DE102018104028A1

DE102018104028A1 - Bearbeitungszentrum

Info

Publication number: DE102018104028A1
Application number: DE102018104028.8A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Römpp; Gerold Schwarzwälder
Original assignee: Mauser Werke Oberndorf Maschinenbau GmbH
Current assignee: Alfing Kessler Sondermaschinen De GmbH
Priority date: 2017-02-24
Filing date: 2018-02-22
Publication date: 2018-08-30

Abstract

Offenbart ist ein Bearbeitungszentrum mit einer Pinole, die eine Spindelreihe mit mehreren Spindeln trägt, die für einen Werkzeugwechsel ausgelegt sind. In einer zweiten Reihe sind fixe Spindeln, fixe Messdorne oder sonstige fixe Funktionselemente angeordnet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum mit einer Pinole, die mehrere Werkzeugspindeln trägt.
Ein derartiges Bearbeitungszentrum wird beispielsweise verwendet, um kleinere Werkstücke, wie beispielsweise Pleuel, Nockenwellen, Kurbelwellen, Naben spanend zu bearbeiten. Dabei kommt jede Spindel jeweils mit einem Werkstück in Zerspanungseingriff. Diese Werkstücke sind auf einem geeigneten Werkstückträger, beispielsweise einem Doppelwendespanner gespannt, der seinerseits mit A- und B-Achsen ausgeführt sein kann. Die Pinole ist üblicherweise an einem Maschinenständer geführt, so dass sie in Z-, X- und/oder Y-Richtung verstellbar ist.
Für die unterschiedlichen Bearbeitungsaufgaben steht ein Werkzeugwechsler zur Verfügung, über den die in den Spindeln gehaltenen Werkzeuge entnommen und gegen in einem Werkzeugmagazin gespeicherte Werkzeuge ausgetauscht werden.
Bei einem derartigen Werkzeugwechsel lassen sich Werkzeugwechselfehler nur schwierig vermeiden - bei hochpräzisen Fertigungsaufgaben sind derartige Werkzeugwechselfehler jedoch nicht akzeptabel.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Bearbeitungszentrum zu schaffen, das einerseits eine flexible Fertigung zulässt und bei dem andererseits für bestimmte Fertigungsaufgaben Werkzeugwechselfehler vermieden werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Bearbeitungszentrum mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das erfindungsgemäße Bearbeitungszentrum hat eine Pinole, die mehrere Werkzeugspindeln trägt, die jeweils ein Werkzeug zur Bearbeitung eines Werkstücks halten. Erfindungsgemäß ist die Pinole mit einer Spindelreihe und einer Funktionselementreihe ausgeführt. Die Spindelreihe ist zum automatischen Werkzeugwechsel ausgelegt, so dass entsprechend ein geeigneter Werkzeugwechsler in Wirkverbindung mit dieser Spindelreihe steht. Die zweite Funktionselementreihe enthält Funktionselemente, wie fixe Messdorne oder fixe Spindeln, bei denen während eines Bearbeitungsprozesses kein Werkzeugwechsel vorgesehen ist.
Auf diese Weise wird es ermöglicht, einerseits herkömmliche Fertigungsaufgaben mittels der erstgenannten Spindelreihe zu erfüllen. Für Aufgabenstellungen, bei denen hohe Anforderungen an die Präzision bestehen, wird die zweite fixe Reihe mit Ihren Funktionselementen in Eingriff gebracht.
Ein derartiges Bearbeitungszentrum ermöglicht eine äußerst flexible Fertigung, die mit herkömmlichen Sondermaschinen nicht realisierbar ist.
Bei einer Weiterbildung der Erfindung ist die erstgenannte, zum Werkzeugwechsel vorgesehene Spindelreihe oberhalb der Funktionselementreihe mit den fixen Funktionselementen angeordnet. Dementsprechend wird dann der Werkzeugwechsler in das entsprechende Magazin oberhalb der ersten Spindelreihe vorgesehen.
Die fixe Funktionselementreihe trägt geeignete Mess- oder Bearbeitungseinrichtungen. So kann diese beispielsweise ein Feinbohrwerkzeug, einen Messdorn, Honwerkzeuge oder sonstige fixe Funktionselemente tragen.
Die Pinole ist vorzugsweise in einer Vertikal- und/oder Horizontalführung an einem Maschinengestellt geführt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums und
2 eine Teildarstellung des Bearbeitungszentrums gemäß 1.

1 zeigt eine vereinfachte dreidimensionale Darstellung eines erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums 1. Dieses hat eine Pinole 2, die in 1 lediglich schematisch angedeutet ist und an der mehrere Arbeitsspindeln - im Folgenden Spindel genannt - (siehe 2) an einem Schlitten verfahrbar sind. Dieser Schlitten (siehe 2) ist entlang einer senkrechten Y-Achse an einem Rahmen 8 eines Maschinengestells 6 geführt und mittels zweier Linearantriebe 10, 12 verstellbar. Dieser Rahmen 8 ist seinerseits über einen weiteren Linearantrieb 14 entlang einer X-Achse verfahrbar. Durch entsprechende Ansteuerung der Linearachsenkinematik und der Pinole 2 sind die an den Arbeitsspindeln gehaltenen Werkzeuge in X-, Y- und Z-Richtung verstellbar.
Die zur Bearbeitung der Werkstücke benötigten Werkzeuge sind in einem Werkzeugmagazin 16 gespeichert, das sich somit in etwa Horizontalrichtung oberhalb der Pinole 2 erstreckt. Bei dem in der 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zusätzlich im Bereich oberhalb der Pinole 2 ein Torpedowechsler 18 für lange Werkzeuge vorgesehen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine Wechselvorrichtung für die zu bearbeitenden Werkstücke durch einen Doppelwendespanner 20 ausgebildet, der zwei Werkstückträger aufweist, von denen einer in einem Beladeraum 23 und der andere in dem Arbeitsraum 22 angeordnet ist. Der eine Werkstückträger des Doppelwendespanners ist dann im Arbeitsraum 22 angeordnet, so dass die dort gespannten Werkstücke simultan über die Spindeln bearbeitbar sind. Der andere Werkstückträger ist im Beladeraum 23 angeordnet, und wird dort mit zu bearbeitenden Werkstücken beladen.
In der Darstellung gemäß 1 ist die Verkleidung des Beladeraums 23 und des Arbeitsraums 22 zur Verdeutlichung teilweise nicht dargestellt.
2 zeigt eine Detaildarstellung eines Bearbeitungszentrums 1 gemäß 1. Sichtbar ist dabei das Maschinengestell 6, an dem der Rahmen 8 über die in 1 teilweise sichtbare Linearachse 14 in X-Richtung verstellbar ist. In dem Rahmen 8 ist die Pinole 2 in Y-Richtung verstellbar. Diese Verstellung erfolgt über die beiden Linearantriebe 10, 12.
In Z-Richtung verstellbar ist in der Pinole 2 ein Schlitten 24 geführt, in dem eine Spindelreihe 28 und eine Funktionselementreihe 26 mit jeweils vier Spindeln/Funktionselementen (Arbeitsspindeln) 30, 32 (in 2 nur jeweils eine Spindel / ein Funktionselement mit einem Bezugszeichen versehen) aufgenommen sind. Die Spindeln 32 der Spindelreihe 28 sind dabei als Hauptspindeln ausgeführt, bei denen ein normaler Werkzeugwechsel in das oben liegende Magazin und aus diesem Magazin heraus erfolgen kann. Die unten liegende Funktionselementreihe 26 kann dabei fixe Spindeln, fixe Messdorne oder sonstige fixe Funktionselemente enthalten, die zum Bearbeiten, Messen, Kompensieren oder sonstiges erforderlich sind. Das heißt, die unten liegende Funktionselementreihe muss nicht notwendigerweise Spindeln aufweisen.
Auch die Ausgestaltung des Schlittens 24 mit vier Spindeln ist lediglich beispielhaft dargestellt. Selbstverständlich können auch andere Spindelanzahlen realisiert sein. Prinzipiell ist es auch möglich, dass sich die Anzahl der Funktionselemente in der unteren Funktionselementreihe 26 von der Hauptspindelanzahl unterscheidet.
Der Vorteil einer derartigen Lösung liegt darin, dass durch die fixen Spindel oder Dorne oder sonstigen Funktionselemente keine Werkzeugwechselfehler bei Genauigkeitsbearbeitungen entstehen. Des Weiteren können auf sehr einfache Weise pneumatische und elektrische Schnittstellen an den fixen Funktionselementen vorgesehen werden.
Das Maschinenkonzept lässt sich auch sehr einfach durch angepasste Spannbrücken, angepasste Spannvorrichtungen, Nullpunktspannsysteme, Mehrfachaufspannungen, Mehrseitenaufspannung, hauptzeitparalleles Beladen und sonstige Anpassungen individualisieren.
Mit dem Bearbeitungszentrum 1 können beispielsweise folgende Zusatzbearbeitungen durchgeführt werden: Feinbohren mit fixen Aussteuerköpfen, Honen mit Wechselwerkzeugen, Honen mit fixen Planzügen, Messen mit fixen Messdornen.
Dementsprechend kann das Bearbeitungszentrum mit einem geschlossenen Kreis zum Messen und Kompensieren in der Maschine ausgeführt sein (Messsteuerung). Herkömmlicherweise sind hierfür externe Messstationen vorgesehen.
Die Funktionselementreihe 26 ist so ausgelegt, dass die Funktionselemente wechselbar sind, wobei das Wechseln jedoch nicht während der Fertigung, sondern als Umrüstung erfolgt.
Das erfindungsgemäße Bearbeitungszentrum zeichnet sich durch eine erhöhte Genauigkeit aus, da das Bearbeiten und Messen mit fixen Spindeln und Dornen eine Genauigkeitsbearbeitung ermöglicht.
Offenbart ist ein Bearbeitungszentrum mit einer Pinole, die eine Spindelreihe mit mehreren Spindeln trägt, die für einen Werkzeugwechsel ausgelegt sind. In einer zweiten Reihe sind fixe Spindeln, fixe Messdorne oder sonstige fixe Funktionselemente angeordnet.
Bezugszeichenliste

1: Bearbeitungszentrum
2: Pinole
6: Maschinengestell
8: Rahmen
10: Linearantrieb
12: Linearantrieb
14: Linearachse
16: Werkzeugwechsler
18: Torpedowechsler
20: Doppelwendespanner
22: Arbeitsraum
23: Beladeraum
24: Schlitten
26: Funktionselementreihe
28: Spindelreihe
30: Funktionselemente / Spindel / Messdorne
32: Spindeln

Claims

Bearbeitungszentrum mit einer Pinole (2), die mehrere Werkzeugspindeln (32) trägt, die jeweils ein Werkzeug zur Bearbeitung eines Werkstücks halten, dadurch gekennzeichnet, dass in der Pinole (2) eine Spindelreihe (28) und eine Funktionselementreihe (26) vorgesehen ist, wobei der Spindelreihe (28) ein Werkzeugwechsler (16, 18) zugeordnet ist und die Funktionselementreihe (26) fixe Funktionselemente, wie Messdorne, Spindeln (30) oder dergleichen enthält.
Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 1, wobei die Spindelreihe (28) oberhalb der Funktionselementreihe (26) angeordnet ist und der Werkzeugwechsler (16, 18) oberhalb der Spindelreihe (28) vorgesehen ist.
Bearbeitungszentrum nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Funktionselementreihe (26) Feinbohrwerkzeuge, Messdorne, Honwerkzeuge oder sonstige fixe Funktionselemente aufweist.
Bearbeitungszentrum nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Pinole (2) in einer Vertikal- und/oder Horizontalführung an einem Maschinengestell (6) geführt ist.
Bearbeitungszentrum nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der fixen Funktionselementreihe pneumatische oder elektrische Schnittstellen zugeordnet sind.