CH685039A5 - Device for receiving a workpiece in a machine tool. - Google Patents

Description

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CH 685 039 A5 CH 685 039 A5

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Beschreibung description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, auch Modul genannt, zur Aufnahme eines zu bearbeitenden Werkstückes in einer Werkzeugmaschine, wobei die Vorrichtung einen Aufnahmetisch mit einer das Werkstück aufnehmenden drehbaren Tragplatte aufweist und der Aufnahmetisch zwischen einer horizontalen und einer vertikalen Lage der Tragplatte verschwenkbar ist. Dadurch kann das Werkstück in einer horizontalen und einer vertikalen Achse gedreht und bearbeitet werden, so dass das vorliegende Modul auch als «zweiachsiges Modul» bezeichnet wird. The invention relates to a device, also called a module, for receiving a workpiece to be machined in a machine tool, the device having a receiving table with a rotatable support plate receiving the workpiece and the receiving table being pivotable between a horizontal and a vertical position of the support plate. As a result, the workpiece can be rotated and machined in a horizontal and a vertical axis, so that this module is also referred to as a “two-axis module”.

Derartige Module sind bereits bekannt. Sie haben jedoch den Nachteil, dass das Werkstück bei jeder Schwenkbewegung so stark aus seiner räumlichen Lage gebracht wird, dass entweder die Möglichkeiten der Verfahrbewegungen der Werkzeuge in der Maschine zu klein sind, oder die Maschine muss verhältnismässig zu gross und daher viel zu teuer werden, um den nötigen Verfahrbereich der Werkzeuge zu gewährleisten. Such modules are already known. However, they have the disadvantage that the workpiece is moved out of its spatial position to such an extent with each swivel movement that either the possibilities for the tool to move in the machine are too small, or the machine has to be relatively large and therefore much too expensive, to ensure the necessary travel range of the tools.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Nachteile auszuschalten und ein zweiachsiges Modul zu schaffen, das es zudem gestattet, dass nicht nur 5 Seiten des Werkstückes, sondern jeder beliebige Punkt auf einer Halbkugeloberfläche vom Werkzeug angefahren und bearbeitet werden kann. The invention has set itself the task of eliminating these disadvantages and creating a two-axis module, which also allows that not only 5 sides of the workpiece, but any point on a hemisphere surface can be approached and processed by the tool.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass sie ein Getriebe zur Steuerung der Schwenkbewegung des Aufnahmetisches und damit der Tragplatte aufweist, welches so ausgebildet ist, dass ein auf der Tragplatte aufgespanntes Werkstück sich zwar dreht, sich aber im Raum praktisch nicht verschiebt. To achieve this object, the device is designed such that it has a gear for controlling the pivoting movement of the receiving table and thus the support plate, which is designed such that a workpiece clamped on the support plate rotates but practically does not move in space.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungs-gemässen Vorrichtung soll nun an Hand der Zeichnung als Beipiel näher beschrieben werden. A preferred embodiment of the device according to the invention will now be described in more detail with reference to the drawing as an example.

In der Zeichnung stellen dar: In the drawing:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäs-sen zweiachsigen Moduls; 1 shows a side view of a two-axis module according to the invention;

Fig. 2 eine Draufsicht des Moduls nach Fig. 1 und Fig. 2 is a plan view of the module of Fig. 1 and

Fig. 3 den Bewegungsablauf während des Ver-schwenkens von der horizontalen in die vertikale Drehlage. Fig. 3 shows the sequence of movements during pivoting from the horizontal to the vertical rotational position.

In Fig. 1 ist das Modul 12 in seiner einen Stellung, d.h. mit horizontaler Bearbeitungs-Drehachse, ausgezogen dargestellt; die gestrichelte Darstellung bezieht sich auf die Stellung nach der Schwenkung um 90° in die vertikale Drehachse. In dieser Lage tragen entsprechende Bezugszeichen einen Apostroph ('). In Fig. 1 the module 12 is in its one position, i.e. with horizontal machining axis of rotation, shown in solid lines; the broken line refers to the position after pivoting through 90 ° in the vertical axis of rotation. In this situation, corresponding reference symbols have an apostrophe (').

In Fig. 1 ist ein horizontaler Maschinentisch 10 zu sehen, auf dem das Modul 12 aufgebaut ist. Das Modul 12 weist einen Aufnahmetisch 14 auf, beispielsweise einen Teilapparat, der in Schwenklagern 16 drehbar, aber feststellbar gelagert ist. Die Schwenklager 16 sind mit Hilfe einer Schraubenspindel 18 horizontal in Achsenrichtung des Maschinentisches in einem Schiebeschlitten 17 verfahrbar, und zwar mit Hilfe eines Motors 20, der 1 shows a horizontal machine table 10 on which the module 12 is built. The module 12 has a receiving table 14, for example a dividing device, which is rotatably but fixably mounted in pivot bearings 16. The pivot bearings 16 can be moved horizontally in the axial direction of the machine table in a sliding carriage 17 with the aid of a screw spindle 18, specifically with the aid of a motor 20 which

über ein Getriebe bzw. Vorgelege 22 die Spindel 18 antreibt. drives the spindle 18 via a gear or countershaft 22.

Am Aufnahmetisch 14 ist in an sich bekannter Weise eine kreisförmige Aufspannplatte 24 angebracht, die mit Hilfe des Motors 26 in Rotation versetzt werden kann. Am Aufnahmetisch 14 sind abgebogene Schwenkhebel 28 angelenkt, und zwar drehbar um eine Achse 30 am Aufnahmetisch 14. Das andere Ende 32 der Schwenkhebel 28 ist an einer fest am Maschinentisch 10 angebrachten Achse 34 schwenkbar befestigt. A circular platen 24 is attached to the receiving table 14 in a manner known per se, which can be set in rotation by means of the motor 26. Bent swivel levers 28 are articulated on the receiving table 14, namely rotatably about an axis 30 on the receiving table 14. The other end 32 of the swivel lever 28 is pivotally attached to an axis 34 fixedly attached to the machine table 10.

Fig. 3 zeigt schematisch die Winkel- und Wegverhältnisse beim Verschwenken des Aufnahme-tischs 14 von seiner senkrechten Stellung mit horizontaler Bearbeitungsachse um 90° in seine waagerechte Stellung mit senkrechter Bearbeitungsachse. Aus dem kleinen Diagramm in Fig. 3 geht die Beziehung zwischen der Winkelbewegung des Auf-, nahmetischs (Beträge V ... Z) und der horizontalen Verschiebung des Aufnahmetischs um jeweils die gleiche Wegstrecke a hervor. Die einzelnen Stellungen des Aufnahmetischs und dessen Endlage sind jweils gestrichelt eingezeichnet. Aus der Figur und dem Diagramm geht hervor, dass der Aufnahmetisch zum Teil in sich selbst gedreht wird, und dass die horizontale Verschiebung der Aufspannplatte nacheinander nach oben, nach rückwärts und dann gleichzeitig nach unten und vorwärts erfolgt. Die neue horizontale Lage der Aufspannplatte ist so nahe an der vorhergehenden vertikalen Stellung, dass ein auf der Tragplatte aufgespanntes Werkstück praktisch in sich selbst gedreht wird und die Bearbeitungswerkzeuge nur sehr kurze horizontale und/oder vertikale Verschiebungswege ausführen müssen. Fig. 3 shows schematically the angular and path ratios when pivoting the receiving table 14 from its vertical position with a horizontal machining axis by 90 ° into its horizontal position with a vertical machining axis. The relationship between the angular movement of the recording table (amounts V ... Z) and the horizontal displacement of the recording table by the same distance a is evident from the small diagram in FIG. 3. The individual positions of the receiving table and its end position are shown with dashed lines. From the figure and the diagram it can be seen that the receiving table is partially rotated in itself and that the horizontal displacement of the clamping plate is carried out successively upwards, backwards and then simultaneously downwards and forwards. The new horizontal position of the platen is so close to the previous vertical position that a workpiece clamped on the support plate is practically rotated into itself and the machining tools only have to carry out very short horizontal and / or vertical displacement paths.

Aus den Figuren geht weiterhin hervor, dass die oben geschilderten Bewegungen durch die beiden Hebel 28 mit ihren zusammen vier Gelenken 30 und 34 bewirkt wird. Es handelt sich daher um ein Zweiachsen-Viergelenkmodul. The figures also show that the movements described above are brought about by the two levers 28 with their four joints 30 and 34. It is therefore a two-axis, four-bar module.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung bewirkt, dass ein mittels einer Rundachse wie Teilapparat, Drehtisch, Rundschalttisch, Rundtisch, Teiltisch usw. aufgespanntes Werkstück auf einer Linearachse frei im Raum so bewegt werden kann, dass z.B. auf einer Bearbeitungsmaschine in einer einzigen Aufspannung 5 Seiten des Werkstückes bearbeitet werden können oder aber auf einer Halbkugeloberfläche des Werkstückes jede beliebige Position angefahren und bearbeitet werden kann. Dabei wird die räumliche Position des Werkstückes nur unwesentlich verändert. The device according to the invention has the effect that a workpiece clamped by means of a rotary axis such as dividing table, rotary table, rotary indexing table, rotary table, partial table etc. can be moved freely in space on a linear axis such that e.g. 5 sides of the workpiece can be machined on a processing machine in a single clamping or any position can be approached and machined on a hemisphere surface of the workpiece. The spatial position of the workpiece is only slightly changed.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung hat den weiteren Vorteil, dass die Kollisionsgefahr zwischen Werkstück und Werkzeugen bedeutend vermindert und die Stabilität durch Aufnahme von Kräften in vier Punkten, anstelle bisher in zwei, wesentlich höher ist. Weil die Schwenkbewegung keinen Kreisbogen (Viertelkreis), sondern nur eine schwach gekrümmte Linie, nahezu eine Gerade beschreibt (36 in Fig. 3), sind die Verfahrwege viel kleiner als bisher, und es wird eine echte dreidimensionale Bearbeitung möglich, die z.B. im Formenbau erforderlich ist. The device according to the invention has the further advantage that the risk of collision between the workpiece and the tools is significantly reduced and the stability due to the absorption of forces in four points, rather than previously in two, is significantly higher. Because the swivel movement does not describe a circular arc (quarter circle), but only a weakly curved line, almost a straight line (36 in Fig. 3), the travel paths are much smaller than before, and real three-dimensional machining becomes possible, which e.g. is required in mold making.

Für viele Maschinen werden neue Möglichkeiten For many machines there are new opportunities

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eröffnet; insbesondere kann damit auf Fahrständer-Bearbeitungszentren der gesamte Verfahrbereich in jeder Position des 3D-Moduls optimal genutzt werden. Es bietet zum Beispiel die Möglichkeit, in der Stellung «Drehachse horizontal» mit einer Spannbrücke und Gegenlager oder mit Futter und Reitstock usw. zu arbeiten. opened; in particular, the entire travel range can be optimally used in any position of the 3D module on moving column machining centers. For example, it offers the option of working with a clamping bridge and counter bearing or with a chuck and tailstock etc. in the "rotation axis horizontal" position.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann für viele Zwecke eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um die Anwendung in Bearbeitungszentren, auf Fräs- und Bohrmaschinen, Schleifmaschinen, Lasermaschinen. Ebenso ist ein Einsatz an Gra-vier-, Holzbearbeitungsmaschinen, Erosionsmaschinen und Messeinrichtungen denkbar. The device according to the invention can be used for many purposes. It is used in machining centers, on milling and drilling machines, grinding machines, laser machines. Use on Gra-four machines, woodworking machines, erosion machines and measuring devices is also conceivable.

Claims (5)

PatentansprücheClaims 1. Vorrichtung zur Aufnahme eines zu bearbeitenden Werkstückes in einer Werkzeugmaschine, wobei die Vorrichtung einen Aufnahmetisch (14) mit einer das Werkstück aufnehmenden drehbaren Tragplatte (24) aufweist und der Aufnahmetisch zwischen einer horizontalen und einer vertikalen Lage der Tragplatte verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Getriebe (16, 18, 20, 28) zur Steuerung der Schwenkbewegung des Aufnahmetisches (14) und damit der Tragplatte (24) aufweist, welches so ausgebildet ist, dass ein auf der Tragplatte aufgespanntes Werkstück sich zwar dreht, sich aber im Raum praktisch nicht verschiebt.1. Device for receiving a workpiece to be machined in a machine tool, the device having a receiving table (14) with a rotatable support plate (24) receiving the workpiece and the receiving table being pivotable between a horizontal and a vertical position of the support plate, characterized in that that the device has a gear (16, 18, 20, 28) for controlling the pivoting movement of the receiving table (14) and thus the support plate (24), which is designed such that a workpiece clamped on the support plate rotates, but rotates practically does not move in the room. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Zweiachsen-Viergelenkhebel-Getriebe ausgebildet ist.2. Device according to claim 1, characterized in that the transmission is designed as a two-axis four-bar lever transmission. 3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmetisch (14) in längsverschieblichen Schwenklagern (16, 16') drehbar gelagert ist und über Schwenkhebel (28, 28') mit einem festen Punkt (34) derart gelenkig verbunden ist, dass der Aufnahmetisch (14) bei der Schwenkung von der einen Lage der Tragplatte (24) in die andere (24') eine verkürzte Bewegung ausführt.3. Device according to claim 2, characterized in that the receiving table (14) is rotatably mounted in longitudinally displaceable pivot bearings (16, 16 ') and is pivotally connected via a pivot lever (28, 28') to a fixed point (34) such that the receiving table (14) performs a shortened movement when pivoting from one position of the support plate (24) to the other (24 '). 4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenklager (16) auf einem Schiebeschlitten (17) horizontal verschiebbar angeordnet sind.4. The device according to claim 3, characterized in that the pivot bearings (16) on a sliding carriage (17) are arranged horizontally displaceable. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Einbau in eine Werkzeugmaschine vorgesehen und eingerichtet ist.5. The device according to claim 4, characterized in that it is provided and set up for installation in a machine tool. 55 1010th 1515 2020th 2525th 3030th 3535 4040 4545 5050 5555 6060 6565 33rd