DE102020119615A1

DE102020119615A1 - Werkzeugmaschine zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke

Info

Publication number: DE102020119615A1
Application number: DE102020119615.6A
Authority: DE
Inventors: Jürgen Möbus
Original assignee: SCHERER FEINBAU GmbH
Current assignee: SCHERER FEINBAU GmbH
Priority date: 2020-07-24
Filing date: 2020-07-24
Publication date: 2022-01-27
Also published as: WO2022017552A2; WO2022017552A3

Abstract

Die Offenbarung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke (20, 22), mit einem Maschinengestell (12), mindestens einer um eine vertikale Achse (Z) antreibbaren Werkstückspindel (38, 44) zur Aufnahme eines Werkstücks (20, 22), und zumindest einem Werkzeughalter (56, 60) mit einer Mehrzahl von Aufnahmen (64) zur Aufnahme zumindest eines Werkzeugs (68, 70) zur Bearbeitung des Werkstücks (20, 22), wobei der Werkzeughalter (56, 60) in zumindest zwei zueinander senkrecht orientierten Achsen (X, Z) relativ zur Werkstückspindel (38, 44) am Maschinengestell (12) verfahrbar ist, wobei der Werkzeughalter (56, 60) um eine Rotationsachse (82) rotierbar ist, die gegenüber der vertikalen Achse (Z) geneigt ist, insbesondere um einen Winkel (a) von 45°, wobei zumindest ein Werkstückgreifer (88, 90) an einer Aufnahme (64) des Werkzeughalters (56, 60) angeordnet ist, um ein Werkstück (20, 22) zwischen einer Bereitstellungsposition (28, 30) und einer Bearbeitungsposition (26) zu transferieren, und wobei das Werkstück (20, 22) in der Bereitstellungsposition (28, 30) eine horizontale Orientierung und in der Bearbeitungsposition (26) eine vertikale Orientierung aufweist.

Description

Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von wellenförmigen Werkstücken.
Aus der DE 10 2004 012 385 B3 ist eine Werkzeugmaschine, insbesondere zur Bearbeitung von wellenförmigen Werkstücken, bekannt, mit einem Maschinengestell, mindestens einer an einer vorderen Wandfläche des Maschinengestells hängend angeordneten und rotatorisch antreibbaren vertikalen Werkstückspindel zur Aufnahme der zu bearbeitenden Werkstücke und mindestens einem der Werkstückspindel zugeordneten Werkzeugträger, der über jeweils einen Kreuzschlitten horizontal und vertikal bewegbar an der vorderen Wandfläche des Maschinengestells angeordnet ist, wobei der oder jeder Werkzeugträger an der Unterseite eines horizontal bewegbaren Horizontalschlittens des jeweiligen Kreuzschlittens hängend angeordnet ist.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Offenbarung auf sogenannte Vertikaldrehmaschinen bzw. Vertikalbearbeitungsmaschinen, welche zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken ausgebildet sind. Die spanabhebende Bearbeitung kann eine Drehbearbeitung, eine Fräsbearbeitung, eine Schleifbearbeitung und/oder eine Bohrbearbeitung umfassen. Im Sinne der vorliegenden Offenbarung umfasst eine spanabhebende Bearbeitung eine Bearbeitung mit einem Werkzeug mit geometrisch bestimmter Schneide und eine Bearbeitung mit einem Werkzeug mit geometrisch unbestimmter Schneide. Wellenförmige Bauteile sind beispielsweise Kurbelwellen, Nockenwellen, Getriebewellen, Rotorwellen und ähnliche Bauteile. Dies ist nicht einschränkend zu verstehen.
Bei Vertikaldrehmaschinen bzw. Vertikalbearbeitungsmaschinen, die auch zur Drehbearbeitung ausgebildet sind, ist die Werkstückachse üblicherweise vertikal orientiert. Dies hat beispielsweise Vorteile bei der Späneabfuhr. Hingegen erfolgen Transport und Handhabung der Bauteile vor und nach der Bearbeitung regelmäßig in horizontaler Orientierung.
Die vorstehend genannte DE 10 2004 012 385 B3 beschreibt eine Gestaltung, bei der die beispielsweise als Revolver gestalteten Werkzeughalter auch zur Handhabung der Werkstücke benutzt werden. Konkret tragen die Werkzeughalter neben Bearbeitungswerkzeug auch Greifer für Werkstücke. Werkstücke werden als Rohteile zugeführt und nach der Bearbeitung als Fertigteile abgeführt, jeweils in horizontaler Orientierung. Die Bearbeitung erfolgt in vertikaler Orientierung. Demgemäß weisen die Greifer einen Schwenkantrieb auf, da die Werkstücke über die Greifer zwischen der horizontalen Orientierung und der vertikalen Orientierung verschwenkt werden müssen.
Demgemäß ist ein weiterer Freiheitsgrad am Werkzeughalter bzw. am Werkstückgreifer erforderlich. Auf diese Weise steigen der Aufwand, das Gewicht und der Bauraumbedarf beim Werkzeughalter.
Vor diesem Hintergrund liegt der Offenbarung die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke anzugeben, bei der mit geringem Aufwand eine Handhabung der Werkstücke erfolgen kann. Vorzugsweise erfolgt die Handhabung vollständig oder nahezu vollständig ohne zusätzliche Handhabungseinrichtungen. Insbesondere erfolgt die Handhabung vollständig oder nahezu vollständig über die ohnehin vorgesehenen Werkzeughalter. Dies soll jedoch vorzugsweise die Bearbeitungsleistung nicht oder kaum beeinträchtigen. Insbesondere soll der Werkstückwechsel mit möglichst wenig Schritten und Aktionen möglich sein. Ferner soll eine Ausgestaltung angegeben werden, bei der die Werkzeugmaschine bei gleichwohl kompaktem Aufbau zumindest eine zusätzliche (lineare) Bewegungsachse für die Bearbeitung bereitstellt. Vorzugsweise bildet die Werkzeugmaschine gemeinsam mit einem Werkstückmagazin ein Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke.
Gemäß einem ersten Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke bereit, mit einem Maschinengestell, mindestens einer um eine vertikale Achse Z antreibbaren Werkstückspindel zur Aufnahme eines Werkstücks, und zumindest einem Werkzeughalter mit einer Mehrzahl von Aufnahmen zur Aufnahme zumindest eines Werkzeugs zur Bearbeitung des Werkstücks, wobei der Werkzeughalter in zumindest zwei zueinander senkrecht orientierten Achsen relativ zur Werkstückspindel am Maschinengestell verfahrbar ist, wobei der Werkzeughalter um eine Rotationsachse rotierbar ist, die gegenüber der vertikalen Achse Z geneigt ist, insbesondere um einen Winkel α (alpha) von 45°, und wobei zumindest ein Werkstück greifer an einer Aufnahme des Werkzeughalters angeordnet ist, um ein Werkstück zwischen einer Bereitstellungsposition und einer Bearbeitungsposition zu transferieren, wobei das Werkstück in der Bereitstellungsposition eine horizontale Orientierung und in der Bearbeitungsposition eine vertikale Orientierung aufweist.
Auf diese Weise wird die Aufgabe der Offenbarung gelöst.
Gemäß diesem Aspekt wird die Neigung des Werkzeughalters genutzt, um ohne zusätzlichen Antrieb bei der Rotation des Werkzeughalters die Orientierung des Werkstücks zu ändern. Die Rotation trägt ferner dazu bei, das Werkstück zwischen der Bereitstellungsposition und der Bearbeitungsposition linear zu transferieren. Es wird also, zumindest in beispielhaften Ausgestaltungen, eine ohnehin notwendige Bewegung genutzt, um gleichzeitig ohne zusätzlichen Antrieb die Orientierung des Werkstücks zu ändern.
In beispielhaften Ausgestaltungen beträgt der Winkel α 30° bis 60°. In einer beispielhaften Ausgestaltung liegt der Winkel α genau bei 45°. Der Betrag der Rotationsbewegung de s Werkzeughalters ist an den Neigungswinkel α angepasst, um die gewünschte Änderung der Orientierung des Werkstücks zu erreichen. Im Sinne der vorliegenden Offenbarung umfasst der Begriff „geneigt“ Winkel größer 0°und kleiner 90° zwischen zwei Richtungen/Achsen. Mit anderen Worten umfasst der Begriff „geneigt“ also keine senkrecht aufeinander stehenden Richtungen/Achsen.
Die Werkzeugmaschine ist beispielhaft als vertikale Drehmaschine oder vertikales Wellendrehzentrum gestaltet. Dies schließt nicht aus, dass auch andere Bearbeitungen als das Drehen mit der Maschine durchführbar sind, beispielsweise Bohren, Fräsen, Schleifen und dergleichen.
Es versteht sich, dass Begriffe wie erstes Element, zweites Element und dergleichen vorrangig zur Veranschaulichung und Unterscheidung dienen und keine Rangfolge oder Ordnung definieren. Demgemäß sind fallweise auch Ausgestaltungen vorstellbar, bei denen nur ein zweites Element, nicht jedoch ein erstes Element vorgesehen ist.
Die Bereitstellungsposition ist einerseits eine Position zur Aufnahme zu bearbeitender Werkstücke (Rohteil) und andererseits, nach der Bearbeitung, eine Position zur Abgabe bereits bearbeiteter Werkstücke (Fertigteil). Die Bearbeitungsposition ist regelmäßig die Position, in der das Werkstück mit seiner Längsachse konzentrisch zur Werkstückspindel ausgerichtet ist. Dies ist nicht einschränkend zu verstehen.
Der Transfer zwischen der Bereitstellungsposition und der Bearbeitungsposition kann auch eine translatorische Bewegung des Werkzeughalters umfassen, etwa unter Nutzung eines Linearantriebs (beispielsweise X-Schlitten).
Der Werkzeughalter ist beispielsweise als Revolver (etwa als Scheibenrevolver) gestaltet und mit einer Mehrzahl von Aufnahmen zur Aufnahme von Werkzeugen ausgebildet. Die Aufnahmen können jedoch ferner zur Aufnahme von Greifern, Messinstrumenten und ähnlichem genutzt werden. Der Werkzeughalter weist eine Mehrzahl von Aufnahmen auf, die beispielsweise sternförmig um ein Zentrum bzw. die Rotationsachse verteilt sind. Die Aufnahmen sind beispielsweise köcherartig gestaltet, zur Aufnahme eines konischen oder kegeligen Schaftes. Beispielhaft weisen die Aufnahmen jeweils eine Mittenachse auf, die radial und senkrecht zur Rotationsachse orientiert ist. Andere Gestaltungen sind gleichwohl denkbar. In einer beispielhaften Ausgestaltung fällt die Rotationsachse mit dem Zentrum des Werkzeughalters zusammen.
Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung erfolgt die Bewegung des Werkstücks zwischen der horizontalen Orientierung und der vertikalen Orientierung im Wesentlichen, vorzugsweise ausschließlich über die Rotationsachse des Werkzeughalters. Es versteht sich das insgesamt die Bewegung zwischen der Bereitstellungsposition und der Bearbeitungsposition weitere Komponenten umfassen kann, etwa eine Linearbewegung. Wenn der Werkzeughalter rotiert wird, ändert sich die Position des Werkstücks am Umfang des Revolvers. Es gibt also bereits einen Linearanteil. Zusätzlich kann der Werkzeughalter etwa über einen Schlitten linear verfahrbar sein.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung ist die Rotationsachse des Werkzeughalters als angetriebene NC-Achse gestaltet. Mit anderen Worten kann die Rotationsachse programmgesteuert rotiert werden, um gewünschte Rotationsposition des Werkzeughalters anzufahren. Beispielhaft ist die Rotationsachse des Werkzeughalters als indexierbare Achse gestaltet.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung wird der Werkzeughalter beim Transfer des Werkstücks zwischen der Bereitstellungsposition und der Bearbeitungsposition um 180° rotiert. Wenn gleichzeitig der Werkzeughalter um 45° gegenüber der vertikalen Achse Z geneigt ist, ändert sich bei der Rotation um 180° die Orientierung eines aufgenommenen Werkstücks um 90°. Beispielhaft wird das Werkstück (bei frontalem Blick auf die Werkzeugmaschine) zwischen einer rechtsseitigen Position und einer linksseitigen Position bezüglich auf den Revolver bewegt, umfassend einen Übergang zwischen einer vertikalen und einer horizontalen Orientierung.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung verbleibt der Werkstückgreifer beim Transfer des Werkstücks relativ zu seiner Aufnahme am Werkzeughalter drehfest. Mit anderen Worten ist es nicht erforderlich, beim Werkstückgreifer eine eigene Drehachse (radial/senkrecht zur Rotationsachse des Werkzeughalters) vorzusehen. Der Werkstückgreifer und folglich das Werkstück werden nicht relativ zum Sitz des Werkstückgreifers am Werkzeughalter verdreht. In einer beispielhaften Ausgestaltung ist keine Drehachse beim Werkstückgreifer verbaut. Stattdessen ändert sich die Orientierung des Werkzeugs aufgrund der Neigung des Werkzeughalters bei der Rotation des Werkzeughalters um dessen Rotationsachse.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung sind am Maschinengestell ein erster Werkzeughalter und ein zweiter Werkzeughalter aufgenommen, wobei die Werkstückspindel am Maschinengestell zwischen dem ersten Werkzeughalter und dem zweiten Werkzeughalter angeordnet ist. Mit anderen Worten sind beispielsweise ein erster und ein zweiter (ein linker und ein rechter) Werkzeugrevolver vorgesehen. Dies erhöht den Funktionsumfang der Werkzeugmaschine. Ferner kann auf diese Weise einer der Werkzeughalter ein sich aktuell in der Bearbeitungsposition befindendes Werkstück bearbeiten, wogegen der andere Werkzeughalter ein anderes Werkstück (Rohteil und/oder Fertigteil) transferiert. Auf diese Weise lassen sich Werkstückwechselzeiten und insgesamt Durchlaufzeiten minimieren.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung weist die Werkzeugmaschine zumindest einen ersten Werkstückgreifer, insbesondere zur Aufnahme von Rohteilen, und einen zweiten Werkstückgreifer, insbesondere zur Aufnahme von Fertigteilen, auf. Auf diese Weise kann gleichzeitig eine Handhabung von Rohteilen und Fertigteilen erfolgen. Je nach konkreter Gestaltung kann die Rolle des Werkstückgreifers auch während der Bearbeitung wechseln. Mit anderen Worten können zwei Werkstückgreifer vorgesehen sein, die abwechselnd Rohteile und Fertigteile aufnehmen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung sind der erste Werkstückgreifer und der zweite Werkstückgreifer einem Werkzeughalter zugeordnet. Auf diese Weise kann der Werkzeughalter zumindest zeitweise gleichzeitig ein Rohteil und ein Fertigteil halten. Dies reduziert die Werkstückwechselzeiten weiter. Ferner kann auf diese Weise ein und derselbe Werkzeughalter Werkstücke Laden (Zuführen) und Entladen (Abführen). Auf diese Weise lässt sich eine Werkzeugmaschine realisieren, bei der Werkstücke von und zu ein und derselben Seite als Rohteile zugeführt und als Fertigteile abgeführt werden.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung sind der erste Werkstückgreifer und der zweite Werkstückgreifer verschiedenen Werkzeughaltern zugeordnet. Auf diese Weise lassen sich Werkstückwechselzeiten weiter minimieren. Es lässt sich ein Werkstücktransfer durch die Werkzeugmaschine im Sinne einer Einbahnstraße realisieren. Die Zufuhrseite (Beladeseite) und die Abführseite (Entladeseite) unterscheiden sich.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung ist an dem zumindest einen Werkzeughalter ein Werkstückgreifer vorgesehen, insbesondere genau ein Werkstückgreifer, der vorzugsweise dazu ausgebildet ist, sowohl Rohteile als auch Fertigteile zu greifen. Demgemäß ist zumindest ein Werkzeughalter vorgesehen, der einen einzigen Werkstückgreifer trägt. Dies kann beispielsweise bei besonders langen Werkstücken von Vorteil sein, um Kollisionen zu vermeiden.
Die Gestaltung mit lediglich einem Werkstückgreifer am Werkzeughalter kann mit verschiedenen Ladekonzepten genutzt werden. Es ist vorstellbar, Werkstücke im Sinne einer Einbahnstraße durch die Werkzeugmaschine hindurch zu schleusen, wenn die Werkzeugspindel zwischen zwei Werkzeughaltern angeordnet ist, die jeweils genau einen Werkstückgreifer aufweisen.
Es ist jedoch auch vorstellbar, bei der Werkzeugmaschine lediglich einen einzigen Werkstückgreifer in einem Werkzeughalter vorzusehen. Auf diese Weise kann der Werkstückgreifer abwechselnd für die Bereitstellung von Rohteilen und die Abgabe von Fertigteilen genutzt werden.
Es versteht sich, dass die verschiedenen Konzepte zum Laden der Werkstücke bedarfsweise auch miteinander kombiniert werden können.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung weist der zumindest eine Werkstückgreifer zwei voneinander beabstandete Greiferzangen auf, die das Werkstück entlang seiner axialen Erstreckung an zwei voneinander beabstandeten Positionen greifen. Auf diese Weise können Werkstücke mit ausgeprägter Längserstreckung sicher und wiederholgenau gegriffen und bewegt werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung ist der Werkstückspindel am Maschinengestell ein gegenüberliegender Werkstückhalter zugeordnet, der insbesondere als Spindel oder Reitstock ausgebildet ist, wobei zumindest die Werkstückspindel oder der gegenüberliegende Werkstückhalter entlang der vertikalen Achse Z am Maschinengestell verfahrbar sind. Auf diese Weise können Werkstücke mit ausgeprägter Längserstreckung gut abgestützt werden. Es versteht sich, dass bedarfsweise auch Lünetten und Ähnliches zur Abstützung genutzt werden können.
In einer beispielhaften Konfiguration weist die Werkzeugmaschine zwei einander gegenüberliegende Werkstückspindeln auf. Beispielhaft ist eine erste Spindel als Hauptspindel und eine zweite Spindel als Nebenspindel gestaltet. Es ist jedoch auch vorstellbar, eine Werkzeugspindel mit einem gegenüberliegenden Reitstock zu kombinieren. Eine Werkstückspindel kann das Werkstück rotieren. Ein Reitstock dient in erster Linie zur Lagerung und Abstützung. Je nach Konfiguration kann sich die Werkzeugmaschine auf diese Weise auch zur Endenbearbeitung und für ähnliche Bearbeitungen eigenen, bei denen Endbereiche der Werkstücke zugänglich sein müssen.
Gemäß einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke bereit, mit einem Maschinengestell, mindestens einer um eine vertikale Achse Z antreibbaren Werkstückspindel zur Aufnahme eines Werkstücks, zumindest einem Werkzeughalter mit einer Mehrzahl von Aufnahmen zur Aufnahme zumindest eines Werkzeugs zur Bearbeitung des Werkstücks, wobei der Werkzeughalter in zumindest zwei zueinander senkrecht orientierten Achsen relativ zur Werkstückspindel am Maschinengestell verfahrbar ist, wobei der Werkzeughalter in einer dritten Achse Y' relativ zur Werkstückspindel am Maschinengestell verfahrbar ist, und wobei die dritte Achse Y' gegenüber der vertikalen Achse Z geneigt ist, insbesondere um einen Winkel β zwischen 30° und 60°, vorzugsweise um einen Winkel β (beta) von 45°, und insbesondere senkrecht zur horizontal orientierten Achse X angeordnet ist.
Auch auf diese Weise wird die Aufgabe der Offenbarung gelöst. Gestaltungen gemäß dem zweiten Aspekt lassen sich mit Gestaltungen gemäß anderer Aspekte kombinieren. Gestaltung gemäß dem zweiten Aspekt können jedoch auch unabhängig von anderen Aspekten implementiert werden.
Auf diese Weise kann der Werkzeughalter in drei Achsen verfahren werden. Auf diese Weise erweitert sich das Einsatzspektrum zur Bearbeitung bei stehendem Werkstück, etwa zum Fräsen oder Bohren. Beispielhaft handelt es sich bei einer ersten Achse um die vertikale Achse Z (Höhenrichtung). Beispielhaft handelt es sich bei einer zweiten Achse um die horizontale Achse X (Seitenrichtung). Die horizontale Achse X erstreckt sich beispielhaft parallel zu einer Vorderseite des Maschinengestells. Die Achsen Z und X sind zueinander senkrecht/orthogonal. Kartesische Koordinatensysteme weisen eine dritte Achse Y (Tiefenrichtung) auf, die sich senkrecht/orthogonal zu den Achsen X und Z erstreckt. Bei der gegebenen Zuordnung erstreckt sich die Achse Y horizontal und senkrecht zur Vorderseite des Maschinengestells.
Gemäß dem zweiten Aspekt wird jedoch vorgeschlagen, eine geneigte Achse Y' zu verwenden, die gegenüber der vertikalen Achse Z geneigt ist, also weder parallel noch senkrecht dazu verläuft. Der Neigungswinkel β sorgt dafür, dass bei einer Bewegung entlang der Achse Y' sowohl eine Bewegungskomponente in Z als auch eine Bewegungskomponente in Y gegeben ist. Somit ist im Ergebnis eine Y-Bewegung des Werkzeughalters möglich. Der Hub in der Y-Richtung ist limitiert. Beispielhaft ist der Hub in der Y-Richtung deutlich geringer (zum Beispiel mindestens um den Faktor 5 oder 10) als der Hub in der X-Richtung und der Hub in der Z-Richtung. Da jedoch für hochgenaue und spielarme Bewegungen eine gewisse Führungslänge erforderlich ist, trägt die Neigung der Achse Y' insgesamt dazu bei, dass der Bauraumbedarf in der Y-Richtung nicht übermäßig wird. Dies erhöht insgesamt die Steifigkeit und Genauigkeit der Werkzeugmaschine.
Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung umfasst die Werkzeugmaschine ferner eine Steuereinheit, die dazu ausgebildet ist, die Bewegung des Werkzeughalters entlang der dritten Achse Y' mit der Bewegung entlang zumindest einer der weiteren Achsen zu koordinieren, um insgesamt eine Bewegung entlang einer Koordinatenachse Y zu interpolieren, die horizontal und senkrecht zur vertikalen Achse Z und senkrecht zur weiteren horizontalen Achse X orientiert ist. Die Achsen X, Y, Z bilden ein kartesisches Koordinatensystem. Die Achse Y' ist gegenüber der Y-Achse und der Z-Achse geneigt.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung sitzt der zumindest eine Werkzeughalter auf einem entlang der dritten Achse Y' verfahrbaren Y'-Schlitten, wobei der Y'-Schlitten auf einem entlang der horizontalen Achse X verfahrbaren X-Schlitten sitzt, und wobei der X-Schlitten auf einem entlang der vertikalen Achse Z verfahrbaren Z-Schlitten sitzt. Auf diese Weise können drei Bewegungsachsen für den Werkzeughalter bzw. eine den Werkzeughalter umfassende Bearbeitungseinheit bereitgestellt werden.
Mit anderen Worten ist am Maschinengestell eine Z-Führung ausgebildet. Am Z-Schlitten ist eine X-Führung ausgebildet. Am X-Schlitten ist eine Y'-Führung ausgebildet. Beispielhaft ist der Hub entlang der Z-Führung größer als der Hub entlang der X-Führung, der wiederum größer als der Hub entlang der Y'-Führung ist. Auf diese Weise lassen sich Gewicht und Trägheit beweglicher Elemente reduzieren.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung weist der X-Schlitten, in der X-Richtung betrachtet, einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel auf, die zueinander geneigt sind, wobei der erste Schenkel auf einer ersten Führungsschiene und der zweite Schenkel auf einer zweiten Führungsschiene am Z-Schlitten geführt sind. In einer beispielhaften Ausgestaltung sind der erste Schenkel und der zweite Schenkel zueinander um etwa 90° geneigt.
Mit anderen Worten sind in einer beispielhaften Ausgestaltung bereits der Z-Schlitten mit der X-Führung sowie der X-Schlitten an den Neigungswinkel β der Y'-Achse angepasst. Auf diese Weise lassen sich Bauraumbedarf und Massenträgheit des in der Kette „letzten“ Y'-Schlittens minimieren. Dies ist vorteilhaft für die Dynamik und die Genauigkeit/Steifigkeit der Werkzeugmaschine. In einer beispielhaften Ausgestaltung ist einer der beiden Schenkel zumindest teilweise in der Z-Richtung nach oben orientiert, wogegen der andere der beiden Schenkel zumindest teilweise in der Z-Richtung nach unten orientiert ist. Beide Schlitten erstrecken sich teilweise in der Y-Richtung. Ein erster Schlitten erstreckt sich teilweise in der Z-Richtung nach unten, etwa um 45°gegenüber der Z-Achse geneigt. Ein zweiter Schlitten erstreckt sich teilweise in der Z-Richtung nach oben, etwa um 45° gegenüber der Z-Achse geneigt.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung erstrecken sich die erste Führungsschiene und die zweite Führungsschiene am Z-Schlitten in der X-Richtung, wobei die erste Führungsschiene dem ersten Schenkel und die zweite Führungsschiene dem zweiten Schenkel des X-Schlittens zugewandt ist. Auf diese Weise können statische und dynamische Kräfte sowohl in der Z-Richtung als auch der Y-Richtung günstig aufgenommen werden, ohne die Führungselemente zu überlasten.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung beträgt der effektive Hub des Werkzeughalters entlang der Koordinatenachse Y 20 mm bis 200 mm, insbesondere 75 bis 150 mm. Der Hub entlang der Y-Achse ergibt sich aus einer kombinierten Bewegung entlang der Z-Achse sowie der Y'-Achse.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung trägt der X-Schlitten ein erstes Führungselement und ein zweites Führungselement für den Y'-Schlitten, und wobei die Führungselemente einander zugewandt an seitlichen Konsolen des X-Schlittens angeordnet sind und zwischen sich den Y'-Schlitten führen. Mit anderen Worten können die Führungselemente am X-Schlitten den Y'-Schlitten seitlich umklammern. Die Bauhöhe des Y'-Schlittens senkrecht zur Y'-Richtung und senkrecht zur X-Richtung ist minimiert. Ferner kann die Y'-Führung bereits einen Teil der Gewichtskraft des Werkzeughalters und des Y'-Schlittens aufnehmen. Auch dies trägt dazu bei, dass der Y'-Schlitten kompakt gestaltet ist. Der Bauraum in der Y-Richtung für die Bearbeitungseinheit wird gut ausgenutzt.
Gemäß einem dritten Aspekt stellt die vorliegende Offenbarung eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke bereit, mit einem Maschinengestell, mindestens einer um eine vertikale Achse Z antreibbaren Werkstückspindel zur Aufnahme eines Werkstücks, zumindest einem Werkzeughalter mit einer Mehrzahl von Aufnahmen zur Aufnahme zumindest eines Werkzeugs zur Bearbeitung des Werkstücks, und mit einem Werkstückmagazin für Werkstücke, das zumindest zur Bereitstellung von Rohteilen oder zur Aufnahme von Fertigteilen ausgebildet ist, wobei der Werkzeughalter in zumindest zwei zueinander senkrecht orientierten Achsen X, Z relativ zur Werkstückspindel am Maschinengestell verfahrbar ist, wobei zumindest ein Werkstückgreifer an einer Aufnahme des Werkzeughalters angeordnet ist, um ein Werkstück zwischen einer Bereitstellungsposition und einer Bearbeitungsposition zu transferieren, wobei das Werkstück in der Bereitstellungsposition eine horizontale Orientierung und in der Bearbeitungsposition eine vertikale Orientierung aufweist, und wobei das Werkstückmagazin als umlaufendes Magazin gestaltet ist und die Werkstücke in horizontaler Orientierung beherbergt.
Auch auf diese Weise wird die Aufgabe der Offenbarung gelöst. Gestaltungen gemäß dem dritten Aspekt lassen sich mit Gestaltungen gemäß anderer Aspekte kombinieren. Gestaltungen gemäß dem dritten Aspekt können jedoch auch unabhängig von anderen Aspekten implementiert werden.
Auf diese Weise können die Werkzeugmaschine und das zumindest eine Werkstückmagazin ein Fertigungszentrum zur Bearbeitung wellenförmiger Bauteile in vertikaler Orientierung bilden. Das Werkstückmagazin kann Werkstücke in der Bereitstellungsposition bereitstellen oder entgegennehmen. Das Werkstückmagazin ist beispielhaft in einem Bereich angeordnet, den der zumindest eine Werkzeughalter mit dem Werkstückgreifer erreichen kann. Die Handhabung der Werkstücke in liegender/horizontaler Orientierung ist bei bestimmten Anwendungsfällen gewünscht. Der Werkzeughalter mit dem Werkstückgreifer kann das Werkstück direkt aus dem Werkstückmagazin entnehmen oder dort direkt ablegen.
Gemäß einer beispielhaften Ausgestaltung ist das Werkstückmagazin als Kettenmagazin ausgestaltet und mit zwei umlaufenden Ketten versehen, die voneinander beabstandet sind und gemeinsam eine Mehrzahl von Aufnahmeplätzen zur Aufnahme der Werkstücke in horizontaler Orientierung verfahren. Mit anderen Worten stellt das Werkstückmagazin die Werkstücke in der Bereitstellungsposition in der horizontalen Orientierung bereit und/oder nimmt diese in der Bereitstellungsposition in der horizontalen Orientierung entgegen.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung ist das Werkstückmagazin als Paternostermagazin ausgebildet und insbesondere säulenförmig gestaltet. Beispielhaft kann das Werkstückmagazin an seiner von der Werkzeugmaschine abgewandten Seite beladen und/oder entladen werden. Auf diese Weise kann das Werkstückmagazin als Pufferspeicher genutzt werden.
Beispielhaft ist die Höhe des Werkstückmagazins an die Höhe der Werkzeugmaschine, insbesondere an die Höhe des Maschinengestells der Werkzeugmaschine angepasst. Beispielhaft entspricht die Höhe des Werkstückmagazins zumindest nahezu der Höhe des Maschinengestells der Werkzeugmaschine. Auf diese Weise kann der verfügbare Bauraum in der vertikalen Richtung Z maximal für die Kapazität des Werkstückmagazins ausgenutzt werden.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausgestaltung ist das Werkstückmagazin sowohl zur Aufnahme von Rohteilen als auch zur Aufnahme von Fertigteilen ausgebildet, wobei während der Bearbeitung aus dem Werkstückmagazin Rohteile entnommen und Fertigteile im Werkstückmagazin abgelegt werden. Die Aufnahmeplätze sind bei dieser Ausgestaltung sowohl an Rohteile als auch Fertigteile angepasst. Die Kapazität des Werkstückmagazins wird maximal ausgenutzt.
Es versteht sich, dass in alternativen Ausgestaltungen ein Werkstückmagazin zur Bereitstellung von Rohteilen und ein anderes Werkstückmagazin zur Entgegennahme von Fertigteilen vorgesehen sind. Die beiden Werkstückmagazine können beispielhaft an einander gegenüberliegenden Seiten der Werkzeugmaschine angeordnet sein. Diese Gestaltung kann mit einer durchschleusenden Handhabung (Einbahnstraße) für die Werkstücke kombiniert werden.
Es versteht sich, dass die Gestaltungen und Merkmale der Werkzeugmaschine gemäß dem ersten, zweiten und dritten Aspekt miteinander kombiniert werden können, bedarfsweise einschließlich einiger oder mehrerer der jeweiligen abhängigen Aspekte. Es versteht sich auch, dass die Gestaltungen gemäß der Werkzeugmaschine gemäß dem ersten, zweiten und dritten Aspekt jeweils isoliert und unabhängig von den anderen Aspekten beansprucht und umgesetzt werden können. Dem steht nicht entgegen, dass einzelne oder mehrere abhängige Aspekte und Merkmale isoliert mit Gestaltungen eines anderen unabhängigen Aspekts kombinierbar sind.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen. Es zeigen:

1 eine frontale Ansicht einer Ausführungsform einer Werkzeugmaschine, unter Auslassung des Gehäuses;
2 eine Seitenansicht der Anordnung gemäß 1;
3 eine vergrößerte Ansicht eines mit III bezeichneten Teilbereichs von 2 zur Veranschaulichung einer Ausführungsform einer Bearbeitungseinheit;
4 eine perspektivische Ansicht der Bearbeitungseinheit gemäß 3;
5 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Bearbeitungseinheit in einer ersten Drehorientierung mit horizontal ausgerichteten Werkstück;
6 eine weitere Ansicht der Darstellung gemäß 5 zur Veranschaulichung einer zweiten Drehorientierung der Bearbeitungseinheit mit vertikal ausgerichtetem Werkstück;
7 eine Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Bearbeitungseinheit;
8 eine perspektivische Ansicht der Bearbeitungseinheit gemäß 7 in teilweise explodierter Darstellung;
9 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform einer Werkzeugmaschine, die mit einem Werkstückmagazin gekoppelt ist; und
10 eine vergrößerte Detaildarstellung auf Basis der Darstellung gemäß 9.

1 veranschaulicht anhand einer frontalen Ansicht eine Ausführungsform einer insgesamt mit 10 bezeichneten Werkzeugmaschine. Ergänzend wird zur Veranschaulichung auf die 2-4 verwiesen. Die Werkzeugmaschine 10 kann einen Bestandteil eines Fertigungszentrums bilden und mit Handhabungstechnik, Magazinen, Speichern und ähnlichem kombiniert oder versehen sein. Es versteht sich, dass im Wege einer Verkettung mehrere Werkzeugmaschinen 10 Bestandteil eines Fertigungszentrums bilden können.
In zumindest einigen der gezeigten Figuren veranschaulicht ein mit X-Y-Z bezeichnetes Koordinatensystem Hauptachsen bzw. Hauptrichtungen der Werkzeugmaschine 10. Eine mit Z bezeichnete Achse kennzeichnet eine Vertikalrichtung. Eine mit X bezeichnete Achse kennzeichnet eine horizontale Richtung (beispielsweise Zustellrichtung). Eine mit Y bezeichnete Achse kennzeichnet eine Richtung/Achse, die sowohl zur X-Achse als auch zur Z-Achse senkrecht ist. Die Z-Achse ist bei einer Werkzeugmaschine 10 in vertikaler Anordnung regelmäßig parallel zu einer Längsachse der zu bearbeitenden Werkstücke, wenn diese in einer Bearbeitungsposition eingespannt sind. Das vorrangig zur Veranschaulichung genutzte Koordinatensystem X-Y-Z ist nicht einschränkend zu verstehen. Es versteht sich, dass der Fachmann bedarfsweise das Koordinatensystem X-Y-Z in andere Systeme überführt und entsprechende Transformationen vornehmen kann.
Die Werkzeugmaschine 10 umfasst ein Maschinengestell 12, dass im Ausführungsbeispiel einen Ständer 14 umfasst, der eine sich beispielhaft in der X-Z-Ebene erstreckende Wand definiert. An einer Vorderseite 16 des Maschinengestells 12 sind Führungselement und Komponenten der Werkzeugmaschine 10 angeordnet.
Die Werkzeugmaschine 10 ist zur Bearbeitung und Handhabung von Werkstücken 20, 22 ausgebildet. Bei den Werkstücken 20, 22 handelt es sich um wellenförmige Werkstücke. Beispielhaft handelt es sich bei den Werkstücken 20, 22 um Kurbelwellen, Nockenwellen, Getriebewellen, Rotorwellen, Achsbauteile und Ähnliches. Dies ist jedoch nicht einschränkend zu verstehen. Allgemein handelt es sich bei wellenförmigen Werkstücken 20, 22 um Werkstücke mit ausgeprägter Längserstreckung, die zumindest abschnittsweise rotationssymmetrisch um eine Längsachse durch das Werkstück ausgebildet sind.
In 1 veranschaulichen gestrichelte Kästchen eine Bearbeitungsposition 26 sowie zumindest eine Bereitstellungsposition 28, 30 für die Werkstücke 20, 22. In der Bearbeitungsposition 26 können die Werkstücke 20, 22 eingespannt und - etwa für eine Drehbearbeitung - rotiert werden. In der zumindest einen Bereitstellungsposition 28, 30 können die Werkstücke 20, 22 als Rohteile zugeführt und als Fertigteile abgeführt werden. Ein Werkstückwechsel kann durch Übergabe zwischen der Werkzeugmaschine 10 und zumindest einem Werkstückmagazin oder einer Ladeeinheit erfolgen. Es versteht sich, dass die Begriffe Rohteile und Fertigteile nicht einschränkend zu verstehen sind. Beispielhaft beziehen sich die Begriffe Rohteile und Fertigteile auf den Zustand der Werkstücke 20, 22 vor und nach der in der Werkzeugmaschine 10 durchzuführenden Bearbeitungsaufgabe.
Es ist grundsätzlich vorstellbar, lediglich eine Bereitstellungsposition 28 oder 30 bei der Werkzeugmaschine 10 vorzusehen. Eine solche einzige Bereitstellungsposition 28 oder 30 dient folglich sowohl zur Zuführung von Rohteilen als auch zur Abgabe von Fertigteilen. Es ist jedoch auch vorstellbar, zwei Bereitstellungspositionen 28, 30 vorzusehen, von denen eine exklusiv zur Zuführung von Rohteilen und eine andere exklusiv zur Abgabe von Fertigteilen genutzt wird. Andere Gestaltungen und Mischformen sind denkbar.
Die Aufnahme und Abstützung sowie bedarfsweise der Antrieb des Werkstücks 20 in der Bearbeitungsposition 26 erfolgt durch zumindest einen Werkstückhalter 36. Im Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 ist der Werkstückhalter 36 als Werkstückspindel 38 gestaltet und mit einer Werkstückaufnahme 40 versehen. Die Werkstückspindel 38 ist mit einem Antriebsmotor versehen oder gekoppelt. Die Werkstückaufnahme 40 umfasst beispielsweise ein Spannfutter, eine Spitze oder ähnliche Elemente zur Zentrierung und bedarfsweise zur Drehmitnahme.
Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 weist die Werkzeugmaschine 10 einen weiteren Werkstückhalter 42 auf, der dem Werkstückhalter 36 gegenüberliegt. Die beiden Werkstückhalter 36, 42 sind in der Z-Richtung konzentrisch zueinander ausgerichtet und voneinander beabstandet. Zwischen den beiden Werkstückhaltern 36, 42 erstreckt sich ein Arbeitsraum mit der Bearbeitungsposition 26 für das Werkstück 20. Im Ausführungsbeispiel ist der Werkstückhalter 36 oberhalb des Werkstückhalters 42 angeordnet. Beispielhaft ist auch der Werkstückhalter 42 mit einer Werkstückspindel 44 versehen, die mit einem Antriebsmotor versehen oder gekoppelt ist. Ferner ist auch beim Werkstückhalter 42 eine Werkstückaufnahme 46 vorgesehen, die als Spannfutter, Spitze oder in ähnlicher Weise gestaltet ist.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den 1 und 2 weist die Werkzeugmaschine 10 zwei Werkstückspindeln 38, 44 auf. Beispielhaft ist eine der beiden Werkstückspindeln 38, 44 als Hauptspindel und die andere als Nebenspindel gestaltet. Die Spindeln können auch gleichartig gestaltet sein. Beispielhaft ist die Werkstückspindel 38 als Hauptspindel gestaltet. Die zumindest eine Werkstückspindel 38, 44 ist dazu ausgebildet, das Werkstück 20 in der Bearbeitungsposition 26 um eine Längsachse 50 anzutreiben. Üblicherweise fällt die Längsachse 50 durch die zumindest eine Werkstückspindel 38, 44 in der Bearbeitungsposition 26 mit der Längsachse des Werkstücks 20 zusammen. Die Längsachse 50 ist vertikal orientiert. Folglich ist im Ausführungsbeispiel auch das Werkstück 20 bei der Bearbeitung in der Bearbeitungsposition 26 vertikal orientiert. Hingegen zeigen die 1-4, dass das Werkstück 22 in der Bereitstellungsposition 28 horizontal orientiert ist (im Ausführungsbeispiel parallel zur Y-Achse).
Es versteht sich, dass in alternativen Ausgestaltungen auch einer der beiden Werkstückhalter 36, 42 als Reitstock oder dergleichen ohne Antriebsmotor gestaltet ist. Grundsätzlich genügt es, das Werkstück mit lediglich einer Werkstückspindel 38, 44 an einem ersten Ende anzutreiben und am abgewandten zweiten Ende abzustützen. Es ist auch vorstellbar, einen der Werkstückhalter 36, 42 derart zu gestalten, dass das Werkstück 20 zwischen den beiden Enden abgestützt wird, also etwa als Lünette, Setzstock oder dergleichen. Gleichwohl kann auch die Gestaltung gemäß den 1 und 2 mit zwei angetriebenen Werkstückspindeln 38, 44 für bestimmte Anwendungsfälle von Vorteil sein.
Zur Bearbeitung der Werkstücke 20, 22 weist die Werkzeugmaschine 10 zumindest eine Bearbeitungseinheit 54, 58 auf. Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 sind zwei Bearbeitungseinheiten 54, 58 vorgesehen, die auf gegenüberliegenden Seiten der durch den zumindest einen Werkstückhalter 36, 42 definierten Längsachse 50 angeordnet sind. Auf diese Weise können beide Bearbeitungseinheiten 54, 58 in Richtung auf die Bearbeitungsposition 26 verfahren werden, um das Werkstück 20 zu bearbeiten. Wenn zwei Bearbeitungseinheiten 54, 58 vorgesehen sind, lassen sich Nebenzeiten reduzieren. Beide Bearbeitungseinheiten 54, 58 können wechselseitig und bedarfsweise sogar gleichzeitig mit dem zu bearbeitenden Werkstück 20 im Eingriff stehen.
Die Bearbeitungseinheiten 54, 58 weisen jeweils einen Werkzeughalter 56, 60 mit einer Mehrzahl von Werkzeugaufnahmen 64 auf. Beispielhaft handelt es sich bei dem Werkzeughalter 56, 60 um einen Revolver, insbesondere einen Scheibenrevolver. Die Werkzeughalter 56, 60 weisen im Ausführungsbeispiel gemäß 1 an ihren Umfang zwölf kegelige Werkzeugaufnahmen 64 auf. Die Werkzeugaufnahmen sind um eine Mittenachse bzw. ein Zentrum des jeweiligen Werkzeughalters 56, 60 verteilt. Dies ist nicht einschränkend zu verstehen.
In den Werkzeugaufnahmen 64 können starre, nicht angetriebene Werkzeuge 68 (zum Beispiel Drehwerkzeuge) oder angetriebene Werkzeuge 70 (zum Beispiel Bohrwerkzeuge, Fräswerkzeuge oder Schleifwerkzeuge) aufgenommen sein. Es versteht sich, dass die Werkzeugaufnahmen 64 bedarfsweise auch zur Aufnahme von Messinstrumenten, Bürsten, Greifern oder ähnlichem nutzbar sind.
In 1 ist ferner mit 76 lediglich symbolhaft eine Steuereinheit zur Steuerung der Werkzeugmaschine 10 angedeutet. Die Werkzeugmaschine 10 ist üblicherweise als NCgesteuerte (numerisch gesteuerte) Werkzeugmaschine gestaltet. Es versteht sich, dass die Steuerung der Werkzeugmaschine 10 über die Steuereinheit 76 erfolgen kann, bedarfsweise jedoch zumindest teilweise auch über externe Steuereinrichtungen. Üblicherweise ist eine lokale Steuereinheit 76 vorgesehen, die lokal oder über externe Einheiten angesteuert bzw. bedient werden kann.
Mit Bezugnahme auf die 3 und 4 sowie mit ergänzendem Bezugnahme auf die 1 und 2 wird die Gestaltung der Bearbeitungseinheit 54 näher veranschaulicht. Der in 3 vergrößert dargestellte Ausschnitt ist in 2 mit III gekennzeichnet. Es versteht sich, dass auch die Bearbeitungseinheit 58 in ähnlicher Weise gestaltet sein kann.
3 veranschaulicht, dass die Bearbeitungseinheit 54 einen Drehantrieb 80 zur Rotation des Werkzeughalters 56 um eine Rotationsachse 82 aufweist. Auf diese Weise können Werkzeugaufnahmen 64 mit den darin aufgenommenen Elementen in der gewünschten Weise bei der Bearbeitungsposition 26, der Bereitstellungsposition 28 oder in einer anderen Stellung positioniert werden.
Die Rotationsachse 82 des Werkzeughalters 56 ist gegenüber der vertikalen Achse/Richtung Z um einen Winkel α (alpha) geneigt. Im Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel α 45°. Es versteht sich, dass auch abweichende Werte vorstellbar sind, etwa im Bereich zwischen 30° und 60°. Die in den 1- 4 veranschaulichte Gestaltung hat zur Folge, dass bei einer Rotation (vergleiche den gekrümmten Doppelpfeil 84 in 4) des Werkzeughalters 56 um 180° die Orientierung des Werkstücks 20, 22 in Bezug auf die Achsen des Koordinatensystems X-Y-Z verändert wird. Beispielhaft ist die Rotationsachse 82 als indexierbare Achse und/oder als NC-Achse gestaltet und über die Steuereinheit 76 ansteuerbar.
3 veranschaulicht ferner ein Gehäuse 86, das den Werkzeughalter 56, 60 trägt. Das Gehäuse 86 beherbergt Komponenten der Bearbeitungseinheit 54, 58, etwa Leitungen, Anschlüsse, Antriebe und dergleichen. Der Werkzeughalter 56 trägt zumindest einen Werkstückgreifer 88, 90, vergleiche 1 und 4. Beispielhaft sind zwei Werkstückgreifer 88, 90 vorgesehen, die an einander gegenüberliegenden Werkzeugaufnahmen 64, also um 180° versetzt am Werkzeughalter 56 aufgenommen sind.
In der in 1 veranschaulichten Stellung des Werkzeughalters 56 ist der Werkstückgreifer 88 der Bearbeitungsposition 26 (also dem Arbeitsraum) zugewandt. Hingegen ist der Werkstückgreifer 90 der Bereitstellungsposition 28 zugewandt. Der Werkstückgreifer 88 hält ein vertikal orientiertes Werkstück 20. Der Werkstückgreifer 90 hält ein horizontal orientiertes Werkstück 22. Bei der Rotation des Werkzeughalters 56 um 180°tauschen die Werkstückgreifer 88 und 90 ihre D rehorientierung und Lage in Bezug auf die Bearbeitungsposition 26 und die Bereitstellungsposition 28. Dabei ändern die Werkstücke 22 auch ihre Orientierung zwischen einer horizontalen Lage und einer vertikalen Lage. Dies kann aufgrund der Neigung der Rotationsachse 82 gegenüber der vertikalen Z-Achse ohne zusätzlichen Drehantrieb bei den Werkstückgreifern 88, 90 vonstattengehen. In der horizontalen Orientierung können die Werkstücke 20, 22 in der Bereitstellungsposition 28, 30 von einer Fördereinrichtung und/oder einem Magazin übernommen oder an diese abgegeben werden. In der vertikalen Orientierung können die Werkstücke 20, 22 in der Bearbeitungsposition 26 in die Werkstückhalter 36, 42 eingespannt und bearbeitet werden.
4 sowie ergänzend 5 veranschaulichen ferner, dass der oder die Werkstückgreifer 88, 90 beispielhaft mit zwei voneinander entlang der Längserstreckung des Werkstücks 20, 22 beabstandeten Greiferzangen 92, 94 versehen sind. Auf diese Weise können die Werkstücke 20, 22 sicher und wiederholgenau aufgenommen und zwischen der Bereitstellungsposition 28, 30 und der Bearbeitungsposition 26 transferiert werden. Beispielhaft beträgt der Abstand zwischen den beiden Greiferzangen 92, 94 mehr als ein Zehntel der Längserstreckung des Werkstücks 20, 22. Es versteht sich, dass auch andere Gestaltungen von Greiferzangen nutzbar sind, etwa einzelne Greiferzangen mit breiten Backen.
Bei der in 1 veranschaulichten Ausgestaltung der Werkzeugmaschine 10 erfordert der Transfer des Werkstücks 20, 22 zwischen der Bearbeitungsposition 26 und der Bereitstellungsposition 28, 30 ferner eine translatorische Bewegung (Linearbewegung) entlang der horizontalen X-Achse. Ferner kann auch eine Bewegung entlang der vertikalen Z-Achse erforderlich sein, etwa bei der Entnahme der Werkstücke 20, 22 aus einem Magazin oder beim Einsetzen in den oder die Werkstückhalter 36, 42. Auch die Bearbeitung des Werkstücks 20, 22 in der Bearbeitungsposition 26 erfordert fallweise eine X-Bewegung (beim Drehen: Zustellung) sowie eine Z-Bewegung (beim Drehen: Vorschub). Daher sind die Werkzeughalter 56, 60 regelmäßig in zwei oder mehr Achsen relativ zum Maschinengestell 12 translatorisch verfahrbar. Diese Bewegungsfreiheitsgrade können auch für den Transfer der Werkstücke 20, 22 genutzt werden.
Die Werkzeughalter 56, 60 sind jeweils an einem X-Schlitten 122 angeordnet, der entlang einer X-Führung 124 horizontal verfahrbar ist. Zu diesem Zweck ist ein X-Antrieb 128 vorgesehen. Die X-Führung 124 wird beispielhaft durch zwei parallel angeordnete Führungsschienen mit horizontaler Ausrichtung gebildet. Auf diese Weise kann der Weg zwischen der Bearbeitungsposition 26 und der Bereitstellungsposition 28, 30 überbrückt werden. Die X-Führung 124 sitzt auf einem Z-Schlitten 132, der auf einer Z-Führung 134 an der Vorderseite 16 des Ständers 14 des Maschinengestells 12 sitzt und vertikal in der Z-Richtung verfahrbar ist. Zu diesem Zweck ist ein Z-Antrieb 138 vorgesehen. Die Z-Führung 134 wird beispielhaft durch zwei parallel angeordnete Führungsschienen mit vertikaler Ausrichtung gebildet. Mit anderen Worten ist der Werkzeughalter 56, 60 über einen Kreuzschlitten in der X-Richtung und der Z-Richtung verfahrbar. Zusätzlich ist der Werkzeughalter 56, 60 um seine Rotationsachse 82 drehbar.
Die 1 und 2 veranschaulichen in Zusammenschau, dass im Ausführungsbeispiel die Werkstückspindel 38 des Werkstückhalters 36 in der Z-Richtung verfahrbar am Ständer 14 des Maschinengestells 12 angeordnet ist. Die Werkstückspindel 38 umfasst ein Gehäuse 140, das an einem Z-Schlitten 142 angeordnet ist. Der Z-Schlitten ist über eine Z-Führung 144 vertikal verfahrbar. Dies wird durch einen lediglich schematisch angedeuteten Z-Antrieb 146 bewerkstelligt. Beispielhaft wird die Z-Führung 144 durch zwei Führungsschienen mit vertikaler Erstreckung gebildet. Die Z-Bewegung der Werkstückspindel 38 kann zum Einspannen des Werkstücks 20, 22 genutzt werden.
Im Ausführungsbeispiel ist die gegenüberliegende Werkstückspindel 44 nicht in der Z-Richtung relativ zum Maschinengestell 12 verfahrbar. Die Werkstückspindel 44 sitzt auf einer Konsole 148, die an einem Vorsprung 150 des Maschinengestells 12 angeordnet ist. Der Vorsprung 150 erstreckt sich im Ausführungsbeispiel über die Vorderseite 16 hinaus. Am Vorsprung 150 ist ferner die Z-Führung 144 angeordnet. Andere Konfigurationen hinsichtlich der Gestaltung, Anordnung und vertikalen Verfahrbarkeit der Werkstückhalter 36, 42 sind denkbar. Daher ist die Gestaltung gemäß den 1 und 2 nicht einschränkend zu verstehen.
Die 1-4 veranschaulichen eine Ausgestaltung, bei der an einem Werkzeughalter 56 zwei Werkstückgreifer 88, 90 sitzen. Auf diese Weise können mit dem Werkzeughalter 56 gleichzeitig zwei Werkstücke 20, 22 aufgenommen werden. Auf diese Weise lassen sich Werkstückwechselzeiten minimieren, da der Werkzeughalter 56 unmittelbar nach Aufnahme eines Fertigteils aus der Bearbeitungsposition 26 ein zuvor aufgenommenes Rohteil in die Bearbeitungsposition 26 einwechseln kann, während das Fertigteil noch am Werkzeughalter 56 verbleibt.
Die 5 und 6 veranschaulichen eine weitere beispielhafte Ausgestaltung, bei der am Werkzeughalter 56 der Bearbeitungseinheit 54 genau ein Werkstückgreifer 90 für die Handhabung des Werkstücks 20 vorgesehen ist. 5 veranschaulicht die horizontale Orientierung des Werkstücks 20 für die Bereitstellungsposition. 6 veranschaulicht die vertikale Orientierung des Werkstücks 20 für die Bearbeitungsposition. Der Wechsel zwischen der vertikalen und der horizontalen Orientierung erfolgt durch eine Rotationsbewegung 84 des Werkzeughalters 56 um die Rotationsachse 82, im Ausführungsbeispiel eine Rotation um 180°. Um den Transfer zwischen der Bereitstellungsposition und der Bearbeitungsposition abzuschließen, ist im Ausführungsbeispiel noch eine lineare Bewegung in der X-Richtung erforderlich. Die Bewegung kann zeitgleich oder zeitlich überlappend mit der Drehbewegung des Werkzeughalters 56 erfolgen.
Wenn lediglich ein Werkstückgreifer 90 am Werkzeughalter 56 für den Transport des Werkstücks 20 vorgesehen ist, vereinfacht sich fallweise die Handhabung von Werkstücken 20 mit ausgeprägter Längserstreckung. Ferner ist die in den 5 und 6 gezeigten Gestaltung auch für Ausführungsformen denkbar, bei denen Werkstücke 20, 22 die Werkzeugmaschine 10 in einer Richtung (Einbahnstraße) durchlaufen.
Die 7 und 8 veranschaulichen eine weitere beispielhafte Ausgestaltung einer Bearbeitungseinheit 154, die alternativ zur Bearbeitungseinheit 54 und/oder 58 bei der Werkzeugmaschine 10 gemäß 1 nutzbar ist. Daher beziehen sich die nachfolgenden Erläuterungen in erster Linie auf Unterscheidungsmerkmale, im Übrigen wird auf die allgemeine Beschreibung der Werkzeugmaschine 10 im Rahmen der vorliegenden Offenbarung verwiesen. Wie vorstehend bereits dargelegt, sind die in den 1-4 gezeigten Werkzeughalter 56, 60 jeweils in zwei Achsen X und Z verfahrbar. Hingegen ist die Bearbeitungseinheit 154 derart gestaltet, dass der Werkzeughalter 56 in einer zusätzlichen dritten linearen Achse Y' verfahrbar ist. Die in den 7 und 8 eingeblendeten Koordinatensysteme zeigen zur Veranschaulichung auch die Achse Y'.
Die Achse Y' ist relativ zur Achse Z und folglich auch relativ zur Achse Y des kartesischen Koordinatensystems X-Y-Z geneigt. Ein Neigungswinkel β (beta) ist in 7 dargestellt und beträgt im Ausführungsbeispiel 45°. Im Ausführungsbeispiel entspricht der Betrag des Neigungswinkels α dem Betrag des Neigungswinkels β. Mit anderen Worten ist im Ausführungsbeispiel die Achse Y' parallel zur Rotationsachse 82 ausgerichtet. Dies ist nicht einschränkend zu verstehen.
Bei der eigentlichen Bearbeitung der Werkstücke 20, 22 ist bei bestimmten Bearbeitungsprozessen (Bohren, Fräsen und dergleichen) eine lineare Bewegung parallel zur kartesischen Koordinatenachse Y gefordert. Dies lässt sich durch eine Interpolation auf Basis einer Bewegung des Werkzeughalters 56 entlang der Z-Achse und der Y'-Achse bewerkstelligen.
Der Werkzeughalter 56 der Bearbeitungseinheit 154 sitzt auf einem Gehäuse 200, das einem Y'-Schlitten 202 zugeordnet ist bzw. diesen ausbildet. Der Y'-Schlitten 202 weist Führungselemente in Form von Führungsschienen 204 auf. Ferner ist ein Y'-Antrieb 206 vorgesehen, der im Ausführungsbeispiel auf einem Halter 208 sitzt.
Zwei Führungsschienen 204 sind voneinander abgewandt am Y'-Schlitten 202 angeordnet. Die Führungsschienen 204 erstrecken sich in der Y'-Richtung. Die Führungsschienen 204 sind in Führungselementen 210 aufgenommen und geführt, die an Konsolen 212 angeordnet sind. Die Führungselemente 210 umgreifen die Führungsschienen 204. Die Führungsschienen 204 sind zwischen den Führungselementen 210 aufgenommen und in der Y'-Richtung verschieblich geführt. Die Führungselemente 210 sind an einem X-Schlitten 222 angeordnet. Ferner ist auch der Halter 208 am X-Schlitten 222 angeordnet.
Der X-Schlitten 222 weist im Ausführungsbeispiel einen ersten Schenkel 224 und einen zweiten Schenkel 226 auf, die relativ zueinander geneigt sind. Im Ausführungsbeispiel sind die beiden Schenkel 224, 226 senkrecht zueinander orientiert. Der erste Schenkel 224 ist an einer ersten Führungsschiene 228 am Z-Schlitten 132 geführt. Der zweite Schenkel 226 ist an einer zweiten Führungsschiene 230 am Z-Schlitten 132 geführt. Die Führungsschienen 228, 230 erstrecken sich in der X-Richtung, so dass der X-Schlitten 222 über einen X-Antrieb 232 in der X-Richtung relativ zum Z-Schlitten 132 verfahrbar ist. Wie vorstehend bereits beschrieben, ist der Z-Schlitten 132 an einer Z-Führung 134 am Maschinengestell 12 geführt. Die erste Führungsschiene 228 ist dem ersten Schenkel 224 zugewandt. Die zweite Führungsschiene 230 ist dem zweiten Schenkel 226 zugewandt. Auf diese Weise kann die Führungsanordnung für den X-Schlitten 222 Kräfte aus verschiedenen Richtungen aufnehmen.
In den 7 und 8 veranschaulicht ein mit 240 bezeichneter Doppelpfeil die Y'-Bewegung des Y'-Schlittens 202 und schlussendlich des Werkzeughalters 56. Aus einer kombinierten Bewegung in Y'-Richtung sowie Z-Richtung (vergleiche den Doppelpfeil 242) ergibt sich eine resultierende Bewegung in Y-Richtung, die durch einen mit 244 bezeichneten Doppelpfeil veranschaulicht wird. Die Y-Bewegung 244 kann durch kombinierte Ansteuerung der Y'-Achse und der Z-Achse über die Steuereinheit 76 (vergleiche 1) bewirkt werden.
Die Seitenansicht in 7 zeigt, dass die Y-Erstreckung der gesamten Bearbeitungseinheit 154 nicht übermäßig groß ausfällt. Mit anderen Worten ragt die Bearbeitungseinheit 154 nicht übermäßig weit über die Vorderseite 16 des Ständers 14 hinaus, vergleiche 1. Dies gilt auch für die Position des jeweiligen Schwerpunkts der Bearbeitungseinheit 154. Auch die Bearbeitungseinheiten 54, 56 gemäß den 1-6 sind kompakt gestaltet. Es ergibt sich eine hinsichtlich Massenträgheit und Steifigkeit günstige Gestaltung. Gleichwohl bieten die Anordnungen der Bearbeitungseinheiten 54, 56 gemäß den 1-6 sowie insbesondere die Gestaltung der Bearbeitungseinheit 154 gemäß den 7 und 8 einen beträchtlichen Funktionsumfang. Die Bearbeitungseinheit 154 ist zur translatorische Bewegung in drei Achsen befähigt. Die Bearbeitungseinheit 54, 56, 154 sind zur Werkstückhandhabung zwischen der Bereitstellungsposition 28, 30 und der Bearbeitungsposition 26 befähigt, umfassend auch eine Änderung der Orientierung des Werkstücks 20, 22 zwischen der horizontalen Orientierung und der vertikalen Orientierung.
Mit Bezugnahme auf die 9 und 10 wird ergänzend eine Ausführungsform einer Werkzeugmaschine 10 veranschaulicht, die mit einem Werkstückmagazin 302 versehen oder gekoppelt ist. Hinsichtlich des allgemeinen Aufbaus der Werkzeugmaschine 10 wird auf die vorhergehende Beschreibung in Zusammenhang mit den 1-8 verwiesen.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den 9 und 10 bildet die Werkzeugmaschine 10 gemeinsam mit dem Werkstückmagazin 302 einen Bestandteil eines Fertigungszentrums 300. Es versteht sich, dass das Fertigungszentrum 300 mehrere Werkstückmagazine 302 und bedarfsweise auch mehrere Werkzeugmaschinen 10 aufweisen kann.
Das Werkstückmagazin 302 ist als umlaufendes Magazin gestaltet, also sowohl zur Aufnahme/Speicherung wie auch zum Transport von Werkstücken 20, 22 ausgebildet. Das Werkstückmagazin 302 weist ein Säulengestell 304 auf. Mit anderen Worten ist das Werkstückmagazin 302 säulenartig oder turmartig gestaltet. Damit nutzt das Werkstückmagazin 302 den von der Werkzeugmaschine 10 bzw. von deren Maschinengestell 12 beanspruchten Bauraum in der vertikalen Richtung Z gut aus. Es kann ein Werkstückmagazin 302 mit großer Aufnahmekapazität für Werkstücke 20, 22 bereitgestellt werden.
Das Werkstückmagazin 302 umfasst im Ausführungsbeispiel einen Zugmitteltrieb, beispielsweise zumindest eine umlaufende Kette 306 (in 9 lediglich schematisch angedeutet). Beispielsweise sind zwei voneinander beabstandete Ketten 306 vorgesehen, die zwischen sich die Werkstücke 20, 22 beherbergen und diese transportieren können. Die Umlaufbewegung des Zugmitteltriebs des Werkstückmagazins 302 ist in 9 beispielhaft durch Pfeile 310, 312 angedeutet.
10 veranschaulicht eine Detailansicht der Anordnung gemäß 9. Das Werkstückmagazin 302 ist der Bearbeitungseinheit 54 mit dem Werkzeughalter 56 zugeordnet. Der Werkstückträger weist einen oder zwei Werkstückgreifer 88, 90 zum Greifen von Werkstücken 20, 22 auf. In 10 ist der Werkzeughalter 56 derart angeordnet und rotiert, dass der Werkstückgreifer 90 das Werkstück 22 in der horizontalen Orientierung und der Werkstückgreifer 88 das Werkstück 20 in der vertikalen Orientierung halten kann.
Auf diese Weise können Werkstücke 20, 22 zwischen dem Werkstückmagazin 302 (vergleiche Bereitstellungsposition 28, 30 gemäß 1) und der Bearbeitungsposition 26 transferiert werden. Zu diesem Zweck wird der Werkzeughalter 56 im Ausführungsbeispiel um 180° rotiert. Ferner umfasst die Transferbewegun g eine horizontale Komponente (X-Richtung) und bedarfsweise auch eine vertikale Komponente (Z-Richtung).
Das Werkstückmagazin 302 weist eine Mehrzahl an Aufnahmeplätzen 320 für Werkstücke 20, 22 auf. Beispielhaft erstrecken sich die Aufnahmeplätze 320 zwischen zwei umlaufenden Ketten 306. Im Ausführungsbeispiel umfasst jeder der Aufnahmeplätze 320 eine Traverse 322, die mit einer oder mehreren Konsolen 324, 326 zur Ausrichtung und Abstützung der Werkstücke 20, 22 in horizontaler Orientierung versehen ist. Ferner ist die Traverse 322 beispielhaft mit Anschlägen versehen, die im jeweiligen Aufnahmeplatz 320 die Position der Werkstücke 20, 22 in der Längsrichtung definieren.
Bei der in 9 skizzierten Umlaufbewegung 310, 312 handelt es sich in 10 bei dem Werkstück 330 um ein Rohteil und bei dem Werkstück 332 um ein Fertigteil. Das Rohteil 330 wird über den Werkzeughalter 56 der Bearbeitungseinheit 54 in die Werkzeugmaschine 10 zur Bearbeitung eingeschleust. Das Fertigteil 332 wird nach der Bearbeitung über den Werkzeughalter 56 der Bearbeitungseinheit 54 aus der Werkzeugmaschine 10 herausgeschleust.
Es versteht sich, dass auch eine entgegengesetzte Umlaufbewegung grundsätzlich vorstellbar ist. Ferner versteht sich, dass auch Gestaltungen von Werkzeugmaschinen 10 vorstellbar sind, die mit zwei Werkstückmagazinen 302 versehen sind, von denen eines für Rohteile und eines für Fertigteile vorgesehen ist. In einem solchen Fall kann eine der beiden Bearbeitungseinheiten 54, 56 die Werkzeugmaschine 10 beladen. Die andere der beiden Bearbeitungseinheiten 54, 56 kann bearbeitete Werkstücke 20, 22 abführen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004012385 B3 [0002, 0005]

Claims

Werkzeugmaschine zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke (20, 22), mit: - einem Maschinengestell (12), - mindestens einer um eine vertikale Achse (Z) antreibbaren Werkstückspindel (38, 44) zur Aufnahme eines Werkstücks (20, 22), und - zumindest einem Werkzeughalter (56, 60) mit einer Mehrzahl von Aufnahmen (64) zur Aufnahme zumindest eines Werkzeugs (68, 70) zur Bearbeitung des Werkstücks (20, 22), wobei der Werkzeughalter (56, 60) in zumindest zwei zueinander senkrecht orientierten Achsen (X, Z) relativ zur Werkstückspindel (38, 44) am Maschinengestell (12) verfahrbar ist, wobei der Werkzeughalter (56, 60) um eine Rotationsachse (82) rotierbar ist, die gegenüber der vertikalen Achse (Z) geneigt ist, insbesondere um einen Winkel (α) von 45°, wobei zumindest ein Werkstückgreifer (88, 90) an einer Aufnahme (64) des Werkzeughalters (56, 60) angeordnet ist, um ein Werkstück (20, 22) zwischen einer Bereitstellungsposition (28, 30) und einer Bearbeitungsposition (26) zu transferieren, und wobei das Werkstück (20, 22) in der Bereitstellungsposition (28, 30) eine horizontale Orientierung und in der Bearbeitungsposition (26) eine vertikale Orientierung aufweist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei der Transfer des Werkstücks (20, 22) zwischen der horizontalen Orientierung und der vertikalen Orientierung im Wesentlichen, vorzugsweise ausschließlich über die Rotationsachse (82) des Werkzeughalters (56, 60) erfolgt, wobei die Rotationsachse (82) des Werkzeughalters (56, 60) vorzugsweise als angetriebene NC-Achse gestaltet ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Werkzeughalter (56, 60) beim Transfer des Werkstücks (20, 22) zwischen der Bereitstellungsposition (28, 30) und der Bearbeitungsposition (26) um 180° rotie rt wird.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1-3, wobei der Werkstückgreifer (88, 90) beim Transfer des Werkstücks (20, 22) relativ zu seiner Aufnahme (64) am Werkzeughalter (56, 60) drehfest verbleibt.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1-4, wobei am Maschinengestell (12) ein erster Werkzeughalter (56) und ein zweiter Werkzeughalter (60) aufgenommen sind, und wobei die Werkstückspindel (38, 44) am Maschinengestell (12) zwischen dem ersten Werkzeughalter (56) und dem zweiten Werkzeughalter (60) angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1-5, wobei die Werkzeugmaschine zumindest einen ersten Werkstückgreifer (88), insbesondere zur Aufnahme von Rohteilen, und einen zweiten Werkstückgreifer (90), insbesondere zur Aufnahme von Fertigteilen, aufweist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, wobei der erste Werkstückgreifer (88) und der zweite Werkstückgreifer (90) einem Werkzeughalter (56, 60) zugeordnet sind, oder wobei der erste Werkstückgreifer (88) und der zweite Werkstückgreifer (90) verschiedenen Werkzeughaltern (56, 60) zugeordnet sind.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1-5, wobei an dem zumindest einen Werkzeughalter (56, 60) ein Werkstückgreifer (88, 90) vorgesehen ist, insbesondere genau ein Werkstückgreifer (88, 90), der vorzugsweise dazu ausgebildet ist, sowohl Rohteile als auch Fertigteile zu greifen.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1-8, wobei der zumindest eine Werkstückgreifer (88, 90) zwei voneinander beabstandete Greiferzangen (92, 94) aufweist, die das Werkstück (20, 22) entlang seiner axialen Erstreckung an zwei voneinander beabstandeten Positionen greifen.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1-9, wobei der Werkstückspindel (38) am Maschinengestell (12) ein gegenüberliegender Werkstückhalter (42) zugeordnet ist, der insbesondere als Spindel oder Reitstock ausgebildet ist, und wobei zumindest die Werkstückspindel (38) oder der gegenüberliegende Werkstückhalter (42) entlang der vertikalen Achse (Z) am Maschinengestell (12) verfahrbar sind.
Werkzeugmaschine zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke (20, 22), insbesondere nach einem der Ansprüche 1-10, mit: - einem Maschinengestell (12), - mindestens einer um eine vertikale Achse (Z) antreibbaren Werkstückspindel (38, 44) zur Aufnahme eines Werkstücks (20, 22), - zumindest einem Werkzeughalter (56, 60) mit einer Mehrzahl von Aufnahmen zur Aufnahme (64) zumindest eines Werkzeugs (68, 70) zur Bearbeitung des Werkstücks (20, 22), wobei der Werkzeughalter (56, 60) in zumindest zwei zueinander senkrecht orientierten Achsen (X, Z) relativ zur Werkstückspindel (38, 44) am Maschinengestell (12) verfahrbar ist, wobei der Werkzeughalter (56, 60) in einer dritten Achse (Y') relativ zur Werkstückspindel (38, 44) am Maschinengestell (12) verfahrbar ist, und wobei die dritte Achse (Y') gegenüber der vertikalen Achse (Z) geneigt ist, insbesondere um einen Winkel (β) zwischen 30° und 60°, vorzugsweise um einen Winkel (β) von 45°, und insbesondere senkrecht zur horizonta I orientierten Achse (X) angeordnet ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, ferner umfassend eine Steuereinheit (76), die dazu ausgebildet ist, die Bewegung des Werkzeughalters (56, 60) entlang der dritten Achse (Y') mit der Bewegung entlang zumindest einer der weiteren Achsen (X, Z) zu koordinieren, um insgesamt eine Bewegung entlang einer Koordinatenachse (Y) zu interpolieren, die horizontal und senkrecht zur vertikalen Achse (Z) und senkrecht zur weiteren horizontalen Achse (X) orientiert ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 11 oder 12, wobei der zumindest eine Werkzeughalter (56, 60) auf einem entlang der dritten Achse (Y') verfahrbaren Y'-Schlitten (202) sitzt, wobei der Y'-Schlitten (202) auf einem entlang der horizontalen Achse (X) verfahrbaren X-Schlitten (222) sitzt, und wobei der X-Schlitten (222) auf einem entlang der vertikalen Achse (Z) verfahrbaren Z-Schlitten (132) sitzt.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 11-13, wobei der X-Schlitten (222), in der X-Richtung betrachtet, einen ersten Schenkel (224) und einen zweiten Schenkel (226) aufweist, die zueinander geneigt sind, wobei der erste Schenkel (224) auf einer ersten Führungsschiene (228) und der zweite Schenkel (226) auf einer zweiten Führungsschiene (230) am Z-Schlitten (132) geführt sind.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 14, wobei sich die erste Führungsschiene (228) und eine zweite Führungsschiene (230) am Z-Schlitten (132) in der X-Richtung erstrecken, und wobei die erste Führungsschiene (228) dem ersten Schenkel (224) und die zweite Führungsschiene (230) dem zweiten Schenkel (226) des X-Schlittens (222) zugewandt ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 11-15, wobei der effektive Hub des Werkzeughalters (56, 60) entlang der Koordinatenachse (Y) 20 mm bis 200 mm, insbesondere 75 bis 150 mm, beträgt.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 11-16, wobei der X-Schlitten (222) ein erstes Führungselement (210) und ein zweites Führungselement (210) für den Y'-Schlitten (202) trägt, und wobei die Führungselemente (210) einander zugewandt an seitlichen Konsolen (212) des X-Schlittens (222) angeordnet sind und zwischen sich den Y'-Schlitten (202) führen.
Werkzeugmaschine zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke (20, 22), insbesondere nach einem der Ansprüche 1-17, mit: - einem Maschinengestell (12), - mindestens einer um eine vertikale Achse (Z) antreibbaren Werkstückspindel (38, 44) zur Aufnahme eines Werkstücks (20, 22), - zumindest einem Werkzeughalter (56, 60) mit einer Mehrzahl von Aufnahmen (64) zur Aufnahme zumindest eines Werkzeugs (68, 70) zur Bearbeitung des Werkstücks (20, 22), und - einem Werkstückmagazin (302) für Werkstücke (20, 22), das zumindest zur Bereitstellung von Rohteilen oder zur Aufnahme von Fertigteilen ausgebildet ist, wobei der Werkzeughalter (56, 60) in zumindest zwei zueinander senkrecht orientierten Achsen (X, Z) relativ zur Werkstückspindel (38, 44) am Maschinengestell (12) verfahrbar ist, wobei zumindest ein Werkstückgreifer (88, 90) an einer Aufnahme (64) des Werkzeughalters (56, 60) angeordnet ist, um ein Werkstück (20, 22) zwischen einer Bereitstellungsposition (28, 30) und einer Bearbeitungsposition (26) zu transferieren, wobei das Werkstück (20, 22) in der Bereitstellungsposition (28, 30) eine horizontale Orientierung und in der Bearbeitungsposition (26) eine vertikale Orientierung aufweist, und wobei das Werkstückmagazin (302) als umlaufendes Magazin gestaltet ist und die Werkstücke (20, 22) in horizontaler Orientierung beherbergt.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 18, wobei das Werkstückmagazin (302) als Kettenmagazin ausgestaltet ist und zwei umlaufende Ketten aufweist (306), die voneinander beabstandet sind und gemeinsam eine Mehrzahl von Aufnahmeplätzen (320) zur Aufnahme der Werkstücke (20, 22) in horizontaler Orientierung verfahren.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 18 oder 19, wobei das Werkstückmagazin (302) als Paternostermagazin und insbesondere säulenförmig gestaltet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 18-20, wobei das Werkstückmagazin (302) sowohl zur Aufnahme von Rohteilen als auch zur Aufnahme von Fertigteilen ausgebildet ist, und wobei während der Bearbeitung aus dem Werkstückmagazin (302) Rohteile entnommen und Fertigteile im Werkstückmagazin (302) abgelegt werden.