DE19818663A1

DE19818663A1 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE19818663A1
Application number: DE19818663A
Authority: DE
Inventors: Herbert Ilg
Original assignee: ILG GmbH
Current assignee: ILG GmbH
Priority date: 1998-04-27
Filing date: 1998-04-27
Publication date: 1999-11-04

Abstract

Werkzeugmaschinen zur Bearbeitung von Werkstücken mit einem Maschinengestell, einer an dem Maschinengestell (1) angeordneten Bearbeitungseinheit (5) und einem der Bearbeitungseinheit (5) zugeordneten Werkstückhalter (4) für ein zu bearbeitendes Werkstück, der am Maschinengestell (1) zumindest in vertikaler Richtung (Z-Richtung) hin und her beweglich angebracht ist, insbesondere Spindeleinheit, wobei zur Verringerung des Platzbedarfs der Werkzeugmaschine die Bearbeitungseinheit (5) am Maschinengestell (1) in horizontaler Richtung (X-Richtung) hin und her beweglich angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken mit einem Maschinengestell, einer an dem Maschinen gestell angeordneten Bearbeitungseinheit und einem der Bearbeitungsein heit zugeordneten Werkstückhalter für ein zu bearbeitendes Werkstück, der am Maschinengestell zumindest in vertikaler Richtung (Z-Richtung) hin und her beweglich angebracht ist, insbesondere Spindeleinheit.

Derartige Werkzeugmaschinen sind in unterschiedlichen Versionen, bei spielsweise als Drehbearbeitungsmaschinen für Futterteile bekannt. Der Werkstückhalter ist hierbei als Spindeleinheit mit vertikaler Drehachse ausgebildet. Die Spindeleinheit ist horizontal und vertikal hin und her be weglich am Maschinengestell angeordnet, um den für die Bearbeitung des Werkstückes erforderlichen Vorschub zu ermöglichen. Außerdem kann die Spindeleinheit dadurch zwischen einer Werkstückaufnahmeposition und einer Werkstückablageposition verfahren werden.

Diese bekannten Werkzeugmaschinen weisen einen erheblichen Platzbe darf auf. Außerdem können sie in der Regel zwar miteinander verkettet werden; der Platzbedarf steigt dabei aber noch zusätzlich dadurch, daß die Maschinen nur mit einem erheblichen Abstand voneinander aufgestellt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß deren Platzbedarf verrin gert ist. Auch soll eine Verkettung der Maschinen ohne das Erfordernis eines Zwischenraums zwischen benachbarten Maschinen ermöglicht wer den.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Bearbeitungseinheit am Ma schinengestell in horizontaler Richtung (X-Richtung) hin und her beweg lich angeordnet ist.

Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, anstelle einer Hin- und Herbeweg lichkeit der Spindeleinheit in zwei Achsrichtungen die Spindeleinheit nur in vertikaler Achsrichtung (Z-Richtung) hin und her beweglich auszuge stalten und statt dessen die Bearbeitungseinheit in der zweiten Achsrich tung (X-Richtung) hin und her beweglich am Maschinengestell anzuord nen. Durch diese Konstruktion ist eine sehr platzsparende Bauweise der Werkzeugmaschine möglich. Insbesondere wird das bei bekannten Ma schinen erforderliche ausladende Portal entbehrlich, mittels dem die Spindeleinheit dort horizontal hin und her beweglich angeordnet wird. Die Spindeleinheit muß dagegen erfindungsgemäß nur vertikal hin und her beweglich sein, was durch eine einfache Schienenlagerung am Maschi nengestell bewerkstelligt werden kann.

Insbesondere kann die Spindeleinheit nach einer Ausgestaltung der Erfin dung an der als vertikale Ebene ausgebildeten Vorderwand des Maschi nengestells angebracht sein, während die Bearbeitungseinheit, bevorzugt mittig, unter der Spindeleinheit angeordnet und senkrecht zur Vorder wand des Maschinengestells hin und her beweglich gelagert ist. Die Werk zeugmaschine weist dadurch eine sehr geringe Ausladung zur Vorderseite des Maschinengestells hin auf. Eine herkömmliche Drehbearbeitungsma schine kann dadurch auf eine Fläche von ca. 1,5 m² ohne Zusatzaggregate reduziert werden.

Durch Anordnung der Bearbeitungseinheit in einer Ausnehmung in der Vorderwand kann die Ausladung der Werkzeugmaschine nach vorne wei ter reduziert werden. Die Bearbeitungseinheit kann dabei ebenso wie die Spindeleinheit auf Schienen verfahrbar sein. Dies ist konstruktiv unauf wendig und ebenfalls platzsparend.

Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist der Werkstückhalter als Spin deleinheit mit einer vertikalen Spindelachse ausgebildet. Die Werkstück aufnahme kann aber auch nicht rotierend ausgebildet sein und beispiels weise mit rotierenden Werkzeugen zusammenarbeiten.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Bearbeitungsein heit als Werkzeugrevolver ausgebildet. Ebenso kann die Bearbeitungsein heit als Walzfräseinrichtung, als Entgrat- oder Anfasmaschine oder als In duktivhärtemaschine ausgebildet sein. In allen genannten Anwendungs fällen kann also die Werkzeugmaschine denselben Grundaufbau mit verti kal hin und her beweglichem Werkstückhalter und horizontal hin und her beweglicher Bearbeitungseinheit aufweisen. Stets ergibt sich eine platz sparende Konstruktion, die zudem von der Vorderseite der Werkzeug maschine her sehr gut zugänglich ist. Die Werkzeugmaschine kann da durch unmittelbar von Hand oder halbautomatisch bestückt werden.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind zusätzlich zu der hin und her beweglichen Bearbeitungseinheit weitere Bearbeitungswerk zeuge vorgesehen. Beispielsweise kann zusätzlich ein seitlich zur Spindel einheit angeordneter, in X-Richtung hin und her beweglicher Bohrrevolver vorgesehen sein. Der Bohrrevolver kann dabei bevorzugt auch in Y-Rich tung hin und her beweglich sein, um den für die Bearbeitung notwendigen Vorschub zu bewirken. Alternativ kann die Spindeleinheit zusätzlich in Y-Richtung beweglich am Maschinengestell angeordnet sein. Eine solche Beweglichkeit der Spindeleinheit kann auch in anderen Fällen vorteilhaft sein. Mit dem zusätzlichen Bearbeitungswerkzeug werden die Bearbei tungsmöglichkeiten durch die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine er höht, ohne daß sich dies wesentlich auf den Platzbedarf auswirkt.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind Mittel zum Ab transport von bei der Bearbeitung anfallenden Spänen an der Rückseite des Maschinengestells vorgesehen. Ebenso können Kühlmittelbehälter oder Hydraulikölbehälter bevorzugt an der Rückseite des Maschinenge stells vorgesehen sein. Dadurch werden Vorderseite und Seiten der Ma schine freigehalten, so daß der Zugriff auf die Maschine erleichtert ist und mehrere Maschinen direkt aneinander anschließend aufgestellt werden können, um eine verkettete Bearbeitung durchzuführen.

Für eine Anordnung von zwei erfindungsgemäßen Werkzeugmaschinen ist vorgesehen, die zur Steuerung notwendigen Schaltschränke bevorzugt an zwei voneinander abgewandten Seiten der beiden Werkzeugmaschinen an zuordnen. Für eine Verkettung von mehreren erfindungsgemäßen Werk zeugmaschinen werden die Schaltschränke dagegen bevorzugt jeweils auf der Rückseite der Werkzeugmaschinen angeordnet.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist an der Vorderseite der Werkzeugmaschine ein Dreharm mit mindestens einer Werkstückauf nahme vorgesehen. Der Dreharm ermöglicht eine halbautomatische Be stückung der Werkzeugmaschine. Insbesondere kann der Dreharm an seinen beiden voneinander abgewandten Enden jeweils eine Werkstück aufnahme aufweisen, so daß jeweils ein Werkstück von der Werkstück aufnahme der Werkzeugmaschine aufgenommen werden kann, während ein bereits bearbeitetes Werkstück entnommen und ein weiteres Werk stück zur nachfolgenden Bearbeitung in den Dreharm eingesetzt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigen, jeweils in schematischer Dar stellung,

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der Vorderseite einer ersten Variante der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der Rückseite der Variante von Fig. 1 mit Schaltschrank,

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Seite der Werkzeugmaschine von Fig. 2,

Fig. 4 eine Draufsicht auf eine Seite der Variante von Fig. 1 mit zu sätzlichen Einrichtungen,

Fig. 5 eine Anordnung aus zwei Werkzeugmaschinen gemäß Fig. 2,

Fig. 6 eine Reihenanordnung von Werkzeugmaschinen gemäß Fig. 1,

Fig. 7 eine Draufsicht auf die Vorderseite einer zweiten Variante der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine,

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Vorderseite einer dritten Variante der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine,

Fig. 9 eine Draufsicht auf eine Seite der Werkzeugmaschine von Fig. 8, und

Fig. 10 eine Draufsicht auf die Oberseite der Werkzeugmaschine von Fig. 8 unter Weglassung einzelner Bauelemente.

Die in Fig. 1 dargestellte Werkzeugmaschine umfaßt ein Maschinengestell 1 mit einer als vertikale Ebene ausgebildeten Vorderwand 2. An der Vor derwand 2 des Maschinengestells 1 sind vertikale Schienen 3 angeordnet, auf welchen eine Spindeleinheit 4 mit vertikaler Spindelachse I verschieb bar geführt ist. Die Spindeleinheit 4 ist dadurch in Z-Richtung hin und her verschiebbar.

Unterhalb der Spindeleinheit 4 ist ein Werkzeugrevolver 5 angeordnet, welcher hier ohne Werkzeuge dargestellt ist. Der Werkzeugrevolver 5 sitzt zusammen mit dem Revolverantrieb 6 in einer Ausnehmung 7 des Ma schinengestells 1, die sich mittig unterhalb der Spindeleinheit 4 befindet und sich von der Vorderwand 2 des Maschinengestells 1 bis zur Rück wand 8 erstreckt und ist um eine Achse II drehbar. Die Unterseite der Ausnehmung 7 wird durch eine Quertraverse 9 begrenzt, auf welcher zwei horizontal und senkrecht zur Vorderwand 2 verlaufende Schienen 10 vor gesehen sind, auf welchen der Werkzeugrevolver 5 mit dem Revolveran trieb 6 verschiebbar geführt ist. Der Werkzeugrevolver 5 ist damit auf den Schienen 10 in X-Richtung hin und her verschiebbar. Im Bereich des Werkzeugrevolvers 5 ist außerdem an die Vorderwand des Maschinenge stells 1 ein Vorbau 11 angesetzt, welcher den Werkzeugrevolver 5 seitlich und auf der Vorderseite umgibt.

Die Spindeleinheit 4 umfaßt eine Aufnahme 12 für ein zu bearbeitendes Werkstück. Durch Verschieben der Spindeleinheit 4 wird ein eingesetztes Werkstück mit einem gewünschten Werkzeug des Werkzeugrevolvers 5 in Eingriff gebracht und durch Rotation der Spindeleinheit 4 um die Achse drehbearbeitet. Der nötige Vorschub des Werkstückes wird einerseits durch Verfahren der Spindeleinheit 4 in Z-Richtung und andererseits durch Verfahren des Werkzeugrevolvers 5 in X-Richtung bewerkstelligt. Damit können alle üblichen Drehbearbeitungen von Futterteilen ausge führt werden.

Eine mögliche Art der Beladung der erfindungsgemäßen Werkzeugma schine ist in Fig. 4 dargestellt. Hierbei handelt es sich um eine halbauto matische Bestückung mittels eines Dreharms 13, welcher um eine verti kale Achse VI drehbar an der Vorderseite der Werkzeugmaschine ange ordnet ist. Die beiden Enden 14 des Dreharms 13 sind zur Aufnahme je weils eines Werkstückes ausgebildet und ragen je nach Drehstellung ab wechselnd in den Aufnahmebereich der Spindeleinheit 4. Ein Arbeiter 15 kann so das jeweils außerhalb der Werkzeugmaschine befindliche Ende 14 des Dreharms 13 bedienen, indem er ein bearbeitetes Werkstück ent nimmt und das nächste zu bearbeitende Werkstück in den Dreharm 13 einsetzt. Die Verdrehung des Dreharms 13 kann manuell oder automa tisch insbesondere auf Knopfdruck erfolgen.

Wie man sieht, ermöglicht die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine ei nen sehr guten Zugang zum Aufnahmebereich der Spindeleinheit 4 und damit eine einfache manuelle oder halbautomatische Bestückung. Der Ar beitsbereich der Werkzeugmaschine ist außerdem sehr gut einsehbar. Ebenso erkennt man, daß der Platzbedarf der erfindungsgemäßen Werk zeugmaschine durch den beschriebenen Aufbau sehr gering gehalten wer den kann. Insbesondere kann eine Werkzeugmaschine für die Drehbear beitung von Futterteilen mit einer Grundfläche von ca. 1,2 m × 1,2 m ohne Zusatzaggregate hergestellt werden. Mit Schaltschrank ergibt sich eine Grundfläche von ca. 1,2 m × 1,7 m.

Wie man ebenfalls in Fig. 4 sieht, können erforderliche Zusatzaggregate, wie Schaltschränke 16 und Kühlmittelbehälter an der Rückseite der Werk zeugmaschine angeordnet werden. Ebenso ist aber auch, wie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, eine seitliche Anordnung, insbesondere der Schalt schränke 16 möglich.

Eine seitliche Anordnung der Schaltschränke 16 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn, wie in Fig. 5 dargestellt, zwei erfindungsgemäße Werk zeugmaschinen Seite an Seite als Doppelbearbeitungszentrum angeordnet werden. In diesem Fall werden die Schaltschränke 16 auf den beiden ein ander abgewandten Seiten der beiden Maschinengestelle 1 angeordnet. Eine Anordnung der Schaltschränke 16 auf der Rückseite des Maschinen gestells 1 ist insbesondere bei einer Reihenanordnung mehrerer erfin dungsgemäßer Werkzeugmaschinen vorteilhaft. Eine solche Anordnung ist in Fig. 6 dargestellt. Wie man sieht, können mehrere erfindungsgemäße Werkzeugmaschinen unmittelbar, das heißt Seite an Seite, nebeneinander zur Bildung einer Bearbeitungskette angeordnet werden. Zusätzlich zu dem geringen Platzbedarf jeder einzelnen Werkzeugmaschine wird da durch der gesamte Platzbedarf der Verarbeitungskette weiter verringert. Jede der nebeneinander angeordneten Maschinen kann von vorne in der selben einfachen Weise bedient werden, wie dies zuvor beschrieben wurde. Ebenso sind alle Arbeitsbereiche der nebeneinander angeordneten Werk zeugmaschinen gut einsehbar. Damit ergibt sich eine besonders vorteil hafte und kostengünstige Möglichkeit einer Verkettung von Werkzeugma schinen.

Die in Fig. 7 dargestellte Variante der erfindungsgemäßen Werkzeugma schine ist grundsätzlich genauso aufgebaut, wie die zuvor beschriebene Variante. Der Unterschied besteht darin, daß hier eine zusätzliche Bear beitungseinrichtung in Form eines Bohrrevolvers 17 vorgesehen ist. Der Bohrrevolver 17 ist seitlich zu der Spindeleinheit 4 und zum Werkzeugre volver 5 versetzt auf einem Schlitten 18 angeordnet, der auf Schienen 19 in X-Richtung verfahrbar ist. Dabei ist der Bohrrevolver 17 auf dem Schlitten 18 in Y-Richtung verfahrbar befestigt und weist eine Bohrer drehachse III auf.

Mit dem Bohrrevolver 17 können Bohrungen in ein Werkstück eingebracht werden, welches von der Spindeleinheit 4 gehalten wird. Der für die Boh rung notwendige Vortrieb wird durch Bewegung des Bohrrevolvers 17 ge genüber dem Schlitten 18 bewirkt. Durch Verfahren des Schlittens 18 auf den Schienen 19 kann die Position der eingebrachten Bohrung in ge wünschter Weise gewählt werden. Alternativ könnte die Spindeleinheit 4 zusätzlich auf horizontalen Schienen in Y-Richtung verfahrbar ausgebildet sein, um einen Eingriff des Bohrrevolvers 17 mit dem Werkstück zu be wirken.

Bei der in den Fig. 8 bis 10 dargestellten Variante der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ist anstelle des Werkzeugrevolvers 5 eine Wälzfräsein heit 20 vorgesehen. Im übrigen stimmt der Aufbau der Werkzeugmaschine mit demjenigen der eingangs beschriebenen Variante überein. Die Spin deleinheit 4 ist in Z-Richtung verfahrbar auf Schienen 3 angeordnet, die Wälzfräseinheit 20 ist in X-Richtung verfahrbar. Darüber hinaus weist die Wälzfräseinheit 20 die üblichen Einstellmöglichkeiten und Drehachsen IV, V auf. Die in Fig. 8 bis 10 dargestellte Werkzeugmaschine kann also zum Wälzfräsen von Zahnrädern oder zum Schlagwälzfräsen von konischen Verzahnungen eingesetzt werden.

In Fig. 10 ist außerdem dargestellt, daß die Spanabfuhr bei der erfin dungsgemäßen Werkzeugmaschine zur rückwärtigen Seite des Maschi nengestells 1 hin erfolgen kann. Dies ist ebenfalls platzsparend und hält den Zugang zum Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine frei. Entsprechen de Vorrichtungen können bei allen Varianten der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine vorgesehen sein.

Bezugszeichenliste

1

Maschinengestell

2

Vorderwand

3

Schiene

4

Spindeleinheit

5

Werkzeugrevolver

6

Revolverantrieb

7

Ausnehmung

8

Rückwand

9

Quertraverse

10

Schiene

11

Vorbau

12

Werkstückaufnahme

13

Dreharm

14

Ende von

13

15

Arbeiter

16

Schaltschrank

17

Bohrrevolver

18

Stützen

19

Schiene

20

Wälzfräseinheit
I Spindelachse
II Revolverdrehachse
III Bohrrevolverdrehachse
IV Schwenkachse von

20

V Drehachse von

20

VI Drehachse von

13

Claims

1. Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken mit einem Maschinengestell, einer an dem Maschinengestell (1) angeordneten Bearbeitungseinheit (5) und einem der Bearbeitungseinheit (5) zuge ordneten Werkstückhalter (4) für ein zu bearbeitendes Werkstück, der am Maschinengestell (1) zumindest in vertikaler Richtung (Z-Richtung) hin und her beweglich angebracht ist, insbesondere Spindeleinheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheit (5) am Maschinengestell (1) in horizon taler Richtung (X-Richtung) hin und her beweglich angeordnet ist.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderwand (2) des Maschinengestells (1) als vertikale Ebe ne ausgebildet ist, daß der Werkstückhalter (4) an der Vorderwand (2) des Maschinengestells (1) angebracht ist, und daß die Bearbei tungseinheit (5) in einer zur Vorderwand (2) des Maschinengestells (1) senkrechten Richtung (X-Richtung) hin und her beweglich ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheit (5) mittig unter dem Werkstückhalter (4) angeordnet ist.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheit (5) in einer Ausnehmung (7) in der Vor derwand (2) des Maschinengestells (1) angeordnet ist.

5. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter (4) auf Schienen (3) verfahrbar ist.

6. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheit (5) auf Schienen (10) verfahrbar ist.

7. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter (4) als Spindeleinheit mit insbesondere vertikaler Spindelachse (I) ausgebildet ist.

8. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheit als Werkzeugrevolver (5) ausgebildet ist.

9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheit als Wälzfräseinrichtung (20) ausgebil det ist.

10. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheit als Entgrat- oder Anfasmaschine aus gebildet ist.

11. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheit als Induktivhärtemaschine ausgebildet ist.

12. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu der Bearbeitungseinheit (5) weitere Bearbeitungs werkzeuge (17) vorgesehen sind.

13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Bearbeitungswerkzeuge (17) in X-Richtung und/oder in Y-Richtung hin und her beweglich sind.

14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich ein seitlich zur Spindeleinheit (4) angeordneter Bohr revolver (17) vorgesehen ist.

15. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter längs der Vorderwand (2) des Maschinen gestells (1) zusätzlich in horizontaler Richtung (Y-Richtung) hin und her beweglich ist.

16. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite des Maschinengestells (1) Mittel zum Ab transport von bei der Bearbeitung anfallenden Spänen vorgesehen sind.

17. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite des Maschinengestells (1) ein Kühlmittelbe hälter und/oder ein Hydraulikölbehälter vorgesehen sind.

18. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf einer Seite des Maschinengestells (1) ein Schaltschrank (16) angeordnet ist.

19. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Rückseite des Maschinengestells (1) ein Schaltschrank angeordnet ist.

20. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorderseite der Werkzeugmaschine ein Dreharm (13) vorgesehen ist, der bevorzugt zwei Enden aufweist, die zur Aufnah me eines Werkstückes ausgebildet sind und in den Aufnahmebe reich des Werkstückhalters (4) verdrehbar sind.