DE102011103321B4 - Selbstladende Werkzeugmaschine mit vertikaler Werkzeugspindel - Google Patents

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Abstract

Werkzeugmaschine (1) zur Bearbeitung rotatorisch angetriebener Werkstücke (8, 9) mit einem Maschinengestell (2) mit einer vertikalen Vorderwand (6) mit einer Motorspindel (7), mit einem Arbeitsraum (17) und mindestens einem Werkzeug (14) mit einer Transporteinrichtung (11) für Werkstücke (8, 9), mit einer Aufnahmeposition (12) und einer Ablageposition (13), wobei die Motorspindel (7) entlang von X-Führungen (5) und Z-Führungen (4) in horizontaler und vertikaler Richtung am Maschinengestell (2) über einen Vertikalschlitten (3) verfahrbar angeordnet ist, wobei die Motorspindel (7) zum Greifen, Aufnehmen, Antreiben und Ablegen von Werkstücken (8, 9) dient, wobei die Motorspindel (7) vom Arbeitsraum (17) in die Aufnahme- und Ablageposition (12, 13) verfahrbar ist, wobei die Z-Führung (4) an der vertikalen Vorderwand (6) und die X-Führung (5) am Vertikalschlitten (3) angeordnet sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine selbstladende Werkzeugmaschine zur Bearbeitung rotatorisch angetriebener Werkstücke nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Nach dem Pick-up-Prinzip arbeitende Werkzeugmaschinen sind in zahlreichen Bauformen bekannt. Allen ist gemeinsam, dass die Werkstückspindel auf einem Schlitten entlang horizontaler Führungen am Maschinengestell verfahrbar ist, die Werkstücke von einem Transportmittel entnimmt, der Bearbeitung zuführt und anschließend wieder auf dem Transportmittel ablegt. Eine derartige Maschine ist aus der DE 10 2004 005 498 A1 bekannt. Bei dieser Maschine ist am Obergestell eine horizontale Schlittenführung für einen X-Schlitten vorgesehen, an welchem der Z-Schlitten mit dem Werkstückträger vertikal verfahrbar ist. Die X-Führung erstreckt sich am Obergestell auf beiden Seiten seitlich über den Arbeitsraum hinaus, so dass der Werkstückträger auf der einen Seite in eine Werkstückaufnahme- und auf der anderen Seite in eine Werkstückablageposition verfahrbar ist. Dies führt zwangsläufig zu einem breit gestreckten Maschinengestell. Aus der DE 200 21 676 U1 ist eine Vertikaldrehmaschine mit einem am Maschinengestell beweglichen Vertikalschlitten, worauf eine Werkstückspindel horizontal verfahrbar ist, bekannt. Um die Relativgeschwindigkeit zwischen Werkstück und Werkzeug zu erhöhen werden die entsprechenden Schlitten über eine Gewindespindel mit gegenläufigen Gewinden angetrieben. Die WO 2006/063540 A1 betrifft eine manuell oder mit einer Handhabungseinrichtung zu beladende Maschine mit zwei im Arbeitsraum stehenden Werkstückspindeln. Diesen ist ein Werkzeughalter zugeordnet, der über einen Fahrständer in horizontaler und vertikaler Richtung verfahrbar ist. Um eine gegenseitige Verschmutzung der Werkstückspindeln zu vermeiden, ist ein Schutzgehäuse fest mit dem Fahrständer verbunden und mit diesem zusammen in horizontaler Richtung verfahrbar. Mit Schiebetüren verschließbare Öffnungen im Schutzgehäuse ermöglichen es den Werkzeugträger an die Werkstücke heranzuführen und diese zu bearbeiten. Zur Sichtkontrolle des Drehprozesses bleibt eine der beiden Schiebetüren während der Bearbeitung geöffnet und eine weitere verfahrbare Schutzwand mit einem Sichtfenster verhindert, dass Kühlmittel und Späne aus dem Arbeitsraum austreten.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 mit kompakter Bauweise und verbesserter Maschinensteifigkeit anzugeben.
  • Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung sind am Maschinengestell vertikale Führungen für einen Vertikalschlitten angeordnet. Dadurch kann das Maschinengestell besonders schlank als Säule ausgeführt werden. Der Vertikalschlitten trägt seinerseits horizontale Führungen für den Werkstückträger. Der Vertikalschlitten ist so breit angelegt, dass die Werkstückspindel aus mindestens einer Arbeitsposition in eine Be- und Entladeposition bewegt werden kann. Die vertikalen Führungen sind hinter dem Arbeitsraum angeordnet, so dass im Bereich der Arbeitposition trotz des weit ausladenden Vertikalschlittens die erforderliche Maschinensteifigkeit stets gewährleistet ist. An den Randbereichen des Vertikalschlittens, in denen die Beladung erfolgt, ist die Maschinensteifigkeit nicht von Belang.
  • Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben.
  • 1 zeigt eine Werkzeugmaschine 1 in schematischer Darstellung. Das Maschinengestell 2 ist als Säule mit quadratischem Querschnitt und vertikalen Wänden ausgeführt. An der Vorderwand 6 sind vertikale Z-Führungen für den Vertikalschlitten 3 angeordnet. Der numerisch gesteuerte Antrieb für die Bewegungen in Z-Richtung erfolgt über den Motor 15 und die Kugelrollspindel 16. Der Vertikalschlitten 3 erstreckt sich mit den X-Führungen 5 seitlich über den Arbeitsraum 17 hinaus. Somit kann die Motorspindel 7 vom Motor 15' über die Kugelrollspindel 16' am Vertikalschlitten 3 entlang der X-Führungen 5 aus dem Arbeitsraum 17 heraus in eine Aufnahme- und Ablageposition 12, 13 bewegt werden. Gemäß 1 sind die Aufnahmeposition 12 und die Ablageposition 13 auf gegenüberliegenden Seiten des Arbeitsraumes 17 angeordnet. Sie können jedoch ebenso auf einer Seite nebeneinander angeordnet sein. An der Unterseite der Motorspindel 7 ist ein Spannfutter 10 zum Greifen und Spannen von Werkstücken 8, 9 vorgesehen. Damit werden unbearbeitete Werkstücke 9 in der Aufnahmeposition 12 ergriffen, der Bearbeitung im Arbeitsraum 17 zugeführt und schließlich in der Ablageposition 13 wieder abgelegt. Im Arbeitsraum 17 sind Werkzeuge 14 für die Bearbeitung der Werkstücke 8 vorgesehen. Als Werkzeuge 14 kommen sowohl angetriebene zum Fräsen Bohren oder Schleifen als auch nicht angetriebene zum Drehen in Betracht. In 1 ist ein Blockstahlhalter mit drei Werkzeugen 14 dargestellt. Ebenso können ein Werkzeugrevolver oder eine schwenkbare Motorspindel mit angetriebenen Werkzeugen vorgesehen sein. Der Arbeitsraum 17 wird auf beiden Seiten von Schutzwänden 18 abgeschirmt. Vorteilhaft sind diese am Vertikalschlitten 3 angeordnet und zusammen mit diesem in vertikaler Richtung verfahrbar. Damit die Motorspindel 7 aus dem Arbeitsraum 17 heraus in die Aufnahme- und Ablageposition 12, 13 bewegt werden kann, sind in den Schutzwänden 18 Schiebeteile 19 vorgesehen. Diese können mit Pneumatikzylindern 21 aus einer Geschlossenstellung in eine Offenstellung bewegt werden, so dass die Motorspindel 7 mit dem Spannfutter 10 durch die Öffnung hindurch fahren kann. Die Späneauffangwanne 20 erweitert sich trichterförmig nach oben hin. Die beiden Schutzwände 18 reichen bis zur Späneauffangwanne 20 hinunter und leiten die anfallenden Späne direkt in diese hinein.
  • In 2 ist die Werkzeugmaschine 1 in der Seitenansicht dargestellt. Daraus ist die Anordnung der Schutzwand 18 und des Schiebeteils 19 ersichtlich. Die Schutzwand 18 ist an der Unterseite des Vertikalschlittens 3 befestigt und zusammen mit diesem in vertikaler Richtung (Z-Achse) verfahrbar. Das Schiebeteil 19 ist in 2 in der Geschlossenstellung dargestellt. Der Pneumatikzylinder 21 dient dazu das Schiebeteil 19 aus der Geschlossenstellung in die Offenstellung 22 zu bewegen.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Werkzeugmaschine
    2
    Maschinegestell
    3
    Vertikalschlitten
    4
    Z-Führung
    5
    X-Führung
    6
    Vorderwand
    7
    Motorspindel
    8
    Bearbeitetes Werkstück
    9
    Unbearbeitetes Werkstück
    10
    Spannfutter
    11
    Transporteinrichtung
    12
    Aufnahmeposition
    13
    Ablageposition
    14
    Werkzeug
    15 15'
    Motor
    16 16'
    Kugelrollspindel
    17
    Arbeitsraum
    18
    Schutzwand
    19
    Schiebeteil
    20
    Späneauffangwanne
    21
    Pneumatikzylinder
    22
    Offenstellung

Claims (3)

  1. Werkzeugmaschine (1) zur Bearbeitung rotatorisch angetriebener Werkstücke (8, 9) mit einem Maschinengestell (2) mit einer vertikalen Vorderwand (6) mit einer Motorspindel (7), mit einem Arbeitsraum (17) und mindestens einem Werkzeug (14) mit einer Transporteinrichtung (11) für Werkstücke (8, 9), mit einer Aufnahmeposition (12) und einer Ablageposition (13), wobei die Motorspindel (7) entlang von X-Führungen (5) und Z-Führungen (4) in horizontaler und vertikaler Richtung am Maschinengestell (2) über einen Vertikalschlitten (3) verfahrbar angeordnet ist, wobei die Motorspindel (7) zum Greifen, Aufnehmen, Antreiben und Ablegen von Werkstücken (8, 9) dient, wobei die Motorspindel (7) vom Arbeitsraum (17) in die Aufnahme- und Ablageposition (12, 13) verfahrbar ist, wobei die Z-Führung (4) an der vertikalen Vorderwand (6) und die X-Führung (5) am Vertikalschlitten (3) angeordnet sind, wobei am Vertikalschlitten (3) mindestens eine Schutzwand (18) angeordnet ist und zusammen mit dem Vertikalschlitten (3) in vertikaler Richtung verfahrbar ist, und wobei in der Schutzwand (18) ein Schiebeteil (19) beweglich angeordnet und aus einer Geschlossenstellung in eine Offenstellung (22) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Vertikalschlitten (3) sich in der Breite vom Arbeitsraum (17) bis in einen Raum oberhalb der Aufnahme- und/oder Ablageposition (12, 13) erstreckt und dass die Motorspindel (7) vom Arbeitsraum (17) in die Aufnahme- und Ablageposition (12, 13) an der Schutzwand (18) vorbei verfahrbar ist, wenn das Schiebeteil (19) sich in der Offenstellung (22) befindet.
  2. Werkzeugmaschine (1) nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schutzwand (18) den Arbeitsraum (17) zur Aufnahme- und/oder Ablageposition (12, 13) hin abdichtet.
  3. Werkzeugmaschine (1) nach Patentanspruch 1 oder 2 mit einer Späneauffangwanne (20), dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzwand (18) vom Vertikalschlitten (3) bis in die Späneauffangwanne (20) hineinreicht.
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