DE3804010A1

DE3804010A1 - Werkzeug-schleifmaschine

Info

Publication number: DE3804010A1
Application number: DE19883804010
Authority: DE
Inventors: Heinz Buessenschuett
Original assignee: Individual
Current assignee: Guehring Automation GmbH
Priority date: 1988-02-10
Filing date: 1988-02-10
Publication date: 1989-08-24
Also published as: EP0328034A2; EP0328034A3; JPH01316157A

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeug-Schleifmaschine mit einem Maschinen-Gestell, einem waagrecht längs der x-Achse verfahrbaren Tisch auf dem Gestell, einem ersten Teilapparat mit Spannfutter zum Einspannen eines Werkstücks, einem waagrecht längs der y-Achse und vertikal längs der z-Achse verfahrbaren Schleif kopf, und einer aus dem Schleifkopf herausragenden, antreibbaren Schleifspindel, an der zur Bearbeitung eines eingespannten Werkstücks eine Schleifscheibe befestigbar ist.

Bei derartigen bekannten Werkzeug-Schleifmaschinen sitzt der Schleifkopf an einer zylindrischen Höhen säule, die in einer entsprechenden zylindrischen Lagerbuchse gleitgelagert ist und vertikal längs der z-Achse verfahrbar ist. Um das Lagerspiel möglichst gering zu halten, muß der Durchmesser der Höhensäule und der entsprechenden Lagerbuchse möglichst groß sein. Außerdem darf bei dieser bekannten Werkzeugma schine zur Erzielung einer starren Anordnung der Ab stand zwischen Höhensäule und Arbeitstisch bzw. dem Werkstück nicht zu groß sein, um die Präzision der Werkzeugfertigung nicht zu beeinträchtigen. Großer Durchmesser der Höhensäule und geringer Abstand der Höhensäule vom Werkstück schränken jedoch den Frei raum am Werkstück beträchtlich ein, wodurch die Be wegungsmöglichkeiten des Schleifkopfes, und damit die Einsatzmöglichkeiten der Schleifmaschine beschränkt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Werkzeug- Schleifmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß ein geringes Spiel der Höhenbe wegung des Schleifkopfes, eine ausreichend starre An bringung des Schleifkopfes und ausreichend großer Freiraum am Werkstück verwirklicht werden.

Diese Aufgabe wird bei der Werkzeug-Schleifmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß gekenn zeichnet durch einen längs der y-Achse verfahrbaren vertikalen Maschinenständer, und einen an dem Ma schinenständer vertikal verfahrbaren Support, an den der Schleifkopf um eine in einer vertikalen Ebene liegenden Achse (C-Achse) drehbar gelagert ist.

Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß statt der in einer zylindrischen Lagerbuchse gleitgelagerten, verfahrbaren Höhensäule ein verti kaler Maschinenständer vorgesehen wird, der vertikale Führungen trägt, in welchen ein den Schleifkopf tra gender Support vertikal verfahrbar ist. Da der Ma schinenständer - wie schon die bekannte Höhensäule auch längs der y-Achse verfahren werden kann, und da der Schleifkopf am Support um eine in einer verti kalen Ebene liegenden Achse drehbar gelagert ist, wird mit der erfindungsgemäßen Schleifmaschine die bei bekannten Schleifmaschinen vorhandene 5-Achsen bahnsteuerung ebenfalls verwirklicht (x-Achse hori zontal in Richtung des Tisches, y-Achse horizontal senkrecht zum Tisch, z-Achse Vertikalbewegung, A-Achse: Drehung des Werkstücks um die Achse des ersten Teilapparats, C-Achse: Rotation um eine verti kale Achse). Bei ausreichend starrem Aufbau des Ma schinenständers, des Supports und der Halterung für den Schleifkopf und der Führung für die Vertikalbewe gung des Supports läßt sich eine genaue, reprodu zierbare Positionssteuerung der Schleifscheibe ver wirklichen. Damit einher geht eine beträchtliche Er höhung des Freiraums am Werkstück, die bisher schwer oder nicht verwirklichbare Bewegungsabläufe des Schleifkopfes bzw. der Schleifscheibe zuläßt. Dieser Freiraum wird im wesentlichen dadurch gewonnen, daß zwischen dem Schleifkopf und dem Maschinenständer mittels des Supports ein ausreichender horizontaler Abstand verwirklicht wird, daß also die C-Achse einen vorgegebenen Abstand von der z-Achse aufweist, längs derer der Support vertikal geführt wird.

Besonders bevorzugt ist die vertikale Führung für den Support an der dem Tisch zugewandten Außenfläche des Maschinenständers angeordnet. Der Support enthält be vorzugt ein in dieser Führung verfahrbares Basisteil und einen auf dem Basisteil um eine horizontale Achse (B-Achse) drehbar gelagerten Tisch, an dem der Schleifkopf - bevorzugt mittels eines an einer verti kalen Außenfläche des Drehtisches befestigten zweiten Teilapparats - angeordnet ist. Der Schleifkopf ist bei dieser Ausführungsform bevorzugt in dem Lager des zweiten Teilapparats drehbar gelagert, welches nor malerweise das Spannfutter des Teilapparats aufnimmt. Diese Ausführungsform der Erfindung besitzt den we sentlichen Vorteil, daß zur Halterung des Schleif kopfes eine an sich bekannte Baueinheit, nämlich ein Teilapparat verwendet werden kann, und daß insbeson dere durch die Aufspaltung des Supports in ein Basis teil und einen Drehtisch eine zusätzliche Drehbewe gung um die B-Achse, mithin also eine 6-Achsenbahn steuerung zuläßt. Es lassen sich daher mit der erfin dungsgemäßen Schleifmaschine auch komplizierte Werk zeuge schleifen, die bisher mangels Freiraum und ins besondere mangels ausreichender Bewegbarkeit des Schleifkopfes nicht verwirklichbar waren.

Die erfindungsgemäße Schleifmaschine ist mit einem Hydrauliksystem versehen, welches so ausgebildet ist, daß der Drehtisch im Schleifbetrieb hydraulisch gegen das Basisteil des Supports angesaugt wird, also hydraulisch verklemmt wird. Außerdem läßt sich auch der Schleifkopf für den Schleifbetrieb gegen den zweiten Teilapparat hydraulisch verklemmen. Auf diese Weise wird eine besonders starre, nahezu spielfreie Verbindung zwischen dem Schleifkopf und dem Maschi nenständer herbeigeführt, sobald der Schleifbetrieb einsetzt.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den Antriebs motor für die Schleifspindel am zweiten Teilapparat mit einer zur Schleifspindel parallelen Welle anzubringen und dann die Schleifspindel über einen Transmissionsriemen anzutreiben. Dadurch wird der Freiraum um das Werkstück durch Antriebsaggregate nicht unnötig beschränkt.

Der Maschinenständer ist bevorzugt in einer horizon talen Führung verfahrbar, die auf dem Maschinenge stell befestigt ist. Als Führung für den Maschinen ständer sowie als vertikale Führung für den Support werden bevorzugt entsprechend beabstandete Führungs schienen mit eingeschliffenen Kugelrillen verwendet, in denen die am Maschinenständer bzw. am Support be festigten entsprechenden Kugellager laufen.

Vorteilhafterweise wird der erste Teilapparat bei der erfindungsgemäßen Schleifmaschine vom Benutzer gesehen auf dem Tisch rechts vom Werkstück, und der zuge hörige Reitstock links vom Werkstück bzw. dem Schleifkopf angeordnet. Da die herzustellenden Werk zeuge üblicherweise alle einen Spanraum mit Rechts drall besitzen, liegen die Schneidkanten dieser Werk zeuge dann - vom Benutzer der Maschine her gesehen - vor der Schleifscheibe der Schleifmaschine, d.h. sie sind für den Benutzer sichtbar, so daß der Be nutzer die Steuerung der Schleifscheibe und die Ölab gabe etc. optisch ständig unter Kontrolle halten kann.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfin dung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Werkzeug-Schleifma schine ohne ersten Teilapparat;

Fig. 2 eine Frontansicht der Schleifmaschine gemäß Fig. 1 mit dem ersten Teilapparat; und

Fig. 3 eine Aufsicht auf die Schleifmaschine gemäß Fig. 2.

Die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Werkzeug- Schleifmaschine besitzt ein Maschinengestell 2, auf dem zwei parallele Führungsschienen 8 mit einge schliffenen Kugelrillen längs einer x-Achse befestigt sind. Ein Tisch 4 besitzt auf seiner Unterseite in entsprechendem Abstand voneinander angeordnete Kugel lager 6, die in den Laufrillen der Führungsschienen 8 laufen, so daß der Tisch 4 auf der waagerechten Ar beitsfläche des Maschinengestells 2 längs der x-Achse verfahrbar ist. Wie insbesondere in Fig. 2 darge stellt, ist auf dem Tisch 4 ein erster Teilapparat 60 befestigt, der ein Spannfutter 61 zur Aufnahme eines zu bearbeitenden Werkstücks 70 trägt. In vorgegebenem Abstand von dem ersten Teilapparat 60 ist erforder lichenfalls ein Reitstock auf den Tisch 4 aufspann bar, um das freie Ende des Werkstücks 70 abzustützen.

Auf dem Maschinengestell 2 sind - senkrecht zu dem Tisch 4 -, also in y-Richtung zwei Führungsschinen 24 befestigt, die ebenfalls eingeschliffene Kugelrillen aufweisen. Auf einer Grundplatte 22 ist ein verti kaler Maschinenständer 20 befestigt. Unterhalb der Grundplatte 22 sind Kugellager 23 in vorgegebenem Ab stand voneinander angeordnet, die in den Kugelrillen der Führungsschienen 24 laufen. Mittels der aus Ku gellagern 23 und Führungsschienen 24 gebildeten Füh rung ist der Maschinenständer 20 längs einer y-Achse waagrecht verfahrbar.

Am Maschinenständer 20 sind - auf der dem Tisch 4 zu gewandten Seite - zwei weitere Führungsschienen 34 in vertikaler Richtung befestigt, die ebenfalls einge schliffene Kugelrillen aufweisen und als vertikale Führung für einen Support 30 dienen. Der Support 30 besteht aus einem Basisteil 32, an dem in vorgege benem Abstand voneinander mehrere Kugellager 33 be festigt sind, die in den Kugelrillen der Führungs schienen 34 laufen. Auf dem Basisteil 32 ist ein Drehtisch 36 angeordnet, der um eine horizontale Achse, die sogenannte B-Achse drehbar auf dem Basi steil 32 gelagert ist und mittels eines Antriebs motors 36 a gedreht werden kann. Der Support enthält ferner einen zweiten Teilapparat 38, der an einer vertikalen Außenfläche 37 des Drehtisches 36 befe stigt ist. In dem zylindrischen Lager 40 des zweiten Teilapparats 38, welches ansonsten zur Aufnahme eines Spannfutters dient, ist ein Schleifkopf 50 um eine in einer vertikalen Ebene liegenden Achse, die soge nannte C-Achse drehbar gelagert. Im Schleifkopf ist - quer zur C-Achse - eine antreibbare Schleifspindel 52 gelagert, die an einem aus dem Schleifkopf heraus ragenden freien Ende eine oder mehrere Schleif scheiben 54 aufnimmt, mittels der das Werkstück 70 bearbeitet wird. Über dem Schleifkopf 50 ist in vor gegebenem Abstand und mit parallel zum Schleifkopf 50 verlaufender Welle am zweiten Teilapparat 38 ein An triebsmotor 42 angebracht, der die Schleifspindel 52 über geeignete Transmissionselemente, z.B. einen Riemenantrieb antreibt.

Die Schleifmaschine enthält ein Hydrauliksystem (nicht dargestellt), welches zum Bewegen der ver schiedenen Baueinheiten, wie Maschinenständer, Sup port, Tisch und/oder Drehtisch sowie Schleifkopf dient. Alternativ sind elektrische Antriebsmotoren zum Antreiben dieser Maschineneinheiten möglich, wobei dann die Drehbewegung der Antriebsmotoren mittels Spindelantriebe in die erforderlichen Transalationsbewegungen umsetzbar sind.

Mittels des Hydrauliksystems ist es erfindungsgemäß möglich, den Schleifkopf 50 - im Schleifbetrieb - zur Erzielung einer möglichst starren Verbindung gegen den zweiten Teilapparat 38 hydraulisch anzusaugen, also hydraulisch zu "verklemmen". In gleicher Weise läßt sich - im Schleifbetrieb - der Drehtisch 36 zur Erzielung einer möglichst starren Verbindung hydrau lisch gegen das Basisteil 32 des Supports 30 ver klemmen.

Claims

1. Werkzeug-Schleifmaschine mit einem Maschinen-Gestell,
einem waagrecht längs der x-Achse verfahrbaren Tisch auf dem Gestell,
einem ersten Teilapparat mit Spannfutter zum Ein spannen eines Werkstückes,
einem waagrecht längs der y-Achse und vertikal längs der z-Achse verfahrbaren Schleifkopf, und
einer aus dem Schleifkopf herausragenden, antreib baren Schleifspindel, an der zur Bearbeitung eines eingespannten Werkstücks eine Schleifscheibe befestigbar ist,
gekennzeichnet durch einen längs der y-Achse verfahr baren vertikalen Maschinenständer (20), und einen an dem Maschinenständer (20) vertikal verfahr baren Support (30), an den der Schleifkopf (50) um eine in einer vertikalen Ebene liegenden Achse (C-Achse) drehbar gelagert ist.

2. Werkzeug-Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Support (30) ein an den Maschinenständer (20) geführtes, vertikal ver fahrbares Basisteil (32), und einen auf dem Basisteil (32) um eine horizontale Achse (B-Achse) drehbar ge lagerten Drehtisch (36) enthält, mit dem der Schleif kopf (50) verbunden ist.

3. Werkzeug-Schleifmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Support (30) einen zweiten Teilapparat (38) enthält, der an einer verti kalen Außenfläche (37) des Drehtischs (36) befestigt ist, und daß der Schleifkopf (50) in dem Lager (40) des zweiten Teilapparats (38) um die C-Achse drehbar gelagert ist.

4. Werkzeug-Schleifmaschine nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehtisch (36) im Schleifbetrieb zur Erzielung einer starren Verbindung hydraulisch gegen das Basisteil (32) des Supports (30) verklemmbar ist.

5. Werkzeug-Schleifmaschine nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schleifkopf (50) im Schleifbetrieb zur Erzielung einer starren Verbindung gegen den zweiten Teilapparat (38) hydraulisch ver klemmbar ist.

6. Werkzeug-Schleifmaschine nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (42) der mit einer zur Schleifspindel (52) parallelen Welle an dem zweiten Teilapparat (38) angeordnet ist und die Schleifspindel (52) mittels eines Treib riemens antreibt.

7. Werkzeug-Schleifmaschine nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenständer (20) in einer auf dem Maschinengestell (2) befestigten Führung (22, 24) horizontal verfahrbar ist.

8. Werkzeug-Schleifmaschine nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an der Schleifspindel (52) mehrere Schleifscheiben (54) befestigbar sind.

9. Werkzeug-Schleifmaschine nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Teilapparat (60), vom Benutzer gesehen, auf dem Tisch (4) rechts, und der zugehörige Reitstock (62) links von dem Schleifkopf (50) befestigbar sind.

10. Werkzeug-Schleifmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die horizontale Führung (23, 24) für den Maschinenständer (20) zwei paral lele, am Maschinengestell (2) befestigte Führungs schienen (24) mit eingeschliffenen Kugelrillen und am Maschinenständer (20) entsprechende Kugellager (23) enthält.

11. Werkzeug-Schleifmaschine nach einem der vorste henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Führung (33, 34) zwei parallele, an der dem Tisch (4) zuge wandten Seite des Maschinenständers (20) befestigte Führungsschienen (34) mit eingeschliffenen Kugelril len, und an dem Basisteil (32) entsprechende Kugel lager (33) enthält.