DE202006004942U1

DE202006004942U1 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE202006004942U1
Application number: DE200620004942
Authority: DE
Original assignee: P&L GmbH and Co KG
Current assignee: P&L GmbH and Co KG
Priority date: 2006-03-28
Filing date: 2006-03-28
Publication date: 2007-08-02
Anticipated expiration: 2016-03-29

Abstract

Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks, mit einem Maschinengestell, an welchem ein längs einer Achse (1) verfahrbarer Tisch (2) gelagert ist, welcher, um eine Achse (3) schwenkbar und eine zu dieser senkrechte Achse (4) drehbar ein Werkstückaufnahmefutter (5) lagert, dadurch gekennzeichnet, dass lösbar an dem Werkstückaufnahmefutter (5) eine Werkstückaufnahmeplatte (6) in der Ebene des Tisches (2) verbunden ist, welche mittels Abstützmitteln an dem Tisch (2) abgestützt ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine gemäß dem jeweiligen Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche.
Im Einzelnen bezieht sich die Erfindung auf eine Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks. Die Werkzeugmaschine umfasst ein Maschinengestell, an welchem zumindest ein längs einer Achse verfahrbarer Tisch gelagert ist. Dieser kann horizontal, geneigt oder vertikal angeordnet sein. An dem Tisch ist ein Werkzeugaufnahmefutter gelagert, welches relativ zu dem Tisch um zwei Achsen bewegbar ist, nämlich um eine Schwenkachse sowie um eine zu dieser senkrechten Drehachse.
Derartige Werkzeugmaschinen sind aus dem Stand der Technik bekannt. Sie ermöglichen die Bearbeitung von Werkstücken in fünf Achsen. Zusätzlich zu der Schwenk- und Drehbewegung des Werkstücks mittels des Dreh-Schwenk-Tisches werden drei weitere Bewegungsachsen durch eine Relativbewegung zwischen dem Maschinengestell und dem Tisch sowie durch weitere Bewegungsmöglichkeiten, beispielsweise einer Werkzeugspindel, eines Portals oder Ähnlichem realisiert.
Mittels der bekannten Werkzeugmaschinen ist es möglich, komplexe Geometrien von Werkstücken zu realisieren.
Werkzeugmaschinen der beschriebenen Art zeigen beispielsweise die EP 1 262 275 A1 oder die EP 0 964 771 B1 .
Es versteht sich, dass die Werkstückgröße bei derartigen Werkzeugmaschinen durch die Bewegungsmöglichkeiten des Dreh-Schwenk-Tisches begrenzt ist. Bei größeren Werkstücken kann es wünschenswert sein, lediglich eine Drei-Achsen-Bearbeitung durchzuführen. Zu diesem Zweck schlägt die DE 10 2004 010 984 B3 vor, die gesamte Dreh-Schwenk-Einheit mittels eines Werkstückspanntisches zu überbrücken, welcher fest an dem Maschinengestell fixiert ist. Die Dreh-Schwenk-Einheit wird dabei durch den Werkstückspanntisch abgedeckt und somit außer Funktion gesetzt. Diese Lösung erfordert jedoch umfängliche Umbauten an der Werkzeugmaschine, die entsprechend zeitaufwendig sind und manuelle Kapazitäten erfordern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher, kostengünstiger Ausgestaltung von einer Fünf-Achs-Bearbeitung in eine Drei-Achs-Bearbeitung automatisch umrüstbar ist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmalskombinationen der beiden unabhängigen Ansprüche gelöst. Die Unteransprüche zeigen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
Erfindungsgemäß ist somit vorgesehen, dass das Werkstückaufnahmefutter zur Lagerung und Fixierung einer Werkstückaufnahmeplatte dient. Diese wird somit mittels der Spanvorrichtung des Werkstückaufnahmefutters gespannt und in ihre Lage fixiert. Damit ist es erfindungsgemäß möglich, die Werkstückaufnahmeplatte automatisch in das Werkstückaufnahmefutter einzusetzen bzw. von diesem zu lösen.
Die Werkstückaufnahmeplatte kann ausreichend groß dimensioniert werden, so dass auch große Werkstücke durch die Werkzeugmaschine in einer Drei-Achs-Bearbeitung bearbeitet werden können. Dabei spielt der Bewegungsraum, der durch die Dreh-Schwenk-Einheit vorgegeben ist, keine Rolle, da diese lediglich dazu dient, die Werkstückaufnahmeplatte zu haltern und zu fixieren.
Zusätzlich ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Werkstückaufnahmeplatte mit Abstützmitteln zur Abstützung entweder an dem Tisch oder an dem Maschinengestell versehen ist. Die Abstützmittel können somit erfindungsgemäß entweder an der Werkstückaufnahmeplatte oder an dem Tisch oder an dem Maschinengestell vorgesehen sein. Bei einer Ausgestaltung, bei welcher die Abstützmittel an dem Tisch oder an dem Maschinengestell vorgesehen sind, kann die Werkstückaufnahmeplatte als einfaches und gut handhabbares Bauteil ausgebildet sein. Es erfolgt somit weder eine Fixierung (Verschraubung oder Ähnliches) mit dem Tisch oder dem Maschinengestell, sondern lediglich eine Abstützung. Die eigentliche Halterung und Fixierung erfolgt erfindungsgemäß vielmehr mittels des automatisch betätigbaren Werkstückaufnahmefutters. Die Werkstückaufnahmeplatte ist somit schwingungsstabil abgestützt. Bei einer Abstützung an dem Tisch kann die Werkstückaufnahmeplatte den translatorischen Bewegungen des Tisches folgen, so dass die Bearbeitung des Werkstücks nicht beschränkt wird. Bei einer Abstützung an dem Maschinengestell, welche beispielsweise dann vorteilhaft sein kann, wenn kein Tisch vorgesehen ist, sondern die Drei-Achs-Bearbeitung durch translatorische Bewegungen des Werkzeugs realisiert wird, erfolgt ebenfalls eine schwingungsstabile Abstützung der Werkstückaufnahmeplatte und damit des Werkstücks.
Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Ausgestaltung ist es somit möglich, die Werkstückaufnahmeplatte in der Ebene des Tisches anzuordnen, so dass diese in der Bewegungsachse des Tisches verfahrbar ist. Diese Konstruktion bedingt die Abstützung der Werkstückaufnahmeplatte an dem Tisch.
In besonders günstiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Werkstückaufnahmefutter in einer Position fixierbar ist, in welcher die drehbare Achse senkrecht zur Ebene des Tisches bzw. des Maschinengestells ausgerichtet ist.
Die Abstützung der Werkstückaufnahmeplatte erfolgt in bevorzugterweise mittels Abstützmitteln, welche seitliche Streben umfassen. Dabei ist es besonders günstig, wenn zwei seitliche Streben ausgebildet sind, welche auf den Tisch bzw. auf das Maschinengestell aufgestellt sind. Zusätzliche Fixierungen der Enden der Streben sind nicht erforderlich. Die Streben sind mit der Werkstückaufnahmeplatte fest verbunden oder einstückig mit dieser hergestellt, beispielsweise in Form einer Gusskonstruktion. Hierbei können zusätzliche Verrippungen oder Versteifungen vorgesehen sein, um Schwingungen zu dämpfen oder zu vermeiden. Es ist jedoch auch möglich, die Werkstückaufnahmeplatte insgesamt mit einem U-förmigen oder kastenförmigen Querschnitt zu versehen, um die Abstützflächen zu vergrößern und um die Stabilität zu steigern. Entscheidend ist, dass die Werkstückaufnahmeplatte automatisch mit dem Werkstückaufnahmefutter koppelbar und durch dieses spannbar ist. Hierdurch ist die automatische Entnahme bzw. das automatische Installieren der Werkstückaufnahmeplatte sichergestellt.
Die erfindungsgemäß vorgesehenen Abstützmittel dienen auch dazu, Bewegungen der Dreh-Schwenk-Einheit (Werkstückaufnahmefutter) zu verhindern und diese entsprechend zu fixieren.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:
1 eine perspektivische Ansicht eines Tisches mit Dreh-Schwenk-Einheit und Werkstückaufnahmeplatte, und
2 eine perspektivische Ansicht, ähnlich 1.
Das Ausführungsbeispiel zeigt einen kastenförmig aufgebauten Tisch 2, welcher längs einer Achse 1 verfahrbar ist. Die Achse 1 wird durch Schienen 8 gebildet, auf welchen Gleitschuhe 9 oder Ähnliches bewegbar sind. Auf die Darstellung der Antriebe wurde verzichtet. Im Übrigen entspricht diese Konstruktion dem Stand der Technik, ebenso wie die Ausgestaltung des Tisches, welcher mit Spanaustrittsöffnungen versehen sein und als Gusskonstruktion einstückig oder mehrteilig ausgebildet sein kann.
An dem Tisch 2 ist um eine parallel zur Achse 1 angeordnete, bevorzugt horizontale Achse 3 schwenkbar und um eine zu dieser senkrechte Achse 4 drehbar ein Werkstückaufnahmefutter 5 gelagert. Auch dieses ist aus dem Stand der Technik bekannt, es wird automatisch angesteuert und betätigt. Die Drehung erfolgt mittels eines nur schematisch dargestellten Drehmotors 10, während die Verschwenkung um die Achse 3 mittels eines ebenfalls nur schematisch gezeigten Schwenkmotors 11 erfolgt. Somit ist eine Dreh-Schwenk-Einheit gebildet, welche relativ zu dem Tisch 2 um die Achsen 3 und 4 bewegbar ist.
Erfindungsgemäß ist eine Werkstückaufnahmeplatte 6 vorgesehen, welche mit einem nicht dargestellten, bevorzugt zylindrischen Ansatz versehen ist, der automatisch mit dem Werkstückaufnahmefutter 5 spannbar ist.
Zusätzlich ist die Werkstückaufnahmeplatte 6 mit zwei seitlichen Streben 7 versehen, welche einstückig mit der Werkstückaufnahmeplatte 6 verbunden sind. Die Streben 7 liegen gegen den Tisch 2 an und stützen die Werkstückaufnahmeplatte 6 ab. Durch die Abstützung mittels der Streben 7 wird somit eine Verschwenkung um die Achse 3 ebenso verhindert, wie eine Verdrehung um die Achse 4. Die Werkstückaufnahmeplatte 6 ist somit relativ zu dem Tisch 2 fixiert. Alternativ hierzu ist es auch möglich, die Streben 7 an dem Tisch 2 zu befestigen, während die Werkstückaufnahmeplatte 6 keine Streben umfasst, sondern an den oberen Bereichen der Streben aufliegt. Hierzu ist es möglich, zusätzliche (nicht gezeigte) Zentrierelemente vorzusehen, welche auch gegen eine Verdrehung unterstützen. Derartige Zentrierelemente können auch vorgesehen sein, wenn die Streben an der Werkstückaufnahmeplatte 6 einstückig ausgebildet sind. Die Erfindung umfasst somit sämtliche Varianten.

1: Achse
2: Tisch
3: Achse
4: Achse
5: Werkstückaufnahmefutter
6: Werkstückaufnahmeplatte
7: Strebe
8: Schiene
9: Gleitschuh
10: Drehmotor
11: Schwenkmotor

Claims

Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks, mit einem Maschinengestell, an welchem ein längs einer Achse (1) verfahrbarer Tisch (2) gelagert ist, welcher, um eine Achse (3) schwenkbar und eine zu dieser senkrechte Achse (4) drehbar ein Werkstückaufnahmefutter (5) lagert, dadurch gekennzeichnet, dass lösbar an dem Werkstückaufnahmefutter (5) eine Werkstückaufnahmeplatte (6) in der Ebene des Tisches (2) verbunden ist, welche mittels Abstützmitteln an dem Tisch (2) abgestützt ist.
Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung eines Werkstücks, mit einem Maschinengestell, an welchem ein längs einer Achse (1) verfahrbarer Tisch (2) gelagert ist, welcher, um eine Achse (3) schwenkbar und eine zu dieser senkrechte Achse (4) drehbar ein Werkstückaufnahmefutter (5) lagert, dadurch gekennzeichnet, dass lösbar an dem Werkstückaufnahmefutter (5) eine Werkstückaufnahmeplatte (6) in der Ebene des Tisches (2) verbunden ist, welche mittels Abstützmitteln an dem Maschinengestell abgestützt ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (2) mit dem Werkstückaufnahmefutter (5) einen Dreh-Schwenk-Tisch bildet.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstückaufnahmefutter (5) um eine in der Ebene des Tisches (2) angeordnete Achse (3) schwenkbar ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Tisch (2) in einer horizontalen Ebene verfahrbar ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückaufnahmeplatte (6) in der Ebene des Tisches (2) lösbar angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstückaufnahmefutter (5) in einer Position fixierbar ist, in welcher die Achse (4) vertikal angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstückaufnahmefutter (5) in eine Position fixierbar ist, in welcher die Achse (4) vertikal zur Bewegungsebene des Tisches (2) angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützmittel in Form seitlicher Streben (7) ausgebildet sind.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützmittel in Form zweier seitlicher Streben (7) ausgebildet sind.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützmittel an der Werkstückaufnahmeplatte (6) angeordnet sind.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützmittel an dem Tisch (2) angeordnet sind.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützmittel an dem Maschinengestell angeordnet sind.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückaufnahmeplatte (6) einen mit dem Werkstückaufnahmefutter (5) spannbaren Ansatz umfasst.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückaufnahmeplatte (6) automatisch mit dem Werkstückaufnahmefutter (5) koppelbar und/oder von diesem lösbar ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückaufnahmeplatte (6) an ihrer Oberseite, einem Werkzeug zugewandt, Werkstückbefestigungselemente umfasst.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Fräsmaschine ausgebildet ist.