DE19507989A1 - Bearbeitungseinheit zur spanenden Werkstückbearbeitung - Google Patents
Bearbeitungseinheit zur spanenden WerkstückbearbeitungInfo
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Description
Bei der spanenden Bearbeitung von Werkstücken, ins
besondere bei der Bearbeitung von Holz in Tischlereien
oder holzverarbeitenden Betrieben werden häufig umlaufen
de Werkzeuge wie Bohr-, Säge- oder Fräswerkzeuge ver
wendet. Bei der Kleinserien- und Einzelfertigung von
Werkstücken sind dann in der betreffenden Werkstatt
einzelne Maschinen wie Kreissägen, Bandsägen, Fräsmaschi
nen, Bohrmaschinen, Hobelmaschinen und dergleichen vor
handen, die für die Herstellung eines bestimmten Werk
stückes eingerichtet werden und auf denen das betreffende
Werkstück in einer entsprechenden Bearbeitungsreihenfolge
bearbeitet wird. Dazu ist es erforderlich, die genannten
Bearbeitungsmaschinen vorzuhalten und für den speziellen
Bearbeitungsvorgang einzurichten. Die Vorhaltung eines
entsprechenden Maschinenparks ist zugleich teuer und
platzaufwendig. Darüber hinaus ist die Einrichtung einer
größeren Anzahl von Einzelmaschinen ein Zeitfaktor, der
insbesondere bei der Fertigung kleinerer Serien bzw. von
Einzelstücken ins Gewicht fällt. Selbst bei der Serien
fertigung von sich gelegentlich ändernden Erzeugnissen
ergeben sich aus der Festlegung einzelner Bearbeitungs
maschinen auf bestimmte Bearbeitungsvorgänge Beschränkun
gen. Bspw. kann es erforderlich sein, Bearbeitungsmaschi
nen eines bestimmten Typs vorzuhalten, die dann bei der
Bearbeitung einer Serie von speziellen Werkstücken nicht
benötigt werden und stillstehen.
Daraus ergibt sich die Aufgabe eine Bearbeitungsma
schine zu schaffen, die vielseitig verwendbar ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Bearbeitungseinheit
mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der an dem Trägermittel gelagerte und dadurch gehal
tene Arm trägt die Spindellagereinheit, an der die Werk
zeugspindel gelagert ist. Die Werkzeugspindel ist als Pi
nole ausgeführt und mit einer Antriebseinheit verbunden.
Dadurch wird es möglich, mit einer im übrigen ortsfest
gehaltenen Spindellagereinheit durch Vorschub der Pino
leneinheit Löcher zu bohren. Der an dem Trägermittel
gelagerte Arm ist um eine erste, vorzugsweise vertikal
ausgerichtete Drehachse drehbar gelagert. Dazu ist eine
zwischen dem Trägermittel und dem Arm angeordnete Lager
einrichtung vorgesehen, die mit einem Ende des Armes ver
bunden ist. An seinem anderen, freien, das heißt von der
Lagereinrichtung weg weisenden Ende ist der Arm mit der
Spindellagereinheit verbunden. An der Verbindungsstelle
ist ein Gelenk- oder Scharniermittel vorgesehen, das eine
Schwenkachse definiert. Diese Schwenkachse schneidet
weder die erste Drehachse noch die von der Werkzeugspin
del definierte zweite Drehachse. Sie liegt jedoch sowohl
parallel zu einer die erste Drehachse rechtwinklig
schneidenden gedachten Geraden, als auch parallel zu
einer die Drehachse rechtwinklig schneidenden gedachten
Geraden. Damit kann die Werkzeugspindel in unterschiedli
che und bei entsprechender Festlegung der Dreh- und
Schwenkbereiche um die erste Drehachse bzw. die Schwenk
achse in alle Raumrichtungen gebracht werden. Dies er
möglicht eine vielseitige Verwendung der Bearbeitungsein
heit, die dadurch sowohl als Bohr- oder als Fräsmaschine
als auch als Säge verwendbar ist. Eine besonders vielsei
tige Anwendbarkeit ist durch die Pinoleneinheit gegeben,
durch die der Werkzeugspindel auch bei ansonsten ruhendem
Trägermittel und Arm eine Vorschubbewegung erteilt werden
kann.
Wenn sich die erste Drehachse und die zweite Dreh
achse schneiden, beschreibt die zweite Drehachse und
damit die Werkzeugspindel bei einer Drehung des die
Spindellagereinheit und damit die Werkzeugspindel tragen
den Armes um die erste Drehachse einen Kegel. Die geome
trischen Beziehungen bei der Einstellung einer bestimmten
Lage der Werkzeugspindel sind dadurch übersichtlich und
einfach. Ist die Spindellagereinheit so geschwenkt, daß
die zweite Drehachse rechtwinklig zu der ersten Drehachse
steht, liegt die zweite Drehachse genau auf der Radialen.
Weil bei dieser Variante der Abstand der Schwenkachse von
der ersten Drehachse gleich der Entfernung der zweiten
Drehachse von der Schwenkachse ist, sind sowohl die erste
Drehachse als auch die zweite Drehachse Tangenten eines
die Schwenkachse als Symmetrieachse habenden Zylinders.
Wenn sich beide Drehachsen in einem Punkt schneiden, sind
sie zugleich Tangenten eines Kreises dessen Mittelpunkt
auf der Schwenkachse liegt. Ein wesentlicher, prakti
scher, sich aus dieser Anordnung und Dimensionierung der
Bearbeitungseinheit ergebenden Beziehung ist, daß die
zweite Drehachse und die erste Drehachse in jeder Arm
stellung miteinander in Übereinstimmung bringbar sind.
Dies ermöglicht es, auf einfache Weise bspw. Bohr- oder
Fräsarbeiten an schwer zugänglichen Flächen durchzufüh
ren.
Insbesondere Bohrarbeiten lassen sich besonders ein
fach und präzise ausführen, wenn die Pinoleneinheit mit
tels einer vorzugsweise motorbetätigten Antriebseinheit
ein- und ausgefahren werden kann. Bedarfsweise können
Sensoren zur Lageerfassung vorgesehen werden.
Die Pinoleneiheit kann, wenn sie abnehmbar ist,
gegen eine Motoreinheit getauscht werden, wenn es erfor
derlich ist.
Prinzipiell ist es möglich, die Werkzeugspindel an
ihrer der ersten Drehachse zugewandten Seite mit einem
Werkzeug zu versehen oder so auszubilden, daß sie mit ei
nem Werkzeug verbindbar ist. Jedoch ergeben sich vielsei
tigere Anwendungsmöglichkeiten, wenn die Werkzeugspindel
an ihrem radial außen liegenden, daß heißt von der ersten
Drehachse weg weisenden Ende mit einem Werkzeug verbind
bar ist.
Die Spindellagereinheit kann sowohl manuell, als
auch kraftbetätigt in ihrer Schwenklage verstellbar
ausgelegt sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn sie in
beliebigen Zwischenlagen feststell- oder arretierbar ist.
Jedoch kann es in einfachen Fällen genügen, wenn die
Spindellagereinheit lediglich in einer oder mehreren
definierten Zwischenlagen festgestellt werden kann.
Zur Einstellung der Spindelachse in eine bestimmte
Raumrichtung ist es außerdem vorteilhaft, wenn eine den
Arm drehende und bedarfsweise feststellende Drehvorrich
tung vorgesehen ist, mit der der Arm um die erste Dreh
achse gedreht und eingestellt werden kann.
Sowohl die Drehvorrichtung als auch die Schwenkein
richtung können elektrisch angetrieben sein, wobei es
vorteilhaft ist, wenn die jeweilige Dreh- bzw. Schwenk
stellung über eine Sensoreinrichtung an eine zentrale
Steuereinheit gemeldet wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform sind der
Ausleger sich bezüglich der ersten Drehachse radial
erstreckend angeordnet, und die erste Drehachse ist
vertikal ausgerichtet. Damit hängt der Arm an einem
oberhalb dessen horizontal von dem übrigen Trägermittel
weg ragenden Ausleger. Das ermöglicht es, ein auf einer
Werkstückspannvorrichtung liegendes Werkstück von oben
her oder von seinen Seiten zu bearbeiten.
Bei einer vielseitig verwendbaren Ausführungsform
ist der den Arm tragende Ausleger an einem Schlitten,
vorzugsweise an einem Kreuzschlitten, befestigt. Dieser
ermöglicht es, den die Spindellagereinheit tragenden Arm
sowohl in Richtung der ersten Drehachse, als auch in
einer rechtwinklig zu dieser stehenden Richtung zu ver
schieben. Damit gelingt es, ruhend angeordnete Werkstücke
von mehreren Seiten aus unterschiedlichen Winkeln und
Richtungen zu bearbeiten.
Zusätzlich kann es vorteilhaft sein, einen indexier
baren Werkstückaufspanntisch vorzusehen. Bei der Bearbei
tung länglicher Werkstücke, insbesondere beim Fräsen oder
Sägen von Werkstücken ist es vorteilhaft, die Werkstück
halteeinrichtung mit einer Vorschubeinrichtung für das
Werkstück zu versehen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Ge
genstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Bearbeitungseinheit mit einer Pinolenein
heit in perspektivischer, schematischer Dar
stellung,
Fig. 2 die Pinoleneinheit der Bearbeitungseinheit nach
Fig. 1 in einer teilweise geschnittenen Dar
stellung,
Fig. 3 die Bearbeitungseinheit nach Fig. 1 in einer
zum Senkrechtbohren geeigneten Position in
einer schematisierten Vorderansicht,
Fig. 4 die Bearbeitungseinheit nach Fig. 1 als Mehr
fachnutsäge in einer schematisierten Seitenan
sicht,
Fig. 5 die mit einem Sägeblatt versehene Bearbei
tungseinheit nach Fig. 1 in einer Bearbeitungs
stellung in einer schematisierten Seitenan
sicht,
Fig. 6 und 7 die zum Profilfräsen eingestellte Bearbeitungs
einheit nach Fig. 1 in jeweils einer stark
schematisierten Seitenansicht,
Fig. 8 die mit einem Sägeblatt versehene Bearbei
tungseinheit nach Fig. 1 in einer schematisier
ten Vorderansicht,
Fig. 9 die zum Horizontalbohren eingestellte Bearbei
tungseinheit nach Fig. 1 in einer schematisier
ten Vorderansicht, und
Fig. 10 die zum Horizontalfräsen eingestellte Bearbei
tungseinheit nach Fig. 1 in einer schematischen
Vorderansicht.
In Fig. 1 ist eine Bearbeitungseinheit 1 darge
stellt, bei der eine Werkzeugspindel 3 über eine Spindel
lagereinheit 5 und einen Arm 6 von einer Auslegereinrich
tung 7 gehalten ist. Die Auslegereinrichtung 7 weist ein
ortsfest gelagertes Grundgerüst 8 auf, an dem über einen
Kreuzschlitten 9 ein den Arm 6 tragender Ausleger 10
angeordnet ist.
Die Werkzeugspindel 3 ist in der Spindellagereinheit
5 um eine Drehachse 11 drehbar gelagert und von einer an
der Spindellagereinheit 5 befestigten Antriebseinheit 12
bedarfsweise angetrieben. Die Antriebseinheit 12 ist ein
gegebenenfalls mit einem Über- bzw. Untersetzungsgetriebe
ausgestatteter Elektromotor.
Wie in Fig. 2 dargestellt ist, weist die Spindella
gereinheit 5 eine Pinoleneinheit 13 auf, in der die Werk
zeugspindel 3 längs ihrer Drehachse 11 verfahrbar gela
gert ist. Die Werkzeugspindel 3 ist dazu über Kugellager
14 konzentrisch von einer Hülse 15 drehbar aufgenommen,
wobei die Werkzeugspindel 3 in Bezug auf die Hülse 15
axial unverschieblich gelagert ist. Die Hülse 15 ist in
der Spindellagereinheit 5 axial verschiebbar, jedoch
gegen Drehung gesichert, d. h. unverdrehbar aufgenommen.
Endseitig trägt die Hülse 15 die von dem Elektromotor
gebildete Antiebseinheit 12.
Um eine gezielte axiale Verschiebung der Hülse 15
und damit der Werkzeugspindel 3 herbeiführen zu können,
ist die Hülse 15 endseitig mit einem Kraftübertragungs
element 16 verbunden, das an eine Linearstelleinheit 17
angeschlossen ist. Diese kann bspw. von einem Hydraulik
zylinder gebildet sein, dessen Kolbenstange 18 dann mit
dem Kraftübertragungselement 16 verbunden ist. Als Line
arstelleinheit 17 kommen jedoch auch andere Einrichtungen
wie bspw. eine motorisch angetriebene Spindel, eine über
einen Getriebemotor und ein Ritzel angetriebene Zahn
stange und dergl. in Frage.
Die Linearstelleinheit 17 dient dazu, der Werkzeug
spindel 3 eine Vorschubbewegung in Richtung der Drehachse
11 zu erteilen, so daß das Bohren von Löchern mittels ei
nes endseitig an der Werkzeugspindel 3 befestigten Boh
rers 19 aus unterschiedlichen Raumwinkeln heraus möglich
wird.
Die Spindellagereinheit 5 ist mittels einer eine
Schwenkachse 21 definierenden Schwenkeinrichtung an einem
von dem Ausleger 10 abliegenden Ende 23 des Armes 6
schwenkbar gelagert. Die Schwenkeinrichtung ist im Inne
ren des Armes 6 untergebracht und nicht weiter darge
stellt. Die Schwenkeinrichtung ermöglicht es, die Spin
dellagereinheit 5 um die Schwenkachse 21 zu verschwenken
und in gewünschten Schwenkstellungen, d. h. unterschiedli
chen Raumwinkeln zu halten. Die Schwenkachse 21 liegt
dabei in einem definierten Abstand zu der Drehachse 11,
wobei sie auf einer die Drehachse 11 enthaltenden Ebene
senkrecht steht. Die Schwenkeinrichtung läßt einen
Schwenkbereich zu, der größer als 180° ist. Damit kann die
Spindellagereinheit 5 soweit verschwenkt werden, daß die
in Fig. 1 mit geringer Neigung gegenüber der Horizontalen
dargestellte Drehachse 11 sowohl vertikal mit einer nach
oben weisenden Antriebseinheit 12, als auch vertikal mit
einer nach unten weisenden Antriebseinheit 12 ausgerich
tet werden kann. Eine an der Werkzeugspindel 3 vorgesehe
ne, nicht weiter dargestellte Werkzeugspanneinrichtung
wie bspw. ein Spannfutter oder dergleichen kann in Fig. 1
sowohl nach unten als auch nach oben ausgerichtet werden.
Darüber hinaus kann die Spindellagereinheit 5 alle da
zwischen liegenden Schwenkstellungen einnehmen und die
Werkzeugspindel kann in jeder Schwenkstellung in Richtung
der Drehachse 11 verschoben werden.
Der Arm 6 ist mittels einer Lagerung an dem Ausleger
10 gehalten, die eine vertikal ausgerichtete Drehachse 25
definiert. Die Lagerung ist dabei so ausgebildet, daß die
Drehachse 25 die Drehachse 11 schneidet. Um den Arm 6 ge
zielt um die Drehachse 25 verdrehen zu können, ist ein
über ein Getriebe 27 mit dem Arm 6 zusammenwirkender
Drehantrieb vorgesehen, der einen zur besseren Übersicht
lichkeit in Fig. 1 lediglich durch seine Drehachse 29
angedeuteten Elektromotor 30 enthält, der in den Fig. 3
bis 10 dargestellt ist. Der Elektromotor 30 ist über eine
Steuereinheit gesteuert und mit einem Sensor gekoppelt,
der die Ist-Position an die Steuereinheit meldet.
Der Arm 6 verläuft ausgehend von dem Ausleger 10 im
spitzen Winkel von der Drehachse 25 weg, so daß die
Schwenkachse 21 in einem Abstand zu der Drehachse 25
liegt. Jedoch steht die Schwenkachse 25 senkrecht auf ei
ner die Schwenkachse 21 enthaltenden Ebene. Der Abstand
zwischen der Drehachse 25 und der Schwenkachse 21 ist
identisch zu dem Abstand der Drehachse 11 von der
Schwenkachse 21.
Der Ausleger 10, der sowohl den Arm 6 und die mit
diesem über die Spindellagereinheit 5 verbundene Werk
zeugspindel 3, als auch den den Arm 6 drehenden Dreh
antrieb trägt, ist an einem Schlitten 31 befestigt, der
kraftbetätigt in einer durch den Pfeil 33 bezeichneten
Richtung auf und ab verfahrbar ist. Der Schlitten 31 ist
dabei an zwei im Abstand parallel zueinander angeordneten
Gleitschienen 35, 36 geführt, die ihrerseits an einem
weiteren horizontal verfahrbaren Schlitten 38 befestigt
sind.
Der Schlitten 38 ist über zwei horizontal und im Ab
stand übereinander sowie parallel zueinander gehaltenen
Gleitschienen 40, 41 geführt, die an dem Grundgerüst 8
befestigt sind. Der Schlitten 38 ist über eine im Inne
ren des Grundgerüstes 8 liegende und nicht weiter darge
stellte Antriebseinrichtung längs verfahrbar und in
beliebigen Längsstellungen arretierbar.
Um ein freies Verschwenken der Spindellagereinheit 5
ohne Kollisionen mit der Antriebseinheit 13 zu ermögli
chen, ist der Schlitten 31 im Bereich zwischen den Gleit
schienen 35, 36 mit einer randoffenen Öffnung oder Aus
sparung 42 versehen, durch die die Antriebseinheit 12
durchschwenken kann.
Unterhalb der Werkzeugspindel 3 ist eine lediglich
schematisch angedeutete Werkstückspanneinrichtung 44 an
geordnet, an der ein Werkstück sowohl ortsfest, als auch
mittels einer Vorschubeinrichtung parallel zu der mit ei
nem Pfeil 46 bezeichneten Verschiebungsrichtung des
Schlittens 38 verschoben werden kann.
Die insoweit beschriebene Bearbeitungseinheit 1 ist
sowohl zum Sägen oder Bohren, als auch für Fräsbearbei
tungen geeignet. In Fig. 3 bspw. ist die Werkzeugspindel
3 mit einem Bohrer 50 versehen, wobei die Werkzeugspindel
3 vertikal steht. Die Drehachse 11 der Werkzeugspindel 50
ist deshalb deckungsgleich mit der Drehachse 25 um die
der Arm 6 drehbar ist. Bei ruhendem Werkstück kann die
Bearbeitungseinheit 1 als reine Bohrmaschine verwendet
werden, indem der Schlitten 31 in Richtung des Pfeiles 33
auf- bzw. abgefahren wird oder indem bei ruhendem Schlit
ten 31 die Pinoleneinheit 13 der Werkzeugspindel 3 einen
Vorschub erteilt.
In Fig. 4 ist die Verwendung der Bearbeitungseinheit
1 als Mehrfachnutsäge dargestellt. Der Arm 6 ist auf den
Schlitten 31 zu gedreht, so daß die Schwenkachse 21 in
Fig. 4 links, daß heißt zu dem Schlitten 31 hin liegt.
Wie bereits bei dem vorstehend beschriebenen Anwendungs
beispiel sind die Drehachsen 25, 11 miteinander in Über
einstimmung gebracht. Als Werkzeug ist an der Werkzeug
spindel 3 ein Dreifachnutfräser 55 befestigt.
Bei der Bearbeitung wird entweder ein mit Nuten zu
versehendes Werkstück an dem Dreifachnutenfräser 55 ent
lang geführt, daß heißt mit Bezug auf Fig. 4 in einer
senkrecht auf der Zeichenebene stehenden Richtung ge
führt, oder das Werkstück wird ortsfest gelagert und der
Dreifachnutenfräser 55 wird an dem Werkstück entlang
geführt. Dazu wird der Schlitten 38 in einer durch den
Pfeil 46, der aus Fig. 1 ersichtlich ist, bezeichneten
Richtungen verfahren. Dies ist eine Parallelverschiebung
der Drehachse 11 der Werkzeugspindel 3 in Richtung der
auszufräsenden Nut.
Eine Verwendung der Bearbeitungseinheit 1 als Säge
ist in Fig. 5 dargestellt. In diesem Anwendungsfall ist
ein ortsfest gehaltenes Werkstück 57 in einem zu der
Horizontalen spitzen Winkel abzuschneiden. Dazu wird der
Arm 6 um die Drehachse 25 soweit verschwenkt, daß die
Schwenkachse 21 in ihrem größten Abstand zu dem Schlitten
31 steht. Die Spindellagereinheit 5 wird dabei ver
schwenkt, so daß die Drehachse 11 der Werkzeugspindel 3
mit der Drehachse 25 den gewünschten spitzen Winkel α
einschließt. Dieser stimmt mit dem Winkel überein, in dem
das Werkstück 57 abzuschneiden ist.
Bspw. zum Profilfräsen kann es, wie in Fig. 6 darge
stellt ist, erforderlich sein, die Drehachse 11 der hier
mit einem Profilfräser 59 versehenen Werkzeugspindel 3 um
90° gegen die Drehachse 25 zu verschwenken. In dieser Be
arbeitungsstellung ist es sowohl möglich, ein Werkstück
unter dem Profilfräser 59 entlang zu führen, wobei der
Kreuzschlitten 9 arretiert ist, als auch das ruhende
Werkstück zu bearbeiten, indem der Schlitten 38 entlang
der in Fig. 6 lediglich symbolisch angedeuteten Gleit
schienen 40, 41 verfahren wird. Dies gilt ebenfalls für
die in Fig. 7 dargestellte Arbeitsstellung der Bearbei
tungseinheit 1, die sich von der vorstehend beschriebe
nen, durch eine Drehung des Armes 6 um die Drehachse 25
um einen Winkel von 180° unterscheidet. Der Profilfräser
59 steht damit unterhalb des Schlittens 31 bzw. 38, wohin
gegen er bei dem Beispiel nach Fig. 6 an der von dem
Schlitten 31 abliegenden Seite der Drehachse 25 angeord
net ist.
Ein Anwendungsbeispiel, bei dem die Bearbeitungsein
heit 1 ein langes Werkstück 61 längs trennt, ist in Fig.
8 dargestellt. Die hier horizontal, das heißt waagerecht
ausgerichtete Werkzeugspindel 3 trägt ein Sägeblatt 63
mit einem Durchmesser, der den der Profilfräser 59 (Fig. 6
und 7) deutlich übersteigt. Auch bei diesem Beispiel kann
die zum Trennen des Werkstücks 61 erforderliche Relativ
bewegung zwischen dem Werkstück 61 und der Drehachse 17
der Werkzeugspindel 3 sowohl durch Bewegung des Werk
stückes 61 auf das Sägeblatt 63 zu, als auch durch ein
Bewegen des Schlittens 38 entlang der Gleitschienen 40,
41 erreicht werden.
In Fig. 9 ist die Bearbeitungseinheit 1 als Horizon
talbohrmaschine verwendet. Die im rechten Winkel zu der
vertikalen Drehachse 25 liegende Drehachse 11 ist par
allel zu der durch den Pfeil 46 bezeichneten Verfahr
richtung des Schlittens 38 ausgerichtet. Die Zustell
bewegung des Bohrers 65 auf ein ruhendes Werkstück bzw.
das Herausziehen des Bohrers 65 aus einem in das Werk
stück gebohrten Loch erfolgt durch eine Linearverstellung
des Schlittens 38 oder durch Vorschub der Pinoleneinheit
13 mittels der Linearstelleinheit 17.
Wie Fig. 10 zeigt, sind bei horizontal und parallel
zu der durch den Pfeil 46 bezeichneten Verfahrrichtung
des Schlittens 48 liegender Werkzeugspindel 3 auch Fräs
bearbeitungen möglich. Dazu ist die Werkzeugspindel 3 mit
einem Fräser 67 versehen. An einem, nicht weiter darge
stellten, in Fig. 10 bspw. linksseitig neben dem Fräser
67 liegenden Werkstück können auf diese Weise bspw.
vertikal verlaufende Langlöcher gefräst werden.
Wie sich aus den vorstehenden Anwendungsbeispielen
ergibt, ist die Bearbeitungseinheit 1 sowohl zum Bohren,
als auch zum Sägen oder Fräsen aus beliebigen Raumrich
tungen heraus geeignet. Wird die Bearbeitungseinheit 1
mit einer Werkstückpositionier- bzw. Vorschubeinrichtung
kombiniert, ist es möglich, Spezialmaschinen für die
weitaus meisten Anwendungsfälle durch die Bearbeitungs
einheit 1 zu ersetzen. Die vielseitige Anwendbarkeit der
Bearbeitungseinheit 1 ermöglicht auf diesem Wege eine
rationellere Fertigung, insbesondere bei Einzel- oder
Kleinserienanfertigung, aber auch in der Großserienferti
gung von Werkstücken.
Eine kombinierte Bewegung des Werkstückes und der
Spindellagereinheit 5 ermöglicht die Bearbeitung einfach
oder sphärisch gekrümmter Flächen. Bei entsprechender
Steuerung der Vorschubbewegungen der Schlitten 31, 38
oder der Pinoleneinheit 13 in Abstimmung auf Drehbewegun
gen der Spindellagereinheit 5 um die erste Drehachse 25
und die Schwenkachse 21 können auch bei ruhendem Werk
stück sphärisch gewölbte Flächen bearbeitet werden.
Zur spanenden Bearbeitung, insbesondere zur Holzbe
arbeitung ist eine Bearbeitungseinheit vorgesehen. Diese
weist eine sowohl mit Bohr- oder Säge- als auch Fräswerk
zeugen bestückbare angetriebene Werkzeugspindel auf. Die
Werkzeugspindel ist Teil einer Pinoleneinheit, die kraft
betätigt längsverfahrbar ist. Außerdem ist die Pinolen
einheit in einer Spindellagereinheit um eine vorzugsweise
horizontal ausgerichtete Schwenkachse schwenkbar an einem
Arm gelagert. Dieser ist seinerseits an einem Ausleger um
eine Vertikalachse drehbar gelagert und in seiner Dreh
stellung durch eine entsprechende Vorrichtung einstell
bar. Der Abstand der Schwenkachse von der Drehachse des
Armes stimmt mit dem Abstand der Drehachse von der Dreh
achse der Werkzeugspindel überein. Außerdem schneidet
sich die Drehachse der Werkzeugspindel mit der Drehachse
des Armes. Der den Arm mit der Spindellagereinheit tra
gende Ausleger ist vorzugsweise an einem Kreuzschlitten
gehalten.
Claims (15)
1. Bearbeitungseinheit (1), insbesondere zum span
abhebenden Bearbeiten von Werkstücken (57, 61),
mit einem Trägermittel (7),
mit wenigstens einem an dem Trägermittel (7) um eine erste Drehachse (25) drehbar gelagerten Arm (6),
mit einer an dem Arm (6) schwenkbar gelagerten Spin dellagereinheit (5), deren Schwenkachse (21) im Abstand rechtwinklig zu der ersten Drehachse (25) angeordnet ist,
mit einer in der Spindellagereinheit (5) um eine zweite Drehachse (11) drehbar gelagerten Werkzeugspindel (3), wobei die zweite Drehachse (17) im Abstand recht winklig zu der Schwenkachse (21) gelagert ist und wobei die Werkzeugspindel mittels einer Pinoleneinheit (13) längsbeweglich gelagert ist.
mit einem Trägermittel (7),
mit wenigstens einem an dem Trägermittel (7) um eine erste Drehachse (25) drehbar gelagerten Arm (6),
mit einer an dem Arm (6) schwenkbar gelagerten Spin dellagereinheit (5), deren Schwenkachse (21) im Abstand rechtwinklig zu der ersten Drehachse (25) angeordnet ist,
mit einer in der Spindellagereinheit (5) um eine zweite Drehachse (11) drehbar gelagerten Werkzeugspindel (3), wobei die zweite Drehachse (17) im Abstand recht winklig zu der Schwenkachse (21) gelagert ist und wobei die Werkzeugspindel mittels einer Pinoleneinheit (13) längsbeweglich gelagert ist.
2. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die erste Drehachse (25) und die
zweite Drehachse (11) einander in einem Punkt schneiden
und daß der Abstand der Schwenkachse (21) von der ersten
Drehachse (25) gleich der Entfernung der zweiten Dreh
achse (11) von der Schwenkachse (21) ist.
3. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pinoleneinheit (13) mit einer An
triebseinrichtung (17) verbunden ist, mittels derer die
Pinoleneinheit (13) ein- und ausgefahren werden kann.
4. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Pinoleneinheit (13) abnehmbar an
der Spindellagereinheit (5) gelagert und bedarfsweise
gegen eine Motoreinheit austauschbar ist.
5. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die zweite Drehachse (11) durch Ver
schwenken der Spindellagereinheit (5) um die Schwenkachse
(21) mit der ersten Drehachse (25) in Übereinstimmung
bringbar ist.
6. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spindellagereinheit (5) mittels
einer Schwenkeinrichtung um die Schwenkachse (21) ver
stellbar und in gewünschten Zwischenlagen feststellbar
ist.
7. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Spindellagereinheit (5) manuell
um die Schwenkachse (21) verstellbar und wenigstens in
festgelegten definierten Zwischenlagern feststellbar ist.
8. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Drehvorrichtung vorgesehen ist,
mittels derer der Arm (6) bezüglich des Trägermittels (7)
um die erste Drehachse (25) verstellbar und bedarfsweise
feststellbar ist.
9. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Trägermittel (7) einen Ausleger
(10) aufweist, der den Arm (6) trägt, wobei der Ausleger
(10) bezüglich der ersten Drehachse (25) sich radial
erstreckend angeordnet ist.
10. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß das Trägermittel (7) wenigstens einen
mit dem Arm (6) verbundenen, entlang einer Bahn verstell
baren Abschnitt (9) aufweist.
11. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abschnitt (9) einen Schlitten
(31) enthält, der linear entlang einer zu der ersten
Drehachse (25) parallelen Geraden bewegbar ausgebildet
ist.
12. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 10, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abschnitt (9) ein Kreuzschlitten
(19) ist, mittels dessen der daran befestigte Arm (6) in
zwei zueinander rechtwinklig stehenden Richtungen jeweils
hin und zurück linear verstellbar ist und daß die Werk
zeugspindel (3) mittels des Kreuzschlittens (19) entlang
der ersten Drehachse (25) sowie entlang einer geraden,
rechtwinklig zu der ersten Drehachse (25) liegenden Bahn
verstellbar ist.
13. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheit (1) mit einer
bezüglich des Trägermittels (7) ortsfest gelagerten Werk
stückhalteeinrichtung (44) verbunden ist, die mit einer
Vorschubeinrichtung für ein Werkstück (57, 61) versehen
ist.
14. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Vorschubeinrichtung eine recht
winklig zu der ersten Drehachse (25) ausgerichtete Vor
schubrichtung aufweist.
15. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Werkstückhalteeinrichtung (44)
ein Drehtisch ist.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19507989A DE19507989A1 (de) | 1994-12-24 | 1995-03-07 | Bearbeitungseinheit zur spanenden Werkstückbearbeitung |
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DE19507989A DE19507989A1 (de) | 1994-12-24 | 1995-03-07 | Bearbeitungseinheit zur spanenden Werkstückbearbeitung |
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