DE202010009414U1 - machine tool - Google Patents

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Abstract

Werkzeugmaschine mit zwei sich in Längsrichtungen der Werkzeugmaschine erstreckenden Seitenwänden (1),
einen sich zwischen den Seitenwänden (1) erstreckenden Arbeitsraum,
in dem sich eine Werkstückaufnahmeeinrichtung (10) befindet,
auf den Seitenwänden (1) befindlichen Längsschienen (2) als Y-Führung, einer auf den Längsschienen (2) verfahrbaren Brücke (3),
an der eine auf zwei Querschienen (4) als X-Führung verfahrbare XZ-Verbindungsplatte (5) angeordnet ist,
die einen auf Vertikalschienen (6) als Z-Führung verfahrbaren Z-Schlitten (7) mit einer Spindel (8) sowie
einer Werkzeugaufnahmeeinrichtung (9) besitzt,
wobei die Werkstückaufnahmeinrichtung (10) der Werkzeugmaschine als aufgestellter Rundtisch (11) ausgebildet ist,
die als Y-Führung dienenden Längsschienen (2) an jeder Seitenwand (1) zweifach mit dazwischen liegenden Magneten (12) angeordnet sind,
die Y-Führung zwei Messsysteme (13) zur Lageerfassung aufweist,
die jeweils an einer der Seitenwände (1) den dort zweifach vorhandenen Y-Führungen zugeordnet sind,
die Z-Achse Gewichtsausgleichszylinder aufweist, die die Z-Achse schwebend halten und...Machine tool with two side walls (1) extending in the longitudinal direction of the machine tool,
a working space extending between the side walls (1),
in which a workpiece holder (10) is located,
on the side walls (1) located longitudinal rails (2) as Y-guide, one on the longitudinal rails (2) movable bridge (3),
on which an XZ connection plate (5) which can be moved as an X-guide on two transverse rails (4) is arranged,
the one on vertical rails (6) as a Z-guide movable Z-slide (7) with a spindle (8) and
a tool receiving device (9) has,
wherein the workpiece receiving device (10) of the machine tool is designed as an erected rotary table (11),
the longitudinal rails (2) serving as Y-guide are arranged twice on each side wall (1) with magnets (12) in between,
the Y-guide has two measuring systems (13) for position detection,
each of which is assigned to the Y-guides there on one of the side walls (1),
the Z-axis has counterbalance cylinders that keep the Z-axis floating and ...

Figure 00000001
Figure 00000001

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken innerhalb eines sich zwischen den längsseitigen Seitenwänden der Werkzeugmaschinen erstreckenden Arbeitsraumes, in dem sich eine Werkstückaufnahmeeinrichtung befindet.The The invention relates to a machine tool for machining workpieces within one between the longitudinal side walls the machine tool extending working space in which a Workpiece receiving device is located.

Solche Werkzeugmaschinen nach der Gantry-Bauart sind z. B. aus DE 20 2004 001 452 U1 , DE 199 16 977 A1 oder DE 201 10 420 U1 bekannt.Such machine tools according to the gantry type are z. B. off DE 20 2004 001 452 U1 . DE 199 16 977 A1 or DE 201 10 420 U1 known.

Auch in den EP 1 399 288 B1 und EP 1 169 158 B1 werden Werkzeugmaschinen beschrieben, die einen zwischen Seitenwänden angeordneten Arbeitsraum aufweisen, wobei im EP 1 169 158 B1 die beschriebene Werkzeugmaschine als Bearbeitungszentrum bezeichnet ist.Also in the EP 1 399 288 B1 and EP 1 169 158 B1 are described machine tools having a work space arranged between side walls, wherein in EP 1 169 158 B1 the machine tool described is referred to as a machining center.

Diese Werkzeugmaschinen besitzen beispielsweise nach der DE 20 2004 001 452 U1 jeweils auf ihren Seitenwandungen angeordnete Längsschienen, eine auf diesen Längsschienen verfahrbaren Transportschlitten, einem auf Querschienen des Transportschlittens in Querrichtung verfahrbaren Bearbeitungsschlitten mit einer am Bearbeitungsschlitten aufgenommenen Spindel für die Werkzeugaufnahme.These machine tools, for example, after the DE 20 2004 001 452 U1 each arranged on its side walls longitudinal rails, a movable on these longitudinal rails transport carriage, a movable on cross rails of the transport carriage in the transverse direction of the machining carriage with a recorded on the machining carriage spindle for the tool holder.

In den Seitenwandungen und/oder den Längsschienen der angeführten bekannten Lösung sind Linearmotoren für die Längsverstellung des Transportschlittens angeordnet, während der Transportschlitten in Querrichtung verteilt angeordnete Linearmotoren für die Querverstellung des Bearbeitungsschlittens besitzt.In the side walls and / or the longitudinal rails of the cited known solution are linear motors for longitudinal adjustment of the transport carriage, while the transport carriage distributed in the transverse direction linear motors for has the transverse adjustment of the processing carriage.

Auch die im EP 1 169 158 B1 beschriebene Werkzeugmaschine weist zur räumlichen Verlagerung der werkzeugtragenden Bearbeitungsspindel ein in drei Achsen verfahrbares Gestell auf, dessen Antrieb durch den jeweiligen Achsen zugeordnete einzelne Linearmotoren erfolgt.Also in the EP 1 169 158 B1 described machine tool has for spatial displacement of the tool-carrying machining spindle on a movable frame in three axes, the drive is carried out by the respective axes associated individual linear motors.

Im Unterschied hierzu wird die Bearbeitungsspindel der im EP 1 399 288 B1 vorgeschlagenen Werkzeugmaschine durch rotatorische Antriebe bewegt.In contrast, the machining spindle of the EP 1 399 288 B1 proposed machine tool moved by rotary drives.

In Aussparungen der Seitenwandungen, die den Arbeitsraum bilden, sind lineare Rundmotoren angeordnet, deren Rotoren mit der Welle der Werkstückhalterung starr verbunden sind. Diese Anordnung wirkt durch den Wegfall eines Getriebes für die Werkstückhalterung bauraumsparend, verlangt jedoch eine aufwendige Konstruktion und Montage.In Recesses of the side walls that form the working space are linear rotary motors arranged, whose rotors with the shaft of the Workpiece holder are rigidly connected. This arrangement works by eliminating a gearbox for the workpiece holder Space-saving, but requires a complex construction and Assembly.

Für eine schnelle und genaue Bearbeitung sehr kleiner Werkstücke sind die genannten Werkzeugmaschinen jedoch nicht ausreichend gut geeignet, da die Verfahrgeschwindigkeiten der beweglichen Baueinheiten der Werkzeugmaschine keine schnelle Bearbeitungsfolge, wie beispielsweise für das Hochgeschwindigkeitsfräsen erforderlich, erlauben.For a fast and accurate machining of very small workpieces however, the machine tools mentioned are not sufficiently good suitable because the traveling speeds of the movable units the machine tool no fast processing sequence, such as required for high speed milling, allow.

Auch die für eine Bearbeitung kleiner Werkstücke notwendige Positioniergenauigkeit von Werkstück bzw. Werkzeug wird bei den bekannten Werkzeugmaschinen nicht erreicht, da diese durch thermische und dynamische Einflüsse beeinträchtigt wird.Also the necessary for a machining of small workpieces Positioning accuracy of workpiece or tool is not achieved in the known machine tools, as these by thermal and dynamic influences impaired becomes.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine zu entwickeln, die eine hochgenaue, äußerst schnelle und flexible Bearbeitung, insbesondere kleiner Werkstücke ermöglicht.Of the The invention is therefore based on the object, a machine tool to develop a highly accurate, extremely fast and flexible processing, especially small workpieces allows.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Werkzeugmaschine gemäß dem 1. Schutzanspruch gelöst.These The object is achieved by a machine tool solved according to the 1st protection claim.

Die auf den 1. Schutzanspruch rückbezogenen Schutzansprüche 2–4 beinhalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.The claims for protection based on the 1st protection claim 2-4 include advantageous embodiments of the invention.

Das Wesen der Erfindung besteht dabei darin, dass bei der beanspruchten Werkzeugmaschine die als Y-Führung dienenden Längsschienen an jeder Seitenwand zweifach mit dazwischen liegenden Magneten der Linearmotoren vorhanden sind.The Essence of the invention consists in that in the claimed Machine tool serving as Y-guide longitudinal rails on each side wall twice with magnets in between Linear motors are available.

Erfindungswesentlich ist weiterhin, dass die Y-Führungen mit zwei Messsystemen zur Erfassung der Y-Koordinate ausgestattet sind, die jeweils an einer der Seitenwände den dort zweifach vorhandenen Y-Führungen zugeordnet sind.essential to the invention is further that the Y-guides with two measuring systems equipped to capture the Y-coordinate, each to one of the side walls of the there two-fold Y-guides assigned.

Zusätzlich weist der Z-Schlitten, auch Vertikalschliiten genannt, mindestens einen Gewichtsausgleichszylinder auf, der diesen schwebend hält und damit eine erhöhte Dynamik der Bewegung des Z-Schlittens ermöglicht.additionally the Z-slide, also called vertical slide, has at least a weight balance cylinder, which holds this floating and thus an increased dynamics of the movement of the Z-slide allows.

Schließlich sind zum Bewegen der Brücke auf den Längsschienen zwei – vorteilhafterweise wassergekühlte – Linearmotore und zur Bewegung der XZ-Verbindungs platte sowie des Z-Schlittens jeweils ein – vorteilhafterweise wassergekühlter – Linearmotor vorhanden.After all are for moving the bridge on the longitudinal rails two - advantageously water-cooled - linear motors and to move the XZ-connection plate and the Z-slide one each - advantageously water-cooled - linear motor available.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel in Form einer Hochgeschwindigkeitsfräsmaschine für Impeller, nachfolgend Impellermaschine genannt, näher erläutert werden.The The machine tool according to the invention is intended below on an embodiment in the form of a high-speed milling machine for impeller, hereinafter called impeller machine, closer be explained.

Eine zugehörige Zeichnung zeigt schematisch die besonders vorteilhafte Ausführung der Impellermaschine nach der Erfindung.An accompanying drawing shows schematically the particularly advantageous embodiment of the Im pelletizer according to the invention.

Gemäß Zeichnung weist die erfindungsgemäße Impellermaschine, die ein Gussbett mit dämpfenden Eigenschaften besitzt, zwischen zwei sich in Längsrichtungen erstreckenden Seitenwänden 1 einen zwischen diesen Seitenwänden 1 befindlichen Arbeitsraum auf.According to the drawing, the impeller machine according to the invention, which has a cast bed with damping properties, has two side walls extending in the longitudinal direction 1 one between these side walls 1 located on workspace.

Das Gussbett mit dämpfenden Eigenschaften kann vorteilhaft als Werkzeugmaschinenbett aus Mineralguss ausgeführt sein. Die schwingungsdämpfenden Eigenschaften des Mineralgussbettes tragen zu einer erhöhten Fertigungspräzision der mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine bearbeiteten Werkstücke bei.The Cast bed with damping properties can be beneficial be executed as a machine tool bed made of mineral casting. The vibration-damping properties of the mineral cast bed contribute to increased manufacturing precision of the machined with the machine tool according to the invention workpieces at.

Innherhalb des Arbeitsraumes zwischen den Seitenwänden 1 der Werkzeugmaschine ist eine Werkstückaufnahmeeinrichtung 10 angeordnet.Innherhalb the work space between the side walls 1 the machine tool is a workpiece holder 10 arranged.

Auf der oberen Grenzfläche der Seitenwände 1 sind jeweils zwei Längsschienen 2 als Y-Führung einer auf den Längsschienen 2 verfahrbaren starren Brücke 3 befestigt.On the upper boundary of the sidewalls 1 are each two longitudinal rails 2 as Y-guide one on the longitudinal rails 2 movable rigid bridge 3 attached.

Die Brücke 3 besitzt zwei Querschienen 4, die als X-Führung einer verfahrbaren XZ-Verbindungsplatte 5 dienen.The bridge 3 has two crossbars 4 acting as X-guide of a movable XZ connection plate 5 serve.

Diese XZ-Verbindungsplatte 5 weist ihrerseits einen auf Vertikalschienen 6 als Z-Führung verfahrbaren Z-Schlitten 7 auf. Der Z-Schlitten 7 ist mit einer Spindel 8 sowie einer Werkzeugaufnahmeeinrichtung 9 ausgestattet. Dabei ist eine Werkstückaufnahmeinrichtung 10 als aufgestellter Rundtisch 11 ausgebildet. Dies vergrößert die Variabilität der möglichen Arbeitseinstellungen für das Werkstück und erhöht damit die zeitliche Bearbeitungseffizienz.This XZ connection plate 5 in turn has one on vertical rails 6 as a Z-guide movable Z-slide 7 on. The Z-slide 7 is with a spindle 8th and a tool receiving device 9 fitted. In this case, a workpiece receiving device 10 as a mounted round table 11 educated. This increases the variability of the possible work settings for the workpiece and thus increases the processing time efficiency.

Die als Y-Führung dienenden Längsschienen 2 sind an jeder Seitenwand 1 zweifach vorhanden, während zwischen den Längsschienen 2 jeweils eine Anzahl Magnete 12 angeordnet sind.The longitudinal rails serving as Y-guide 2 are on each sidewall 1 present twice, while between the longitudinal rails 2 each a number of magnets 12 are arranged.

Die Impellermaschine weist an der Y-Führung zwei Messsysteme 13 zur Lageerfassung auf. Diese sind jeweils an einer der Seitenwände 1 den dort zweifach vorhandenen Y-Führungen zugeordnet. Hierdurch wird eine besonders genaue Positionierung der verfahrbaren Elemente der Impellermaschine erreicht.The impeller machine has two measuring systems on the Y guide 13 for the situation recording. These are each on one of the side walls 1 assigned to the there two-fold Y-guides. As a result, a particularly accurate positioning of the movable elements of the impeller machine is achieved.

Die Z-Achse besitzt Gewichtsausgleichszylinder, die die Z-Achse schwebend halten und dadurch eine hohe Dynamik der Vertikalbewegung der Werkzeugaufnahme gewährleisten.The Z-axis has counterbalance cylinders that float the Z-axis hold and thereby a high dynamic of the vertical movement of the tool holder guarantee.

Schließlich sind zum Bewegen der Brücke 3 zwei wassergekühlte Linearmotore sowie zur Bewegung der XZ-Verbindungsplatte 5 und des Z-Schlittens 7 jeweils ein wassergekühlter Linearmotor vorhanden.Finally, to move the bridge 3 two water-cooled linear motors and for moving the XZ connection plate 5 and the Z-slide 7 one water-cooled linear motor is available.

Durch diesen Direktantrieb der Impellermaschine in der X-, Y- und Z-Achse mittels Linearmotoren kann auf den bei herkömmlichen Elektromotorantrieben von Werkzeugmaschinen notwendigen Kabelschlepp der elektrischen Energieversorgungskabel verzichtet werden. Aus der daraus folgenden Aufwands- und Gewichtseinsparung resultiert nicht nur eine Kostenersparnis, sondern auch ein deutlicher Dynamikgewinn bei der Bewegung der Achsen.By this direct drive of the impeller machine in the X-, Y- and Z-axis By means of linear motors can on the conventional electric motor drives necessary for machine tools cable drag the electrical Power supply cable can be omitted. From the following Cost and effort saving not only results in cost savings, but also a clear dynamic gain in the movement of the axes.

Mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ist es möglich, eine fünfachsige Simultan-Bearbeitung mit sehr großer Drehzahl der Arbeitsspindel durchzuführen. So können mit der vorstehend beschriebenen Werkzeugmaschine problemlos Spindeldrehzahlen im Bereich von 40.000 bis 60.000 Umdrehungen pro Minute realisiert und damit eine sehr hohe Bearbeitsgüte und -effizienz z. B. beim Hochgeschwindigkeitsfräsen erreicht werden.With It is the machine tool according to the invention possible, a five-axis simultaneous processing to perform with very high speed of the work spindle. Thus, with the machine tool described above Spindle speeds in the range of 40,000 to 60,000 revolutions without any problems realized per minute and thus a very high processing quality and efficiency z. B. achieved in high-speed milling become.

11
SeitenwandSide wall
22
Längsschienelongitudinal rail
33
Brückebridge
44
Querschienecross rail
55
XZ-VerbindungsplatteXZ connecting plate
66
Vertikalschienevertical rail
77
Z-SchlittenZ slide
88th
Spindelspindle
99
WerkzeugaufnahmeeinrichtungChuck means
1010
WerkstückaufnahmeeinrichtungWorkpiece holding mechanism
1111
Rundtischroundtable
1212
Magnetmagnet
1313
Messsystemmeasuring system

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • - DE 19916977 A1 [0002] - DE 19916977 A1 [0002]
  • - DE 20110420 U1 [0002] - DE 20110420 U1 [0002]
  • - EP 1399288 B1 [0003, 0007] - EP 1399288 B1 [0003, 0007]
  • - EP 1169158 B1 [0003, 0003, 0006] - EP 1169158 B1 [0003, 0003, 0006]

Claims (4)

Werkzeugmaschine mit zwei sich in Längsrichtungen der Werkzeugmaschine erstreckenden Seitenwänden (1), einen sich zwischen den Seitenwänden (1) erstreckenden Arbeitsraum, in dem sich eine Werkstückaufnahmeeinrichtung (10) befindet, auf den Seitenwänden (1) befindlichen Längsschienen (2) als Y-Führung, einer auf den Längsschienen (2) verfahrbaren Brücke (3), an der eine auf zwei Querschienen (4) als X-Führung verfahrbare XZ-Verbindungsplatte (5) angeordnet ist, die einen auf Vertikalschienen (6) als Z-Führung verfahrbaren Z-Schlitten (7) mit einer Spindel (8) sowie einer Werkzeugaufnahmeeinrichtung (9) besitzt, wobei die Werkstückaufnahmeinrichtung (10) der Werkzeugmaschine als aufgestellter Rundtisch (11) ausgebildet ist, die als Y-Führung dienenden Längsschienen (2) an jeder Seitenwand (1) zweifach mit dazwischen liegenden Magneten (12) angeordnet sind, die Y-Führung zwei Messsysteme (13) zur Lageerfassung aufweist, die jeweils an einer der Seitenwände (1) den dort zweifach vorhandenen Y-Führungen zugeordnet sind, die Z-Achse Gewichtsausgleichszylinder aufweist, die die Z-Achse schwebend halten und schließlich zum Bewegen der Brücke (3) zwei Linearmotore sowie zur Bewegung der XZ-Verbindungsplatte (5) und des Z-Schlittens (7) jeweils ein Linearmotor vorhanden sind.Machine tool with two side walls extending in longitudinal directions of the machine tool ( 1 ), one between the side walls ( 1 ) extending working space in which a workpiece receiving device ( 10 ), on the side walls ( 1 ) located longitudinal rails ( 2 ) as Y-guide, one on the longitudinal rails ( 2 ) movable bridge ( 3 ), on one of two cross rails ( 4 ) as X-guide movable XZ connection plate ( 5 ) arranged on vertical rails ( 6 ) as a Z-guide movable Z-slide ( 7 ) with a spindle ( 8th ) and a tool receiving device ( 9 ), wherein the workpiece receiving device ( 10 ) of the machine tool as an erected rotary table ( 11 ), which serve as Y-guide longitudinal rails ( 2 ) on each side wall ( 1 ) twice with intermediate magnets ( 12 ), the Y-guide has two measuring systems ( 13 ) for position detection, each on one of the side walls ( 1 ) are assigned to the there two-fold Y-guides, the Z-axis weight compensation cylinder, which keep the Z-axis floating and finally to move the bridge ( 3 ) two linear motors and to move the XZ connection plate ( 5 ) and the Z-slide ( 7 ) Each have a linear motor are available. Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearmotore wassergekühlt sind.Machine tool according to claim 1, characterized in that the linear motors are water-cooled are. Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearmotore gasgekühlt sind.Machine tool according to claim 1, characterized in that the linear motors are gas-cooled are. Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmaschinenbett aus Mineralguss ausgeführt ist.Machine tool according to claim 1 to 3, characterized in that the machine tool bed made of mineral casting.
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