DE3511614A1

DE3511614A1 - Werkzeugmaschine zur mehrfachen flaechenbearbeitung

Info

Publication number: DE3511614A1
Application number: DE19853511614
Authority: DE
Inventors: Atsushi Anjo Aichi Senoh
Original assignee: WASHINO ENG CO Ltd
Current assignee: WASHINO ENG CO Ltd
Priority date: 1984-03-30
Filing date: 1985-03-29
Publication date: 1985-10-03
Anticipated expiration: 2005-03-30
Also published as: DE3511614C2; GB8508224D0; CH665986A5; FR2561967A1; FR2561967B1; GB2156712B; US4730373A; GB2156712A; JPS60207746A; IT8520138A0; IT1183515B

Description

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Werkzeugmaschine zur mehrfachen Flächenbearbeitung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, in der Bearbeitungen auf einem Werkstück unter Verwendung entsprechender Werkzeuge, wie Schneidwerkzeuge, Bohrer, Räumwerkzeuge, Fräswerkzeuge, oder anderer Drehbearbeitungswerkzeuge oder Schleifwerkzeuge ausgeführt werden, und insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Werkzeugmaschine zur mehrfachen Flächenbearbeitung, in der die Bearbeitung auf einer Mehrzahl von Flächen des Werkstücks aus einer Mehrzahl von Richtungen ausgeführt werden kann.

Eine Werkzeugmaschine, die eine obere Fläche sowie linke und rechte Flächen eines Werkstücks in Richtung von oben und in Richtungen von links und rechts bearbeiten kann, ist beispielsweise eine Langtischfräsmaschine oder ein Bearbeitungszentrum, bei denen der Bearbeitungskopf in horizontaler oder vertikaler Richtung auswechselbar ist. Eine Langtischfräsmaschine hat die Aufgabe, ein relativ großes Werkstück zu bearbeiten und ihr Maschinenkopf ist groß. Ferner ist die Maschine äußerst sperrig. Die Positionierung des Werkstücks erfolgt durch eine Längsbewegung eines Bettes, das das Werkstück trägt. Die Bearbeitung des Werkstücks erfolgt mit einer Vielzahl von Bearbeitungsköpfen, die an einem portalähnlichen Gestell angebracht sind. Die Spindeln verlaufen in Richtung des

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Werkstücks. Als Folge hiervon sind sowohl eine Drehbearbeitung als auch eine Drehindexierung des Werkstücks schwierig. Ferner ist es nicht erwünscht, ein relativ kleines Werkstück offizient und mit hoher Genauigkeit zu bearbeiten.

Andererseits kann man beispielsweise in einem speziellen Bearbeitungszentrum, bei dem eine Mehrzahl von Bearbeitungswerkzeugen vorgesehen sind, verschiedene Bearbeitungen vornehmen. Eine Drehbearbeitung ist jedoch schwierig. Da auch hier eine automatische Werkzeugwechseleinrichtung vorgesehen ist, werden der Gesamtaufbau und ihre Steuerung kompliziert. Ferner besteht die Schwierigkeit, daß zum Werkzeugwechsel beträchtlich Zeit benötigt wird. Um ferner das Werkstück in einer Mehrzahl von Richtungen zu bearbeiten, ist eine komplizierte Einrichtung erforderlich, um den Bearbeitungskopf zwischen einer horizontalen Stellung und einer vertikalen Stellung zu verschieben. Daher besteht die Schwierigkeit, daß es nicht einfach ist, die Bearbeitungsgenauigkeit einzuhalten.

Die Erfindung zielt darauf ab, eine Werkzeugmaschine zur mehrfachen Flächenbearbeitung anzugeben, in der ein Werkstück von einer Mehrzahl von Richtungen bearbeitet werden kann und die einen relativ einfachen Aufbau hat.

Insbesondere soll eine Werkzeugmaschine zur mehrfachen Flächenbearbeitung angegeben werden, bei der ein Werkstück von einer Mehrzahl von Richtungen bearbeitet werden kann und in der am Werkstück eine Drehbearbeitung ausgeführt werden kann.

Vorzugsweise soll nach der Erfindung die Werkzeugmaschine zur mehrfachen Flächenbearbeitung so ausgelegt sein, daß bei einer Bearbeitung eines Werkstücks von einer Mehrzahl von Richtungen eine Vielzahl von Bearbeitungsarten aus einer Vielzahl von Richtungen ausgeführt werden kann, ohne daß ein Werkzeugwechsel erforderlich ist.

Erfindungsgemäß zeichnet sich eine Werkzeugmaschine dadurch aus, daß eine Werkstückhalteeinrichtung auf einem Grundgestell aufliegt, wobei die Werkstückhalteeinrichtung ein Werkstückhalteteil hat, das frei drehbar in einer vertikalen Stellung frei einstellbar ist.

Eine Gleitbahn liegt auf dem Grundgestell auf. Die Gleitbahn ist frei einstellbar beweglich in horizontaler Richtung in Richtung auf die Werkstückhalteeinrichtung und von dieser weg. Ein Werkzeughaltetisch liegt auf der Gleitbahn bzw. der Gleitführung auf. Der Werkzeughaltetisch ist frei einstellbar in einer horizontalen Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Gleitbahn bzw. Gleitführung. Eine vertikale Bearbeitungseinrichtung, die eine Bearbeitung an einem Werkstück von oben ausführt, das auf dem Werkstückhalteteil aufliegt, und eine Mehrzahl von horizontalen Bearbeitungseinrichtungen sind vorgesehen, die eine Bearbeitung am Werkstück von der horizontalen Richtung ausführen. Diese Bearbeitungseinrichtungen sind auf dem Werkzeughaltetisch angebracht.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt:

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Figur 1 eine Vorderansicht einer Werkzeugmaschine zur mehrfachen Flächenbearbeitung nach der Erfindung,
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Figur 2 eine rechte Seitenansicht von Figur 1,

Figur 3 eine Vorderansicht eines Hauptteils in Figur 1 in vergrößerter Darstellung längs der Linie III-III in Figur 2, und

Figur 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV in den Figuren 1 und 3.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 1 und 2 ist eine Ausführungsform einer Werkzeugmaschine 1 zur mehrfachen Flächenbearbeitung nach der Erfindung derart ausgelegt, daß eine Vielzahl von vertikalen Bearbeitungseinrichtungen 5A, 5B, 5C und 5D vorgesehen ist, die eine Bearbeitung von oben an einem Werkstück W ausführen, das auf einer Werkstückhalteeinrichtung 3 aufliegt. Ferner sind eine Mehrzahl von linken und rechten horizontalen Bearbeitungseinrichtungen 7A, 7B, 7C und 7D vorgesehen, die eine Bearbeitung am Werkstück in horizontaler Richtung ausführen. Die zuvor beschriebene Werkstückhalteeinrichtung 3, die Mehrzahl von vertikalen Bearbeitungseinrichtungen 5A, 5B, 5C und 5D und die Mehrzahl von horizontalen Bearbeitungseinrichtungen 7A, 7B, 7C und 7D sind in einer Umschließung 9 in Form einer Metallblechkonstruktion eingeschlossen. Die Vorderseite dieser Umschließung ist mit einer durchsichtigen öffnung und einer Schließplatte 11 versehen, die beispielsweise mit Hilfe eines Gelenks frei geöffnet oder geschlossen werden kann. Auch ist auf der Oberseite der Umschließung eine numerische Steuereinrichtung

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angebracht, um die Werkzeugmaschine 1 zur mehrfachen Flächenbearbeitung vollständig automatisch zu steuern.

Insbesondere ist im Inneren der Umschließung 9 ein entsprechend ausgebildetes Grundgestell 15 angeordnet. Am vorderen Endabschnitt des Grundgestells 15 ist die vorstehend angegebene Werkstückhalteeinrichtung 3 angebracht. Die Funktionsweise dieser Werkstückhalteeinrichtung 3 wird durch die vorstehend angegebene numerische Steuereinrichtung 13 gesteuert. Die Werkstückhalteeinrichtung 3 liegt auf einer frei drehbaren vertikalen Spindel (nicht gezeigt) auf, die an ihrem oberen Ende mit einem selbst zentrierenden Spannfutter versehen ist, das das Werkstück W frei ergreift. Obgleich eine nähere Darstellung nicht vorhanden ist, ist die vorstehend genannte Spindel beispielsweise mit einer Nocke versehen, um einen Ausgangspunktidentifizierungssschalter, wie einen Grenzschalter oder einen Annäherungsschalter, zu betätigen, so daß eine Ausgangspunktposition eines Drehwinkels der Spindel detektiert wird. Auch ist in Zwischenverbindung eine Drehpositionsdetektiereinrichtung, wie ein Impulscodierer, vorgesehen. In anderen Worten ausgedrückt, ist die vorstehend genannte Spindel derart beschaffen und ausgelegt, daß die Drehposition, ausgehend von einer Ausgangspunktstellung detektiert werden kann, so daß sie das Werkstück unter einem gewünschten Drehwinkel indexieren kann. Auch ist die vorstehend genannte Spindel auf einer Gleitführung festgelegt und die Stellung der Gleitführung wird durch eine Kugelumlaufspindeleinrichtung oder einen Zahnstangenmechanismus eingestellt, wobei der Antrieb mittels eines Impulsmotors oder eines Servomotors erfolgt, der seinerseits durch die numerische Steuereinrichtung 13 gesteuert wird.

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Insbesondere ist das Werkstück W in der Werkstückhalteeinrichtung 3 horizontal frei drehbar und der Drehwinkel ist frei einstellbar. Ferner kann sich das Werkstück W frei in vertikaler Richtung bewegen und die vertikale Position läßt sich frei einstellen.

Unter Bezugnahme auf die Figuren 3 und 4 ist auf der oberen Fläche des vorstehend angegebenen Grundgestells 15 eine Längsbettführung 15G vorgesehen, die sich der Werkstückhalteeinrichtung 3 nähert oder sich von dieser wegbewegt. Eine Gleitführung 17 liegt frei beweglich auf dieser Führung 15G auf. Die Positionierung bei der Längsbewegung der Gleitführung 17 längs der Führung bzw. Bettführung 15G des Grundgestells 15 erfolgt durch eine übliche Kugelspindeleinrichtung oder eine Zahnstangeneinrichtung, die beispielsweise rnit Hilfe eines Impulsmotors oder eines Servomotors (nicht gezeigt) angetrieben wird, der seinerseits durch die numerische Steuerung 13 gesteuert wird. Einzelheiten derselben sind nicht näher erläutert.

Auf der oberen Fläche der vorstehend genannten Gleitführung 17 ist eine Seitenbettführung bzw. eine Querbettführung 17G ausgebildet, die senkrecht zur Bewegungsrichtung der Gleitführung 17 vorgesehen ist. Ein Werkzeughaltetisch 19 liegt auf dieser Führung 17G auf, der in Querrichtung frei beweglich und einstellbar ist. Ähnlich wie bei der vorstehend genannten Gleitführung 17 erfolgt die Positionierung bei der Querbewegung des Werkzeughaltetisches durch eine Kugelspindeleinrichtung oder eine Zahnstangenantriebseinrichtung, die beispielsweise mit Hilfe eines Impulsmotors oder eines Servomotors (nicht gezeigt) angetrieben wird, der seinerseits durch die numerische Steuereinrichtung 13 gesteuert wird.

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Wie insbesondere in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist, sind auf der oberen Fläche der vorstehend angegebenen Werkzeughaltefläche 19 eine Mehrzahl von T-förmigen Nuten 19T ausgebildet, die in Querrichtung verlaufen. Auf der oberen Fläche des Werkzeughaltetisches 19 sind ein portalähnliches Gestell 21, das die vorstehend angegebenen vertikalen Bearbeitungseinrichtungen 5A bis 5D trägt, und eine linke und rechte Stützbasis 23R und 23L jeweils nut Hilfe einer Mehrzahl von T-förmigen Bolzen befestigt. Die linken und rechten Stützbasisteile 23R und 23L tragen die vorstehend angegebenen horizontalen Bearbeitungseinrichtungen 7A bis 7D. Insbesondere ist an der zuoberst liegenden Vorderfläche des portalähnlichen Gestells 21 eine obere Platte vorgesehen, die eine Mehrzahl von T-förmigen Nuten 25T hat, die sich in Querrichtung erstrecken. Diese obere Platte 25 ist an dieser oberen Fläche befestigt. An der Stirnfläche der oberen Platte 25 ist eine Mehrzahl ^von Armelementen 27R, 27L in Querrichtung in einem Abstand über eine Mehrzahl von T-förmigen Bolzen fest angebracht. Die Armelemente 27R, 27L sind frei einstellbar positionierbar. Die vorstehend angegebenen Armelemente 27R, 27L stehen jeweils in horizontaler Richtung in Richtung zur Vorderseite (in Figur 4 nach links) vor. Die vorstehend angegebenen vertikalen Bearbeitungseinrichtungen 5A bis 5D sind in einer Mehrzahl von vertikalen Aufnahmeöffnungen 27H angebracht, die in den jeweiligen Armelementen 27R und 27L vorgesehen sind.

Die vorstehend beschriebene Stützbasisteile 23R und 23L sind seitlich in einem Abstand angeordnet und sie sind an Stellen in der Nähe des portalähnlichen Gestells 21 angeordnet. Die Stützbasisteile 23R und 23L

P'G'NAL INSPECTED

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stehen in Richtung zur Vorderseite von dem Werkzeughaltetisch 19 vor und die oberen Flächen derselben sind mit einer Mehrzahl von T-förmigen Längsnuten 23T versehen. Eine Mehrzahl der vorstehend beschriebenen horizontalen Bearbeitungseinrichtungen 7A bis 7D liegt auf den Stützbasisteilen 23R und 23L jeweils mit Hilfe von T-förmigen Bolzen so auf, daß die Bearbeitungseinrichtungen frei einstellbar positionierbar sind.

Die vertikalen Bearbeitungseinrichtungen 5Λ, 5B und die horizontalen Bearbeitungseinrichtungen 7A, 7B sind jeweils derart angeordnet, daß sie etwa in einer gleichen vertikalen Ebene liegen und auch die anderen vertikalen Bearbeitungseinrichtungen 5C, 5D und die anderen horizontalen Bearbeitungseinrichtungen 7C, 7D sind jeweils derart angeordnet, daß sie etwa in einer anderen, aber gleichen vertikalen Ebene liegen. Die vertikalen Bearbeitungseinrichtungen 5A bis 5D und die horizontalen Bearbeitungseinrichtungen 7A bis 7D sind jeweils mit Antriebsmotoren M und entsprechenden Werkzeugspanneinrichtungen TC, wie Sammelspanneinrichtungen, versehen, die durch Antriebsmotore M angetrieben werden. Die Werkzeugspanneinrichtungen TC erfassen die Werkzeuge 29, wie die Schneidwerkzeuge, die Bohrer, die Räumwerkzeuge, die Fräswerkzeuge, und andere Drehwerkzeuge und Schleifwerkzeuge lösbar und auswechselbar, um am Werkstück W eine Bearbeitung vorzunehmen.

Bei der vorstehend beschriebenen Auslegungsform der Werkzeugmaschine wird nach der Anbringung des Werkstücks W auf dem selbstzentrierenden Spannfutter 3S der Werkstückhalteeinrichtung 3 die Gleitführung 17 in Längsrichtung bewegt und der Werkzeughaltetisch 19 wird in Querrichtung bewegt. Somit werden die verti-

kalen Bearbeitungseinrichtungen 5A bis 5D ah einer entsprechenden Stelle über dem Werkstück positioniert. Dann werden die Bearbeitungswerkzeuge 2 9 der vertikalen Bearbeitungseinrichtungen 5A bis 5D in Betrieb gesetzt und durch Bewegen des Werkstücks W in entsprechender Weise nach oben läßt sich eine entsprechende Bearbeitung auf der oberen Fläche des Werkstücks W vornehmen. Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, lassen sich durch entsprechende Wahl verschiedener Bearbeitungswerkzeuge 29 und eine entsprechende Steuerung der Bewegungen der Gleitführung 17 und des Werkzeughaltetisches 19 verschiedene Bearbeitungen auf der oberen Fläche des Werkstücks vornehmen.

Auch wenn man als Bearbeitungswerkzeug ein Drehwerkzeug einsetzt und das Werkstück gedreht wird, läßt sich eine Drehbearbeitung am Werkstück W leicht vornehmen.

Bei der Bearbeitung am Werkstück W unter entsprechender Wahl von verschiedenen Bearbeitungswerkzeugen für die horizontalen Bearbeitungseinrichtungen 7A bis 7D und unter entsprechender Steuerung der Bewegungen der Gleitführung 17 und des Werkzeughaltetisches 19 lassen sich entsprechende Bearbeitungen sowohl an den linken als auch an den rechten Seiten des Werkstückes W ausführen. Wenn man hierbei eine Drehindexierung am Werkstück W vornimmt, so ist zu ersehen, daß auf der Umfangsflache des Werkstücks W eine Bearbeitung vorgenommen werden kann.

Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung der bevorzugten Ausfuhrungsformen nach der Erfindung ergibt, lassen sich verschiedene Bearbeitungen wirksam auf der oberen Fläche und der Umfangsflache des Werkstücks vornehmen, ohne daß die Werkzeuge bei der Bearbeitungseinrichtung ausgewechselt zu werden brauchen. Es wird eine Vielzahl von Bearbeitungswerkzeugen eingesetzt.

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Claims

Patentansprüche

25 1. Werkzeugmaschine zur mehrfachen Flächenbearbeitung, gekennzeichnet durch:

eine Werkstückhalteeinrichtung (3), die auf einem Grundgestell (15) vorgesehen ist und einen Werkstückhalteteil hat, der frei drehbar und frei einstellbar in einer vertikalen Richtung ist,

eine Gleitführung (17), die frei einstellbar auf dem Grundgestell (15) in horizontaler Richtung in Richtung auf die Werkstückhalteeinrichtung (3) und von dieser weg bewegbar ist,

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einen Werkzeughaltetisch (19), der auf der Gleitführung (17) vorgesehen ist, wobei der Werkzeughaltetisch (19) frei einstellbar in horizontaler Richtung senkrecht zur Bewegungsrichtung der Gleitführung (17) bewegbar ist,

eine vertikale Bearbeitungseinrichtung (5A bis 5D), die am Werkzeughaltetisch (19) angebracht ist, um eine Bearbeitung an einem Werkstück (W) von oben aus auszuführen, das auf dem Werkstückhalteteil (3) aufliegt, und

eine Mehrzahl von horizontalen Bearbeitungseinrichtungen (7A bis 7D), die am Werkzeughaltetisch (19) angebracht sind, um am Werkstück (W) in horizontaler Richtung eine Bearbeitung vorzunehmen.
2. Werkzeugmaschine zur mehrfachen Flächenbearbeitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstücktragteil auf einen gewünschten Drehwinkel indexierbar ist.
3. Werkzeugmaschine zur mehrfachen Flächenbearbeitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen Bearbeitungseinrichtungen (5A bis 5D) in einer Mehrzahl von Reihen in Richtung der Bewegung der Gleitführung (17) und in Bewegungsrichtung des Werkzeughaltetisches (19) jeweils angeordnet sind.
4. Werkzeugmaschine zur mehrfachen Flächenbearbeitung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von horizontalen Bearbeitungseinrichtungen (7A bis 7D) in Bewegungsrichtung

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der Gleitführung (17) angeordnet ist.
5. Werkzeugmaschine zur mehrfachen Flächenbearbeitung 5 nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet/ daß eine entsprechende Anzahl von vertikalen Bearbeitungseinrichtungen (5A bis 5D) und eine entsprechende Anzahl von horizontalen Bearbeitungseinrichtungen (7A bis 7D) in ein und der-10 selben Ebene angeordnet sind.