CH649243A5 - Machine tool - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf spanabhebende Werkzeugmaschinen mit automatischem Palettenwechsel gemäss Patentanspruch 1.
Am wirksamsten kann die vorliegende Erfindung in den spanabhebenden Werkzeugmaschinen mit automatisiertem Palettenwechsel angewendet werden, die mit Numerik-Steuerung ausgestattet und zur Bearbeitung von Gehäuse-und anderen Teilen willkürlicher Form bestimmt sind.
Bekannt ist eine spanabhebende Werkzeugmaschine mit automatisiertem Palettenwechsel, die ein Gestell enthält, auf dem verschiebbar in der Horizontalebene längs einer der Koordinatenachsen ein Schlitten angeordnet ist. Die Werkzeugmaschine enthält auch einen Arbeitstisch, der in der Horizontalebene längs einer anderen Achse bewegbar gelagert ist, die zur ersten Koordinatenachse senkrecht verläuft. Der Arbeitstisch ist mit Transportführungen für die Verschiebung von Paletten mit auf ihnen befestigten Werkstücken versehen.
Ausserdem umfasst die Werkzeugmaschine eine Einrichtung zum automatischen Palettenwechsel auf dem Arbeitstisch bei dessen Einstellung in die Palettenwechselposition, welche Einrichtung einen feststehenden Unterbau und eine auf diesem montierte drehbare Plattform mit zwei Stationen enthält, in jeder von denen Transportführungen zum Anbringen und Verschieben auf ihnen von Paletten mit befestigten Rohlingen vorhanden sind.
Auf der drehbaren Plattform ist in jeder der Stationen eine Vorrichtung zur Verschiebung der Palette von der entsprechenden Station auf den Arbeitstisch und zurück vorgesehen.
Nach der Beendigung der Bearbeitung wird die Palette mit dem zu bearbeitenden Werkstück mit Hilfe ihrer Verschiebevorrichtung in die freie Station der drehbaren Plattform der Einrichtung zum automatischen Palettenwechsel verschoben, welche sich in einer solchen Lage befindet, dass ihre Transportführungen mit den Transportführungen des Arbeitstisches zusammenfallen.
Dann erfolgt mit Hilfe eines am feststehenden Unterbau montierten Drehwerks die Verdrehung der drehbaren Plattform der Einrichtung zum automatischen Palettenwechsel um einen erforderlichen Winkel (180 Grad bei zwei Stationen) und so, dass mit den Transportführungen des Arbeitstisches die Transportführungen der anderen Station der Plattform zum automatischen Palettenwechsel gekoppelt werden, in welcher sich die Palette mit dem neuen Rohling befindet. Hiernach wird die Palette mit dem neuen Rohling mit Hilfe ihrer Verschiebevorrichtung auf den Arbeitstisch verschoben, wo sie fixiert und eingespannt wird, damit ein nächster Bearbeitungszyklus möglich ist.
Einrichtungen ähnlichen Typs werden in vielen bekannten Werkzeugmaschinen verwendet.
Bei den beschriebenen Einrichtungen zum automatischen Palettenwechsel ist ausser dem feststehenden Unterbau eine starre und schwere drehbare Plattform vorhanden, die zwei oder mehrere Paletten mit Rohlingen tragen kann, ein Drehwerk der Plattform sowie Langhubvorrichtungen zur Verschiebung der Paletten von der Station der drehbaren Plattform der Einrichtung zum automatischen Palettenwechsel auf den Arbeitstisch und zurück. Zur Ausführung des Palettenwechsels sind drei Bewegungen erforderlich: die Verschiebung der Palette mit dem bearbeiteten Werkstück auf eine der Stationen der genannten Einrichtung, die Drehung der Plattform und die Verschiebung der neuen Palette auf den Arbeitstisch.
Das Vorhandensein von mehreren genannten Verschiebungen verlängert die Zeit des Palettenwechsels.
Ausserdem wird wegen der zwei Stationen auf der drehbaren Plattform der Einrichtung zum automatischen Palettenwechsel eine der Aussenabmessungen der Werkzeugmaschine mehr als um die doppelte Länge der Palette vergrös-sert.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine mit einer solchen konstruktiven Ausführung der Einrichtung zum automatischen Palettenwechsel und der Transportführungen zu schaffen, die eine minimale Anzahl von Bewegungen beim Palettenwechsel gewährleisten und die Aussenabmessung der Werkzeugmaschine verringern würde.
Die gestellte Aufgabe wird mittels einer spanabhebenden Werkzeugmaschine mit automatischem Palettenwechsel gelöst, die ein Gestell mit einem Schlitten, der auf diesem in der Horizontalebene längs einer der Koordinatenachsen verschiebbar angeordnet ist, einen auf dem Schlitten mit Möglichkeit der Bewegung in der Horizontalebene längs einer anderen, zu der ersten senkrechten, Koordinatenachse gelagerten Arbeitstisch, der Transportführungen zur Verschiebung
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der Paletten mit auf ihnen befestigten zu bearbeitenden Werkstücken besitzt, und eine Einrichtung zum automatischen Palettenwechsel auf dem Arbeitstisch enthält und bei der erfindungsgemäss die Einrichtung zum automatischen Palettenwechsel einen feststehenden Unterbau mit auf diesem starr befestigten Transportführungen, eine am feststehenden Unterbau montierte Palettenverschiebevorrichtung und mindestens einen am Schlitten befestigten Konsolträger mit Transportführungen zur Palettenverschiebung umfasst, wobei die Transportführungen des Arbeitstisches, des Unterbaus und des Konsolträgers derart ausgeführt sind, dass beim Einstellen des Arbeitstisches in die Palettenwechselposition diese Führungen eine einheitliche geschlossene Kontur aus den genannten Führungen bilden, über welche mit Hilfe der genannten Vorrichtung die Paletten von der Einrichtung zum automatischen Palettenwechsel auf den Arbeitstisch und zurück verschoben werden.
Dank der Verschiebung der Paletten über die aus den Führungen bestehende geschlossene Kontur, die einen Kreis, ein Oval, eine Ellipse, ein Quadrat mit abgerundeten Ecken u.dgl. darstellen kann, wird die Verschiebung der Paletten von der Beschickungsvorrichtung auf den Arbeitstisch und zurück mit einer minimalen Anzahl von Bewegungen sichergestellt.
Ausserdem bietet die genannte konstruktive Ausführung der Einrichtung zum automatischen Palettenwechsel die Möglichkeit, die Aussenabmessungen der Werkzeugmaschine zu verringern.
Die grösste Vereinfachung der Einrichtung zum automatischen Palettenwechsel wird erreicht, wenn die geschlossene Kontur der Führungen einen Kreis darstellt; hierbei können die Transportführungen des Arbeitstisches, des Unterbaus und des Konsolträgers in Form von Bögen eines Kreises ausgeführt sein.
Zweckmässigerweise ist die Palettenverschiebevorrichtung in Form eines Schwenkhebels ausgebildet, bei dem die Anzahl seiner Arme der Gesamtzahl von auf dem Arbeitstisch und der Einrichtung zum automatischen Palettenwechsel angebrachten Paletten gleich ist und der auf dem feststehenden Unterbau mit Möglichkeit der Zusammenwirkung seiner Arme mit den Paletten für die Verschiebung der letzteren von der Einrichtung zum automatischen Palettenwechsel auf den Arbeitstisch und zurück montiert ist.
Eine derartige konstruktive Ausführung ermöglicht die Verschiebung sämtlicher angebrachten Paletten von ein und demselben Antriebsmechanismus aus.
Im folgenden wird die vorliegende Erfindung durch eine eingehende Beschreibung eines konkreten Ausführungsbeispiels derselben unter Hinweisen auf beigefügte Zeichnungen erläutert, in denen es zeigt:
Fig. 1 die erfmdungsgemässe spanabhebende Werkzeugmaschine in schematischer Darstellung, Vorderansicht;
Fig. 2 dieselbe, Planansicht;
Fig. 3 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV der Fig. 2;
Fig. 5 eine Ausführungsvariante der erfindungsgemässen spanabhebenden Werkzeugmaschine mit einer Mehrfacheinrichtung zum automatischen Palettenwechsel, Planansicht.
Die erfindungsgemäss vorgeschlagene spanabhebende Werkzeugmaschine enthält ein Gestell 1 (Fig. 1), das Führungen 2 besitzt, auf denen ein Schlitten 3 in der Horizontalebene längs einer der Koordinatenachsen X verschiebbar angeordnet ist. Der Schlitten 3 weist ebenfalls Führungen 4 auf, auf denen mit Möglichkeit der Bewegung in der Horizontalebene längs einer anderen Koordinatenachse Y (Fig. 2), die zur Koordinatenachse X senkrecht verläuft, ein Arbeitstisch 5 (Fig. 1) der Werkzeugmaschine gelagert ist.
Auf dem Arbeitstisch 5 ist eine Vorrichtung 6 zum Fixieren und Einspannen von Paletten starr befestigt, auf die in der vorliegenden Beschreibung nicht näher eingegangen wird, weil eine beliebige, für diese Zwecke geeignete Vorrichtung verwendet werden kann. Auf der oberen Fläche dieser Vorrichtung 6 sind zwei Transportführungen 7 und 8 zum Anbringen und Verschieben von Paletten auf denselben, und zwar einer Palette 9 bzw. einer Palette 10, vorhanden, wobei die Führung 7 flach und die Führung 8 V-förmig ausgebildet ist.
Die Führung 7 nimmt lediglich die Belastung von den Paletten mit dem auf diesen befindlichen Rohling, während die Führung 8 auch noch die Lage der Paletten bei deren Beförderung von der Einrichtung zum automatischen Palettenwechsel auf den Arbeitstisch und zurück orientiert. Die Paletten 9 und 10 sind mit Rollenauflagerungen versehen, auf denen sie sich über die Führungen 7 und 8 verschieben können, wobei die die Führung 8 umfassende Auflagerung so ausgeführt ist, dass sie eine radiale Verschiebung der Paletten 9 und 10 relativ zur Führung 8 behindert. Die Konstruktion der Auflagerungen ist in der Zeichnung nicht dargestellt, da sie auf das Wesen der Erfindung keinen Einfluss hat.
Die Führungen 7 und 8 können in der Vertikalrichtung abgefedert sein, wenn zum Einspannen der Palette auf dem Arbeitstisch 5 eine gewisse Verschiebung derselben zur Oberfläche der Vorrichtung 6 hin erforderlich ist.
Die Bewegung des Arbeitstisches 5 längs der Achse X erfolgt mit Hilfe eines Motors 11, der über einen Schraubenmechanismus 12 (Fig. 3) mit dem Arbeitstisch 5 kinematisch verbunden ist.
Die Bewegung des Arbeitstisches 5 längs der Achse Y zusammen mit dem Schlitten 3 erfolgt von einem Motor 13, welcher über einen Schraubenmechanismus 14 (in Figur nicht abgebildet) mit dem Schlitten 3 kinematisch verbunden ist.
Mit dem Gestell 1 ist eine Säule 15 (Fig. 1) mit Führungen 16 starr verbunden, an denen längs einer Achse Z ein Schlitten 17 vertikal verschiebbar montiert ist, an welchem ein Spindelstock 18 angebracht ist, der eine Spindel 19 trägt, die in diesem Beispiel der konkreten Ausführung der Werkzeugmaschine senkrecht angeordnet ist, jedoch auch waagerecht angeordnet sein kann.
Die Spindel 19 wird von einem Elektromotor 20 der Hauptbewegung in Drehung versetzt.
Die Verschiebung des Spindelstocks 18 längs der Achse Z erfolgt von einem Motor 21, der über einen Schraubenmechanismus 22 mit dem Schlitten 17 des Spindelstocks 18 kinematisch verbunden ist.
Die Werkzeugmaschine besitzt auch eine Einrichtung 23 zum automatischen Palettenwechsel auf dem Arbeitstisch 5, die gemäss der Erfindung einen feststehenden Unterbau 24 enthält, der mit dem Gestell 1 starr verbunden ist und dessen oberer Teil eine Platte 25 darstellt. Auf der Platte 25 sind zwei Transportführungen 7a und 8a starr befestigt. Die Führung 7a ist flach und die Führung 8a V-förmig ausgebildet.
Die Führungen 7a und 8a weisen entsprechend dieselben Profile und Halbmesser auf wie die Führungen 7 und 8 der auf dem Arbeitstisch 5 installierten Vorrichtung 6.
Die Einrichtung 23 enthält ferner eine auf dem feststehenden Unterbau 24 montierte Palettenverschiebevorrichtung und am Schlitten 3 befestigte Konsolträger 26 und 27, auf deren oberen Flächen Transportführungen 7b, 8b und 7c, 8c vorhanden sind.
Die Führungen 7b und 8b sind auf dem Konsolträger 26 und die Führungen 7c und 8c auf dem Konsolträger 27 montiert.
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Hierbei sind die Transportführungen 7 und 8 des Arbeitstisches 6, die Führungen 7a und 8a des feststehenden Unterbaus 24 und die Führungen 7b, 7c und 8b, 8c der Konsolträger 26 und 27 derart ausgeführt, dass beim Einstellen des Arbeitstisches 5 in die Palettenwechselposition sie alle einheitliche geschlossene Konturen aus den Führungen 7, 7a, 7b und 7c sowie 8, 8a, 8b und 8c bilden, auf welchen mit Hilfe der genannten Palettenverschiebevorrichtung die Paletten von der Einrichtung 23 zum automatischen Palettenwechsel auf den Arbeitstisch 5 und zurück verschoben werden.
Die Transportführungen 7 und 8 des Arbeitstisches 5, die 7a und 8a des feststehenden Unterbaus 24, die 7b und 8b des Konsolträgers 26 und die 7c und 8c des Konsolträgers 27 sind in Form von Bögen eines Kreises ausgebildet.
Die Palettenverschiebevorrichtung ist in Form eines Schwenkhebels 28 mit Armen 29 und 30 ausgebildet, die über jeweilige Anschläge 29a, 29b und 30a, 30b mit der Palette 9 bzw. 10 zusammenwirken. Hierbei ist die Anzahl der Arme des Schwenkhebels 28 der Gesamtzahl von auf dem Arbeitstisch 5 angebrachten Paletten gleich.
Der Schwenkhebel 28 (Fig. 4) ist über eine Kupplung 31, eine Welle 32, Zahnräder 33, 34 und 35, Zahnräder 37 und 38 (Fig. 3) mit einem Motor 39 zur Schwenkung des Hebels 28 in Verbindung gesetzt.
Auf der Einrichtung 23 zum automatischen Plattenwechsel der in Fig. 5 dargestellten Werkzeugmaschine sind mehrere Paletten, im vorliegenden konkreten Beispiel vier Paletten 40,41,42 und 43 angebracht. Der Hebel 44 besitzt in diesem Fall vier Arme 45,46,47 und 48, die mit ihren jeweiligen Anschlägen 45a und 45b, 46a und 46b, 47a und 47b, 48a und 48b mit der auf dem Arbeitstisch 5 angebrachten Palette 40 und den auf einer Platte 49 angebrachten Paletten 41,42 und 43 gekoppelt werden. Damit auf der Einrichtung 23 drei Paletten Platz finden, ist anstatt des Konsolträgers 27 (Fig. 2) ein entsprechender Vorsprung an der Platte 49 vorgesehen.
Diese Ausführung der Einrichtung 23 ist zweckmässigerweise in einer automatischen Werkzeugmaschine anzuwenden, die für langandauernden Betrieb ohne ständige Anwesenheit des Maschinenführers bestimmt ist.
Die Stationen, in denen die Palette 10 auf der Platte 25 (Fig. 2) oder die Paletten 41,42 und 43 (Fig. 5) auf der Platte 49 der Einrichtung 23 angebracht werden, werden nach irgendeinem bekannten Verfahren, beispielsweise mit Hilfe von Feder- und steuerbaren Feststellern fixiert.
Die Führungen 2 des Gestells 1 sind beiderseits des Schlittens 3 durch Schutzeinrichtungen 50 (Fig. I) und 51 abgedeckt, wobei die Schutzeinrichtung 51 unter der Platte 25 so angeordnet ist, dass sie die Verschiebung der Paletten nicht behindert.
Die Führungen 4 des Schlittens 3 sind beiderseits des Arbeitstisches 5 durch Schutzeinrichtungen 52 (Fig. 2) und 53 abgedeckt.
Die Werkzeugmaschine ist mit einer Numerik-Steue-rungseinrichtung versehen, auf deren Befehle sämtliche Arbeits- und Hilfsbewegungen der Mechanismen der Werkzeugmaschine bewerkstelligt werden.
Die Arbeitsweise der erfindungsgemässen spanabhebenden Werkzeugmaschine wird im vollsten Masse durch Fig. 1, 2 und veranschaulicht.
Während der Arbeit der Werkzeugmaschine befindet sich die Palette 9 mit einem zu bearbeitenden Rohling auf dem Arbeitstisch 5. Hierbei kann der Arbeitstisch 5 beliebige Koordinatenbewegungen längs der Achse X und zusammen mit dem Schlitten 3 und den Konsolträgern 26 und 27 längs der Achse Y ausführen.
Die Palette 10 befindet sich währenddessen in der fixierten Lage auf der Platte 25, wobei sie mit den Anschlägen 30a und 30b des Armes 30 des Schwenkhebels 28 gekoppelt wird. In dieser Lage wird von der Palette 10 das bearbeitete Werkstück abgenommen und ein neuer Rohling auf dieselbe aufgebracht, wobei dies gleichzeitig mit der Bearbeitung des Rohlings vorgenommen wird, der auf der auf dem Arbeitstisch 5 befindlichen Palette 9 befestigt ist.
Die Einrichtung 23 ist in bezug auf den Arbeitstisch 5 der Werkzeugmaschine derart angeordnet, dass sich die Station des Arbeitstisches 5 beim Palettenwechsel in den Endstellungen desselben 5 auf den Achsen X und Y befindet. Deshalb behindert der Arm 29 des Schwenkhebels 28 beliebige mögliche Koordinatenbewegungen des Arbeitstisches 5 nicht.
Nach Beendigung der Bearbeitung des Rohlings auf der Palette 9 wird der Arbeitstisch 5 gemäss dem Programm der Numerik-Steuerungseinrichtung in Palettenwechselposition bewegt. Hierbei bilden die Transportführungen des Arbeitstisches 5 und der feststehenden Platte 25 einheitliche äquidi-stante geschlossene Konturen (im gegebenen konkreten Beispiel - konzentrische Kreise), während die Palette 9 mit den Anschlägen 29a und 29b des Armes 29 des Schwenkhebels 28 gekoppelt wird.
Dabei bilden die Transportführungen 7 des Arbeitstisches 5, die Führungen 7a der Platte 25, die Führungen 7b des Konsolträgers 26 und die Führungen 7c des Konsolträgers 27 sowie die Transportführungen 8 des Arbeitstisches 5, die Führungen 8a der Platte 25, die Führungen 8b des Konsolträgers 26 und die Führungen 8c des Konsolträgers 27 eine einheitliche geschlossene Kontur aus den genannten Führungen. Des weiteren erfolgt auf Befehl der Steuerungseinrichtung das Abdrücken der Palette 9 auf dem Arbeitstisch 5, die Entriegelung der Paletten 9 und 10, falls die Fixiereinrichtungen als gesteuerte Mechanismen ausgeführt sind, und die Schwenkung des Hebels 28 um 180 Grad, bei der gleichzeitig die Palette 9 auf den entstandenen einheitlichen geschlossenen Konturen der Transportführungen 7, 7a, 7b, 7c und 8, 8a, 8b, 8c auf die Platte 25 der Einrichtung 23 verschoben und dort fixiert wird, die Palette 10 aber auf den Arbeitstisch 5 bewegt wird, wo sie zur Ausführung eines nächstfolgenden Arbeitszyklus fixiert und eingespannt wird.
Wenn die Einrichtung 23 (Fig. 5) drei Beschickungsstationen auf der Platte 49 hat, so beträgt der Schwenkwinkel 360
des Hebels 44 90° oder Grad, worin n die Anzahl der n+1
Stationen bedeutet und etwas grösser sein muss als der Gesamtwinkel der Transportführungen 7 und 7b, 8 und 8b auf dem Arbeitstisch und dem Konsolträger 26.
Die vorstehend beschriebene bevorzugte Variante der Erfindung ist als Beispiel angeführt und beschränkt nicht den Erfindungsumfang. Es sind verschiedene Modifikationen und Abänderungen der Erfindung ohne Abweichung von ihrem Wesen und Umfang möglich, die durch unten folgende Ansprüche festgelegt sind.
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3 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Spanabhebende Werkzeugmaschine mit automatischem Palettenwechsel, die ein Gestell mit einem Schlitten, der auf diesem in der Horizontalebene längs einer der Koordinatenachsen verschiebbar angeordnet ist, einen auf dem Schlitten mit der Möglichkeit der Bewegung in der Horizontalebene längs einer anderen, zu der ersten senkrechten, Koordinatenachse gelagerten Arbeitstisch, der Transportführungen zur Verschiebung der Paletten mit auf ihnen befestigten zu bearbeitenden Werkstücken besitzt, und eine Einrichtung zum automatischen Palettenwechsel auf dem Arbeitstisch enthält, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (25) zum automatischen Palettenwechsel einen feststehenden Unterbau (24) mit auf diesem starr befestigten Transportführungen (7a und 8a), eine am feststehenden Unterbau (24) montierte Palettenverschiebevorrichtung und mindestens einen am Schlitten (3) befestigten Konsolträger (26 und 27) mit Transportführungen (7b und 8b, 7c und 8c) zur Palettenverschiebung umfasst, wobei die Transportführungen (7 und 8, 7a und 8a, 7b und 8b, 7c und 8c) des Arbeitstisches (5), des Unterbaus (24) und des Konsolträgers (26 und 27) derart ausgeführt sind, dass beim Einstellen des Arbeitstisches (5) in die Palettenwechselposition diese Führungen (7 und 8, 7a und 8a, 7b und 8b, 7c und 8c) eine einheitliche geschlossene Kontur aus den genannten Führungen bilden, über welche mit Hilfe der genannten Vorrichtung die Paletten (9 und 10) von der Einrichtung (23) zum automatischen Palettenwechsel auf den Arbeitstisch (5) und zurück verschoben werden.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Transportführungen (7 und 8,7a und 8a, 7b und 8b, 7c und 8c) des Arbeitstisches (5), des Unterbaus (24) und der Konsolträger (26 und 27) als Bögen eines Kreises ausgeführt sind.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Palettenverschiebevorrichtung in Form eines Schwenkhebels (28) ausgebildet ist, bei dem die Anzahl seiner Arme (29 und 30) der Gesamtzahl von auf dem Arbeitstisch (5) und der Einrichtung (23) zum automatischen Paletten Wechsel angebrachten Paletten (9 und 10) gleich ist und der auf dem feststehenden Unterbau (24) mit Möglichkeit der Zusammenwirkung seiner Arme (29 und 30) mit den Paletten (9 und 10) für ihre Verschiebung von der Einrichtung (23) zum automatischen Palettenwechsel auf den Arbeitstisch (5) und zurück montiert ist.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |