DE102004038005B3

DE102004038005B3 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102004038005B3
Application number: DE200410038005
Authority: DE
Inventors: Hans Georg Böhringer
Original assignee: EMAG Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: EMAG Holding GmbH
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2024-08-05

Abstract

Werkzeugmaschine mit mindestens einem vertikalen Spindelstock (2, 3) und mindestens zwei Werkzeugträgern (9, 10, 11), welche relativ zum Werkstück (8) in den Richtungen von drei zueinander orthogonalen Achsen am Maschinengestell beweglich geführt sind. Die Werkzeugträger (9, 10, 11) sind jeweils in den drei Richtungen der Hauptachsen (X, Y, Z) des Maschinenkoordinatensystems verfahrbar und die Werkzeuge zweier Werkzeugträger können gleichzeitig an einem Werkstück in Eingriff sein. Daher ist mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine eine sechachsige Werkstückbearbeitung möglich.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Werkzeugmaschine ist aus DE 199 00 294 B4 bekannt. Diese dient zur Drehbearbeitung wellenförmiger Werkstücke und ist mit vertikalem Spindelstock und Reitstock versehen. Die US 3, 245,133 offenbart eine Bearbeitungsmaschine mit einer drehantreibbaren Planscheibe zur Halterung der Werkstücke. Bei beiden bekannten Maschinen ist mindestens ein Werkzeughalter am Maschinengestell horizontal und vertikal verschiebbar.

Die GB 1 095 233 zeigt eine Karussell-Drehmaschine, ebenfalls mit einer drehantreibbaren Planscheibe zur Halterung der Werkstücke am unteren Teil des Maschinenbettes. An einem vertikalen Ständer ist ein Werkzeughalter in mehreren Achsen horizontal und vertikal verschiebbar angeordnet. Eine Maschine zur hochgenauen Bearbeitung optischer Werkstücke ist aus der DE 100 29 967 A1 bekannt. Bei dieser Maschine ist ein Bettschlitten am Gestell beweglich geführt. Der Bettschlitten nimmt einen Horizontalschlitten mit vertikal geführten Werkzeugspindeln auf. Die Werkstückhaltevorrichtungen sind in einem Joch drehbar gelagert. Das Joch kann seinerseits gegenüber dem Gestell um eine horizontale Achse geschwenkt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art anzugeben, mit welcher auch komplexe Werkstücke bearbeitet werden können.

Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Dabei ist der mindestens eine Spindelstock fest mit dem Maschinengestell verbunden und die Werkzeugträger sind jeweils über Schlitten in den Richtungen der drei Hauptachsen des Maschinenkoordinatensystems verfahrbar. Am Maschinengrundkörper sind die Bettschlitten für die Werkzeugträger beweglich geführt. Besonders vorteilhaft sind die horizontalen Führungen für die Bettschlitten an der Oberseite des Maschinengrundkörpers angebracht. Die Bettschlitten tragen jeweils zweite horizontale Führungen in einer Richtung orthogonal zu den erstgenannten. Die zweiten Führungen nehmen Kreuzschlitten auf, die ihrerseits Führungen für die Vertikalschlitten mit den Werkzeugträgern aufweisen. Als Werkzeugträger können Werkzeugrevolver mit feststehenden und/oder angetriebenen Werkzeugen vorgesehen sein. Da die Werkzeugträger jeweils in den drei Richtungen der Hauptachsen des Maschinenkoordinatensystems verfahrbar sind, ist mit der erfindungsgemäßen Maschine eine sechsachsige Werkstückbearbeitung möglich.

Im Spindelstock ist eine Motorspindel angeordnet. Diese weist an ihrem unteren Ende ein Spannfutter zur Aufnahme von Werkstücken auf. Eine vorteilhafte Ausführung der Erfindung ist zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke geeignet. Dabei ist dem Spindelstock ein Reitstock zugeordnet. Spindelstock und Reitstock sind zur Aufnahme von Werkstücken unterschiedlicher Länge gegeneinander vertikal verschiebbar.

Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Beispielen näher beschrieben.
1 zeigt eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Futterteilen in geschnittener Darstellung
2 zeigt eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von wellenförmigen Werkstücken
3 zeigt die Werkzeugmaschine nach 2 im Querschnitt
1 zeigt eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von sogenannten Futterteilen. Am Maschinengestell 1 sind zwei Spindelstöcke 2 und 3 ortsfest befestigt. In den Spindelstöcken 2, 3 sind Motorspindeln 4, 5 vorgesehen. Diese weisen an ihren unteren Enden Spannfutter 6, 7 zur Aufnahme von Werkstücken 8 auf. Die Motorspindeln 4, 5 rotieren um ihre Rotationsachsen 28. Neben den Spindelstöcken 2, 3 sind die Werkzeugträger 9, 10, 11 angeordnet. An der Oberseite des Maschinengrundkörpers 1 sind horizontale Führungen 12 in Richtung der Y-Achse für die Bettschlitten 13, 14, 15 angebracht. Die Bettschlitten tragen ebenfalls horizontale Führungen 16 in Richtung der X-Achse, orthogonal zu den Führungen 12. Die Führungen 16 nehmen Kreuzschlitten 17, 18, 19 auf, an denen die Vertikalschlitten 29 mit Führungen 20 in Richtung der Z-Achse beweglich geführt sind. An den Vertikalschlitten befinden sich die Werkzeugträger (9, 10, 11) mit einer Vielzahl von feststehenden und/oder angetriebenen Werkzeugen 21, 22. Zusätzlich sind Greifer 23 zum Greifen von Werkstücken 8 vorgesehen. Ferner weisen die Werkzeugträger in an sich bekannter Weise Antriebe zur Aktivierung der Werkzeuge 21, 22 auf. Da die Werkzeugträger 9, 10, 11 jeweils in den drei Richtungen der Hauptachsen X, Y, Z, des Maschinenkoordinatensystems verfahrbar sind und die Werkzeuge 21, 22 zweier Werkzeugträger (9, 10, 11) gleichzeitig an einem Werkstück 8 in Eingriff sein können, ist mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine eine sechsachsige Werkstückbearbeitung möglich.
Links neben der Werkzeugmaschine befindet sich die Werkstückzuführung 24 mit den Werkstücken 8, analog dazu ist auf der rechten Seite die Werkstückablage 25 vorgesehen.
Im Folgenden wird die Funktion der Werkzeugmaschine erläutert: Die Werkstücke 8 werden über die Werkstückzuführung 24 bereitgestellt. In einem ersten Schritt verfährt der Kreuzschlitten 17 nach links und orientiert den Werkzeugträger 9 so, dass der Greifer 23 dem Werkstück 8 zugewandt ist und dieses ergreift. Durch Verfahren des Kreuzschlittens 17 und Drehen des Werkzeugträgers 9 um seine Mittelachse gelangt das Werkstück 8 in eine Position, in der es vom Spannfutter 6 der Motorspindel 4 ergriffen wird und bearbeitet werden kann. Nach erfolgter Bearbeitung durch die Werkzeuge 21, 22 der Werkzeugträger 9, 10 wird das Werkstück 8 vom Greifer 23 des Werkzeugträgers 10 ergriffen, dem zweiten Spindelstock 3 zugeführt und dort weiterbearbeitet. Nachdem dieser Bearbeitungsschritt beendet ist, transportiert der rechts vom Spindelstock 3 angeordnete Werkzeugträger 11 das Werkstück 8 in die Werkstückablage 25. In einer vorteilhaften Ausführung können die Greifer 23 selbst um eine horizontale Achse drehbar sein. Damit können die Werkstücke 8 um beliebige Winkel geschwenkt oder auch gewendet werden.
Die Werkzeugmaschine nach 2 ist mit einem Spindelstock 3 und zwei Werkzeugträgern 9, 10 ausgerüstet. Zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke 8 ist dem Spindelstock 2 ein Reitstock 26 zugeordnet. Der Reitstock 26 ist am Maschinengestell 1 beweglich geführt. Die Handhabung und Bearbeitung der Werkstücke 27 erfolgt ähnlich wie bei der Ausführung nach 2. Zum Wechseln der Werkstücke 27 muss jedoch der Reitstock 26 in eine untere Position abgesenkt und zum Einspannen wieder angehoben werden. Die Spindelstöcke 2, 3 sind mit Trägern 31 am Maschinengestell 1 befestigt. Besonders vorteilhaft und platzsparend sind die Träger 31 zwischen den Führungen 12 angeordnet.
3 zeigt die Werkzeugmaschine im Querschnitt. Der Maschinengrundkörper 1 ist als Monoblock ausgeführt. An seiner Oberseite sind horizontale Führungen 12 in Richtung der Y-Achse für die Bettschlitten 13, 14, 15 angebracht. Die Bettschlitten tragen ihrerseits horizontale Führungen 16, in orthogonaler Richtung zu den Führungen 12. Die Führungen 16 nehmen Kreuzschlitten 17, 18, 19 auf, an denen die Vertikalschlitten 29 mit Führungen 20 in vertikaler Richtung (Z-Achse) geführt sind. An den Vertikalschlitten befinden sich die Werkzeugträger (9, 10, 11). Als Antriebe für die Schlitten sind beispielsweise Gewindespindeln vorgesehen, die von den Antriebsmotoren 30 aktiviert werden.

1: Maschinengestell
2, 3: Spindelstock
4, 5: Motorspindel
6, 7: Spanfutter
8: Werkstück
9, 10, 11: Werkzeugträger
12: Führung
13, 14, 15: Bettschlitten
16: Führung
17, 18, 19: Kreuzschlitten
20: Führung
21: angetriebenes Werkzeug
22: feststehendes Werkzeug
23: Greifer
24: Werkstückzuführung
25: Werkstückablage
26: Reitstock
27: wellenförmiges Werkstück
28: Rotationsachse
29: Vertikalschlitten
30: Antriebsmotor
31: Träger

Claims

Werkzeugmaschine mit einem Maschinengestell (1 ), mit mindestens einem vertikalen Spindelstock (2, 3) und mindestens zwei Werkzeugträgern (9, 10, 11), wobei jeder der Werkzeugträger (9, 10, 11) relativ zum Werkstück (8) in den Richtungen von drei zueinander orthogonalen Achsen am Maschinengestell beweglich geführt ist, wobei für die Werkzeugträger (9, 10, 11) Bettschlitten (13, 14, 15), Kreuzschlitten (17, 18, 19) und Vertikalschlitten (29) vorgesehen sind und wobei für die Bettschlitten (13, 14, 15) am Maschinengestell (1) oben Führungen (12) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Führungen (12) ein Träger (31) für den Spindelstock (2,3) vorgesehen ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf jeder Seite einer durch die Rotationsachse (28) der Motorspindeln (4, 5) verlaufenden Ebene mindestens ein Werkzeugträger (9, 10, 11) angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Werkstückzuführung (24) aufweist, wobei mindestens ein Werkzeugträger (9, 10, 11) in den Wirkbereich der Werkstückzufuhr (24) und des Spindelstockes (2, 3) verfahrbar ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Werkstückablage (25) aufweist, wobei mindestens ein Werkzeugträger (9, 10, 11) in den Wirkbereich der Werkstückablage (25) und des Spindelstockes (2, 3) verfahrbar ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zum Spannen von wellenförmigen Werkstücken (27) ein Reitstock (26) am Maschinengestell (1) in Richtung seiner Längsachse beweglich geführt ist.