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Bearbeitungszentrum
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B E S C H R E I B U g G Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum
mit einem auf einem verschiebbaren Tisch angeordneten Rundtisch, mit einer horizontalen,
in einem Spindelkasten gelagerten Werkzeugspindel, mit einem Werkzeugmagazin und
mit einem Werkzeugwechsler.
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Mit Bearbeitungszentrum wird üblicherweise ein Waagerecht- Bohr- und
Fräswerk bezeichnet, das die Bearbeitung von Werkstücken mit hohem Automatisierungsgrad
gestattet. Die für die aufeinanderfolgenden Bearbeitungsschritte erforderlichen
Werkzeuge werden automatisch gesteuert von einem Werkzeugwechsler aus einem Werkzeugmagazin
entnommen und dem Spannkopf der Werkzeugspindel zugeführt. Ein Rundtisch dient zum
Aufspannen des zu bearbeitenden Werkstücks. Mit Hilfe dieses Rundtisches ist es
möglich, ein einzelnes Werkstück von mehreren Seiten zu bearbeiten, beispielsweise
unter verschiedenen Winkeln zu bohren oder planzufräsen.
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Ebenso können mehrere Werkstücke af dem Rundtisch aufgespannt werden,
die nacheinander bearbeitet werden.
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Die bisher verwendeten Bearbeitungszentren haben den Nachteil, dass
zur Steuerung der Bearbeitungsvorgänge der Rundtisch mit vertikaler Achse auf einem
in horizontalel
Ebene verschiebbaren Kreuztisch angeordnet ist Die
bei der Bearbeitung des Werkstückes anfallenden Späne und das evtl. notwendige Kühlmittel
fallen daher auf den Rundtisch und den diesen tragenden Tisch herab und bleiben
dortzwnindest teilweise liegen Es ist daher notwendig, die Späne und das Kühlmittel
immer wieder von Itand zu entfernen. Dies bedeutet entweder eine häufige Unterbrechung
des Bearbeitungsvorganges, die die Wirtschaftlichkeit und die angestrebte Automatisierung
beeinträchtigt, oder eine Gefährdung der Bedienungsperson.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bearbeitungszentrum
zu schaffen, das diese Nachteile nicht aufweist und eine imgehinderte Späne- und
Kühlmittelabfuhr ermöglicht, so dass eine höhere Automatisierung und Betriebssicherheit
erreicht wir#d.
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Diese Aufgabe wird bei einem Bearbeitungszentrum der eingangs genannten
Art erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der Rundtisch mit horizontaler zur Werkzeugspindel
senkrechter Achse angeordnet ist, dass der den Rundtisch und dessen Antrieb tragende
Tisch nur linear in vertikaler Richtung verschiebbar ist und dass der Spindelkasten
auf einem Kreuzschlitten in horizontaler Ebene in Quer- und Längsrichtung der Rundtischachse
verschiebbar ist.
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Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den
Fig.
3 eine zur Ansicht der Fig. 1 senkrechte Seitenansicht und Fig. 4 eine Draufsicht
auf das Bearbeitungszentrum.
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Das in der Zeichnung dargestellte Bearbeitungszentrum weist einen
vertikalen Ständer 10 auf, an welchem auf vertikalen Führungsschienen 12 ein Tisch
14 verschiebbar ist. Der steuerbare Vorschub des Tisches 14 in der vertikalen Richtung
(Achse) erfolgt durch einen auf dem Ständer 1o oben angeordneten Antrieb 16. Die
Führungsschienen 12 sind durch einen Balg 18 abgedeckt.
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In dem Tisch 14 ist ein Rundtisch 20 mit horizontaler Achse gelagert,
der dem Auf spannen des zu bearbeitenden Werkstücks bzw. der zu bearbeitenden Werkstücke
dient.
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Der Rundtisch 20 ist drehbar in dem Tisch 14 gelagert, welcher auch
den steuerbaren Drehantrieb des Rundtisches 20 trägt.
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Seitlich gegenüber dem Ständer 10 versetzt weist das Bearbeitungszentrum
ein Maschinenbett 22 auf. Auf diesem Maschinenbett 22 sitzt ein Spindelkasten 24,
der mittels eines Kreuzschlittens in Längsrichtung (Y-Achse) und in Querrichtung
(Z-Achse) in Bezug auf die Achse des Rundtisches 20 verschiebbar ist. Der Kreuz
schlitten 26 sitzt auf Führungsschienen 23, die parallel zur Achse des Rundtisches
20 in Y-Richtung auf dem Maschinenbett 22 verlaufen.
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Auf dem Kreuzschlitten 26 sind senkrecht zu den Führungsschienen 28
verlaufende Führungsschienen 30 angeordnet, die somit in Z-Richtung verlaufen. Auf
diesen Führungsschienen 30 wird der Spindelkasten 24 geführt.
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Der Vorschub des Kreuzschlittens 26 in Y-Richtung erfolgt durch einen
steuerbaren Antrieb 32, der sich auf der Rückseite des Bearbeitungszentrums befindet.
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Der Vorschub des Spindelkastens 24 in Z-Richtung erfolgt durch einen
steuerbaren Antrieb 34, der an dem Kreuzschlitten 26 angebracht ist.
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In dem Spindelkasten 24 ist drehbar die Werkzeugspindel 36 gelagert,
die steuerbar von einem im Spindelkasten 24 untergebrachten Antrieb 38 angetrieben
wird. Am vorderen Ende der Werkzeugspindel 36 befindet sich eine Werkzeugaufnahme
40.
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An der Stirnseite des Haschinenbette 22 ist in Z-Richtung verlaufend
ein umlaufendes Werkzeugmagazin 42 angebaut. Das Werkzeugmagazin 42 wird steuerbar
indexiert von einem Antrieb 44 bewegt.
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Zwischen dem Werkzeugmagazin 42 und dem Spindelkasten 24 befindet
sich ein Werkzeugwechsler 46. Der Werkzeugwechsler 46 besteht aus einem an seinen
Enden mit Klauen 48 versehenen Arm 50, der um eine parallel zum Werkzeugmagazin
42 verlaufende Achse 52 schwenkbar ist.
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Unteransprüchen angegeben.
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Bei dem erfindungsgeiaässen Bearbeitungszentrum ist der Rundtisch
mit horizontaler Achse angeordnet. Der Rundtisch ist nur in vertikaler Richtung
verschiebbar.
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Der Rundtisch weist daher keine horizoitale Fläche mehr auf, auf dem
die Späne und das Kühlmittel sich ansammeln können und ebenso entfallen das bei
herkömmlichen Bearbeitungszentren notwendige Maschinenbett und der auf diesem Maschinenbett
gelagerte horizontale Kreuztisch. Der Raum unter der Bearbeitungeposition eines
auf dem Rundtisch aufgespannten Werkstücks ist somit vollständig frei, so dass die
Späne und das Kühlmittel frei nach unten fallen können, wo eine Späne-und Kühlmittelwanne
zur Aufnahme angeordnet ist.
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Die dreidimensionale steuerbare Vorschubbewegung für die Bearbeitung
des Werkstücks wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass zusätzlich zu der vertikalen
Verschiebbarkeit des Rundtischs der Spindelkasten in horizontaler Ebene auf einem
Kreuzschlitten verschiebbar ist. Das diesen Kreuzschlitten tragende Maschinenbett
befindet sich seitlich gegenüber dem Rundtisch versetzt, so dass es die Späneabfuhr
nicht behindert.
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Da der Rundtisch erfindungsgemäss nur vertikal verschiebbar ist, muss
der den Rundtisch tragende Tisch keine Kreuzführungen aufnehmen sondern nur den
Rundtisch und dessen Drehantrieb. Die vertikal zu bewegende
Masse
ist daher sehr gering, so dass im allgemeinen nicht einmal Gegengewichte benötigt
werden.
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Da bei dem erfindungsgemässen Bearbeitungszentrum die Späne und das
Kühlmittel unbehindert nach unten in die Aufnahmewanne fallen können, muss die Bearbeitungsposition
während des Bearbeitungsvorgangs nicht wie bei herkömmlichen Bearbeitungszentren
zum Entfernen der Späne und des Kühlmittels zugänglich sein. Es können daher erfindungsgemäss
seitliche Schutzwände angebracht werden, die den Raum, in welchem sich das Werkzeug
und der Rundtisch befinden, vollständig abschliessen.
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Dadurch ist die Unfallgefahr für die Bedienungspersonen vollständig
beseitigt und ausserdem dienen diese Schutzwände als Spritzschutz für die Späne
und das Kühlmittel.
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Die mit Sichtfenstern versehenen Schutzwände ermöglichen eine ungehinderte
Ül erwachung des Bearbeitungsvorganges und können insbesondere als Schiebetüren
ausgebildet sein, so dass eine leichte Zugänglichkeit z.B. für das Einspannen der
Werkstücke und das Herausnehmen der Aufnahmewanne gewährleistet ist.
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Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles
unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1
eine Seitenansicht eines Bearbeitungszentrums gemäss der Erfindung, Fig. 2 die gleiche
Seitenansicht wie Fig. 1, åedoch mit abgenommenem Werkzeugmagazin und Werkzeugwechsler,
Der
Werkzeugwechsler 46 ergreift beim Verschwenken des Armes in die waagerechte Stellung
mit seinen Klauen 48 das Werkzeug 54, das sich jeweils an der vorderen Umkehrposition
des Werkzeugmagazins 52 befindet und übergibt dieses an die Aufnahme 40 der Werkzeugspin
del bzw. übernimmt mit der Klaue 48 am entgegengesetzten Ende des Armes so das Werkzeug
aus der Werkzeugaufnahme 40 und übergibt dieses an das Werkzeugmagazin 42.
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Wie die Draufsicht der Fig. 4 zeigt, wird durch die Anordnung des
an dem Ständer Io vertikal verschiebbaren Rundtischs 20 und des in der horizontalen
#-Z-Ebene verschiebbaren Spindelkastens 24 und des diesen Spindelkasten tragenden
Maschinenbettes 22 erreicht dass der Raum unter dem Rundtisch 20 und der Werkzeugaufnahme
40 der Werkzeugspindel, d.h. der Raum unter der Bearbeitungsposition des Bearbeitungszentrums
vollständig frei bleibt. Dieser freibleibende Raum wird von einer unterhalb des
Rundtisches 20 angeordneten rechteckigen Auffangwanne 56 ausgefüllt. Die Auffangwanne
56 besteht aus einer oberen Spänewanne 58 mit siebartigem Boden und einer darunter
angeordneten Kühlmittelwanne 60, ie das durch den siebartigen Boden durchtretende
Kühlmittel auffängt.
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Auf dem oberen Rand der Auffangwanne 56 sind auf der dem Rundt..sch
20 gegenüberliegenden Seite eine Schutzwand 62 und auf der dem Spindelkasten 24
gegenüberliegenden Seite eine Schutzwand 64 angeordnet. Die Schutzwände 62 und 64
bestehen aus Stahlblech mit eingesetzten Kunststoffscheiben, so dass
sie
eine ungehinderte Sicht auf den Bearbeitungsvorgang zulassen.
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Wie die Fig. 1 und 2 zeigen, ist die Schutzwand 64 an ihrer unteren
Kante nach innen eingezogen und sitzt in einer Vollauszugschiene 66, die in Fig.
4 zu erkennen ist.
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An ihrer oberen Kante ist die Schutzwand 64 zunächst in einem Bereich
68 nach innen geneigt und gweft dann mit einem waagerechten Rand 70 in eine auf
der Oberseite des Ständers lo angebrachte Gleitschiene ein.
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Die Schutzwand 64 ist auf diese Weise verschiebbar, so dass sie den
Zugang zu dem Rundtisch 20 und der Werkzeugaufnab.me 40 freigibt.
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Wie Fig. 3 zeigt, ist die dem Rundtisch 20 gegenüber angeordnete Schutzwand
62 an ihrer unteren Kante in gleicher Weise eingezogen und läuft ebenfalls in einer
Vollauszugschine. An ihrer oberen Kante besitzt auch diese Schutzwand 62 einen abgeschrägten
Bereich 68, an welchen sich ein waagerechter Randbereich 72 anschliesst, der bis
an den vertikalen Ständer lo herangeführt und dort in einer Schiene 74 geführt ist.
Auf diese Weise deckt die seitliche Schutzwand 62 den Arbeitsraum des Bearbeitungszentrums
auch nach oben ab. Die Schutzwand 62 übergreift auch das vordere Ende des Werkzeugmagazins
42 und den Werkzeugwechsler 46.
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Durch die Schutzwände 62 und 64 sind während des Betriebes des Bearbeitungszentrums
sämtliche sich bewegende
Teile, wie insbesondere das Werkzeug und
der Werkzeugwechsler abgedeckt, so dass ein sicherer Unfallschutz gewährleistet
ist. Ausserdem dienen die Schutzwände 62 und 64 als Spritzschutz, der Kühlmittel
und Späne auffängt und über die nach innen gezogenen unteren Kanten der Schutzwände
zuverlässig in die Auffangwanne 56 leitet. Die seitliche Verschiebbarkeit der Schutzwände
62 und 64 erlaubt ausserdem einen bequemen Zugang z.B. für das Aufspannen des Werkstückes
oder für ähnliche Vorgänge.
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Da die Schutzwände 62 und 64 jeweils auf Vollaufzugschienen 66 laufen
ist auch die Auffangwanne bei zurückgeschobenen Schutzwänden seitlich vollständig
frei und kann unbehindert entfernt werden.
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