-
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
-
Die Europäische Patentschrift
EP 2 121 237 B1 offenbart eine derartige Werkzeugmaschine in Invers-Bauweise. Diese hat ein Maschinengestell mit einem Rahmen, über dessen Gitterstruktur Aufnahmefächer ausgebildet sind, die zur Lagerung von einer Vielzahl von Werkzeugspindelköpfen und eines Werkstückträgers vorgesehen sind. Der Werkstückträger ist dabei gemäß einem Invers-Konzept entlang einer X-Y-Z-Führung verfahrbar. Zum Be- und Entladen des Werkstückträgers ist eine Werkstückzuführeinrichtung vorgesehen, die sich seitlich der Werkzeugmaschine erstreckt.
-
Diese Werkzeugmaschine hat den Nachteil, dass mit ihr für eine geforderte Ausbringung von Werkstücken hohe Investitionskosten verbunden sind.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Werkzeugmaschine bereitzustellen, die für eine geforderte Ausbringung von Werkstücken geringere Investitionskosten aufweist.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Werkzeugmaschine gemäß dem Patentanspruch 1.
-
Eine derartige Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken hat einen Werkzeugmaschinenrahmen, über den ein Arbeitsraum begrenzt ist. Über den Rahmen sind weiterhin zumindest ein erstes Bearbeitungsmodul und ein Werkstückträger gehaltert. Nach dem Konzept der Invers-Werkzeugmaschine ist zum Bearbeiten überwiegend der Werkstückträger entlang zumindest einer Führung, insbesondere einer Z-Führung oder einer Y-Führung oder einer X-Führung bewegbar. Erfindungsgemäß hat das erste Bearbeitungsmodul der Werkzeugmaschine zumindest fünf Werkzeugspindeln, die – beziehungsweise deren Werkzeuge – gleichzeitig mit jeweils einem der Werkstücke in Eingriff bringbar sind.
-
Gegenüber herkömmlichen Werkzeugmaschinen des Standes der Technik, die bisher eine gleichzeitige Bearbeitung von nur vier Werkstücken erlauben, sind auf diese Weise mehr Werkstücke gleichzeitig bearbeitbar, wodurch eine Werkzeugmaschine geschaffen ist, die für eine gegebene oder geforderte Ausbringung von Werkstücken geringere Investitionskosten aufweist. Dabei sind die Werkzeuge bevorzugt gleich oder gleichartig, so dass an fünf Werkstücken zeitgleich die gleiche Bearbeitung erfolgen kann. Besonders bevorzugt ist der Werkstückträger dabei entlang einer X-Y-Z-Führung bewegbar. Ergänzend ist es möglich, dass der Werkzeugträger an einer X-, X-Y- oder X-Y-Z-Führung bewegbar ist. Gemäß dem Konzept der Invers-Werkzeugmaschine erfolgt jedoch die überwiegende Bewegung hin zur Bearbeitung und während der Bearbeitung über den Werkstückträger.
-
In einer vorteilhaften Variante der Werkzeugmaschine weist das erste Bearbeitungsmodul zumindest sechs Werkzeugspindeln auf, die – bzw. deren Werkzeuge – gleichzeitig mit jeweils einem der Werkstücke in Eingriff bringbar sind. Auf diese Weise sind noch mehr Werkstücke gleichzeitig bearbeitbar, was eine weitere Erhöhung der Ausbringung mit sich bringt.
-
In einer ganz besonders vorteilhaften Weiterbildung der Werkzeugmaschine hat diese ein zweites Bearbeitungsmodul mit – je nach Variante – zumindest fünf oder zumindest sechs Werkzeugspindeln, die – bzw. deren Werkzeuge – gleichzeitig mit jeweils einem der Werkstücke in Eingriff bringbar sind.
-
Ganz besonders vorteilhaft ist dabei, dass eine Werkzeugmaschine, in der herkömmlicher Weise die Bearbeitung durch das zweite Bearbeitungsmodul erfolgen würde, eingespart werden kann und beide Bearbeitungen in nur einer Werkzeugmaschine erfolgen können. Auf diese Weise können Investitionskosten weiter gesenkt werden. In einer noch vorteilhafteren Weiterbildung der Werkzeugmaschine weist diese eine Vielzahl von Bearbeitungsmodulen auf, die je nach gewählter Variante zumindest fünf oder zumindest sechs Werkzeugspindeln haben, die – bzw. deren Werkzeuge – gleichzeitig mit jeweils einem der Werkstücke in Eingriff bringbar sind.
-
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Werkzeugmaschine ist diese derart gestaltet, dass die Werkzeuge des ersten Bearbeitungsmoduls und die Werkzeuge des zweiten oder eines der weiteren Bearbeitungsmodule zeitgleich mit den Werkstücken in Eingriff bringbar sind. Dies hat den Vorteil, dass zeitgleich zwei unterschiedliche Bearbeitungen der Werkstücke erfolgen können, so dass weiter Bearbeitungszeit eingespart werden kann. Alternativ oder ergänzend dazu können die Bearbeitungen natürlich auch sequenziell erfolgen, so dass die Werkzeuge des zweiten oder eines der weiteren Bearbeitungsmodule nach den Werkzeugen des ersten Bearbeitungsmoduls mit den Werkstücken in Eingriff bringbar sind.
-
Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Pleueln. Bevorzugt erfolgt dabei über das erste Bearbeitungsmodul eine Vorbearbeitung, beispielsweise ein Bohren oder Schleifen von Pleuelaugen, und über das zweite Bearbeitungsmodul eine Schraublochbearbeitung der Pleuel.
-
Generell wird eine Anordnung der Werkzeugspindeln der Bearbeitungsmodule in einer Reihe bevorzugt. Die räumliche Ausbildung der Reihe entspricht dabei einer Reihenanordnung der Werkstücke auf dem Werkstückträger und ist besonders bevorzugt linear und horizontal oder linear und vertikal, quer zur Vorschubsrichtung Z ausgerichtet. Ein Bearbeitungsmodul kann prinzipiell auch mehrere Bearbeitungsstationen bzw. -schritte aufweisen. In diesem Fall hat jede Bearbeitungsstation bevorzugt eine eigene Reihe von Werkzeugspindeln, wodurch sich mehrere Reihen von Werkzeugspindeln pro Bearbeitungsmodul. Diese mehreren Reihen sind am Bearbeitungsmodul bevorzugt nebeneinander oder übereinander kompakt angeordnet, um ein Platzangebot des Arbeitsraums möglichst gut ausnutzen zu können.
-
Um den Werkstückträger effizient be- und entladen zu können hat die Werkzeugmaschine bevorzugt eine Werkstückträger-Bestückungseinrichtung, die einen Tragkörper zum Tragen einer Vielzahl von Werkstücken aufweist, und die sich etwa parallel zu einer Unterseite der Werkzeugmaschine erstreckt. Gegenüber herkömmlichen Werkstückträger-Bestückungseinrichtungen ergibt sich daraus ein großer Platzvorteil, da ein Bauraum, der sich seitlich der Werkzeugmaschine erstreckt eingespart werden kann. Durch die parallel zur Unterseite der Werkzeugmaschine angeordnete Werkstückträger-Bestückungseinrichtung vergrößert sich hingegen eine Bauhöhe der Werkzeugmaschine nur geringfügig.
-
Eine Zufuhr von zu bearbeitenden Werkstücken und eine Abfuhr der bearbeiteten Werkstücke kann weiter verbessert werden, wenn die Werkzeugmaschine in einer bevorzugten Weiterbildung eine Werkstückfördereinrichtung zum Be- und Entladen des Tragkörpers der Werkstückträger-Bestückungseinrichtung hat. Die Werkstückfördereinrichtung erstreckt sich bevorzugt im Wesentlichen seitlich der Werkzeugmaschine, parallel zu einer von deren Seitenwandungen beziehungsweise parallel zur Werkstückträger-Bestückungseinrichtung. Die Werkstückfördereinrichtung hat dabei bevorzugt einen Zuförderer, von dem die zu bearbeitenden Werkstücke an einen Querförderer übergeben werden. Dieser fördert die Werkstücke zum unter der Werkzeugmaschine angeordneten Tragkörper der Werkstückträger-Bestückungseinrichtung, der mit einer der Spindelzahl des ersten Bearbeitungsmoduls entsprechenden Menge von Werkstücken beladen wird. Der Tragkörper fährt in den Arbeitsraum ein und übergibt die Werkstücke im Folgenden an den Werkstückträger, auf dem sie bestimmungsgemäß zur Bearbeitung eingespannt werden. Nach Beendigung der Bearbeitung oder der Bearbeitungen übernimmt der Tragkörper die bearbeiteten Werkstücke, und übergibt sie wieder an den Querförderer, der sie wiederum an einen Abförderer übergibt.
-
Besonders bevorzugt hat der Tragkörper eine Vielzahl von Aufnahmen für dem Werkstückträger zuzuführende Werkstücke und eine Vielzahl Aufnahmen für vom Werkstückträger abzunehmende Werkstücke, wobei die jeweiligen Aufnahmen durch Verschwenken des Tragkörpers in die jeweilige Übergabeposition bringbar sind. Die Werkstückträger-Bestückungseinrichtung ist besonders einfach aufgebaut, wenn die Aufnahmen an gegeneinander versetzten Seitenflächen des Tragkörpers angeordnet sind, der um eine zur X-Achse parallele A-Achse verschwenkbar ist. Dieser Tragkörper ist vorzugsweise entlang einer Führung durch ein Funktionsfach des Rahmens der Werkzeugmaschine hindurch in den Arbeitsraum oder aus dem Arbeitsraum verfahrbar.
-
Im Folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von 10 Zeichnungen näher erläutert. Für eine eingehendere Beschreibung insbesondere der Ausgestaltung, Funktionsweise und Vorteile eines im Folgenden erläuterten Invers-Maschinenkonzeptes der Werkzeugmaschine (im Folgenden
1) und dabei insbesondere ihres steifen Rahmens (
2), den darin ausgebildeten Funktionsfächern, den darin aufgenommen Zugängen (
18), Bearbeitungsmodulen (
43,
47) mit Werkzeugspindeln (
46,
50), der Pinole (
52) eines Werkstückträgers (
12), dem Werkzeugträger (
12) und der Kühl-/Schmiermittelversogung (
30), sei an dieser Stelle auf den Inhalt des Europäischen Patents
EP 2 121 237 B1 der Anmelderin verwiesen.
-
1 zeigt das Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine
1 zur Übersicht in einer ersten isometrischen Gesamtansicht. Die Werkzeugmaschine
1 hat einen Rahmen
2, über den ein Arbeitsraum
4 begrenzt ist. Über den Rahmen sind dabei zwischen den Profilen des Rahmens
2 Funktionsfächer ausgebildet, über die flexibel unterschiedliche Funktionen erfüllbar sind: Zugang, Halterung von Werkstückträger, Werkzeugträgern, Werkzeugspindel, Werkstückversorgung und Abfuhr und weitere. Ein überwiegender Teil der Werkzeugmaschine
1 ist durch Verkleidungselemente
6 verkleidet. Über die Verkleidungselemente
6 sind Seitenwände
8 der Werkzeugmaschine
1 ausgebildet. Die Werkzeugmaschine
1 hat weiterhin eine Werkstückträger-Bestückungseinrichtung
10 über die durch ein Funktionsfach des Rahmens
2 hindurch ein im Arbeitsraum
4 angeordneter Werkstückträger
12 mit Werkstücken, in diesem Falle zu bearbeitende Pleuel
42, be- und entladbar ist. Für eine eingehendere Offenbarung bzw. Beschreibung der Ausgestaltung, Funktionsweise sowie der Vorteile der Werkstückträger-Bestückungseinrichtung
10 sei an dieser Stelle auf die
deutsche Patentanmeldung der Anmelderin mit dem Aktenzeichen 10 2011 050 959.3 verwiesen. Die dort beschriebene Werkstückzuführeinrichtung (
8) entspricht im Wesentlichen der Werkstückträger-Bestückungseinrichtung
10 dieser Beschreibung. Der Arbeitsraum
4 ist über zwei Treppen
14 für Bedienpersonal zugänglich. Die Treppen
14 führen auf eine Arbeitsebene
6. Zwei Zugänge
18 ermöglichen von dieser einen Zugang zum Arbeitsraum
4. Die beiden Zugänge
18 (in
1 nur einer dargestellt) sind jeweils über automatisierte Rolltüren
20 verschließbar.
-
Zur Versorgung der Werkstückträger-Bestückungseinrichtung 10 hat die Werkzeugmaschine 1 eine Werkstückfördereinrichtung 22 mit einem Zuförderer 24, einem Querförderer 26 und einem Abförderer 28. In einem bestimmungsgemäßen Betrieb der Werkzeugmaschine 1 werden vom Betriebs- bzw. Bestückungspersonal Pleuel 42 auf ein Förderband des Zuförderers 24 eingelegt, der die Pleuel 42 zum Querförderer 26 fördert. Durch eine geeignete Automatisierung und Synchronisation des Zuförderers 24 mit dem Querförderer 26 wird der Querförderer sukzessive mit einer bestimmungsgemäßen Anzahl von Pleueln 42 beladen.
-
Die Werkzeugmaschine 1 hat weiterhin eine Kühl-/Schmiermittelversorgungseinheit 30, über die die Werkzeuge und Werkstücke während der Bearbeitung mit Kühl- bzw. Schmiermittel versorgt werden. Des Weiteren hat die Werkzeugmaschine eine Steuereinheit 32, über die das Bedienpersonal die Werkzeugmaschine 1 steuern kann. Auf einer in 1 oberen Seite der Werkzeugmaschine 1 sind Versorgungsaggregate der Werkzeugmaschine 1 angeordnet. Gut zu erkennen sind dabei fünf Antriebe der Werkzeugmaschine 1. Über zwei Antriebe 34 sind dabei die beiden Rolltüren 20 der Werkzeugmaschine 1 betätigbar. Über drei Antriebe 36 sind Werkzeugspindeln eines zweiten Bearbeitungsmoduls (Schraublochbearbeitung der Pleuel, nicht dargestellt) antreibbar.
-
2 zeigt die gleiche Werkzeugmaschine 1 in einer ähnlichen isometrischen Ansicht, wobei nun dem Betrachter die Kühl-/Schmiermittelversorgungseinheit 30 zugewandt und die Werkstückfördereinrichtung 22 abgewandt ist. Im Vergleich zur 1 ist im Arbeitsraum 4 der Werkzeugmaschine 1 nun der Werkstückträger 12 etwas besser zu erkennen. Des Weiteren weist die Werkzeugmaschine 1 in 2 links zwei Türen 38 auf, über die ein Zugang zu Antrieben eines ersten Bearbeitungsmoduls (Vorbearbeitung der Pleuel, nicht dargestellt) ermöglicht ist. In 2 recht sind Türen 39 zu erkennen, über die ein Zugang zu den genannten Versorgungsaggregaten der Werkzeugmaschine 1 ermöglicht ist.
-
3 zeigt die Werkzeugmaschine 1 in einer Ansicht von oben, also entgegen der Achsrichtung Y. Als zusätzliche Information zu den vorangegangenen beiden 1 und 2 ist gemäß 3 etwa mittig eine Anordnung von drei Antrieben 40 der Vorbearbeitung der Pleuel 42 zu erkennen. Über die Antriebe 40 sind dabei Werkzeugspindeln der Vorbearbeitung antreibbar. Weiterhin in 3 gut zu erkennen ist, dass der Querförderer 26 mit einer Vielzahl von Pleueln 42 beladen ist.
-
4 zeigt nun eine Ansicht auf die Werkzeugmaschine 1 entlang von deren X-Achse. Besonders deutlich zu erkennen in 4 ist die Ausgestaltung des Arbeitsraums 4. Im Arbeitsraum 4 links angeordnet ist der Werkstückträger 12. Im Arbeitsraum 4 rechts, dem Werkstückträger 12 gegenüber, sind drei Reihen 44a, 44b und 44c von Werkzeugspindeln 46 des ersten Bearbeitungsmoduls 43 zur Vorbearbeitung der Pleuel 42 angeordnet. Die drei Reihen 44a bis 44c erstrecken sich dabei in die Betrachtungsebene der 4 in Richtung der X-Achse der Werkzeugmaschine 1 hinein. Jede Reihe 44a bis 44c des ersten Bearbeitungsmoduls 43 weist dabei sechs Werkzeugspindeln 46 auf. Jede einzelne Reihe 44a, 44b, 44c entspricht dabei einem einzelnen Bearbeitungsschritt zur Vorbearbeitung der Pleuel 42.
-
Im Arbeitsraum 4 oben sind fünf Reihen 48a bis 48e von Werkzeugspindeln 50 des zweiten Bearbeitungsmoduls 47 zur Schraublochbearbeitung der Pleuel 42 angeordnet. Auch diese fünf Reihen 48a bis 48e weisen jeweils in Richtung der X-Achse der Werkzeugmaschine 1 sechs Werkzeugspindeln 50 auf. Die Bezugszeichen 46 bzw. 50 für die Werkzeugspindeln des ersten Bearbeitungsmoduls 43 bzw. des zweiten Bearbeitungsmoduls 47 sind aus Gründen der Übersichtlichkeit nur an jeweils einer der Spindeln angebracht. Dabei steht das Bezugszeichen 46 für eine Werkzeugspindel des ersten Bearbeitungsmoduls 43 bzw. der drei Reihen 44a bis 44c der ersten Bearbeitungsmoduls 43, selbst wenn die Werkzeugspindeln der einzelnen Reihen 44a bis 44c voneinander abweichen. Gleiches gilt für die Zuweisung des Bezugszeichens 50 für die Werkzeugspindeln der Reihen 48a bis 48e des zweiten Bearbeitungsmoduls 47.
-
An dieser Stelle zeigt sich ein Vorteil der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine 1 deutlich. So ermöglicht diese nicht nur die gleichzeitige Bearbeitung von sechs Werkstücken bzw. Pleueln 42 durch die entsprechende Anzahl der Werkzeugspindeln 46 bzw. 50 in den Reihen 44a, b, c bzw. 48 a bis e, sondern vereint auch zwei Werkzeugmaschinen bzw. zwei bis dato auf verschiedene Maschinen aufgeteilte Bearbeitungsmodule 43 und 47 (Vorbearbeitung und Schraublochbearbeitung) in einer Werkzeugmaschine. Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine 1 erlaubt so eine Senkung der Investitionskosten.
-
Für eine bessere Ausnutzung des im Arbeitsraum 4 zur Verfügung stehenden Bauraums sind dabei die Reihen 48a bis 48c einerseits in Richtung der Y-Achse der Werkzeugmaschine 1 in versetzten Applikationsebenen übereinander und andererseits in Richtung der Z-Achse der Werkzeugmaschine 1 in verschiedenen Applikationsebenen nebeneinander angeordnet.
-
Durch ein Verfahren des Werkstückträgers 12 entlang der Z-Achse und Y-Achse der Werkzeugmaschine 1 kann der erfindungsgemäß gleichzeitige Eingriff der Werkzeuge einer der Reihen 44a bis 44c oder 48a bis 48e zur Ausführung des entsprechenden Bearbeitungsschrittes an den sechs Pleueln erfolgen. Der Werkzeugträger 12 fährt im gezeigten Ausführungsbeispiel dabei eine Reihe nach der anderen 44a, ..., 48e in bestimmungsgemäßer Reihenfolge sequentiell an.
-
5 zeigt die bestimmungsgemäße Bearbeitung der Pleuel 42 während eines Bearbeitungsschritts, der über die Reihe 48a durchgeführt wird. Gut zu erkennen ist dabei, wie das Pleuel 42 über Spannbacken 52 am Werkstückträger 12 befestigt ist. Aufgrund dessen, dass in der Darstellung gemäß 5 alle Verkleidungsteile der Werkzeugmaschine 1 entfernt sind, ist gut zu erkennen, dass der Rahmen 2 eine insbesondere in Kraftflussrichtung, die im Wesentlichen entlang der Achsen Y und Z verläuft, besonders massiv und steif ausgebildet ist. Aufgrund dieser Massivität und Steifheit sind besonders hohe Fertigungstoleranzen des Pleuels ermöglicht. In 5 weiterhin gut zu erkennen ist, dass die Reihen 44b und 44c der des ersten Bearbeitungsmoduls gemeinsam über die drei Antriebe 40 (zwei davon verdeckt) angetrieben werden. Davon getrennt wird die Reihe 44a des ersten Bearbeitungsmoduls 43 über die drei Antriebe 41 versorgt. In 5 weiterhin aufgrund der Entfernung der Verkleidungsteile der Werkzeugmaschine 1 erkennbar ist, dass der Werkstückträger 12 an einer Pinole 52 angeordnet ist, die über vier Z-Führungen 54 in Richtung der Z-Achse der Werkzeugmaschine 1 bewegbar ist. Die Verwendung dieser vier Z-Führungen 54 ermöglicht es, die Pinole 52 an alle bestimmungsgemäßen Z-Koordinaten in den Arbeitsraum 4 der Werkzeugmaschine 1 einzufahren. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind alle Reihen 44a bis 44c und 48a bis 48e der Werkzeugspindeln 46 und 50 ortsfest angeordnet, d. h., sie verfügen über keine Möglichkeit einer Bewegung im Arbeitsraum. Die Relativbewegung zwischen den zu bearbeitenden Pleueln und den Werkzeugen der Spindeln 46, 50 erfolgt somit allein aufgrund der Bewegung der Pinole 52 in Richtung der Z-Achse, Y-Achse und X-Achse der Werkzeugmaschine 1. Dies entspricht einem reinen Konzept der Invers-Werkzeugmaschine. Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel ist es selbstverständlich möglich, dass auch eine oder mehrere der Reihen 44a, b, c oder 48a, b, c, d, e eine Bewegung entlang einer der Achsen der Werkzeugmaschine durchführen können.
-
6 zeigt eine isometrische Teilansicht der Werkzeugmaschine 1. Die Teilansicht beschränkt sich dabei insbesondere auf einen Bereich des Arbeitsraumes 4. Gut zu erkennen ist dabei, dass die Werkzeugmaschine 1 über eine bei einer Bewegung des Werkstückträgers 12 bzw. der Pinole 52 in Richtung der Y-Achse der Werkzeugmaschine 1 mitgeführte Lamellenabdeckung 58 verfügt. Die Bewegung der Pinole 52 entlang der Y-Achse erfolgt dabei entlang einer Y-Führung 60, die am Rahmen 2 angeordnet ist. Weiterhin zeigt 6 in einem Bodenbereich des Arbeitsraums 4 einen Schacht 62, über den eine Beladung und Entladung des Werkstückträgers 12 durch den Tragkörper der Werkstückträger-Bestückungseinrichtung 10 erfolgen kann.
-
7 zeigt eine isometrische Teilansicht ähnlich der 6, jedoch abweichend von dieser mit einer besseren Sicht auf die Werkzeugspindeln 46 des ersten Bearbeitungsmoduls 43. Gut zu erkennen sind dabei die drei Reihen 44a, 44b, 44c, die jeweils einem Bearbeitungsschritt des ersten Bearbeitungsmoduls 43 bzw. der Vorbearbeitung der Pleuel 42 entsprechen. Bei der Vorbearbeitung der Pleuel 42 fährt der Werkstückträger 12 über die Bewegung der Pinole entlang der Y-Führung und Z-Führung (vgl. Bezugszeichen 52, 60, 54 der 5, 6, 8, 9 und 10) zunächst die Reihe 44a des ersten Bearbeitungsschritts, dann die Reihe 44b des zweiten Bearbeitungsschritts und im Folgenden die Reihe 44c des dritten Bearbeitungsschritts des ersten Bearbeitungsmoduls 43 an. Zu jedem Bearbeitungsschritt stehen dabei gleichzeitig alle sechs am Werkstückträger 12 eingespannten Pleuel 42 mit den sechs Werkzeugen der Werkzeugspindeln 46 des jeweiligen Bearbeitungsschrittes in Eingriff. Dabei ist jede einzelne Werkzeugspindel eines Bearbeitungsschrittes bzw. einer der Reihen 44a, 44b, 44c genau einem Pleuel zugeordnet. Nach Beendigung des Arbeitsschrittes 44a verfährt der Werkstückträger 12 bzw. die Pinole entlang der Z-Führung in 7 nach links und entlang der Y-Führung in 7 nach oben. Im Folgenden wird die zweite Reihe 44b des ersten Bearbeitungsmoduls 43 angefahren, in dem die Pinole entlang der Z-Führung in 7 nach rechts auf die Reihe 44b zufährt.
-
Für die weitere Bearbeitung der Pleuel 42 verfährt der Werkstückträger 12 ähnlich wie vorbeschrieben entlang der Z-Achse bzw. Y-Achse der Werkzeugmaschine 1 die Reihen 44c, 48a, 48b, 48c, 48d und 48e an. Nach Beendigung aller Arbeitsschritte fährt der Werkstückträger 12 in seine Grundposition, die in etwa einer Position gemäß 4 entspricht zurück, und wird im Folgenden durch den Tragkörper (nicht dargestellt) der Werkstückträger-Bestückungseinrichtung (vgl. 10, 1 bis 4) entladen. Der Tragkörper erhält dabei durch den Schacht 62 Zugriff auf den Werkstückträger 12. Beladen mit den fertig gestellten Pleueln verlässt der Tragkörper den Arbeitsraum 4 der Werkzeugmaschine 1 durch den Schacht 62 hin zu einer Unterseite der Werkzeugmaschine 1. Dabei wird durch den Tragkörper eine kombinierte Absenk- und Schwenkbewegung entlang der Y-Achse und um die X-Achse der Werkzeugmaschine ausgeführt, so dass der Tragkörper unterhalb der Werkzeugmaschine 1 flach ausgerichtet ist.
-
8 zeigt eine isometrische Teilansicht der Werkzeugmaschine 1 schräg von unten, in der rechts unten ein Teilabschnitt der Werkstückträger-Bestückungseinrichtung 10 zu erkennen ist. Nachdem der Tragkörper (nicht dargestellt), beladen mit dem vom Werkstückträger 12 entladenen Pleueln, den Arbeitsraum 4 verlassen hat, bewegt er sich entlang der Z-Achse der Werkzeugmaschine 1 in 8 innerhalb der Werkstückträger-Bestückungseinrichtung 10 nach rechts. Beim Erreichen des Querförderers 26 der Werkstückfördereinrichtung (vgl. 22, 1, 2, 3, 4, 6 und 7) stoppt der Tragkörper und übergibt die sechs bearbeiteten Pleuel 42 an den Querförderer 26. Dieser fördert die Pleuel entgegen der in 8 gezeigten X-Richtung der Werkzeugmaschine 1 unterhalb dieser nach Außen, wo der Abförderer 28 die Pleuel übernimmt und etwa entgegen der Z-Richtung der Werkzeugmaschine 1 abfördert.
-
Die 9 und 10 zeigen zwei weitere isometrische Teilansichten des Arbeitsraums 4 zusammen mit der Konstruktion des Rahmens 2 und den Antrieben 36 bzw. 40 und 41 des zweiten Bearbeitungsmoduls 47 und des ersten Bearbeitungsmoduls 43. Des Weiteren sind dargestellt die Pinole 52 und der daran befestigte Werkstückträger 12. Die beiden Figuren verdeutlichen insbesondere die Robustheit und daraus resultierend Steifheit des Rahmens 2, die insbesondere für die Hauptkraftflussrichtungen der Y-Achse und Z-Achse der Werkzeugmaschine 1 gegeben ist. Des Weiteren in 9 gut zu erkennen ist ein Abschnitt der flach bauenden Werkstückträger-Bestückungseinrichtung 10, durch die entgegen der in 9 gezeigten Z-Richtung der Tragkörper (nicht dargestellt) von rechts nach links zum Arbeitsraum 4 bewegt wird.
-
Waren gemäß dem Stand der Technik für die Vorbearbeitung der Pleuel über ein erstes Bearbeitungsmodul und die Schraublochbearbeitung der Pleuel über ein zweites Bearbeitungsmodul für jedes der Bearbeitungsmodule jeweils eine Maschine notwendig, so vereint die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine 1 diese beiden Bearbeitungsmodule 43, 47 in einer Maschine. Um diese eine Maschine für eine gleiche Ausbringung an Pleueln zu befähigen, weist die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine 1 einerseits die zumindest fünf insbesondere sechsspindligen Bearbeitungsmodule auf. Andererseits ist die Werkstückträger-Bestückungseinrichtung 10 derart ausgebildet, dass sie mit hoher Geschwindigkeit betrieben werden kann und einen Taktzeitgewinn gegenüber dem Stand der Technik von ca. 10 % aufweist. Durch die Zusammenfassung zweier Maschinen in einer bei gleichzeitiger Beibehaltung oder sogar Erhöhung der Ausbringung stellt die gezeigte Werkzeugmaschine 1 eine Möglichkeit dar, für die Fertigung von Pleueln oder Werkstücken benötigte Investitionskosten zu senken.
-
Abweichend vom gezeigten Ausführungsbeispiel kann ein Bearbeitungsmodul oder einer Reihe des Bearbeitungsmoduls der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine auch mehr als sechs Werkzeugspindeln aufweisen, die gleichzeitig mit jeweils einem der Werkstücke in Eingriff bringbar sind. Voraussetzung dafür ist selbstverständlich, dass auch eine entsprechende Anzahl von Werkstückspannplätzen am Werkstückträger vorgesehen ist.
-
Ergänzend zum gezeigten Ausführungsbeispiel kann der Werkstückträger der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine um eine oder mehrere Dreh- oder Schwenkachsen A, B, C dreh- oder schwenkbar sein. Diese Achsen A, B, C sind dabei bevorzugt etwa parallel zu den Achsen X, Y, Z der Werkzeugmaschine angeordnet.
-
Offenbart ist eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken, die eine Rahmen hat, über den ein Arbeitsraum begrenzt ist, und über den Aufnahmefächer ausgebildet sind, in denen ein erstes Bearbeitungsmodul und ein Werkstückträger gehaltert sind, wobei zum Bearbeiten der Werkstücke überwiegend der Werkstückträger entlang zumindest einer Führung, insbesondere einer Z- und / oder Y- und / oder Z-Führung bewegbar ist. Dabei weist das erste Bearbeitungsmodul der Werkzeugmaschine zumindest fünf Werkzeugspindeln auf, die bzw. deren Werkzeuge gleichzeitig mit jeweils einem der Werkstücke in Eingriff bringbar sind.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Werkzeugmaschine
- 2
- Rahmen
- 4
- Arbeitsraum
- 6
- Verkleidungselement
- 8
- Seitenwand
- 10
- Werkstückträger-Bestückungseinrichtung
- 11
- Werkzeugträger
- 12
- Werkstückträger
- 14
- Treppe
- 16
- Arbeitsebene
- 18
- Zugang
- 20
- Rolltür
- 22
- Werkstück-Fördereinrichtung
- 24
- Zuförderer
- 26
- Querförderer
- 28
- Abförderer
- 30
- Kühl-/Schmiermittel-Versorgungseinheit
- 32
- Steuereinheit
- 34
- Antrieb
- 36
- Antrieb
- 38
- Tür
- 39
- Tür
- 40
- Antrieb
- 41
- Antrieb
- 42
- Pleuel
- 43
- Erstes Bearbeitungsmodul
- 44a, b, c
- Reihe
- 46
- Werkzeugspindel
- 47
- Zweites Bearbeitungsmodul
- 48a, b, c, d, e
- Reihe
- 50
- Werkzeugspindel
- 52
- Pinole
- 54
- Z-Führung
- 58
- Lamellenabdeckung
- 60
- Y-Führung
- 62
- Schacht
-
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 2121237 B1 [0002, 0017]
- DE 102011050959 [0018]
