DE102012002982A1 - Werkzeugmaschine mit A-Achse - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine (1) zur Bearbeitung von Werkstücken (15) mit einem Maschinengestell (2) mit zwei voneinander beabstandeten parallelen Seitenwänden (19, 19') und einer Vorderwand (3), mit einem rotatorisch antreibbaren Werkstückhalter (9), mit einer Werkzeugspindel (26) mit Werkzeugen (16), mit einem Kreuzschlitten (5), mit einer um eine horizontale Achse schwenkbaren Schwinge (20), wobei der Kreuzschlitten (5) an der Vorderwand (3) entlang von vertikalen Führungen (4) (Z-Achse) beweglich geführt ist und seinerseits horizontale Führungen (8) aufweist, wobei der Werkstückhalter (9) und die Werkzeugspindel (26) über den Kreuzschlitten (5) relativ zueinander innerhalb einer Ebene „E” in horizontaler Richtung (X-Achse) und vertikaler Richtung (Z-Achse) beweglich geführt sind, wobei die Schwinge (20) senkrecht zur Ebene „E” in horizontaler Richtung (Y-Achse) beweglich ist, wobei die Schwinge (20) in zwei seitlichen Streben (29, 29') um eine A-Achse (13) drehbar gelagert ist, dass die Streben (29, 29') an jeder der beiden Seitenwände (19, 19') über Führungsmittel (21, 21') geführt sind und dass für die horizontale Bewegung der Schwinge (20) mindestens ein Antrieb (25, 25') vorgesehen ist, der mit beiden Streben (23, 23') in Wirkverbindung steht.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung rotatorisch angetriebener Werkstücke mit A-Achse. Im Stand der Technik sind derartige Werkzeugmaschinen bekannt. Die DE 10 2005 039 818 A1 zeigt ein Bearbeitungszentrum mit vertikaler Hauptspindel und einem um eine Schwenkachse schwenkbaren Werkzeugträger, der in Richtung der Y-Achse verfahrbar ist. Am Werkzeugträger ist eine Werkzeugspindel in einer kurbelartigen Schwinge gelagert.
  • Um Werkzeuge aus einem Magazin in die Werkzeugspindel einwechseln zu können, ist die Schwinge einseitig im Maschinengestell gelagert.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit kompakter Bauweise und verbesserter Maschinensteifigkeit anzugeben. Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung ist eine in Richtung der Y-Achse des Maschinenkoordinatensystems verfahrbare Schwinge mit zwei seitlichen Streben an parallelen einander gegenüberliegenden Seitenwänden des Maschinengestells auf Führungsschienen beweglich geführt. Die Schwinge trägt eine Werkzeugspindel oder einen Werkstückhalter und ist zur Erzeugung von Schwenkbewegungen um die A-Achse in den Streben drehbar gelagert. Besonders vorteilhaft werden die Antriebskräfte zum Positionieren des Schlittens symmetrisch über die beiden Streben eingeleitet. Mit dieser Anordnung wird ein symmetrischer Kraftfluss erreicht. Dies wirkt sich besonders positiv auf die Maschinensteifigkeit aus. Vorteilhaft kann die Werkzeugmaschine nach dem Pick-Up-Prinzip arbeiten. Dabei ist der Werkstückhalter mit einem Spannfutter für Werkstücke hängend an einem Kreuzschlitten in horizontaler und vertikaler Richtung verfahrbar. Zum Be- und Entladen fährt der Werkstückhalter aus einer Bearbeitungsposition in eine Ladeposition. Bei einer weiteren Ausführung ist Werkstückhalter als Drehtisch ausgeführt und auf der Schwinge angeordnet, während die Werkzeugspindel über den Kreuzschlitten verfahrbar ist. Seitlich können ein Werkzeugmagazin und ein Werkzeugwechsler zum Austausch der Werkzeuge vorgesehen sein. Vorteilhaft ist am Kreuzschlitten eine Greiferhand zum Be- und Entladen des Drehtisches verfahrbar. Auf Grund der hohen Maschinensteifigkeit ist die Werkzeugmaschine besonders gut für hochpräzise Fräsbearbeitungen oder auch zum Schleifen oder Honen geeignet.
  • Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1 die Werkzeugmaschine in der Vorderansicht
  • 2 einen Schnitt durch die Werkzeugmaschine nach 1
  • 3 die Werkzeugmaschine mit hängender Werkzeugspindel
  • 1 zeigt eine Werkzeugmaschine 1 in schematischer Darstellung. Das Maschinengestell 2 ist als Säule mit quadratischem Querschnitt ausgeführt und weist vertikale Seitenwände 19, 19' und eine ebenfalls vertikale Vorderwand 3 mit vertikalen Führungen 4 für den Kreuzschlitten 5 auf. Dieser wird in Richtung der Z-Achse vom Motor 6 und der Kugelrollspindel 7 numerisch gesteuert bewegt. Am Kreuzschlitten 5 sind horizontale Führungen 8 angebracht. Darauf ist der Werkstückhalter 9 in Richtung der X-Achse verfahrbar. Die Führungen 8 erstrecken sich seitlich über den Arbeitsraum hinaus, so dass der Werkstückhalter 9 vom Motor 10 über die Kugelrollspindel 11 aus der Bearbeitungsposition 18 in eine Ladeposition 12 unmittelbar oberhalb der Transporteinrichtung 17 bewegt werden kann. Der Werkstückhalter 9 arbeitet nach dem Pick-Up-Prinzip und trägt an seiner Unterseite ein Spannfutter 14 zum Greifen, Spannen und Antreiben von Werkstücken 15. Im unteren Teil des Maschinengestells 2 ist eine Schwinge 20 mit der Werkzeugspindel 26 und dem Werkzeug 16 in Richtung der Y-Achse verfahrbar angeordnet. Die Schwinge 20 ist an den Seiten in Streben 23, 23' um die A-Achse 13 drehbar gelagert. Die Streben 23, 23' sind an den Seitenwänden 19, 19' auf horizontalen Führungsschienen 21, 21' beweglich. Die Führungsschienen 21, 21' sind in zugehörigen Führungsschuhen 24 an den Seitenwänden 19, 19' aufgenommen.
  • Umgekehrt können die Führungsschuhe 24 auch an den Streben 29, 29' und die Führungsschienen 21, 21' an den Seitenwänden angeordnet sein. Das Werkzeug 16 ist als Fräser ausgeführt. 2 zeigt einen Schnitt durch die Werkzeugmaschine entlang der Linie A-A. An den Seitenwänden 19, 19' des Maschinengestells 2 sind Führungsschienen 21, 21' dargestellt, auf welchen die Streben 23, 23' in Führungsschuhen 24 in Richtung der Y-Achse beweglich geführt sind. Die Bewegung wird mit den Antrieben 25, 25' ausgeführt, die aus zwei Motoren mit Kugelrollspindeln bestehen. Das als Fräser ausgeführte Werkzeug 16 ist zusammen mit der Werkzeugspindel 26 auf der Schwinge 20 um die A-Achse 13 schwenkbar gelagert.
  • Als Antrieb für die Schwenkbewegungen dient der Schwenkmotor 22, der beispielsweise über ein Schneckengetriebe die Schwenkbewegung bewirkt.
  • Bei der Werkzeugmaschine 1 nach 3 ist die Werkzeugspindel 26 hängend am Kreuzschlitten 5 angeordnet. Zur Aufnahme der Werkstücke 15 ist an der Schwinge 20 ein Drehtisch 27 vorgesehen. Die Be- und Entladung erfolgt über die Greiferhand 30, welche am Kreuzschlitten 5 zwischen der Ladeposition 12 und dem Drehtisch 27 verfahrbar ist. Auf der rechten Maschinenseite ist ein Werkzeugmagazin 28 angeordnet, welches beispielsweise als Ketten- oder Scheibenmagazin ausgeführt sein kann. Ein Werkzeugwechsler 29 wechselt bei Bedarf Werkzeuge 16 in der Werkzeugspindel 26 aus.
  • Durch den symmetrischen Kraftfluss und den relativ großen Abstand der Führungsschienen 21, 21' wird dank des extrem guten Führungsverhältnisses eine besonders hohe Maschinesteifigkeit erreicht.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Werkzeugmaschine
    2
    Maschinengestell
    3
    Vorderwand
    4
    vertikale Führungen
    5
    Kreuzschlitten
    6
    Motor
    7
    Kugelrollspindel
    8
    horizontale Führungen
    9
    Werkstückhalter
    10
    Motor
    11
    Kugelrollspindel
    12
    Ladeposition
    13
    A-Achse
    14
    Spannfutter
    15
    Werkstück
    16
    Werkzeug
    17
    Transporteinrichtung
    18
    Bearbeitungsposition
    19 19'
    Seitenwand
    20
    Schwinge
    21 21'
    Führungsschienen
    22
    Schwenkmotor
    23 23'
    Strebe
    24
    Führungsschuhe
    25 25'
    Antrieb
    26
    Werkzeugspindel
    27
    Drehtisch
    28
    Werkzeugmagazin
    29
    Werkzugwechsler
    30
    Greiferhand
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102005039818 A1 [0001]

Claims (5)

  1. Werkzeugmaschine (1) zur Bearbeitung von Werkstücken (15) mit einem Maschinengestell (2) mit zwei voneinander beabstandeten parallelen Seitenwänden (19, 19') und einer Vorderwand (3), mit einem rotatorisch antreibbaren Werkstückhalter (9), mit einer Werkzeugspindel (26) mit Werkzeugen (16), mit einem Kreuzschlitten (5), mit einer um eine horizontale Achse schwenkbaren Schwinge (20), wobei der Kreuzschlitten (5) an der Vorderwand (3) entlang von vertikalen Führungen (4) (Z-Achse) beweglich geführt ist und seinerseits horizontale Führungen (8) aufweist, wobei der Werkstückhalter (9) und die Werkzeugspindel (26) über den Kreuzschlitten (5) relativ zueinander innerhalb einer Ebene „E” in horizontaler Richtung (X-Achse) und vertikaler Richtung (Z-Achse) beweglich geführt sind, wobei die Schwinge (20) senkrecht zur Ebene „E” in horizontaler Richtung (Y-Achse) beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwinge (20) in zwei seitlichen Streben (29, 29') um eine A-Achse (13) drehbar gelagert ist, dass die Streben (23, 23') an jeder der beiden Seitenwände (19, 19') über Führungsschienen (21, 21') geführt sind und dass für die horizontale Bewegung der Schwinge (20) mindestens ein Antrieb (25, 25') vorgesehen ist, der mit beiden Streben (23, 23') in Wirkverbindung steht.
  2. Werkzeugmaschine (1) nach Patentanspruch 1, wobei der Werkstückhalter (9) am Kreuzschlitten (5) und die Werkzeugspindel (26) an der Schwinge (20) angeordnet sind, wobei der Werkstückhalter (9) ein Spannfutter (14) zum Greifen, Aufnehmen, Antreiben und Ablegen der Werkstücke (15) aufweist, wobei zum Transport der Werkstücke (15) eine Transporteinrichtung (17) mit einer Ladeposition (12) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückhalter (9) aus einer Bearbeitungsposition (18), in der die Werkstücke (15) bearbeitbar sind, in die Ladeposition (12) verfahrbar ist.
  3. Werkzeugmaschine (1) nach Patentanspruch 1, wobei der Werkstückhalter (9) als Drehtisch (27) ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehtisch (27) an der Schwinge (20) und die Werkzeugspindel (26) am Kreuzschlitten (5) angeordnet sind.
  4. Werkzeugmaschine (1) nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Kreuzschlitten (5) eine Greiferhand (30) zum Be- und Entladen des Drehtisches (27) verfahrbar angeordnet ist.
  5. Werkzeugmaschine (1) nach Patentanspruch 3 oder 4 mit einem Werkzeugmagazin (28), dadurch gekennzeichnet, dass ein Werkzeugwechsler (29) zum Einwechseln von Werkzeugen (16) in die Werkzeugspindel (26) vorgesehen ist.
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