werkstückträgers 15′ liegt und ebenfalls in Vorschubrichtung 95
ausgerichtet ist. Die laufende Zuführeinrichtung 93 schiebt dann
den ankommenden Werkstückträger 15′ automatisch mit seinem Li
nearführungsteil 77′ auf das Linearführungsteil 77 am Drehteller
11. Ist die gewünschte Arbeitsstellung erreicht, wird die im De
tail nicht näher dargestellte Kupplungseinrichtung 14 betätigt
und der Werkstückträger 15′ durch Hochfahren des Drehtellers 11
von der Haltevorrichtung 94 abgehoben.
In entsprechender Weise kann ein nicht mehr benötigter Werk
stückträger 15 in der Werkstückträger-Wechselstation 92 an eine
Haltevorrichtung 94 abgegeben werden. Zweckmäßigerweise setzt
die Positioniereinrichtung 16 den Werkstückträger 15 unmittelbar
in eine Haltevorrichtung 94 ein. Anschließend wird die Kupp
lungseinrichtung 14 gelöst, so daß die laufende Zuführeinrich
tung 93 den Werkstückträger 15 von dem Linearführungsteil 77
abzieht. Gleichzeitig kann hierbei bereits der nächste Werk
stückträger 15′ aufgeschoben werden.
Es versteht sich, daß der Werkstückträger-Wechsel, vor allem in
Abhängigkeit von der Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung 14,
auch mit anderen Bewegungsabläufen koordiniert werden kann. Bei
spielsweise wäre es denkbar, das Ein- und Ausfädeln der Linear
führungsteile 77, 77′ im rechten Winkel zu der Vorschubrichtung
95, d. h. in der ersten horizontalen Bewegungsrichtung 6 auszu
führen. Dann müßten die Werkstückträger 15, 15′ und der Drehtel
ler 11 im Vergleich zur Fig. 8 um 90° bezüglich der Vertikal
achse gedreht angeordnet werden. Die Positioniereinrichtung 16
würde dann zweckmäßigerweise zunächst den nicht mehr benötigten
Werkstückträger 15 auf die Zuführeinrichtung 93 absetzen und
dann ein Stück zurückfahren, damit der "neue" Werkstückträger
15′ an den Wechselplatz gelangen und vom Drehteller aufgenommen
werden kann.
Bei entsprechender Ausgestaltung der Kupplungseinrichtung 14,
beispielsweise ohne die Linearführungsteile 77, 77′, könnte der
Wechselvorgang auch ohne weiteres ausschließlich im Rahmen einer
Vertikalbewegung des Drehtellers durchgeführt werden. Der nicht
mehr benötigte Werkstückträger 15 wird an einem Wechselplatz von
oben her auf die Zuführeinrichtung 93 abgesetzt und nach dem
Entkuppeln abtransportiert. Anschließend wird der nächste Werk
stückträger 15′ zum Wechselplatz gefördert, von oben durch die
Positioniereinrichtung 16 angekuppelt und abgehoben.
Von Vorteil ist bei dieser Bauform jedenfalls, daß auf eine
aufwendige spezielle Werkstückträger-Wechselvorrichtung 58 ver
zichtet werden kann, weil der Werkstückträger-Wechsel durch die
Positioniereinrichtung 16 selbst unter Verwendung der sowieso
vorhandenen Werkstück-Fördereinrichtung 45, 45′ ausgeführt wer
den kann. Man braucht beispielsweise lediglich im Anschluß an
das letzte zu bearbeitende Werkstück 26 auf der Werkstück-
Fördereinrichtung 45, 45′ den als nächstes zu verwendenden
Werkstückträger 15 anzuordnen, so daß im Anschluß an den letzten
Werkstückwechsel, ebenfalls im Pick-up-System ein Werkstückträ
ger-Wechsel ausgeführt werden kann.
Es ist sogar möglich, den Werkstückträger-Wechsel bei an der
Spannvorrichtung 25 festgelegtem Werkstück auszuführen. In die
sem Falle werden die Werkstückträger 15 über das betreffende
Werkstück 26 an der Werkstück-Fördereinrichtung 45, 45′ gehalten
und die Haltevorrichtungen 94 sind praktisch von den Positio
niermitteln 46 gebildet, die mittelbar, über das zugeordnete
Werkstück 26, auch den betreffenden Werkstückträger halten.
Das beispielsgemäße Bearbeitungszentrum ermöglicht eine Werk
stückbearbeitung mit nur einem Werkstückträger und lediglich ei
ner daran angeordneten, insbesondere hydraulisch oder pneuma
tisch betätigten Spannvorrichtung. Die nicht in Bearbeitung be
findlichen Werkstücke brauchen nicht in aufwendigen und teuren
Spannvorrichtung gehalten werden, sondern können mit einfachen
Fördermitteln zur Werkstück-Wechselstation zugeführt bzw. aus
dieser abgeführt werden. Es genügen einfache Positioniermittel,
um eine gewisse Grundausrichtung zu gewährleisten, die dafür
sorgt, daß die am Werkstück-Bereitstellungsplatz 37 ankommenden
Werkstücke stets die gleiche Ausrichtung haben, die ein unmit
telbares Ergreifen durch die Spannvorrichtung des in Höhenrich
tung verlagerbaren Werkstückträgers 15 gestattet. Das Bearbei
tungszentrum ermöglicht eine vollautomatische Werkstückbearbei
tung ohne Bedienpersonal für den Werkstückwechsel. Der Werk
stückträger holt sich die zu bearbeitenden Werkstücke selbst ab
und spannt sie auch selbst in die Trägerstellung.
Es versteht sich, daß das Bearbeitungszentrum ohne weiteres noch
mit weiteren Bewegungsfreiheitsgraden bzw. Achsen ausgestattet
sein kann. Beispielsweise wäre es denkbar, den Werkstückträger
15 oder den Drehteller 11 nochmals zu unterteilen und die beiden
Teile mit einer quer zur vertikalen Achse 12 verlaufenden Quer
achse miteinander zu verknüpfen, wobei die Querachse schräg,
d. h. nicht rechtwinkelig zur vertikalen Achse 12 verlaufen kann.
Dadurch läßt sich die Spannvorrichtung 25 bei Bedarf während der
Bearbeitung auch derart positionieren, daß sie nicht nach verti
kal unten, sondern (auch) seitwärts weist, wobei die beim Werk
zeugwechsel nach unten weisenden Plattenfläche 48 seitwärts
weist.
Aus der Fig. 7 geht eine modifizierte Anordnung des Werkstück
trägers 15 hervor. Er sitzt hier nicht unmittelbar an dem oben
erwähnten Drehteller 11, sondern an einem zweiten Drehteller 85,
der über einen Winkelkopf 86 an dem besagten ersten Drehteller
11 festgelegt ist. Der zweite Drehteller 85 ist um eine recht
winklig zu der vertikalen Achse 12 verlaufende horizontale
Drehachse 87 bezüglich dem Winkelkopf 86 drehbar, der seiner
seits um die vertikale Achse 12 drehbar ist. Der Werkstückträger
15 ist über seine Aufspannplatte 47 über eine Kupplungseinrich
tung 14 der oben beschriebenen Art lösbar an dem zweiten Dreh
teller 85 festgelegt, während der Winkelkopf 46 über eine ent
sprechende Kupplungseinrichtung 14 mit dem ersten Drehteller 11
fest verbunden ist. Der Werkstückträger 15 läßt sich nun zusätz
lich gemäß Doppelpfeil 88 um die horizontale Drehachse 87 dre
hen. Dies macht es möglich, praktisch jeden Raumwinkel bearbei
ten zu können und eine Fünfseitenbearbeitung des Werkstückes 26
zu verwirklichen.
Der Werkstückträger 15 ist dabei derart ausgerichtet, daß die
Plattenebene der Aufspannplatte 47 horizontal ausgerichtet ist
und die Plattenfläche 48 mit der daran angeordneten Spannvor
richtung 25 horizontal seitwärts weist.
Um bei einer derartigen Anordnung bzw. Ausrichtung des Werk
stückträgers 15 ein jeweiliges zu bearbeitendes Werkstück in der
Werkstück-Wechselstation 35 aufzunehmen, wird das am Werkstück-
Bereitstellungsplatz 37 befindliche Werkstück von der Seite her
durch die Spannvorrichtung 25 erfaßt. Der Werkstückträger 15
wird durch die Positioniereinrichtung 16 in die Werkstück-Wech
selstation 35 verbracht, anschließend abgesenkt, bis er seitlich
neben dem aufzunehmenden Werkstück 26 angeordnet ist, und dann
durch eine horizontale Seitwärtsbewegung an das Werkstück 26
herangefahren, das wiederum durch die Spannvorrichtung 25 selbst
ergriffen wird. Nun wird der Werkstückträger 15 durch die Posi
tioniereinrichtung 16 angehoben und das Werkstück 26 in die Be
arbeitungszone verbracht. Das Absetzen des Werkstückes 26 nach
der Bearbeitung erfolgt in entsprechender Weise.
Claims (21)
1. Bearbeitungszentrum zur mechanischen Bearbeitung von Werk
stücken (26), mit mindestens einer Arbeitseinheit (22, 22′,
22′′), die mindestens eine zu einer Rotationsbewegung antreibbare
Arbeitsspindel (23) aufweist, die mit einem Bearbeitungswerkzeug
(24) bestückbar ist, mit dem mindestens ein in einer Bearbei
tungszone (28) angeordnetes Werkstück (26) bearbeitet werden
kann, mit einem Werkstückträger (15), an dem das Werkstück (26)
mittels einer an dem Werkstückträger (15) angeordneten Spannvor
richtung (25) lösbar festgespannt ist, wobei die Arbeitseinheit
(22, 22′, 22′′) und der Werkstückträger (15) relativ zueinander
verfahrbar sind, mit einer Förder- und Positioniereinrichtung
(16) für den Werkstückträger (15), durch die der Werkstückträger
(15) zwischen der Bearbeitungszone (28) und einer außerhalb der
Bearbeitungszone (28) befindlichen Werkstück-Wechselstation (35)
mit einem Werkstück-Bearbeitungsplatte (37)
verfahrbar ist, und mit einem Greifer für den Wechsel von zu be
arbeitenden und bereits bearbeiteten Werkstücken (26), wobei der
Greifer das Werkstück (26) von oben oder von der Seite her auf
nimmt, hochhebt und in die Bearbeitungszone fördert und nach der
Bearbeitung an einem Werkstück-Ablageplatz (38) in der Werk
stück-Wechselstation (35) von oben oder von der Seite her ab
setzt, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannvorrichtung (25) an
dem Werkstückträger (15) den Greifer bildet und der Greifer das
Werkstück (26) in Bearbeitungseingriff bringt, wobei das jeweils
zu bearbeitende Werkstück (26) von der Aufnahme bis zum erneuten
Absetzen in der Werkstück-Wechselstation, und somit auch während
der dazwischenliegenden Bearbeitung durch das an der mindestens
einen rotierenden Arbeitsspindel (23) der Arbeitseinheit (22,
22′, 22′′) angeordnete Bearbeitungswerkzeug (24), ständig am
Greifer verbleibt.
2. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Werkstück-Bereitstellungsplatz (37) mit dem Werkstück-
Ablageplatz (38) identisch ist.
3. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Werkstück-Fördereinrichtung (45, 45′) zum Zu
führen und/oder Abführen zu bearbeitender bzw. bereits bearbei
teter Werkstücke (26) in die bzw. aus der Werkstück-Wechselsta
tion (35) vorgesehen ist, die zum Beispiel als Förderband oder
als Rundschalttisch ausgebildet ist.
4. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da
durch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (15) eine Auf
spannplatte (47) umfaßt, an deren Unterseite (48) die Spannvor
richtung (25) angeordnet ist.
5. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da
durch gekennzeichnet, daß unterhalb der Bearbeitungszone (28)
ein Späneauffangschacht (53) vorgesehen ist.
6. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da
durch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Arbeitseinheit
(22, 22′, 22′′) horizontal verfahrbar ist.
7. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens zwei nebeneinander angeordnete und unabhängig
voneinander betreibbare Arbeitseinheiten (22′, 22′′) vorhanden
sind.
8. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 7, da
durch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (15) auswechselbar
an der Förder- und Positioniereinrichtung (16) angeordnet ist.
9. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß der Werkstückträger (15) über eine Linearführung (76) an der
Förder- und Positioniereinrichtung (16) gelagert ist, wobei er zum Auswech
seln längs dieser Linearführung (76) verschoben wird.
10. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn
zeichnet, daß eine Werkstückträger-Wechselvorrichtung (58) vor
handen ist.
11. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich
net, daß die Werkstückträger-Wechselvorrichtung (58) einen Hal
ter (62) mit zwei Bestückungsplätzen (66, 67) für Werkstückträ
ger (15, 15′) aufweist.
12. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 11, dadurch gekennzeich
net, daß der Halter (62) in Richtung zu dem an der Förder- und Positionier
einrichtung (16) angeordneten Werkstückträger (15) und in Gegen
richtung verschiebbar ist (Doppelpfeil 65).
13. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 11 oder 12, dadurch ge
kennzeichnet, daß der Halter (62) zwischen einer Wechselstellung
und einer Beschickungsstellung (63) insbesondere um eine Hori
zontalachse (78) verschwenkbar ist.
14. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 10 bis 13, da
durch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger-Wechselvorrichtung
(58) ein Werkstückträger-Magazin (57) für Werkstückträger (15,
15′) mit unterschiedlichen Spannvorrichtungen (25) zugeordnet
ist.
15. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 8 bis 14, da
durch gekennzeichnet, daß eine Werkstückträger-Wechselstation
(92) vorhanden ist, in der die Förder- und Positioniereinrichtung (16) den
für einen Bearbeitungsvorgang benötigten Werkstückträger (15′)
von einer Zuführeinrichtung (93) aufnimmt.
16. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 15, dadurch gekennzeich
net, daß die Förder- und Positioniereinrichtung (16) den nicht mehr benötig
ten Werkstückträger (15) auf die Zuführeinrichtung (93) zurück
legt.
17. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 15 oder 16, dadurch ge
kennzeichnet, daß die Werkstückträger-Wechselstation (92) mit
der Werkstück-Wechselstation (35) identisch ist, wobei die Zu
führeinrichtung (93) von der Werkstück-Fördereinrichtung (45,
45′) gebildet ist.
18. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich
net, daß an der Werkstück-Fördereinrichtung (45, 45′) mindestens
eine Haltevorrichtung (94) für zu- und/oder abzuführende Werk
stückträger (15, 15′) vorgesehen ist.
19. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Werkstückträger (15) über die ihn tragende Förder- und Positionier
einrichtung (16) in Vertikalrichtung (7) und in einer ersten ho
rizontalen Bewegungsrichtung (6) verfahrbar ist und daß die Ar
beitseinheit (22) in einer zu diesen Richtungen senkrechten
zweiten horizontalen Bewegungsrichtung (18) verfahrbar ist, wo
bei der Werkstückträger (15) zweckmäßigerweise ferner um eine
Vertikalachse (12) verdrehbar ist.
20. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 19, da
durch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (15) an einem Aus
leger (4, 5, 8) der Förder- und Positioniereinrichtung (16) angeordnet ist.
21. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 20, da
durch gekennzeichnet, daß der mindestens einen Arbeitseinheit
(22, 22′, 22′′) ein Werkzeugspeicher (55) und ein Werkzeugwechs
ler (56) zugeordnet ist.
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