VORGESEHENEN VERZAHNUNGEN

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bearbeiten von an Werkstücken vorgesehenen Verzahnungen, bei dem mehrere Werkstücke wenigstens einer Bearbeitungsstation mit wenigstens zwei Bearbeitungen und/oder wenigstens zwei Bearbeitungsstationen mit je wenigstens einer Bearbeitung zugeführt werden und dort die Verzahnungsbearbeitung unter einem Bearbeitungseingriff eines Verzahnungswerkzeugs mit der Werkstückverzahnung als wenigstens eine dieser Bearbeitungen sowie die wenigstens eine weitere Bearbeitung in Maschinenechtzeit ausgeführt werden.

Derartige Verfahren sind weit verbreitet und dienen der Herstellung von Verzahnungen auf dem Gebiet der Verzahnungstechnologie, sowie deren weiterer Bearbeitung. Beispiele für Verzahnungserzeugungen sind das Wälzfräsen, Wälzschälen oder Wälzstoßen, jedenfalls die am meisten angewandten Verfahren, und hinsichtlich einer (Hart-)Feinbear- beitung das Wälz- oder Profiischleifen, Honen und Hartschälen. Zudem gibt es diverse ergänzende Bearbeitungen der Verzahnungen wie das Entgraten und/oder Anfasen, die Einarbeitung weiterer Strukturen in Verzahnungen wie etwa Hinterlegungen oder Nuten, oder auch die Zahnendenbearbeitung in Form von Abrundungen oder dem: Abdachen der Zähne.

Je nach Konfiguration gibt es Einze!maschinen, die nur jeweils einen dieser Prozesse ausführen, jedoch über eine Werkstückautomation auch zu komplexeren Systemen gekoppelt sind, wie auch Stationen mit Mehrfachbearbeitungen, auf denen beispielsweise in einer Werkstückaufspannung Verzahnungen erzeugt, entgratet und/oder angefast werden, oder auch Kombinationen hiervon. Die Erfindung bewegt sich auf dem Gebiet, bei dem wenigstens zwei Bearbeitungen vorgesehen sind, von denen wenigstens eine die Verzahnungsbearbeitung in Form eines Bearbeitungseingriffs eines Verzahnungswerkzeugs mit der Werkstückverzahnung beinhaltet.

Im Gegensatz zu diversen vergleichsweise einfachen Spanungsprozessen wie dem Bohren oder Drehen Ist der Bearbeitungseingriff eines Verzahnungswerkzeugs mit einer Werkzeug-Verzahnung eher komplex. Dies liegt zum einen an der hohen Zahl zu berücksichtigenden Verzahnungsparametern bereits für die grundlegenden Prozesse, die eine entsprechend angepasste Werkzeugauslegung erfordern. Zudem werden heutzutage Verzahnungen oftmals nicht in der klassisch reinen Form einer Evolvente hergestellt, sondern mit mehr oder weniger umfänglichen Zahnflankenmodifikationen, wie etwa Balligkeiten, Konizitäten oder Kombinationen davon, zum Teil unter zusätzlichen Randbedingungen wie der Vermeidung von Verschränkungen usw.

All dies führt dazu, dass moderne CNC-gesteuerte Verzahnungsmaschinen oder Verzahnungsbearbeitungssysteme durchaus komplexe Steuerungen für die Ablaufsteuerung der Bearbeitungen beinhalten. So müssen die jeweilig beteiligten Maschinenachsen sehr exakt CMC-gesteuert aufeinander abgestimmt werden, um auch die gewünschte Präzision trotz der auftretenden Bearbeitungskräfte zuverlässig zu erreichen. Bei größeren Werkstück-Chargen, die z.B. im Automobilbereich auftreten, wählt man für den gewünschten Prozess zunächst eine passende Werkzeugauslegung bei dazu passenden Prozessparametern der Achssteuerungen, überprüft und modifiziert diese gegebenenfalls, und die erforderlichen Maschinenachssteuerungen werden dann zu dem jeweiligen Projekt als Ablaufsteuerprogramm auf der Maschine hinterlegt. Anbieter von Steuerungssoftware, wie beispielsweise Siemens mit der Steuerungs-Software Sinumerik, stellen hierfür technische Hilfestellungen, wobei insbesondere größere Hersteller von Verzahnungsmaschinen oftmals eigene Steuerungssoftware entwickeln, die zwischen Bediener und der finalen Ma- schinenachssteuerung zwischengeschaltet ist. Dies bedeutet für den Bediener eine Bedienerleichterung insoweit, als dass er eine ggf. auf seine Bedürfnisse zugeschnittene vereinfachende Eingabemaske erhält, auf der er die relevanten Parameter des Prozesses eingeben kann, worauf die Maschine im Hintergrund die erforderlichen Steuerdaten dieser in Nicht-Maschinen-Echtzeit durchgeführten Vorbereitungshandlungen in Steueranweisungen überträgt, die später, sobald der Bediener in der Maschine das Abtaufprogramm in Gang setzt, der Maschine bzw. jeder Station eines Bearbeitungssystems nach Aus- und Anwahl des Prozesses die erforderlichen Steuervorgaben vorgibt, um alle der Maschine bzw. der Bearbeitungsstation zugeführten Werkstücke im Rahmen des ausgewählten Prozesses in Maschinen-Echtzeit gleichermaßen zu bearbeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren der eingangs genannten Art weitergehend zu verbessern, insbesondere hinsichtlich einer guten Kombination aus Bearbeitungsgenauigkeit mit möglichst wenig Ausschussteilen und erreichbaren Bearbeitungszeiten.

Diese Aufgabe wird von der Erfindung durch eine Weiterbildung des Verfahrens der eingangs genannten Art erreicht, das im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass eine Ablaufsteuerung der Bearbeitungen wenigstens zum Teil in Abhängigkeit einer jedem einzelnen zu bearbeitenden Werkstück zugeordnet hinterlegten und in Maschinen-Echtzeit überprüften Steuerinformation (S,) erfolgt

Erfindungsgemäß erfolgt somit die Ablaufsteuerung nicht mehr wie im Stand der Technik durch innerhalb eines Prozesses einmalig vorgegebenen Steueranweisungen an die Bearbeitungsstationen, welche dann automatisch genau diese Steueranweisungen umsetzen, sondern anhand von Steuerinformationen, die jedem einzelnen zu bearbeitenden Werkstück zugeordnet hinterlegt sind. Die Hinterlegung kann unabhängig davon sein, welche gleichen oder ggf. anderen Werkstücke zuvor oder danach bearbeitet werden sollen, Das heißt, die Bearbeitungsstation spult nicht mehr automatisch die immer gleiche Bearbeitungssequenz ab, sondern prüft werkstückabhängig die jeweils zugeordnete Steuerinformation und führt somit nur diejenigen Bearbeitungen des Werkstücks durch, die von dem Werkstück im Maschinen-Echtzeit-System verlangt werden, also bei dem Werkstück anstehen (und an der Bearbeitungsstation natürlich verfügbar sein müssen). Die Überprüfung kann einen Abgleich der gemäß der Steuerinformation zu tätigenden Bearbeitungen mit der an der jeweiligen Station verfügbaren Bearbeitungen umfassen oder darin bestehen.

Mit der auf diese Weise eingeführten erhöhten Flexibilität ist es noch innerhalb der Maschinen-Echtzeit möglich, auf korrigierbare Einflüsse aufgrund äußerer Bedingungen oder vorgenommener Bearbeitungen zu reagieren und diese ggf. zu korrigieren, ohne dass vom Maschinen-Echtzeit-System zurück ins Nicht-Masehinen-Echfzeit-System gewechselt werden muss und dabei nutzbare Bearbeitungszeit verloren geht.

Systemtechnisch wird dementsprechend von der Erfindung bereitgestellt ein Bearbeitungssystem zum Bearbeiten von an Werkstücken vorgesehenen Verzahnungen, mit wenigstens einer für die Durchführung von zwei Bearbeitungen ausgelegten Bearbeitungsstation und/oder wenigstens zwei für die Durchführung je wenigstens einer Bearbeitung ausgelegten Bearbeitungsstationen, wobei wenigstens eine der Bearbeitungsstationen für einen Bearbeitungseingriff eines Verzahnungswerkzeugs mit der Werkstückverzahnung ausgelegt ist, und einem Steuersystem zur Ablaufsteuerung der Bearbeitungen, das im Wesentlichen dadurch gekennzeichnet ist, dass in wenigstens einer Betriebsart des Systems die Ablaufsteuerung wenigstens zum Teil in Abhängigkeit einer jedem einzelnen zu bearbeitenden Werkstück zugeordnet hinterlegten und in Maschinen-Echtzeit überprüften Steuerinformation (S erfolgt.

Bei der zugeordnet hinterlegten Steuerinformation muss es sich nicht um eine Zusammenstellung aller finaler Steuerbefehle handeln, die dann an die Maschinenachsen gerichtet werden, es genügen Steueranweisungen, die den Bearbeitungsstationen die Ausführung der gewünschten Bearbeitungsabläufe im Wege einer eindeutigen Identifizierung der konkreten Steueranweisungen für die gewünschten Abläufe ermöglicht. In einem einfachsten Fall könnte man die hinterlegten Steueranweisungen daher als ein bloßes Abbild der in einem Nicht-Echtzeit-System berechneten Anweisungen ansehen, mit dem beispielsweise dann Steuerkanäle der finalen CNC-Maschinenachsendsteuerung beaufschlagt werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist jedoch ein Bearbeitungssystem vorgesehen, bei dem die zugeordnet hinterlegte Steuerinformation in Maschinen-Echtzeit noch änderbar ist und/oder die zugeordnete Hinterlegung in Maschinen-Echtzeit mit Zusatzinformationen ergänzbar ist. Letztere Variante erlaubt es, u.a., Daten über die Pro- zessabläufe aufzunehmen und systematisch auswerten zu können. Soweit Änderungen die Steuerinformationen selbst betreffen, sind mehrere Untervarianten von denkbarem Vorteil.

So kann die Änderung der zu einem Werkstück hinterlegten Steuerinformation in Abhängigkeit einer von einer Bearbeitungsstation bei der Bearbeitung dieses Werkstücks festgestellten Abweichung eines überwachten Maschinenparameters von seinem Sollwert erfolgen. Auf diese Weise kann noch innerhalb der Bearbeitung im Bearbeitungssystem auf potentielle Störungs- oder ungewünschte Abweichungsergebnisse reagiert werden, und auf diese Weise ggf. Ausschussteile oder unnütze Bearbeitungen und entsprechende Werkzeugabnutzung vermieden werden.

Andererseits kann auch und zusätzlich vorgesehen sein, dass die Änderung auf Feststellung einer Abweichung eines Werkstückparameters gegenüber vorgegebenen Sollparametern durch eine als Messstation für das Werkstück funktionierende Station erfolgt. Dies bietet ebenfalls die Möglichkeit, eine Korrektur am Werkstück vorzunehmen, noch bevor das Werkstück die Bearbeitungsstationen wieder verlässt und ggf zu einem späteren Zeitpunkt erst ausfindig gemacht und erneut zugeführt werden müsste. Neben diesen Änderungen der bereits hinterlegten Steuerinformation kann die Steuerinformation bereits beim Hinterlegen in Maschinen-Echtzeit angepasst werden, indem insbesondere über die oben erläuterte Überwachung und Feststellung von Abweichungen im Falle von vergleichsweise einfachen Korrekturen automatisch bei der Hinterlegung der Steuerinformation für nachfolgende Werkstücke berücksichtigt werden. Denkbar ist gerade bei größeren Abweichungen auch ein Feedback-Control über das Nicht-Maschinen-Echtzeit-System, das dann über das Hinterlegen der Steuerinformation mit wenigstens„etwas Verspätung“ mit verbesserter Genauigkeit im Maschinen-Echtzeit-System greifen kann.

Beispiele für derartige sich ändernde Einflüsse sind die Temperatur des Werkstücks durch die fortlaufende Bearbeitung, aber auch die Abnutzung des Werkzeuges, das zu entsprechenden Änderungen führen kann.

Es ist bevorzugt vorgesehen, dass eine ausgeführte Bearbeitung in der hinterlegten Steuerinformation (in Maschinen-Echtzeit) registriert wird. Dadurch können weitere Bearbeitungen, die in der Steuerinformation vorgesehen aber noch nicht freigeschaltet waren, freigeschaltet werden. Besonders bevorzugt vorgesehen ist zudem eine Bewegungsvorrichtung, deren Betätigung eine die Anordnung der aktuell jeweiligen Bearbeitungsbereiche des Bearbeitungssystems an den jeweiligen Bearbeitungsstationen befindlichen Werkstücke definierende Besetzungskonfiguration ändert. Dazu kann eine Maschinenautomation mit mehreren Greifern und/oder Werkstückhalterungen eingesetzt werden, auch Einzelroboter mit hoher Anzahl von Beweglichkeiten wie Industrieroboter, z.B. KUKA Roboter, aber auch gekoppelte Systeme wie die Ringlager-Systeme mit 180° oder 90° Grundtaktung. Die Bewegungseinrichtung dient somit zum einen einem schnell durchführbaren automatischen maschinellen Ablauf der fortgesetzten Bearbeitungsprozesse beim Durchlauf mehrere und insbesondere größerer Werkstücke und insbesondere größerer Werkstück-Chargen.

Zum anderen erlaubt diese auch eine in Abhängigkeit der denjenigen Werkstücken zugeordnet hinterlegten Steuerinformation in Maschinen-Echtzeit, die gerade im Bearbeitungsbereich des Bearbeitungssystems sind, durchgeführte Betätigung der Bewegungsvorrichtung, die gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen ist.

Das heißt, es gibt keine starre Zeittaktung mehr, sondern die Änderung der Besetzungskonfiguration erfolgt variabel dann, wenn der„langsamste“ Prozess der beteiligten Stationen abgeschlossen ist, jedenfalls sofern ein gekoppeltes Transportsystem wie etwa ein Ringlager vorgesehen ist Zum anderen kann speziell vorgesehen sein, dass eine Steuerung für die Betätigung der Bewegungsvorrichtung dazu ausgelegt ist, für mehrere nach der nächsten Betätigung der Bewegungsvorrichtung erreichbare Besetzungskonfigurationen die darin gemäß den den beteiligten Werkstücken zugeordneten Steuerinformationen dann möglichen Bearbeitungen untereinander zu vergleichen und nach vorbestimmten Kriterien eine Auswahl aus den Besetzungskonfigurationen zu treffen. Mit anderen Worten wird die Besetzungskonfiguration nicht automatisch bei jeder Änderung in gleicher Weise geändert, sondern die Änderung der Besetzungskonfiguration kann unterschiedlich ausfallen, je nachdem welche Auswahl von dem System getroffen wird. Das System „denkt“ dabei vorausschauend und bestimmt, weiche Änderung der Besetzungskonfiguration anschließend die insgesamt günstigste Bearbeitungssituation über alle beteiligten Werkstücke hinweg sein wird. Bei dieser Bestimmung kann auch mehrere Schritte vorausgedacht werden.

Als Auswahlkriterien sind diverse Kriterien vorgebbar, die untereinander auch gewichtet werden können, aber auch eine Self-Learning-Software denkbar, bei der das System in Testläufen mehrere Varianten durchprobiert und eigenständig die günstigste feststeilt. Vorgebbare Auswahlkriterien könnten z.B. eine angestrebte Minimierung der zwischen der nächsten und übernächsten Betätigung der Bewegungsvorrichtung erforderliche Zeit beinhalten, aber auch z.B, eine stärkere Gewichtung einer Vorgabe, dass der über die Bearbeitungsstationen verteilte größte Bearbeitungsaufwand möglichst immer zwischen zwei Änderungen der Besetzungskonfiguration ausführbar ist. Ein weiteres Auswahlkriterium kann eine Berücksichtigung einer begrenzten Anzahl von Steuerkanälen für die finalen Steueranweisungen an die beteiligten CNC-gesteuerten Maschinenachsen des Bearbeitungssystems beinhalten. Je nach Gesamtaufbau der Steuerung irrt Einzelnen stehen, wenn z.B. auf kommerziell verfügbare Maschinensteuerungen wie die Sinumerik oder ähnliche zurückgegriffen wird, nur eine begrenzte Anzahl von Steuerkanälen zur Verfügung, deren optimale Ausnutzung somit ein mit zu berücksichtigendes Kriterium sein kann.

Grundsätzlich ist es denkbar, dass jedes einzelne Werkstück die Steuerinformation physikalisch in auslesbarer Form trägt ln einer mehr bevorzugten Ausführungsform ist jedoch vorgesehen, dass die Bewegungsvorrichtung eine Mehrzahl von Greifern und/oder Werkstückhalterungen aufweist, und die Zuordnung der zu einem Werkstück hinterlegten Steuerinformation über eine den dieses Werkzeug greifenden Greifer/haltenden Halter zugewiesene Hinterlegungsstelle in einem Hinterlegungsraum realisiert ist. Auch in diesem Fall könnte der Hinterlegungsraum ein Datenspeicherraum sein, der physikalisch den Greifern zugewiesen sein könnte. Es könnte sich bei dem Hinterlegungsraum jedoch auch und bevorzugt um einen Speicher einer Steuerung des Bearbeitungssystems handeln, und die Hinterlegungsstellen sind dann definierte, den jeweiligen Werkstücken zugeordnete Speicherplätze. Sie können etwa dem Greifer/Halter variabel, aber in jeder aktuellen Besetzungskonfiguration eindeutig zugeordnet sein, so dass jede Bearbeitungsstation, für die bekannt ist, welcher Greifer/Haiter sie gerade mit dem Werkstück versorgt hat, entsprechend eindeutig auf die dem empfangenen Werkstück zugeordnete hinterlegte Steuerinformation zugreifen kann. Durch Implementierung über Zeiger (Pointer) zeigt z.B. ein einem Greifer zugewiesener Zeiger auf die passende Hinterlegungsstelle.

Die Bearbeitungsstation ist in der bislang erläuterten Betriebsart dazu gesteuert, die sich nach Prüfung der hinterlegten Steuerinformation als von dieser Station vornehm bare und freigeschaltete Bearbeitung erweisende Bearbeitung vorzunehmen. Vereinfacht gesprochen sieht die Bearbeitungsstation nach, nach welchen Bearbeitungen es dem Werk- stück aktuell verlangt, und führt eine solche Bearbeitung durch, sofern sie dazu in der Lage ist, also über die nötigen Werkzeuge und Maschinenachsen verfügt.

Wenn an einer Bearbeitungsstation mehrere Bearbeitungen möglich sind, die jedoch sequentiell verschaltet sind und noch nicht gleichzeitig begonnen werden können, ist zudem vorgesehen, dass die Bearbeitungsstation auch noch nicht freigeschaltete, jedoch aufgrund einer Bearbeitung dieser Bearbeitung schon dann freigeschaltete Bearbeitungen ausführt. Ein Beispiel hierfür wäre das Entfernen axialer Grate nach einem Wälzfräsvorgang. Erst wenn der Wälzfräser sich axial entlang der Werkstückachse ausreichend weit vorbewegt hat, so dass der Grat ausgebildet ist bzw. keine Kollisionsgefahr mit einem beispielsweise als Entgratscheibe ausgeführten Gratwerkzeug mehr besteht, kommt dieses zum Einsatz (die Maschinensteuerung enthält ein entsprechendes Freigabesignal, das generiert wird, sobald das Wälzfräswerkzeug eine bestimmte Axialposition erreicht hat).

Die Hinterlegung der Steuerinformation zu einem Werkstück sollte spätestens jedenfalls dann vorliegen, wenn es zu einer Bearbeitungsstation gelangt, deren Bearbeitung ggf. vom Ergebnis einer vorangehenden Bearbeitung abhängig ist. Zeitlich betrachtet könnte die Hinterlegung auch zu einem sehr frühen Zeitpunkt vorgeplant erfolgen, insbesondere wenn ausreichend Speicherplatz vorhanden ist. ln einer bevorzugten Gestaltung erfolgt die Hinterlegung der Steuerinformation zu einem jeweiligen Werkstück jedoch im Zuge von dessen Eintritt in den Bearbeitungsbereich des Bearbeitungssystems. Dann können aktualisierende Modifizierungen der Steuerinformation bei deren Hinterlegung gemäß dem aktuellen Zustand des Systems, insbesondere deren Werkzeuge und anderweitiger einflussnehmender Prozessgrößen so -aktuell wie möglich erfolgen.

Wie bereits erläutert, kann die Hinterlegung durch Übertragung eines durch einen Benutzer im Nicht-Maschinen-Echtzeit-System anlegbaren Steueranweisungen für insbesondere eine (gleichbleibende) Werkstück-Ch a rge erfolgen.

Die Hinterlegungsstellen sind, wie oben bereits erläutert, bevorzugt definiert zugeordnete Speicherbereiche, haben bevorzugt ausreichenden Speicherplatz, um die oben erläuterten Änderungen aufzunehmen, und bevorzugt auch noch separaten zusätzlichen Speicherplatz zur Aufnahme von ergänzenden Informationen betreffend die Herstellung dieses Werkstücks. Über letztere können zusätzliche, insbesondere vollständige Daten erstellt werden, die die Bearbeitungsprozesse des Verzahnungsbearbeitungssystems repräsentieren und deren Auswertung zu einer Optimierung der Prozessabläufe genutzt werden kann, wie auch, bei geeigneter Archivierung, eine Rückverfoigung des Werkstücks möglich machen, sofern dieses Werkstück beispielsweise später ausgefallen ist, um ggf. in der Herstellung des Werkstücks begründete Austallnsiken besser nachverfolgen zu können.

Ebenfalls wie bereits angesprochen können bei der Hinterlegung der Steuerinformation aktualisierende Modifizierungen aufgenommen werden, die insbesondere als Reaktion für festgestellte und/oder vorausschauend erkennbare Prozessbedingungen aufschaltbar sind und entsprechend aufgeschaltet werden. Diese können entweder unmittelbar aus dem Echtzeit-System durch Feedback von einzelnen Stationen gewonnen werden, aber auch (mit etwas zeitlicher Verzögerung) nach Neubewertung im Nicht-Maschinen-Echtzeit-Sys- tem, das in die Feedback-Control eingeschlossen ist, aufgeschaltet werden.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Figuren, von denen

Fig. 1a schematisch ein Bearbeitungssystem noch ohne bestückte Werkstücke in schematischer Darstellung zeigt,

Fig. 1b eine abstrakte Darstellung eines Hinterlegungsraums mit hinterlegten Steuerinformationen zeigt,

Fig. 2 eine Besetzungskonfiguration eines Bearbettungssystems zeigt, und

Fig. 3 eine Sequenz von Besetzungskonfigurationen zeigt.

Das in Fig. 1 mit 100 bezeichnete Bearbeitungssystem hat in diesem Ausführungsbeispiel vier Stationen A, B, C und D, und ein Transportsystem T in Form eines Ringladers mit vier steif aneinander in 90° Orientierung gekoppelten Greifern G1 , G2, G3 und G4. Dies ist jedoch nur beispielhaft, es könnten mehr oder weniger Stationen vorgesehen werden, und auch eine starre Kopplung der Greifer ist nicht zwingend, so könnten die Greifer auch unabhängig voneinander bewegbar sein. Bei dem konkreten Ausführungsbeispiel erleichtert es die Kopplung der Greifer, eine Steuerung zu implementieren, bei der zu jedem Zeitpunkt festgelegt und bekannt ist, welcher Greifer G, sich gerade an welcher der Stationen befindet. Weiter ist bei dem konkreten Ausführungsbeispiel des Bearbeitungssystems 100 die Station C als eine Bearbeitungsstation ausgebildet, auf der die Bearbeitungsprozesse des Wäfzfräsens und eine Nachbearbeitung in Form einer Entfernung der beim Wälzfräsen entstandenen axialen Grate stattfindet. Diese beiden Prozesse können zeitlich überlappen.

Die Station D ist als Anfasstation ausgebildet. Das heißt, an ihr werden in einer dem Fachmann grundsätzlich bekannten Art Fasen an den Zahnkanten der erzeugten Verzahnungen gebildet. Dies könnte beispielsweise durch drückende Verfahren wie das Wälzentgraten oder auch schneidende Verfahren bewirkt werden. An Station D könnte zusätzlich eine Messstation eingerichtet sein, um die Qualität der auf Station C gefrästen Verzahnungen zu überprüfen.

Station B ist in diesem Ausführungsbeispiel eine Freistation, an der keine tatsächliche Bearbeitung der Werkstücke stattfindet, sie könnte jedoch bei Bedarf zu vorbereitenden oder anderweitigen Bearbeitungen herangezogen werden. Zum Beispiel könnten auf Station B Werkstückrohlinge auf Übereinstimmung mit ihren Sollparametern geprüft werden. ln Station A werden Werkstücke bzw. Rohlinge über ein nicht dargestefites externes Transportsystem, beispielsweise eine Werkstück-Automation zugeführt. Dort gelangen so mit neue Werkstücke in den Bearbeitungsbereich des Bearbeitungssystems 100, und bearbeitete Werkstücke verlassen den Bearbeitungsbereich.

Bet dem konkreten Ausführungsbeispiel sind somit nur die Stationen C und D mit drehend antreibbaren, CNC-gesteuerten Werkstückspindeln ausgestattet, es können jedoch auch alle Stationen mit solchen Spindeln ausgestattet sein, je nach gewünschtem Einsatz des Bearbeitungssystems 100.

Es versteht sich, dass hinsichtlich der Art der durchzuführenden Verzahnungsbear- beitung auch andere Prozesse denkbar sind. So könnte eine Hauptbearbeitung zur Erzeugung von Verzahnungen auch durch Wälzstoßen oder Wälzschälen realisiert sein. Der Schwerpunkt könnte auch auf einer Feinbearbeitung liegen, in welchem Fall Verzahnungsschleifmaschinen wie eine Wälzschleifmaschine oder eine Profilschleifmaschine zum Einsatz kommen könnten, oder auch Honmaschinen. Es ist denkbar, dass an einer Station eine Verzahnung erzeugt wird und an derselben oder einer anderen Station noch Substrukturen in die Verzahnungen eingebracht werden, wie z.B. Hinterlegungen Eine bevor- zugte Variante stellt jedenfalls eine dar, bei der in wenigstens einer Station eine Verzahnung ausgehend von einem unverzahnten oder vorverzahnten Werkstück durch spanende Bearbeitung erzeugt wird, und wenigstens eine weitergehende Nachbearbeitung erfolgt, wie Entgraten und/oder Anfasen,

Anders als bei herkömmlichen Steuerungen, bei denen jede der Bearbeitungsstationen ein vor Aufnahme der Bearbeitung einer Werkstück-Charge fest vorgegebenes Ablaufprogramm erhält, das für jedes der Station zugeführte Werkstück abgearbeitet wird, ist für die Steuerung des Bearbeitungssystems 100 eine werkstückabhängige Steuerung vorgesehen, So ist jedem im Bearbeitungsbereich befindlichen Werkstück i (i=1, 2,, ..) eine Steuerinformation S _j zugeordnet und das Werkstück bestimmt gewissermaßen selbst, welche Bearbeitungen an ihm vorzunehmen sind. Dies ist in diesem Ausführungsbeispiel konkret derart realisiert, dass ein Hinterlegungsraum H (Fig. 1B) vorgesehen ist, in dem mehrere Hinterlegungsstellen H _j (j=1, 2,.,.} vorgesehen sind. Die Hinterlegungsstelle H1 ist dem Greifer G1 zugeordnet, der sich in Fig. 1A am Ort der Werkstückwechselstation A befindet. Im Zuge der Beladung des Greifers G1 des Transportsystems T mit einem Werkstück wird an der Hinterlegungsstelle H1 eine diesem Werkstück zugehörige Steuerinformation S1 eingespielt/abgespeichert. Die Einspielung der Steuerinformation S1 kann aus einer in einem N i cht-Echtze it-Syste m erstellten Steueranweisungen übertragen werden, beispielsweise in Form eines Abbildes davon. Es sind jedoch auch andere Varianten denkbar, oder auch zusätzliche Modifikationen der Steuerinformation S1 denkbar, die später beschrieben werden.

Wie weiter aus Fig. 1B oder Fig. 3 erkennbar ist, werden im Verlauf der weiteren Bearbeitung des Bearbeitungssystems mehrere Werkstücke gleichzeitig im Bearbeitungsbereich des Bearbeitungssystems 100 sein und in diesem Ausführungsbeispiel zirkulieren, jedoch nicht mehr als die Anzahl der Greifer, im vorliegenden Ausführungsbeispiel nicht mehr als vier. Entsprechend sind im Hinterlegungsraum H vier Hinterlegungsstellen H1 , H2, H3 und H4 gebildet Wie in Fig. 1B angedeutet, könnten noch weitere Hinterlegungsstellen vorgesehen sein. Wird beispielsweise die Hinterlegungsstelle H1 noch zur beispielsweise weitergehenden Auswertung der (wie später beschrieben auch im Verlaufe der Bearbeitung möglicherweise geänderten oder mit Zusatzinformationen versehenen) Steuerinformation S1 benötigt, kann eine andere Hinterlegungsstelle für das nächste (in diesem Ausführungsbeispiel im Zyklus dann das fünfte Werkstück) herangezogen werden. Die Kopplung der werkstückbezogenen Steuerinformation über den Greifer zur jeweiligen Hinterlegungsstelle bleibt jedoch erhalten. Gelangt nun beispielsweise Greifer 1 mit dem von ihm gegriffenen/gehaltenen Werkstück zur Bearbeitungsstation C und übergibt das Werkstück an die Bearbeitungsstation C, ist diejenige Hinterlegungsstelle, die dem Greifer G1 zugeordnet ist, hier die Hinterlegungsstelle H1 , zu prüfen und die Bearbeitungsstation G wird dann tätig, wenn sich aus den in H1 hinterlegten und überprüften Steuerinformationen, hier S1, ergibt, dass die an der Bearbeitungsstation C verfügbaren Bearbeitungsprozesse anzuwenden sind. Die Bearbeitungsstation C wird somit einen Werkstückrohling bearbeiten, also Wälzfräsen und Entgraten. Würde ein Werkstück, das die Bearbeitungsstation C bereits früher durchlaufen hat, erneut zur Bearbeitungsstation C verbracht, da es aus welchem Grund auch immer nicht fertig bearbeitet und deswegen den Bearbeitungsbereich nicht verlassen hat, wird dies erkannt und die Bearbeitungsstation C wird nicht tätig. Insbesondere da die Bearbeitungsstation G normalerweise davon ausgehen würde, in rotationssymmetrische unverzahnte Rohlinge zu schneiden, so dass es auf die relative Drehlage des Rohlings gegenüber dem Wälzfräser nicht ankommt, und auch nicht in jedem Fall eine Einmitt- Vorrichtung vorgesehen ist, wird für den soeben geschilderten Fall vermieden, dass bei der eigentlich nicht erforderlichen weiteren Bearbeitung durch die Bearbeitungsstation G die bereits er zeugte Verzahnung verschnitten oder vollständig zerstört wird.

Die Bearbeitungsstationen führen somit de facto werkstückgesteuert nur diejenigen Bearbeitungen aus, die konkret an genau diesem Werkstück vorgesehen sind, und spulen nicht automatisch repititiv ein vorgegebenes Bearbeitungsprogramm ab.

Auf diese Weise ist es u.a. auch möglich, dass unterschiedliche Werkstück-Chargen nicht sequentiell, sondern durcheinander in den Bearbeitungsbereich des Bearbeitungssystems 100 eingeführt werden, das System erlaubt auch eher chaotische Abläufe.

Das Transportsystem T wird erst dann wieder bewegt, wenn die an allen beteiligten Stationen durchgeführten Bearbeitungen abgeschlossen sind. Mit der nächsten Betätigung des Transportsystems T wird die Besetzungskonfiguration der an den Stationen befindlichen Werkstücke geändert. Hier ist nicht zwingend vorgegeben, dass sich das Transportsystem mit den Greifern G1 bis G4 bei jeder Besetzungskonfigurationsänderung immer um 90° ändern muss oder überhaupt nach einem vorgegebenen Muster. Vielmehr kann auch eine Änderung der Besetzungskonfiguration abhängig von den aktuell hinterlegten Steuerinformationen S erfolgen. So ist die Steuerung des Verzahnungsbearbeitungssystems 100 in einem möglichen Ausführungsbeispiel dazu gesteuert, die potentiell nach der nächsten Bewegung des Transportsystems T erreichbaren Besetzungskonfiguration zu ermitteln und für jede mögliche Besetzungskonfiguration zu bestimmen, welche Bearbeitungen an wel- chen Werkstücken überhaupt möglich sind und aus dieser Bestimmung durch eine geeignete Bewertung oder Selbstlernprozesse die nächste Betätigung des Transportsystems T auszuwählen.

Ein Beispiel hierzu ist das Anfahren des Verzahnungsbearbeitungssystems 100 aus einer Ruhelage zur Bearbeitung einer Werkstück-Charge aus mehreren Werkstücken. Ausgehend von der in Fig. 1A gezeigten Situation gelangt als erstes der erste Werkstückrohling in den Greifer G1. Bei herkömmlicher, fest vorgegebener 90° Taktung würde als nächstes der Greifer G1 zur Leerstation B gelangen, und Greifer G2 an Station A einen weiteren Rohling aufnehmen können. Die Möglichkeit dieser Besetzungskonfigurationsänderung ist auch für das Ausführungsbeispiel gegeben, jedoch werden auch andere Besetzungskonfigurationsänderungen geprüft, wie etwa eine 180° Drehung, bei der Greifer G1 Station B überspringt und sofort bei Station C landet. Hier erkennt das System durch Vergleich, dass dann eine Bearbeitung des Werkstücks bereits im nächsten Zyklus an Bearbeitungsstation C möglich Ist. Das System kann somit auch für eine Steuerung des Transportsystems T zum Erreichen der in Fig. 2 dargestellten Besetzungskonfiguration gesteuert werden.

Sofern der Betrieb der Bearbeitung des Verzahnungsbearbeitungssystems 100 für eine gleichbleibende Werkstück-Charge einen eingeschwungenen Zustand erreicht, also die maximal mögliche Anzahl von Werkstücken im Bearbeitungsbereich des Systems 100 vorhanden sind, und soweit keine Störung auftritt, wird das System den geplanten Ablauf durchführen und dazu in diesem Ausführungsbeispiel bei einer 90° Taktung bleiben. Insoweit bei der Hinterlegung der Steuerinformationen keine Modifizierungen auftreten und man in der gleichen Werkstück-Charge verbleibt, und auch ansonsten keine hinterlegten Steuerinformationen von den Bearbeitungsstationen überschrieben werden, könnte das Bearbeitungssystem 100 dann auch in einem Wiederholungs-Modus betrieben werden, bei dem ggf auf eine einfachere Steuerung geschaltet wird, indem unter Verzicht auf Überprüfung der Steuerinformationen S, in den Hinterlegungsstellen H routinemäßig die gleichen Bearbeitungsabläufe durchgeführt werden wie bei der vorangegangenen Besetzungskonfiguration .

An den Hinterlegungsstellen können zusätzlich zu der hinterlegten Steuerinformation Si diese beispielsweise von einer Bearbeitungssfation modifiziert oder durch ergänzende Informationen Ej versehen werden. Dies wird nachfolgend an zwei weiteren Beispielen verdeutlicht: In einer Ausführungsform ist beispielsweise an der Bearbeitungsstation C der Wälzfräsprozess überwacht, etwa durch Betrachtung der auftretenden Drehmomente, etwa über eine Überwachung der Ströme der Maschinenachsen Wird aufgrund dieser Überwachung festgestellt, dass es zu einer Fehlfunktion bei der Bearbeitung/Erzeugung der Verzahnung gekommen ist, kann dies vom System an der Hinterlegungsstelle H _it beispielsweise in diesem Fall der Hinterlegungsstelle H4 durch Änderung der Steuerinformation vermerkt werden, Wenn ansonsten die nächste Bearbeitung gemäß Steuerinformation S _K das Anfasen gewesen wäre, wird diese Steuerinformation deaktiviert und in diesem Fall durch die Steuerinformation„aus dem Bearbeitungsbereich ausschleusen" ersetzt. Je nach konkreter Gestaltung des Verzahnungsbearbeitungssystems 100 können dann beispielsweise die folgenden Ereignisse eintreten. Entscheidet sich die Systemsteuerung für die nächste Besetzungskonfigurationsänderung zu einer 90° Drehung des Transportsystems T, gelangt der Greifer G4 zur Bearbeitungsstation D. Diese wird jedoch nach Prüfen der werkstückzuge- ordneten Steuerinformation nicht mehr tätig. Auf diese Weise wird unnötige Werkzeugbelastung eingespart.

Denkbar ist jedoch auch, dass bei der Steuerung des Transportsystems T die Entscheidung getroffen wird, das mittlerweile diesem Werkstück zugeordnete erkennbare .Ausschleusen“ sofort auszuführen, so dass statt 90° um 180° getaktet wird.

Ein anderes Beispiel für eine Behandlung einer möglichen Störung ist, dass beispielsweise die Station C eine Unregelmäßigkeit, jedoch keine schwerwiegende Unregelmäßigkeit feststellt und die Steuerinformation durch Einfügen des Bearbeitungsablaufs

„Messkontrolle“ modifiziert. Gelangt dieses Werkstück nun zur Station D, die eine derartige Messung ausführen könnte, wird die Station nach Prüfung der Steuerinformation nicht sofort den ebenfalls von ihr ausführbaren Anfasprozess durchführen, sondern zuerst die Messüberprüfung. Führt diese zu keiner nennenswerten Abweichung, wird die Station D daraufhin auch das Anfasen der Werkstückverzahnung ausführen. Stellt sie allerdings fest, dass beispielsweise die Zahnlücke nicht breit genug gefräst ist (etwa durch eine stärker werdende Abnutzung des Wälzfräsers auf Station C, so kann Station D die Steuerinformation S _j z.B. derart modifizieren, dass ein erneuter Wälzfräs-Durchgang Schlichten angeordnet wird, mit einer die erkannte Abweichung kompensierenden tieferen Fräserzustellung.

In diesem Fall wird das dem Greifer G4 zugeordnete Werkstück an der Werkstückwechselstation A nicht aus dem Bearbeitungsbereich des Verzahnungsbearbeitungssystems 100 entfernt, da die ansonsten erst nach erfolgreichem „Anfasen" freigeschaltete Ausschleusung nicht freigeschaltet ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen, bei denen dieses Werkstück allein durch Erreichen der Werkstückwechselposition nunmehr ausgewechselt würde, bleibt es im Bearbeitungsbereich und wird im späteren Verlauf wieder die Bearbeitungsstation C erreichen, an der dann der korrigierende Schlichtschnitt durchgeführt wird. Auch so wird insgesamt Bearbeitungszeit eingespart. ln einem weitergehenden Ausführungsbeispiel kann diese Feststellung an Station D, insbesondere wenn sie auch beim darauffolgenden Werkstück den gleichen Abweichungsfehler registriert, zu einer entsprechenden Rückmeldung an die Gesamtsteuerung führen. Letztere hat nunmehr im Nicht-Maschinen-Echtzeit-System die Möglichkeit, aufgrund der erkennbaren Werkzeugabnutzung entweder nach vorgegebenen Kriterien zu dem Schluss zu gelangen, das Werkzeug ist auszutauschen und deswegen den Gesamtprozess zu beenden. Es könnte jedoch auch für diese Abweichung optimierte Maschinen- achskonfigurationen neu ermitteln, und nach deren Erstellung die erstmalige Hinterlegung der Steuerinformationen S ₍ entsprechend den neuen Einstellwerten modifiziert aufspielen. In diesem Fall wird das System weiter flexibel betrieben, und eine Beendigung des Prozesses ist nicht zwingend erforderlich.

Derartige Situationen werden nachfolgend nochmals anhand von der in Fig. 3 dargestellten Besetzungskonfigurationssequenz beschrieben. In Fig. 3 sind die Greifer nicht mehr dargestellt, sondern nur noch die zur gegenseitigen Unterscheidung mit Bezugszeichen gekennzeichneten, schematisch dargestellten Werkstücke.

In der in Fig. 3A dargestellten Situation, die ausgehend von einem eingeschwungenen Verfahren entstanden ist, ist für Werkstück 3 in Station D nach dem Anfasen durch Messung festgestellt worden, dass die Zahnlückenweite zu eng ist und deshalb ein erneuter Schlichtschritt erforderlich ist. Der gleiche Fehler entsteht parallel an Station C erneut, weshalb Werkstück 4 wie Werkstück 3 mit einem„Minus“ bezeichnet ist. Dieser Fehler, an das System gemeldet, führt zur sofortigen Korrekturreaktion für alle neu in den Bearbeitungsbereich des Systems eingebrachten Werkstücke, so dass das anstelle des Werkstücks 2 neu eingebrachte Werkstück 6 bereits eine aktualisierte Steuerinformation bei deren Hinterlegung erhält, was durch einen„Stern“ angezeigt ist.

Die nächste Drehstellung nach Fig. 3A ist die in Fig. 3B gezeigte, in der um 90° zurückgetaktet wurde, da auch die Steuerinformation des Werkstücks 3 noch in Station D in Folge der festgestellten Fehlzahnweite auf„erneutes Schlichten mit richtiger Zahnweite“ umgeschrieben wurde. Dementsprechend wird nun in Station C der korrigierende Schlichtschnitt an Werkstück 3 durchgeführt, das Werkstück 5 in Station A wird nicht ausgewech- seit, da noch nicht bearbeitet, und Station D arbeitet ebenfalls nicht, da das Anfasen nicht freigeschaltet ist.

Nun wird um 180° getaktet, da die dann erreichbare Gesamtbearbeitung jeglicher bei 90° Taktung gegenüber zeitlich deutlich vorteilhaft ist, so dass die in Fig. 3C dargestellte Situation erreicht ist, Werkstück 3 kann dort durch Werkstück 7 mit bereits modifi zierten richtigen hinterlegten Steuerinformationen ausgetauscht werden, Werkstück 4 wird auf Station D angefast, aber nicht zum Ausschleusen freigegeben, sondern hinsichtlich seiner Steuerinformation an Station D wie vorher das Werkstück 3 auf„erforderlichen erneuten Schlichtschritt“ überschrieben. Auf Station C wird dann Werkstück 5 wälzgefräst, jedoch immer noch mit fehlerhaftem Schlichtschnitt, da die Steuerinformation für Werkstück 5 noch nicht angepasst ist und sich die Bearbeitungsstation C genau nach der zu Werkstück 5 hinterlegten Steuerinformation richtet,

Nun wird durch eine 90° Zurücktaktung das Werkstück 4 zurück zur Station C verbracht, wo es den korrigierenden Schlichtschnitt erhält, während an den Stationen B und D nicht gearbeitet und das Werkstück 6 an Station A auch noch nicht ausgewechseit wird.

Als nächstes folgt, wie in Fig. 3E dargestellt ist, nach einer erneuten Verschwenkung um 180° ein Austausch des fertig bearbeiteten Werkstücks 4 in Station A, während Werkstück 5 auf Station D angefast wird und für einen korrigierenden Schlichtschnitt markiert wird. Auf Station C ist Werkstück 6 dagegen das erste Werkstück seit Auftreten des Fehlers, welches aufgrund einer entsprechend aktualisierten Steuerinformation bei Hinterlegung der Information nunmehr auf Station C sofort entsprechend den Sollparametern richtig wälzgefräst wird.

Infolgedessen wird nachfolgend (Fig. 3F) nach einer 90° Taktung rückwärts das letzte noch fehlerhaft wälzgefräste Werkstück 5 nochmals in die Station G verbracht, während an der Werkstückwechselposition A das Werkstück 7 noch nicht ausgetauscht wird und am noch nicht wälzgefrästen Werkstück 8 an Station D natürlich noch kein Anfasen erfolgt.

Nach wiederum einer 180 Taktung kann das vollständig bearbeitete Werkstück 5 an Station A ausgetauscht werden durch ein neues Werkstück 9, das bereits wäizgefräste Werkstück 6 wird in Station D angefast und Werkstück 7 in Station C wätzgefräst und entgratet (man erkennt erneut am Übergang Bild 3F zu Bild 3G, dass wiederum Zeit eingespart werden kann, da nicht an einer festen 90° Taktung festgehaiten wird). Anschließend hat man den Vollbetrieb mit nunmehr für alle Werkstücke im Bearbeitungsbereich des Systems aktualisierter Steuerinformation wieder erreicht und die Bearbeitung kann in diesem Vollbetrieb fortgeführt werden (Fig. 3h). Auch hier erkennt man wieder, dass selbst bei bestmöglichen Steueralternativen aus dem Stand der Technik möglicherweise nach der Situation aus Fig. 3A idealerweise eine Echtzeit-Korrektur einer Universalsteuerung an Bearbeitungsstation C eingeführt worden wäre, und üblicher 90° Weitertaktung de facto ein Ausschuss in Form der Werkstücke 3 und 4 produziert worden wäre.

Wie bereits geäußert, erfolgt die Hinterlegung der Steuerinformation zu den einzelnen Werkstücken zu einem möglichst späten Zeitpunkt, idealerweise im Zuge des Eintritts eines Werkstücks in den Bearbeitungsbereich des Verzahnungsbearbeitungssystems 100. Wenn, wie in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorgesehen, bei Hinterlegung der Steuerinformation S _k in die Hinterlegungsstellen H _j aktualisierend modifiziert werden, ist die aktualisierende Modifizierung so präzise wie möglich. Diese mag beispielsweise in Form von geringfügigen Anpassungen an die herrschenden, z.B Temperaturbedingungen erfolgen, oder an bekannte/vorausberechenbare Werkzeugabnutzungen.

Für die Implementierung der werkstückabhängigen Steuerung lassen sich geeignete Instrumente einsetzen, die für den Fachmann in der Steuerungstechnik als solche bekannt sind. So kann der Zugriff auf die Hinterlegungsstellen, bevorzugt definierte Speicherbereiche, über Zeiger (Pointer) erfolgen, die eigentliche Steuerbefehle für die Bearbeitungssequenzen über zugehörige Signale anzeigen, wenn Teilabschnitte fertiggestellt sind und weitere Bearbeitungen freigeschaltet werden können. Zu diesem Zweck können einige später freizuschaltenden Sequenzen Startbedingungen enthalten, deren Erfüllung durch diese vorgenannten Signale angezeigt wird. Bei simultanen Sequenzen gibt es entsprechend eine festgelegte Zuordnung der jeweiligen Startbedingungen zu den Sequenzen. Eine konkrete Implementierung dieser Vorgänge könnte durch ein dynamisches Abbilden der Signale auf globale Speicherbereiche, die von mehreren Steuerungskomponenten gelesen und beschrieben werden können, z.B. Dualport-Bits, erfolgen. Zu den Sequenzen können dann zugehörige Templates mit den initiierten Sequenzen hinterlegt werden,

Wie bereits erläutert, sind die Hinterlegungsstellen nach Stationsdurchlauf eines Werkstücks wieder für das nächste Werkstück vorzubereiten. Dies kann durch ein zentrales Rücksetzen der Signale erfolgen, Soll die Arbeit des Bearbeitungssystems eingestellt werden, wird das Greifersystem an der Werkstückwecbselposition A keine neuen Werkstücke mehr aufnehmen. Dennoch wird in den Hinterlegungsstellen noch eine Steuerinformation hinterlegt, aus der die nachfolgenden Bearbeitungsstationen jedoch lediglich entnehmen, dass sie nicht mehr tätig werden brauchen.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele eingeschränkt. Vielmehr können die einzelnen Merkmale der vorangehenden Beschreibung und der nachstehenden Ansprüche einzeln und in Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.