DE102009059659A1

DE102009059659A1 - Machine tool for machining workpiece in mechanical production plant, has workpiece supporting device movable with rotary table together in movement direction and rotated against table around table axis and locked with frame

Info

Publication number: DE102009059659A1
Application number: DE102009059659A
Authority: DE
Inventors: Hinrich Dr.-Ing. 72622 Stave
Original assignee: Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Gebrueder Heller Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2009-12-19
Filing date: 2009-12-19
Publication date: 2011-06-22
Anticipated expiration: 2029-12-20
Also published as: DE102009059659B4

Abstract

The tool (1) has a working spindle (5) rotatably driven at a spindle axis (6), and a rotary table (9) including a part (10) rotated around a rotary table axis (11) for accommodating a workpiece (12) or a workpiece pallet. A generation device generates a defined relative movement between the working spindle and the workpiece. A workpiece supporting device (14) is movable with the rotary table together in the movement direction and rotated against the rotary table around the table axis. The supporting device is rotatably locked with a machine frame (2).

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Werkstücken mit bewegtem Werkzeug.The invention relates to a machine tool for machining workpieces with a moving tool.

Zur Bearbeitung kompliziert geformter Werkstücke, insbesondere länglicher dünnwandiger Werkstücke, wie Turbinenschaufeln oder auch zur Bearbeitung von Schaltwalzen, werden gelegentlich Maschinen eingesetzt, die das Werkstück an zwei voneinander entfernt liegenden Enden spannen können. Dazu offenbart beispielsweise die US 7,261,500 B2 eine Maschine mit einem horizontal orientierten Maschinenbett, auf dem ein Spannstock und ein Reitstock orientiert sind. Zwischen beiden kann das betreffende Werkstück, beispielsweise eine Turbinenschaufel, gefasst werden. Ein auf dem Maschinenbett verfahrbarer Bearbeitungskopf ist zur Durchführung der gewünschten Bearbeitung vorgesehen.For processing complicated shaped workpieces, in particular elongated thin-walled workpieces, such as turbine blades or for the processing of shift drums, occasionally machines are used, which can clamp the workpiece at two remote ends. For example, the disclosed US 7,261,500 B2 a machine with a horizontally oriented machine bed on which a vice and a tailstock are oriented. Between both, the relevant workpiece, such as a turbine blade can be taken. A traveling on the machine bed machining head is provided to carry out the desired processing.

Des Weiteren offenbart auch die WO 2008/071297 A2 eine derartige Werkzeugmaschine.Furthermore, also discloses the WO 2008/071297 A2 such a machine tool.

Es ist auch versucht worden, zum Beispiel zur Bearbeitung von Laufrädern von Radialturbinen, einem Drehtisch der Werkzeugmaschine gegenüberliegend einen Reitstock anzuordnen. Dieser Reitstock kann an einem schwenkbar gelagerten Arm gehalten sein, wobei dieser Arm um eine zu der Drehtischachse parallele, mit dieser jedoch nicht übereinstimmende Schwenkachse schwenkbar gelagert sein kann.It has also been attempted to arrange, for example, for machining impellers of radial turbines, a turntable of the machine tool opposite a tailstock. This tailstock can be held on a pivotally mounted arm, said arm can be mounted to a parallel to the turntable axis, but not pivotal with this pivot axis.

Die genannte Maßnahme führt zu einer Sondermaschine, auf der die gewünschte Bearbeitung zwar möglich, dabei jedoch mit hohem technischem und somit finanziellem Aufwand verbunden ist.The measure mentioned leads to a special machine on which the desired processing is possible, but is associated with high technical and thus financial expense.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Maschine anzugeben, mit der sich Werkstücke, die einer doppelten Abstützung bedürfen, technisch einfach ohne Verwendung einer Spezialmaschine bearbeiten lassen.It is an object of the invention to provide a machine with which workpieces that require a double support, can be edited technically simple without the use of a special machine.

Diese Aufgabe wird mit der Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 gelöst:
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine beruht auf einem Konzept, das unter Nutzung eines herkömmlichen Bearbeitungszentrums verwirklicht werden kann. Solche üblicherweise in mechanischen Fertigungsstätten ohnehin vorhandenen Maschinen weisen einen Drehtisch zur Aufnahme eines Werkstücks oder einer Werkstückpalette auf. Dieser Drehtisch ist um seine Drehtischachse drehbar gelagert, die meist vertikal angeordnet ist. In vielen Fällen ist der Drehtisch auf einem Schlitten gelagert, der quer zur Drehtischachse in einer Drehtischverschieberichtung kontrolliert bewegbar ist. Weiter weist eine solche Werkzeugmaschine meist mindestens eine Arbeitsspindel auf, die drehend angetrieben und in mindestens einer, meistens jedoch mehreren, Richtungen kontrolliert bewegbar ist.This object is achieved with the machine tool according to claim 1:
The machine tool according to the invention is based on a concept that can be realized using a conventional machining center. Such machines, which are usually present in mechanical production facilities, have a turntable for receiving a workpiece or a workpiece pallet. This turntable is rotatably mounted about its turntable axis, which is usually arranged vertically. In many cases, the turntable is mounted on a carriage, which is controlled to be movable transversely to the turntable axis in a turntable sliding direction. Furthermore, such a machine tool usually has at least one work spindle, which is driven in rotation and can be moved in a controlled manner in at least one, but usually several, directions.

Erfindungsgemäß ist die Werkzeugmaschine mit einer Werkstückabstützvorrichtung versehen, die von dem Drehtisch getragen wird. Dazu kann die Werkstückabstützvorrichtung entweder unmittelbar an dem Drehtisch oder alternativ auch an einer von dem Drehtisch getragenen Werkstückpalette drehbar gelagert sein. Die Werkstückabstützvorrichtung ist somit mit dem Drehtisch gemeinsam linear quer zur Drehtischachse bewegbar. Die Werkstückabstützvorrichtung weist ein Werkstückabstützmittel auf, das beispielsweise durch eine drehbar gelagerte Spitze oder auch anderen mit dem Werkstück kraft- und/oder formschlüssig in Eingriff bringbare Mittel gebildet ist. Diese Werkstückabstützmittel sind zumindest vorzugsweise um eine Drehachse drehbar gelagert. Diese Drehachse ist vorzugsweise zu der Drehtischachse konzentrisch. Bei der gemeinsamen Bewegung des Drehtisches mit der Werkstückabstützvorrichtung bleibt diese Konzentrizität erhalten. Dreht der Drehtisch, kann die Werkstückabstützvorrichtung dennoch drehfest arretiert werden. Auf diese Weise ist es möglich, das Werkstück in der Bewegung mit dem angetriebenen und somit gleichfalls bewegten Werkzeug zu bearbeiten, wobei jedoch die Werkstückabstützvorrichtung an der Drehung des Werkstücks und des Drehtisches nicht teilnimmt.According to the invention, the machine tool is provided with a Werkstückabstützvorrichtung, which is supported by the turntable. For this purpose, the Werkstückabstützvorrichtung can be mounted either directly on the turntable or alternatively also on a carried by the turntable workpiece pallet. The Werkstückabstützvorrichtung is thus jointly with the turntable linearly transversely to the turntable axis movable. The Werkstückabstützvorrichtung has a Werkstückabstützmittel, which is formed for example by a rotatably mounted tip or other with the workpiece non-positively and / or positively engageable means engageable. These workpiece support means are at least preferably rotatably mounted about a rotation axis. This axis of rotation is preferably concentric with the turntable axis. In the common movement of the turntable with the Werkstückabstützvorrichtung this concentricity is maintained. Rotates the turntable, the Werkstückabstützvorrichtung can still be locked against rotation. In this way, it is possible to machine the workpiece in movement with the driven and thus also moving tool, but the Werkstückabstützvorrichtung does not participate in the rotation of the workpiece and the turntable.

Die genannte Werkstückabstützvorrichtung lässt sich an vorhandenen Bearbeitungszentren leicht nachrüsten. Sie kann darüber hinaus insbesondere als Teil einer Werkstückpalette ausgebildet sein und somit im Bearbeitungsverlauf in das Bearbeitungszentrum, d. h. die Werkzeugmaschine, zusammen mit dem Werkzeug eingebracht und nach vollendeter Bearbeitung zusammen mit dem Werkstück auch wieder herausgeführt werden. Die Erfindung leistet somit einen erheblichen Beitrag zur Erweiterung des Einsatzbereichs vorhandener Werkzeugmaschinen, insbesondere vorhandener Bearbeitungszentren.The mentioned Werkstückabstützvorrichtung can be easily retrofitted to existing machining centers. In addition, it can be designed in particular as part of a workpiece pallet and thus in the course of processing in the machining center, d. H. the machine tool, introduced together with the tool and be brought out again after completion of processing together with the workpiece. The invention thus makes a significant contribution to the expansion of the field of application of existing machine tools, in particular existing machining centers.

Vorzugsweise ist der Werkstückabstützvorrichtung eine steuerbare Arretiereinrichtung zugeordnet, die eine Verdrehung der Werkstückabstützvorrichtung um die Drehtischachse wenigstens dann sperrt, wenn das Werkstück in Bearbeitung ist. Die Arretiereinrichtung kann zwischen dem Gestell der Werkstückabstützvorrichtung und dem Maschinengestell wirksam sein. Alternativ kann sie zwischen der Werkstückabstützvorrichtung und dem nicht drehenden Teil des Drehtischs wirksam sein. Weiter alternativ kann sie zwischen der Werkstückabstützvorrichtung und einem Schlitten wirksam sein, der den Drehtisch trägt. Die Arretiereinrichtung weist vorzugsweise zwei Kupplungselemente auf, die miteinander in und außer Eingriff überführbar sind. Die Arretiereinrichtung definiert mindestens eine Dreh-Arretier-Position. Bedarfsweise können mehrere Dreh-Arretier-Positionen vorgesehen sein. Beispielsweise kann die Werkstückabstützeinrichtung zur Bearbeitung des Werkstücks in einer ersten Drehposition und zum Be- und Entladen des Werkstücks in einer anderen Drehposition arretiert sein. Des Weiteren ist es möglich, die Kupplungselemente der Arretiereinrichtung in dauerndem Eingriff zu halten, solange die Werkstückabstützvorrichtung in der Werkzeugmaschine angeordnet ist. Diese Lösung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Werkstückabstützvorrichtung Teil einer Werkstückpalette ist. Damit kann die Werkstückabstützvorrichtung drehfest an dem nicht drehbaren Teil des Drehtisches arretiert werden, sobald die Palette mit der Werkstückabstützvorrichtung auf den Drehtisch aufgesetzt wird, wobei der innere, das Werkstück aufnehmende Teil der Palette von dem Drehtisch beliebig gedreht werden kann. In diesem Fall kann das der Werkstückabstützeinrichtung zugeordnete Kupplungselement starr an der Werkstückabstützeinrichtung angeordnet sein. Ebenso kann das zugeordnete andere Kupplungselement starr an dem ruhenden Teil des Drehtischs angeordnet sein.Preferably, the Werkstückabstützvorrichtung is associated with a controllable locking device, which blocks a rotation of the Werkstückabstützvorrichtung about the turntable axis at least when the workpiece is being processed. The locking device can be effective between the frame of the Werkstückabstützvorrichtung and the machine frame. Alternatively, it may be effective between the workpiece support and the non-rotating part of the turntable. Still alternatively, it may be operative between the workpiece support and a carriage supporting the turntable. The locking device preferably has two coupling elements which can be transferred into and out of engagement with each other. The locking device defines at least one rotational locking position. If necessary, several rotational locking positions can be provided. For example, the workpiece support device for machining the workpiece in a first rotational position and for loading and unloading of the workpiece can be locked in a different rotational position. Furthermore, it is possible to keep the coupling elements of the locking device in permanent engagement, as long as the Werkstückabstützvorrichtung is arranged in the machine tool. This solution is particularly advantageous when the Werkstückabstützvorrichtung is part of a workpiece pallet. Thus, the Werkstückabstützvorrichtung can be locked against rotation on the non-rotatable part of the turntable as soon as the pallet is placed with the Werkstückabstützvorrichtung on the turntable, wherein the inner, the workpiece receiving part of the pallet can be rotated by the turntable arbitrarily. In this case, the coupling element assigned to the workpiece support device can be arranged rigidly on the workpiece support device. Likewise, the associated other coupling element can be rigidly arranged on the stationary part of the turntable.

Alternativ ist es möglich, wenigstens eines der beiden Kupplungselemente zwischen einer Freigabeposition und einer Verriegelungsposition hin und her beweglich auszubilden und beispielsweise durch ein Federmittel auf seine Verriegelungsposition hin vorzuspannen. Das Lösen der Arretiereinrichtung kann dann beispielsweise durch einen geeigneten Aktuator wie einen Pneumatikzylinder einen Hydraulikzylinder, einen Elektromagneten, einen Stellmotor oder dergleichen erfolgen.Alternatively, it is possible to form at least one of the two coupling elements between a release position and a locking position movable back and forth and bias, for example by a spring means to its locking position. The release of the locking device can then be done for example by a suitable actuator such as a pneumatic cylinder, a hydraulic cylinder, an electromagnet, a servomotor or the like.

Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung oder von Ansprüche. Es zeigen:Further details of advantageous embodiments of the invention are the subject of the drawing, the description or claims. Show it:

1 eine Werkzeugmaschine mit erfindungsgemäßer zusätzlicher Werkstückabstützung, in schematisierter Seitenansicht, 1 a machine tool according to the invention with additional workpiece support, in a schematic side view,

2 die Werkstückabstützung nach 1, in schematisierter Schnittdarstellung, 2 the workpiece support after 1 in a schematic sectional view,

3 eine alternative Ausführungsform der Werkstückabstützung als Aufbau auf eine Werkzeugpalette, montiert auf einer Werkzeugmaschine, in schematisierter Seitenansicht, 3 an alternative embodiment of the workpiece support as a construction on a tool pallet, mounted on a machine tool, in a schematic side view,

4 die Palette und die Werkzeugmaschine nach 3, in voneinander getrenntem Zustand, und 4 the pallet and the machine tool after 3 , in separate condition, and

5 eine alternative Ausführungsform der Werkstückabstützvorrichtung an einer Werkzeugmaschine, in schematisierter Seitenansicht. 5 an alternative embodiment of the Werkstückabstützvorrichtung on a machine tool, in a schematic side view.

In 1 ist eine Werkzeugmaschine 1 veranschaulicht, wie sie in ähnlicher Art auch als Bearbeitungszentrum Anwendung findet. Die Werkzeugmaschine 1 weist ein Maschinenbett 2 auf, von dem sich ein Teil 3 vertikal nach oben erstreckt. An diesem Teil 3 ist ein Spindelkopfträger 4 in mindestens einer, vorzugsweise aber mehreren Richtungen verfahrbar gelagert. In 1 ist der Spindelkopfträger 4 in Vertikalrichtung Y verfahrbar. Die Werkzeugmaschine 1 kann auch so ausgebildet sein, dass der Spindelkopfträger 4 alternativ oder zusätzlich in Horizontalrichtung quer verfahrbar ist (Richtung X). Außerdem kann der Spindelkopfträger 4 bedarfsweise so ausgebildet sein, dass er die Arbeitsspindel 5 rechtwinklig dazu in Z-Richtung verfährt. Der Spindelkopfträger 4 ist außerdem mit einer Antriebseinrichtung versehen, um eine Spindelachse 6 drehend anzutreiben. Außerdem kann der Spindelkopfträger 4 zusätzlich so ausgebildet sein, dass die Spindelachse geschwenkt werden kann, so dass sie beispielsweise gegen die Z-Achse neigbar ist.In 1 is a machine tool 1 illustrates how it also applies in a similar way as a machining center. The machine tool 1 has a machine bed 2 on, of which a part 3 extends vertically upwards. At this part 3 is a spindle head carrier 4 stored in at least one, but preferably movable in several directions. In 1 is the spindle head carrier 4 movable in vertical direction Y. The machine tool 1 can also be designed so that the spindle head carrier 4 alternatively or additionally in the horizontal direction is transversely movable (direction X). In addition, the spindle head carrier 4 If necessary, be designed so that it the work spindle 5 moved at right angles to it in the Z direction. The spindle head carrier 4 is also provided with a drive means to a spindle axis 6 to turn around. In addition, the spindle head carrier 4 additionally be designed so that the spindle axis can be pivoted, so that it can be tilted, for example, against the Z-axis.

Die Werkzeugmaschine 1 weist des Weiteren einen Werkzeugtisch 7 auf, der zumindest vorzugsweise in zumindest einer Tischverschieberichtung 8 (Z-Richtung) verfahrbar ist. Entsprechend gesteuerte Positioniereinrichtungen sind vorhanden, in 1 aber nicht weiter veranschaulicht. Die Tischverschieberichtung 8 ist vorzugsweise eine Horizontalrichtung, beispielsweise die Z-Richtung. Alternativ kann der Werkstücktisch 7 auch ruhend gelagert sein. Des Weiteren kann er alternativ oder zusätzlich in X-Richtung und/oder in Y-Richtung verfahrbar sein.The machine tool 1 also has a tool table 7 on, the at least preferably in at least one Tischverschieberichtung 8th (Z direction) is movable. Correspondingly controlled positioning devices are present in 1 but not further illustrated. The table shift direction 8th is preferably a horizontal direction, for example the Z-direction. Alternatively, the workpiece table 7 also be stored dormant. Furthermore, it can alternatively or additionally be moved in the X direction and / or in the Y direction.

Der Werkstücktisch 7 trägt einen Drehtisch 9, dessen oberer Teil 10 um eine Drehtischachse 11 drehbar gelagert ist. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist die Drehtischachse 11 vertikal orientiert und stimmt mit der Y-Richtung überein. Sie kann jedoch auch eine abweichende Raumorientierung haben. Die vorliegende Werkzeugmaschine 1 dient der Bearbeitung eines länglichen Werkstücks 12. Stellvertretend für verschiedene denkbare Werkstücke ist hier eine Turbinenschaufel 13 veranschaulicht. Diese ist mit ihrem Schaufelfuß an dem drehbaren Teil 10 des Drehtisches gehalten und mit ihrer Längsrichtung etwa vertikal orientiert.The workpiece table 7 carries a turntable 9 whose upper part 10 around a turntable axis 11 is rotatably mounted. In the present embodiment, the turntable axis 11 vertically oriented and agrees with the Y direction. However, it can also have a different spatial orientation. The present machine tool 1 is used to process an elongate workpiece 12 , Representing various conceivable workpieces here is a turbine blade 13 illustrated. This is with her blade foot on the rotatable part 10 held the turntable and oriented approximately vertically with its longitudinal direction.

Zur Abstützung des Werkstücks 12 an seinem von dem Drehtisch 9 fern liegenden Ende ist eine Werkstückabstützvorrichtung 14 vorgesehen. Diese umfasst ein Gestell 15, zu dem mindestens eine Säule 16 gehört. Das Gestell, im vorliegenden Fall die Säule 16, ist an einem Ende mit einem unteren Ringträger 17 verbunden, der drehbar an dem drehbaren Teil 10 des Drehtisches 9 gelagert ist. Zur Veranschaulichung wird auf 2 verwiesen. Wie ersichtlich, ist an dem Außenumfang des Teils 10 eine Lagereinrichtung 18 vorzugsweise in Gestalt einer Wälzlageranordnung vorgesehen, die den Ringträger 17 an dem Teil 10 hält. Die Lagereinrichtung 18 ist vorzugsweise ein Momentenlager, das alle auf die Säule 16 einwirkenden Biegemomente an dem Teil 10 abstützt. Die Lagereinrichtung 18 kann beispielsweise durch ein zwei- oder mehrreihiges Wälzlager, insbesondere Schrägrollenlager, Kugellager oder dergleichen gebildet sein.For supporting the workpiece 12 at his from the turntable 9 remote end is a Werkstückabstützvorrichtung 14 intended. This includes a frame 15 to which at least one column 16 belongs. The frame, in the present case the column 16 , is at one end with a lower ring carrier 17 connected, rotatably mounted on the rotatable part 10 of the turntable 9 is stored. For illustration is on 2 directed. As can be seen, is on the outer periphery of the part 10 a storage facility 18 preferably provided in the form of a rolling bearing assembly, the ring carrier 17 at the part 10 holds. The storage facility 18 is preferably a moment bearing, all on the pillar 16 acting bending moments on the part 10 supported. The storage facility 18 can be formed for example by a two- or multi-row roller bearing, in particular tapered roller bearings, ball bearings or the like.

Der Ringträger 17 umgibt eine Werkstückaufspannfläche 19, auf der das Werkstück oder ein Werkstückhalter beispielsweise in Gestalt eines Spannfutters montiert sein kann.The ring bearer 17 surrounds a Werkstückaufspannfläche 19 on which the workpiece or a workpiece holder can be mounted, for example in the form of a chuck.

Die von dem Drehtisch 9 weg ragende Säule 16 trägt an ihrem oberen Ende ein Werkstücklager 20, das der Abstützung des oberen Endes des Werkstücks 12 dient. Das Werkstücklager 20 kann, wie in 1 veranschaulicht, im einfachsten Fall durch eine drehbar gelagerte Kegelspitze gebildet sein, die vorzugsweise konzentrisch zu der Drehtischachse 1 angeordnet ist. Vorzugsweise kann das obere Werkstücklager 20 entlang der Drehtischachse 11 verstellbar und gegebenenfalls in gewünschten Vertikalpositionen arretierbar gehalten sein.The from the turntable 9 aloof pillar 16 carries at its upper end a workpiece storage 20 , which is the support of the upper end of the workpiece 12 serves. The workpiece storage 20 can, as in 1 illustrated, be formed in the simplest case by a rotatably mounted conical tip, which is preferably concentric with the turntable axis 1 is arranged. Preferably, the upper workpiece bearing 20 along the turntable axis 11 be adjustable and optionally held locked in desired vertical positions.

Das Werkstücklager 20 kann auch von der Kegelspitzenform abweichende Formen aufweisen. Beispielsweise kann das dem Werkstück 12 zugewandte Ende als Passstück ausgebildet sein, das in eine vorhandene Öffnung des Werkstücks passt. Das Werkstücklager 20 kann auch Greif- oder Spannmittel tragen, z. B. ein Backenfutter oder eine sonstige Einrichtung mit Spannelementen. Die Spannelemente können mit einem oder mehreren Aktoren verbunden sein.The workpiece storage 20 may also have different forms of the cone tip shape. For example, this may be the workpiece 12 facing end may be formed as a fitting piece that fits into an existing opening of the workpiece. The workpiece storage 20 can also carry gripping or clamping means, for. B. a jaw chuck or other device with clamping elements. The clamping elements can be connected to one or more actuators.

In jedem Fall besteht die Funktion des Werkstücklagers 20 in einer um eine Achse drehbaren Abstützung des Werkstücks 12 bezüglich der Radialrichtungen der Drehtischachse 11.In any case, the function of the workpiece storage exists 20 in a rotatable around an axis support of the workpiece 12 with respect to the radial directions of the turntable axis 11 ,

Die Werkstückabstützvorrichtung 14 umfasst zumindest optional eine Arretiereinrichtung 21, die dazu dient, die Werkstückabstützvorrichtung 14 bezüglich der Drehtischachse 11 drehfest zu arretieren. Die Arretiereinrichtung 21 umfasst beispielsweise zwei Kupplungselemente 22, 23, die formschlüssig ineinander greifen können. Das Kupplungselement 22 ist beispielsweise ein vertikal orientierter in oder an der Säule 16 vorgesehener Stab, der in Längsrichtung verschiebbar gehalten sein kann. Dieser Stab kann in eine in dem Kupplungselement 23 vorgesehen Ausnehmung fassen. Das Kupplungselement 23 ist beispielsweise an dem Werkstücktisch 7 oder dem stationären Teil 24 des Drehtisches 9 vorgesehen. Das Kupplungselement 22 kann durch nicht weiter veranschaulichte Betätigungsmittel in und außer Eingriff mit dem Kupplungselement 23 kommen. Zum Beispiel kann das Kupplungselement 22 durch eine vorzugsweise lange Feder auf die in 1 dargestellte Verriegelungsposition hin vorgespannt sein, in der es in einer Ausnehmung des Kupplungselements 23 greift. Geeignete Betätigungselemente, wie insbesondere kraftbetätigte Aktoren, können vorgesehen sein, um die Arretiereinrichtung 21 bedarfsweise zu lösen.The workpiece support device 14 at least optionally comprises a locking device 21 which serves the workpiece support device 14 with respect to the turntable axis 11 rotatably lock. The locking device 21 includes, for example, two coupling elements 22 . 23 , which can interlock positively. The coupling element 22 is for example a vertically oriented in or on the column 16 provided rod, which can be slidably held in the longitudinal direction. This rod can in one in the coupling element 23 provided recess take. The coupling element 23 is for example on the workpiece table 7 or the stationary part 24 of the turntable 9 intended. The coupling element 22 can by not further illustrated actuating means in and out of engagement with the coupling element 23 come. For example, the coupling element 22 by a preferably long spring on the in 1 be shown biased locking position in which it is in a recess of the coupling element 23 attacks. Suitable actuating elements, such as in particular power actuators, can be provided to the locking device 21 to be solved if necessary.

Die insoweit beschriebene Werkzeugmaschine 1 arbeitet wie folgt:
In Betrieb können der Spindelkopfträger 4 und der Werkstücktisch 7, wie gewünscht, aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden, um ein Werkzeug beispielsweise ein Fräswerkzeug 25 mit dem Werkzeug 12 in Eingriff zu bringen und die gewünschte Bearbeitung durchzuführen. Hat das Werkstück 12 kompliziert geformte Flächen, kann dabei der drehbare Teil 10 des Drehtisches 9 um die Drehtischachse 11 gedreht werden, womit auch das Werkstück 12 entsprechend bewegt wird. Während das untere Ende des Werkstücks 12 an dem Teil 10 des Drehtisches 9 gehalten, d. h. drehfest arretiert ist, stützt sich das entgegen gesetzte hier also obere Ende des Werkstücks 12 drehbar an dem Werkstücklager 20 ab. Während das Werkstück 12 von dem Drehtisch 9 frei um die Drehtischachse 11 gedreht werden kann, folgt die Werkstückabstützvorrichtung 14 dieser Drehbewegung nicht. Die Arretierungseinrichtung 21 verhindert jede Drehung.The machine tool described so far 1 works as follows:
In operation, the spindle head carrier 4 and the workpiece table 7 , as desired, are moved toward and away from each other, such as a tool, such as a milling tool 25 with the tool 12 to engage and perform the desired processing. Has the workpiece 12 complicated shaped surfaces, while the rotatable part 10 of the turntable 9 around the turntable axis 11 be rotated, which also the workpiece 12 is moved accordingly. While the lower end of the workpiece 12 at the part 10 of the turntable 9 held, ie locked in rotation, the opposite here so supports the upper end of the workpiece 12 rotatable on the workpiece storage 20 from. While the workpiece 12 from the turntable 9 free around the turntable axis 11 can be rotated, followed by the Werkstückabstützvorrichtung 14 not this rotation. The locking device 21 prevents any rotation.

Der Werkstücktisch 7 kann während der Bearbeitung sowie auch zum Be- und Entladen des Werkstücks 12 in der Tischverschieberichtung 8 verfahren werden. Das Werkstücklager 20 und die Drehtischachse 11 bleiben dabei immer konzentrisch orientiert.The workpiece table 7 can during machining as well as for loading and unloading of the workpiece 12 in the table shift direction 8th be moved. The workpiece storage 20 and the turntable axis 11 always stay concentric.

Mit der insoweit beschriebenen Werkzeugmaschine 1 können kompliziert geformte längliche und wenig steife Werkstücke auf einfache Weise bearbeitet werden.With the machine tool described so far 1 For example, complicated-shaped elongate and less rigid workpieces can be easily machined.

3 veranschaulicht eine abgewandelte Ausführungsform des erfinderischen Konzepts:
Die in 3 veranschaulichte Werkzeugmaschine 1 stimmt mit der vorstehend beschriebenen Werkzeugmaschine 1 weitgehend überein, so dass unter Zugrundelegung gleicher Bezugszeichen auf die vorige Beschreibung verwiesen wird. Anders als zuvor beschrieben, ist jedoch das Werkstück 12 nicht unmittelbar mit dem drehbaren Teil 10 des Drehtisches oder einer darauf befindlichen Spannvorrichtung verbunden. Vielmehr ist zur Aufnahme des Werkstücks 12 eine Werkstückpalette 26 vorgesehen, die zusammen mit dem Werkstück 12 in die Werkzeugmaschine 1 ein- und ausgeführt wird. 3 illustrates a modified embodiment of the inventive concept:
In the 3 illustrated machine tool 1 agrees with the machine tool described above 1 are largely consistent, so reference is made to the previous description based on the same reference numerals. Unlike previously described, however, the workpiece is 12 not directly with the rotatable part 10 the turntable or a clamping device located thereon. Rather, it is for receiving the workpiece 12 a workpiece pallet 26 provided, which together with the workpiece 12 into the machine tool 1 is turned on and executed.

Die Werkstückpalette 26 trägt auch die Werkstückabstützvorrichtung 14a für die die vorige Beschreibung der Werkstückabstützvorrichtung 14 weitgehend zutrifft. Insoweit werden ohne erneute Beschreibung die vorstehend eingeführten Bezugszeichen ergänzt um den Buchstaben Index a eingeführt, wobei die vorige Beschreibung entsprechend gilt. The workpiece pallet 26 also carries the Werkstückabstützvorrichtung 14a for the previous description of the Werkstückabstützvorrichtung 14 largely true. In that regard, without further description, the above introduced reference numerals are added to the letter index a, the previous description applies accordingly.

Abweichend von der vorigen Beschreibung ist der Ringträger 17a jedoch nicht an dem Teil 10 des Drehtisches 9, sondern an der Werkstückpalette 26 drehbar gelagert. Wiederum kann eine Lagereinrichtung Anwendung finden, wie sie im Zusammenhang mit 2 schon beschrieben worden ist.Notwithstanding the previous description is the ring carrier 17a but not on the part 10 of the turntable 9 but on the workpiece pallet 26 rotatably mounted. Again, a storage facility may find application as related to 2 has already been described.

Ebenso ist es zweckmäßig, eine Arretiereinrichtung 21a vorzusehen, wobei diese durch zwei jeweils für sich unbewegliche Kupplungselemente 22a, 23a gebildet sein kann. Beispielsweise ragt von dem Ringträger 17a ausgehend ein starrer Fortsatz nach unten in Richtung des Werkstücktisches 7. Letzterer trägt beispielsweise das Kupplungselement 23a, das den Fortsatz, d. h. das Kupplungselement 22a aufnehmen kann und aufnimmt sobald die Werkstückpalette 26 auf dem Drehtisch 9 gespannt ist.It is also appropriate, a locking device 21a provide, this by two immovable in each case for themselves coupling elements 22a . 23a can be formed. For example, protrudes from the ring carrier 17a starting from a rigid extension down in the direction of the workpiece table 7 , The latter, for example, carries the coupling element 23a that the extension, ie the coupling element 22a can pick up and pick up as soon as the workpiece pallet 26 on the turntable 9 is curious.

Die Werkstückpalette 26 kann wie 4 veranschaulicht von dem Drehtisch 9 getrennt und aus der Werkzeugmaschine 1 herausgenommen werden. Es ist vorteilhaft, wenn die Verdrehung der Werkstückabstützvorrichtung 14a gegen die Werkstückpalette 26 in diesem Betriebszustand blockiert ist. Dazu kann eine Rast-, Sperr, Verriegelungs- oder Bremseinrichtung verwendet werden, die gelöst wird, sobald die Werkstückpalette 26 auf dem Drehtisch 9 gespannt ist. Beispielsweise kann an geeigneter Stelle der Werkstückpalette 26 ein Stift, Schieber oder sonstiger Fühler vorgesehen sein, der beim Aufsetzen der Werkstückpalette 26 auf den Drehtisch betätigt wird und erst dann die Drehung der Werkstückpalette 26 gegen die Werkstückabstützvorrichtung 14a freigibt. In diesem Zustand ist die Werkstückabstützvorrichtung 14a allerdings mittels der Arretiereinrichtung 21a drehfest gesichert.The workpiece pallet 26 can like 4 illustrated by the turntable 9 separated and from the machine tool 1 be taken out. It is advantageous if the rotation of the Werkstückabstützvorrichtung 14a against the workpiece pallet 26 is blocked in this operating state. For this purpose, a locking, locking, locking or braking device can be used, which is released as soon as the workpiece pallet 26 on the turntable 9 is curious. For example, at a suitable location the workpiece pallet 26 a pin, slider or other sensor may be provided when placing the workpiece pallet 26 is pressed on the turntable and only then the rotation of the workpiece pallet 26 against the Werkstückabstützvorrichtung 14a releases. In this state, the Werkstückabstützvorrichtung 14a however, by means of the locking device 21a secured against rotation.

Weitere Abwandlungen sind möglich. Alle vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der Werkstückabstützeinrichtung können auch in Portalbauweise ausgeführt werden. 5 veranschaulicht dazu einen Werkzeugmaschine 1, an deren Drehtisch 9 ein Werkstückabstützvorrichtung 14b mit zwei Säulen 16b vorgesehen ist. Die Säulen 16 sind vorzugsweise aneinander diametral gegenüber liegenden Seiten des Ringträgers 17b angeordnet. Zwischen den beiden Säulen 16b ist vorzugsweise vertikal verstellbar ein Brückenträger 27 angeordnet, der das Werkstücklager 20b trägt.Further modifications are possible. All embodiments of the workpiece support device described above can also be implemented in gantry design. 5 illustrates a machine tool 1 , at the turntable 9 a Werkstückabstützvorrichtung 14b with two columns 16b is provided. The columns 16 are preferably diametrically opposite sides of the ring carrier 17b arranged. Between the two columns 16b is preferably vertically adjustable a bridge girder 27 arranged, which is the workpiece storage 20b wearing.

Es gelten alle vorstehenden Ausführungen zu den Ausführungsformen nach 1 bis 4 insbesondere hinsichtlich möglicher Abwandlungen und Vorzüge sowie hinsichtlich der hier nicht weiter veranschaulichten Arretiereinrichtung sowie etwaiger Blockiereinrichtung für die Palettenbauweise entsprechend für die Ausführungsform nach 5. Generell ist es vorteilhaft, wenn die Arretiereinrichtung 21 so ausgebildet ist, dass das Gestell 15 mit dem Maschinengestell 2 drehfest verriegelt ist, wenn der Drehtisch 9 in Werkstück-Bearbeitungsposition steht, und dass das Gestell 15 mit dem oberen Teil 9 des Drehtischs 10 drehfest verriegelt ist, wenn sich der Drehtisch 9 nicht in Bearbeitungsposition befindet.All the above explanations regarding the embodiments according to FIG 1 to 4 in particular with regard to possible modifications and advantages as well as with regard to the locking device not further illustrated here and any blocking device for the pallet construction according to the embodiment according to 5 , In general, it is advantageous if the locking device 21 designed so that the frame 15 with the machine frame 2 is rotatably locked when the turntable 9 is in workpiece machining position, and that the frame 15 with the upper part 9 of the turntable 10 is rotatably locked when the turntable 9 not in working position.

Bei allen genannten Ausführungsformen ist es vorteilhaft, wenn der Zustand der Arretiereinrichtung 21 zumindest zeitweilig von einer Überwachungseinrichtung erfasst wird. Es kann dazu ein optischer Sensor oder ein sonstigfer Sensor Anwendung finden. Dazu kann, wie in 1 schematisch angedeutet ist, z. B. ein Lichtvorhang 27 und ein entsprechender Sensor genutzt werden, die erfassen, ob das stangenförmige, die Säule 16 oder ein sonstiges Element des Gestells 15 durchsetzende Verriegelungselement 22 in einer unteren Einrastposition steht oder nicht. Ist es nicht in der Einrastposition, ragt sein oberes Ende in den Lichtvorhang 27 – die fehlende Arretierung wird entsprechend erfasst. Ist es hingegen in seiner Einrastposition, steht sein oberes Ende entsprechend tiefer und unterbricht den Lichtvorhang 27 nicht. die Nutzung eines Lichtvorhangs oder einer sonstigen Lichtschranke zur Erfassung der Position des Verriegelungselements hat den Vorzug, dass alle zugehörigen Elemente (z. B. Lichtquelle und optischer Sensor) auf dem Maschinengestell 2 aufgebaut sein können.In all the aforementioned embodiments, it is advantageous if the state of the locking device 21 at least temporarily detected by a monitoring device. It can be used to an optical sensor or another sensor application. This can, as in 1 is indicated schematically, for. B. a light curtain 27 and a corresponding sensor can be used, which detect whether the rod-shaped, the column 16 or another element of the frame 15 penetrating locking element 22 is in a lower latching position or not. If it is not in the locked position, its upper end protrudes into the light curtain 27 - the missing lock is recorded accordingly. If, on the other hand, it is in its latching position, its upper end is correspondingly lower and interrupts the light curtain 27 Not. the use of a light curtain or other light barrier for detecting the position of the locking element has the advantage that all associated elements (eg light source and optical sensor) on the machine frame 2 can be constructed.

Zur Erweiterung des Einsatzbereichs einer Werkzeugmaschine 1, die einen Drehtisch 9 aufweist, ist vorgesehen, an diesen Drehtisch 9 direkt oder über eine Werkstückpalette 26 mittelbar eine Werkstückabstützvorrichtung 14 zu lagern, die das tischferne Ende des von dem Drehtisch getragenen Werkstücks abstützt. Die Werkstückabstützvorrichtung 14 hält dazu ein Werkstücklager 20 konzentrisch zu der Drehtischachse 11. Die an dem Drehtisch 9 drehbar gelagerte Werkstückabstützvorrichtung 14 ist während der Bearbeitung des Werkstücks 12 durch geeignete Mittel, beispielsweise eine Arretiereinrichtung 21 bezüglich des Maschinenbetts 2, drehfest gehalten. Vorzugsweise ist die Arretiereinrichtung auf eine geeignete Weise so ausgebildet, dass sie zwischen einer ersten Arretierposition und einer zweiten Arretierposition umschaltbar ist. In der ersten Arretierposition stellt sie eine drehfeste Verbindung zwischen dem Maschinenbett und der Werkstückabstützvorrichtung dar. Diese Arretierposition kann als Verriegelungsposition der Arretiereinrichtung bezeichnet werden. In der zweiten Arretierposition stellt die Arretiereinrichtung eine drehfeste Verbindung zwischen der Werkstückabstützvorrichtung und der Palette oder dem Drehtisch her. Weil die Werkstückabstützvorrichtung in diesem Zustand nicht mehr drehfest an das Maschinenbett gebunden ist, kann diese Position der Arretiereinrichtung auch als Freigabeposition bezeichnet werden.To expand the application of a machine tool 1 holding a turntable 9 is provided on this turntable 9 directly or via a workpiece pallet 26 indirectly a Werkstückabstützvorrichtung 14 to store, which supports the table distant end of the carried by the turntable workpiece. The workpiece support device 14 Holds a workpiece storage 20 concentric with the turntable axis 11 , The on the turntable 9 rotatably mounted Werkstückabstützvorrichtung 14 is during the machining of the workpiece 12 by suitable means, for example a locking device 21 with respect to the machine bed 2 , held against rotation. Preferably, the locking device is designed in a suitable manner so that it can be switched between a first locking position and a second locking position. In the first locking position, it represents a rotationally fixed connection between the machine bed and the Werkstückabstützvorrichtung. This locking position may be referred to as the locking position of the locking device. In the second locking position, the locking device provides a rotationally fixed connection between the Werkstückabstützvorrichtung and the pallet or the turntable ago. Because the Werkstückabstützvorrichtung is no longer rotationally fixed to the machine bed in this state, this position of the locking device can also be referred to as the release position.

Die Besonderheit der Abstützvorrichtung liegt darin, dass ihr Gestell 15 und das Werkstücklager 20 durch das Drehlager 18 von dem Drehtisch 9 drehentkoppelt ist. Durch diese Ausführung wird es möglich, den Werkstücktisch ohne die wesentlichen Bauteile der Werkstückabstützvorrichtung 14 in Rotation zu versetzen. Die Werkstückabstützvorrichtung 14 kann somit in einer bestimmten Drehposition fixiert werden, obwohl sich der Werkstücktisch dreht. Durch die Beibehaltung der räumlichen Drehposition der Werkstückabstützvorrichtung 14 kann ein Bearbeitungswerkzeug 25 stets frei zugänglich an dem Werkstück 12 eingreifen. Eine Kollision zwischen der Werkstückabstützvorrichtung 14 und Komponenten der Werkzeugmaschine insbesondere der Bearbeitungsspindel wird so vermieden.The peculiarity of the support device is that its frame 15 and the workpiece storage 20 through the pivot bearing 18 from the turntable 9 is torsionally coupled. By this embodiment, it becomes possible, the workpiece table without the essential components of Werkstückabstützvorrichtung 14 to set in rotation. The workpiece support device 14 can thus be fixed in a specific rotational position, although the workpiece table rotates. By maintaining the spatial rotational position of the Werkstückabstützvorrichtung 14 can be a editing tool 25 always freely accessible on the workpiece 12 intervention. A collision between the Werkstückabstützvorrichtung 14 and components of the machine tool, in particular the machining spindle is thus avoided.

Ist die Werkstückabstützvorrichtung 14 von einer Werkstückpalette 26 getragen, kann diese mit einem Werkstückpalettenwechsler automatisiert von einem Werkstattrüstplatz oder einem Rüstplatz in oder an der Werkzeugmaschine 1 in den Arbeitsraum der Werkzeugmaschine 1 transportiert werden. Auch bei dieser Ausführungsform sind die Spannvorrichtung und die erfindungsgemäßen Werkstückabstützvorrichtung an der Werkstückpalette 26 angebracht und werden gemeinsam mit der Werkstückpalette 26 transportiert. Zum Transport zwischen Arbeitsraum und Rüstplatz wird die Werkstückabstützvorrichtung 14, wie oben erläutert, an der Werkstückpalette 26 bzw. an dem drehbaren Teil des Drehtisches 9 arretiert.Is the Werkstückabstützvorrichtung 14 from a workpiece pallet 26 worn, this can be automated with a workpiece pallet changer from a workshop stand or a set-up in or on the machine tool 1 in the working space of the machine tool 1 be transported. Also in this embodiment, the clamping device and the Werkstückabstützvorrichtung invention are on the workpiece pallet 26 attached and become common with the workpiece pallet 26 transported. For transport between the working space and set-up is the Werkstückabstützvorrichtung 14 as explained above, on the workpiece pallet 26 or on the rotatable part of the turntable 9 locked.

Die Verwendung von Werkstückpaletten 26 hat den Vorteil, dass die Werkzeugmaschine 1 weiterhin für die Bearbeitung verschiedenster Werkstücke verwendet werden kann. Sollen beispielsweise Werkstücke verwendet werden, für deren Bearbeitung keine Abstützvorrichtung erforderlich ist, kann ganz einfach eine Standardpalette ohne Abstützvorrichtung verwendet werden.The use of workpiece pallets 26 has the advantage that the machine tool 1 Furthermore, it can be used for machining a wide variety of workpieces. If, for example, workpieces are used for the processing of which no supporting device is required, it is quite simple to use a standard pallet without a supporting device.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Werkzeugmaschinemachine tool
22: Maschinenbettmachine bed
33: Teilpart
44: SpindelkopfträgerSpindle head support
yy: Vertikalrichtungvertical direction
xx: Richtungdirection
55: Spindelkopfspindle head
66: Spindelachsespindle axis
77: WerkstücktischWorktable
88th: TischverschieberichtungTable displacement direction
99: Drehtischturntable
1010: oberer Teil des Drehtischsupper part of the turntable
1111: DrehtischachseTurntable axis
1212: Werkstückworkpiece
1313: Turbinenschaufelturbine blade
1414: Werkstückabstützvorrichtung, 14a, 14b workpiece support, 14a . 14b
1515: Gestellframe
1616: Säule 16a, 16b pillar 16a . 16b
1717: Ringträger 17a, 17b Ringbearer 17a . 17b
1818: LagereinrichtungStorage facility
1919: Werkstückaufspannflächeworkpiece mounting
2020: Werkstücklager 20a, 20b Workpiece support 20a . 20b
2121: Arretiereinrichtunglocking
2222: Kupplungselementcoupling member
2323: Kupplungselementcoupling member
2424: stationärer Teil des Drehtischsstationary part of the turntable
2525: WerkzeugTool
2626: WerkstückpaletteWorkpiece pallet

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 7261500 B2 [0002]
WO 2008/071297 A2 [0003]

Claims

Machine tool ( 1 ), in particular for machining workpieces ( 12 ) with moving tool, with one around a spindle axis ( 6 ) rotationally driven work spindle ( 5 ), with a turntable ( 9 ), one around a turntable axis ( 11 ) rotatable part ( 10 ) for receiving a workpiece ( 12 ) or a workpiece pallet ( 26 ), wherein the turntable ( 9 ) in at least one table shifting direction ( 8th ) transverse to the turntable axis ( 11 ) movable on a machine frame ( 2 ) is mounted, with a device for generating a defined relative movement between the work spindle ( 5 ) and the workpiece ( 12 ), with a Werkstückabstützvorrichtung ( 14 ) connected to the turntable ( 9 ) together in Tischverschieberichtung ( 8th ) movable against the turntable ( 9 ) around the turntable axis ( 11 ) rotatable and, if necessary, with respect to the machine frame ( 2 ) is rotatably locked.

Machine tool according to claim 1, characterized in that the Werkstückabstützvorrichtung ( 14 ) a support frame ( 15 ) located on the turntable ( 9 ) or on the workpiece pallet ( 26 ) around the turntable axis ( 11 ) by means of a pivot bearing ( 18 ) is rotatably mounted.

Machine tool according to claim 2, characterized in that the support frame ( 15 ) at least one column ( 16 ) extending from the pivot bearing ( 18 ) extends away and at the table far end of a workpiece storage ( 20 ) is held.

Machine tool according to claim 2, characterized in that the support frame ( 15 ) two columns ( 16b ) extending from the pivot bearing ( 18 ) and a bridge ( 27 ) on which a workpiece storage ( 20 ) is held.

Machine tool according to claim 3 or 4, characterized in that the workpiece bearing ( 20 ) is a rotatably mounted tip, a gripper or a clamping means.

Machine tool according to claim 3 or 4, characterized in that the workpiece bearing ( 20 ) with respect to its distance from the turntable ( 9 ) is adjustable.

Machine tool according to claim 1, characterized in that for the rotationally fixed locking of Werkstützabstützvorrichtung ( 14 ) a locking device ( 23 ) is provided.

Machine tool according to claim 7, characterized in that the locking device ( 21 ) a coupling arrangement with two engaging and disengageable coupling elements ( 22 . 23 ), of which a coupling element ( 22 ) with the support frame ( 14 ) and the other coupling element ( 23 ) with a carriage supporting the turntable ( 7 ) or the machine frame ( 2 ) connected is.

Machine tool according to claim 8, characterized in that at least one of the two coupling elements ( 22 . 23 ) is reciprocable between a release position and a lock position.

Machine tool according to claim 9, characterized in that the movable coupling element ( 22 ) is biased by a spring means to its locking position.

Machine tool according to claim 7, characterized in that for detecting the locking state of the locking device ( 21 ) A sensor device is provided.