Verfahren zum Bereitstellen von Werkmitteln und zugehörige Vorrichtungen
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bereitstellen von Werkmitteln im Bearbeitungsraum einer Bearbeitungsmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Für die Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere in Klein- und Mittelserien, ist der Einsatz von Werkzeugmaschinen bzw. Bearbeitungszentren aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei werden die einzelnen Werkstücke einem Bearbeitungsraum einer Bearbeitungsmaschine zugeführt, wo sie mit unterschiedlichem Werkzeug bearbeitet werden können. Nach erfolgter Bearbeitung können die Werkstücke einzeln oder auch gemeinsam wieder aus der Bearbeitungsmaschine entnommen und gegebenenfalls nachgeordneten Bearbeitungsprozessen zugeführt werden.
Bekannt ist es weiterhin, die Werkstücke mittels Portalladern oder Knickarmrobotern aus Werkstückmagazinen zu entnehmen und dem Bearbeitungsraum der Bearbei- tungsmaschine zuzuführen bzw. in umgekehrter Richtung wieder im Magazin abzulegen. Häufig ist für die Bearbeitung der Werkstücke auch der Einsatz verschiedener Werkzeuge erforderlich, die manuell oder automatisch gewechselt werden müssen. Dazu sind Revolverköpfe oder auch maschineninterne Werkzeugmagazine bekannt, auf welche eine verfahrbare Maschinenspindel zugreifen kann, um Werkzeuge dort aufzunehmen bzw. abzulegen.
Sofern die Spindel der Maschine die Werkstücke nicht selbst aufnimmt und mit einem ortfesten Werkzeug bearbeitet, müssen die Werkstücke vor der Bearbeitung im Maschinenbett angeordnet und fixiert werden. Das geschieht durch speziell auf die Werkstücke abgestimmte Spannmittel manuell oder unter Nutzung technischer Hilfsmittel. Der Bearbeitungsprozess für ein Werkstück (in der Regel jedoch mehrere Werkstücke) verlangt daher neben der Bereitstellung der Werkstücke an sich auch diverse werkstückspezifische Vorbereitungshandlungen an bzw. in der Bearbeitungsmaschine, die
jeweils auf die Beschaffenheit der zu bearbeitenden Werkstücke zugeschnitten sind und oft einen nicht unerheblichen Teil des gesamten Prozesses ausmachen.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bereitzustellen, mit dem die werkstückspezifischen Mittel, die für die Bearbeitung der Werkstücke in der Bearbeitungsmaschine notwendig sind, auf einfache Weise bereitgestellt werden können. Vorzugsweise sollen dabei nicht automatisierte Vorbereitungshandlungen an der Bearbeitungsmaschine vollständig entfallen.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung nach Anspruch 12. Anspruch 15 ist auf ein zugehöriges Magazin gerichtet. Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die für die Bearbeitung eines Werkstücks erforderlichen Werkmittel vorteilhaft gemeinsam in einem Magazin bereitgestellt werden können, auf welches ein Lader Zugriff hat, um sie der Bearbeitungsmaschine zur Verfügung zu stellen bzw. in deren Bearbeitungsraum zu überführen. Zu den Arten von Werkmitteln, welche im Magazin bereitgehalten werden können, gehören zumindest Werkstücke, Spannmittel, Werkzeuge und Greifmittel. Die Werkstücke bilden den eigentlichen Gegenstand für das in der Bearbeitungsmaschine vorgesehene Bearbeitungsverfahren. Die Werkzeuge dienen dazu, die Werkstücke zu bearbeiten und müssen dazu so an die Bearbeitungsmaschine übergeben werden, dass diese die Werk- zeuge zur Bearbeitung nutzen kann. Spannmittel dienen dazu, die Werkstücke innerhalb des Bearbeitungsraumes der Bearbeitungsmaschine, in der Regel auf dem Maschinenbett, zu befestigen. Greifmittel dienen dazu, die unterschiedlichen Werkmittel (Werkstück, Werkzeug, Spannmittel) aus dem Magazin herausgreifen zu können. In der Regel sind unterschiedliche Greifmittel erforderlich, um einerseits Werkzeuge, andererseits Werkstücke oder wiederum andererseits Spannmittel aufgreifen zu können. Je nach Ausführungsart der Greifmittel kann ein Greifmittel jedoch auch zum Aufgreifen unterschiedlicher Werkmittel in Frage kommen.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die einer bestimmten Bearbeitungsserie zugeordneten Werkmittel gemeinsam in einem mobilen Magazin so bereitgestellt wer-
den, dass ein Lader auf die Werkmittel im Magazin zugreifen und auch den Bearbeitungsraum der Bearbeitungsmaschine erreichen kann. Anders als im Stand der Technik, bei dem in der Regel nur die Werkstücke aus einem Magazin in den Bearbeitungsraum und zurück in das Magazin befördert werden, gestattet das erfindungsgemäße Verfahren auf einfache Weise die vollständige Vorbereitung und Versorgung des Bearbeitungsraumes der Bearbeitungsmaschine mit verschiedenen, vorzugsweise allen, Werkmitteln, die zur Bearbeitung der Werkstücke erforderlich sind, da sie in einem Magazin gemeinsam an oder in die Maschine gebracht werden können. Die Werkstücke und die für ihre Bearbeitung erforderlichen weiteren Werkmittel bilden eine Einheit, die auch für andere Bearbeitungsaufgaben an anderen Maschinen erhalten bleiben kann.
Das erfindungsgemäße Verfahren dient zum Bereitstellen von Werkmitteln im Bearbeitungsraum einer Bearbeitungsmaschine, wobei wenigstens ein mobiles Magazin die Werkmittel bereithält. Ferner ist ein Lader zur Überführung der Werkmittel aus dem Magazin in den Bearbeitungsraum und zur Rückführung von dort in das Magazin vorgesehen. Das Magazin wird dabei im Zugriffsbereich des Laders positioniert und enthält erfindungsgemäß wenigstens zwei verschiedene Arten von Werkmitteln, auf die der Lader zugreifen kann. Der Gedanke, mehrere Arten von Werkmitteln, bestenfalls sogar alle Werkmittel, die für eine Bearbeitungsserie erforderlich sind, in einem ge- meinsamen mobilen Magazin bereitzustellen, erleichtert und beschleunigt das Bearbeitungsverfahren erheblich. So kann das mobile Magazin beispielsweise sowohl die zu bearbeitenden Werkstücke als auch die dafür erforderlichen Werkzeuge enthalten. Die Werkzeuge sind den Werkstücken durch Anordnung innerhalb des gleichen Magazins zugeordnet, so dass beide Arten von Werkmitteln durch Anordnung des Magazins im Zugriffsbereich des Laders auch für den Einsatz in der Bearbeitungsmaschine bereitstehen, da der Lader sowohl die Werkzeuge als auch die Werkstücke an die Bearbeitungsmaschine übergeben kann. Vorteilhafterweise ist es dadurch nicht mehr nötig, die Bearbeitungswerkzeuge separat (etwa in einem separaten Magazin innerhalb oder außerhalb der Bearbeitungsmaschine) vorrätig zu halten, denn sie werden gemeinsam mit den Werkstücken im Magazin bereitgestellt.
Das Magazin kann an anderer Stelle innerhalb der Werkhalle für den Bearbeitungsauftrag bestückt werden, ohne dass beispielsweise die Werkzeuge auf separatem Wege der Bearbeitungsmaschine zur Verfügung gestellt werden müssen. Stattdessen gelangen sowohl die Werkstücke als auch die Werkzeuge mit dem Magazin gemeinsam an oder in die Bearbeitungsmaschine, wo der Lader auf sie zugreifen kann.
Noch deutlicher wird der erfindungsgemäß erzielte Vorteil dann, wenn das Magazin auch Spannmittel enthält, mit denen die Werkstücke im Maschinenbett befestigt werden können. Durch entsprechende Ansteuerung des Laders können dann die Spannmittel aus dem Magazin entnommen und im Maschinenbett positioniert werden, in die der Lader anschließend ein oder mehrere Werkstücke zur Bearbeitung einsetzen kann. Die im Magazin eventuell ebenfalls bereitgestellten Werkzeuge kann der Lader in gleicher Weise an die Maschine übergeben, beispielsweise in die Maschinenspindel einsetzen oder in ein innerhalb der Maschine angeordnetes Werkzeugmagazin übergeben. Durch eine derart vervollständigte Anordnung aller für die geplante Bearbeitung erforderlichen Werkmittel in dem mobilen Magazin entfallen auch die gegebenenfalls sonst erforderlichen separaten Rüstaufgaben, bei denen beispielsweise die Spannmittel manuell im Maschinenbett angeordnet werden. Stattdessen kann die Maschine in einer Art Universalbereitschaft für unterschiedlichste Bearbeitungsaufgaben bleiben, deren Details erst durch Bereitstellung der entsprechend bestückten Magazine näher definiert wird.
Daten zur Bearbeitung der Werkstücke eines bestimmten Magazins können in einem Netzwerk bzw. einer Speichereinheit abgelegt werden. Eine übergeordnete Steuereinheit kann die einem bestimmten Bearbeitungsauftrag zugeordneten Daten sowohl einem entsprechend zu bestückenden oder bestückten Magazin zuordnen als auch die Bearbeitungsmaschine bzw. den Lader entsprechend ansteuern in Abhängigkeit davon, welches Magazin zur Bearbeitung bereitgestellt wird. Dadurch, dass die Maschine alle zur Bearbeitung benötigten Werkmittel aus dem mobilen Magazin erhält und diese auch dort wieder abgesetzt werden, ist die Maschine nach einem ersten Bearbeitungsauftrag schnell wieder einsatzbereit für einen weiteren Auftrag. Dieser könnte einem zweiten, geeignet bestückten Magazin zugeordnet sein, welches gleichzeitig oder nach dem ersten Magazin im Zugriffsbereich des Laders positioniert wird. Alle für die Bear-
beitung des ersten Auftrags spezifischen Werkmittel, die dafür temporär in die Bearbeitungsmaschine eingebracht wurden, können mit Beendigung des Verfahrens wieder in das zugehörige Magazin zurückgeführt worden sein und die Maschine steht - nach einer eventuell erforderlichen kurzen Reinigung - für den nächsten Auftrag bzw. das nächste Magazin bereit.
Durch die gemeinsame Anordnung der einem Auftrag zugeordneten Werkmittel in einem einzigen mobilen Magazin ergibt sich der weitere Vorteil, dass die Werkstücke einer nachfolgenden weiteren Bearbeitungsserie an einer anderen Bearbeitungsmaschine leicht und schnell zugeführt werden können. Dazu muss lediglich das Magazin mit den zugehörigen Werkmitteln der anderen Bearbeitungsmaschine zugeführt werden, die eventuell auch auf andere in dem Magazin vorrätig gehaltene Werkmittel, insbesondere Werkzeuge, mittels Lader zugreifen können. Wieder zeigt sich der Vorteil der Erfindung dann besonders gut, wenn die zum Greifen der Werkstücke erforderlichen Greifmittel ebenfalls in dem Magazin vorrätig gehalten und so auch von einer Maschine zur nächsten mitgeführt werden. Die Greifmittel für die Werkstücke sind häufig speziell gestaltet. Daher kann der Lader einer zweiten Bearbeitungsmaschine die gleichen Greifmittel zum Aufnehmen der Werkstücke verwenden wie dies der Lader an einer zuvor benutzten ersten Bearbeitungsmaschine tat.
In gleicher Weise gilt dies auch für Greifmittel, mit denen die Spannmittel für die Werk- stücke aus dem Magazin herausgegriffen und in dem Maschinenbett angeordnet werden sollen. Nach der Bearbeitung eines Werkstücks in einer ersten Maschine wird sowohl das Werkstück als anschließend auch das das Werkstück im Maschinenbett haltende Spannmittel wieder in das Magazin zurückgeführt und kann an einer anderen Bearbeitungsmaschine in gleicher Weise wieder verwendet werden. Die für die Werk- stücke und Spannmittel oder Werkzeuge eventuell speziell vorbereiteten Greifmittel bewegen sich auf diese Weise gemeinsam mit den Werkstücken durch die einzelnen Bearbeitungsstationen und sind stets zusammen mit den Werkstücken im gemeinsamen Magazin verfügbar. Sofern für das Aufgreifen von Werkzeugen oder Spannmitteln andere Greifmittel erforderlich sind als für die Werkstücke selbst, können die geeigne- ten verschiedenen Greifmittel gemeinsam mit den anderen Werkmitteln im Magazin vorrätig gehalten und mobil mitgeführt werden.
Das mobile Magazin ist zweckmäßigerweise während des Verfahrens außerhalb der Bearbeitungsmaschine oder ihres Bearbeitungsraumes angeordnet. Es kann dadurch besonders leicht bereitgestellt oder entfernt werden. Die möglicherweise große Vielzahl einzelner im Magazin vorrätiger Komponenten könnte außerdem den Bearbeitungs- räum stark einschränken und die Bearbeitung einzelner Werkstücke unmöglich machen, wäre das Magazin im Bearbeitungsraum angeordnet.
Das Magazin kann jedoch auch innerhalb der Bearbeitungsmaschine (etwa in einem inneren Magazin-Bereich) angeordnet sein, um von dort einzelne Komponenten des Magazins in den Bearbeitungsraum der Maschine überführen zu können. Die Erfindung beinhaltet den Gedanken, dass die im Magazin bereitgehaltenen Werkmittel von einem Lader aufgegriffen und der Bearbeitungsmaschine zugeführt werden können. Der Lader kann als Roboter ausgeführt sein, der über eine ausreichende Anzahl von Achsen verfügt und einen Ladekopf aufweist. Um unterschiedliche Werkmittel aus dem Magazin herausgreifen zu können, kann es erforderlich sein, unter- schiedliche Greifmittel bereitzuhalten, auf die der Lader zugreifen kann. So können die Greifmittel mit einer genormten Schnittstelle ausgebildet sein, über welche der Ladekopf mit dem Greifmittel verbindbar ist. Ferner kann jedes Greifmittel spezielle Halteelemente aufweisen, die für das Aufgreifen eines Werkzeugs, eines Werkstücks oder eines Spannmittels speziell vorbereitet und gestaltet sind. Daher umfasst eine Ausfüh- rungsform des Verfahrens das Merkmal, wonach der Lader zum Aufgreifen eines Werkmittels aus dem Magazin einen Greifer aufnimmt und anschließend damit ein Werkstück und/oder ein Werkzeug und/oder ein Spannmittel aus dem Magazin entnimmt. Sofern ein Greifmittel auch für das Aufgreifen unterschiedlicher Werkmittel geeignet ist, kann ein Wechsel des Greifmittels unter Umständen entfallen. In der Regel wird der Lader, sofern auch die Positionierung von Spannmitteln in der Bearbeitungsmaschine vorgesehen ist, zunächst an einen Greifer im Magazin ankoppeln bzw. diesen mit seinem Ladekopf so aufnehmen, dass mit dem Greifer ein ebenfalls im Magazin vorrätiges Spannmittel aus dem Magazin heraus in das Maschinenbett verbracht werden kann. Handelt es sich bei dem Spannmittel beispielsweise um eine Komponente eines Nullpunktspannsystems, so kann das Spannmittel im Maschinen-
bett ohne manuellen Eingriff auch befestigt werden. Sofern der Bearbeitungsmaschine auch Werkzeuge zur Verfügung zu stellen sind, könnte der Lader das Greifmittel für das Spannmittel dann wieder im Magazin ablegen, um danach an ein Greifmittel zur Aufnahme von Werkzeugen anzukoppeln. Unter Nutzung dieses neuen Greifmittels, welches ebenfalls im Magazin vorrätig gehalten ist, kann sodann ein oder auch mehrere Werkzeuge an die Bearbeitungsmaschine übergeben werden. Um schließlich die im Magazin bereitgestellten Werkstücke in das zuvor im Maschinenbett angeordnete Spannmittel für die Bearbeitung einsetzen zu können, kann der Lader erforderlichenfalls wieder an ein anderes Greifmittel ankoppeln, welches speziell für die Aufnahme der Werkstücke ausgebildet ist. Ein solches Greifmittel könnte beispielsweise zwei Aufnahmebereiche aufweisen, so dass ein bereits bearbeitetes Werkstück im ersten Aufnahmebereich aus dem Spannmittel des Maschinenbetts entnommen wird und sodann ein im zweiten Aufnahmebereich vorrätig gehaltenes, noch unbearbeitetes Werkstück in das zuvor geleerte Spannmittel eingesetzt wird. Dadurch kann die Anzahl der Bewegungen des Laders zwischen Magazin und Bearbeitungsraum reduziert werden.
Eine etwas erweiterte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst das Anordnen eines Magazins mit Werkmitteln im Zugriffsbereich eines Laders, der auch den Bearbeitungsraum einer Bearbeitungsmaschine bedienen kann. Anschlie- ßend erfolgt das Positionieren wenigstens eines aus dem Magazin zu entnehmenden Spannmittels im Bearbeitungsraum, um mit dem Spannmittel dort danach ein Werkstück zu fixieren. Alternativ oder ergänzend kann der Lader ein oder mehrere Werkzeuge aus dem Magazin entnehmen und in den Bearbeitungsraum oder in einem zur Bearbeitungsmaschine gehörenden maschineninternen Werkzeugmagazin ablegen. Wiederum alternativ oder ergänzend kann die Positionierung wenigstens eines aus dem Magazin zu entnehmenden Werkstückes in einem im Bearbeitungsraum angeordneten Spannmittel erfolgen, um anschließend die Bearbeitung des Werkstückes vorzunehmen. Erfindungsgemäß kann der Lader alle diese Werkmittel in den Bearbeitungsraum hinein bzw. aus diesem herausbewegen und letztendlich wieder in dem für die Werkmittel gemeinsamen Magazin ablegen.
Außer den genannten Werkmitteln (Werkstücke, Werkzeuge, Spannmittel, Greifmittel) können auch andere Mittel im Magazin als Werkmittel enthalten sein, welche für die Bearbeitung der Werkstücke erforderlich sind. Vorzugsweise müssen nicht alle Werkmittel des Magazins vollständig an einer einzigen Maschine zum Einsatz kommen. Sie können auch nur für bestimmte Bearbeitungsserien an ausgewählten Maschinen nötig sein und ansonsten im Magazin verbleiben.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des Verfahrens ergibt sich dann, wenn wenigstens ein Werkstück bereits in einem Spannmittel eingespannt im Magazin bereitgestellt wird. Dies kann dann für eine wiederholbare Positioniergenauigkeit zweck- mäßig sein, wenn das Werkstück für mehrere Bearbeitungsserien und/oder an einer oder mehreren verschiedenen Maschinen durchgehend mit einem Spannmittel verbunden bleiben soll. Das Spannmittel mit dem wenigstens einen Werkstück kann dann in ein daran angepasstes weiteres Spannmittel im Maschinenbett eingesetzt werden (beispielsweise ein Nullpunktspannsystem). Nach der Bearbeitung wird das Werkstück mitsamt dem dieses unmittelbar haltenden Spannmittel aus dem Nullpunktspannsystem wieder herausgelöst und durch den Lader zurück in das Magazin eingesetzt.
Besonders vorteilhaft ist dies dann, wenn auf einem Spannmittel nach Art einer Palette mehrere Werkstücke eingespannt sind. Damit kann der Lader durch Verfahren einer Palette diese mehreren Werkstücke gemeinsam in den Bearbeitungsraum einbringen, um die Palette an einem dortigen Spannmittel zu befestigen. Dies reduziert vorteilhaft die erforderlichen Bewegungen des Laders.
In gleicher Weise könnten auch mehrere Werkzeuge in einer gemeinsamen Halterung im Magazin vorgesehen sein, so dass auch diese gleichzeitig in den Bearbeitungsraum eingebracht werden können. Beispielsweise über eine verfahrbare Maschinenspindel könnten die Werkzeuge temporär einem maschineninternen Werkzeugmagazin zugeführt werden, indem die Spindel die Werkzeuge nacheinander aus der gemeinsamen Halterung entnimmt und in das interne Magazin überführt. Die Rückführung der Werkzeuge aus der Bearbeitungsmaschine kann im umgekehrten Sinne erfolgen.
Zweckmäßigerweise ist das Magazin während des erfindungsgemäßen Verfahrens ortsfest angeordnet. Anders als im Stand der Technik, bei dem Werkstückmagazine häufig zeilenweise vorgeschoben werden müssen, um einem Portallader Zugriff auf alle Werkstücke zu ermöglichen, kann das erfindungsgemäße Magazin im Zugriffsbe- reich des Laders ortsfest stehen bleiben für die gesamte Dauer der Bearbeitung der Werkstücke. Vertikale oder horizontale Vorschubmittel für das Magazin sind somit nicht erforderlich, wenn der Lader alle Werkmittel im ortsfesten Magazin erreichen kann. Geeignete Befestigungsmittel, insbesondere am Boden, können dabei sicherstellen, dass das Magazin eine relativ zum Lader genau definierte ortsfeste Position einnimmt und beibehält. Rastmittel und Anschläge, die zwischen dem Magazin und den Befestigungsmitteln wirken, können hier hilfreich sein. Dabei kommen auch Befestigungsmittel zur Anordnung mehrerer Magazine im Zugriffsbereich eines gemeinsamen Laders in Betracht. Unterschiedliche Bearbeitungsaufträge, die durch entsprechende Bestückung verschiedener Magazine mitbestimmt werden, lassen sich so kurz nacheinander an der gleichen Bearbeitungsmaschine durchführen. Denkbar ist es ferner, für einen Bearbeitungsvorgang auf mehrere mobile Magazine zuzugreifen, wenn die für die Bearbeitung erforderlichen Werkmittel nicht alle in einem Magazin bereitgestellt werden können oder sollen.
Um eine Bearbeitungsserie (damit soll eine für alle im Magazin vorrätig gehaltenen Werkstücke sich gleichartig wiederholende Bearbeitung in der Bearbeitungsmaschine gemeint sein) durchzuführen, kann es zweckmäßig sein, jedem Magazin einen Datensatz zuzuordnen. Der Datensatz soll Informationen über die im Magazin bereitgehaltenen Werkmittel enthalten, die auch einer übergeordneten Steuereinheit zugänglich gemacht werden können. Neben Angaben zu den Werkstücken (Werkstoff, Auftrags- nummer etc.) können auch spezielle Bezeichnungen für die im Magazin gelagerten oder zu lagernden Werkzeuge oder Spannmittel bzw. Greifmittel hinterlegt sein. Für die Werkzeuge können auch Verschleißdaten interessant sein, die bei der Bearbeitung zu berücksichtigen sind. Ferner kann der Datensatz auch Parameter zur Bearbeitung der im Magazin enthaltenen Werkstücke enthalten, wobei die Steuereinheit die Bearbei- tungsmaschine und den Lader unter Nutzung des Datensatzes zur Bearbeitung der Werkstücke ansteuert. Der Datensatz kann dem jeweiligen Magazin eindeutig zugeordnet sein, etwa über einen am Magazin angebrachten Barcode, über RFID-Mittel
oder sonstige, dem Fachmann bekannte Kennzeichnungsmittel. Der Datensatz kann auch über ein Datennetzwerk zugänglich oder veränderbar sein.
Das erfindungsgemäße Ladesystem zur Durchführung des vorbeschriebenen Verfahrens umfasst wenigstens ein mobiles Magazin, welches während der Verfahrensdurch- führung ortsfest positionierbar ist und zur Aufnahme von Werkmitteln ausgebildet ist. Das System umfasst ferner einen Lader zur Überführung der Werkmittel aus dem Magazin in den Bearbeitungsraum einer Bearbeitungsmaschine und zurück, wobei das Magazin zur gleichzeitigen Aufnahme von wenigstens zwei verschiedenen Arten von Werkmitteln ausgebildet ist, zu denen gehören: Werkstücke W, Spannmittel S, Werk- zeuge Z und Greifmittel G. Vorzugsweise sind gleichzeitig wenigstens drei verschiedene Arten von Werkmitteln im Magazin vorrätig. Höchst vorzugsweise sind gleichzeitig wenigstens vier verschiedene Arten von Werkmitteln im Magazin vorrätig. Obwohl die auch zu den Werkmitteln zählenden Greifmittel nicht zum Verbleib im Bearbeitungsraum der Bearbeitungsmaschine vorgesehen sind, soll unter„Überführung der Werk- mittel in den Bearbeitungsraum" auch die Bewegung der Greifmittel durch den Lader verstanden sein.
Vorzugsweise ist der Lader relativ zur Bearbeitungsmaschine mobil und für die Bedienung eines Magazins vorübergehend ortsfest fixierbar. Der Lader muss daher nicht an die Bearbeitungsmaschine gekoppelt sein und kann stattdessen nur bei Bedarf so in der Nähe einer Bearbeitungsmaschine platziert werden, dass er in deren Bearbeitungsraum eingreifen kann. Dabei soll jedoch keine Komponente des Laders in den Bearbeitungsraum der Bearbeitungsmaschine dauerhaft hineinragen. Dadurch bleibt die Bearbeitungsmaschine auch für andere, zum Teil manuelle Eingriffe erfordernde Bearbeitungsvorgänge verfügbar, ohne dass ein Lader oder ein Magazin nahe beim Bearbei- tungsraum angeordnet sein müsste. Das Ladesystem, bestehend aus wenigstens einem mobilen Magazin und dem Lader, kann also je nach Bedarf temporär an einer Bearbeitungsmaschine positioniert werden.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind für das Ladesystem Mittel zur Bilderkennung vorgesehen. Damit können Daten zu den im Magazin vorrätig gehal- tenen Werkmitteln erfasst und einer übergeordneten Steuereinheit übermittelt werden.
Die Daten können insbesondere Angaben zu Art und/oder Position und/oder Lage der im Magazin angeordneten Werkmittel enthalten, um die Bewegungen des Laders entsprechend steuern zu können. Die Mittel zur Bilderkennung können auch unmittelbar am Magazin angebrachte Codes (beispielsweise Barcode) einlesen und an eine für die Bearbeitungsmaschine eingesetzte Steuereinheit übermitteln. Auf diese Weise kann das System die für die Bearbeitung relevanten Daten aufstellen oder ergänzen. Auch eine Plausibilitätskontrolle (z.B.:„Stimmt der Barcode mit den per Bildgebung im Magazin erfassten Werkstücken überein?") kann mittels der bildgebenden Mittel vorgenommen werden. Nachfolgend soll eine Ausführungsform der Erfindung anhand eines Figurenbeispiels näher erläutert werden. Dabei zeigen
Fig. 1 ein erfindungsgemäßes Magazin mit verschiedenen Werkmitteln, und
Fig. 2 ein Magazin und einen Lader an einer Bearbeitungsmaschine.
Fig. 1 zeigt ein Magazin 2 zur Aufnahme unterschiedlicher Werkmittel. Das Magazin 2 umfasst eine horizontale Bodenplatte mit darunter angeordneten Befestigungsmitteln, um das Magazin ortsfest positionieren zu können. Auf der Bodenplatte ist ein Ablagebereich vorgesehen für ein Spannmittel S sowie zwei Greifmittel d , G2. Das Spannmittel S ist ein Werkmittel, in welches Werkstücke - insbesondere zur Bearbeitung - temporär eingespannt werden können. Das Spannmittel S kann beispielsweise zwei aufei- nander zu bewegbare Klemmbacken enthalten, die das Werkstück einspannen können. Das Spannmittel S ist in ein Spannmittel S' einsetzbar, welches im Maschinenbett einer in Fig. 2 dargestellten Bearbeitungsmaschine 5 angeordnet ist. Das Spannmittel S' ist ein Nullpunktspannsystem und kann auch mehrere der im Magazin 2 gemäß Fig.
1 dargestellten Spannmittel S aufnehmen. Das Magazin 2 gemäß Fig. 1 enthält ferner ein erstes Greifmittel Gi . Mit diesem Greifmittel Gi kann ein in Fig. 2 dargestellter Lader 3 das Spannmittel S aus dem Magazin
2 aufgreifen und in den Bearbeitungsraum 4 bzw. das dort angeordnete Spannmittel S' der Bearbeitungsmaschine 5 überführen. Dazu ist das Greifmittel d mit dem Kopf 3'
des Laders 3 temporär verbindbar. Über einen nicht näher dargestellten und durch den Lader 3 auslösbaren Betätigungsmechanismus kann das an dem Kopf 3' angeordnete Greifmittel Gi dann das Spannmittel S aus dem Magazin aufgreifen und bewegen.
Alternativ kann der Lader 3 auch ein anderes Greifmittel G2 vorübergehend an dem Kopf 3' befestigen. Mit diesem Greifmittel G2 können oberhalb der Bodenplatte im Magazin angeordnete Werkstücke W entnommen und der Bearbeitungsmaschine 5 zugeführt werden. Die Werkstücke W sind dazu zwischen kurze horizontal hervorkragende Haltestreben eingesetzt. Das Greifmittel G2 umfasst zueinander bewegbare Klemmbacken, die über einen nicht näher dargestellten Betätigungsmechanismus um ein Maß aufeinander zu bewegbar sind, um ein dazwischen angeordnetes Werkstück W zu klemmen und auf diese Weise aus dem Magazin 2 entnehmen zu können. Zur Beschleunigung des Bearbeitungsverfahrens und zur Reduzierung der Bewegungen des Laders 3 umfasst das Greifmittel G2 zwei gegenüberliegende Paare von Klemmbacken. Damit ist es möglich, ein zu bearbeitendes Werkstück in dem Bearbeitungsraum 4 zu positionieren und ein dort zuvor bearbeitetes anderes Werkstück aufzugreifen, um es wieder in das Magazin 2 zurückzubringen.
Das Magazin 2 kann auch Werkstücke W enthalten, die gemeinsam oder jeweils einzeln bereits in ein Spannmittel S" eingespannt sind. Dieser letzte Fall ist als Ausschnitt in Fig. 1 links dargestellt. Der Lader 3 kann mit seinem Ladekopf 3' die Greifmittel G nach Belieben aufnehmen bzw. absetzen und wechseln, um gezielt auf Spannmittel S, Werkstücke W oder auch Werkzeuge Z zugreifen zu können. Letztere sind im obersten Abschnitt des Magazins 2 in dafür vorgesehenen Halterungen angeordnet. Über einen im Magazin 2 nicht dargestellten Greifer, der speziell für die Aufnahme der Werkzeuge ausgebildet wäre, können auch diese Werkzeuge Z mittels des Laders 3 an die Bearbeitungsmaschine 5 übergeben bzw. von dort zurückgeführt werden.
Damit enthält das Magazin 2 alle für eine Bearbeitungsserie in der Bearbeitungsmaschine 5 geplanten Werkmittel (Werkzeuge Z, Werkstücke W, Spannmittel S und Greifmittel G) in kompakt zusammengestellter Form. Die gemeinsame Anordnung aller
benötigten Werkmittel in einem als Einheit fungierenden, mobilen Magazin vereinfacht die Durchführung der Werkstückbearbeitung, da z. B. Werkzeuge oder Spannmittel der Bearbeitungsmaschine nicht auf separatem Wege, aus verschiedenen und getrennt voneinander angeordneten Magazinen bzw. manuell zugeführt werden müssen. Fig. 2 zeigt das Magazin 2 in einer ortsfesten Anordnung nahe einer Bearbeitungsmaschine 5. Ein Lader 3 hat mit seinem Kopf 3' Zugriff einerseits auf die im Magazin 2 bereitgehaltenen (und hier nicht mehr näher bezeichneten) Werkmittel und andererseits auf den Bearbeitungsraum 4 der Bearbeitungsmaschine 5. Auch der Lader 3 ist ortsfest am Boden fixiert, er kann jedoch bei Bedarf als mobile Einheit ebenso leicht entfernt werden wie das Magazin 3, um die Bearbeitungsmaschine 4 für andere Aufgaben (auch manuell) gut zugänglich zu machen.
Befestigungsmittel 20 auf dem Boden sind dafür bereitgestellt, ein weiteres, nicht dargestelltes Magazin in dem Zugriffsbereich des Laders 3 vorübergehend zu fixieren, um auch daraus Werkmittel entnehmen zu können (nicht alle Befestigungsmittel sind in Fig. 2 beschriftet).
Eine Steuereinheit 10, die Signale mit dem Lader 3 und der Bearbeitungsmaschine 5 austauschen kann, dient zur Steuerung der Bearbeitung der einzelnen im Magazin 2 vorrätig gehaltenen Werkstücke. Auf Basis von in der Steuereinheit 10 hinterlegbaren Daten koordiniert diese die Bewegung des Laders 3 ebenso wie die relativen Bearbei- tungsbewegungen einer in Fig. 2 nicht dargestellten Maschinenspindel, welche ein Werkzeug aus dem Magazin 2 aufnehmen kann. Ferner übernimmt die Steuereinheit 10 auch die Ansteuerung von Greifmitteln, welche der Lader 3 an seinem Kopf 3' aufnimmt.
Die in Fig. 2 dargestellte Anordnung ermöglicht die Vorbereitung und Durchführung einer Werkstückbearbeitung in effizienter Weise. Mit ihr können Spannmittel S aus dem Magazin im Maschinenbett angeordnet werden. Werkstücke W können aus dem Magazin 2 in die so platzierten Spannmittel S, S' eingesetzt werden. Im Magazin vorrätig gehaltene Werkzeuge Z können an eine Maschinenspindel oder ein maschineninternes Werkzeugmagazin überführt werden. Verschiedene Greifer Gi , G2 zur Aufnahme der
unterschiedlichen Werkmittel kann der Lader aus dem Magazin aufnehmen, um damit die weiteren Werkmittel aufgreifen zu können. Nach erfolgter Bearbeitung aller Werkstücke können sämtliche Werkmittel wieder in das Magazin 2 rückgeführt werden, welches anschließend einer anderen Bearbeitungsmaschine oder einem sonstigen Fertigungsprozess übergeben werden kann.