DE102004042090A1

DE102004042090A1 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102004042090A1
Application number: DE200410042090
Authority: DE
Inventors: Norbert HESSBRÜGGEN
Original assignee: EMAG Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: EMAG Holding GmbH
Priority date: 2004-08-30
Filing date: 2004-08-30
Publication date: 2006-03-02
Also published as: DE112005002746A5; WO2006024250A1

Abstract

Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken (9) mit einem ein Untergestell (1) und einen Monoblock (2) aufweisenden Maschinengestell (3), mit mindestens einer längs des Maschinengestells (3) hin- und herbeweglichen vertikalen Werkzeugspindel (7) und mindestens einer dieser zugeordneten Bearbeitungseinheit (11), wobei die Bearbeitungseinheit (11) und die Werkstückspindel (7) an Außenwänden (12, 13) des Monoblocks (2) angebracht sind und die Werkstückspindel (7) in mindestens zwei Achsrichtungen (X, Z) längs des Maschinengestells (3) hin- und herbeweglich angebracht ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der DE 198 25 523 A1 ist eine Drehmaschine mit einem aus Ober- und Unterteil bestehenden Maschinengestell bekannt. Das Oberteil ist als Monoblock ausgeführt und trägt an einer senkechten Außenwand einen Werkstückhalter. An der Unterseite des Monoblocks ist eine verfahrbare Bearbeitungseinheit angeordnet. Der Werkstückhalter ist als Spindeleinheit mit vertikaler Achse ausgeführt und in Richtung der Z-Achse beweglich. Die Bearbeitungseinheit ist in Richtung der horizontalen X-Achse verschiebbar.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die bei kostengünstiger Bauweise eine effektive Steifigkeit und einen hohen Automatisierungsgrad mit automatischem Werkstückwechsel ermöglicht.

Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine besteht darin, die Werkstückspindel in X-Richtung am Maschinengestell hin und her beweglich zu führen und die zugeordnete Bearbeitungseinheit auf der gegenüberliegenden Seite des Monoblocks anzuordnen. Die Bearbeitungseinheiten, beispielsweise ein Werkzeugrevolver oder eine Motorspindel, können am Monoblock ortsfest oder in Richtung der Y-Achse hin und her bewegbar angeordnet sein. Da die Führungen für Bewegungen in X-Richtung auf der Oberseite des Monoblocks angeordnet sind, kann die Werkstückspindel mit äußerst geringem Abstand zur vertikalen Außenfläche des Monoblocks geführt werden. Aufgrund der kurzen Hebelarme zur Übertragung der Bearbeitungskräfte wird eine sehr hohe Maschinensteifigkeit erreicht. Ferner kann die Werkstückspindel nicht nur die zur Werkstückbearbeitung erforderlichen Bewegungen in X- und Z-Richtung durchführen, sondern auch die Verfahrbewegungen zur Durchführung eines automatischen Werkstückwechsels übernehmen. Durch die hängende Anordnung des Werkstücks am Werkstückträger kann ein besonders schneller Werkstückwechsel im Pick-up-Verfahren erfolgen.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind mindestens zwei Werkstückspindeln am Maschinengestell angeordnet. Zwischen beiden Spindeln befindet sich eine Übergabeposition, so dass das Werkstück in einer nachfolgenden Bearbeitungsstation weiteren Bearbeitungsschritten zugeführt werden kann. In der Übergabeposition kann eine Wendeeinrichtung vorgesehen sein, wodurch eine allseitige Werkstückbearbeitung ermöglicht wird.

In einer weiteren Ausführung ist der Monoblock aus Reaktionsharzbeton hergestellt. Dabei lassen sich unterschiedliche Maschinenausführungen besonders vorteilhaft herstellen, denn die Aussparungen für die Bearbeitungseinheiten und/oder den Werkstücktransport sind im Monoblock kostengünstig zu ändern und können auf einfache Weise an die verschiedene Maschinenvarianten angepasst werden.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.

1 zeigt die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine im Querschnitt

2 zeigt die Vorderansicht einer Werkzeugmaschine, teilweise geschnitten

3 zeigt die Vorderansicht einer Werkzeugmaschine mit zwei Werkstückspindeln, teilweise geschnitten
Bei der Werkzeugmaschine nach 1 bilden das Untergestell 1 und der Monoblock 2 das Maschinengestell 3. An der Oberseite des Monoblocks 2 sind zwei voneinander beabstandete Führungen 4, auf welchen der Horizontalschlitten 5 in Richtung der X-Achse hin und her beweglich geführt ist. Am Horizontalschlitten 5 ist der Vertikalschlitten 6 auf Führungen 27 in Richtung der Z-Achse verfahrbar. Der Vertikalschlitten 6 nimmt die Werkstückspindel 7 auf. Diese trägt an ihrem unteren Ende das Spannmittel 8 für Werkstücke 9. An der Außenwand 13, der Unterseite des Monoblocks 2 ist eine Konsole 10 zur Aufnahme der Bearbeitungseinheit 11 angeordnet. Die horizontalen Führungen 4 sind hinter einer Ebene E, parallel zur vertikalen Außenwand 14 am Monoblock 2 angeordnet. Auf diese Weise kann die Werkstückspindel 7 mit äußerst geringem Abstand zur vertikalen Außenwand 14 des Monoblocks 2 geführt werden. Daraus resultieren kurze Hebelarme für die Übertragung der Bearbeitungskräfte und eine sehr hohe Maschinensteifigkeit.
Die Vorderansicht der Werkzeugmaschine ist aus 2 ersichtlich. Für die Zu- und Abführung der Werkstücke 9 ist ein Kreisförderer 28 vorgesehen. Die unbearbeiteten Werkstücke 9 werden aus der Position für die Werkstückzuführung 17 entnommen, durch Bewegen des Horizontalschlittens 5 in den Bearbeitungsbereich transportiert und dort durch die Werkzeuge 25 bearbeitet. Anschließend werden sie an den gleichen Ort wieder zurückgelegt, von dem sie vorher entnommen wurden. Zur Qualitätskontrolle kann ein Messtaster 15 vorgesehen sein, womit während der laufenden Produktion vorbestimmte Werkstücke 9 gemessen werden.
In 3 ist die Vorderansicht der Werkzeugmaschine mit zwei Werkstückspindeln 7 und 16 zur gleichzeitigen Bearbeitung von Werkstücken 9 dargestellt. Im Monoblock 2 sind Aussparungen 20, 21 für die Werkstückzuführung 17, die Werkstückablage 19 und für die Motorspindel 22 vorgesehen. Die Motorspindel 22 ist mit Führungen 23 an der Konsole 24 in X-Richtung hin und her beweglich geführt. Die Konsole 24 ist an der Außenwand 13, der Unterseite des Monoblocks 2 ortsfest angebracht.
Im Folgenden wird die Arbeitsweise der Werkzeugmaschine unter Bezugnahme auf die 3 näher erläutert.
Die Werkstückspindel 7 verfährt seitlich in X-Richtung in eine Position oberhalb der Werkstückzuführung 17, ergreift mit dem Spannmittel 8 das Werkstück 9 und bewegt sich anschließend in den Wirkbereich der Bearbeitungseinheit 11. Die Bearbeitung des Werkstücks 9 erfolgt in an sich bekannter Weise durch die verschiedenen Werkzeuge 25, wobei Bohrungen, Fräsungen oder andere Maßnahmen am Werkstück 9 vorgenommen werden können. Nach erfolgter Bearbeitung wird das Werkstück 9 von der Werkstückspindel 7 in der Übergabeposition 18 abgelegt und dort von der Werkstückspindel 16 übernommen. In der Übergabeposition kann eine Wendeeinrichtung vorgesehen sein, womit das Werkstück 9 zur Rückseitenbearbeitung gewendet werden kann. Im Anschluss an die Bearbeitung durch das Werkzeug 26 der Motorspindel 22 wird das Werkstück 9 in der Werkstückablage 19 abgelegt.
Die Anordnung der Aussparungen 20, 21 für die Bearbeitungseinheit 11 und die Motorspindel 22 und/oder die Werkstückzuführung 17, und Werkstückablage 19 sind im Monoblock 2 besonders vorteilhaft, da mit dem aus Reaktionsharzbeton gefertigten Monoblock 2 unterschiedliche Maschinenausführungen kostengünstig hergestellt werden können.

1: Untergestell
2: Monoblock
3: Maschinengestell
4: Führung
5: Horizontalschlitten
6: Vertikalschlitten
7: Werkstückspindel
8: Spannmittel
9: Werkstück
10: Konsole
11: Bearbeitungseinheit
12: Außenwand
13: Außenwand
14: vertikale Außenwand
15: Messtaster
16: Werkstückspindel
17: Werkstückzuführung
18: Übergabeposition
19: Werkstückablage
20: Aussparung
21: Aussparung
22: Motorspindel
23: Führungen
24: Konsole
25: Werkzeug
26: Werkzeug
27: Führung
28: Kreisförderer

Claims

Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken (9) mit einem ein Untergestell (1) und einen Monoblock (2) aufweisenden Maschinengestell (3), mit mindestens einer längs des Maschinengestells (3) hin und her beweglichen vertikalen Werkstückspindel (7) und mindestens einer dieser zugeordneten Bearbeitungseinheit (11), wobei die Bearbeitungseinheit (11) und die Werkstückspindel (7) an Außenwänden (12, 13) des Monoblocks (2) angebracht sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindel (7) in mindestens zwei Achsrichtungen (X, Z) längs des Maschinengestells (3) hin und her beweglich angebracht ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwände (12, 13) auf einander gegenüberliegenden Seiten des Monoblocks (2) angeordnet sind.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, mit vertikalen und horizontalen Führungen (4, 27) für die Werkstückspindel (7), wobei der Monoblock (2) eine vertikale Außenwand (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen und horizontalen Führungen (4, 27) auf gegenüberliegenden Seiten einer Ebene (E), die parallel zur vertikalen Außenwand (14) verläuft, angeordnet sind.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ebene F durch die beiden Führungen (4) unter einem Schrägungswinkel α befindet und weder vollständig vertikal noch vollständig horizontal verläuft.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (12), an welcher die Werkstückspindel (7) angeordnet ist, die Oberseite des Monoblocks (2), und die Außenwand (13), an welcher die Bearbeitungseinheit (11) angeordnet ist, die Unterseite des Monoblocks (2) bilden.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindel (7) zur Aufnahme und Ablage von Werkstücken (9) zwischen einer Werkstückzuführung (17), mindestens einer Bearbeitungsposition, einer Übergabeposition (18) und/oder Werkstückablage (19) verfahrbar ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinheit (11) ortsfest am Maschinengestell (3) angebracht ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Monoblock (2) aus Reaktionsharzbeton hergestellt ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Monoblock (2) Aussparungen (20, 21) für die Bearbeitungseinheit (11) und/oder die Werkstückzuführung (17) und Werkstückablage (19) vorgesehen sind.