CH685039A5 - Vorrichtung zur Aufnahme eines Werkstückes in einer Werkzeugmaschine. - Google Patents

Description

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CH 685 039 A5

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, auch Modul genannt, zur Aufnahme eines zu bearbeitenden Werkstückes in einer Werkzeugmaschine, wobei die Vorrichtung einen Aufnahmetisch mit einer das Werkstück aufnehmenden drehbaren Tragplatte aufweist und der Aufnahmetisch zwischen einer horizontalen und einer vertikalen Lage der Tragplatte verschwenkbar ist. Dadurch kann das Werkstück in einer horizontalen und einer vertikalen Achse gedreht und bearbeitet werden, so dass das vorliegende Modul auch als «zweiachsiges Modul» bezeichnet wird.

Derartige Module sind bereits bekannt. Sie haben jedoch den Nachteil, dass das Werkstück bei jeder Schwenkbewegung so stark aus seiner räumlichen Lage gebracht wird, dass entweder die Möglichkeiten der Verfahrbewegungen der Werkzeuge in der Maschine zu klein sind, oder die Maschine muss verhältnismässig zu gross und daher viel zu teuer werden, um den nötigen Verfahrbereich der Werkzeuge zu gewährleisten.

Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, diese Nachteile auszuschalten und ein zweiachsiges Modul zu schaffen, das es zudem gestattet, dass nicht nur 5 Seiten des Werkstückes, sondern jeder beliebige Punkt auf einer Halbkugeloberfläche vom Werkzeug angefahren und bearbeitet werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Vorrichtung so ausgebildet, dass sie ein Getriebe zur Steuerung der Schwenkbewegung des Aufnahmetisches und damit der Tragplatte aufweist, welches so ausgebildet ist, dass ein auf der Tragplatte aufgespanntes Werkstück sich zwar dreht, sich aber im Raum praktisch nicht verschiebt.

Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungs-gemässen Vorrichtung soll nun an Hand der Zeichnung als Beipiel näher beschrieben werden.

In der Zeichnung stellen dar:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines erfindungsgemäs-sen zweiachsigen Moduls;

Fig. 2 eine Draufsicht des Moduls nach Fig. 1 und

Fig. 3 den Bewegungsablauf während des Ver-schwenkens von der horizontalen in die vertikale Drehlage.

In Fig. 1 ist das Modul 12 in seiner einen Stellung, d.h. mit horizontaler Bearbeitungs-Drehachse, ausgezogen dargestellt; die gestrichelte Darstellung bezieht sich auf die Stellung nach der Schwenkung um 90° in die vertikale Drehachse. In dieser Lage tragen entsprechende Bezugszeichen einen Apostroph (').

In Fig. 1 ist ein horizontaler Maschinentisch 10 zu sehen, auf dem das Modul 12 aufgebaut ist. Das Modul 12 weist einen Aufnahmetisch 14 auf, beispielsweise einen Teilapparat, der in Schwenklagern 16 drehbar, aber feststellbar gelagert ist. Die Schwenklager 16 sind mit Hilfe einer Schraubenspindel 18 horizontal in Achsenrichtung des Maschinentisches in einem Schiebeschlitten 17 verfahrbar, und zwar mit Hilfe eines Motors 20, der

über ein Getriebe bzw. Vorgelege 22 die Spindel 18 antreibt.

Am Aufnahmetisch 14 ist in an sich bekannter Weise eine kreisförmige Aufspannplatte 24 angebracht, die mit Hilfe des Motors 26 in Rotation versetzt werden kann. Am Aufnahmetisch 14 sind abgebogene Schwenkhebel 28 angelenkt, und zwar drehbar um eine Achse 30 am Aufnahmetisch 14. Das andere Ende 32 der Schwenkhebel 28 ist an einer fest am Maschinentisch 10 angebrachten Achse 34 schwenkbar befestigt.

Fig. 3 zeigt schematisch die Winkel- und Wegverhältnisse beim Verschwenken des Aufnahme-tischs 14 von seiner senkrechten Stellung mit horizontaler Bearbeitungsachse um 90° in seine waagerechte Stellung mit senkrechter Bearbeitungsachse. Aus dem kleinen Diagramm in Fig. 3 geht die Beziehung zwischen der Winkelbewegung des Auf-, nahmetischs (Beträge V ... Z) und der horizontalen Verschiebung des Aufnahmetischs um jeweils die gleiche Wegstrecke a hervor. Die einzelnen Stellungen des Aufnahmetischs und dessen Endlage sind jweils gestrichelt eingezeichnet. Aus der Figur und dem Diagramm geht hervor, dass der Aufnahmetisch zum Teil in sich selbst gedreht wird, und dass die horizontale Verschiebung der Aufspannplatte nacheinander nach oben, nach rückwärts und dann gleichzeitig nach unten und vorwärts erfolgt. Die neue horizontale Lage der Aufspannplatte ist so nahe an der vorhergehenden vertikalen Stellung, dass ein auf der Tragplatte aufgespanntes Werkstück praktisch in sich selbst gedreht wird und die Bearbeitungswerkzeuge nur sehr kurze horizontale und/oder vertikale Verschiebungswege ausführen müssen.

Aus den Figuren geht weiterhin hervor, dass die oben geschilderten Bewegungen durch die beiden Hebel 28 mit ihren zusammen vier Gelenken 30 und 34 bewirkt wird. Es handelt sich daher um ein Zweiachsen-Viergelenkmodul.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung bewirkt, dass ein mittels einer Rundachse wie Teilapparat, Drehtisch, Rundschalttisch, Rundtisch, Teiltisch usw. aufgespanntes Werkstück auf einer Linearachse frei im Raum so bewegt werden kann, dass z.B. auf einer Bearbeitungsmaschine in einer einzigen Aufspannung 5 Seiten des Werkstückes bearbeitet werden können oder aber auf einer Halbkugeloberfläche des Werkstückes jede beliebige Position angefahren und bearbeitet werden kann. Dabei wird die räumliche Position des Werkstückes nur unwesentlich verändert.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung hat den weiteren Vorteil, dass die Kollisionsgefahr zwischen Werkstück und Werkzeugen bedeutend vermindert und die Stabilität durch Aufnahme von Kräften in vier Punkten, anstelle bisher in zwei, wesentlich höher ist. Weil die Schwenkbewegung keinen Kreisbogen (Viertelkreis), sondern nur eine schwach gekrümmte Linie, nahezu eine Gerade beschreibt (36 in Fig. 3), sind die Verfahrwege viel kleiner als bisher, und es wird eine echte dreidimensionale Bearbeitung möglich, die z.B. im Formenbau erforderlich ist.

Für viele Maschinen werden neue Möglichkeiten

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eröffnet; insbesondere kann damit auf Fahrständer-Bearbeitungszentren der gesamte Verfahrbereich in jeder Position des 3D-Moduls optimal genutzt werden. Es bietet zum Beispiel die Möglichkeit, in der Stellung «Drehachse horizontal» mit einer Spannbrücke und Gegenlager oder mit Futter und Reitstock usw. zu arbeiten.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann für viele Zwecke eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um die Anwendung in Bearbeitungszentren, auf Fräs- und Bohrmaschinen, Schleifmaschinen, Lasermaschinen. Ebenso ist ein Einsatz an Gra-vier-, Holzbearbeitungsmaschinen, Erosionsmaschinen und Messeinrichtungen denkbar.

Claims (5)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Aufnahme eines zu bearbeitenden Werkstückes in einer Werkzeugmaschine, wobei die Vorrichtung einen Aufnahmetisch (14) mit einer das Werkstück aufnehmenden drehbaren Tragplatte (24) aufweist und der Aufnahmetisch zwischen einer horizontalen und einer vertikalen Lage der Tragplatte verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Getriebe (16, 18, 20, 28) zur Steuerung der Schwenkbewegung des Aufnahmetisches (14) und damit der Tragplatte (24) aufweist, welches so ausgebildet ist, dass ein auf der Tragplatte aufgespanntes Werkstück sich zwar dreht, sich aber im Raum praktisch nicht verschiebt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe als Zweiachsen-Viergelenkhebel-Getriebe ausgebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmetisch (14) in längsverschieblichen Schwenklagern (16, 16') drehbar gelagert ist und über Schwenkhebel (28, 28') mit einem festen Punkt (34) derart gelenkig verbunden ist, dass der Aufnahmetisch (14) bei der Schwenkung von der einen Lage der Tragplatte (24) in die andere (24') eine verkürzte Bewegung ausführt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenklager (16) auf einem Schiebeschlitten (17) horizontal verschiebbar angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sie zum Einbau in eine Werkzeugmaschine vorgesehen und eingerichtet ist.

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