AT11347U1 - Werkzeugmaschine - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten wenigstens eines Werkstücks (10) mit einem Maschinengestell (1), mit mindestens einem Werkzeug (17) zur Bearbeitung des Werkstücks (10) und mit einer am Maschinengestell (1) vorgesehenen Schlitteneinrichtung (4), die wenigstens einen Hauptschlitten (5) und am Hauptschlitten (5) verschiebbar gelagerten Nebenschlitten (6) aufweist, dem das Werkzeug (17) zugeordnet ist und dessen Verschubrichtung (9) gegenüber der Verschubrichtung (8) des Hauptschlittens (5) geneigt verläuft. Um vorteilhafte Konstruktionseigenschaften zu schaffen, wird vorgeschlagen, dass die Schlitteneinrichtung (4) einen weiteren am Hauptschlitten (5) verschiebbar gelagerten Nebenschlitten (11) aufweist, dem ein zum anderen Nebenschlitten (6) eigenes Werkzeug (14) zugeordnet ist, wobei die Nebenschlitten (6, 11) entlang von unterschiedlichen Hauptschlittenseiten (15, 16) des Hauptschlittens (5) und insbesondere mit zueinander parallelen Verschubrichtungen (9, 12) verschiebbar sind.

Description

österreichisches Patentamt AT 11 347 U1 2010-09-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten wenigstens eines Werkstücks mit einem Maschinengestell, mit mindestens einem Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks und mit einer am Maschinengestell vorgesehenen Schlitteneinrichtung, die wenigstens einen Hauptschlitten und am Hauptschlitten verschiebbar gelagerten Nebenschlitten aufweist, dem das Werkzeug zugeordnet ist und dessen Verschubrichtung gegenüber der Ver-schubrichtung des Hauptschlittens geneigt verläuft.

[0002] Um bei Werkzeugmaschinen Werkzeuge zur Bearbeitung an ein Werkstück heranführen zu können, ist es aus dem Stand der Technik bekannt (DE 199 63 863 A1), am Maschinengestell der Werkzeugmaschine eine Schlitteneinrichtung vorzusehen. Bekannte Schlitteneinrichtungen bestehen im wesentlichen aus einem Hauptschlitten und aus einem auf dem Hauptschlitten verschiebbar gelagerten, das Werkzeug tragenden Nebenschlitten, wodurch zwei, senkrecht aufeinander stehende Verschubrichtungen gewährleistet werden können. Von Nachteil bei derartigen Schlitteneinrichtungen ist, dass trotz einer Mehrachsigkeit lange Bearbeitungszeiten entstehen können, insbesondere wenn häufig Werkzeugwechsel durchgeführt werden müssen. Außerdem kommt hinzu, dass ein für verschiedene Werkzeuge geeigneter Hauptschlitten vergleichsweise konstruktiv aufwendig und sohin meist auch massiv ausgebildet werden muss, weil dieser die verschiedenen Belastungsgrößen der Werkzeuge aufzunehmen hat.

[0003] Zur Verkürzung der Bearbeitungszeit ist überlegt worden (EP 0 882 548 A2), zwei Hauptschlitten starr zu verbinden und auf einer linearen Führung gemeinsam zu verfahren, um so zwischen zwei Werkzeugen schnell wechseln zu können. Von Nachteil hat sich jedoch neben des konstruktiven Mehraufwands herausgestellt, dass durch solche vergleichsweise massive Hauptschlitten die Verschubgeschwindigkeit bzw. Vorschubdynamik und damit auch die Bearbeitungsgeschwindigkeit vermindert ist. Außerdem konnte festgestellt werden, dass entgegen der allgemeinen Fachmeinung trotz der erhöhten Steifigkeit des Hauptschlittenverbunds die Genauigkeit in der Bearbeitung des Werkstücks nicht verbessert werden kann.

[0004] Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Werkzeugmaschine der eingangs geschilderten Art derart auszugestalten, dass auf konstruktiv einfache Weise trotz unterschiedlicher Werkzeuge eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit samt hoher Bearbeitungsgenauigkeit ermöglichtwerden kann.

[0005] Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Schlitteneinrichtung einen weiteren am Hauptschlitten verschiebbar gelagerten Nebenschlitten aufweist, dem ein zum anderen Nebenschlitten eigenes Werkzeug zugeordnet ist, wobei die Nebenschlitten entlang von unterschiedlichen Hauptschlittenseiten des Hauptschlittens und insbesondere mit zueinander parallelen Verschubrichtungen verschiebbar sind.

[0006] Weist die Schlitteneinrichtung einen weiteren am Hauptschlitten verschiebbar gelagerten Nebenschlitten auf, dem ein zum anderen Nebenschlitten eigenes Werkzeug zugeordnet ist, dann kann zunächst mit einer verringerten Geschwindigkeit in der Positionierung der Werkzeuge und damit mit einer Verringerung der Bearbeitungsgeschwindigkeit gerechnet werden, weil die zusätzlichen Belastungskräfte zu einem veränderten Einschwingverhalten des Hauptschlittens führen können. Um diese zu vermindern, geht der Stand der Technik in Richtung einer Erhöhung der Steifigkeit des Hauptschlittens, was wiederum im Hinblick für die Bearbeitungsgeschwindigkeit aufgrund der Gewichtszunahme nachteilig ist. Erfindungsgemäß kann jedoch dennoch eine hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit gewährleistet werden, wenn die Nebenschlitten entlang von unterschiedlichen Hauptschlittenseiten des Hauptschlittens und insbesondere mit zueinander parallelen Verschubrichtungen verschiebbar sind. Es können nämlich dadurch vergleichsweise stark einseitige Belastungsänderung auf den Hauptschlitten vermieden werden, so dass wenn überhaupt nur geringe Änderungen in der Steifigkeit des Hauptschlittens vorgenommen werden müssen. Im Gegensatz zum Stand der Technik kann sohin trotz verschiedener Werkzeuge eine vergleichsweise hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit ermöglicht werden. Zu- 1/6 österreichisches Patentamt AT 11 347 U1 2010-09-15 sätzlich ergab sich, dass, obwohl zusätzliche Belastungen auf den Hauptschlitten wirken, die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstücks verbessert werden kann. So kann nämlich der Hauptschlitten samt seinen Nebenschlitten auf die zu tragenden Werkzeuge besonders konstruktiv abgestimmt werden, um ähnlich gleiche Steifigkeitsverhältnisse für ähnliche Eingriffspunkte realisieren zu können, was insbesondere bei unterschiedlichen Werkzeugen und deren meist verschiedenen Antriebssystemen von Vorteil ist. Im Gegensatz zu mehreren Hauptschlitten kann daher für den erfindungsgemäßen Hauptschlitten eine Optimierung seiner Struktur auf einen Kraftfluss erfolgen, was nicht nur zu einer hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit sondern auch zu einer hohen Bearbeitungsgenauigkeit führen kann. Desweiteren wird durch einen Verzicht auf einen Hauptschlittenverbund eine vergleichsweise hohe Kostenreduktion bzw. konstruktive Vereinfachung möglich. Außerdem kann durch das Vorsehen von mehreren Nebenschlitten auf unterschiedlichen Hauptschlittenseiten vermieden werden, dass sich die Werkzeuge gegenseitig behindern, weil diese nahezu unabhängig voneinander bewegt werden können. Dies kann ebenso zur Erhöhung der Bearbeitungsgeschwindigkeit genützt werden, weil so das Werkstück gleichzeitig mit mehreren Werkzeugen bearbeitet werden kann.

[0007] Einfache Konstruktionsverhältnisse ergeben sich, wenn die jeweilige Verschubrichtung der Nebenschlitten aufnehmenden Verschubebenen geneigt zueinander verlaufen, weil dann die Werkzeuge der beiden Schlitten für ähnliche Eingriffslagen bzw. Eingriffspunkte nahe aneinander verfahrbar sein können.

[0008] Zusätzliche Bewegungsfreiheit kann geschaffen werden, wenn die Schlitteneinrichtung einen Lagerschlitten aufweist, auf dem der Hauptschlitten lastet und der entlang einer am Gestell vorgesehenen linearen Führung verstellbar gelagert ist.

[0009] Die Bearbeitungsgeschwindigkeiten können verbessert werden, wenn wenigstens zwei Schlitteneinrichtungen gemeinsam auf der linearen Führung des Gestells verschiebbar gelagert sind.

[0010] In den Figuren ist der Erfindungsgegenstand anhand eines Ausführungsbeispiels beispielsweise dargestellt. Es zeigen [0011] Fig. 1 eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines Werkstücks in einer dreidimensionalen

Ansicht, [0012] Fig. 2 eine teilweise abgerissene Frontansicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1, [0013] Fig. 3 eine Seitenansichten auf die Vorrichtung nach Fig. 1 und [0014] Fig. 4 die Vorrichtung nach Fig. 1 mit zwei Schlitteneinrichtungen.

[0015] Die beispielsweise nach Fig. 1 dargestellte Werkzeugmaschine weist ein Maschinengestell 1 auf, wobei der Übersichtlichkeit halber das Maschinengestell 1 nur angedeutet worden ist. Mit dem Maschinengestell 1 ist eine lineare Führung 2 mit zwei Führungsschienen 3 verbunden. Diese lineare Führung 2 ist Teil einer Schlitteneinrichtung 4, die am Maschinengestell 1 lastet. Auf den Führungsschienen 3 ist ein Hauptschlitten 5 verschiebbar gelagert, der über nicht näher dargestellte Bewegungsmittel entlang der linearen Führung 2 bewegbar ist. Auf dem Hauptschlitten 5 ist ein Nebenschlitten 6 verschiebbar gelagert, wobei hierfür dem Hauptschlitten 5 Führungsschienen 7 zugeordnet sind. Diese Führungsschienen 7 sind am Hauptschlitten 5 derart angeordnet, dass der Nebenschlitten 6 senkrecht zur Verschubrichtung 8 des Hauptschlittens 5 bewegt werden kann. Die Verschubrichtung 8 des Hauptschlittens 5 verläuft also gegenüber der Verschubrichtung 9 des Nebenschlittens 6 geneigt. Um vorteilhafte Voraussetzungen zur Bearbeitung des teilweise dargestellten Werkstücks 10 zu schaffen, weist der Hauptschlitten 5 einen weiteren Nebenschlitten 11 mit einer zum anderen Nebenschlitten 6 parallelen Verschubrichtung 12 auf. An diesem Nebenschlitten 11 ist eine Antriebseinheit 13 zum Antreiben eines eigenen Werkzeugs 14, nämlich eines Bohrers, vorgesehen. Vorstellbar ist auch eine Bohrstange, wenn das Werkstück 10 dazu relativ bewegt wird, was nicht näher dargestellt ist. Durch die Verschiebbarkeit der beiden Nebenschlitten 6 und 11 entlang von unterschiedlichen Hauptschlittenseiten 15 und 16 kann für die Werkzeuge 17 und 14 nahezu gleiche Eingriffspunkte E am Werkstück 10 ermöglicht werden, was die Bearbeitungsgenauigkeit erhöht 2/6

Claims (4)

1. österreichisches Patentamt AT 11 347 U1 2010-09-15 und insbesondere den Figuren 2 und 3 entnommen werden kann. Dort ist ersichtlich, dass die Werkzeuge 14 und 17 nahe aneinander gefahren werden können, so dass sich vergleichsweise ähnlichen Bearbeitungsverhältnisse, selbst für unterschiedlichste Werkzeuge 14 und 17, ergeben. [0016] Der Nebenschlitten 11 ist am Hauptschlitten 5 über Führungsschienen 18 verschiebbar gelagert, wobei die beiden Verschubebenen 19 und 20, in denen die Verschubrichtungen 9 und 12 liegen, strichliert dargestellt worden sind. Vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Verschubebenen 19 und 20 geneigt zueinander verlaufen, weil dann die Werkzeuge 14, 17 der beiden Nebenschlitten 9 und 11 nahe zusammengefahren werden können. [0017] Weiteres weist das Gestell 1 eine Linearführung 25 mit Führungsschienen 26 auf, anhand denen eine Verschubrichtung 27 geschaffen werden kann. Entlang dieser Verschubrich-tung 27 kann der darauf verschiebbar gelagerte Lagerschlitten 28 verfahren werden, auf dem in weitere Folge der Hauptschlitten 5 mit seiner Verschubrichtung 8 verschiebbar gelagert ist. Damit ist auf einfache Weise eine zusätzliche Bewegungsfreiheit für den Hauptschlitten 5 geschaffen, wenn die Verschubrichtungen 8 und 27 zueinander geneigt verlaufen. Um die Bearbeitungsgeschwindigkeit weiter erhöhen zu können, ist auf den Führungsschienen 26 eine zweite Schlitteneinrichtung 21 vorgesehen, was der Fig. 4 entnommen werden kann. Am zur Schlitteneinrichtung 4 ähnlichen Schlitteneinrichtung 21 wird jedoch zum Unterschied ein als Sägeblatt 22 ausgebildetes Werkzeug verwendet. [0018] Die Mittel zur Bewegung der Schlitten 5, 6, 11 und 28 sind der Einfachheit halber nicht dargestellt, vorstellbar ist, diese im jeweiligen Schlitten 5, 6, 11 und 28 vorzusehen. Weiters ist für eine zusätzliche Bewegbarkeit des Werkzeugs 14 ein am Schlitten 11 verschiebbar gelagerter Arm 23 für das Werkzeug 14 vorgesehen. Weiters kann das Werkzeug 17 mit einer Antriebseinheit 24 bewegt werden. Ansprüche 1. Werkzeugmaschine zum Bearbeiten wenigstens eines Werkstücks mit einem Maschinengestell, mit mindestens einem Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstücks und mit einer am Maschinengestell vorgesehenen Schlitteneinrichtung, die wenigstens einen Hauptschlitten und mindestens einem am Hauptschlitten verschiebbar gelagerten Nebenschlitten aufweist, dem das Werkzeug zugeordnet ist und dessen Verschubrichtung gegenüber der Verschubrichtung des Hauptschlittens geneigt verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitteneinrichtung (4) einen weiteren am Hauptschlitten (5) verschiebbar gelagerten Nebenschlitten (11) aufweist, dem ein zum anderen Nebenschlitten (6) eigenes Werkzeug (14) zugeordnet ist, wobei die Nebenschlitten (6, 11) entlang von unterschiedlichen Hauptschlittenseiten (15, 16) des Hauptschlittens (5) und insbesondere mit zueinander parallelen Verschubrichtungen (9,12) verschiebbar sind.
2. 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die, die jeweilige Verschubrichtung (9, 12) der Nebenschlitten (6, 11) aufnehmenden Verschubebenen (19, 20) geneigt zueinander verlaufen.
3. 3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlitteneinrichtung (4) einen Lagerschlitten (28) aufweist, auf dem der Hauptschlitten (5) lastet und der entlang einer am Gestell (2) vorgesehenen linearen Führung (25) verstellbar gelagert ist.
4. 4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Schlitteneinrichtungen (4, 21) gemeinsam auf der linearen Führung (25) des Gestells (2) verschiebbar gelagert sind. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 3/6