Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
WORKPIECE CARRIAGE, AND MACHINE TOOL AND MANUFACTURING CELL HAVING SUCH A WORKPIECE CARRIAGE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/089075
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a workpiece carriage (114-117) for workpiece transport, having a guide unit (121) oriented in a longitudinal direction, having a drive unit (123) that has an electrical feed and a drive motor, and having a workpiece gripping unit (141) that has two clamping jaws (143, 144) that are movable relative to one another, a machine tool having at least one workpiece table, having at least one tool unit that is movable relative to the workpiece table, and having at least two workpiece carriages (114-117) that are displaceable individually in the longitudinal direction along a machine bed of the machine tool, and a manufacturing cell having such a machine tool and having workpiece provision. The two clamping jaws (143, 144) of the workpiece gripping unit (141) are displaceable relative to one another in a vertical direction oriented normally to the longitudinal direction and normally to a transverse direction oriented normally to the longitudinal direction. With the present invention, the possible applications of the workpiece carriage are expanded.

Inventors:
ZIMMER MARTIN (DE)
ZIMMER GÜNTHER (DE)
Application Number:
PCT/DE2020/000273
Publication Date:
May 14, 2021
Filing Date:
November 08, 2020
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
ZIMMER MARTIN (DE)
ZIMMER GUENTHER (DE)
International Classes:
B23Q7/14; B27C3/04; B27M1/08
Domestic Patent References:
WO2014177997A12014-11-06
WO2003097296A12003-11-27
Foreign References:
DE102015212541A12016-03-24
DE102007044589A12008-04-30
DE20309779U12003-09-25
DE102017012077A12018-07-05
US5170876A1992-12-15
EP3750677A12020-12-16
DE102017012077A12018-07-05
Attorney, Agent or Firm:
ZÜRN & THÄMER (DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche :

1. Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) für den Werkstücktrans- port, mit einer in einer Längsrichtung (5) orientierten Füh rungseinheit (121), mit einer Strom- und Signalübertragungs- gruppe (131), mit einer einen Antriebsmotor (125) aufweisenden Antriebseinheit (123) und mit einer, zwei relativ zueinander bewegliche Klemmbacken (143, 144) aufweisenden Werkstück-Grei feinheit (141), dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Klemmbacken (143, 144) der Werkstück-Greifein heit (141) in einer normal zur Längsrichtung (5) und normal zu einer normal zur Längsrichtung (5) orientierten Querrich tung (6) orientierten Höhenrichtung (7) relativ zueinander verfahrbar sind. 2. Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstück-Greifeinheit (141) relativ zur Führungseinheit (121) in der Querrichtung (6) ver fahrbar ist.

3. Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Andockkupplung (156) mit einem in Querrichtung (6) verfahrbaren Stößel (158) aufweist.

4. Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Andockkupplung (156) mindes tens einen Stecker (159) aufweist. 5. Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstück-Greifeinheit (141) relativ zur Führungseinheit (121) in der Höhenrichtung (7) verfahrbar oder verstellbar ist.

6. Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstück-Greifeinheit (141) eine elektromotorisch betätigte Parallelgreifvorrichtung (142) umfasst .

7. Werkzeugmaschine (61) mit mindestens einem Werkstück tisch (63; 163), mit mindestens einer relativ zum Werkstück tisch beweglichen Werkzeugeinheit (95; 98; 99; 105; 106; 107) und mit mindestens zwei in der Längsrichtung (5) entlang eines Maschinenbetts (64) der Werkzeugmaschine (61) einzeln verfahr baren Werkstückwagen (114, 115; 116, 117) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,

- dass der Werkstücktisch (63; 163) mindestens eine Block saugergruppe (71; 171) aufweist,

- dass die Blocksaugergruppe (71; 171) eine zur Andockkupp lung (156) des Werkstückwagens (114; 115; 116; 117) kom plementäre Tragbalkenkupplung (79) hat und

- dass die Blocksaugergruppe (71; 171) relativ zum Maschi nenbett (64) in der Längsrichtung (5) verfahrbar ist.

8. Werkzeugmaschine (61) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeich net, - dass die einzelne Blocksaugergruppe (71; 171) mindestens eine Klemmvorrichtung (75) zum Blockieren der Blocksau gergruppe (71; 171) relativ zum Maschinenbett (64) auf weist und - dass die Klemmvorrichtung (75) stromlos geschlossen ist.

9. Fertigungszelle (10) mit einer Werkzeugmaschine (61) nach Anspruch 7 und mit einer Werkstückbereitstellung (21), dadurch gekennzeichnet,

- dass die Werkstückbereitstellung (21) in Reihe mit der Werkzeugmaschine (61) angeordnet ist und

- dass die Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) entlang der Werkstückbereitstellung (21) und entlang der Werkzeugma- schine (61) verfahrbar sind.

10. Fertigungszelle (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich net, dass sie zwei Werkstückbahnen (62, 162) aufweist.

Description:
Werkstückwagen sowie Werkzeugmaschine und Fertigungszelle mit derartigem Werkstückwagen Beschreibung:

Die Erfindung betrifft einen Werkstückwagen für den Werkstück transport, mit einer in einer Längsrichtung orientierten Füh rungseinheit, mit einer eine elektrische Einspeisung und einen Antriebsmotor aufweisenden Antriebseinheit und mit einer, zwei relativ zueinander bewegliche Klemmbacken aufweisenden Werk stück-Greifeinheit, einer Werkzeugmaschine mit mindestens ei nem Werkstücktisch, mit mindestens einer relativ zum Werk stücktisch beweglichen Werkzeugeinheit und mit mindestens zwei in der Längsrichtung entlang eines Maschinenbetts der Werk zeugmaschine einzeln verfahrbaren Werkstückwagen sowie eine Fertigungszelle mit einer derartigen Werkzeugmaschine und mit einer Werkstückbereitstellung.

Bestätigungskopie Aus der DE 102017 012 077 Al ist ein derartiger Werkstück wagen zum Einsatz in Fertigungszellen mit Bearbeitungsrobotern bekannt .

Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, die Einsatzmöglichkeiten des Werkstückwagens zu erweitern.

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptanspru ches gelöst. Dazu sind die beiden Klemmbacken der Werkstück- Greifeinheit in einer normal zur Längsrichtung und normal zu einer normal zur Längsrichtung orientierten Querrichtung ori entierten Höhenrichtung relativ zueinander verfahrbar.

Der Werkstückwagen ist zur Aufnahme waagerecht liegender plat ten- oder brettartiger Werkstücke ausgelegt. Diese Werkstücke bestehen beispielsweise aus Holz, Aluminium, Stahl, Kunst stoff, einem Verbundmaterial, etc.. Die Werkstücklage ermög licht sowohl den Einsatz von Bearbeitungsrobotern als auch den Einsatz von Werkzeugportalen zur Werkstückbearbeitung. Die Werkstückwagen können in Fertigungszellen mit Werkzeugmaschi nen eingesetzt werden, die z.B. zwei parallel zueinander lie gende Werkstückbahnen aufweisen. Bei einer derartigen Anord nung kann eine Werkstückbereitstellung im Arbeitsraum zeitlich während der Bearbeitung eines vorangehenden Werkstücks erfol gen. Hiermit kann eine hohe Ausbringungsrate der Fertigungs zelle erreicht werden. Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unter ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schematisch dar gestellter Ausführungsformen.

Figur 1: Werkzeugmaschine mit Bearbeitungsrobotern; Figur 2 : Werkzeugmaschine mit Werkzeugportal; Figur 3 : Werkstückwagen; Figur 4 : Querschnitt des Werkstückwagens; Figur 5: Antriebseinheit des Werkstückwagens; Figur 6 : Schnitt der Andockkupplung; Figur 7 : Blocksaugergruppe; Figur 8 : Unteransicht einer Blocksaugergruppe; Figur 9 : Fertigungszelle; Figur 10: Werkstückwagen mit angekuppelter Blocksaugergruppe; Figur 11: Werkstückwagen mit gegriffenem Werkstück; Figur 12: Werkstückwagen mit zurückgefahrener Greifeinheit. Die Figur 1 zeigt eine Werkzeugmaschine (61) mit zwei nebenei nander liegenden, zueinander parallelen Werkstückbahnen (62, 162) und zwei Bearbeitungsrobotern (91, 97). Die Werkzeugma schine (61) kann auch nur mit einer einzelnen Werkstück bahn (62; 162) ausgebildet sein. Die dargestellte Werkzeugma- schine (61) hat ein Maschinenbett (64), an dessen beiden in Längsrichtung (5) orientierten Längsseiten je eine Werkstück wagen-Führungsschiene (65), eine Zahnstange (66) und eine Energie- und Signalleiterbahn (67) verlaufen. Beispielsweise ist je eine Werkstückwagen-Führungsschiene (65), eine Zahn- Stange (66) und eine Energie- und Signalleiterbahn (67) je ei ner Werkstückbahn (62; 162) zugeordnet. Entlang jeder Werk stückwagen-Führungsschiene (65) sind Werkstückwagen (114 - 117) in der Längsrichtung (5) verfahrbar. Diese Werkstückwa gen (114 - 117) halten in der Darstellung der Figur 1 ein plattenförmiges Werkstück (1; 2), z.B. eine Holzplatte. Die Werkzeugmaschine (61) umfasst pro Werkstückbahn (62; 162) einen Werkstücktisch (63; 163). Der einzelne Werkstück tisch (62; 162) hat mindestens eine Blocksaugergruppe (71; 171), die in der Querrichtung (6) orientiert ist. Im Ausfüh rungsbeispiel hat die Werkzeugmaschine (61) pro Werkstück- tisch (63; 163) sieben Blocksaugergruppen (71; 171). Jede die ser Blocksaugergruppen (71; 171) ist einzeln in der Längsrich tung (5) der Werkzeugmaschine (61) verfahrbar.

An jeder der Längsseiten des Maschinenbetts (64) ist in diesem Ausführungsbeispiel ein Bearbeitungsroboter (91; 97) angeord net. Diese Bearbeitungsroboter (91; 97) sind jeweils um eine in der Höhenrichtung (7) orientierte Schwenkachse schwenkbar. Außerdem hat der einzelne Bearbeitungsroboter (91; 97) einen Schwenkarm (92), der relativ zum Sockel (93) um eine horizon- tale Achse schwenkbar ausgebildet ist. Weiterhin hat der ein zelne Bearbeitungsroboter (91; 97) einen Schwenkkopf (94), der relativ zum Schwenkarm (92) drehbar ist. Jeder der Bearbei tungsroboter (91; 97) kann zusätzlich relativ zum Maschinen bett (64) in der Längsrichtung (5) und/oder in der Querrich- tung (6) verfahrbar sein. Die beiden Bearbeitungsroboter (91; 97) sind so ausgebildet, dass jeder Bearbeitungsroboter (91; 97) Werkstücke (1; 2) auf beiden Werkstückbahnen (62; 162) be- arbeiten kann. In der Darstellung hat der in der Förderrichtung (112) rechts stehende Bearbeitungsroboter (91) eine Werkzeugeinheit (95) für spanende Bearbeitungsaufgaben, z.B. für Fräs- und/oder Bohrbearbeitungen. Diese Werkzeugeinheit (95) umfasst bei spielsweise mindestens ein Bohrwerkzeug (96). Der zweite Bearbeitungsroboter (97) trägt in diesem Ausfüh rungsbeispiel als Werkzeugeinheit (98) ein Verleimaggre gat (98). Mittels des Verleimaggregats (98) kann z.B. ein Be- schichten des Werkstücks (1; 2) mittels eines Fügevorgangs er folgen .

In der Figur 2 ist eine Variante der Werkzeugmaschine (61) dargestellt. Das Maschinenbett (64) mit den Werkstückti- sehen (63; 163) und den Werkstückwagen (114 - 117) ist so auf gebaut, wie im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben. Diese Werkzeugmaschine (61) hat jedoch keine Be arbeitungsroboter (91, 97), sondern ein in der Längsrich tung (5) verfahrbares Werkzeugportal (101). Das Werkzeugpor- tal (101) ist entlang von am Maschinenbett (64) angeordneten Werkzeugportal-Führungsschienen (68) geführt. Das Werkzeugpor tal (101) übergreift die Werkstückwagen (114 - 117), sodass die Werkstückwagen (114 - 117) innerhalb des Werkzeugpor tals (101) verfahren.

Das Werkzeugportal (101) hat einen u-förmig ausgebildeten Por talträger (102). An den freien Enden des Portalträgers (102) sind z.B. Kugelumlaufschuhe (103) angeordnet, die die Werk zeugportal-Führungsschienen (68) umgreifen. Der obenliegende Zentralbalken (104) des Portalträgers (102) trägt die Werk zeugeinheiten (105 - 107). Hierfür hat der Zentralbalken (104) in Querrichtung (6) verlaufende Trag- und Führungsschie nen (108). Die Trag- und Führungsschienen (108) sind an beiden in der Längsrichtung (5) zeigenden Stirnseiten des Zentralbal- kens (104) angeordnet. Jede der dargestellten Werkzeugeinhei ten (105 - 107) ist auf diesen Trag- und Führungsschie nen (108) mittels eines Kreuzschlittens (109) gelagert. Die einzelne Werkzeugeinheit (105; 106; 107) ist damit in Quer richtung (6) und in der normal zur Förderebene orientierten Höhenrichtung (7) verfahrbar. Jede der Werkzeugeinheiten (105; 106; 107) kann zusätzlich relativ zum Werkzeugportal (101) in der Längsrichtung (5) verfahrber ausgebildet sein. Alle Werk zeugeinheiten (105 - 107) können Werkstücke (1; 2) auf beiden Werkstückbahnen (62; 162) bearbeiten.

Die im Ausführungsbeispiel dargestellten Werkzeugeinhei ten (105 - 107) sind beispielsweise ein 5-Achs-Kopf (105), ein Bohraggregat (106) und ein Verleimaggregat (107).

Am Werkstückportal (101) ist weiterhin ein Kantenleimer (99) angeordnet. Hiermit können die Kanten des Werkstücks (1; 2) beschichtet werden. In den Figuren 3 - 6 ist ein Werkstückwagen (114; 115; 116;

117) dargestellt, vgl. Figur 9. Beispielsweise sind alle Werk stückwagen (114; 115; 116; 117) identisch ausgebildet. Im Aus führungsbeispiel sind jeweils zwei der dargestellten Werk stückwagen (114, 115) der ersten Werkstückbahn (62) und zwei weitere Werkstückwagen (116, 117) der zweiten Werkstück bahn (162) zugeordnet. Es können auch mehr oder weniger als die dargestellte Anzahl der Werkstückwagen (114 - 117) einge setzt werden. Der einzelne Werkstückwagen (114; 115; 116; 117), vgl. die Fi guren 3 und 4, verfügt über eine Führungseinheit (121), eine Antriebseinheit (123), eine Strom- und Signalübertragungs gruppe (131) und eine Werkstück-Greifeinheit (141). Die ge nannten Einheiten (121, 123, 131, 141) sind in einem zweitei- ligen Gehäuse (118, 146) integriert. An der Außenseite des Ge häuses (118, 146) ist im Ausführungsbeispiel eine Andockkupp lung (156) angeordnet. Die Führungseinheit (121) umfasst einen Kugelumlauf- schuh (122), der bei montiertem Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) in den vertikalen Richtungen und in den Seitenrichtungen die Werkstückwagen-Führungsschiene (65) der Werkzeugma- schine (61) wälzgelagert umgreift. Die Führungseinheit (121) ist in der Höhenrichtung (7) beispielsweise annähernd mittig angeordnet .

Die Antriebseinheit (123), vgl. Figur 5, hat einen Flanschträ- ger (124), der einen Antriebsmotor (125) und ein von diesem angetriebenes Antriebsrad (126) trägt. Der Antriebsmotor (125) ist z.B. ein Servomotor (125), der beispielsweise über die Strom- und Signalübertragungsgruppe (131) individuell ange steuert wird. Das Antriebsrad (126) ist z.B. über ein mehrstu- figes Wälzgetriebe mit dem Antriebsmotor (125) gekoppelt. Im Flanschträger (124) ist die Welle (127) des Antriebsrads (126) wälzgelagert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist das An triebsrad (126) schrägverzahnt ausgebildet. Bei Betrieb des Werkstückwagens (114 - 117) kämmt das Antriebsrad (126) mit der Zahnstange (66) der Werkzeugmaschine (61).

Im Flanschträger (124) ist beabstandet vom Antriebsrad (126) ein Schmierrad (128) drehbar gelagert. Das Schmierrad (128) ist ebenfalls schrägverzahnt ausgebildet und kämmt im Betrieb mit der Zahnstange (66). Beispielsweise ist das Schmier- rad (128) als Filzrad ausgebildet. Das Schmierrad (128) kann einen anderen Durchmesser als das Antriebsrad (126) aufweisen. Beispielsweise werden die Flanken des Schmierrads (128) über eine im Flanschträger (124) gelagerte Schmierradwelle (129) mit Schmiermittel, z.B. einem Öl aus einem Schmieraggregat, benetzt. Dieses Schmiermittel wird beim Abwälzen auf die Zahn stange (66) übertragen. Auch eine andere Ausbildung einer Zahnstangenschmierung ist denkbar. Die Strom- und Signalübertragungsgruppe (131) hat im Ausfüh rungsbeispiel zwei Kontaktgruppen (132) mit jeweils sieben übereinander angeordneten Kontaktelementen (133) auf. Alle Kontaktelemente (133) sind gleichartig aufgebaut und z.B. über eine Parallellogrammführung (134) gehalten. Sie sind in der vom Gehäuse (118) abgewandten Richtung federbelastet. Im Be trieb liegen die Kontaktelemente (133) an den Energie- und Signalleiterbahnen (67) des Maschinenbetts (64) an. Der Strom- und Signalübertragungsgruppe (131) werden beispielsweise un- terschiedliche Spannungen, Steuersignale und Daten übermit telt. Hierbei kann die Übertragung des einzelnen Kontaktele ments (133) unidirektional oder bidirektional ausgebildet sein. Vom Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) aus wird bei spielsweise ein z.B. permanentes Positionssignal an die Ener- gie- und Signalleiterbahnen (67) übertragen. Gegebenenfalls können die Steuer- und die Datensignale auch drahtlos zwischen einer z.B. zentralen Steuerung und den Werkstückwagen ( 114 - 117) übertragen werden. Die Werkstück-Greifeinheit (141) ist oberhalb der Führungsein heit (121) angeordnet. Sie umfasst eine beispielsweise elekt romotorisch betätigte Parallelgreifvorrichtung (142) mit zwei relativ zueinander beweglichen Klemmbacken (143, 144) und eine Querverstellvorrichtung (152). Die Öffnungs- und die Schließ- richtung der Parallelgreifvorrichtung (142) ist in der Höhen richtung (7) orientiert. Im Ausführungsbeispiel ist die ge samte Werkstück-Greifeinheit (141) in der Höhenrichtung (7) relativ zur Führungseinheit (121) schwimmend gelagert. Hierzu dienen z.B. zwei Führungsstifte (145), die das obere Ge- häuse (146) des Werkstückwagens (114; 115; 116; 117) ein schließlich der Werkstück-Greifeinheit (141) relativ zum unte ren Gehäuse (118) führen. In der Darstellung der Figur 4 ist die Werkstück-Greifeinheit (141) in der untersten Position dargestellt. Beispielsweise liegt das obere Gehäuse (146) auf dem unteren Gehäuse (118) auf. Auch eine andere Gestaltung dieses Loslagers ist denkbar. Beispielweise kann die Werk stück-Greifeinheit (141) auf einem Schwimmsattel gelagert sein. Es ist auch denkbar, eine aktive Höhenverstellung der Werkstück-Greifeinheit (141) relativ zur Führungsein heit (121), z.B. mittels einer Gewindespindel oder eines Hubzylinders, einzusetzen.

Die untere Klemmbacke (143) ist im Ausführungsbeispiel in der Höhenrichtung (7) starr relativ zum oberen Gehäuse (146) ange ordnet. Die obere Klemmbacke (144) ist relativ hierzu verfahr bar. Zum Betätigen der Parallelgreifvorrichtung (142) treibt ein Klemmmotor (147) über ein Wälzgetriebe (148) eine Gewinde spindel (149), die die obere Klemmbacke (144) entlang zweier Stützsäulen (151) verschiebt.

Es ist aber auch denkbar, beide Klemmbacken (143, 144) relativ zum Gehäuse (118, 146) des Werkstückwagens (114; 115; 116;

117) zu verfahren. Sie können gleichmäßig oder asymmetrisch verstellbar sein. Bei einer asymmetrischen Ausbildung kann beispielsweise die untere Klemmbacke (143) einen geringeren Hub aufweisen als die obere Klemmbacke (144). Auch können beide Klemmbacken (143, 144) einzeln angetrieben sein. Die Parallelgreifvorrichtung (142) ist außerdem relativ zum oberen Gehäuse (146) mittels der Querverstellvorrichtung (152) in der Querrichtung (6) verfahrbar. Die Querverstellvorrich tung (152) umfasst einen Verstellmotor (153), der über einen Riementrieb (154) eine Verstellspindel (155) antreibt. Hier nicht dargestellte FührungsZylinder stabilisieren die Querver stellvorrichtung (152).

In der normalen Betriebslage ist die Querverstellvorrich tung (152) ausgefahren. Für einzelne BearbeitungsVorgänge am Werkstück (1, 2), z.B. für eine Bearbeitung der Längs- kante (3), kann jedoch die Querverstellvorrichtung (152) in eine eingefahrene Bereitschaftsposition verfahren werden. Beim Einfahren der Querverstellvorrichtung (152) verfährt die Pa- rallelgreifvorrichtung (142) in der Querrichtung (6) in die vo Werkstück (1; 2) abgewandte Richtung.

Die Andockkupplung (156) ist im Ausführungsbeispiel an der Au ßenseite des oberen Gehäuses (146) befestigt. Es ist aber auch denkbar, die Andockkupplung (156) am unteren Gehäuse (118) zu befestigen. Beispielsweise ist sie dann starr relativ zur Füh rungseinheit (121) angeordnet. Hierbei kann die Andockkupp lung (156) beispielsweise mittels einer Konsole am unteren Ge häuse (118) befestigt sein.

Die Figur 6 zeigt eine vereinfachte Schnittdarstellung der An dockkupplung (156). Die Andockkupplung (156) hat ein Andockge häuse (157), in dem ein in Querrichtung (6) verfahrbarer Stö ßel (158) gelagert ist. Der Stößel (158) trägt einen Ste- cker (159), der zusammen mit dem Stößel (158) verfahrbar ist. Der Stecker (159) ist beispielsweise als Winkelstecker (159) ausgebildet. Der Ausgang des Steckers (159) zeigt in die Hub richtung des Stößels (158). Der Stecker (159) kann zur Über tragung elektrischer Energie, von Daten und/oder von Medien z.B. Druckluft für pneumatische Funktionen eingesetzt werden. An die Andockkupplung (156) ist im Ausführungsbeispiel eine Blocksaugergruppe (71; 171) der Werkzeugmaschine (61) ankup pelbar . In der Figur 7 ist eine Blocksaugergruppe (71; 171) in einer isometrischen Ansicht dargestellt. Die Figur 8 zeigt eine Un teransicht einer hierzu spiegelbildlich ausgebildeten Block saugergruppe (171; 71) der anderen Werkstückbahn (162; 62). dargestellt. Alle Blocksaugergruppen (71; 171) sind beispiels weise gleichartig aufgebaut. Die einzelne Blocksauger gruppe (71; 171) hat einen Tragbalken (72) mit zwei Führungs- gruppen (73) zur Führung entlang von Blocksauger-Führungsbah- nen (69) des Maschinenbetts (64). Die einzelne Führungs gruppe (73) hat zwei in der Längsrichtung (5) voneinander be- abstandete Führungsschuhe (74), zwischen denen eine hydrau lisch oder pneumatisch lösbare Klemmvorrichtung (75) sitzt. Diese z.B. federbelastet schließende Klemmvorrichtung (75) si- chert die Lage der Blocksaugergruppe (71; 171) relativ zum Ma schinenbett (64) in der Längsrichtung (5).

Der Tragbalken (72) ist in der Querrichtung (6) orientiert. Er trägt beispielsweise drei nebeneinandersitzende Saugele- mente (76). Diese haben eine annährend rechteckige Ansaugflä che (77) mit vier Saugnäpfen (78). Die Saugelemente (76) sind im Ausführungsbeispiel einzeln höhenverstellbar ausgebildet. Sie können aber auch starr ausgebildet sein. Jedes Saugele ment (76) und/oder jeder Saugnapf (78) ist einzeln mit Unter- druck ansteuerbar.

Am Tragbalken (72) ist eine Stützvorrichtung (81) angeordnet. Diese Stützvorrichtung (81) hat eine Hubvorrichtung (82), die einen zentralen Hubzylinder (83) und zwei Führungszylin- der (84) aufweist. Die Hubvorrichtung (82) trägt eine querlie gende Stützrolle (85). Die Stützrolle (85) ist beispielsweise in einem U-förmigen Stützträger (86) drehbar gelagert. Auch eine starre Anordnung der einzelnen Stützrolle (85) ist denk bar. Die Hubvorrichtung (82) ist derart ausgebildet, dass die parallel zur Förderebene liegende, die obenliegende Mantelli nie der Stützrolle (85) tangierende Stützebene von einer un terhalb der Ansaugfläche (77) liegenden Bereitschaftslage in eine oberhalb der Ansaugfläche (77) liegende Stützlage ver stellbar ist. An der Stirnseite des Tragbalkens (72) ist eine Tragbalken kupplung (79) angeordnet. Diese ist beispielsweise komplemen tär zur Andockkupplung (156) der Werkstückwagen (114 - 117) ausgebildet. Die Tragbalkenkupplung (79) hat eine Stößelauf nahme (88) zur Aufnahme des Stößels (158) und eine Buchse (89) zur Kopplung mit dem Stecker (159) der Andockkupplung (156).

Die Figur 9 zeigt eine Fertigungszelle (10) mit einer Werk- zeugmaschine (61) nach Figur 1 und mit einer dieser vorge schalteten Werkstückbereitstellung (21). Die Fertigungs zelle (10) kann auch eine in der Figur 2 dargestellte Werk zeugmaschine (61) aufweisen. In der Fertigungszelle (10) setzen sich die beiden Werkstück bahnen (62, 162) in der Werkstückbereitstellung (21) fort. Die Werkstückbereitstellung (21) hat hierfür eine Vielzahl von Tragrollen (27). Diese sind in zwei nebeneinander liegenden Tragrollenbahnen (25, 26) angeordnet. Seitlich am Bett (24) der Werkstückbereitstellung (21) sind Werkstückwagen-Führungs- bahnen (28), Elektro- und Signalleiterbahnen (29) und Zahn stangen (23) angeordnet, die mit den entsprechenden Komponen ten (65, 66, 67) der Werkzeugmaschine (61) fluchten. Die Werk stückwagen (114 - 117) können damit von der Werkstückbereit- Stellung (21) zur Werkzeugmaschine (61) und zurück verfahren.

Unterhalb der Tragrollenbahnen (25, 26) ist eine Querschubvor richtung (41) angeordnet. Die Querschubvorrichtung (41) hat im Ausführungsbeispiel einen höhenverstellbaren Rechen (42), des- sen Zinken (46) in der gezeigten Darstellung über die Tragrol lenbahnen (25, 26) hinausragen. Der Rechen (42) ist in der Längsrichtung (6) orientiert und in der Querrichtung (6) ver fahrbar ausgebildet. Ein in der Werkstückbereitstellung (21) abgelegtes Werkstück (1; 2) kann damit mittels der Querschub vorrichtung (41) zu den Werkstückwagen (114, 115; 116, 117) verschoben werden. Bei einer manuellen Ausrichtung des Werk stücks (1; 2) in der Fertigungszelle (10) kann die Querschub- Vorrichtung (41) entfallen.

An der Schnittstelle zwischen der Werkstückbereitstellung (21) und der Werkzeugmaschine (61) ist pro Werkstückbahn (62; 162) eine Anschlagvorrichtung (52; 53) angeordnet. Jede Anschlag- Vorrichtung (52; 53) hat beispielsweise zwei absenkbare An schlagzapfen (55; 56). Die einzelne Anschlagvorrichtung (52; 53) dient u.a. der Positionsbestimmung des Werkstücks (1; 2) sowie der Freigabe des Werkstücks (1; 2) zum Transport in die Werkzeugmaschine (61).

Die Fertigungszelle (10) kann Teil einer verketteten Fertigung mit mehreren Fertigungsstationen sein. Hierbei sind beispiels weise eine Vielzahl von Werkstückwagen (114 - 117) im Umlauf. Alle Werkstückwagen (114 - 117) sind z.B. gleichartig aufge- baut. Beispielsweise verfahren die einzelnen selbstfahrenden Werkstückwagen (114 - 117) nach dem Durchlaufen aller Ferti gungsstationen entlang einer Rücklaufbahn an den Ausgangspunkt in der Werkstückbereitstellung (21) zurück. Die Anzahl der Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) pro Werkstückbahn (62; 162) beträgt beispielsweise mindestens das Dreifache der An zahl der Fertigungsstationen dieser Werkstückbahn (62; 162). Somit befinden sich beispielsweise an jeder Fertigungs zelle (10) zwei ein Werkstück (1; 2) haltende Werkstückwa gen (114, 115; 116, 117) und mindestens ein freier Werkstück- wagen (114; 115; 116; 117) gleicher Bauart pro Werkstück bahn (62; 162). Beim Ausrichten des Werkstücks (1; 2) stehen zunächst zwei Werkstückwagen (114, 115; 116, 117) beispielsweise an beliebi ger Position in der Längsrichtung (5) in der Werkstückbereit stellung (21). Nach dem Verschieben des Werkstücks (1; 2) zu den Werkstückwagen (114, 115; 116, 117) schließen die Werk stück-Greifeinheiten (141) beider Werkstückwagen (114, 115; 116, 117). Hierbei passen sich beispielsweise die jeweiligen Werkstück-Greifeinheiten (141) in der Höhenrichtung (7) so an das Werkstück (1; 2) an, dass die untere Klemmbache (143) in der oberen Tangentialebene der Tragrollen (27) liegt. Das zu bearbeitende Werkstück (1; 2) wird hierbei z.B. in der Quer richtung (6) ausgerichtet und positioniert. Anschließend ver fahren die Werkstückwagen (114, 115; 116, 117) das Werk stück (1; 2) in einer von der Werkstückbereitstellung (21) zur Werkzeugmaschine (61) orientierten Förderrichtung (112), bis das Werkstück (1; 2) an der Anschlagvorrichtung (52; 53) der jeweiligen Werkstückbahn (62; 162) anliegt. Aus der aktuellen Position der Werkstückwagen (114, 115; 116, 117) wird bei spielsweise die Lage des Werkstücks (1; 2) relativ zu den Werkstückwagen (114, 115; 116, 117) ermittelt. Beispielsweise aufgrund der Lage des Werkstücks (1; 2) relativ zu beiden Werkstückwagen (114, 115; 116, 117), deren absolute Position am Bett (24) bekannt ist, erhält die Steuerung eine redundante Information über die Position des Werkstücks (1; 2). Bei- spielsweise wird primär das Signal des in der Förderrich tung (112) vorne stehenden Werkstückwagens (115) verarbeitet.

Beim Werkstücktransport sind die beiden Werkstückwagen (114, 115; 116, 117) beispielsweise mittels einer elektrischen Welle miteinander gekoppelt, sodass sie das Werkstück (1; 2) gleich mäßig verfahren. Dies ist z.B. in Form einer Master-Slave- Steuerung möglich. Es ist aber auch denkbar, die Antriebsein heit (123) eines der Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) zu entkoppeln in diesem Fall wird beispielsweise nur ein Werk stückwagen (114; 115; 116; 117) zum Fördern des Werkstücks (1; 2) angetrieben. Während des Ausrichtens des Werkstücks (1; 2) und des Ermit- telns der Werkstücklage wird in der Werkzeugmaschine (61) der Werkstücktisch (63; 163) werkstückspezifisch vorbereitet. Bei spielsweise werden zunächst die Lagen der Blocksaugergrup pen (71; 171) eingestellt. Hierzu verfährt z.B. zunächst ein Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) neben die zu positionie rende Blocksaugergruppe (71; 171). Die Andockkupplung (156) fluchtet mit der Tragbalkenkupplung (79). Aus dem Andockge häuse (157) wird der Stößel (158) mit dem Stecker (159) in der Querrichtung (6) in Richtung des Tragbalkens (72) ausgefahren. Der Stößel (158) taucht in die Stößelaufnahme (88) ein und zentriert hierbei die Lage des Werkstückwagens (114; 114; 116; 117) relativ zur Blocksaugergruppe (71; 171). Hierbei kann sich gegebenenfalls die Lage Blocksaugergruppe (71; 171) rela tiv zum kuppelnden Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) in der Längsrichtung (5) anpassen. Gleichzeitig kuppelt der Ste cker (159) mit der Buchse (89) der Blocksaugergruppe (71;

171) , sodass eine elektrische Verbindung und/oder eine Signal verbindung zwischen dem Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) und der jeweiligen Blocksaugergruppe (71; 171) hergestellt wird.

Die Figur 10 zeigt einen Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) mit angekuppelter Blocksaugergruppe (71; 171). Die Ansichts richtung ist z.B. in der Förderrichtung (112) orientiert. Bei- spielsweise bei gekuppeltem Werkstückwagen (114; 115; 116;

117) wird die Klemmvorrichtung (75) der Blocksaugergruppe (71; 171) an den Blocksauger-Führungsbahnen (69) gelöst. Der Werk stückwagen (114; 115; 116; 117) verfährt die jeweilige Block- saugergruppe (71; 171) in der Längsrichtung (5) an eine vorge gebene, werkstückspezifische Position. Diese Position ist der art gewählt, dass eine Beschädigung der Elemente des Werk- stücktischs (63; 163) bei der nachfolgenden Werkstückbearbei- tung verhindert wird. Sobald die Blocksaugergruppe (71; 171) diese Position erreicht hat, werden die Klemmvorrichtun gen (75) der Blocksaugergruppe (71; 171) aktiviert.

Die Kupplung zwischen dem Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) und der Blocksaugergruppe (71; 171) kann auch anders ausgebil det sein. So kann beispielsweise im gekuppelten Zustand ein Schubflansch den Tragbalken (72) beidseitig umgreifen. Auch andere kraft- und/oder formschlüssige Kupplungen sind denkbar. Nach der Positionierung der einzelnen Blocksaugergruppen (71; 171) kann der Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) wieder von dieser Blocksaugergruppe (71; 171) abgekuppelt werden. Hierzu verfährt der Stößel (158) zusammen mit dem Stecker (159) in der Querrichtung (6) in die von der Blocksaugergruppe (71; 171) abgewandte Richtung. Der Werkstückwagen (114; 115; 116;

117) wird von der Blocksaugergruppe (71; 171) getrennt. Er kann nun zum Einstellen einer weiteren Blocksaugergruppe (71; 171) eingesetzt werden oder aus dem Arbeitsbereich (161) der Werkzeugmaschine (61) herausfahren. Die Lage der einzelnen Blocksaugergruppe (71; 171) wird in der Steuerung der Werk zeugmaschine (61) gespeichert.

In jeder einzelnen Blocksaugergruppe (71; 171) werden sämtli che Saugelemente (76) abgesenkt, die in dem für das Werk- stück (1; 2) vorgesehenen Bearbeitungsbereich liegen. In den Darstellungen der Figuren 10 - 12 liegt beispielsweise die An saugfläche (77) des linken Saugelements (76) niedriger als die Ansaugfläche (77) des rechten Saugelements (76). Auch werden Saugelemente (76) angehoben, die beispielsweise bei einer Be arbeitung eines vorhergehenden Werkstücks (2; 1) abgesenkt wurden. Dieses Absenken kann bei angekoppeltem Werkstückwa gen (114; 115; 116; 117) oder bei abgekoppelten Werkstückwa gen (114; 115; 116; 117) erfolgen. Im Falle des Absenkens der Saugelemente (76) bei angekoppeltem Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) kann dieses Absenken mittels über den Werkstückwa gen (114; 115; 116; 117) übertragener Steuersignale erfolgen.

Je nach Aufbau der Werkzeugmaschine (61) können die Werkstück wagen (114; 115; 116; 117) zur Positionierung der Blocksauger gruppen (71; 171) und/oder zum Werkstücktransport einseitig o- der beidseitig eines Werkstücktischs (63; 163) verfahren. Bei beidseitiger Anordnung sind beispielsweise die Antriebseinhei ten (123) sämtlicher Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) mit einander synchronisiert. Sie folgen hierbei beispielsweise ei nem führenden Werkstückwagen (114; 115; 116; 117).

Nach dem Einstellen der Blocksaugergruppen (71; 171) einer Werkstückbahn (62; 162) wird die Anschlagvorrichtungen (52;

53) dieser Werkstückbahn (62; 162) betätigt. Beispielsweise werden die zugehörigen Anschlagzapfen (55; 56) abgesenkt. Die Werkstückwagen (114, 115; 116, 117) verfahren das zu bearbei tende Werkstück (1; 2) in der Förderrichtung (112), bis es im Arbeitsbereich (161) der Werkzeugmaschine (61) in der geplan ten Lage in der Längsrichtung (5) liegt.

Nun werden beispielsweise mittels einer Vakuumpumpe die Sau gelemente (76) mit Unterdrück beaufschlagt. Hierbei können z.B. auch die Hubvorrichtungen (82) der Stützrollen (85) mit Unterdrück beaufschlagt werden. Die Stützrollen (85) werden abgesenkt und das Werkstück (1; 2) wird an die nicht abgesenk ten Saugelemente (76) angezogen, vgl. Figur 11. Es ist auch denkbar, die Hubvorrichtungen (82) der Stützrollen (85) sepa rat anzusteuern. Beim Ansaugen des Werkstücks (1; 2) mittels der Saugelemente (76) bleiben die Werkstück-Greifeinhei- ten (141) der Werkstückwagen (114115; 116, 117) geschlossen. Sie werden während des Ansaugens der Saugelemente (76) bei spielsweise mittels des Loslagers relativ zu den Führungsein heiten (121) abgesenkt. Nach dem Fixieren des Werkstücks (1;

2) auf dem Werkstücktisch (63; 163) ist das Werkstück (1; 2) auch in der Höhenrichtung (7) positioniert.

Nachdem das Werkstück (1; 2) seine Arbeitslage auf dem Werk stücktisch (63; 163) erreicht hat, beginnt mittels der Werk zeugeinheiten (95; 98; 99; 105; 106; 107) die Bearbeitung. Zum Bearbeiten des Werkstücks (1; 2) können beispielsweise sämtliche Werkzeugeinheiten (95; 98; 99; 105; 106; 107) der Werk zeugmaschine (61) eingesetzt werden. Je nach durchzuführenden BearbeitungsVorgängen können die Werkstück-Greifeinhei- ten (141) der Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) geschlossen bleiben oder geöffnet werden. Falls eine Bearbeitung der Längskante (3) eines Werkstücks (1; 2) durchgeführt wird, wird beispielsweise die Werkstück-Greifeinheit (141) mittels der Querverstellvorrichtung (152) aus einem möglichen Kollisions bereich herausgefahren.

In der Figur 12 ist die Lage des Werkstückwagens (114; 115; 116; 117) relativ zum Werkstück (1; 2) für die Bearbeitung der äußeren Längskante (3) dargestellt. Die Werkstück-Greifein heit (141) ist geöffnet. Die Querverstellvorrichtung (152) hat die Werkstück-Greifeinheit (141) relativ zum äußeren Saugele ment (76) so weit in der Querrichtung (6) verfahren, dass in den entstandenen Zwischenraum z.B. ein Fingerfräser eintauchen kann. Nach der Beendigung der Kantenbearbeitung kann der Werk stückwagen (114; 115; 116; 117) das Werkstück (1; 2) wieder greifen. Hierbei kann die Werkstück-Greifeinheit (141) das Werkstück (1; 2) entweder an der gleichen Stelle wie vorher o- der an einer anderen Stelle greifen. Beispielsweise kann der Werkstückwagen (114; 115; 116; 117) hierfür in der Längsrich tung (5) verfahren.

Nach Beendigung der Bearbeitung des Werkstücks (1; 2) wird bei geschlossenen Werkstück-Greifeinheiten (141) der Druck in den Saugelementen (76) auf den Umgebungsdruck erhöht. Beispiels weise gleichzeitig werden die Hubvorrichtungen (82) aktiviert und die Stützrollen (85) angehoben. Beispielsweise wird hier bei die Werkstück-Greifeinheit (141) relativ zur Führungsein heit (121) entlang der Führungsstifte (145) angehoben. Nun kann das bearbeitete Werkstück (1; 2) mittels der Werkstückwa gen (114, 115; 116, 117) aus dem Arbeitsbereich (161) der Werkzeugmaschine (61) herausgefördert werden.

Während der Bearbeitung eines ersten Werkstücks (1; 2) kann ein zweites zu bearbeitendes Werkstück (2; 1) bereitgestellt werden. Hierfür wird dieses zweite Werkstück (2; 1) auf der zweiten Werkstückbahn (162; 62) ausgerichtet. Beispielsweise werden die Blocksaugergruppen (171; 71) des zweiten Werkstück- tischs (163; 63) eingestellt und das zweite Werkstück (2; 1) in den Arbeitsbereich (161) transportiert, wie oben beschrie ben. Anschließend liegt das zweite Werkstück (2; 1) auf dem zweiten Werkstücktisch (163; 63) bereits bei Beendigung der Bearbeitung des ersten Werkstücks (1; 2) bereit. Damit geht die für das einzelne Werkstück (1; 2) erforderliche Rüstzeit nicht in die Durchlaufzeit einer Gruppe von Werkstücken (1; 2) ein. Die Werkzeugmaschine (61) kann damit eine hohe Ausbrin- gungsrate erzielen.

Auch Kombinationen der einzelnen Ausführungsbeispiele sind denkbar . Bezugszeichenliste :

1 Werkstück

2 Werkstück

3 Längskante

5 Längsrichtung

6 Querrichtung 7 Höhenrichtung

10 Fertigungszelle

21 Werkstückbereitstellung

23 Zahnstangen

24 Bett

25 Tragrollenbahn

26 Tragrollenbahn

27 Tragrollen

28 Werkstückwagen-Führungsbahnen

29 Elektro- und Signalleiterbahnen

41 Querschubvorrichtung

42 Rechen

46 Zinken

52 Anschlagvorrichtung

53 Anschlagvorrichtung

55 Anschlagzapfen

56 Anschlagzapfen

61 Werkzeugmaschine

62 Werkstückbahn

63 Werkstücktisch

64 Maschinenbett 65 Werkstückwagen-Führungsschiene

66 Zahnstange

67 Energie- und Signalleiterbahn

68 Werkzeugportal-Führungsschienen 69 Blocksauger-Führungsbahnen

71 Blocksaugergruppe

72 Tragbalken

73 Führungsgruppen

74 Führungsschuhe

75 Klemmvorrichtung

76 Saugelemente

77 Ansaugfläche

78 Saugnäpfe

79 Tragbalkenkupplung

81 StützVorrichtung

82 Hubvorrichtung

83 Hubzylinder

84 FührungsZylinder

85 Stützrolle

86 Stützträger 88 Stößelaufnähme 89 Buchse

91 Bearbeitungsroboter

92 Schwenkarm

93 Sockel

94 Schwenkkopf

95 Werkzeugeinheit, Bohr- und Fräsaggregat

96 Bohrwerkzeug

97 Bearbeitungsroboter

98 Werkzeugeinheit, Verleimnaggregat

99 Kantenleimer 101 Werkzeugportal 102 Portalträger 103 Kugelumlaufschuhe 104 Zentralbalken

105 Werkzeugeinheit, 5-Achs-Kopf

106 Werkzeugeinheit, Bohraggregat

107 Werkzeugeinheit, Verleimaggregat

108 Trag- und Führungsschienen 109 Kreuzschlitten

112 Förderrichtung

114 Werkstückwagen

115 Werkstückwagen 116 Werkstückwagen

117 Werkstückwagen

118 Gehäuse

121 Führungseinheit 122 Kugelumlaufschuh

123 Antriebseinheit

124 Flanschträger

125 Antriebsmotor, Servomotor

126 Antriebsrad 127 Welle

128 Schmierrad

129 Schmierradwelle

131 Strom- und Signalübertragungsgruppe 132 Kontaktgruppe

133 Kontaktelemente

134 Parallellogrammführung

141 Greifeinheit , Werkstück-Greifeinheit 142 ParallelgreifVorrichtung

143 Klemmbacke, unten

144 Klemmbacke, oben

145 Führungsstifte

146 Gehäuse, oben

147 Klemmmotor

148 Wälzgetriebe

149 Gewindespindel 151 Stützsäulen

152 QuerverstellVorrichtung

153 Verstellmotor

154 Riementrieb

155 Versteilspindel 156 Andockkupp1ung

157 Andockgehäuse

158 Stößel

159 Stecker 161 Arbeitsbereich

162 Werkstückbahn

163 Werkstücktisch

171 Blocksaugergruppe