WO2006024250A1 - Werkzeugmaschine - Google Patents

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WO2006024250A1
WO2006024250A1 PCT/DE2005/001220 DE2005001220W WO2006024250A1 WO 2006024250 A1 WO2006024250 A1 WO 2006024250A1 DE 2005001220 W DE2005001220 W DE 2005001220W WO 2006024250 A1 WO2006024250 A1 WO 2006024250A1
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workpiece
machine tool
monoblock
tool according
vertical
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Inventor
Norbert HESSBRÜGGEN
Original Assignee
Emag Holding Gmbh
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Publication date
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    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/01—Frames, beds, pillars or like members; Arrangement of ways
    • B23Q1/015—Frames, beds, pillars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/56—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/60—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/62—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides
    • B23Q1/621—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism two sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism with perpendicular axes, e.g. cross-slides a single sliding pair followed perpendicularly by a single sliding pair

Definitions

  • the invention relates to a machine tool for machining workpieces according to the preamble of claim 1.
  • From DE 198 25 523 A1 discloses a lathe with an existing upper and lower part of the machine frame is known.
  • the upper part is designed as a monobloc and carries on a senkechten outer wall a workpiece holder.
  • a movable processing unit is arranged at the bottom of the monoblock.
  • the workpiece holder is designed as a spindle unit with a vertical axis and movable in the direction of the Z-axis.
  • the processing unit is displaceable in the direction of the horizontal X-axis.
  • the invention has for its object to provide a machine tool that allows for cost-effective design effective stiffness and a high degree of automation with automatic workpiece change.
  • a significant advantage of the machine tool according to the invention is to guide the workpiece spindle in the X direction on the machine frame back and forth and to arrange the associated processing unit on the opposite side of the monobloc.
  • the processing units for example a tool turret or a motor spindle, can be arranged stationary on the monoblock or can be moved back and forth in the direction of the Y axis. Since the guides are arranged for movements in the X direction on the top of the monoblock, the workpiece spindle can be guided at a very small distance from the vertical outer surface of the monobloc. Due to the short lever arms for transmission The machining forces are achieved a very high machine rigidity.
  • the workpiece spindle can not only perform the movements required for workpiece machining in the X and Z directions, but also take over the movements for performing an automatic workpiece change. Due to the suspended arrangement of the workpiece on the workpiece carrier, a particularly fast workpiece change in the pick-up process can take place.
  • At least two workpiece spindles are arranged on the machine frame. Between two spindles is a transfer position, so that the workpiece in a subsequent
  • Processing station further processing steps can be supplied.
  • a turning device can be provided, whereby an all-round workpiece machining is made possible.
  • the monoblock is made of reactive resin concrete.
  • different machine designs can be produced particularly advantageous because the recesses for the processing units and / or the workpiece transport are inexpensive to change in the monoblock and can be easily adapted to the different machine variants.
  • Fig. 1 shows the machine tool according to the invention in cross section
  • Fig. 2 shows the front view of a machine tool, partially cut
  • Fig. 3 shows the front view of a machine tool with two workpiece spindles, partially cut
  • the base frame 1 and the monobloc 2 form the machine frame 3.
  • the base frame 1 and the monobloc 2 form the machine frame 3.
  • the horizontal slide 5 is guided in the direction of the X-axis back and forth.
  • the vertical slide 6 on guides 27 in the direction of the Z-axis movable.
  • the vertical slide 6 receives the workpiece spindle 7. This carries at its lower end the clamping means 8 for workpieces 9.
  • a console 10 for receiving the processing unit 11 is arranged.
  • the horizontal guides 4 are arranged behind a plane E, parallel to the vertical outer wall 14 on the monoblock 2. In this way, the workpiece spindle 7 can be guided with an extremely small distance from the vertical outer wall 14 of the monoblock 2. This results in short lever arms for the transmission of machining forces and a very high machine rigidity.
  • FIG. 2 The front view of the machine tool is shown in FIG. 2.
  • a circular conveyor 28 is provided for the supply and discharge of the workpieces 9.
  • the unprocessed workpieces 9 are removed from the position for the workpiece feed 17, transported by moving the horizontal slide 5 in the processing area and processed there by the tools 25. They are then returned to the same place from which they were taken earlier.
  • a probe 15 may be provided, whereby predetermined workpieces 9 are measured during ongoing production.
  • Fig. 3 the front view of the machine tool with two workpiece spindles 7 and 16 for the simultaneous machining of workpieces 9 is shown.
  • recesses 20, 21 are provided for the workpiece feed 17, the workpiece tray 19 and the motor spindle 22.
  • the motor spindle 22 is guided with guides 23 on the console 24 in the X direction to move back and forth.
  • the console 24 is fixedly attached to the outer wall 13, the underside of the monoblock 2.
  • the workpiece spindle 7 moves laterally in the X direction to a position above the workpiece feed 17, engages with the clamping means 8, the workpiece 9 and then moves into the effective range of the processing unit 11.
  • the processing of the workpiece 9 in a conventional manner by the various Tools 25, with holes, milling or other measures on the workpiece 9 can be made.
  • the Workpiece 9 is stored by the workpiece spindle 7 in the transfer position 18 and taken over there by the workpiece spindle 16.
  • a turning device can be provided, with which the workpiece 9 can be turned to the back side machining.
  • the workpiece 9 is deposited in the workpiece rest 19.
  • the arrangement of the recesses 20, 21 for the processing unit 11 and the motor spindle 22 and / or the workpiece feed 17, and workpiece tray 19 are particularly advantageous in the monobloc 2, since with the made of reactive resin concrete monoblock 2 different machine designs can be produced inexpensively.

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Abstract

Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken (9) mit einem ein Untergestell (1) und einem Monoblock (2) aufweisenden Maschinengestell (3), mit mindestens einer längs des Maschinengestells (3) hin und der beweglichen vertikalten Werkstückspindel (7) und mindestens einer dieser zugeordneten Bearbeitungseinheit (11), wobei die Bearbeitungseinheit (11) und die Werkstückspindel (7) an Außenwänden (12, 13) des Monoblocks (3) angebracht sind und die Werkstückspindel (7) in mindestens zwei Achsrichtungen (X, Z) längs des Maschinengestells (3) hin und der beweglich angebracht ist.

Description

Werkzeugmaschine
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der DE 198 25 523 A1 ist eine Drehmaschine mit einem aus Ober- und Unterteil bestehenden Maschinengestell bekannt. Das Oberteil ist als Monoblock ausgeführt und trägt an einer senkechten Außenwand einen Werkstückhalter. An der Unterseite des Monoblocks ist eine verfahrbare Bearbeitungseinheit angeordnet. Der Werkstückhalter ist als Spindeleinheit mit vertikaler Achse ausgeführt und in Richtung der Z-Achse beweglich. Die Bearbeitungseinheit ist in Richtung der horizontalen X-Achse verschiebbar.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die bei kostengünstiger Bauweise eine effektive Steifigkeit und einen hohen Automatisierungsgrad mit automatischem Werkstückwechsel ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine besteht darin, die Werkstückspindel in X-Richtung am Maschinengestell hin und her beweglich zu führen und die zugeordnete Bearbeitungseinheit auf der gegenüberliegenden Seite des Monoblocks anzuordnen. Die Bearbeitungseinheiten, beispielsweise ein Werkzeugrevolver oder eine Motorspindel, können am Monoblock ortsfest oder in Richtung der Y-Achse hin und her bewegbar angeordnet sein. Da die Führungen für Bewegungen in X-Richtung auf der Oberseite des Monoblocks angeordnet sind, kann die Werkstückspindel mit äußerst geringem Abstand zur vertikalen Außenfläche des Monoblocks geführt werden. Aufgrund der kurzen Hebelarme zur Übertragung der Bearbeitungskräfte wird eine sehr hohe Maschinensteifigkeit erreicht. Ferner kann die Werkstückspindel nicht nur die zur Werkstückbearbeitung erforderlichen Bewegungen in X- und Z-Richtung durchführen, sondern auch die Verfahrbewegungen zur Durchführung eines automatischen Werkstückwechsels übernehmen. Durch die hängende Anordnung des Werkstücks am Werkstückträger kann ein besonders schneller Werkstückwechsel im Pick-up-Verfahren erfolgen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind mindestens zwei Werkstückspindeln am Maschinengestell angeordnet. Zwischen beiden Spindeln befindet sich eine Übergabeposition, so dass das Werkstück in einer nachfolgenden
Bearbeitungsstation weiteren Bearbeitungsschritten zugeführt werden kann. In der Übergabeposition kann eine Wendeeinrichtung vorgesehen sein, wodurch eine allseitige Werkstückbearbeitung ermöglicht wird.
In einer weiteren Ausführung ist der Monoblock aus Reaktionsharzbeton hergestellt. Dabei lassen sich unterschiedliche Maschinenausführungen besonders vorteilhaft herstellen, denn die Aussparungen für die Bearbeitungseinheiten und/oder den Werkstücktransport sind im Monoblock kostengünstig zu ändern und können auf einfache Weise an die verschiedene Maschinenvarianten angepasst werden.
Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine im Querschnitt
Fig. 2 zeigt die Vorderansicht einer Werkzeugmaschine, teilweise geschnitten
Fig. 3 zeigt die Vorderansicht einer Werkzeugmaschine mit zwei Werkstückspindeln, teilweise geschnitten
Bei der Werkzeugmaschine nach Fig. 1 bilden das Untergestell 1 und der Monoblock 2 das Maschinengestell 3. An der Oberseite des Monoblocks 2 sind zwei voneinander beabstandete Führungen 4, auf weichen der Horizontalschlitten 5 in Richtung der X-Achse hin und her beweglich geführt ist. Am Horizontalschlitten 5 ist der Vertikalschlitten 6 auf Führungen 27 in Richtung der Z-Achse verfahrbar. Der Vertikalschlitten 6 nimmt die Werkstückspindel 7 auf. Diese trägt an ihrem unteren Ende das Spannmittel 8 für Werkstücke 9. An der Außenwand 13, der Unterseite des Monoblocks 2 ist eine Konsole 10 zur Aufnahme der Bearbeitungseinheit 11 angeordnet. Die horizontalen Führungen 4 sind hinter einer Ebene E, parallel zur vertikalen Außenwand 14 am Monoblock 2 angeordnet. Auf diese Weise kann die Werkstückspindel 7 mit äußerst geringem Abstand zur vertikalen Außenwand 14 des Monoblocks 2 geführt werden. Daraus resultieren kurze Hebelarme für die Übertragung der Bearbeitungskräfte und eine sehr hohe Maschinensteifigkeit.
Die Vorderansicht der Werkzeugmaschine ist aus Fig. 2 ersichtlich. Für die Zu- und Abführung der Werkstücke 9 ist ein Kreisförderer 28 vorgesehen. Die unbearbeiteten Werkstücke 9 werden aus der Position für die Werkstückzuführung 17 entnommen, durch Bewegen des Horizontalschlittens 5 in den Bearbeitungsbereich transportiert und dort durch die Werkzeuge 25 bearbeitet. Anschließend werden sie an den gleichen Ort wieder zurückgelegt, von dem sie vorher entnommen wurden. Zur Qualitätskontrolle kann ein Messtaster 15 vorgesehen sein, womit während der laufenden Produktion vorbestimmte Werkstücke 9 gemessen werden.
In Fig. 3 ist die Vorderansicht der Werkzeugmaschine mit zwei Werkstückspindeln 7 und 16 zur gleichzeitigen Bearbeitung von Werkstücken 9 dargestellt. Im Monoblock 2 sind Aussparungen 20, 21 für die Werkstückzuführung 17, die Werkstückablage 19 und für die Motorspindel 22 vorgesehen. Die Motorspindel 22 ist mit Führungen 23 an der Konsole 24 in X-Richtung hin und her beweglich geführt. Die Konsole 24 ist an der Außenwand 13, der Unterseite des Monoblocks 2 ortsfest angebracht.
Im Folgenden wird die Arbeitsweise der Werkzeugmaschine unter Bezugnahme auf die Figur 3 näher erläutert.
Die Werkstückspindel 7 verfährt seitlich in X-Richtung in eine Position oberhalb der Werkstückzuführung 17, ergreift mit dem Spannmittel 8 das Werkstück 9 und bewegt sich anschließend in den Wirkbereich der Bearbeitungseinheit 11. Die Bearbeitung des Werkstücks 9 erfolgt in an sich bekannter Weise durch die verschiedenen Werkzeuge 25, wobei Bohrungen, Fräsungen oder andere Maßnahmen am Werkstück 9 vorgenommen werden können. Nach erfolgter Bearbeitung wird das Werkstück 9 von der Werkstückspindel 7 in der Übergabeposition 18 abgelegt und dort von der Werkstückspindel 16 übernommen. In der Übergabeposition kann eine Wendeeinrichtung vorgesehen sein, womit das Werkstück 9 zur Rückseitenbearbeitung gewendet werden kann. Im Anschluss an die Bearbeitung durch das Werkzeug 26 der Motorspindel 22 wird das Werkstück 9 in der Werkstückablage 19 abgelegt.
Die Anordnung der Aussparungen 20, 21 für die Bearbeitungseinheit 11 und die Motorspindel 22 und/oder die Werkstückzuführung 17, und Werkstückablage 19 sind im Monoblock 2 besonders vorteilhaft, da mit dem aus Reaktionsharzbeton gefertigten Monoblock 2 unterschiedliche Maschinenausführungen kostengünstig hergestellt werden können.
Bezugszeichenliste
1 Untergestell
2 Monoblock
3 Maschinengestell
4 Führung
5 Horizontalschlitten
6 Vertikalschlitten
7 Werkstückspindel
8 Spannmittel
9 Werkstück
10 Konsole
11 Bearbeitungseinheit
12 Außenwand
13 Außenwand
14 vertikale Außenwand
15 Messtaster
16 Werkstückspindel
17 Werkstückzuführung
18 Übergabeposition
19 Werkstückablage
20 Aussparung
21 Aussparung
22 Motorspindel
23 Führungen
24 Konsole
25 Werkzeug
26 Werkzeug
27 Führung
28 Kreisförderer

Claims

Patentansprüche
1. Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken (9) mit einem ein Untergestell (1 ) und einen Monoblock (2) aufweisenden Maschinengestell (3), mit mindestens einer längs des Maschinengestells (3) hin und her beweglichen vertikalen Werkstückspindel (7) und mindestens einer dieser zugeordneten Bearbeitungseinheit (11), wobei die Bearbeitungseinheit (11) und die Werkstückspindel (7) an Außenwänden (12, 13) des Monoblocks (2) angebracht sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Werkstückspindel (7) in mindestens zwei Achsrichtungen (X, Z) längs des Maschinengestells (3) hin und her beweglich angebracht ist.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwände (12, 13) auf einander gegenüberliegenden Seiten des Monoblocks (2) angeordnet sind.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, mit vertikalen und horizontalen
Führungen (4, 27) für die Werkstückspindel (7), wobei der Monoblock (2) eine vertikale Außenwand (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die vertikalen und horizontalen Führungen (4, 27) auf gegenüberliegenden Seiten einer Ebene (E), die parallel zur vertikalen Außenwand (14) verläuft, angeordnet sind.
4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Ebene F durch die beiden Führungen (4) unter einem Schrägungswinkel α befindet und weder vollständig vertikal noch vollständig horizontal verläuft.
5. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenwand (12), an welcher die Werkstückspindel (7) angeordnet ist, die Oberseite des Monoblocks (2), und die Außenwand (13), an welcher die Bearbeitungseinheit (11 ) angeordnet ist, die Unterseite des Monoblocks (2) bilden.
6. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindel (7) zur Aufnahme und Ablage von Werkstücken (9) zwischen einer Werkstückzuführung (17), mindestens einer
Bearbeitungsposition, einer Übergabeposition (18) und/oder Werkstückablage (19) verfahrbar ist.
7. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungseinheit (11 ) ortsfest am
Maschinengestell (3) angebracht ist.
8. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Monoblock (2) aus Reaktionsharzbeton hergestellt ist.
9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Monoblock (2) Aussparungen (20, 21) für die Bearbeitungseinheit (11) und/oder die Werkstückzuführung (17) und Werkstückablage (19) vorgesehen sind.
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