CH685609A5

CH685609A5 - Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung eines Werkstücks mit einem von mindestens zwei Werkzeugen.

Info

Publication number: CH685609A5
Application number: CH60392A
Authority: CH
Inventors: Klaus Bergmann; Jacques Schwab; Martin Frauenfelder
Original assignee: Mikron S A Agno
Priority date: 1992-02-27
Filing date: 1992-02-27
Publication date: 1995-08-31

Description

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Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung eines auf einem Tisch gespannten Werkstücks mit einem von mindestens zwei Werkzeugen, die auswechselbar in je einer um je eine Spindelachse drehbaren Spindel eingesetzt sind, wobei das Bearbeitungszentrum mindestens eine Werkzeugwechseleinrichtung zum automatischen Wechseln eines Werkzeugs zwischen einer Spindel und mindestens einem Werkzeugmagazin umfasst.

Bei der beispielsweise spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken unterscheidet man innerhalb der zur Fertigstellung eines Werkstücks benötigten Zykluszeit zwischen der Hauptzeit, in der das Werkstück eine physische Veränderung erfährt, und der Nebenzeit, die alle nicht produktiven Vorgänge wie beispielsweise Werkstückwechsel oder Werkzeugwechsel an der Maschine erfasst.

Bei Kleinteilen mit Bearbeitungsgängen, die unterschiedliche Werkzeuge erfordern, beträgt die Nebenzeit infolge der teiletypischen kurzen Hauptzeit und der vergleichsweise langen Werkzeugwechselzeit einen grossen Teil der Zykluszeit, ja sie kann sogar länger als die Hauptzeit sein. In diesem Falle erfolgt die Bearbeitung der Werkstücke nicht wirtschaftlich optimal.

Es sind Vorrichtungen der eingangs genannten Art bekannt, bei denen versucht wird, den ungünstigen Einfluss der Dauer des Werkzeugwechsels auf die Zykluszeit der Bearbeitung eines einzelnen Werkstücks dadurch zu kompensieren, dass gleichzeitig mehrere Werkzeuge mehrere Werkstücke bearbeiten. Beispielsweise ist aus CH 654 237 eine Werkzeugmaschine mit mehreren mit parallelen Achsen an einem Spindelstock angeordneten Spindeln für auswechselbare Werkzeuge bekannt. In dieser Werkzeugmaschine wird an jeder Spindel je ein Werkstück mit je einem Werkzeug bearbeitet. Zum Werkzeugwechsel wird der gesamte Spindelstock in eine Wechselstellung gefahren. Während der dazu benötigten Zeit (Fahren des Spindelstocks in die Wechselstellung, Wechseln von Werkzeugen, Fahren des Spindelstocks zurück in die Arbeitsstellung) kann kein Werkstück bearbeitet werden. Das ungünstige Verhältnis von Hauptzeit zu Nebenzeit mit der Werkzeugmaschine nach CH 654 237 lässt sich nur durch eine recht grosse Anzahl von parallel arbeitenden Spindeln (nämlich in der Praxis mit bis zu 8 Spindeln) verbessern. Das hat aber den schwerwiegenden Nachteil, dass für die Maschineneinrichtung beim Teilewechsel ein übermässig grosser Justieraufwand zum Ausrichten der Werkstücke benötigt wird, der unter anderem die Flexibilität schmälert.

Aus CH 666 432 ist eine Werkzeugmaschine mit zwei Spindeln mit parallelen Achsen für Werkstücke und zwei Revolverköpfen mit parallelen Achsen für verschiedene Werkzeuge bekannt. Ein einzelnes Werkstück kann in Aufeinanderfolge mit je einem Werkzeug des einen und anderen Revolverkopfes bearbeitet werden, wobei die gegenseitige Behinderung der Arbeitsräume durch die Werkzeuge bzw. Revolverköpfe vermieden wird. Ein automatisches Auswechseln der Werkzeuge aus einem Magazin ist jedoch nicht vorgesehen und könnte sowieso nur unter den am einzelnen Revolverkopf zuvor angeordneten Werkzeugen stattfinden. Folglich wird das verbesserte Verhältnis von Hauptzeit zu Nebenzeit ebenfalls durch eine Einbusse an Gesamtproduktivität und Flexibilität des Einsatzes der Werkzeugmaschine erkauft. Darüber hinaus ist der Werkzeugvorrat sehr beschränkt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Bearbeitungszentrum der eingangs genannten Art so auszubilden, dass das Verhältnis von Hauptzeit zu Nebenzeit im Vergleich zum Stand der Technik ohne Einbusse in der Flexibilität des Einsatzes der Werkzeugmaschine verbessert wird.

Diese Aufgabe wird bei einem erfindungsgemäs-sen Bearbeitungszentrum dadurch gelöst, dass das Werkstück wahlweise von jedem einzelnen in einer Spindel eingesetzen Werkzeug bearbeitbar ist und dass zur gleichen Zeit und unabhängig voneinander die Werkzeugwechseleinrichtung zum Wechseln eines der Werkzeuge zwischen einer der Spindeln und einem Werkzeugmagazin betätigbar und das Werkstück von einem an einer anderen Spindel eingesetzten anderen Werkzeug bearbeitbar ist.

Diese erfindungsgemässe Lösung der Aufgabe ermöglicht, am Bearbeitungszentrum jeweilige Raumbereiche für die Werkstückbearbeitung und für den Werkzeugwechsel zu definieren, von denen jeweils einer der Werkstückbearbeitung und gleichzeitig ein anderer dem Werkzeugwechsel zugeordnet ist, wobei diese Zuordnung zwischen zwei Bearbeitungsgängen gewechselt werden kann. Beispielsweise ermöglicht die Erfindung ein Bearbeitungszentrum mit zwei Spindeln so zu betreiben, dass (i) während eines Arbeitsganges die eine Spindel in einem ihr zugeordneten Raumbereich mit einem Werkzeug versehen und für die Werkstückbearbeitung im Einsatz ist und an der anderen Spindel in einem ihr zugeordneten Raumbereich ein Werkzeugwechsel vorgenommen wird, (ii) am Ende dieses Arbeitsganges die Rolle der Spindeln und der Raumbereiche gewechselt wird, und dann (iii) während des darauf folgenden Arbeitsganges die zweitgenannte Spindel in dem ihr zugeordneten Raumbereich mit einem Werkzeug versehen und für die Werkstückbearbeitung im Einsatz ist und an der erstgenannten Spindel in dem ihr zugeordneten Raumbereich ein Werkzeugwechsel vorgenommen wird.

Durch die Massnahme des Spindeltausches können viele Einzelprozesse wie beispielsweise Ab-bremsung oder Beschleunigung der Spindeln, Spanen und Werkzeugwechseln gleichzeitig stattfinden. Das Verhältnis von Hauptzeit zu Nebenzeit wird damit wesentlich günstiger als beim Stand der Technik.

Besonders von Interesse ist die Erfindung für die Bearbeitung von kleinen Werkstücken, die naturge-mäss kurze Hauptzeiten aufweisen. Der zeitaufwendige Werkzeugwechsel, der beim Stand der Technik die Zykluszeit übermässig stark beeinflusst, findet bei der Erfindung während der Hauptzeit eines anderen Arbeitsgangs statt.

Dabei ist es ein weiterer Vorteil der Erfindung, dass die tatsächlich auftretende Nebenzeit im gün-

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stigsten Fall auf die einfache Zustellzeit reduziert werden kann, also auf die Zeit, die der Tisch mit dem Werkstück benötigt, um zur jeweils anderen in Bereitschaft stehenden Spindel zu gelangen. Beim Stand der Technik hingegen kann die tatsächlich auftretende Nebenzeit bestenfalls auf zweimal die einfache Zustellzeit reduziert werden, weil die Zustellbewegung zweimal ausgeführt werden muss, nämlich einmal zum Zurückziehen der Spindel vom Werkstück nach erfolgtem Arbeitsgang und einmal zum Vorrücken der Spindel zum Werkstück nach dem Werkzeugwechsel.

In verschiedenen bevorzugten Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen Bearbeitungszentrums sind die Spindeln an einem oder mehreren Spindelstöcken und diese sowie der Tisch an einem Maschinenbett angeordnet, und es sind drei zueinander orthogonale Verschiebungsrichtungen zwischen den Elementen Spindel, Spindelstock und Tisch vorgesehen, wobei je nach der betrachteten Ausführungsvariante diese Elemente zu zweien relativ zueinander feststehen oder in einer, zwei oder allen dreien Verschiebungsrichtungen zueinander translatorisch verschiebbar sind, d.h. die Verschiebungsrichtungen verteilen sich je nach Ausführungsvariante auf die Verschiebung der Spindel an ihrem Spindelstock, des Spindelstocks am Maschinenbett und des Tisches am Maschinenbett. Diese Verschiebungen können vorzugsweise mit Hilfe von Schlitten bewerkstelligt werden, deren jeweilige Verschiebungsrichtungen zueinander orthogonal sind und gegebenenfalls zu zweien einen Kreuzschlitten bilden.

Vorzugsweise sind beim erfindungsgemässen Bearbeitungszentrum alle Spindelachsen parallel zueinander orientiert, womit der Vorteil erreicht wird, dass der Werkzeugwechsel für alle Werkzeuge parallel, d.h. in den gleichen Richtungen erfolgt, und dass die minimale Anzahl von Achsen zur Be-werkstelligung der vollständigen translatorischen Bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück benötigt wird. Für diese räumliche Bewegung zwischen Werkzeug und Werkstück genügen nämlich drei translatorische Achsen mit zueinander orthogonalen Richtungen. Jede weitere Bewegungsachse bzw. Bewegungsrichtung dient keiner eigentlichen Bearbeitungsbewegung, sondern beispielsweise dem Ablauf des Werkzeugwechsels oder dem Schutz einer Spindel.

Vorzugsweise kann der Tisch um eine oder zwei Drehachsen drehbar sein. Damit wird der Vorteil erreicht, dass das Werkzeug mit wenig Aufwand in vier bzw. fünf Richtungen mit dem Werkstück gepaart werden kann, indem diese Drehachse bzw. Drehachsen zusammen mit der Spindelachse eine ebene bzw. räumliche Basis aufspannen.

Für den Werkzeugwechsel kann die Werkzeugwechseleinrichtung mindestens einen mit mindestens einer Spindel und mindestens einem Werkzeugmagazin zusammenwirkenden Wechselarm umfassen. Beispielsweise kann, je nach der betrachteten Ausführungsvariante, ein eigener Wechselarm jeder Spindel und/oder jedem Werkzeugmagazin zugeordnet werden, oder es kann ein gemeinsamer Wechselarm mehreren oder allen

Spindeln und/oder Werkzeugmagazinen zugeordnet werden. In allen diesen Fällen wird damit im Zusammenhang mit dem erfindungsgemässen Bearbeitungszentrum der Vorteil erreicht, dass der Werkzeugwechsel für jedes Werkzeug unabhängig vom Betriebszustand der anderen Werkzeuge (Bearbeitung im Gange, Werkzeugwechsel im Gange, Ruhestellung usw.) vorgenommen werden kann.

Nachstehend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben. Auch sind weitere Vorteile der Erfindung aus dieser Beschreibung erkennbar.

Die Fig. 1 bis 4 zeigen je ein Beispiel einer Ausbildung eines erfindungsgemässen Bearbeitungszentrums, jeweils in einer schematischen Perspektivdarstellung. In allen Figuren sind alle einander entsprechende Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die betreffende Beschreibung gilt für alle Figuren.

In den in Fig. 1 und 2 dargestellten Beispielen je eines Bearbeitungszentrums ist an einem Maschinenbett 1 ein Tisch 2 beweglich abgestützt, auf dem ein zu bearbeitendes Werkstück 3 gespannt ist. Zur Bearbeitung des Werkstücks 3 sind zwei Werkzeuge 4a, 4b vorgesehen. Das eine Werkzeug 4a ist in Betriebsbereitschaft dargestellt und dabei in einer Spindel 5a eingesetzt, die mit Hilfe eines (in der Figur nicht sichtbaren) Antriebsmotors um ihre (nicht gezeichnete) Spindelachse drehbar ist. Das andere Werkzeug 4b ist in einer Phase eines Werkzeugwechsels dargestellt, bei der es sich vor einer Spindel 5b befindet. Die jeweilige Zeichnung der Fig. 1 und 2 bezieht sich auf die beiden möglichen Fälle, in denen das Werkzeug 4b entweder vor seinem Einsetzen der Spindel 5b präsentiert wird oder nach dem Gebrauch und zum Zwecke des Werkzeugwechsels eben der Spindel 5b entnommen wurde. Die Spindel 5b ist ebenfalls um ihre (nicht gezeichnete) Spindelachse drehbar, der betreffende Antriebsmotor ist in der Figur sichtbar und mit 6 bezeichnet.

Die Spindeln 5a, 5b sind an einem gemeinsamen Spindelstock 7 angeordnet, der relativ zum Maschinenbett 1 feststeht. Dabei sind die Spindeln 5a, 5b am Spindelstock 7 drehbar, jedoch nicht axial in Richtung ihrer jeweiligen Spindelachse verschiebbar angeordnet. In der hier als Beispiele beschriebenen Ausbildungen liegen die Spindelachsen horizontal und parallel zu der in Fig. 1 und 2 gezeichneten Richtung Y.

Im Hinblick auf den automatischen Werkzeugwechsel sind die Werkzeuge 4a, 4b in der jeweiligen Spindel 5a, 5b auswechselbar eingesetzt.

In Fig. 1 weist das Bearbeitungszentrum eine mit den Spindeln 5a, 5b und einem Werkzeugmagazin 8 zusammenwirkende Einrichtung zum automatischen Werkzeugwechsel auf, die zwei Wechselarme 9a, 9b umfasst, von denen jeder einer der Spindeln 5a, 5b zugeordnet ist. Der Wechselarm 9a wirkt mit der zugeordneten Spindel 5a und dem Werkzeugmagazin 8 zusammen und der Wechselarm 9b wirkt mit der zugeordneten Spindel 5b und dem Werkzeugmagazin 8 zusammen, um den automatischen Werkzeugwechsel auszuführen. Der automatische Werkzeugwechsel mittels je eines

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Wechselarms in Zusammenwirkung mit je einer Spindel und einem zugeordneten Werkzeugmagazin ist an sich bekannt, beispielsweise aus dem erwähnten Dokument CH 654 237, und braucht daher nicht näher beschrieben zu werden. In der als Beispiel dargestellten Ausbildung sind die Wechselarme 9a, 9b auf je einer Achse montiert, die den Spindelachsen parallel ist. Dabei sind die Wechselarme 9a, 9b weit genug voneinander entfernt sind, um einander nicht behindern zu können.

In Fig. 2 weist das Bearbeitungszentrum einen Spindelstock 7 auf, auf dem eine Schwenkvorrichtung 17 angeordnet ist, die um jeweils 180° um eine zu den Spindelachsen parallele Achse am Spindelstock 7 geschwenkt werden kann. Somit wird zwischen zwei Bearbeitungsgängen nicht die Zuordnung eines jeweiliges Raumbereichs zur Werkstückbearbeitung und zum Werkzeugwechsel gewechselt, sondern es werden die Spindeln 5a, 5b durch die Drehung des Spindelstocks 7 in den jeweiligen Raumbereich für die Werkstückbearbeitung und für den Werkzeugwechsel gebracht. Dazu wird nur mehr ein Wechselarm 9 benötigt. Somit weist das in Fig. 2 dargestellte Bearbeitungszentrum eine mit den Spindeln 5a, 5b und dem Werkzeugmagazin 8 zusammenwirkende Einrichtung zum automatischen Werkzeugwechsel auf, die einen Wechselarm 9 umfasst, der beiden Spindeln 5a, 5b zugeordnet ist und mit dem Werkzeugmagazin 8 zusammenwirkt, um den automatischen Werkzeugwechsel auszuführen. In der als Beispiel dargestellten Ausbildung ist der Wechselarm 9 auf einer Achse montiert, die im Winkel von 45° zu den Spindelachsen und zu einer Umlaufebene des Werkzeugmagazins 8 liegt, wie es beispielsweise aus CH 654 237 bekannt ist.

Es ist zu verstehen, dass die vorangehende Beschreibung auf das jeweilige Beispiel einer Ausbildung mit zwei Werkzeugen 4a, 4b und einem Werkzeugmagazin 8 gerichtet, jedoch ohne weiteres auf eine grössere Anzahl von Werkzeugen und Magazinen übertragbar ist. Jedem Werkzeug ist stets eine Spindel und dieser ein Wechselarm zugeordnet, hingegen können die Werkzeuge wie beschrieben in einem gemeinsamen Magazin oder im Gegenteil in verschiedenen, den jeweiligen Spindeln zugeordneten Magazinen bereitgestellt werden.

In den beiden in Fig. 1 und 2 dargestellten Beispielen eines Bearbeitungszentrums ist der Tisch 2 relativ zum Maschinenbett 1 in drei zueinander orthogonalen Richtungen X, Y, Z bewegbar. Dazu sind zwischen dem Tisch 2 und dem Maschinenbett 1 drei Schlitten 10, 11, 12 angeordnet. Der Schlitten 10 ist am Maschinenbett 1 abgestützt und relativ dazu in der horizontalen und orthogonal zu den ebenfalls horizontalen Spindelachsen liegenden Richtung X bewegbar. Der Schlitten 11 ist am Schlitten 10 abgestützt und relativ dazu in der horizontalen und parallel zu den Spindelachsen liegenden Richtung Y bewegbar. Der Schlitten 12 ist am Schlitten 11 abgestützt und relativ dazu in der vertikalen und orthogonal zu den Spindelachsen liegenden Richtung Z bewegbar. Somit bilden die Schlitten 10, 11, 12 zu zweien je einen Kreuzschlitten, und die Kombination dieser Kreuzschlitten ermöglicht die Bewegung des Tisches 2 in jeder Kombination der drei zueinander orthogonalen Richtungen X, Y, Z.

Der dem Tisch 2 am nächsten liegende Schlitten 12 ist mit einem Kragarm 13 versehen, der sich vom Schlitten 12 ausgehend horizontal und orthogonal zu den horizontalen Spindelachsen, also in der Richtung X erstreckt. Der Tisch 2 ist am Ende des Kragarms 13 angeordnet und somit über den Kragarm 13 an dem ihm nächstliegenden Schlitten 12 abgestützt. Ausserdem ist der Tisch 2 am Kragarm 13 um eine (nicht gezeichnete) Drehachse drehbar abgestützt. In den in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausbildungen ist diese Drehachse horizontal und orthogonal zu den horizontalen Spindelachsen, also in der Richtung X orientiert, und sie erstreckt sich somit im wesentlichen in Längsrichtung des Kragarms 13 bzw. parallel dazu. Zudem ist, da die Richtung Y der Tischbewegung parallel zu den Spindelachsen orientiert ist, diese Drehachse dazu orthogonal gerichtet. In einer anderen (nicht gezeichneten) Ausbildung ist diese Drehachse vertikal und orthogonal zu den horizontalen Spindelachsen, also in der Richtung Z orientiert. In einer noch anderen (nicht gezeichneten) Ausbildung ist der Tisch 2 am Kragarm 13 um die beiden vorgenannten Drehachsen drehbar abgestützt.

Mit den im Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 beschriebenen Ausbildungen wird erreicht, dass die Arbeitsräume zur Werkstückbearbeitung und zum Werkzeugwechsel sauber getrennt bleiben und die Vorgänge der Werkstückbearbeitung und des Werkzeugwechseis einander nicht behindern, und auch, dass das Werkstück mit weniger Aufwand in vier bzw. fünf Richtungen dem Werkzeug präsentiert werden kann.

In dem in Fig. 3 dargestellten Beispiel eines Bearbeitungszentrums sind zwischen dem Tisch 2 und dem Maschinenbett 1 zwei Schlitten 10, 11 angeordnet. Der Schlitten 10 ist am Maschinenbett 1 abgestützt und relativ dazu in der vertikalen und orthogonal zu den ebenfalls horizontalen Spindelachsen liegenden Richtung Z bewegbar. Der Schlitten 11 ist am Schlitten 10 abgestützt und relativ dazu in der horizontalen und orthogonal zu den Spindelachsen liegenden Richtung X bewegbar. Somit bilden die Schlitten 10, 11 einen Kreuzschlitten, der die Bewegung des Tisches 2 in den zwei zueinander orthogonalen Richtungen X, Z ermöglicht. Ferner sind zwei Spindelstöcke 7a, 7b vorgesehen, die über entsprechende Schlitten 14a, 14b am Maschinenbett 1 abgestützt und daran orthogonal zu den zwei Verschiebungsrichtungen des Tisches 2, also in Richtung Y und parallel zur Spindelachse translatorisch verschiebbar sind. Hierdurch wird es leichter, die Spindel 5b, an der ein Werkzeugwechsel abläuft, vor fliegenden Spänen zu schützen. Von den drei zueinander orthogonalen Verschiebungsrichtungen X, Y, Z wird somit die translatorische Verschiebung in Richtung Y von den Spindelstöcken 7a, 7b und die translatorische Verschiebung in den Richtungen X, Z vom Tisch 2 ausgeführt. Ebenfalls in diesem in Fig. 3 dargestellten Beispiel eines Bearbeitungszentrums sind zum Einwechseln der Werkzeuge 4a, 4b zwei Magazine 8a, 8b vorgesehen,

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von denen je eines je einer Spindel 5a, 5b zugeordnet ist. Die beiden dazu benötigten Wechselarme sind in Fig. 3 nicht eingezeichnet, um die Darstellung der wesentlicheren Elemente klar zu halten.

In dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel eines Bearbeitungszentrums sind wie im Beispiel der Fig. 3 zwischen dem Tisch 2 und dem Maschinenbett 1 zwei Schlitten 10, 11 angeordnet. Der Schlitten 10 ist am Maschinenbett 1 abgestützt und relativ dazu horizontal und parallel zu den ebenfalls horizontalen Spindeiachsen liegenden Richtung Y bewegbar. Der Schlitten 11 ist am Schlitten 10 abgestützt und relativ dazu in der horizontalen und orthogonal zu den Spindelachsen liegenden Richtung X bewegbar. Somit bilden die Schlitten 10, 11 einen Kreuzschlitten, der die Bewegung des Tisches 2 in den zwei zueinander orthogonalen Richtungen X, Y ermöglicht. Ferner sind zwei Spindeln 5a, 5b vorgesehen, die orthogonal zu den zwei Verschiebungsrichtungen X, Y des Tisches 2, also in der vertikalen Richtung Z transiatorisch verschiebbar sind. Wie im Beispiel der Fig. 3 wird es hierdurch leichter, beispielsweise die Spindel 5b, an der ein Werkzeugwechsel abläuft, vor fliegenden Spänen zu schützen. Von den drei zueinander orthogonalen Verschiebungsrichtungen X, Y, Z wird somit die translatorische Verschiebung in Richtung Z von den Spindeln und die translatorische Verschiebung in den Richtungen X, Y vom Tisch 2 ausgeführt, in diesem in Fig. 4 dargestellten Beispiel eines Bearbeitungszentrums ist zum Einwechseln der Werkzeuge 4a, 4b wiederum nur ein Magazin 8 vorgesehen. Dieses Magazin 8 ist nur schematisch angedeutet und mit einer nicht eingezeichneten Vorrichtung zum Werkzeugwechsel versehen. Um die beiden Spindeln 5a, 5b mit einem einzigen solchen Wechselmagazin 8 bedienen zu können, ist dieses einerseits parallel zur Spindelachse Y, andererseits in der horizontalen Richtung X translatorisch verschiebbar, was in Fig. 4 an einem Schlitz 15 erkennbar ist, in dem eine Welle 16 des Magazins 8 verschiebbar ist.

In allen beschriebenen oder angedeuteten Ausbildungen der Erfindung wird also eine räumliche Basis geschaffen, die eine relative translatorische Bewegung zwischen dem Tisch und der Spindel in drei zueinander orthogonalen Richtungen erlaubt. Zusammen mit der Tatsache, dass der Tisch 2 mit Hilfe des Kragarms 13 drehbar ist, ergibt sich, dass das Werkzeug mit wenig Aufwand in vier Richtungen mit dem Werkstück gepaart werden kann. Mit einer möglichen weiteren Drehachse des Tisches 2 lässt sich das Werkzeug sogar in fünf Richtungen mit dem Werkstück paaren.

Bei der besonderen Ausbildung des Bearbeitungszentrums nach Fig. 1 sind die beiden in ihren Spindelachsen parallelen Spindeln raumfest, und die Tischbewegungen erfolgen translatorisch entlang drei orthogonalen Richtungen, wobei eine der Tischbewegungsrichtungen parallel zu den Spindelachsen gerichtet ist. Der Tisch wird über einen gegebenenfalls drehbaren Kragarm am nächstliegenden der drei Schlitten derart abgestützt, dass die Längsachse bzw. Drehachse des Kragarms orthogonal zu den Spindelachsen und gegebenenfalls zu deren Ebene orientiert ist.

Die besondere Ausbildung des Bearbeitungszentrums nach Fig. 2 ist ähnlich derjenigen der Fig. 1, hier aber ist die Bedingung «raumfest» in «nicht translatorisch verschiebbar» übergegangen.

Bei der besonderen Ausbildung des Bearbeitungszentrums nach Fig. 3 und Fig. 4 sind die beiden in ihren Spindelachsen parallelen Spindeln jeweils in einer den Spindelachsen ebenfalls parallelen Richtung translatorisch verschiebbar, und die Tischbewegungen erfolgen translatorisch entlang zwei den Spindelachsen orthogonalen Richtungen. Zusammen spannen die drei translatorischen, entlang drei orthogonalen Richtungen möglichen Bewegungen eine orthogonale Raumbasis auf.

In allen beschriebenen Ausbildungen sind die Spindelachsen parallel zueinander orientiert. Es sind aber andere Ausbildungen möglich, in denen einige oder alle Spindelachsen schräg oder windschief zueinander stehen. Ausserdem ist bzw. sind die Drehachse bzw. die Drehachsen für die Drehung des Tisches relativ zum Kragarm und dem ihm am nächsten liegenden Schlitten überhaupt fakultativ.

Die Bewegung des Tisches mit Hilfe der Schlitten kann auch in anderen Richtungen erfolgen als parallel zu einer Spindelachse, auch kann die Drehachse zur Drehung des Tisches relativ zum Kragarm und dem ihm am nächsten liegenden Schlitten anders orientiert sein als orthogonal zu den Spindelachsen, denn mit entsprechend komplexen Steuerungen lässt sich trotzdem das Werkstück wie gewünscht relativ zum arbeitenden Werkzeug bzw. zur arbeitenden Spindel bewegen.

Claims

Patentansprüche

1. Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung eines auf einem Tisch (2) gespannten Werkstücks (3) mit einem von mindestens zwei Werkzeugen (4a, 4b), die auswechselbar in je einer um je eine Spindelachse drehbaren Spindel (5a, 5b) eingesetzt sind, wobei das Bearbeitungszentrum mindestens eine Werkzeugwechseleinrichtung zum automatischen Wechseln eines Werkzeugs zwischen einer Spindel und mindestens einem Werkzeugmagazin (8; 8a, 8b) um-fasst, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (3) wahlweise von jedem einzelnen in einer Spindel (5a, 5b) eingesetzten Werkzeug (4a, 4b) bearbeitbar ist und dass zur gleichen Zeit und unabhängig voneinander die Werkzeugwechseleinrichtung zum Wechseln eines der Werkzeuge (4b) zwischen einer der Spindeln (5b) und einem Werkzeugmagazin (8; 8a, 8b) betätigbar und das Werkstück (3) von einem an einer anderen Spindel (5a) eingesetzten anderen Werkzeug (4a) bearbeitbar ist.

2. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (2) relativ zu einem feststehenden Maschinenbett (1) zumindest in drei zueinander orthogonalen Tischverschiebungsrichtungen (X, Y, Z) translatorisch verschiebbar ist und dass jede der genannten Spindeln (5a, 5b) an einem relativ zum Maschinenbett (1) feststehenden Spindelstock (7; 7a, 7b) in Richtung ihrer Spindelachse translatorisch nicht verschiebbar angeordnet ist.

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3. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (2) relativ zu einem feststehenden Maschinenbett (1) zumindest in zwei zueinander orthogonalen Tischverschiebungsrichtungen (Y, Z; X, Z; X, Y) translatorisch verschiebbar ist und dass jede der genannten Spindeln (5a, 5b) an einem relativ zum Maschinenbett (1) feststehenden Spindelstock (7; 7a, 7b) zumindest in einer zu den Tischverschiebungsrichtungen orthogonalen Spindelverschiebungsrichtung (X; Y; Z) translatorisch verschiebbar angeordnet ist.

4. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (2) relativ zu einem feststehenden Maschinenbett (1) zumindest in zwei zueinander orthogonalen Tischverschiebungsrichtungen (Y, Z; X, Z; X, Y) translatorisch verschiebbar ist und dass jede der genannten Spindeln (5a, 5b) an einem am Maschinenbett (1) abgestützten Spindelstock (7; 7a, 7b), der relativ zum Maschinenbett (1) zumindest in einer den Tischverschiebungsrichtungen orthogonalen Spindelverschiebungsrichtung (X; Y; Z) translatorisch verschiebbar ist, translatorisch nicht verschiebbar angeordnet ist.

5. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (2) relativ zu einem feststehenden Maschinenbett (1) zumindest in einer Tischverschiebungsrichtung (X; Y; Z) translatorisch verschiebbar ist und dass jede der genannten Spindeln (5a, 5b) an einem am Maschinenbett (1) abgestützten Spindelstock (7; 7a, 7b), der relativ zum Maschinenbett (1) zumindest in einer zur Tischverschiebungsrichtung sowie zur Spindelverschiebungsrichtung (Y; Z; X) orthogonalen Spindelstockverschiebungsrichtung (Z; X; Y) translatorisch verschiebbar ist, in einer zur Tischverschiebungsrichtung orthogonalen Spindelverschiebungsrichtung (Y; Z; X) translatorisch verschiebbar angeordnet ist.

6. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (2) relativ zu einem feststehenden Maschinenbett (1) zumindest in einer Tischverschiebungsrichtung (X; Y; Z) translatorisch verschiebbar ist und dass jede der genannten Spindeln (5a, 5b) an einem am Maschinenbett (1) abgestützten Spindelstock (7; 7a, 7b), der relativ zum Maschinenbett (1) zumindest in zwei zur Tischverschiebungsrichtung orthogonalen Spindeistockverschiebungsrichtungen (Y, Z; Z, X; X, Y) translatorisch verschiebbar ist, translatorisch nicht verschiebbar angeordnet ist.

7. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (2) relativ zu einem feststehenden Maschinenbett (1) zumindest in einer Tischverschiebungsrichtung (X; Y; Z) translatorisch verschiebbar ist und dass jede der genannten Spindeln (5a, 5b) an einem relativ zum Maschinenbett (1) feststehenden Spindelstock (7; 7a, 7b) zumindest in zwei zur Tischverschiebungsrichtung orthogonalen Spindelverschiebungsrichtungen (Y, Z; Z, X; X, Y) translatorisch verschiebbar angeordnet ist.

8. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (2) relativ zu einem feststehenden Maschinenbett (1) translatorisch nicht verschiebbar angeordnet ist und dass jede der genannten Spindeln (5a, 5b) an einem relativ zum Maschinenbett (1) feststehenden Spindelstock (7; 7a, 7b) zumindest in drei zueinander orthogonalen Spindelverschiebungsrichtungen (X, Y, Z) translatorisch verschiebbar angeordnet ist.

9. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (2) relativ zu einem feststehenden Maschinenbett (1) translatorisch nicht verschiebbar angeordnet ist und dass jede der genannten Spindeln (5a, 5b) an einem am Maschinenbett (1) abgestützten Spindelstock (7; 7a, 7b), der relativ zum Maschinenbett (1) zumindest in drei zueinander orthogonalen Spindelstockverschie-bungsrichtungen (X, Y, Z) translatorisch verschiebbar ist, translatorisch nicht verschiebbar angeordnet ist.

10. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (2) relativ zu einem feststehenden Maschinenbett (1) translatorisch nicht verschiebbar angeordnet ist und dass jede der genannten Spindeln (5a, 5b) an einem am Maschinenbett (1) abgestützten Spindelstock (7; 7a, 7b), der relativ zum Maschinenbett (1) zumindest in zwei zueinander orthogonalen Spindelstockverschie-bungsrichtungen (Y, Z; Z, X; X, Y) translatorisch verschiebbar ist, zumindest in einer zu den Spindel-stockverschiebungsrichtungen orthogonalen Spindelverschiebungsrichtung (X; Y; Z) translatorisch verschiebbar angeordnet ist.

11. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (2) relativ zu einem feststehenden Maschinenbett (1) translatorisch nicht verschiebbar angeordnet ist und dass jede der genannten Spindeln (5a, 5b) an einem am Maschinenbett (1) abgestützten Spindeistock (7; 7a, 7b), der relativ zum Maschinenbett (1) zumindest in einer Spindelstockverschiebungsrichtungen (X; Y; Z) translatorisch verschiebbar ist, zumindest in zwei zur Spindelstockverschiebungsrichtung orthogonalen Spindelverschiebungsrichtung (Y, Z; Z, X; X, Y) translatorisch verschiebbar angeordnet ist.

12. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Spindelstöcke (7a, 7b) vorgesehen sind, von denen mindestens einer nur eine Spindel (5a, 5b) abstützt.

13. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass alle Spindelachsen parallel zueinander orientiert sind.

14. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (2) um mindestens eine Schwenkachse (X; Z), die zu der bzw. einer der Spindelachsen (Y) orthogonal gerichtet ist, schwenkbar ist.

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