Werkzeugmaschine Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere zum Fräsen, Bohren oder dergleichen, mit einer Aufspannfläche für das oder die 'Arbeits stücke und mindestens zwei mit Werkzeugspindeln ausgerüsteten Bearbeitungseinheiten.
Die Werkzeugmaschinen dieser Art hat man bis lang derart aufgebaut, dass die Bearbeitungseinheiten während der Bearbeitung unbeweglich sind und der erforderliche Vorschub zwischen Werkzeug und Ar beitsstück durch Verschiebung des Aufspanntisches gegenüber den feststehenden Bearbeitungseinheiten erzielt wird. Dieser Aufbau weist jedoch mannigfal tige Nachteile auf. Zunächst einmal lassen sich mit Hilfe der verschiedenen Bearbeitungseinheiten nur solche Stellen am Arbeitsstück bearbeiten, die in einer und derselben Richtung, nämlich der Vorschub richtung des Aufspanntisches liegen und gleiche Vor schubgeschwindigkeit zulassen. Sobald dagegen Stel len verschiedener Länge zu bearbeiten sind, z. B.
eine durchgehende und eine durch Vorsprünge unter brochene Ausfräsung, stellt sich der Nachteil ein, dass zur Umschaltung der betreffenden Bearbei tungseinheit die Bearbeitung an beiden Einheiten un terbrochen werden muss. Hieraus resultiert ein er heblicher Zeitverlust.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, diesen Nach teil der bekannten Werkzeugmaschinen zu vermeiden. Erfindungsgemäss ist die Arbeitsstück-Aufspannflä che an einem während der Bearbeitung unbeweg lichen Maschinenteil vorgesehen, wobei jede Bearbei tungseinheit für sich allein in drei Koordinatenrich tungen gegenüber der Aufspannfläche verstellbar an geordnet ist. Auf diese überraschend einfache Weise können die einzelnen Bearbeitungseinheiten zu völlig verschiedenen, voneinander nabhängigen Arbeiten am stillstehenden Arbeitsstück eingesetzt werden, z.
B. die erste Bearbeitungseinheit zum Fräsen. eines horizontalen Längsschlitzes und die zweite Einheit zum Bohren einer senkrechten Durchgangsbohrung. Ferner können auch die Bearbeitungseinheiten nach beliebigen Programmen selbsttätig gesteuert werden, wobei während der Umschaltung der einen Einheit die Bearbeitung durch die andere Einheit weiterlaufen kann. Auf diese Weise wird eine sinnvolle, rasche und wirtschaftliche Bearbeitung eines Arbeitsstückes durch mehrere, gleichzeitig tätige Bearbeitungsein heiten möglich.
Die erfindungsgemäss ausgestaltete Werkzeug maschine lässt sich in verschiedenen, den jeweiligen Betriebsverhältnissen angepassten Ausführungsfor men verwirklichen. Als Arbeitsstück-Aufspannfläche wird im allgemeinen eine horizontale Fläche des Maschinenständers verwendet, wobei die Bearbei tungseinheiten an einer oder auch an beiden Seiten der Aufspannfläche angeordnet sein können.
Für Bearbeitungsfälle, die einen Gleichlauf meh rerer Bearbeitungseinheiten zulassen, sind gemäss einer weiteren Ausbildung der Erfindung die Bearbei tungseinheiten kuppelbar ausgebildet. Dies bringt den weiteren Vorteil mit sich, dass man beispielsweise mehrere Einheiten an eine einzige Programmsteue rung anschliessen kann, wodurch eine besondere Ver einfachung in der Maschinenbedienung erzielt wird.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Er findung sind die Bearbeitungseinheiten derart aufge baut, dass der Maschinenständer zur Aufspannfläche parallele, in senkrechter Ebene liegende Führungen für einen Support aufweist, der seinerseits einen hö henverstellbaren Getriebekasten trägt, in dem in der dritten Koordinatenrichtung horizontal verstellbar der Werkzeugspindelträger gelagert ist. Auf diese Weise kann die Werkzeugspindel beliebig im Raum einge- stellt und während der Bearbeitung in der gewählten Richtung von Hand oder auch motorisch verstellt werden.
Der Erfindungsgegenstand ist in der nachstehen den Beschreibung anhand einiger Ausführungsbei spiele erläutert. Es zeigen Fig. 1 und 2 erstes Ausführungsbeispiel in An sicht und Draufsicht, und Fig. 3 zweites Ausführungsbeispiel in Draufsicht. Die in Fig. 1 und 2 dargestellte Werkzeug maschine weist einen Ständer 10 auf, der mit seinem Fussteil auf dem Untergrund verankert ist. Auf sei ner Oberseite ist eine waagerechte, langgestreckte Werkstück-Aufspannfläche 10a eingearbeitet. Die üblichen Nuten der Aufspannfläche 10a dienen zum Festspannen eines Werkstückes, im Darstellungsfalle z. B. eines Gussblockes 11.
Auf der rechten senk rechten Seitenfläche des Maschinenständers 10 ist eine in waagerechter Richtung sich erstreckende schwalbenschwanzförmige Führung 10b vorgesehen, in welcher ein mit entsprechender Führungsnut 12b ausgestatteter Support 12 verschiebbar ist. Unter halb der Führung 10b ist am Ständer 10 noch eine Unterstützungsfläche 10c ausgebildet, mit der eine Gegenfläche 12c des Supports 12 zusammenwirkt. In einer T-förmigen, senkrecht verlaufenden Füh rungsnut 12a des Supports 12 ist ein mit entsprechen der Führung 14a ausgerüsteter Getriebekasten 14 verschiebbar geführt.
In bzw. an dem Kasten 14 sind die nicht näher dargestellten Antriebs-, Steuer- und Schaltmittel bekannter Art und Wirkung unterge bracht. Auf der Oberseite des Getriebekastens 14 ist ein Spindelbock 16 in waagerechter, zur Führung 10b, 12b im rechten Winkel stehender, schwalben schwanzförmiger Führung 14b verschiebbar geführt. Im Spindelbock 16 lagert die das Werkzeug, z. B. einen Fräser 18 tragende Spindel 20. Dieselbe wird durch Getriebemittel bekannter Art angetrieben, die im Getriebekasten 14 und im Spindelbock 16 unter gebracht sind. Als Antriebsquelle dient ein Antriebs motor 14c.
Die Spindel 20 ist im Darstellungsfalle so im Spindelbock 16 angeordnet, dass sie aus dem selben zusammen mit ihrer Lagerhülse 20a heraus fahrbar ist, und zwar in einer Richtung, die parallel zu der Verschieberichtung des Spindelbockes 16 ver läuft.
Die Verstell- und Zustellbewegungen der ver schiebbaren Maschinenteile sind in bekannter Weise maschinell steuerbar. Ausserdem sind noch Hand verstellmittel vorgesehen, und zwar ein Handrad 10d zum Längsverschieben des Supports 12 auf dem Ma schinenständer 10, ein Handrad 12d zum Höhen verschieben des Getriebekastens 14 gegenüber dem Support 12, ein Handrad 14 zum Verschieben des Spindelbockes 16 gegenüber dem Getriebekasten 14 und ein Handrad 16d zum Verschieben der Werk zeugspindel 20 gegenüber dem Spindelbock 16.
Auf der linken Seite des Maschinenständers 10 ist eine zur Führung 10b spiegelbildliche Führung 10b' vorgesehen, in welcher eine der erstbeschrie- benen Einheit spiegelbildlich gleichgestaltete Bearbei tungseinheit 12', 14' und 16' angebracht ist. Auf dem Spindelbock 16' der zweiten Bearbeitungsein heit ist noch ein abnehmbarer Bohrkopf 22 mit senk recht stehender Bohrspindel 22a vorgesehen.
Die beschriebene Werkzeugmaschine ist demge mäss mit einem feststehenden Arbeitstisch ausge rüstet, dem zwei an den Tischlängsseiten angeord nete Bearbeitungseinheiten zugeordnet sind, von de nen jede für sich allein in den drei Koordinatenrich tungen gegenüber dem Arbeitstisch verstellbar ist. Darstellungsgemäss fräst beispielsweise der Stirnfrä ser 18 der ersten Bearbeitungseinheit einen waage rechten Schlitz an der rechten Längsseite des Ar beitsstückes 11, während zugleich sowie unabhängig davon durch den Fingerfräser 22b der zweiten Be arbeitungseinheit an der oberen Fläche des Arbeits stückes eine T-förmige Nut mit senkrechtem Aus laufloch eingearbeitet wird.
Es ist einleuchtend, dass die Zeitspanne für die Gesamtbearbeitung des Ar bcitsstückes bei einer derart aufgebauten Werkzeug maschine nur durch die Zeitspanne für den längsten Bearbeitungsgang bestimmt wird. Alle bei den be kannten Maschinen unvermeidlichen, durch Um schaltung, Umspannung oder dergleichen bedingten Stillstandzeiten in der Bearbeitung entfallen hier voll kommen, so dass bei der erfindungsgemässen Werk zeugmaschine die Bearbeitung des Arbeitsstückes durch die Bearbeitungseinheiten ohne Unterbrechung und somit rasch und wirtschaftlich durchgeführt wer den kann.
Der Erfindungsgedanke ist nicht auf das eben er läutert-- Ausführungsbeispiel beschränkt. Man kann vielmehr den Aufbau der Werkzeugmaschine in bezug auf Anzahl der Bearbeitungseinheiten und ihre räum liche Anordnung den jeweiligen Betriebsverhältnissen anpassen. Bei der Bauart nach Fig. 3 ist beispiels weise zur Bearbeitung von sehr langen Arbeitsstük- ken, wie Säulen 111 oder dergleichen, ein langer Arbeitstisch 110 vorgesehen, der wie bei der ersten Ausführungsform an beiden Längsseiten waagerechte Führungen 110b, 110b' aufweist. An jeder Längs seite des Aufspanntisches sind nun zwei Bearbei tungseinheiten untergebracht, die im Aufbau den erstbeschriebenen Einheiten gleichen.
Die einander gegenüberstehenden Bearbeitungs einheiten 112, 114, 116 und 112', 114', 116' sind dabei in der Weise getriebemässig geschaltet, dass sie mit der gleichen Geschwindigkeit und in gleicher Richtung (Pfeil A) in ihren Führungen gleiten. Die Werkzeugspindeln 120 und 120' beider Bearbeitungs einheiten können somit derart miteinander gekup pelt sein, dass sie einen auf einem Dorn 118a ange brachten, die Oberseite des Arbeitsstückes 111 be arbeitenden Fräsersatz 118 tragen. Dabei wird bei spielsweise der Drehantrieb des Fräsersatzes 118 durch die Spindel 120 bewerkstelligt, während die Spindel 120' nur als Gegenlager dient.
Es kann aber für Arbeiten m't besonders grosser Spanabnahme auch die Spindel 120' zum Drehantrieb des Fräser satzes 118 zusätzlich herangezogen werden.
Zur genauen Ausrichtung der beiden gegenüber stehenden Bearbeitungseinheiten ist es vorteilhaft, einen Balken 122 zu verwenden, welcher in Führun gen an den Oberseiten der beiden Spindelböcke 116, 116' eingeschoben wird und sich brückenartig über das Arbeitsstück 111 erstreckt. Der Balken 122 nimmt in zwei Lagerböcken 122a,<I>122b</I> den Dorn 118a beiderseits des Fräsersatzes 118 zur weiteren Abstützung auf. Für Bearbeitungsfälle, bei denen man dagegen die Spindelböcke 116, 116' sehr nahe aneinander stellen kann, genügen die beiden Spin deln 120, 120' allein zur Lagerung des Werkzeugs 118, 118a, so dass die erwähnten Lagerböcke am Balken 122 entfallen können.
Während die beiden gekuppelten Bearbeitungs einheiten 112, 114, 116 und 112', 114', 116' die Oberseite des Arbeitsstückes 111 bearbeiten, fräst ein Stirnfräser 118" der dritten Bearbeitungseinheit 112", 114", 116" eine waagerechte Ausnehmung in die rechte Seitenfläche des Arbeitsstückes 111 (Pfeil B), und die vierte Bearbeitungseinheit 112', 114', l16' stellt mit einem Fingerfräser 118' eine waagerechte Nut in der linken Seite des Arbeits stückes her (Pfeil C). Dabei arbeiten die beiden letzt erwähnten Bearbeitungseinheiten unabhängig vonein ander und auch unabhängig von den beiden gekup- pelten Bearbeitungseinheiten.
Es sei noch abschliessend erwähnt, dass man in Sonderfällen eine vorteilhafte Ausgangsstellung zwi schen Arbeitsstück und Werkzeug dadurch erreichen kann, dass die Arbeitsstück-Aufspannfläche nicht unmittelbar am Maschinenständer, sondern auf einer ihm gegenüber verschiebbaren und während der Be arbeitung feststellbaren Aufspannplatte angebracht wird.
Machine tool The invention relates to a machine tool, in particular for milling, drilling or the like, with a mounting surface for the work piece (s) and at least two machining units equipped with tool spindles.
Machine tools of this type have long been constructed in such a way that the machining units are immobile during machining and the required feed between tool and work piece is achieved by moving the clamping table with respect to the stationary machining units. However, this structure has various disadvantages. First of all, with the help of the various processing units, only those points on the workpiece can be processed that are in one and the same direction, namely the feed direction of the clamping table, and allow the same feed speed. As soon as Stel len different lengths are to be edited, for. B.
one continuous and one interrupted by protrusions, the disadvantage arises that the processing on both units has to be interrupted in order to switch the relevant processing unit. This results in a considerable loss of time.
It is the object of the invention to avoid this part of the known machine tools. According to the invention, the work piece Aufspannflä surface is provided on a machine part immovable during processing union, each processing unit is arranged individually in three coordinate directions relative to the mounting surface adjustable. In this surprisingly simple way, the individual processing units can be used for completely different, mutually independent work on the stationary work piece, eg.
B. the first machining unit for milling. a horizontal longitudinal slot and the second unit for drilling a vertical through hole. Furthermore, the processing units can also be controlled automatically according to any programs, whereby processing by the other unit can continue while one unit is being switched. In this way, a meaningful, quick and economical processing of a workpiece by several processing units operating at the same time is possible.
The machine tool designed according to the invention can be implemented in various embodiments that are adapted to the respective operating conditions. A horizontal surface of the machine frame is generally used as the workpiece mounting surface, and the processing units can be arranged on one or both sides of the mounting surface.
According to a further embodiment of the invention, the processing units are designed to be capable of being coupled for processing cases that allow multiple processing units to be synchronized. This has the further advantage that, for example, several units can be connected to a single program control, which makes machine operation particularly easy.
In a preferred embodiment of the invention, the machining units are built up in such a way that the machine frame has guides for a support that are parallel to the clamping surface and lying in a vertical plane, which in turn carries a height-adjustable gear box in which the tool spindle carrier is horizontally adjustable in the third coordinate direction is. In this way, the tool spindle can be set anywhere in space and adjusted in the selected direction by hand or motorized during machining.
The subject of the invention is explained in the following the description with reference to some Ausführungsbei games. 1 and 2 first embodiment in view and plan view, and Fig. 3 second embodiment in plan view. The machine tool shown in Fig. 1 and 2 has a stand 10, which is anchored with its foot part on the ground. A horizontal, elongated workpiece mounting surface 10a is incorporated on its top side. The usual grooves of the mounting surface 10a are used to clamp a workpiece, in the case of the illustration, for. B. a cast block 11.
On the right, vertical right side surface of the machine stand 10, a dovetail-shaped guide 10b extending in the horizontal direction is provided, in which a support 12 equipped with a corresponding guide groove 12b can be displaced. Below the guide 10b, a support surface 10c is also formed on the stand 10, with which a counter surface 12c of the support 12 cooperates. In a T-shaped, vertically running guide groove 12a of the support 12, a gear box 14 equipped with the guide 14a is slidably guided.
In or on the box 14, the drive, control and switching means of known type and effect, not shown, are placed under. On the upper side of the gear case 14, a spindle bracket 16 is guided displaceably in a horizontal, dovetail-shaped guide 14b at right angles to the guide 10b, 12b. In the spindle bracket 16 stores the tool, for. B. a cutter 18 carrying spindle 20. The same is driven by transmission means of known type, which are placed in the gear box 14 and in the headstock 16 under. A drive motor 14c serves as the drive source.
The spindle 20 is arranged in the case of the illustration in the spindle bracket 16 that it can be moved out of the same together with its bearing sleeve 20a, namely in a direction that runs parallel to the direction of displacement of the spindle bracket 16.
The adjustment and feed movements of the ver sliding machine parts can be controlled by machine in a known manner. In addition, manual adjustment means are also provided, namely a handwheel 10d for longitudinally moving the support 12 on the machine stand 10, a handwheel 12d for moving the height of the gear box 14 relative to the support 12, a hand wheel 14 for moving the headstock 16 relative to the gear box 14 and a handwheel 16d for moving the tool spindle 20 relative to the spindle bracket 16.
On the left-hand side of the machine stand 10 there is provided a guide 10b 'which is a mirror image of the guide 10b and in which a machining unit 12', 14 'and 16' is attached that is mirror-inverted to the unit described above. On the spindle bracket 16 'of the second processing unit, a removable drill head 22 is provided with a perpendicular drilling spindle 22a.
The machine tool described is accordingly equipped with a fixed work table, which is assigned two processing units arranged on the long sides of the table, each of which is individually adjustable in the three coordinate directions relative to the work table. According to the illustration, for example, the end milling cutter 18 of the first machining unit mills a horizontal slot on the right long side of the work piece 11, while at the same time and independently of the end mill 22b of the second machining unit on the upper surface of the work piece a T-shaped groove with a vertical From running hole is incorporated.
It is evident that the time span for the total machining of the workpiece in a machine tool constructed in this way is only determined by the time span for the longest machining step. All of the inevitable in the known machines, due to switching, reclamping or the like caused downtime in processing are completely eliminated, so that with the inventive machine tool the processing of the workpiece by the processing units can be carried out quickly and economically without interruption and therefore .
The idea of the invention is not limited to the embodiment just explained. Rather, you can adapt the structure of the machine tool with regard to the number of processing units and their spatial arrangement to the respective operating conditions. In the design according to FIG. 3, for example, a long work table 110 is provided for processing very long work pieces, such as columns 111 or the like, which, as in the first embodiment, has horizontal guides 110b, 110b 'on both longitudinal sides. On each longitudinal side of the clamping table, two processing units are now housed, which are similar in structure to the units first described.
The opposed processing units 112, 114, 116 and 112 ', 114', 116 'are geared in such a way that they slide in their guides at the same speed and in the same direction (arrow A). The tool spindles 120 and 120 'of both machining units can thus be coupled to one another in such a way that they carry a cutter set 118 which is placed on a mandrel 118a and which works on the top of the workpiece 111. In this case, the rotary drive of the cutter set 118 is accomplished by the spindle 120, while the spindle 120 'only serves as a counter bearing.
However, for work with particularly large chip removal, the spindle 120 'can also be used to drive the milling cutter set 118.
For precise alignment of the two opposed machining units, it is advantageous to use a bar 122 which is inserted into guides on the upper sides of the two spindle brackets 116, 116 'and extends over the work piece 111 like a bridge. The bar 122 receives the mandrel 118a on both sides of the milling set 118 in two bearing blocks 122a, 122b for further support. For processing cases in which the spindle brackets 116, 116 'can be placed very close to one another, the two spindles 120, 120' are sufficient for mounting the tool 118, 118a, so that the aforementioned bearing brackets on the beam 122 can be omitted.
While the two coupled machining units 112, 114, 116 and 112 ', 114', 116 'machine the top of the workpiece 111, an end mill 118 "of the third machining unit 112", 114 ", 116" mills a horizontal recess in the right side surface of the work piece 111 (arrow B), and the fourth processing unit 112 ', 114', l16 'produces a horizontal groove in the left side of the work piece with an end mill 118' (arrow C). The two last-mentioned processing units work independently of one another and also independently of the two coupled processing units.
Finally, it should be mentioned that in special cases an advantageous starting position between the workpiece and the tool can be achieved in that the workpiece mounting surface is not attached directly to the machine frame, but on a mounting plate that can be moved across from it and locked during processing.