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Die
Erfindung betrifft eine Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine zur spanabhebenden
Bearbeitung von Werkstücken mit einer Spindelgruppe mit
mindestens zwei in einer Spindelreihe nebeneinander angeordneten
Spindeln zur Aufnahme eines spanabhebenden Werkzeuges und mit einem
Werkstückträger, an dem mit der geometrischen
Anordnung der Spindeln korrelierend mindestens zwei Werkstückhalter
zum Halten von Werkstücken für eine gleichzeitige
Bearbeitung mittels der Spindeln angeordnet sind, wobei der Werkstückträger
einen balkenartigen, die Werkstückhalter aufweisenden Längsträger
umfasst, und wobei die Spindeln für eine Bewegung zu dem
Werkstückträger hin in einer ersten Achsrichtung
an einer Spindel-Linearführungsanordnung beweglich geführt
sind.
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Eine
derartige Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine ist z. B. aus der
europäischen Patentanmeldung
1 695 791 bekannt. Der Werkstückhalter ist in
Front der Spindeln angeordnet und kann beispielsweise gedreht werden.
Die Spindeln verfahren dann mit Hilfe einer Schlittenanordnung relativ
zu dem Werkstückhalter. Allerdings ist in Front der Spindeln ein
verhältnismäßig großer Bauraum
zur Anordnung des Werkstückträgers notwendig.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine platzsparende
Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine bereitzustellen.
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Zur
Lösung der Aufgabe ist bei einer Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine
der eingangs genannten Art vorgesehen, dass der Werkstückträger zur
Positionierung der Werkstücke bezüglich der Spindeln
an einer Werkstückträger-Linearführungsanordnung
in einer zu der ersten Achsrichtung quer verlaufenden zweiten Achsrichtung
geführt ist, und dass der Werkstückträger
an der Werkstückträger-Linearführungsanordnung
in einen oberhalb oder unterhalb eines Arbeitsbereichs der Spindeln
angeordneten Wartungsbereich verfahrbar ist.
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Ein
Grundgedanke ist, dass der Werkstückträger seinen
Wartungsraum oberhalb oder unterhalb des Arbeitsbereichs der Spindeln
hat. Somit können dort beispielsweise Werkstücke
gewechselt werden. Aber auch zur Wartung der Spindeln, beispielsweise für
einen Werkzeugwechsel, ist es vorteilhaft, wenn der Werkstückträger
nach oben hin aus dem Spindel-Arbeitsbereichs in den Wartungsbereich
verfahrbar ist.
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Der
Wartungsbereich befindet sich vorzugsweise innerhalb eines Bearbeitungsraums
der Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine. Der Wartungsbereich ist zweckmäßigerweise
innerhalb einer Maschinenabdeckung oder -verkleidung, vorzugsweise
innerhalb einer Arbeitskabine, angeordnet.
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Der
Werkstückträger ist zweckmäßigerweise bezüglich
der ersten Achsrichtung ortsfest. Die erste Achsrichtung, die zweckmäßigerweise
in horizontaler Richtung verläuft, ist sozusagen die Vorschubrichtung
der Spindeln. Die Spindelgruppe ist allerdings der zweiten Achsrichtung,
wo der Vorschub durch den Werkstückträger bewerkstelligt
wird, zweckmäßigerweise ortsfest. Somit stützt
der Werkstückträger die Werkstücke bei
der spanabhebenden Bearbeitung durch die Spindeln, die in der ersten
Achsrichtung quer zu dem Werkstückträger verfahren
werden, stabil ab.
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Die
Spindelreihe kann, muss aber nicht entlang einer geraden Linie angeordnet
sein. Beispielsweise kann sie auch entlang einer bogenförmigen oder
gezackten Linie angeordnet sein.
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Der
Wartungsbereich ist zweckmäßigerweise für
einen Werkstückwechsel vorgesehen. Die Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine hat
zweckmäßigerweise eine Halterung für
eine Werkstück-Wechseleinrichtung, die dem Wartungsbereich
zugeordnet ist. Es versteht sich, dass die Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine
auch eine Werkstück-Wechseleinrichtung als einen integralen
Bestandteil aufweisen kann. Die Werkstück-Wechseleinrichtung
enthält beispielsweise einen Roboter oder ein Ladeportal.
Die Werkstück-Wechseleinrichtung, z. B. das Ladeportal, braucht
nur einen kleinen Ladehub, um die in dem Wartungsbereich bereitstehenden
Werkstücke zu wechseln, beispielsweise den Werkstückträger
mit unbearbeiteten Werkstücken zu bestücken oder
bereits bearbeitete Werkstücke vom Werkstückträger zu
entnehmen.
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Die
Spindelgruppe ist an der Spindel-Linearführungsanordnung
zweckmäßigerweise in einen Bewegungsraum des Werkstückträgers
hin verfahrbar, wenn der Werkstückträger in den
Wartungsbereich verfahren ist. Beispielsweise hat die Spindel-Linearführungsanordnung
entsprechend lange Spindel-Linearführungen. Die Spindeln
können somit einzeln oder gruppenweise in den Bewegungsraum,
der an sich zur Axialbewegung des Werkstückträgers notwendig
ist, hinein verfahren werden, wo sie für einen Bediener
bequem zugänglich sind. Auch eine Werkzeugwechseleinrichtung,
beispielsweise ein Werkzeugwechsel-Roboter kann auf die beispielsweise
nach vorn in den Bewegungsraum verfahrenen Spindeln zugreifen.
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Der
balkenartige Längsträger kann beispielsweise mittig
oder nur an einer Seite gelagert sein. Zweckmäßigerweise
ist er jedoch an seinen Endbereichen jeweils an einer Werkstückträger-Lagereinrichtung
beweglich gehalten. Dies schafft eine hohe mechanische Stabilität.
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Die
Werkstückträger-Lagereinrichtung enthält
zweckmäßigerweise jeweils eine Linear-Führungseinrichtung
der Werkstückträger-Linearführungsanordnung,
die an einer Werkstückträger-Linearführung
in der zweiten Achsrichtung geführt ist.
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Der
Werkstück-Längsträger ist zweckmäßigerweise
um seine Längsachse zwischen einer zur Bearbeitung durch
die Spindel vorgesehenen Arbeitsposition und einer für
einen Werkstück-Wechsel vorgesehenen Bestückungsposition
drehbar gelagert. Beispielsweise enthalten die Werkstück-Lagereinrichtungen
an den Längsendbereichen entsprechende Drehlager. Prinzipiell
wäre aber auch eine mittige Drehlagerung ohne weiteres
möglich.
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Die
Spindelgruppe weist zweckmäßigerweise mindestens
eine in der zweiten Achsrichtung neben der mindestens einen Spindelreihe
angeordnete Spindel auf. Diese Spindel kann einen Bestandteil einer
zweiten oder weiteren Spindelreihe bilden o der auch eine Einzelspindel
sein. Die Spindeln sind zweckmäßigerweise übereinander
angeordnet.
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Beispielsweise
hat die Spindelgruppe mindestens zwei Spindelreihen mit in einer
Reihenanordnung nebeneinander angeordneten Spindeln. Die Spindelreihen
sind in der zweiten Achsrichtung nebeneinander, beispielsweise übereinander
angeordnet.
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Die
Werkstückträger-Linearführungen sind vorteilhaft
an Führungssäulen angeordnet. Die Spindelgruppe
oder auch die Einzelspindeln sind zwischen den Führungssäulen
vorteilhaft angeordnet. Somit können die Spindeln einzeln
oder gruppenweise zwischen der Führungssäulen
verfahrbar sein. Die Führungssäulen stehen beispielsweise
nach oben vor ein Maschinenbett vor, an dem die mindestens eine
Spindel in ihrer Spindel-Linearführungsanordnung zum Führen
der Spindeln in der ersten Achsrichtung angeordnet ist. Die Führungssäulen
bilden vorzugsweise Bestandteile eines Portals, das eine Durchgangsöffnung
für die Spindeln aufweist. Ein oberer Querträger
des Portals bildet vorteilhaft eine Basis bzw. Halterung für
die Werkstück-Wechseleinrichtung. Ferner schützt
der obere Querträger die darunter liegende Spindelgruppe.
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Die
Werkstückträger-Linearführungen und die
Spindelgruppe einerseits und der Werkstückträger
mit den Linear- Führungseinrichtungen andererseits sind
zweckmäßigerweise aneinander zugewandten Seiten
angeordnet. Mithin sind also die Werkstückträger-Linearführungen
auf derselben Seite angeordnet wie die Spindelgruppe. Dadurch wird eine
kompakte Konstruktion geschaffen. Der Werkstückträger
ist sozusagen in Front der Spindelgruppe verfahrbar, wobei die neben
der Spindelgruppe angeordneten Werkstückträger-Linearführungen
wenig Platz beanspruchen, jedenfalls nicht in der ersten Achsrichtung,
das heißt der Vorschubrichtung der Spindeln.
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Die
Spindeln können einzeln oder gruppenweise in der ersten
Richtung verfahrbar sein.
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Zweckmäßigerweise
sind mehrere der Spindeln, beispielsweise sämtliche Spindeln
der Spindelgruppe oder auch mindestens zwei Spindeln, an einem gemeinsamen
Spindelträger angeordnet, der als Ganzes in der ersten
Achsrichtung verfahrbar ist. Die Spindeln sind fest bzw. unbeweglich
an dem Spindelträger angeordnet. Dadurch entsteht eine mechanisch
stabile Konstruktion.
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Der
Spindelträger kann beispielsweise als ein Spindelblock
ausgestaltet sein. An diesem Spindelblock sind dann die Werkzeugaufnahmen
der Spindeln angeordnet, stehen z. B. vor dessen Vorderseite vor.
Der Spindelblock bildet eine verwindungs steife, mechanisch belastbare
Basis für die einzelnen Spindeln. Zweckmäßigerweise
ist der Spindelblock als Ganzes in der ersten Achsrichtung verfahrbar.
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Der
Spindelträger, insbesondere der Spindelblock, kann auf
einem Schlitten angeordnet sein, der in der ersten Achsrichtung
an einer Spindel-Linearführungsanordnung linear geführt
ist. Es ist auch möglich, dass der Spindelträger
oder der Spindelblock den Schlitten bildet oder eine Baueinheit
mit dem Schlitten bildet. z. B. kann der Spindelträger
Linearführungselemente zur Führung an der Spindel-Linearführungsanordnung
aufweisen.
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Die
Werkstückträger-Linearführungen verlaufen
zweckmäßigerweise seitlich neben der Spindelgruppe.
Beispielsweise ist der Spindelblock zwischen den Werkstückträger-Linearführungen
verschieblich gelagert.
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Die
Werkstückträger-Linearführungen umfassen
beispielsweise Führungsschienenanordnungen, an denen die
Linear-Führungseinrichtungen, beispielsweise Schlittenelemente
oder dergleichen, des Werkstückträgers linear
geführt sind.
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Es
ist aber prinzipiell möglich, dass eine oder mehrere der
Spindeln separat von den anderen Spindeln in der ersten Achsrichtung
geführt ist bzw. sind. So ist es beispielsweise mög lich,
dass an dem Spindelblock oder -träger eine der Spindeln
separat in der ersten Achsrichtung verfahrbar geführt ist,
während andere Spindeln am Spindelträger ortsfest
sind.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung
erläutert. Es zeigen:
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1 eine
Ansicht einer Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine schräg von
vorn mit einem nach oben, in einen Wartungsbereich verfahrenen Werkstückträger,
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2 die
Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine gemäß 1,
jedoch mit einem nach unten, in einen Arbeitsbereich von Spindeln
zur Werkstückbearbeitung verfahrenen Werkstückträger,
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3 eine
Seitenansicht der Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine gemäß 1,
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4 eine
perspektivische Seitenansicht einer ersten Variante der Bearbeitungsmaschine
gemäß 1 mit einem Ladeportal als Werkstück-Wechseleinrichtung
für einen Werkstückwechsel, und
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5 eine
zweite Variante der Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine gemäß 1 mit
einem Roboter als Werkstück-Wechseleinrichtung.
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Eine
Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine 10a dient zur spanabhebenden
Bearbeitung von Werkstücken 11, z. B. Pleueln
für Verbrennungsmotoren. Die Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine 10a enthält
Spindeln 12, die zu einer einzigen Spindelgruppe 13 zusammengefasst
sind. Jeweils vier Spindeln 12 sind in einer Spindelreihe 14–17 angeordnet. Insgesamt
sind vier Spindelreihen 14–16 mit jeweils vier
Spindeln 12, insgesamt also 12 Spindeln 12 vorhanden.
Die Spindeln 12 sind in den Spindelreihen 14–16 horizontal
entlang jeweils einer geraden Linie nebeneinander angeordnet, wobei
auch eine bogenförmige Reihenanordnung, eine Reihenanordnung entlang
einer gezackten Linie oder dergleichen ohne weiteres möglich
ist. Ferner sind auch mehr oder weniger als 12 Spindeln
und mehr oder weniger als drei Spindelreihen möglich.
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An
den Spindeln 12 sind spanabhebende Werkzeuge 23,
beispielsweise Bohr- und Fräswerkzeuge, Drehmeißel
oder dergleichen, angeordnet. Mit Hilfe der Spindeln 12 können
mehrere Werkstücke 11 gleichzeitig bearbeitet
werden. Es ist sogar möglich, dass zwei Spindelreihen 14 und 15 gleichzeitig
zur Werkstückbearbeitung aktiv sind. Beispielsweise sind
jeweils zwei Spindeln 12 der Spindelreihen 14 und 15 paarweise übereinander
gruppiert, so dass ein kleines und ein großes Auge 18, 19 der Werkstücke 11 gleichzeitig
gebohrt werden kann. Somit könnte man die Spindelreihen 14 und 15 auch
als eine einzige, aneinandergereihte Spindelpaare aufweisende Spindelreihe
bezeichnen.
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Die
Spindelreihen 14, 15 und 16 sind jeweils für
unterschiedliche Bearbeitungsschritte vorgesehen, beispielsweise
Bohren der beiden Augen 18, 19 der Werkstücke 11,
anfasen der jeweiligen Bohrungen der Werkstücke 11 oder
dergleichen.
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Parallel
zu den Spindelreihen 14, 15 und 16, z.
B. oberhalb, ist eine Messeinrichtungsreihe 17 mit Messeinrichtungen 29 zum
Messen der Werkstücke 11, insbesondere nach und/oder
vor einer Bearbeitung durch die Spindeln 12, angeordnet.
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Zur
Bereitstellung und Positionierung der Werkstücke 11 relativ
zu den Spindeln 12 ist ein Werkstückträger 20 mit
Werkstückhaltern 21 zum Halten der Werkstücke 11 vorgesehen.
Die Werkstückhalter 21 nehmen jeweils ein Werkstück 11 auf und
sind mit der geometrischen Anordnung der Spindeln 12 korrelierend
an einem balkenartigen Längsträger 22 des
Werkstückträgers 20 angeordnet. Der Längsträger 22 verläuft
horizontal korrespondierend mit der horizontalen Anordnung der Spindeln 12 in den
Spindelreihen 14, 15 und 16. Somit können
mehrere von den Werkstückhaltern 21 gehaltene
und bereitgestellte Werkstücke 11 jeweils gleichzeitig
von den Spindeln 12 der Spindelreihen 14 und 15 sowie 16 bearbeitet
werden.
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Für
eine kompakte Bauweise und für eine mechanische Stabilität
der Bearbeitungsmaschine 10a sind die folgenden Maßnahmen
vorgesehen.
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Zwar
wäre es prinzipiell möglich, die Spindeln 12 einzeln
linear verfahrbar anzuordnen, so dass sie in Vorschubrichtung zu
den bereitgestellten Werkstücken 11 hin einzeln
verfahrbar sind. Bei der Bearbeitungsmaschine 10a ist jedoch
ein mechanisch verwindungssteifes und somit eine hohe Maßgenauigkeit
bei den bearbeiteten Werkstücken 11 gewährleistendes
Maschinenkonzept vorgesehen. Sämtliche Spindeln 12 sind
gemeinsam an einem Spindelträger 24 ortsfest angeordnet.
Der Spindelträger 24 hält somit sämtliche
Spindeln 12. Der Spindelträger 24 ist
als ein Spindelblock 25 ausgestaltet. Der Spindelblock 25 umfasst
beispielsweise eine Art Platte oder ein Quader zum Halten der Spindeln 12.
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An
einer Vorderseite 26 des Spindelblocks 25 sind
Werkzeugaufnahmen 27 für die Werkzeuge 23 angeordnet.
Die Spindeln 12 werden beispielsweise durch Spindelantriebe 28 angetrieben, die
zweckmäßigerweise an einer Rückseite
oder Oberseite des Spindelblocks 25 angeordnet sind. An
der Rückseite des Spindelblocks 25 sind die Spindelantriebe 28 vor Umwelteinflüssen,
beispielsweise Spänen, Schneidflüssigkeit und
dergleichen, geschützt.
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Der
Spindelblock 25 ist als Ganzes in einer ersten Achsrichtung 30 verfahrbar.
Die erste Achsrichtung 30 verläuft vorliegend
horizontal, z. B. in Z-Richtung. Der Werkstückträger 20 hingegen
ist quer zu der ersten Achsrichtung 30 in einer zweiten, vorliegend
vertikalen Achsrichtung 31 verfahrbar, z. B. in Y-Richtung.
Wenn der Werkstückträger 20 die Werkstücke 11 in
Front einer der Spindelreihen 14–16 positioniert
hat, werden die Spindeln 12 in der ersten Achsrichtung 30 verfahren.
Nach der jeweiligen Werkstückbearbeitung, beispielsweise
einem Bohren oder Fräsen, werden die Spindeln 12 in
der ersten, horizontalen Achsrichtung 30 wieder nach hinten
verstellt, worauf der Werkstückträger 20 die Werkstücke 11 vertikal
bezüglich einer weiteren Spindelreihen 14, 15 oder 16 zur
Weiterbearbeitung oder für einen später noch erläuterten
Werkstückwechsel oberhalb oder unterhalb (siehe 3)
der Spindelgruppe 13 positioniert.
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Für
die Horizontalpositionierung der Spindelgruppe 13 ist ein
Horizontalschlitten 32 vorgesehen, auf dem der Spindelblock 25 angeordnet
ist. Alternativ ist es denkbar, dass die Spindelgruppe eine Baueinheit
mit einem Horizontalschlitten bildet.
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Der
Horizontalschlitten 32 ist an Spindel-Linearführungen 33 einer
Spindel-Linearführungsanordnung 34 linear entlang
der ersten Achsrichtung 30 geführt. Die Spindel-Linearführungen 33 enthalten beispielsweise
parallel verlaufende, zueinander beabstandete Schienen 35,
auf denen der Horizontalschlitten 32 fährt. Die
Schienen 35 sind an einer Oberseite 36 eines Maschinenbetts 37 der
Bearbeitungsmaschine 10a angeordnet.
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Zwischen
den Linearführungen 33 ist am Maschinenbett 37 ein
Spanabführraum und/oder Spanauffangraum 38 zur
Spanabfuhr von Spänen vorgesehen, die bei der Werkstückbearbeitung
durch die Spindeln 12 anfallen. Die Späne können
direkt nach unten in den unterhalb der Spindeln 12 angeordneten Spanauffangraum 38 fallen,
wo sie von einer nicht dargestellten Spanabfuhreinrichtung, beispielsweise einem
Spanabfuhrband oder dergleichen, nach hinten weggefördert
werden können. Somit ist auch für die Spanabfuhreinrichtung
eine platzsparende Unterbringung möglich.
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An
der Oberseite 36 des Maschinenbetts 37 ist ein
Rahmen 40 eines Maschinengestells 41 angeordnet.
Die beiden seitlichen, nach oben vorstehenden Rahmenteile des Rahmens 40 bilden
Führungssäulen 42, an denen der Werkstückträger 20 vertikal geführt
ist. Die Führungssäulen 42 sind oben
durch eine Quertraverse 43 des Rahmens 40 miteinander verbunden,
so dass der Rahmen 40 ein Portal 44 bildet. Durch
das Portal 44 hindurch ist die Spindelgruppe 13 nach
vorn zu den vom Werkstückträger 20 bereitgehaltenen
Werkstücken 11 hin horizontal verfahrbar. Die
Linearführungen 33 bzw. Schienen 35 verlaufen
in eine Durchgangsöffnung 45 des Portals 44 hinein
und vorliegend vorteilhaft hindurch.
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Die
beiden Führungssäulen 42 sind in ihrer Querrichtung,
das heißt parallel zur ersten Achsrichtung 30,
vorteilhaft mindestens so breit wie der Spindelblock 25 tief
ist. Diese Maßnahme sorgt dafür, dass der Rahmen 40 und
somit die Vertikalführung des Werkstückträgers 20 eine
hohe mechanische Belastbarkeit aufweisen. Dazu trägt auch
die Quertraverse 43 bei, die die beiden Führungssäulen 42 miteinander
verbindet.
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An
Vorderseite 46 der Führungssäulen 42 sind
Werkstückträger-Linearführungen 47 einer Werkstückträger-Linearführungsanordnung 48 zum Führen
des Werkstückträgers 20 in der zweiten Achsrichtung 31 angeordnet.
Die Werkstückträger-Linearführungen 47 enthalten
beispielsweise Schienen 49, die vertikal verlaufen. Die
Vorderseite 46 der Führungssäulen 42 und
die Vorderseite 26 des Spindelblocks 25 verlaufen
parallel. Den beiden Vorderseiten 26 und 46 gegenüberliegend
ist der Werkstückträger 20 angeordnet,
der die Werkstücke 11 zur Bearbeitung durch die
Spindeln 12 bereitstellt.
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Der
Längsträger 22 ist an seinen Längsendbereichen 50 jeweils
durch eine Werkstück-Lagereinrichtung 51 beweglich
gelagert. Durch die Werkstück-Lagereinrichtungen 51 wird
der Längsträger 22 jeweils endseitig
gehalten, was ihm eine hohe mechanische Stabilität verleiht.
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Die
Lagereinrichtungen 51 enthalten Linear-Führungseinrichtungen 52,
die an den Werkstückträger-Linearführungen 47 linear
geführt sind. Die Linearführungseinrichtungen 52 umgreifen
beispielsweise die Schienen 49. Somit bildet oder umfasst
der Werkstückträger 20 einen Vertikalschlitten 53 zur
Positionierung der Werkstücke 11 in der zweiten
vertikalen Achsrichtung 31. Der Vertikalschlitten 53 wird durch
Schlittenantriebe 54 angetrieben. Hierfür wären
beispielsweise Lineardirektantriebe oder Zahnstangenantriebe denkbar.
Beim Ausführungsbeispiel umfassen die Schlittenantriebe 54 jedoch
Drehantriebe 55, die über Getriebe 56,
beispielsweise Kugelumlaufgetriebe, den Vertikalschlitten 53 vertikal
antreiben. Die Drehantriebe 55 sind zweckmäßigerweise im
oberen Bereich der Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine 10a angeordnet,
beispielsweise an Vorsprüngen der Quertraverse 43,
so dass sie außerhalb eines Arbeitsbereiches 57 der
Spindeln 12 angeordnet sind.
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Der
Längsträger 22 ist ferner an den Werkstückträger-Lagereinrichtungen 51 mittels
Drehlagern 58 um seine Längsachse 63 drehbar
gelagert. Somit kann der Längsträger 22 in
eine Arbeitsposition 59 gedreht werden, in der die Werkstücke 11 den Spindeln 12 für
eine spanabhebende Bearbeitung gegenüberstehen, oder in
eine in den 1 und 2 angedeutete
Bestückungsposition 60 gedreht werden, bei der
Werkstücke 11 vom Werkstückträger 20 entnommen
bzw. an diesem wieder angeordnet werden können.
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Es
ist möglich, dass der Längsträger 22 um 180
oder 360 Grad drehbar gelagert ist. Eine Drehung um einen Teilumfang,
beispielsweise um nur 90 Grad, z. B. nach oben und zu den Spindeln 12 hin, wäre
auch ausreichend, wie im Zusammenhang mit den Ausführungsbeispielen
gemäß 4 und 5 noch deutlich
wird.
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Die
Drehlager 58 ermöglichen auch eine Drehung des
Längsträger 22 bzw. der Werkstücke 11 bei
oder zwischen spanabhebenden Bearbeitungsschritten. So können
beispielsweise durch Wenden oder Drehen der Werkstücke 11 Bohrungen
in unter schiedlichen, zueinander winkeligen Achsrichtungen vorgenommen
werden.
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Zum
Drehen des Längsträgers 22 sind Drehantriebe 61 bei
den Werkstückträger-Lagereinrichtungen 51 vorgesehen.
Prinzipiell genügt auch nur ein einziger Drehantrieb 61 zum
Drehen des Längsträgers 22.
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Mit
Hilfe der Schlittenantriebe 54 und der Werkstückträger-Lagereinrichtung 51 ist
der Werkstückträger 20 innerhalb des
Arbeitsbereiches 57 zur spanabhebenden Bearbeitung durch
die Spindeln 12 vertikal verfahrbar. Die Werkstückträger-Linearführungsanordnung 48 ermöglicht
es aber auch, den Werkstückträger 20 aus
dem Arbeitsbereich 57 heraus nach oben in einen Wartungsbereich 62 oberhalb der
Spindelgruppe 13 zu verfahren. Eine alternativ angedeutete
Werkstückträger-Linearführungsanordnung 48' ermöglicht
es, den Werkstückträger 20 nach unten
(3) in einen Wartungsbereich 62' unterhalb
der Spindelgruppe 13 zu verfahren.
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Eine
Positionierung des Werkstückträgers 20 in
den Wartungsbereich 62 ermöglicht zwei vorteilhafte
Maßnahmen, nämlich einen bequemen Werkstückwechsel
und eine gute Zugänglichkeit der Spindeln 12.
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Im
Wartungsbereich 62 steht der Werkstückträger 20 für
einen Werkstückwechsel der Werkstücke 11 zur
Verfügung, beispielsweise für eine Werkstück-Wechseleinrichtung 65.
Ferner sind die Werkzeugaufnahmen 27 der Spindeln 12 bequem
zugänglich, so dass Wartungsarbeiten, beispielsweise Werkzeugwechsel
und dergleichen, leicht möglich sind.
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Bei
einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine ist
es nämlich vorteilhaft, wenn der Werkstückträger,
hier der Werkstückträger 20, vollständig aus
dem Arbeitsbereich 57 heraus in den Wartungsbereich 62 verfahren
werden kann, so dass sämtliche Spindeln 12 von
vorn zugänglich sind. Wenn bei einer jeweiligen Bearbeitungsmaschine
der Werkstückträger in seiner Wartungsposition
ist, bei der Bearbeitungsmaschine 10a beispielsweise im
Wartungsbereich 62 positioniert ist, ist er vorzugsweise aus
dem jeweiligen Arbeitsbereich der Spindeln vollständig
herausbewegt, so dass die Spindeln bequem zugänglich sind,
beispielsweise für einen Werkzeugwechsler. Dies ist auch
bei der Bearbeitungsmaschine 10a der Fall. In seinem Wartungsposition
erstreckt sich der Längsträger 22 oberhalb
des Spindelblocks 25, so dass dieser von vorn frei zugänglich
ist.
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Die
Werkstück-Wechseleinrichtung 65 enthält
beispielsweise ein Ladeportal 66, das oberhalb einer Bearbeitungsmaschine 10b angeordnet
ist. Die Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine 10b entspricht grundsätzlich
der Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine 10a, wobei die Werkstück-Wechseleinrichtung 65 zweckmäßigerweise
einen Bestandteil der Bearbeitungsmaschine 10b bildet.
Das Ladeportal 66 enthält eine Horizontalführung 67 für
einen Werkstückaufnehmer 68. Die Horizontalführung 67 verläuft
beispielsweise parallel zu den Spindelreihen 14–16 in
einer dritten Achsrichtung 69, das heißt quer
zu den Achsrichtungen 30, 31. Ferner ist der Werkstückaufnehmer 68 an
einer Vertikalführung 70 vertikal verstellbar,
um Werkstücke 11 am Werkstückträger 20 anzuordnen
bzw. von diesem zu entnehmen.
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Die
Werkstück-Wechseleinrichtung 65 enthält
zweckmäßigerweise einen Werkstückträger 71 zum
gleichzeitigen Halten mehrerer Werkstücke 11 korrelierend
mit der Anordnung der Werkstückhalter 21 am Längsträger 22,
so dass mit dem Werkstückträger 71 gleichzeitig
mehrere unbearbeitete Werkstücke 11 am Werkstückträger 20 angeordnet
und bearbeitete Werkstücke 11 von diesem entnommen werden
können. Dazu sind an einem Längsträger 72 des
Werkstückträgers 71 an einander entgegengesetzten
Seiten jeweils vier in Reihenrichtung nebeneinander angeordnete
Werkstückaufnahmen 73 angeordnet. Der Werkstückträger 71 ist
mit Hilfe eines Drehlagers 74 drehbar gelagert, um die
Werkstückaufnahmen 73 zu dem Werkstückträger 20 oder
davon wegzu drehen.
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Der
Vertikalhub des Werkstückaufnehmers 68 kann zweckmäßigerweise
kurz sein, weil der Wartungsbereich 62 im oberen Bereich
der Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine 10b angeordnet ist.
Die Werkstück-Wechseleinrichtung 65 muss somit
nicht nach unten, beispielsweise in den Bereich der Spindelreihen 14, 15 bewegt
werden, um die Werkstücke 11 zu wechseln.
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Bei
einer Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine 10c gemäß 5 ist
ein Roboter 75 als eine Werkstück-Wechseleinrichtung 65 vorgesehen,
der dem Wartungsbereich 62 zugeordnet ist. Im Vergleich
zum Ladeportal 66 hat der Roboter 75 mehr Bewegungsfreiheitsgrade.
Auch bei dem Roboter 75 ist es vorteilhaft, wenn ähnlich
wie beim Ladeportal 66 ein Werkstückträger 71 mit
mehreren Werkstückaufnahmen 73 vorgesehen ist,
so dass gleichzeitig mehrere Werkstücke 11 von
dem Werkstückträger 20 entnommen bzw.
an diesem angeordnet werden können. Der Werkstückträger 71 ist
drehbar bzw. wendbar an einem Roboterarm 76 angeordnet.
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Die
obere Quertraverse 43 des Rahmens 40 bildet oder
enthält eine Halterung 77 für den Roboter 75.
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Die
Wartung der Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine 10a, b, c
ist auch dadurch erleichtert, dass bei in den Wartungsbereich 62 gefahrenem
Werkstückträger 20 ein Bewegungsraum 80,
der an sich für die spanabhebende Bearbeitung durch die
Spindeln 12 vorgesehen ist, frei wird. Die Linearführungsanordnung 34 ist
zweckmäßigerweise so beschaffen, dass der Spindelblock 25 in
den Bewegungsraum 80 beispielsweise zu Wartungszwecken
hinein verfahrbar ist. Dann fluchten die beiden Vorderseiten 26, 46 des
Spindelblocks 25 bzw. der Führungssäulen 42. Zumindest
ist die Spindelblock-Vorderseite 26 vorteilhaft nahe zu
der Führungssäulen-Vorderseite 46 positionierbar.
Vorzugsweise ist die Vorderseite 26 vor die Vorderseite 46 der
Führungssäulen 42 positionierbar. Ein
Bediener oder ein Werkzeugwechsler muss somit nicht in einen Zwischenraum
zwischen den beiden Führungssäulen 42 eingreifen,
um beispielsweise Werkzeuge 23 zu wechseln.
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Die
Werkstückträger-Linearführungen 47 erstrecken
sich vorteilhaft nach vorn, in Richtung des Werkstückträgers 20 über
die Führungssäulen 42 hinaus zu einem
vorderen Abschnitt 81 des Maschinenbetts 37 hin.
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Eine
Tiefe bzw. Längserstreckung in der ersten Achsrichtung 30 des
vorderen Abschnitts 81 entspricht in etwa einer Tiefe des
Werkstückträgers 20 in der ersten Achsrichtung 30.
Mit anderen Worten stehen der Werkstückträger
und der vordere, auskragende Abschnitt 81 des Maschinenbetts 37 nur
wenig in der ersten Achsrichtung 30 vor die Führungssäulen 42 vor.
Da durch bauen die Bearbeitungsmaschinen 10a, 10b, 10c sehr
kompakt.
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Zur
kompakten Bauweise trägt auch bei, dass die Werkstück-Wechseleinrichtung 65 oberhalb der
Bearbeitungsmaschinen 10a–10b angeordnet sind.
In horizontaler Richtung, d. h. sowohl in der 1. Achsrichtung 30 als
auch in der 3. Achsrichtung 69 ist nur wenig Bauraum erforderlich.
Die Bearbeitungsmaschinen 10a–10b benötigen
nur wenig Stellfläche.
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Wenn
bei einer nicht detailliert dargestellten Bauform einer erfindungsgemäßen
Mehrspindel-Bearbeitungsmaschine unterhalb der jeweiligen Spindelgruppe
Platz ist, z. B. dort, wo bei der Bearbeitungsmaschine 10a der
auskragende Abschnitt 81 ist, kann dort auch ein Wartungsraum
für den Werkstückträger vorgesehen sein,
z. B. in einem in 3 dargestellten Bereich 62'.
Das Maschinenbett kann dann z. B. kürzer sein oder einen
Aufnahmeraum aufweisen, während Werkstückträger-Linearführungen 47' beispielsweise
in den Wartungsraum 62' hinein verlängert sind.
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Der
Wartungsbereich 62 ist vorteilhaft innerhalb einer angedeuteten
Maschinenabdeckung 82 angeordnet.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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