DE29800294U1 - Workpiece feed device for a machine tool - Google Patents
Workpiece feed device for a machine toolInfo
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Boehmert &. Boehmnt · POB, 10 71 27 · D-28071 BremenBoehmert &. Boehmnt · POB, 10 71 27 · D-28071 Bremen
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BremenBremen
8. Januar 1998January 8, 1998
Bernhard Magerl, Grafentraubach 620; 84082 Laberweinting Vorrichtung zur Werkstückzuführung für eine Werkzeugmaschine Bernhard Magerl, Grafentraubach 620; 84082 Laberweinting Device for workpiece feeding for a machine tool
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Werkstückzuführung für eine Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a device for feeding workpieces for a machine tool according to the preamble of claim 1.
Bei den mit solchen Vorrichtungen auszurüstenden Werkzeugmaschinen
handelt es sich hauptsächlich um Fräsmaschinen oder
Bearbeitungszentren, mit denen Werkstücke in verschiedenen Bearbeitungsstellungen von mehreren Seiten mit unterschiedlichen,
rotierenden Werkzeugen bearbeitet werden. Nicht betroffen sind hingegen Drehmaschinen, Rundschleifmaschinen oder dergleichen, bei
denen ein rotierendes Werkstück allseitig mit Hilfe von Werkzeugen konturiert wird.The machine tools to be equipped with such devices are mainly milling machines or
Machining centers with which workpieces are machined in various machining positions from several sides using different rotating tools. However, this does not apply to lathes, cylindrical grinding machines or similar machines where a rotating workpiece is contoured on all sides using tools.
Die Werkstücke, die auf den betroffenen Werkzeugmaschinen bearbeitet werden, haben komplexe Formen mit, beispielsweise, zylindrischen oder mehreckigen Querschnitten. Für ihre Einspannung sind Dreibackenfutter, Planscheiben, Spannzangen und andereThe workpieces that are machined on the machine tools in question have complex shapes with, for example, cylindrical or polygonal cross-sections. Three-jaw chucks, faceplates, collets and other
2365/872365/87
Hollerallee 32 · D-28209 Bremen · P.O.B. 10 71 27 · D-28071 Bremen · Telephon (04 21) 3 40 90 · Telefax (04 21) 3 49 17 68Hollerallee 32 · D-28209 Bremen · POB 10 71 27 · D-28071 Bremen · Telephone (04 21) 3 40 90 · Fax (04 21) 3 49 17 68
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e-mail: [email protected]e-mail: [email protected]
BOEHMERT & BOEHMERT "··"BOEHMERT & BOEHMERT "··"
Spannmittel im Einsatz, bei denen das Werkstück jeweils erst in den Einspannbereich gebracht und anschließend mit einer rechtwinkelig dazu ausgeführten Bewegung zwischen die Spannbacken eingeschoben werden muß, bevor letztere durch eine Schließbewegung das Werkstück fixieren.Clamping devices are used in which the workpiece must first be brought into the clamping area and then inserted between the clamping jaws with a movement at right angles to it, before the latter fix the workpiece with a closing movement.
Aus der EP 0 547 554 Bl ist eine Werkstückhaltevorrichtung bekannt, bei der das Werkstück zwischen zwei planflächige Klemmstücken unter Wirkung einer axial gerichteten Klemmkraft eingespannt wird. Beim Einspannvorgang werden die einzelnen Werkstücke in den Einspannbereich zwischen die beiden Klemmstücke gebracht, um anschließend mit Hilfe der Klemmkraft durch die Axialbewegung des einen Klemmstücks gegen das andere eingespannt zu werden. Die Klammkraft hält die Werkstücke mittels Reibungsschluß während der einzelnen Bearbeitungsvorgänge und beim Weiterdrehen von einer Bearbeitungsstellung in die nächstfolgende fest. Die Übertragung der Klemmkraft auf das Werkstück erfolgt dabei üblicherweise von einem Schraubentrieb über eine Stützspindel und das dazugehörige Klemmstück, während das gegenüberliegende Klemmstück normalerweise die von einer Schrittschalteinrichtung und einer Antriebsspindel eingestellte Winkelbewegung auf das Werkstück überträgt.A workpiece holding device is known from EP 0 547 554 Bl, in which the workpiece is clamped between two flat clamping pieces under the effect of an axially directed clamping force. During the clamping process, the individual workpieces are brought into the clamping area between the two clamping pieces, in order to then be clamped with the help of the clamping force by the axial movement of one clamping piece against the other. The clamping force holds the workpieces by means of frictional engagement during the individual machining processes and when turning from one machining position to the next. The clamping force is usually transferred to the workpiece by a screw drive via a support spindle and the associated clamping piece, while the opposite clamping piece normally transfers the angular movement set by a stepping device and a drive spindle to the workpiece.
Klemmstücke sind mit ihren zugehörigen Spindeln und Antrieben meist in getrennten Gehäusen untergebracht, die auf einem Arbeitstisch zur Anpassung an die jeweilige Werkstücklänge gegeneinander verschoben werden können. Beim Einspannen werden die einzelnen Werkstücke bislang von Hand zwischen die beiden Klemmstücke gebracht und durch die Betätigung der Stützspindel eingeklemmt. Die erforderliche Ausrichtung erfolgt dabei zur Zeit meist entweder durch die Verwendung geeigneter Unterlagen, wie sie zum Beispiel in DE 44 23 887 Cl offenbart sind, mit denen jedoch lediglich eine Einstellung in vertikaler Richtung möglich ist, oder durch den Einsatz von Anschlägen auf zumindest einem der beiden Klemmstücke, was jedoch die Bearbeitungslänge der Werkstücke beschränkt.Clamping pieces with their associated spindles and drives are usually housed in separate housings that can be moved against each other on a work table to adjust to the respective workpiece length. When clamping, the individual workpieces are currently placed between the two clamping pieces by hand and clamped by operating the support spindle. The required alignment is currently usually achieved either by using suitable supports, such as those disclosed in DE 44 23 887 Cl, which, however, only allow adjustment in the vertical direction, or by using stops on at least one of the two clamping pieces, which, however, limits the processing length of the workpieces.
.&Pgr;&iacgr; ::.&Pgr;&iacgr; ::
BOEHMERT &BOEHMERT &
Eine gattungsgemäße Vorrichtung zur Werkstückzuführung für eine Werkzeugmaschine ist, beispielsweise, aus der DE 40 3 7 813 Al bekannt, die eine Rohrzentriereinrichtung mit über Zahnräder antreibbare Zahnstangen, an denen Betätigungsglieder zum Fixieren eines Rohrs angebracht sind, umfaßt. Solch eine Rohrzentriereinrichtung ist nicht geeignet zur Verwendung in Konsolen-Fräsmaschinen.A generic device for feeding workpieces for a machine tool is known, for example, from DE 40 3 7 813 A1, which comprises a pipe centering device with racks that can be driven by gears and to which actuating elements for fixing a pipe are attached. Such a pipe centering device is not suitable for use in console milling machines.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung zur Werkstückzuführung für eine Werkzeugmaschine derart weiterzuentwickeln, daß Sie auch für Konsolen-Fräsmaschinen verwendbar ist.The invention is therefore based on the object of further developing the generic device for workpiece feeding for a machine tool in such a way that it can also be used for console milling machines.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention by a device according to claim 1.
Die Unteransprüche 2 bis 7 geben dabei bevorzugte erfindungsgemäße Ausgestaltungen an.Subclaims 2 to 7 specify preferred embodiments according to the invention.
Der Erfindung liegt somit die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß die Verwendung der bekannten Werkstückhaltevorrichtung mit zwei Klemmstücken einen besonders leicht zugänglichen Einspannbereich liefert, der es ermöglicht, ein im Einspannbereich befindliches Werkstück mit einer einzigen Bewegung eines der beiden Klemmstücke in eine Einspannstellung zu bringen und dort eingespannt zu halten, wobei die eigentliche Zusammenführung des Werkstücks mit dem Einspannbereich mit besonders einfachen Mechanismen selbst bei Maschinen mit einem in vertikaler Richtung verfahrbaren Arbeitstisch, wie Konsolen-Fräsmaschinen, mittels einer oder mehrerer ortsfesten Auflagen bei Verwendung von planflächigen, mit auf einem Arbeitstisch bewegbaren sowie mit Gehäusen verbundenen Klemmstücken möglich ist.The invention is therefore based on the surprising discovery that the use of the known workpiece holding device with two clamping pieces provides a particularly easily accessible clamping area, which makes it possible to bring a workpiece located in the clamping area into a clamping position with a single movement of one of the two clamping pieces and to hold it clamped there, whereby the actual joining of the workpiece with the clamping area is possible with particularly simple mechanisms even in machines with a work table that can be moved in a vertical direction, such as console milling machines, by means of one or more stationary supports when using flat-surface clamping pieces that can be moved on a work table and are connected to housings.
Eine Weiterbildung der Erfindung nutzt bei Werkzeugmaschinen mit vertikal ausgerichtetem Arbeitstisch den zur Heranführung des Werkstücks an nicht höhenverstellbare Werkzeuge vorgesehenenA further development of the invention uses the tool holder provided for guiding the workpiece to non-height-adjustable tools in machine tools with a vertically aligned work table.
BOEHMERT & BOEHMEffr "··*BOEHMERT & BOEHMEffr "··*
Spindelantrieb in vorteilhafter Weise auch zur Zusammenführung des Einspannbereichs mit dem auf einer am unteren Teil des Maschinengestells auf einer ortsfesten Auflage bereitgestellten Werkstück. Zu diesem Zweck wird vorgeschlagen, das Gewinde der Spindel nach unten zu verlängern und geeignete Steuerorgane für diesen Abschnitt des Vorschubs anzubringen und einzurichten.Spindle drive also advantageously for bringing together the clamping area with the workpiece provided on a stationary support at the bottom of the machine frame. For this purpose, it is proposed to extend the thread of the spindle downwards and to install and set up suitable control devices for this section of the feed.
Erfindungsgemäß findet die Bereitstellung eines jeden Werkstücks auf mindestens einer Auflage statt. In konstruktiven Weiterbildungen ist dabei vorgesehen, für Werkstücke mit kurzer Einspannlänge eine einzige plattenförmige Auflage und für solche mit größerer Einspannlänge eine Reihe von einzelnen schmalen Auflagen einzusetzen.According to the invention, each workpiece is provided on at least one support. In constructive developments, a single plate-shaped support is used for workpieces with a short clamping length and a series of individual narrow supports for those with a longer clamping length.
Die erfindungsgemäße Werkstückzuführung läßt sich auch vorteilhafterweise zusammen mit der Bearbeitungsfolge für das Werkstück mittels einer Steuereinrichtung steuern.The workpiece feed according to the invention can also be advantageously controlled together with the processing sequence for the workpiece by means of a control device.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von schematischen Zeichnungen im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:Further features and advantages of the invention emerge from the following description, in which an embodiment of the invention is explained in detail using schematic drawings.
Figur 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäßeFigure 1 shows a cross section through an inventive
Vorrichtung für eine Konsolen-Fräsmaschine mit einem vertikal verschiebbaren Arbeitstisch; undDevice for a console milling machine with a vertically movable work table; and
Figur 2 eine Frontansicht der in Figur 1 gezeigtenFigure 2 is a front view of the one shown in Figure 1
Vorrichtung.Contraption.
Die Figuren 1 und 2 zeigen einen Ausschnitt aus einer Konsolen-Fräsmaschine mit einer erfindungsgemäßen Ausführungsform der Vorrichtung zur Werkstückzuführung. Ein Werkstück 3b liegt dabei in seiner Bereitstellung auf einer Auflage 4b auf, wobei Anschläge 5b bereits die für die Einspannung erforderliche Ausrichtung sicherstellen.Figures 1 and 2 show a section of a console milling machine with an embodiment of the device for feeding the workpiece according to the invention. A workpiece 3b is positioned on a support 4b, with stops 5b already ensuring the alignment required for clamping.
BOEHMERT & BOEHMERT BOEHMERT & BOEHMERT
Zwei Gehäuse 11 und 12, jeweils verbunden mit einem Klemmstück 1, 2, sind auf einem Arbeitstisch 6 gegeneinander verschiebbar angeordnet, und werden mit Klemmpratzen 20 in der jeweils gewünschten, von der Länge des zu bearbeitenden Werkstücks 3b abhängigen Stellung befestigt.Two housings 11 and 12, each connected to a clamping piece 1, 2, are arranged on a work table 6 so that they can be moved relative to one another, and are fastened with clamping claws 20 in the desired position, which depends on the length of the workpiece 3b to be machined.
In den Figuren 1 und 2 ist dabei eine Werkzeugmaschine dargestellt, bei der der Arbeitstisch 6 mit einem Antriebskasten 21 an vertikalen Säulen 14 geführt und von einem nicht gezeigten Translations-Rotations-Getriebe betätigt wird und bei der die Vertikalbewegung des Arbeitstisches 6 mit der darauf aufgebauten Werkstückhaltevorrichtung mit einem Schraubentrieb, der aus einer Gewindespindel 17 und einem im Antriebskasten 21 festgemachten Schraubstück 16 besteht, bewirkt wird. Die Gewindespindel 17 wird mittels eines in einen nicht dargestellten Getriebekasten eingebauten Antriebs via einer Steuereinrichtung gesteuert. Sie führt den Arbeitstisch 6 mit einem eingespannten Werkstück 3b in den Figuren 1 und 2 nach oben, wie durch den Pfeil A2 symbolisiert, zu einem Werkzeug 19 zur Durchführung unterschiedlicher Bearbeitungen. Ist ein Wechsel des Werkzeugs 19 oder der Bearbeitungsseite am Werkstück 3b vorgesehen, fährt der Arbeitstisch 6 in die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Ausgangsstellung zurück. Da bei diesen Werkzeugmaschinen mit höhenunversteilbarer Stellung der Werkzeuge 19 eine Aufwärtsbewegung des Werkstücks 3b von der gezeigten Ausgangstellung in die Bearbeitungsstellung durchzuführen ist und die Gewindespindel 17 bei herkömmlichen Maschinen jedoch nur bis in die Höhe einer strichpunktiert dargestellten Lagerplatte 22 reicht, wird die Lagerplatte 22 zur erfindungsgemäßen Umrüstung entfernt, um einen größeren Verschiebungsbereich zu erhalten. Um die Zusammenführung des Werkstücks 3b mit dem Einspannbereich 13 durchführen zu können, ist die Gewindespindel 17 ferner mit einer in Figur 1 nach unten gerichteten Verlängerung in Form eines Gewindes 17a versehen, das mit seinen unteren Ende in einem Gestell 15 gelagert ist.Figures 1 and 2 show a machine tool in which the work table 6 with a drive box 21 is guided on vertical columns 14 and is operated by a translation-rotation gear (not shown), and in which the vertical movement of the work table 6 with the workpiece holding device mounted thereon is effected by a screw drive consisting of a threaded spindle 17 and a screw piece 16 fixed in the drive box 21. The threaded spindle 17 is controlled by a drive built into a gear box (not shown) via a control device. It guides the work table 6 with a clamped workpiece 3b upwards in Figures 1 and 2, as symbolized by the arrow A2, to a tool 19 for carrying out different machining operations. If a change of tool 19 or the machining side of the workpiece 3b is planned, the work table 6 moves back to the starting position shown in Figures 1 and 2. Since in these machine tools with a height-fixed position of the tools 19 an upward movement of the workpiece 3b from the starting position shown to the machining position must be carried out and the threaded spindle 17 in conventional machines only reaches up to the height of a bearing plate 22 shown in dash-dotted lines, the bearing plate 22 is removed for the conversion according to the invention in order to obtain a larger displacement range. In order to be able to bring the workpiece 3b together with the clamping area 13, the threaded spindle 17 is also provided with an extension pointing downwards in Figure 1 in the form of a thread 17a, which is mounted with its lower end in a frame 15.
BOEHMERT &'bOEHMERT ·"BOEHMERT &'bOEHMERT ·"
In der gezeigten Ausgangsstellung findet auch die Entnahme der bearbeiteten Werkstücke 3b und die Einspannung aller weiteren, noch nicht bearbeiteten Teile statt. Die Bereitstellung der einzelnen Werkstücke 3b erfolgt dabei auf zumindest einer ortsfest am unteren Teil des Gestells 15 angebrachten Auflage. In den Figuren 1 und 2 ist eine plattenförmige Auflage 4b mit Anschlägen 5b gezeigt, die im Falle eines Werkstücks 3b mit vergleichsweise geringer Länge L ausreichend ist. Bei längeren Werkstücken können mehrere schmale Auflagen eingesetzt werden. Zur Zusammenführung des Werkstücks 3b mit dem Einspannbereich 13 fährt der Antriebskasten 21 mit der Werkstückhaltevorrichtung in Pfeilrichtung Al in Figur 1 bzw. in Pfeilrichtung A in Figur 2 nach unten, um eine Einspannung des Werkstücks 3b in einer strichpunktiert dargestellten Stellung der Klemmstücke 1' und 2' unter Wirkung einer Klemmkraft K vorzunehmen. Das eingespannte Werkstück 3b wird dann in Figur 3 und 4 nach oben in Richtung des Pfeils A2 bis zur Bearbeitungsstellung angehoben. Gleichzeitig findet die Bereitstellung eines weiteren, unbearbeiteten, nicht gezeigten Werkstücks auf der Auflage 4b statt.In the starting position shown, the removal of the machined workpieces 3b and the clamping of all other, not yet machined parts also takes place. The individual workpieces 3b are provided on at least one support that is fixed to the lower part of the frame 15. Figures 1 and 2 show a plate-shaped support 4b with stops 5b, which is sufficient in the case of a workpiece 3b with a comparatively short length L. For longer workpieces, several narrow supports can be used. To bring the workpiece 3b together with the clamping area 13, the drive box 21 with the workpiece holding device moves downwards in the direction of arrow Al in Figure 1 or in the direction of arrow A in Figure 2 in order to clamp the workpiece 3b in a position of the clamping pieces 1' and 2' shown in dash-dotted lines under the effect of a clamping force K. The clamped workpiece 3b is then lifted upwards in the direction of arrow A2 in Figures 3 and 4 to the machining position. At the same time, another, unmachined workpiece (not shown) is placed on the support 4b.
Als unbearbeitetes Werkstück 3b ist in diesem Beispiel ein Zylinder gewählt worden, dessen Ausrichtung in einem auf der Auflage 4b befestigten, prismenförmigen Anschlag 5b erfolgt.In this example, a cylinder has been selected as the unmachined workpiece 3b, the alignment of which takes place in a prism-shaped stop 5b attached to the support 4b.
Werkzeugmaschinen mit der bekannten Werkstückhaltevorrichtung sind so ausgelegt, daß auch eine Bearbeitungsfolge mit vielen Arbeitsgängen automatisch ablaufen kann. Der Antrieb für den Winkelschaltmechanismus, die Antriebe für die Werkzeug-Spindeln sowie die Mechanismen für die Werkzeug-Wechsel werden dabei für jedes einzelne der unterschiedlichen Werkstücke von einem Computer mit Hilfe einer dafür bereitgestellten Software gesteuert. Das Öffnen der Klemmstücke zur Entnahme der fertiggestellten Werkstücke sowie das Einspannen des nächsten Teils durch eine anschließende Schließbewegung mit der Stützspindel erfolgt dabei bislang von Hand, gegebenenfalls unter Zuhilfenahme einer die Einspannhöhe festlegenden Unterlage.Machine tools with the well-known workpiece holding device are designed so that a machining sequence with many operations can also run automatically. The drive for the angle switching mechanism, the drives for the tool spindles and the mechanisms for the tool changes are controlled for each of the different workpieces by a computer using software provided for this purpose. The opening of the clamping pieces to remove the finished workpieces and the clamping of the next part by a subsequent closing movement with the support spindle have so far been done by hand, if necessary with the help of a support that determines the clamping height.
BOEHMERT &#BOEHMERT #&iacgr;· ··"·-BOEHMERT &# BOEHMERT #&iacgr; · ··"·-
In einer zusätzlichen vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird nicht nur der Mechanismus zur Zusamme&eegr;führung des Werkstücks mit dem Einspannbereich, sondern auch der Antrieb für die Stützspindel mit in eine (Gesamt)Steuereinrichtung für den Ablauf für die Herstellung des Werkstücks einbezogen. Da die für die Zusammenführung verwendete(n) Auflage(n) mit Anschlägen zur einspanngerechten Ausrichtung der Rohlinge versehen ist (sind), läßt sich mit der Gesamtsteuerung eine beträchtliche Verringerung der Produktionszeit und somit eine Steigerung der Produktivität erzielen. Für Konsolen-Fräsmaschinen nach den Figuren 1 und 2 ist bereits ein Motorantrieb für den Schraubentrieb vorhanden, der lediglich im Rahmen der Gesamtsteuerung zusätzliche Ansteuerungen erhält.In an additional advantageous development of the invention, not only the mechanism for bringing the workpiece together with the clamping area, but also the drive for the support spindle is included in an (overall) control device for the process for producing the workpiece. Since the support(s) used for bringing the workpiece together are provided with stops for aligning the blanks for clamping, the overall control system can achieve a considerable reduction in production time and thus an increase in productivity. For console milling machines according to Figures 1 and 2, a motor drive for the screw drive is already available, which only receives additional controls as part of the overall control system.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.The features of the invention disclosed in the above description, in the drawings and in the claims can be essential for the realization of the invention in its various embodiments, both individually and in any combination.
BOEHMERT & B0EHM$rJ 'BOEHMERT & B0EHM$rJ '
M2978 Bezugszeichenliste M2978 List of reference symbols
1, 1' Klemmstück1, 1' clamping piece
2, 2' Klemmstück 3b Werkstück 4b Auflage2, 2' clamping piece 3b workpiece 4b support
5b Anschlag5b Stop
6 Arbeitstisch6 Work table
11 Gehäuse11 Housing
12 Gehäuse12 Housing
13 Einspannbereich13 Clamping area
14 Säule14 pillar
15 Gestell15 Frame
16 Schraubstück16 Screw piece
17 Gewindespindel 17a Gewinde17 Threaded spindle 17a Thread
19 Werkzeug19 Tools
2 0 Klemmpratze2 0 clamping claw
21 Antriebskasten21 Drive box
22 Lagerplatte22 Bearing plate
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