DE102009041596A1

DE102009041596A1 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE102009041596A1
Application number: DE102009041596A
Authority: DE
Inventors: Udo 99817 Tüllmann
Original assignee: Deckel Maho Seebach GmbH
Current assignee: Deckel Maho Seebach GmbH
Priority date: 2009-09-15
Filing date: 2009-09-15
Publication date: 2011-08-04
Anticipated expiration: 2029-09-16
Also published as: JP5688085B2; JP2013504443A; ES2426975T3; CN102497953B; DE102009041596B4; EP2477786B1; US20120213606A1; WO2011032682A1; US9061386B2; CN102497953A; EP2477786A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist eine Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken mit einem formsteifen Maschinenbett (1), mit einem am Maschinenbett (1) verfahrbaren Fahrständer (4), mit einer am Fahrständer (4) verfahrbar montierten Bearbeitungseinheit (9, 10) mit mindestens einem Spanwerkzeug und mit einer an der vorderen Längsseite des Maschinenbetts (1) vorgesehenen Tragkonstruktion (12) zur Halterung mindestens eines Werkstücks, wobei gemäß der Erfindung die Tragkonstruktion (12) einen formstabilen Rahmen (11) aufweist, dessen in einem Querabstand angeordnete Längsträger (13, 14) einen Freiraum für den Spänefall begrenzen, und wobei an oder auf dem Rahmen unterschiedliche Werkstückträger (30, 35) montierbar sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken mit einem formsteifen Maschinenbett, mit einem am Maschinenbett horizontal verfahrbaren Fahrständer, mit einer am Fahrständer verfahrbar montierten Bearbeitungseinheit mit mindestens einem einwechselbaren Spanwerkzeug und mit einer an der vorderen Längsseite des Maschinenbetts vorgesehenen Tragkonstruktion zur Aufnahme und Halterung mindestens eines Werkstücks.
Zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken großer Längsabmessungen werden Werkzeugmaschinen eingesetzt, deren Maschinenständer als sog. Fahrständer auf einem i. d. R. flachen langgestreckten Maschinenbett in Längsrichtung motorisch verfahrbar ist. Als Antriebseinheit für die Fahrbewegungen des Fahrständers dienen in neuerer Zeit meist elektrische Linearmotoren, die gegenüber herkömmlichen elektromechanischen oder fluidischen Antriebssystemen Vorteile hinsichtlich Beschleunigung, Genauigkeit, Kosten, etc., haben. An der vorderen Längsseite des Maschinenbetts ist bei diesen Werkzeugmaschinen eine Tragkonstruktion vorgesehen, auf welcher ein oder auch mehrere der zu bearbeitenden Werkstücke großer Längsabmessungen aufgespannt werden können. Diese Tragkonstruktionen sind bettartig ausgeführt und zur Aufnahme von stationären oder längsverschiebbaren Werkstücktischen ausgebildet. Ein wesentlicher Nachteil derartiger Systeme besteht darin, dass sich die Späne auf den ebenen Oberflächen der Tragkonstruktion bzw. der Werkstücktische zu Haufen ansammeln und nicht automatisch entfernt werden können. Darüber hinaus sind diese bekannten Tragkonstruktionen in ihren Variationsmöglichkeiten zur Aufnahme unterschiedlicher Werkstücke begrenzt.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken zu schaffen, die für großvolumige Werkstücke mit großem Späneanfall ausgelegt ist und einen besonders vorteilhaften Spänefall sowie günstige Nutzungsmöglichkeiten des Arbeitsraums ergibt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Tragkonstruktion einen formstabilen Rahmen aufweist, dessen Längsträger auf einer zumindest teilweise offenen Basis abgestützt sind, und dass an oder auf dem Rahmen unterschiedliche Werkstückträger montierbar sind.
Durch die Ausbildung der Tragkonstruktion als formstabiler Rahmen mit voneinander beabstandeten Längsträgern wird ein freier Zwischenraum zwischen den beiden Längsträgern geschaffen, durch den die bei der Bearbeitung anfallenden Späne und Flüssigkeiten hindurchfallen und in einem geeigneten Sammler aufgefangen werden können. Daneben sind die Längsträger so angeordnet und ausgebildet, dass unterschiedliche Werkstück-Trageinrichtungen, wie ortsfeste und/oder verschiebbare Werkstücktische, Werkstück-Rundtische, Wechselpaletten, vertikale Spannsysteme, usw., auf bzw. an diesen Längsträgern angeordnet werden können.
Die Längsträger des Tragrahmens können auf durchgehenden oder unterbrochenen Holmen aufliegen, welche sich direkt auf dem Bodenfundament abstützen. Daneben besteht die zweckmäßige Möglichkeit, dass der Tragrahmen auf in Rahmenlängsrichtung voneinander beabstandeten Querstützen abgestützt ist, welche auf einem durchgehenden Unterbau angeordnet sind, der an der vorderen Längsseite des Maschinenbettes vorgesehen ist und eine geneigte obere Rutschfläche für Spane od. dgl. aufweist. Die voneinander beabstandeten Querstützen begrenzen zusammen mit den entsprechenden Abschnitten der Längsträger Freiräume, durch welche die Späne und andere Betriebsstoffe hindurchfallen können. Die schräge Oberfläche des sich auch zwischen den Querstützen erstreckenden Unterbaus ermöglicht einen weitgehend automatischen Austrag der Späne durch Schwerkraft.
Zweckmäßig haben die Längsträger ein Profil, das die einfache Montage von Führungsschienen für verfahrbare Werkstückträger sowie auch von Spanneinrichtungen zum Fixieren stationärer Werkstückträger ermöglicht.
Eine besonders hohe Formsteifigkeit der gesamten Werkzeugmaschine lässt sich dadurch erreichen, dass der Unterbau für den Tragrahmen bzw. die Tragkonstruktion mit dem Tiefbett der Fahrständermaschine einteilig integriert ausgeführt ist. Daneben kann jedoch auch die sog. Duo-Block-Bauweise angewendet werden, bei welcher der bettartige Unterbau der Tragkonstruktion und das Maschinenbett jeweils als gesonderte Baueinheiten hergestellt und miteinander durch geeignete Mittel verbunden sind.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung können als Werkstückaufnahmen mindestens ein Werkstücktisch auf den beiden Längsträgern des Tragrahmens fest oder verfahrbar montiert sein, was eine weitgehend ununterbrochene Bearbeitung einer Vielzahl von aufgespannten Werkstücken ermöglicht.
Gemäß einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung kann als Werkstückaufnahme mindestens eine Spannvorrichtung zum Einspannen und Drehen eines Werkstückes auf den beiden Längsträgern des Tragrahmens ortsfest oder verfahrbar montiert sein. In diese Spannvorrichtung können Werkstücke horizontal eingespannt werden, wobei die Verwendung von zwei beabstandeten Spannvorrichtungen das beidendige Einspannen eines Werkstücks ermöglicht. Die Spannvorrichtung kann auch ein drehangetriebener Rundtisch mit vertikaler Aufspannplatte sein. Zweckmäßig sollten die Spannvorrichtungen mittels einer geeigneten Antriebseinheit, z. B. in Form eines Spindeltriebs, auf Führungsschienen verfahrbar sein, die an den Längsträgern montiert sind.
Eine andere zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass unter dem Tragrahmen der Tragkonstruktion ein Sammler für Späne und andere Betriebsmittel angeordnet ist.
Im Folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung ausführlich beschrieben. Es zeigen:
1 eine Gesamtansicht eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine;
2 den unteren Teil der Werkzeugmaschine nach 1 mit dem Maschinenbett und der Tragkonstruktion in perspektivischer Ansicht;
3 Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Tragkonstruktion mit mehreren Werkstücktischen in 3a und zwei Spannvorrichtungen in 3b.
Die in 1 vollständig dargestellte Werkzeugmaschine enthält ein sich in X-Richtung längs erstreckendes flaches Maschinenbett 1, das zwei zueinander parallele Längsholme 2, 3 mit oberseitigen Führungen aufweist. Auf den beiden Längsholmen 2, 3 des Maschinen-Flachbetts 1 ist ein Fahrständer 4 in Richtung der X-Achse motorisch verfahrbar, dem ein hier als horizontales Kettenmagazin ausgebildetes Werkzeugmagazin 5 mit Werkzeugwechsler 6 zugeordnet ist. An der Vorderseite des Fahrständers 4 ist in Führungsschienen 7, 8 eine Bearbeitungseinheit 9 vertikal verfahrbar geführt, die an ihrer Vorderseite einen Fräskopf 10 mit vertikal ausgerichteter Arbeitsspindel zeigt.
An der in Z-Richtung vorderen Stirnseite des Maschinenbetts 1 ist eine erfindungsgemäß ausgebildete Tragkonstruktion 12 angeordnet, die im Folgenden ausführlicher beschrieben wird. Diese Tragkonstruktion weist zwei Längsträger 13, 14 auf, die sich in X-Koordinatenrichtung mit einem vorgegebenen Querabstand erstrecken und auf diese Weise einen mittleren langgestreckten Freiraum 15 beidseitig begrenzen. Beide Längsträger 13, 14 haben ein Querschnittsprofil mit jeweils einem innenseitigen horizontalen Längssteg 15, 16, die als beidseitige Auflagen und Führungsschienen z. B. für Querstücke 17 dienen. Beide Längsträger 13, 14 haben vertikale Außenflächen und ihre Oberflächen 18, 19 erstrecken sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel in der gleichen horizontalen Ebene.
Ebenfalls an der vorderen Längsseite des Bettes 1 ist ein form steifer Unterbau vorgesehen, der mit den beiden Längsholmen 2, 3 des Bettes 1 einstückig ausgebildet oder auch als gesonderte Baugruppe mit den beiden Längsholmen 2, 3 fest verbunden sein kann. Dieser Unterbau 20 weist an seiner Vorderseite eine sich über seine gesamte Länge erstreckende Schrägfläche 21 auf, die als eine Rutschfläche für im Spanbetrieb anfallende Feststoffe und Flüssigkeiten dient. Wie aus 2 ersichtlich, sind ferner an der schrägen Vorderseite des Unterbaus 20 mehrere – hier drei – Querstützen 22, 23, 24 angeordnet, die sich in einer Horizontalebene erstreckende oberseitige Abschnitte aufweisen. Auf den vorderen oberseitigen Abschnitten der Querstücke 22 bis 24 stützt sich der in 2 vordere Längsträger 13 ab und auf den hinteren – maschinenseitigen – Abschnitten der Querstücke 22 bis 24 liegt der hintere Längsträger 14 auf. Die beiden Längsträger 13, 14 werden durch Auflageplatten 25, 26, 27 auf Abstand gehalten, die bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel auf den mittleren Abschnitten der Querstücke 22 bis 24 aufliegen. Mit ihrer rückseitigen Fläche stützen sich die Querstücke 22, 23, 24 auf der Schrägfläche 21 ab, deren Neigung so gewählt ist, dass sich anfallende Späne nicht absetzen können, sondern abrutschen.
Die in 3a dargestellte Rahmenkonstruktion entspricht in ihrem technischen Konzept dem Ausführungsbeispiel nach 1, 2, sodass zur Vermeidung von Wiederholungen auf die dort beschriebenen Einzelheiten nicht näher eingegangen werden. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In den 1 und 2 ist die erfindungsgemäß ausgebildete Tragkonstruktion ohne Werkstückträger gezeigt. Bei der Ausführung nach 3a sind zwischen den beiden Längsträgern 13, 14 der Tragkonstruktion 12 insgesamt drei Werkstücktische 30, 31, 32 hintereinander angeordnet, die durch – nicht dargestellte – Mittel in Längsrichtung verschoben werden können oder in diesen Positionen fest arretiert sind. Auf den Spannplatten dieser Werkstücktische 30 bis 32 können Werkstücke in üblicher Weise gespannt werden.
Auch bei dem Ausführungsbeispiel nach 3b ist das in den 1 und 2 dargestellte und vorstehend beschriebene technische Konzept der Verwendung von zwei zueinander parallelen Längsträgern 13, 14 verwirklicht. Auf dem von den Längsträgern 13, 14 gebildeten Tragrahmen der in 3b dargestellten Tragkonstruktion 12 sind zwei Spannvorrichtungen 35, 36 angeordnet, die an ihren zueinander weisenden Stirnseiten jeweils Spannmittel 37, 38 zum Fixieren eines langgestreckten Werkstücks aufweisen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die – linke – Spannvorrichtung 35 auf den Oberseiten der Längsträger auf Tragschienen 39, 40 fest montiert. Die in 3b rechte Spannvorrichtung 36 ist auf zwei Führungsschienen 41, 42 in Längsrichtung verfahrbar, sodass der Abstand zwischen beiden Spannvorrichtungen 35 und 36 eingestellt werden kann. Ein Antriebsaggregat 43 ist mit der Spannvorrichtung 36 kinematisch gekoppelt.
Neben den dargestellten Werkstückträgern, d. h. den Werkstücktischen 30 bis 32 und den Spannvorrichtungen 35, 36, können weitere geeignete Werkstückträger, beispielsweise drehangetriebene Rundtische statt der Werkstücktische 30 bis 32 eingesetzt werden. Wesentlich ist, dass der Tragrahmen 12 mit den beiden Längsträgern 13, 14 eine ausreichend hohe Steifigkeit auch bei Verwendung der unterschiedlichen Werkstückträger gewährleistet und dass die Späne sowie die weiteren Betriebsstoffe ohne nachteilige Haufenbildung in den Freiraum zwischen den beiden Längsträgern fallen können.

Claims

Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken mit – einem formsteifen Maschinenbett (1), – einem am Maschinenbett verfahrbaren Fahrständer (4), – einer am Fahrständer (4) verfahrbar montierten Bearbeitungseinheit (9, 10) mit mindestens einem Spanwerkzeug und – einer an der vorderen Längsseite des Maschinenbetts (1) vorgesehenen Tragkonstruktion (12) zur Halterung mindestens eines Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, dass – die Tragkonstruktion (12) einen formstabilen Tragrahmen (11) aufweist, dessen in einem Querabstand angeordnete Längsträger (13, 14) einen Freiraum für den Spänefall begrenzen und – an oder auf dem Tragrahmen (11) unterschiedliche Werkstückträger (30, 35, 36) montierbar sind.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tragrahmen (11) auf in Rahmen-Längsrichtung beabstandeten Querstützen (22, 23, 24) abgestützt ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querstützen (22–24) auf einem durchgehenden Unterbau (20) angeordnet sind, der an der vorderen Längsseite des Maschinenbetts (1) vorgesehen ist und eine geneigte obere Rutschfläche für Späne und andere Betriebsstoffe aufweist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsträger (13, 14) Tragelemente zur Halterung und Abstützung verschiedenartiger Werkstückaufnahmen tragen.
Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der den Tragrahmen (11) abstützende Unterbau (20) am Maschinenbett starr befestigt oder mit diesem einstückig ausgebildet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstückaufnahmen mindestens ein Werkstücktisch (30, 31, 32) auf den beiden Längsträgern (13, 14) des Tragrahmens (11) fest oder verfahrbar montiert ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstückaufnahme mindestens eine Spannvorrichtung (35, 36) zum Einspannen und Drehen eines Werkstücks auf den beiden Längsträgern (13, 14) des Tragrahmens (11) ortsfest oder verfahrbar montiert ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Werkstückaufnahme mindestens eine Spannvorrichtung mit einem drehangetriebenen vertikalen Rundtisch auf den beiden Längsträgern (13, 14) des Tragrahmens (11) in Längsrichtung verfahrbar oder ortsfest montiert ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der auf den Längsträgern (13, 14) in Führungsschienen verfahrbaren Spannvorrichtung (36) eine Antriebseinheit (43) zugeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass unter dem Tragrahmen ein Sammler für Späne und andere Betriebsmittel angeordnet ist.