DE8126751U1 - Double column gantry grinding machine - Google Patents
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Description
Brie» vom Blatt:.1 I' ' *..DrJÜÖfSt.Älil^grejbe Dlpl.-Ing. &bgr;. Schll.b» [i\ Brie» from the sheet:.1 I'' *. .DrJÜÖfSt.Älil^grejbe Dlpl.-Ing. &bgr;. Schll.b» [i\
an das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt Patentanwalt I 'to the German Patent Office, Munich Patent Attorney Patent Attorney I '
Die Erfindung betrifft eine Doppelständer-Schleifmaschine mit einem Portal, an dem wenigstens ein Zustellschlitten mit Schleifkopf! in einer Vertikalebene bewegbar befestigt ist, sowie mit einem | auf einem Grundbett in die Portalöffnung verfahrbaren Vorschub- | schlitten mit einer Werkstück-Aufspannfläche. |The invention relates to a double column grinding machine with a portal to which at least one feed carriage with grinding head! is attached so as to be movable in a vertical plane, and with a | feed carriage | with a workpiece clamping surface that can be moved on a base bed into the portal opening. |
Zum Anschleifen planer Flächen an einem auf die Werkstück-Auf- | spannfläche aufgespannten und eingerichteten Werkstück ist der Schlaifkopf mit einer von einem Motor um eine Schleifwelle rotatorisch angetriebenen Schleifscheibe versehen.1 Der Schleifkopf ist auf einem in zwei zueinander senkrechten Richtungen am Portal vorgesehenen Zustellbahnen in der Vertikalebene in die gewünschte Schleif position zustellbar.For grinding flat surfaces on a workpiece that is clamped and set up on the workpiece clamping surface, the grinding head is equipped with a grinding wheel that is driven in rotation by a motor around a grinding shaft. 1 The grinding head can be moved to the desired grinding position in the vertical plane on a feed path provided on the portal in two mutually perpendicular directions.
An dem Werkstück müssen sich quer zur Vertikalebene erstreckende, häufig lange Flächen auf ein Maß geschliffen werden, das sich von der aktuellen Oberfläche.des eingerichteten Werkstücks vor dem Schleifen beträchtlich unterscheidet. Große abzutragende Materialstärken verlängern jedoch den gesamten SchleifVorgang, da mit einer Schleifscheibe in einem Durchgang nur eine relativ begrenzte Materialstärke abgeschliffen werden kann.Surfaces on the workpiece that extend across the vertical plane, often long, must be ground to a size that differs considerably from the actual surface of the workpiece before grinding. However, large material thicknesses that need to be removed lengthen the entire grinding process, since only a relatively limited material thickness can be ground off in one pass with a grinding wheel.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die eingangs erwähnte Doppelständer-Portalschleifmaschine derart auszurüsten, daß die Bearbeitungszeit eines Werkstück-Rohlings zur Herstellung einer vorgegebenen Kontur abgekürzt werden kann.The invention is therefore based on the object of equipping the double-column gantry grinding machine mentioned at the beginning in such a way that the processing time of a workpiece blank for producing a predetermined contour can be shortened.
Dazu ist an der Doppelständer-Portalschleifmaschine erfindungsgemäß der Zustellschlitten mit einer Werkzeug-Wechseleinrichtung ausgerüstet. Diese Maßnahme ermöglicht den Einsatz verschiedenartiger Werkzeuge, ohne die zeitraubende Einrichtung des Werkstücks verändern zu müssen. So kann die Maschine beispielsweise zum anfänglichen Abtragen größerer Materialstärken zunächst mit einem Fräser und anschließend zum Feinschleifen mit einer Schleifscheibe bestückt werden. Ferner eröffnet sich durch die ErfindungFor this purpose, the feed slide on the double-column portal grinding machine is equipped with a tool changing device according to the invention. This measure enables the use of different types of tools without having to change the time-consuming setup of the workpiece. For example, the machine can be equipped with a milling cutter for the initial removal of larger material thicknesses and then with a grinding wheel for fine grinding. The invention also opens up
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Briet vom BHaV 2: "Br.-HorstZinPirebe Dipi.-mg. &agr; sch«·!» Briet from BHaV 2: "Br.-HorstZinPirebe Dipi.-mg. &agr; sch«·!»
das Deutsche Patentamt, München p·»««*"**» Patentanwaltthe German Patent Office, Munich p·»««*"**» Patent Attorney
die Möglichkeit, mittels Bohrern oder dergleichen zusätzlicher Werkzeuge Bohrungen oder dergleichen Konturen an dem Werkstück bei unveränderter Einrichtung herstellen zu können.the possibility of using drills or similar additional tools to create holes or similar contours on the workpiece without changing the setup.
Die Erfindung läßt sich zweckmäßig dadurch weiterbilden, daß der Schleifkopf auswechselbar am Zustellschlitten befestigt ist, wobei dann jeder Schleifkopf mit einem speziellen Werkzeug bestückt ist,, oder es kann alternativ der Schleifkopf fest mit dem Zustellschlitten verbunden und mit der Werkzeug-Wechseleinrichtung ausgerüstet sein. Die Werkzeug-Wechseleinrichtung O 10 kann dann ein axial auf die Schleif achse ausgerichtetes, etwa als Schnellspanneinrichtung ausgeführtes Futter mit einem Anschlag aufweisen, der ein reproduzierbares Einsetzen des Werkzeugs in eine justierte Betriebsposition ermöglicht. Wenn die zum Wechseln geeigneten Werkzeuge am Schaft bzw. ihrem Halter ein axiales Innengewinde besitzen, besitzt die Werkzeug-Wechseleinrichtung zweckmäßig eine reversibel antreibbare Wechselspindel, mit der ein vorgehaltenes Werkzeug in den Schleifkopf eingezogen oder aus diesem freigegeben werden kann.The invention can be conveniently further developed by attaching the grinding head to the feed slide in an exchangeable manner, whereby each grinding head is then equipped with a special tool, or alternatively the grinding head can be firmly connected to the feed slide and equipped with the tool changing device. The tool changing device O 10 can then have a chuck that is axially aligned with the grinding axis and is designed as a quick-clamping device, for example, with a stop that enables the tool to be reproducibly inserted into an adjusted operating position. If the tools suitable for changing have an axial internal thread on the shaft or their holder, the tool changing device conveniently has a reversibly drivable change spindle with which a tool held in place can be drawn into or released from the grinding head.
Die Vielfalt der am Werkstück herstellbaren Flächen wird in Weiterbildung der Erfindung erhöht, wenn der Schleifkopf um eine /'--·, zur Vertikalebene senkrechte Achse schwenkbar am Zustellschlittenbefestigt ist.The variety of surfaces that can be produced on the workpiece is increased in a further development of the invention if the grinding head is attached to the feed slide so that it can pivot about an axis perpendicular to the vertical plane.
Die Werkzeug-Wechseleinrichtung an der erfindungsgemäßen Maschine kann zwar.grundsätzlich von hand bedient werden, wobei ein die Werkzeuge zum Wechseln bereithaltendes Werkzeug-Magazin mit Vorteil eingesetzt werden kann, jedoch wird die Arbeitsgeschwindigkeit mit der Erfindung noch weiter erhöht, wenn an dem Schleifkopf ein automatischer Werkzeugwechsler angeordnet ist, der eine zwischen Schleifkopf und Werkzeugmagazin angeordnete Werkzeug-. 30 Entnahme*- und Übergabevorrichtung aufweist. Ein derartiger Werkzeugwechsler läßt sich besonders vorteilhaft von einer computerunterstützten, numerischen Steuerung programmieren und steuern.The tool changing device on the machine according to the invention can in principle be operated manually, whereby a tool magazine holding the tools ready for changing can be used with advantage, but the working speed is increased even further with the invention if an automatic tool changer is arranged on the grinding head, which has a tool removal and transfer device arranged between the grinding head and the tool magazine. Such a tool changer can be particularly advantageously programmed and controlled by a computer-aided, numerical control.
Ergänzend zu den beigefügten Ansprüchen gehen die Merkmale der Erfindung aus der haiclsfolgfendeniBesfChreibung der in der anliegendeIn addition to the appended claims, the features of the invention are apparent from the following description of the
FigFig
Fig
Brief vomletter from
an das Deutsche Patentamt, München Patentanwaltto the German Patent Office, Munich Patent Attorney
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele hervor. Im einzelnen zeigen:The examples shown in the drawing show:
Fig. 1 eine Doppelständer-Portalschleifmaschine in vereinfachter Vorderansicht;Fig. 1 a double column gantry grinding machine in simplified front view;
Fig. 2 die Maschine nach Figur 1, deren ZustellschlittenFig. 2 the machine according to Figure 1, whose feed slide
mit einem horizontal ausgerichteten Schleifkopf bestückt ist;is equipped with a horizontally aligned grinding head;
Fig, 3 die Maschine nach Figur 1, deren Zustellschlitten •:· mit einem vertikal ausgerichteten, mit einem Fräser bestückten Schleifkopf ausgerüstet ist;Fig. 3 the machine according to Figure 1, whose feed slide : · is equipped with a vertically aligned grinding head fitted with a milling cutter;
4 die Maschine nach Figur 1, deren Zustellschlitten mit einem Universalsupport ausgerüstet ist;4 the machine according to Figure 1, the feed slide of which is equipped with a universal support;
5 die Maschine nach Figur 3 mit einem Werkzeugwechsler; und5 the machine according to Figure 3 with a tool changer; and
6-8 schematische Darstellungen zur Erläuterung des . Betriebsverhaltens der Maschine und des Werkzeugwechslers. 6-8 schematic diagrams to explain the operating behavior of the machine and the tool changer.
Die dargestellte Doppelständer-Portalschkeifmaschine besteht aus einem Portal 1 in Form einer oberen Traverse, die auf zwei, im Fundament verankerten, massiven Ständern '2,4 ruht. Das langestreckte Portal 1 weist an seinem unteren Rand eine horizontale Zustellbahn 5 in Form zweier beabstandeter Schienen auf, die sich im dargestllten Beispiel über die beiden Ständer 2, 4 hinweg erstrekken. Auf der horizontalen Zustellbahn 5 sind zwei sich jeweils C 25 vertikal erhebende Querschlitten 6, 7 in horizontaler Längsrichtung der Zustellbahn 5 entsprechend den von einer zentralen riasehinensteuerung 90 abgegebenen Signalen beweglich. Dsr Quer=· schlitten 6 und der Querschlitten 7 tragen je einen Zustellschlitten, von denen nur der Zustellschlitten 3 am Querschlitten 7 schematisch angedeutet ist. Beide Zustellschlitten sind in zwei benachbarten, im rechten Winkel zur horizontalen Zustellbahn 5 ausgerichteten Schienen 61, 62 und 71, 72 vertikal verschiebbar. Ede durch die vertikale Zustellrichtung 63 und 73 und durch die horizontale Zustjßllrichtung 51 definierte Ebene ist eine maschinenfeste Vertikalebene, innerhalb de,r sowohl der am Querschlitten befestigte Schleifkopf 8 wie auch ein am Zustellschlitten 3 befestigbarer Schleifkopf 20 relativ zu einem eingerichteten Werkstück 15 (Fig. 6, 7) zustellbar,sind.The double-column portal grinding machine shown consists of a portal 1 in the form of an upper crossbeam, which rests on two solid columns '2,4 anchored in the foundation. The elongated portal 1 has a horizontal feed track 5 on its lower edge in the form of two spaced-apart rails, which in the example shown extend over the two columns 2, 4. On the horizontal feed track 5, two cross slides 6, 7, each raised vertically by 25, are movable in the horizontal longitudinal direction of the feed track 5 in accordance with the signals emitted by a central cross slide control 90. The cross slide 6 and the cross slide 7 each carry a feed slide, of which only the feed slide 3 on the cross slide 7 is indicated schematically. Both feed slides can be moved vertically in two adjacent rails 61, 62 and 71, 72 aligned at right angles to the horizontal feed path 5. Each plane defined by the vertical feed direction 63 and 73 and by the horizontal feed direction 51 is a machine-fixed vertical plane within which both the grinding head 8 attached to the cross slide and a grinding head 20 attachable to the feed slide 3 can be moved relative to a set-up workpiece 15 (Fig. 6, 7).
«&eegr; das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt '«&eegr; the German Patent Office, Munich Patent Attorney '
Für die Einrichtung des Werkstückes 15 ist ein auf einem maschinenfesten Grundbett 9 quer zur Vertikalebene in die Portalöffnung zwischen den Ständern 2, 4 und dem Portal 1 verfahrbarer Vorschubschlitten 91 vorgesehen, auf dessen horizontale Aufspannfläche 92, 93 das Werkstück 15 aufgespannt werdenrkann.For setting up the workpiece 15, a feed slide 91 is provided which can be moved on a machine-fixed base bed 9 transversely to the vertical plane into the portal opening between the columns 2, 4 and the portal 1, on whose horizontal clamping surface 92, 93 the workpiece 15 can be clamped.
Der Schleifkopf 20 enthält einen seperaten Werkzeug-Antriebsmotor, der das Werkzeug,.beispielsweise eine Schleifscheibe 33 (Fig. 7), einen Fräser 32 (Fig. 6), oder einen Bohrer (Fig. 8), um eine Schleifspindelachse 25 drehend antreiben kann. Im Betriebszustand ("1IO ist die Schleif spindelachse 25 parallel zur Vertikalebene ausgerichtet. The grinding head 20 contains a separate tool drive motor which can drive the tool, for example a grinding wheel 33 (Fig. 7), a milling cutter 32 (Fig. 6), or a drill (Fig. 8), to rotate about a grinding spindle axis 25. In the operating state (" 1 IO"), the grinding spindle axis 25 is aligned parallel to the vertical plane.
. Der Zustell schlitten 3 ist in einer Ausführungsform der Erfindung mit einer in Figur 1 schematisch angedeuteten Wechseleinrichtung 11 ausgerüstet, an die jeweils ein Schleifkopf 20 in definierter, zur Vertikalebene ausgerichteter Position angebaut werden kann. Jeder anbaubare Schleifkopf ist mit einem seperaten Werkzeug der erwähnten Art bestückt.. In one embodiment of the invention, the feed carriage 3 is equipped with a changing device 11, indicated schematically in Figure 1, to which a grinding head 20 can be attached in a defined position aligned with the vertical plane. Each attachable grinding head is equipped with a separate tool of the type mentioned.
In einer anderen Ausführungsform der Erfindung ist an den Zustell-■ schlitten 3 ein Schleifkopf 20 in der Weise fest angebaut, daß y- 20 seine Schleif rapindelachse 25 parallel zur Vertikalebene liegt. Dabei kann der Schleifkopf 20 mit dem Werkzeug-Antriebsmotor 21 entweder so' am Zustellschlitten 3 montiert sein, daß gemäß Figur die Schleifspindelachse senkrecht zur horizontalen Zustellrichtung 51 ausgerichtet ist, oder gemäß Figur 2 parallel zur horizontalen Zustellrichtung justiert ist.In another embodiment of the invention, a grinding head 20 is firmly attached to the feed carriage 3 in such a way that its grinding spindle axis 25 is parallel to the vertical plane. The grinding head 20 with the tool drive motor 21 can either be mounted on the feed carriage 3 in such a way that the grinding spindle axis is aligned perpendicular to the horizontal feed direction 51 according to Figure 2, or is adjusted parallel to the horizontal feed direction according to Figure 2.
Alternativ kann an den Zustellschlitten 3 ein Schleifkopf 20 in Form des in Figur 4 schematisch dargestellten Universalsupports 22 befestigt sein, welcher relativ zum Zustellschlitten 3 um eine zur Vertikalebene senkrechte Achse verschwenkbar ist.Alternatively, a grinding head 20 in the form of the universal support 22 shown schematically in Figure 4 can be attached to the feed carriage 3, which can be pivoted relative to the feed carriage 3 about an axis perpendicular to the vertical plane.
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Brief vom Biau"·5 ' '.Dr..Hor^.ZinrYgrebe oipu^g. u. Letter from Biau"·5 ' '.Dr..Hor^.ZinrYgrebe oipu^gu
an das Deutsche Patentamt, München Patentanwalt Patentanwaltto the German Patent Office, Munich Patent Attorney Patent Attorney
Die Schleif spindelachse 25 kann dann je nach den von der CNC-Steuerung 90 empfangenen Signalen mit einem gewünschten. Winkel zur vertikalen Zustellrichtung 73 eingestellt werden.The grinding spindle axis 25 can then be set to a desired angle to the vertical feed direction 73 depending on the signals received from the CNC control 90.
Der Schleifkopf 20 gemäß Figur 5 ist mit einer im Ganzen mit 10 "bezeichneten" automatischen Werkzeugwechseleinrichtung versehen. .Auf einem Pfosten 40 ist ein Werkzeugmagazin in Form eines auf einer vertikalen Welle 42 montierten Magazintellers 41 "befestigt. Gemäß Figur 8 weist der Magazinteller 41. 3^ Umfang mehrere Ausnehmungen 43 auf, von denen jede ein Werkzeug 31 zur Entnahme bereithält. Aus dem Werkzeugwechsler 10 .steht in Richtung auf den Schleifkopf 20 ein Arm 44 vor, an dessen unterem vorderen Ende mittig ein Werkzeugträger 45. befestigt ist. Der Werkzeugträger 45 weist an beiden gegenüberliegenden Enden je eine Gabel 46, 47 auf. In der in Figur 8 dargestellten vorgeschobenen Arbeitsstellung des Armes 44 fluchtet ein in der Gabel 46 bereitgehaltenes Werkzeug axial mit der Aufnahmebohrung des Schleifkopfes. Durch Hochfahren eines unteren Armabschnittes 48 wird das obere Ende des bereitgahaltenen Werkzeugs in den Schleifkopf 20 eingefahren und · dort von einer axialen Wechselspindel ergriffen, wobei die Wechselspindel in ein axiales Innengewinde des Werkzeugs eingreif das Werkzeug aus der Gabel 46 abhebt und in eine vorgegebene, J durch einen Anschlag definierte Endstellung bringt. Bei der :| Werkzeugentnahme dreht sich die nicht dargestellte Wechsel- I spindel in entgegengesetzter Richtung und gibt das Werkzeug =■-·■ f auf eine leere, bereitgehaltene Gabel des Werkzeugträgers 45.' \ Der Werkzeugträger 45 ist in nicht dargestellter Weise um eine 1 vertikale Achse drehbar, so daß im Austausch zum entnommenen f Werkzeug ein in der- gegenüberliegenden Gabel 47 bereitgehal- | tenes Werkzeug in den Schleifkopf in der erwähnten Weise ein- I .geführt werden kann. Das Zurückziehen des Armes 44 bewirkt fThe grinding head 20 according to Figure 5 is provided with an automatic tool changing device, designated as a whole with 10. A tool magazine in the form of a magazine plate 41 mounted on a vertical shaft 42 is fastened to a post 40. According to Figure 8, the magazine plate 41 has a plurality of recesses 43 around its circumference, each of which holds a tool 31 ready for removal. An arm 44 protrudes from the tool changer 10 in the direction of the grinding head 20, to the lower front end of which a tool carrier 45 is fastened in the middle. The tool carrier 45 has a fork 46, 47 at each of the two opposite ends. In the advanced working position of the arm 44 shown in Figure 8, a tool held ready in the fork 46 is axially aligned with the receiving bore of the grinding head. By raising a lower arm section 48, the upper end of the tool held ready is inserted into the grinding head 20 and there gripped by an axial change spindle, whereby the change spindle is in a The tool is lifted out of the fork 46 and placed in a predetermined end position defined by a stop. When the tool is removed, the change spindle (not shown) rotates in the opposite direction and places the tool on an empty fork of the tool carrier 45 that is kept ready. The tool carrier 45 can be rotated about a vertical axis (not shown) so that, in exchange for the removed tool, a tool kept ready in the opposite fork 47 can be inserted into the grinding head in the manner mentioned. The retraction of the arm 44 causes
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gleichzeitig ein Absetzen des entnommenen Werkzeugs in einer der Ausnehmungen 43 des Magazintellers 41. Der Ablauf der zum automatischen Werkzeugwechsel erforderlichen Betriebsphasen am Schleifkopf 20 sowie am Werkzeugwechseler 10 wird durch die CNC-Steuerung 90 besorgt.at the same time, the removed tool is placed in one of the recesses 43 of the magazine plate 41. The sequence of the operating phases required for the automatic tool change on the grinding head 20 and on the tool changer 10 is carried out by the CNC control 90.
In dieser Ausbildung der Erfindung- ist es möglich, ohne die Einrichtung des Werkstücks 15 auf.dem Vorschubtisch 91 zu verändern, in einem ersten Arbeitsgang mittels eines Fräswerkzeuges 32 mit einem oder wenigen Vorschüben des Vor- ^j 10 schubtisches 91 den Hauptteil des vom Werkstück 15 abzutragenden Materials 'zu "entfernen, wobei gemäß Figur 6 mehrere beabstandete Flächen am Werkstück 15 durch entsprechende Zustellung des Schleifkopfes 20 in der Vertikalebene bearbeitet werden können. Die Zustellung des Schleifkopfes 20 zur Bearbeitung einer weitern Fläche am gleichen Werkstück 15 ist in Figuren 6 und 7 gestrichelt dargestellt.In this embodiment of the invention, it is possible, without changing the arrangement of the workpiece 15 on the feed table 91, to remove the majority of the material to be removed from the workpiece 15 in a first operation using a milling tool 32 with one or a few feeds of the feed table 91, whereby, according to Figure 6, several spaced-apart surfaces on the workpiece 15 can be machined by appropriately moving the grinding head 20 in the vertical plane. The moving of the grinding head 20 for machining another surface on the same workpiece 15 is shown in dashed lines in Figures 6 and 7.
Nach Wechsel des Fräswerkzeuges mittels des automatischen ■Werkzeugwechslers 10 gegen eine Schleifscheibe 33 (Fig. 7) kann die Fläche auf dem Werkstück 15 auf Endmaß geschliffen werden. Die Schleifscheibe 33 kann dabei in Richtung der Schleif- r , spindelachse 25 oszillierend über das Werkstück 15 geführt werden.After changing the milling tool by means of the automatic tool changer 10 for a grinding wheel 33 (Fig. 7), the surface on the workpiece 15 can be ground to the final dimension. The grinding wheel 33 can be guided over the workpiece 15 in an oscillating manner in the direction of the grinding spindle axis 25.
Ia einem dritten Arbeitsgang kann dann die Schleifscheibe gegen ein Bohrwerkzeug aus dem automatischen Werkzeugwechsler 10 ausgetauscht werden und mit diesem an vorbestimmten Punkten am Werkzeug 15 eine Bohrung gewünschter Abmessung eingebracht werden. Bei diesen Arbeitsgängen der erfindungsgemäßen Maschine braucht die Einrichtung des Werkstücks 15 nicht geändert zu werden,da der Werkzeug-Wechselvorgang definiert, reproduzierbar und bezüglich der Bewegungsachsen der MaschineIn a third operation, the grinding wheel can then be exchanged for a drilling tool from the automatic tool changer 10 and a hole of the desired size can be drilled at predetermined points on the tool 15. During these operations of the machine according to the invention, the setup of the workpiece 15 does not need to be changed, since the tool changing process is defined, reproducible and with respect to the movement axes of the machine.
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«&eegr; das Deutsche Patentamt, Mün§hen Patentanwalt «&eegr; the German Patent Office, Munich Patent Attorney
exakt ausgerichtet durchgeführt wird.is carried out precisely aligned.
An den vorstehend erläuterte Merkmalen der Erfindung sind dem Fachmann unschwer Änderungen geläufig, ohne daß dadurch vom Erfindungsgedanken abgewichen wird, wobei die beigefügten Zeichnungen selbstständige» Offenbarungsmittel der Erfindung sind.The person skilled in the art will readily be able to make changes to the features of the invention explained above without thereby departing from the inventive concept, with the accompanying drawings being independent means of disclosing the invention.
Claims (9)
Anschlag*
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&Idigr;
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