DE102009046100A1 - Werkzeugmaschine mit geteiltem Ausleger - Google Patents
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Abstract
Bei einer Werkzeugmaschine (1), insbesondere Laserbearbeitungsmaschine, mit einem Maschinenkörper (2) und einem daran befestigten Ausleger (3), der über den Maschinenkörper (2) vorsteht und eine längs des Auslegers (3) verlaufende, insbesondere horizontale Linearführung (5) aufweist, in der eine Bearbeitungseinheit (7) der Werkzeugmaschine (1) verschiebbar geführt ist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Ausleger (3) durch ein Grundauslegerteil (3a), welches am Maschinenkörper (2) befestigt ist, und ein separates Verlängerungsauslegerteil (3b) gebildet ist, welches am freien Ende des Grundauslegerteils (3a) lösbar befestigt oder schwenkbar angelenkt ist, und dass die Linearführung (5) durch eine am Grundauslegerteil (3a) vorgesehene Linearteilführung (5a) und eine am Verlängerungsauslegerteil (3b) vorgesehene Linearteilführung (5b) gebildet ist.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Laserbearbeitungsmaschine, mit einem Maschinenkörper und einem am Maschinenkörper befestigten Ausleger, der über den Maschinenkörper vorsteht und eine längs des Auslegers verlaufende, insbesondere horizontale Linearführung aufweist, in der eine Bearbeitungseinheit der Werkzeugmaschine verschiebbar geführt ist.
- Derartige Werkzeugmaschinen sind beispielsweise durch die
EP 0 943 391 A2 oder dieDE 43 30 022 A1 bekannt geworden. - Werkzeugmaschinen mit großen Arbeitsbereichen müssen zum Transport demontiert werden. Die Montage einer Maschine beim Kunden ist aufwendig, da die Maschinengenauigkeiten wieder hergestellt werden müssen und dazu aufwendige Montage-, Mess- und Einstellarbeiten notwendig sind. So ist das Aufsetzen eines demontierten Auslegers schwierig, da beim Kunden häufig nicht geeignetes Hebemittel zur Verfügung steht bzw. die Kundenhallen häufig zu klein sind, um mit einem Kran arbeiten zu können. Nachdem der Ausleger montiert ist, sind insbesondere bei einer Laserbearbeitungsmaschine umfangreiche Mess- und Einstellarbeiten, notwendig um die Achs- und Strahlgeometrie wiederherzustellen. So müssen die Winkligkeiten der X-Y- und der X-Z-Achsen überprüft und gegebenenfalls korrigiert werden. Außerdem muss der längs des Auslegers verlaufende Laserstrahl parallel zu den Linearachsen mit hohem Justieraufwand ausgerichtet werden.
- Aus der
EP 0 943 391 A2 ist eine Laserbearbeitungsanlage mit einem verschiebbar bzw. schwenkbar gelagerten Ausleger bekannt, der in einer Transportstellung über das Gelenk einen spitzen Winkel mit dem Maschinengrundkörper bildet. - Weiterhin ist aus der
DE 43 30 022 A1 ein Werkzeugträger mit einem Klapparm mit teleskopartigem Tragarm bekannt. Dieser modulare Aufbau dient der Realisierung gewünschter Maschinenabmessungen im Betrieb bei reduzierter Transportgröße. - Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, bei einer Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art einerseits große Maschinenbreiten bei kleinen Transportbreiten zu ermöglichen und andererseits den Montage- und Justageaufwand, der nach dem Transport bei der Montage erforderlich ist, zu reduzieren.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Ausleger durch ein Grundauslegerteil, welches am Maschinenkörper befestigt ist, und ein separates Verlängerungsauslegerteil gebildet ist, welches am freien Ende des Grundauslegerteils lösbar befestigt (z. B. angeschraubt) oder schwenkbar angelenkt ist, und dass die Linearführung durch eine am Grundauslegerteil vorgesehene Linearteilführung und eine am Verlängerungsauslegerteil vorgesehene Linearteilführung gebildet ist.
- Erfindungsgemäß ist die Maschine so konstruiert, dass zum Transport nur ein bestimmter Teil (Verlängerungsauslegerteil) demontiert bzw. weggeschwenkt wird, das sich mit einfachen Mitteln an das Grundauslegerteil montieren lässt. Dadurch werden durch die Demontage weniger Maschinengenauigkeiten beeinflusst, als wenn der Ausleger komplett demontiert werden würde.
- Der Ausleger besteht aus einem Grundauslegerteil und einem daran angeflanschten oder angelenkten Verlängerungsauslegerteil. Die Teilung zwischen Grundauslegerteil und Verlängerungsauslegerteil ist so gewählt, dass das Grundauslegerteil zum Transport, unter Einhaltung einer kostengünstigen Transportbreite von beispielsweise 3000 mm, am Maschinenkörper montiert bleibt. Demontiert wird nur das Verlängerungsauslegerteil des Auslegers. Die Y-Führung des Auslegers ist als Linearteilführung jeweils am Grundauslegerteil und am Verlängerungsauslegerteil vorgesehen. Vorzugsweise ist die Trennebene zwischen Grundauslegerteil und Verlängerungsauslegerteil derart gewählt, dass das Verlängerungsauslegerteil keine optischen Elemente aufweist. Durch eine geschickte Wahl der Trennebene zwischen Ausleger und Verlängerung wird erreicht, dass die Zuordnung der X-Y- und X-Z-Winkel erhalten bleibt. Dadurch entfallen aufwendige Mess- und Einstellarbeiten.
- Die Anzahl der Verlängerungsauslegerteile ist prinzipiell nicht beschränkt, so dass sich ggf. nicht nur ein Verlängerungsauslegerteil an dem Grundauslegerteil angeordnet ist, sondern sich an das Verlängerungsauslegerteil auch weitere anschließen können.
- Besonders bevorzugt enden die Linearteilführungen nicht bündig mit der Trennebene von Ausleger und Verlängerung, sondern erstrecken sich zur Trennebene hin gerichtet auf der einen Seite des Auslegerteils, insbesondere auf der Seite des Verlängerungsauslegerteils, über dessen Ende hinaus, während sie auf der anderen Seite, insbesondere auf der Seite des Grundauslegerteils, rückversetzt sind. Somit ist die Trennebene der Führungen versetzt zur Trennebene der Auslegerteile angeordnet. Hierdurch werden die Flanschflächen bzw. Anschlag- und Fixierflächen, wie bspw. Anschraubflächen, an dem Grundauslegerteil und dem Verlängerungsauslegerteil sowie die Anschraub- und/oder Anschlagflächen für Führungen durch die Führungsschienen in Verbindung mit hierfür vorgesehenen Führungs- und/oder Fixierelementen, wie Anschlägen, Anschlagskanten, Führungsnuten und/oder Passstiften, genau in Übereinstimmung gebracht. Bei der Demontage des Verlängerungsauslegerteils (zum Transport) bleiben die Führungen hierzu jeweils an Grundauslegerteil und Verlängerungsauslegerteil montiert. Dies hat den Vorteil, dass die Geradheiten und Parallelitäten der Y-Führungen ohne Einstell-, Mess- und Ausrichtarbeiten wieder hergestellt werden, wodurch wiederum der Zeitaufwand für die Montage beim Kunden reduziert wird und sicher ohne Spezialwerkzeug erfolgen kann.
- Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen geteilten Auslegers ergibt sich daraus, daß sich durch Adaption individueller Verlängerungsauslegerteile, mit demselben Grundauslegerteil, unterschiedliche Verfahrwege realisieren lassen. Durch diese Modularität des Auslegers kann die Maschine flexibel während der Montage oder im Feld auf einen anderen Verfahrweg umgerüstet werden. Damit kann flexibel auf sich ändernde Kundenwünsche reagiert werden. Der wesentliche Vorteil liegt aber darin, daß die Montage beim Kunde mit stark reduziertem Zeitaufwand, sicherer und ohne Spezialwerkzeug erfolgen kann.
- Das Grundauslegerteil und das Verlängerungsauslegerteil sind bevorzugt in einer gemeinsamen Aufspannung, d. h. gepaart, gefertigt. Alternativ zu dieser gepaarten Fertigung können die beiden Auslegerteile auch komplett getrennt voneinander gefertigt sein.
- Bei einer Laserbearbeitungsmaschine bleibt ein am Grundauslegerteil angeordneter Umlenkspiegel von der Teilung des Auslegers unbeeinflusst, wodurch die justierte Parallelität des Laserstrahls zu den Linearachsen erhalten bleibt und ansonsten erforderliche aufwendige Mess- und Einstellarbeiten entfallen.
- Die Erfindung kann neben der Nutzung in Maschinen mit einem Ausleger auch für Laserbearbeitungsmaschinen in Portalbauweise verwendet werden. In einem solchen Fall stellt der Ausleger den Querträger des Portals dar, wobei das Grundauslegerteil die der Strahleinführungsseite zugewandte Seite des Querträgers bildet, während das Verlängerungsauslegerteil an der Strahleinführungsseite abgewandten Seite des Querträgers angeordnet ist.
- Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter aufgeführten Merkmale je für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschließende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.
- Es zeigen:
-
1a –1b ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Laserbearbeitungsmaschine mit einem geteilten Ausleger im zusammengebauten Zustand (1a ), im nicht zusammengebauten Zustand (1b ) und in einer Detailansicht (1c ) gemäß Ic in1b ; -
2 die Transportabmessung der Laserbearbeitungsmaschine von1 ; und -
3a ,3b ein zweites Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Laserbearbeitungsmaschine mit einem geteilten Ausleger im zusammengebauten Zustand (3a ) und im nicht zusammengebauten Zustand (3b ). - Die in
1a gezeigte Laserbearbeitungsmaschine1 umfasst einen Maschinenkörper2 und einen daran befestigten horizontalen Ausleger3 , der seitlich über den Maschinenkörper2 vorsteht und in einer horizontalen Linearführung4 des Maschinenkörpers2 in der X-Achse verfahrbar geführt ist. In einer rechtwinklig zur X-Achse verlaufenden Linearführung5 des Auslegers3 ist ein Y-Schlitten6 in der Y-Achse verfahrbar geführt, an dem wiederum eine Bearbeitungseinheit in Form eines in Verlängerung einer Pinole14 angeordneten Laserbearbeitungskopfes7 in Z-Richtung verfahrbar geführt ist. Der Achsverfahrweg des Y-Schlittens6 beträgt beispielsweise 2000 mm. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Linearführung5 des Auslegers3 durch zwei Führungsschienen gebildet. - Der Ausleger
3 ist zweiteilig ausgebildet und weist ein Grundauslegerteil3a , das am Maschinenkörper2 befestigt und entlang der horizontalen Linearführung4 bewegbar ist, und ein separates Verlängerungsauslegerteil3b auf, das, wie in1a gezeigt, am freien Ende des Grundauslegerteils3a lösbar befestigt, z. B. angeschraubt ist. Die Linearführung5 ist dabei sowohl durch eine am Grundauslegerteil3a vorgesehene Linearteilführung5a als auch eine am Verlängerungsauslegerteil3b vorgesehene Linearteilführung5b gebildet. Die Linearteilführung5b kann sich über die gesamte Länge des Verlängerungsauslegerteil3b oder auch darüber hinaus erstrecken oder, wie in den Figuren gezeigt, nur über eine Teillänge des Verlängerungsauslegerteil3b erstrecken. - Wie in
1b gezeigt, weisen die beiden Auslegerteile3a ,3b jeweils plane Flanschflächen bzw. Stirnseiten8a ,8b auf, mit denen sie stirnseitig aneinander anliegen und aneinander über die in1a schematisch angedeutete Schraubverbindungen9 angeflanscht sind. Wie in1a gezeigt, weist das Grundauslegerteil3a im Bereich seines am Maschinenkörper2 befestigten Auslegerendes einen Umlenkspiegel10 zur Umlenkung des in Richtung der X-Achse zugeführten Laserstrahls11 in Richtung der Y-Achse zum Y-Schlitten6 , an dem der Laserstrahl über einen weiteren Umlenkspiegel (nicht gezeigt) in Richtung der Z-Achse zum Laserbearbeitungskopf7 umgelenkt wird. - Wie in
1c gezeigt, enden die Linearteilführungen5a ,5b nicht bündig mit der Trennebene von Grundauslegerteil3a und Verlängerungsauslegerteil3b , sondern erstrecken sich auf der einen Seite des Verlängerungsauslegerteils3b über dessen Ende hinaus, während sie auf der Seite des Grundauslegerteils3a rückversetzt sind. Somit ist die Trennebene der Linearteilführungen5a ,5b versetzt zur Trennebene der Auslegerteile angeordnet. - Die Stirnseiten
8a ,8b der beiden Auslegerteile3a ,3b werden auf einer Fräsmaschine jeweils plan bearbeitet und entsprechende Bohrungen und Gewinde für die Schraubverbindungen9 eingebracht. Anschließend werden die beiden Auslegerteile3a ,3b zusammengeschraubt und im montierten Zustand auf der Fräsmaschine gemeinsam bearbeitet, um so die Anschlag- und Anschraubflächen für die beiden Linearteilführungen4a ,4b in einer Aufspannung zu fertigen und zueinander auszurichten. - Wie in
2 gezeigt, ist die Teilung zwischen Grundauslegerteil3a und Verlängerungsauslegerteil3b so gewählt, daß das Grundauslegerteil3a zum Transport, unter Einhaltung einer maximalen Transportbreite B von 3000 mm, am Maschinenkörper2 montiert bleibt. Für den Transport ist also nur das Verlängerungsauslegerteil3b demontiert, das z. B. eine Länge zwischen ca. 500 mm und ca. 1500 mm aufweist. Das Grundauslegerteil3a mit einem Achsverfahrweg von beispielsweise 1500 mm kann zum Transport mit dem Lkw am Maschinenkörper2 montiert bleiben und so die kostengünstige Transportbreite von 3000 mm eingehalten werden. Bei Überschreiten der Transportbreite von 3000 mm würden hohe Aufwände in Bezug auf Kosten und Logistik entstehen. - Durch eine geschickte Wahl der Trennebene zwischen Grundauslegerteil
3a und Verlängerungsauslegerteil3b wird erreicht, dass die Parallelität und die Geradheiten der Y-Führungen erhalten bleiben. Der am Grundauslegerteil3a angeordnete Umlenkspiegel10 bleibt von der Teilung unbeeinflusst, wodurch die Parallelität des Laserstrahls11 zu den Linearachsen erhalten bleibt und ansonsten erforderliche aufwendige Mess- und Einstellarbeiten entfallen. Durch Adaption individueller Auslegerverlängerungen des Verlängerungsauslegerteils3b lassen sich mit demselben Grundauslegerteil3a unterschiedliche Verfahrwege realisieren. Dadurch kann die Laserbearbeitungsmaschine1 flexibel während der Montage oder im Feld auf einen anderen Verfahrweg umgerüstet werden. Aufgrund dieser Modularität des Auslegers kann der Achsverfahrweg flexibel auf sich ändernde Kundenwünsche angepasst werden. Außerdem kann die Montage des Verlängerungsauslegerteils3b beim Kunden mit stark reduziertem Zeitaufwand, sicherer und ohne Spezialwerkzeug erfolgen, so dass auch der Schulungsaufwand der Monteure wesentlich geringer ist. -
3a ,3b zeigen eine andere Ausführungsform eines zweigeteilten Auslegers3 , bei dem das Verlängerungsauslegerteil3b mittels einer schematisch angedeuteten Gelenkverbindung12 am Grundauslegerteil3a schwenkbar um eine hier parallel zur Z-Achse verlaufende Schwenkachse13 befestigt ist. Alternativ ist auch eine Schwenkachse parallel zur X-Achse denkbar. Wie in3a gezeigt, liegen im montierten Zustand die beiden Auslegerteile3a ,3b aneinander an und sind in dieser Position z. B. über eine nicht gezeigte Schraubverbindungen fixiert. Zum Transport wird das Verlängerungsauslegerteil3 dann, wie in3b gezeigt, umgeklappt, um die Transportbreite zu verringern. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- EP 0943391 A2 [0002, 0004]
- DE 4330022 A1 [0002, 0005]
Claims (11)
- Werkzeugmaschine (
1 ), insbesondere Laserbearbeitungsmaschine, mit einem Maschinenkörper (2 ) und einem daran befestigten Ausleger (3 ), der über den Maschinenkörper (2 ) vorsteht und eine längs des Auslegers (3 ) verlaufende, insbesondere horizontale Linearführung (5 ) aufweist, in der eine Bearbeitungseinheit (7 ) der Werkzeugmaschine (1 ) verschiebbar geführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausleger (3 ) durch ein Grundauslegerteil (3a ), welches am Maschinenkörper (2 ) befestigt ist, und ein separates Verlängerungsauslegerteil (3b ) gebildet ist, welches am freien Ende des Grundauslegerteils (3a ) lösbar befestigt oder schwenkbar angelenkt ist, und dass die Linearführung (5 ) durch eine am Grundauslegerteil (3a ) vorgesehene Linearteilführung (5a ) und eine am Verlängerungsauslegerteil (3b ) vorgesehene Linearteilführung (5b ) gebildet ist. - Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennebene zwischen Grundauslegerteil (
3a ) und Verlängerungsauslegerteil (3b ) derart gewählt ist, dass das Verlängerungsauslegerteil (3b ) keine optischen Elemente aufweist. - Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenkörper (
2 ) samt Grundauslegerteil (3a ) eine Transportbreite (B) von höchstens 3000 mm aufweist. - Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlängerungsauslegerteil (
3b ) eine Länge zwischen ca. 500 mm und ca. 1500 mm aufweist. - Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennebene der Linearteilführungen (
5a ,5b ) versetzt zur Trennebene zwischen Grundauslegerteil (3a ) und Verlängerungsauslegerteil (3b ) angeordnet ist. - Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundauslegerteil (
3a ) und das Verlängerungsauslegerteil (3b ) jeweils mit planen Flanschflächen (8a ,8b ) stirnseitig aneinander anliegen, die insbesondere miteinander verschraubbar sind. - Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlängerungsauslegerteil (
3b ) mittels einer Gelenkverbindung (12 ) am Grundauslegerteil (3a ) schwenkbar befestigt ist. - Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im aneinander befestigten Zustand von Grundauslegerteil (
3a ) und Verlängerungsauslegerteil (3b ) die am Grundauslegerteil (3a ) vorgesehene Linearteilführung (5a ) und die am Verlängerungsauslegerteil (3b ) vorgesehene Linearteilführung (5b ) zueinander ausgerichtet sind. - Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Maschinenkörper (
2 ) eine rechtwinklig zur Linearführung (5 ) des Auslegers (3 ) verlaufende, insbesondere horizontale Linearführung (4 ) aufweist, in der der Ausleger (3 ) verschiebbar geführt ist. - Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundauslegerteil (
3a ) im Bereich seines am Maschinenkörper (2 ) befestigten Auslegerendes einen Umlenkspiegel (10 ) zur Umlenkung eines Laserstrahls (11 ) in Richtung zu einer am Ausleger (3 ) verfahrbar geführten Laserbearbeitungseinheit (7 ) der Laserbearbeitungsmaschine (1 ) aufweist. - Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verlängerungsauslegerteil (
3b ) an seinem dem Grundauslegerteil (3a ) abgewandten Ende in einer rechtwinklig zur Linearführung (5 ) des Auslegers (3 ) verlaufenden, insbesondere horizontalen Linearführung verschiebbar geführt ist.
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