-
Die
Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere zur Bearbeitung
von wellenförmigen
Werkstücken,
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Eine
derartige Werkzeugmaschine ist aus der
EP 0 978 351 A2 bekannt.
Dort sind mehrere Drehmaschinen mit jeweils einer vertikalen rotationsangetriebenen
Hauptspindel zur Aufnahme der Werkstücke und einer revolverartigen
Werkzeughalterung für
verschiedene Bearbeitungswerkzeuge nebeneinander angeordnet. An
jeder Drehmaschine ist ferner mindestens eine Rotationsschwenkeinrichtung vorgesehen,
um das Werkzeug horizontal von einer Drehmaschine zur nächsten durch
seitliches Verschwenken zu transportieren.
-
Bei
derartigen Werkzeugmaschinen ergibt sich allerdings das Problem
einer geeigneten Führung
der Steuer- und Versorgungsleitungen zwischen den beweglichen und
den feststehenden Teilen der Maschinen. Vielfach liegen die Steuer-
und Versorgungsleitungen frei oder werden in sogenannten Schlepp-
oder Energieführungsketten
geführt.
Bei freiliegenden Leitungen besteht jedoch die Gefahr einer Beschädigung,
während
die üblichen
Energieführungsketten
einen erheblichen Bauraum benötigen und
dadurch den Arbeitsbereich beschränken.
-
Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten
An zu schaffen, die eine verbesserte Unterbringung für die Steuer-
und Versorgungsleitungen ermöglicht.
-
Diese
Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs
1 gelöst.
Zweckmäßige Ausgestaltungen
und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
-
Bei
der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine
ist dem Kreuzschlitten eine Energieführungseinrichtung mit mindestens
einem entlang der vorderen Wandfläche des Maschinengestells nach
oben verlaufenden starren Führungskanal
zur Aufnahme von Steuer- und
Versorgungsleitungen zugeordnet, wobei der Führungskanal hinter einer oberen Abdeckung
angeordnet und mit dem Vertikalschlitten des Kreuzschlittens verfahrbar
ist. Der mit dem Vertikalschlitten verfahrbare starre Führungskanal
nimmt im Vergleich zu den weit verbreiteten Schleppketten nur einen
geringen Raum ein, wodurch der Arbeitsraum der Werkzeugmaschine
nicht eingeschränkt
wird. Die Steuer- und Versorgungsleitungen sind jedoch im Arbeitsbereich
der Werkzeugmaschine dennoch vollständig verdeckt, so daß keine
Behinderungen oder Beschädigungen
erfolgen können.
Die Steuer- und Versorgungsleitungen werden über das Maschinengestell geführt, so
dass keine aufwändigen
Durchbrüche
oder Durchlässe
im Maschinengestell vorgesehen werden müssen.
-
Die
erfindungsgemäße Ausführung ist
besonders gut für
Werkzeugmaschinen geeignet, bei denen mehrere nebeneinander liegende
Arbeitsspindeln an einem gemeinsamen Maschinengestell angeordnet
sind. Die Erfindung ist aber auch bei Werkzeugmaschinen mit nur
einer Bearbeitungsstation einsetzbar.
-
Weitere
Besonderheiten und Vorzüge
der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines
bevorzugten Ausführungsbeispiels
anhand der Zeichnung. Es zeigen:
-
1 eine Werkzeugmaschine mit
mehreren vertikalen Bearbeitungsstationen in einer schematischen
Vorderansicht;
-
2 ein Maschinengestell der
in 1 dargestellten Werkzeugmaschine
mit einer Arbeitsspindel und einem mittels eines Kreuzschlittens
verfahrbaren Werkzeugträger
in einer schematischen Seitenansicht und
-
3 einen linken Teilausschnitt
der in 1 gezeigten Werkzeugmaschine
in einer Draufsicht
-
In 1 ist eine Werkzeugmaschine 1 mit drei
nebeneinander liegenden Bearbeitungsstationen 1a, 1b und 1c zur
Bearbeitung vertikal angeordneter wellenförmiger Werkstücke 2 in
einer schematischen Vorderansicht gezeigt. Die Werkzeugmaschine 1 enthält ein in 2 in einer Seitenansicht
dargestelltes formsteifes Maschinengestell, das ein breiteres unteres
Gestellteil 3 und ein von diesem in Art einer Wand nach
oben ragendes schmaleres oberes Gestellteil 4 mit einer
vertikalen vorderen Wandfläche 5 aufweist. Das
Maschinengestell ist bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel in Monoblock-Bauweise
z.B. aus Polymerharzbeton hergestellt. Ein derartiges Maschinengestell
zeichnet sich durch hervorragende Dämpfungseigenschaften, gutes
Wärmeverhalten
und hohe Formstabilität
aus. Das Maschinengestell kann aber auch als Stahlgussteil oder
als Schweißkonstruktion
ausgeführt
sein.
-
Wie
aus 1 hervorgeht, sind
an der vorderen Wandfläche 5 des
wandförmigen
oberen Gestellteils 4 ein Setzstock 6 und zwei
voneinander seitlich beabstandete vertikale Arbeitsspindeln 7 mit
jeweils einem zugehörigen
Reitstock 8 angeordnet. Bei der gezeigten Ausführungsform
sind die beiden Arbeitsspindeln 7 als ortsfeste Motorspindeln
ausgeführt
und weisen ein geeignetes Spannfutter 9 zum automatischen
Spannen der Werkstücke 2 auf.
Die Arbeitsspindeln 7 sind an der Oberseite des wandförmigen oberen
Gestellteils 4 und die beiden zugehörigen Reitstöcke 8 mit
jeweils einer vertikalen Reitstockspitze 10 an dessen Unterseite
angeordnet. Die Arbeitsspindeln 7 können aber auch an der Unterseite
und die Reitstöcke 8 an
der Oberseite des Gestellteils 4 angeordnet sein. Der Setzstock 6 und
die beiden Reitstöcke 8 sind über vertikale
Führungsschienen 11 in
Vertikalrichtung verschiebbar an der vorderen Wandfläche 5 des
oberen Gestellteils 4 geführt. An den Führungsschienen 11 können ferner
Lünetten 12 zur
Abstützung
der Werkstücke 2 angebracht sein.
-
Seitlich
zu dem Setzstock 6 und den beiden Arbeitsspindeln 7 versetzt
sind an der vorderen Wandfläche 5 des
oberen Gestellteils 4 außerdem vier
als Sternrevolver ausgeführte
Werkzeugträger 13 über je einen
Kreuzschlitten vertikal und horizontal verfahrbar angeordnet. Die
Kreuzschlitten bestehen aus jeweils einem über vertikale Führungsschienen 14 an
der Wandfläche 5 in
Längsrichtung
der Werkstücke 2 verschiebbar
geführten
und motorisch verfahrbaren Vertikalschlitten 15 sowie einem
motorisch verfahrbaren Horizontalschlitten 16, der über horizontale
Führungsschienen 17 an
der Vorderseite des Vertikalschlittens 15 quer zur Längsrichtung
der Werkstücke 2 verschiebbar
geführt
ist. Die Kreuzschlitten sind derart angeordnet, dass auf beiden
Seiten des Setzstocks 6 und auf beiden Seiten der Motorspindeln 7 jeweils
ein Werkzeugträger 13 vorhanden
ist.
-
In 3 ist besonders gut erkennbar,
dass am Außenumfang
der über
die Vertikalschlitten 15 und die Horizontalschlitten 16 in
der Vertikal- und Horizontalrichtung verfahrbaren und um eine Vertikalachse 18 motorisch
verdrehbaren Werkzeugträger 13 in
an sich bekannter Weise mehrere über
den Umfang verteilte Werkzeughalter oder Bearbeitungseinheiten 19 mit
drehangetriebenen und nicht drehangetriebenen Werkzeugen 20 für die Dreh-,
Bohr-, Fräs- und Schleifbearbeitung
oder sonstige Bearbeitungen angeordnet sind. Bei der dargestellten
Ausführung sind
die Werkzeugträger 13 als
Sternrevolver mit radial angeordneten Werkzeugen ausgeführt. Der Werkzeugträger 13 kann
aber auch als Vierkantrevolver, Scheibenrevolver o.ä. ausgebildet
sein. An der Außenseite
der Werkzeugträger 13 ist
ferner mindestens ein Werkstückgreifer
mit einem um seine horizontale Längsachse 21 motorisch
verdrehbaren Grundkörper 22 und
vorderen Greiferarmen 23 montiert. Mit einem derartigen
Werkstückgreifer
können die
Werkstücke 2 gegriffen
und zwischen einer Horizontal- und einer Vertikalstellung gedreht
werden. Durch Drehung der Werkzeugträger 13 und entsprechende
Verfahrbewegungen der Kreuzschlitten 15, 16 können die
Werkstücke 2 dann
zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen transportiert werden.
-
Für die zum
Kreuzschlitten und zum Revolverkopf führenden elektrischen Leitungen,
Hydraulik-, Kühlmittel-,
Druckluft- oder sonstigen Steuer- und Versorgungsleitungen ist eine
in 2 dargestellte Energieführungseinrichtung
vorgesehen. Diese umfaßt
einen z.B. in Form einer Lanze ausgeführten starren Führungskanal 24,
der mit seinem unteren Ende auf dem Vertikalschlitten 15 befestigt
und mit diesem in Vertikalrichtung verfahrbar ist. Dieser Führungskanal 24 verläuft entlang
der vorderen Wandfläche 5 nach
oben und steht auch in der untersten Stellung des Vertikalschlittens 15 über das obere
Ende des wandförmigen
oberen Gestellteils 4 nach oben vor. Der Führungskanal 24 ist
hinter einer oberen Abdeckung 25 angeordnet, durch welche
die Führungsschienen
vor den bei der Bearbeitung anfallenden Spänen, Kühlschmierstoffen und dgl. geschützt werden.
Bei der gezeigten Ausführung
besteht die Abdeckung 25 aus einem auf dem Vertikalschlitten 15 angeordneten
und mit diesem vertikal beweglichen festen Abdeckblech, das in unmittelbarer Nähe der Führungsschienen 14 angeordnet
ist. Dadurch sind die in dem Führungskanal 24 angeordneten
Steuer- und Versorgungsleitungen ohne Einschränkung des Arbeitsbereichs vollständig verdeckt und
optimal geschützt.
An dem oberen Ende des Führungskanals 24 ist
eine über
das obere Gestellsteil 4 nach hinten verlaufene Brücke 26 vorgesehen. Zwischen
der Brücke 26 und
einem an der Hinterseite des angeordneten Steuerschrank 27 verläuft eine Energieführungs- bzw. Schleppkette 28,
die in einem Zwischenraum 29 zwischen der hinteren Wandfläche 30 des
oberen Gestellteils 4 und der Rückseite 31 des Steuerschranks 27 untergebracht
ist.
-
An
der Unterseite des Kreuzschlittens ist ferner ein zwischen dem Vertikalschlitten 15 und
dem Horizontalschlitten 16 angeordneter flexibler Führungskanal 32 für die zwischen
dem Vertikalschlitten 15 und dem Horizontalschlitten 16 verlaufenden Steuer-
und Versorgungsleitungen vorgesehen. Dieser Führungskanal 32 ist
hinter einer unteren Abdeckung 33 angeordnet, die bei der
gezeigten Ausführung
in An eines Rolladens ausgebildet ist. Die obere und untere Abdeckung 25 bzw. 33 können aber
ebenso aus gegeneinander verschiebbaren starren Elementen bestehen
oder als Faltenbalg- bzw. Lamellenabdeckung und dgl. ausgeführt sein.
-
Die
Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Werkzeugmaschine wird
im Folgenden anhand eines einfachen Bearbeitungsbeispiels unter
Bezugnahme auf die 1 und 3 erläutert.
-
Zu
Beginn eines Arbeitszyklusses entnimmt der Werkstückgreifer 22, 23 des
in 1 linken Werkzeughalters 13 ein
in einem seitlichen Werkstückspeicher 34 horizontal
angeordnetes wellenförmiges
Werkstück 2,
schwenkt dieses in eine vertikale Position und transportiert es
durch Verdrehung des Werkzeughalters 13 um seine Vertikalachse
in die erste Bearbeitungsstation 1a. Das Werkstück 2 wird dort
im Setzstock 6 fixiert und an seinen Enden bearbeitet.
Anschließend
wird das an den Enden fertig bearbeitete Werkstück 2 mit Hilfe des
Werkstückgreifers 22, 23 an
dem rechts vom Setzstock 6 angeordneten Werkzeughalter 13 in
die zweite Bearbeitungsstation 1b transportiert und dort
von der Motorspindel 7 und dem Reitstock 8 aufgenommen.
In der Mitte wird das Werkstück 2 durch
die Lünette 12 stabilisiert.
In der zweiten Bearbeitungsstation 1b wird das Werkstück z.B.
einer Schruppbearbeitung unterzogen, wobei die Werkzeuge der auf
beiden Seiten des Werkstücks 2 angeordneten
Werkzeughalter 13 zum Einsatz gelangen können. Nach
Beendigung der Bearbeitung in der zweiten Bearbeitungsstation 1b wird das
Werkstück 2 von
dem Werkstückgreifer 22, 23 in dem
rechts von der zweiten Bearbeitungsstation 1b angeordneten
Werkzeughalter 13 gegriffen und durch Drehen des Werkzeughalters 13 in
die dritte Bearbeitungsstation 1c verschwenkt. Dort kann
eine abschließende
Schlichtbearbeitung erfolgen. Das fertig bearbeitete Werkstück 2 wird
dann mit Hilfe des Werkstückgreifers 22, 23 des
rechts von der dritten Bearbeitungsstation 1c angeordneten
Werkzeughalters 13 gegriffen, verschwenkt und nach einer 90°-Drehung
wieder in der Horizontalstellung in eine Werkstückaufnahme 35 abgelegt.
-
Die
erfindungsgemäße Werkzeugmaschine ist
nicht auf die vorstehend beschriebenen Bearbeitungsschritte Endenbearbeitung,
Schruppen und Schlichten beschränkt.
Sie kann ebenso für
komplexe Werkstückbearbeitungen
mit einer Vielzahl von Arbeitsschritten wie Drehen, Bohren, Fräsen, Stoßen, Schleifen,
Finishen etc. eingesetzt werden.