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Die
Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum zur Bearbeitung von fest
aufgespannten Werkstücken
aus Holz- und Kunststoff-Werkstoffen oder dergleichen in einem Bearbeitungszentrum.
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Bei
herkömmlichen
Bearbeitungszentren werden fest auf einen Aufspanntisch aufgespannte Werkstücke mit
Hilfe einer Spindeleinheit bearbeitet, die über entsprechende Führungsanordnungen
in X-, Y- und Z-Achsenrichtung bewegbar ist. Für die Durchführung der
einzelnen Bearbeitungsschritte werden entsprechende Bearbeitungswerkzeuge
und Bearbeitungsaggregate automatisch aus einem Werkzeugmagazin
in die Spindeleinheit eingewechselt. Durch diese Einwechselzeiten
für Bearbeitungswerkzeuge
und Bearbeitungsaggregate wird die für die gesamte Bearbeitung des
Werkstücks
erforderliche Bearbeitungszeit über
die Zeit hinaus, während der
die Bearbeitungswerkzeuge und Bearbeitungsaggregate das Werkstück tatsächlich bearbeiten,
erheblich verlängert.
Die Werkzeugwechselzeiten wirken sich somit entsprechend auf die
Produktionskosten aus.
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Aus
der
DE 43 15 997 A1 ist
eine Werkzeugwechselvorrichtung bekannt, die dazu dient, den Werkzeugwechselvorgang
ohne nennenswerte Zeitverluste durchzuführen. Bei der gezeigten Vorrichtung
zum automatischen Wechseln der Werkzeuge im Bohrkopf einer Plattenbohrmaschine
ist der Bohrkopf mit wenigstens zwei Bearbeitungseinheiten ausgerüstet, die
mit austauschbaren Werkzeugen bestückbar sind. Die Bearbeitungseinheiten
sind jeweils parallel gesteuert und gegenüber den Bohreinheiten verfahrbar.
Darüber
hinaus sind sie mit auf- und abwärtsgehender
Bewegung und senkrecht hierzu gesteuert gegenüber den Bohreinheiten verfahrbar.
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In
der
DE 690 12 938
T2 ist eine Werkzeugmaschine mit mehreren Köpfen bekannt,
die vor allem zur Holzbearbeitung einzusetzen ist. Diese bekannte
Werkzeugmaschine umfasst lediglich eine Bearbeitungseinheit.
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Ferner
ist in einem der Zeitschrift BM Bau- und Möbelschreiner, Konradin Verlag,
Heft 11, 1993 beigefügten
Prospekt mit dem Titel „Genial" ein Bearbeitungszentrum
offenbart. Dieses besitzt eine Spindeleinheit und eine Verleimstation,
die nicht unabhängig
voneinander entlang eines Auslegers verfahren werden können.
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Schließlich ist
aus der
DE 44 05 214
A1 eine Werkzeugmaschine mit einer ersten und einer zweiten
Spindeleinheit bekannt. Wie insbesondere aus der
2 dieser Druckschrift ersichtlich ist,
sind hier zwei Spindeleinheiten an einer gemeinsamen Führung auf
einer Seite einer Trägereinheit
geführt.
Damit sind die Bewegungsbereiche für die Spindeleinheiten sehr
begrenzt, und demzufolge ist die Flexibilität dieser bekannten Werkzeugmaschine äußerst beschränkt. Allerdings
dient diese Werkzeugmaschine vorzugsweise zur spiegelsymmetrischen
Bearbeitung zweier Werkstücke,
so dass sich die durch die gemeinsame Führung für die Spindeleinheiten bedingte
Bewegungsbeschränkung
nicht groß auswirkt.
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Der
Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, ein Bearbeitungszentrum
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass die Wechselzeiten
für Bearbeitungswerkzeuge
und Bearbeitungsaggregate minimiert werden können und das Bearbeitungszentrum
flexibler genutzt werden kann.
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Dieses
technische Problem wird erfindungsgemäß von einem Bearbeitungszentrum
mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.
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Das
erfindungsgemäße Bearbeitungszentrum
ist mit einer zweiten Spindeleinheit zur Aufnahme von Bearbeitungswerkzeugen
und Bearbeitungsaggregaten versehen, die mit der ersten Spindeleinheit
die Führungsanordnung
in der X-Achsenrichtung gemeinsam hat. Weiterhin sind zweite Führungsanordnungen
in denjenigen Achsenrichtungen vorgesehen, die neben der gemeinsamen
X-Achsenrichtung verbleiben, um so die zweite Spindeleinheit in
diesen verbleibenden Achsenrichtungen unabhängig von der ersten Spindeleinheit
bewegen zu können.
In der Y- und der Z-Achsenrichtung sind jeweils unabhängige Führungsanordnungen
für die
beiden Spindeleinheiten vorgesehen. Das erfindungsgemäße Bearbeitungszentrum
ist z. B. als sogenannte Fahrständer-Anordnung
gestaltet, die nachfolgend näher
erläutert
wird; es ist aber auch eine sogenannte Portal-Anordnung denkbar.
Bei der Portalanordnung sind die beiden Spindeleinheiten an einem
gemeinsamen Träger
angeordnet, der in Y-Achsenrichtung verfahrbar ist, wobei jede Spindeleinheit
unabhängig von
der anderen über
entsprechende Führungen
am Träger
in X- und Z-Achsenrichtung bewegt werden kann.
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Mit
dem erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrum
kann jeweils die eine Spindeleinheit das fest aufgespannte Werkstück bearbeiten,
während
die andere Spindeleinheit rüstet,
d. h. das in der Bearbeitungsabfolge als nächstes erforderliche Bearbeitungswerkzeug
und Bearbeituttgsaggregat einwechselt. Die andere Spindeleinheit
setzt dann die Bearbeitung des Werkstückes fort, so daß wiederum
die erste Spindeleinheit rüsten
kann. Auf diese Weise werden die Wechselzeiten minimiert, da der
Wechselvorgang erfolgt, während
gleichzeitig das Werkstück
weiter bearbeitet wird. Falls der Einwechselvorgang des als nächstes erforderliches
Bearbeitungswerkzeugs oder Bearbeitungsaggregates in die zweite
Spindeleinheit vollständig
abgeschlossen werden kann, bevor der gerade von der ersten Spindeleinheit ausgeführte Bearbeitungsschritt
am Werkzeug beendet ist, wirkt sich die Wechselzeit praktisch überhaupt nicht
auf die Gesamtbearbeitungszeit des Werkstücks aus. Andernfalls addiert
sich allenfalls ein Teil der Wechselzeit zur tatsächlichen
Bearbeitungszeit am Werkstück.
Somit gehen also die in der Gesamtbearbeitungszeit für das Werkstück enthaltenen Wechselzeiten
nahezu gegen Null.
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Während bei
herkömmlichen
Bearbeitungszentren die Werkzeug-Wechselzeiten, die physikalisch
nicht mehr beschleunigt werden können,
sich voll auf die für
das Werkstück
erforderliche Gesamtbearbeitungszeit schlagen, so daß lange
Wechselzeiten für
komplexe Werkzeugaggregate unwirtschaftlich werden, können beim
erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrum
auch lange Wechselzeiten erfordernde Bearbeitungsaggregate wirtschaftlich
sinnvoll eingesetzt werden. Somit eröffnet das erfindungsgemäße Bearbeitungszentrum
Einsatzmöglichkeiten
wesentlich komplexerer und aufwendigerer Bearbeitungsaggregate,
als sie bisher aufgrund der entgegenstehenden hohen Wechselzeiten
verwendet werden konnten, wodurch das Einsatzspektrum des Bearbeitungszentrums
verbreitert wird.
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Das
erfindungsgemäße Bearbeitungszentrum
läßt sich
auch wesentlich flexibler einsetzen, als bisherige Bearbeitungszentren,
da mit den beiden Spindeleinheiten mm einen ein fest aufgespanntes Werkstück bei bestimmten
Bearbeitungsvorgängen, z.
B. beim Bohren von Lochreihen oder beim Vor- und Fertigfräsen, gemeinsam
von beiden Spindeleinheiten bearbeitet werden kann, und zum anderen
die beide Spindeleinheiten an zwei fest aufgespannten Werkstücken parallel
die gleichen Bearbeitungsschritte vornehmen können. Das erfindungsgemäße Bearbeitungszentrum
kann so ohne mechanische Umbauarheiten, lediglich durch Umstellung
des entsprechenden Steuerungsprogrammes, von der Bearbeitung eines
einzelnen Werkstückes
mit minimierten Wechselzeiten auf die gleichzeitige Bearbeitung
eines einzelnen Werkstückes
mit beiden Spindeleinheiten oder auf eine Parallelbearbeitung zweier Werkstücke mit
beiden Spindeleinheiten umgestellt werden. Damit ergibt sich eine
breite Anwendungspalette für
das gleiche Bearbeitungszentrum.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrum
mit ei ner der ersten und der zweiten Spindeleinheit gemeinsamen
Führungsanordnung
in der X-Achsenrichtung ist diese gemeinsame Führungsanordnung X-Achsenrichtung
als Y-Ausleger ausgebildet,
der sich im wesentlichen in Y-Achsenrichtung erstreckt und der entlang
einer Führung
in X-Achsenrichtung
verfahrbar ist. Ferner sind die beiden Spindeleinheiten jeweils
am Y-Ausleger angeordnet, und an diesem jeweils entlang einer eigenen
Führung
in Y-Achsenrichtung verfahrbar. Außerdem sind die Spindeleinheiten
jeweils entlang einer eigenen Führung
in Z-Achsenrichtung verfahrbar. Die beiden Spindeleinheiten werden
bei dieser Ausführungsform also
in X-Achsenrichtung gemeinsam über
den Y-Ausleger, an dem sie angeordnet sind, bewegt. In Y- und Z-Achsenrichtung
sind die beiden Spindeleinheiten jedoch völlig unabhängig voneinander steuerbar.
Durch diese Ausführungsform
wird also eine Fahrständeranordnung
realisiert.
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Eine
zweckmäßige Ausgestaltung
des Bearbeitungszentrums besteht darin, den Y-Ausleger als L-förmigen Träger auszubilden,
dessen einer Arm sich im wesentlichen in Y-Achsenrichtung erstreckt und dessen
zweiter Arm in Eingriff mit der Führung in X-Achsenrichtung steht.
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Vorzugsweise
sind die Spindeleinheiten jeweils als modulare Baukästen ausgebildet.
Dabei sind die Führung
in Z-Achsenrichtung,
der Antrieb in Z-Achsenrichtung und der Antrieb in Y-Achsenrichtung
modular aufgebaut, wobei die einzelnen Module bei Bedarf an die
Spindeleinheit an- oder abbaubar sind. Weiterhin sind die Spindeleinheiten
durch den Baukastenaufbau service-freundlich und können an technische
Weiterentwicklungen angepaßt
werden.
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Vorteilhafterweise
sind die beiden Spindeleinheiten im wesentlichen seitlich am Y-Ausleger
angeordnet, und zwar jeweils eine Spindeleinheit auf jeder der beiden
in X-Achsenrichtung entgegengesetzten Seiten des Y-Auslegers. Bei
einer Bearbeitung eines festaufgespannten Werkstückes mit beiden Spindeleinheiten
kann so der komplette Arbeitsbereich des Bearbeitungszentrums, d.
h. die komplette X-Bettlänge,
als maximale Werkstücklänge ausgenutzt
werden. Denn am rechten Ende der X-Bettlänge kann noch die rechts am
Y-Ausleger angebrachte Spindeleinheit arbeiten, während am
linken Ende der X-Bettlänge
noch die auf der linken Seite des Y-Auslegers angebrachte zweite
Spindeleinheit arbeiten kann.
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Bei
einer günstigen
Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums
ist ein gemeinsames Werkzeugmagazin für beide Spindeleinheiten am
Y-Ausleger angebracht. Insbesondere ist es zweckmäßig, das
Werkzeugmagazin am nahe der Führung
in X-Achsenrichtung gelegenen Ende des Y-Auslegers zu befestigen,
so daß die
Masse des Werkzeugmagazins in der Nähe der Führung des Y-Auslegers angeordnet
wird und ein unerwünschtes Kippmoment
auf den Y-Ausleger vermieden wird. Vorzugsweise ist das Werkzeugmagazin
als Kettenwechsler ausgebildet, es kann aber auch als Tellerwechsler,
Schieberegister oder dergleichen ausgeführt sein. Beide Spindeleinheiten
bedienen sich aus dem gleichen Werkzeugmagazin, so daß sämtliche für den Bearbeitungsvorgang
erforderlichen Bearbeitungswerkzeuge und Bearbeitungsaggregate nur einmal
im Werkzeugmagazin vorhanden sein müssen. Eine entsprechende Steuerungssoftware
stellt sicher, daß das
jeweils benötigte
Bearbeitungswerkzeug oder Bearbeitungsaggregat vom gemeinsamen Werkzeugmagazin
jeweils an derjenigen Stelle bereitgehalten wird, an der es entweder
die erste oder die zweite Bearbeitungsspindel übernimmt.
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Eine
weitere Ausführungsform
des erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums
besteht darin, daß für jede Spindeleinheit
ein eigenes Werkzeugmagazin am Y-Ausleger angebracht ist. Insbesondere
ist es zweckmäßig, die
beiden Werkzeugmagazine am nahe der Führung in Y-Achsenrichtung gelegenen
Ende des Y-Auslegers anzubringen, und zwar, in X-Achsenrichtung
gesehen, beidseitig des Y-Auslegers. Vorzugsweise sind die Werkzeugmagazine
jeweils als Tellerwechsler ausgebildet. Bei der Anordnung der beiden
Werkzeugmagazine nahe der Führung
in X-Achsenrichtung wird wie ebenso wie bei der vorangehend beschriebenen
Ausführungsform
ein unerwünschtes
Kippmoment auf den Y-Ausleger vermieden. Jedes Werkzeugmagazin bedient eine
Spindeleinheit. Entsprechend ist bei der Programmierung des Bearbeitungszentrums
und bei der Bestückung
der beiden Werkzeugmagazine zu berücksichtigen, welche Spindeleinheit
im Laufe des Bearbeitungsvorganges welche Werkzeuge benötigt.
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Bei
einer weiteren Ausführungsform
ist ein Werkzeugmagazin vorgesehen, das mit der Führung in
X-Achsenrichtung in Eingriff steht und mechanisch mit dem Y-Ausleger
verbunden ist. Auf diese Weise wird die Masse des Werkzeugmagazins
an der Führung
in X-Achsenrichtung abgestützt,
so daß der Y-Ausleger
selbst leichter gestaltet werden kann und vollkommen frei von Kippmomenten
des Werkzeugmagazins bleibt. Vorzugsweise ist die mechanische Verbindung
zwischen dem Werkzeugmagazin und dem Y-Ausleger als teleskopische
Verbindung ausgebildet. Da so der Abstand zwischen dem Werkzeugmagazin
und dem Y-Ausleger entlang der Führung
in X-Achsenrichtung verändert
werden kann, kann der Y-Ausleger verfahren werden, ohne stets das
Werkzeugmagazin mitführen
zu müssen.
So läßt sich
die bewegte Masse, die in X-Achsenrichtung verfahren werden muß, gering
halten. Andererseits ist durch die mechanische Verbindung sichergestellt, daß das Werkzeugmagazin
bei Bedarf am Y-Ausleger bereitsteht, um Bearbeitungswerkzeuge oder
Bearbeitungsaggregate in eine der beiden Spindeleinheiten einzuwechseln.
Vorzugsweise ist die teleskopische Verbindung als Pneumatik-Kolben-Zylinder-System
ausgebildet, Dieses Kolben-Zylinder-System kann Abstandsänderungen
in X-Achsenrichtung ausgleichen, die z. B. dann entstehen, wenn das
Werkzeugmagazin in einer bestimmten Phase der Werkstückbearbeitung
nicht benötigt
wird und seine Position in X-Achsenrichtung beibehält, während der
Y-Ausleger für
die Werkstückbearbeitung verfahren
wird, soweit dies im Rahmen der teleskopischen Verbindung möglich ist.
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Um
die Masse des Werkzeuugmagazins vollkommen vom Y-Ausleger abzukoppeln,
ist bei einer weiteren Ausführungform
des erfindunggemäßen Bearbeitungszentrums
ein Werkzeugmagazin vorgesehen, das mit der Führung in X-Achsenrichtung in Eingriff steht, und über einen
eigenen Antrieb und eine eigene Steuerung entlang der X-Achsenrichtung verfahrbar
ist. Auf diese Weise wird die bewegte Masse des Y-Auslegers minimiert,
und trotzdem steht aber das Werkzeugmagazin bei Bedarf immer zur Verfügung, indem
es dem Y-Ausleger selbständig hinterherfährt.
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In
einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums sind
entlang der Führung
in X-Achsenrichtung ein oder mehrere Pick-up-Werkzeugmagazine nahe
der Führung
angeordnet. Diese Pick-up-Werkzeugmagazine sind in der Regel zusätzlich zu
weiteren Werkzeugmagazinen, wie sie vorangehend erläutert. wurden,
vorgesehen.
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Vorzugsweise
sind die beiden Spindeleinheiten des Bearbeitungszentrums jeweils
mit einer Einrichtung zur Drehung von Bearbeitungswerkzeugen oder
Bearbeitungsaggregaten um eine C-Achse versehen.
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Bei
einer günstigen
Ausgestaltung der Erfindung wird ein Sauger oder Greifer in die
Spindeleinheit eingewechselt, um Rest- oder Abfallstücke des zu
bearbeitenden Werkstückes
aufzugreifen und aus dem Arbeitsbereich um das aufge spannte Werkstück herum
zu entfernen. Ein derartiges Handling von Rest- oder Abfallstücken wird
dadurch wirtschaftlich sinnvoll, daß mit dem vorangehend beschriebenen Verfahren
die Einwechselzeiten für
den Sauger oder Greifer praktisch nicht ins Gewicht fallen. Ferner kann
mit einem eingewechselten Sauger oder Greifer auch das Werkstück selbst
gehandhabt werden, z. B. um es aus dem Aufspannbereich zu entfernen
und ein neues zu bearbeitendes Werkstück aufspannen zu können. Auch
dieses Aufspannen des neuen Werkstückes kann mit Hilfe von Saugern
oder Greifern erfolgen, die an die Spindeleinheiten eingewechselt
worden sind.
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In
einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung können mit in die Spindeleinheit
eingewechselten Greifer die Führungen
eines Vakuum-Aufspannsystems für
das zu bearbeitende Werkstück
und/oder die in diesen Führungen
verschiebbaren Vakuum-Sauger derart umpositioniert, d. h. verschoben werden,
daß das
Vakuum-Aufspannsystem für
die Aufspannung eines anderen Werkstückes vorbereitet ist.
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Auch
durch ein derartiges automatisches Handling von Abfall- oder Reststücken bzw.
von Werkstücken
sowie durch ein automatisches Umstellen der Vakuum-Aufspanneinrichtung
können
die Bearbeitungs- und Handlingzeiten minimiert werden.
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Ein
weitere erfindungsgemäße Ausführungsform
der Erfindung zur Bearbeitung von festaufgespannten Werkstükken aus
Holz- und Kunststoff-Werkstoffen oder dergleichen besteht darin,
daß die
beiden Spindeleinheiten ein aufgespanntes Werkstück jeweils gleichzeitig oder
taktweise nacheinander in einer Bearbeitungsrichtung bearbeiten.
Dadurch läßt sich
die Bearbeitungszeit des Werkstückes
merklich senken. Bei dem erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrum, bei
dem sich die beiden Spindeleinheiten eine gemeinsame Führungsanordnung in
X-Achsenrichtung teilen, können
beispielsweise in X-Achsenrichtung von beiden Spindeleinheiten jeweils
gleichzeitg oder taktweise versetzt parallele Lochreihen gebohrt
werden. Auch in Y-Achsenrichtung können bei gleichbleibendem,
festen X-Abstand zwischen den Spindelachsen der beiden Spindeleinheiten
z. B. parallele Lochreihen von beiden Spindeleinheiten gesetzt werden.
Weiterhin kann in der gemeinsamen X-Achsenrichtung die eine Spindeleinheit
eine Vorbearbeitung, z. B. ein Vorfräsen, durchführen, während die zweite Spindeleinheit
eine Fertigbearbeitung, z. B. ein Fertigfräsen, im Nachgang zur ersten
Spindeleinheit durchführt.
Die beiden Spindeleinheiten können
in der X-Achsenrichtung, in der sie die gemeinsame Führungsanordnung
teilen, entweder hintereinander entlang dieser Achsenrichtung arbeiten
oder quer zu dieser Achsenrichtung versetzt nebeneinander entlang
dieser Achsenrichtung arbeiten.
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Mit
einem erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrum
ist es möglich,
daß an
den beiden Werkstücken
die gleichen Bearbeitungsschritte gleichzeitig ausgeführt werden,
wobei die eine Spindeleinheit das eine Werkstück und die andere Spindeleinheit
das andere Werkstück
bearbeitet. Mit anderen Worten können
die beiden Spindeleinheiten beispielsweise zwei identische Werkstücke parallel mit
den gleichen Bearbeitungsschritten bearbeiten oder auch zwei identische
Bearbeitungsabfolgen an zwei verschiedenen Werkstücken ausführen. Auf
diese Weise kann das Bearbeitungszentrum besser ausgelastet werden.
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Nachdem
die beiden Spindeleinheiten in ihren sämtlichen Achsenrichtungen,
die neben der Achsenrichtung, in der sie sich die gemeinsame Führungsanordnung
teilen, verbleiben, völlig
unabhängig voneinander
steuerbar sind, kann das erfindungsgemäße Bearbeitungszentrum durch
eine entsprechende Anweisung an das elektronische Steuerungsprogramm
von einem Bearbeitungsverfahren auf das andere umgestellt werden,
ohne daß hierzu
mechanische Umbauarbeiten erforderlich wären. Durch diese Vielzahl verschiedener
Einsatzmöglichkeiten
ist das erfindungsgemäße Bearbeitungszentrum
sehr flexibel einsetzbar.
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Nachfolgend
werden Ausführungsbeispiele des
erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums
anhand der beigefügten
Zeichnungen näher
erläutert.
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Es
zeigen:
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1 ein erstes Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums
in einer schematisierten Draufsicht;
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2 ein zweites Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums
in einer schematisierten Draufsicht;
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3 eine weitere schematisierte
Draufsicht des Bearbeitungszentrums gemäß 2 mit einem langen aufgespannten Werkstück;
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4 eine schematisierte Draufsicht
auf einen Aufspanntisch mit aufgespanntem Werkstück;
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5 eine schematisierte weitere
Draufsicht auf das Bearbeitungszentrum gemäß 2 mit vier aufgespannten Werkstücken;
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6 eine schematisierte Draufsicht
auf einen Aufspanntisch mit zwei aufgespannten Werkstücken.
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Das
in 1 gezeigte Bearbeitungszentrum umfaßt eine
(nicht gezeigte) Führung
in der mit X gekennzeichneten X-Achsenrichtung.
Entlang dieser Führung
verfahrbar ist ein Y-Ausleger 3 angeordnet, der sich in
Y-Achsenrichtung erstreckt, die mit Y gekennzeichnet ist. Entlang
der beiden sich in Y-Richtung erstreckenden Seiten des Y-Auslegers 3 ist
jeweils eine Führung 8 und 9 angeordnet.
Mit der Führung 9 steht
eine erste Spindeleinheit 1 in Eingriff, die entlang dieser
Führung
in Y-Achsenrichtung bewegbar ist. Über eine Führung 10 ist die Spindeleinheit 1 unabhängig van
der Bewegungsmöglichkeit
in Y-Achsenrichtung auch in Z-Achsenrichtung, d. h. in Richtung
senkrecht zur Zeichenebene bewegbar. An der Spindeleinheit 1 ist
ein Bearbeitungsaggregat 6 eingewechselt und die Spindeleinheit 1 verfügt über eine
Einrichtung zur Drehung des Bearbeitungsaggregates um eine C-Achse,
die parallel zur Z-Achse verläuft.
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In
analoger Weise zur Spindeleinheit 1 ist eine Spindeleinheit 2 vorgesehen,
die über
die Führung 8 in
Y-Achsenrichtung bewegbar ist. Über
eine Führung 11 ist
die Spindeleinheit 2 in Z-Achsenrichtung bewegbar. Auch
in die Spindeleinheit 2 ist in der Darstellung ein Bearbeitungsaggregat 6 eingewechselt
und auch die Spindeleinheit 2 verfügt über eine Einrichtung zur Drehung
des Bearbeitungsaggregates um eine C-Achse parallel zur Z-Achsenrichtung.
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Der
Y-Ausleger überdeckt
in Y-Achsenrichtung einen Aufspanntisch 4, auf den in der
Darstellung in 1 zwei
Werkstücke 12 und 13 fest
aufgespannt sind. Während
sich das eine, freie Ende des Y-Auslegers 3 über dem
Aufspanntisch 4 befindet, ist das andere Ende des Y-Auslegers 3,
welches in Eiagriff mit der (nicht gezeigten) Führung in X-Achsenrichtung steht,
mit einem Werkzeugmagazin 5 versehen, das als Kettenwechsler
ausgebildet ist. Der Kettenwechsler 5 ist fest am Y-Ausleger 3 angebracht und
wird zusammen mit diesem in X-Achsenrichtung verfahren. Der Kettenwechsler 5 erstreckt
sich in X-Achsenrichtung so weit auf beide Seiten des Y-Auslegers 3,
daß sowohl
die erste Spindeleinheit 1 als auch die zweite Spindeleinheit 2 mit
Bearbeitungswerkzeugen oder Bearbeitungsaggregaten 6 beschickt
werden kann. Hierfür
sind zusätzlich
Umsetzer 7 beidseitig des Y-Auslegers 3 vorgesehen.
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Während sich
die beiden Spindeleinheiten 1 und 2 in X-Achsenrichtung stets
gemeinsam mit dem Y-Ausleger 3 bewegen und in X-Achsenrichtung
stets den gleichen Abstand zwischen ihren beiden Spindelachsen beibehalten,
sind die beiden Spindeleinheiten 1 und 2 in Y-Achsenrichtung
und Z-Achsenrichtung völlig
unabhängig
voneinander verfahrbar. Weiterhin sind auch die in die Spindeleinheiten
eingewechselten Bearbeitungswerkzeuge oder Bearbeitungsaggregate 6 in
jeder Spindeleinheit unabhängig um
die C-Achse drehbar.
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Während nun
die eine Spindeleinheit ein fest aufgespanntes Werkstück bearbeitet,
kann zwischenzeitlich die zweite Spindeleinheit aus dem Kettenwechsler 5 mit
einem anderen Bearbeitungswerkzeug oder Bearbeitungsaggregat 6 bestückt werden und
dann die Bearbeitung dieses gleichen Werkstückes fortsetzen, während wiederum
die erste Spindeleinheit ein anderes Werkzeug aus dem Kettenwechsler 5 rüstet.
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Das
in 2 dargestellte zweite
Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums
unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel gemäß 1 lediglich durch die Ausgestaltung
der Einrichtung zum Werkzeugwechsel. Daher wird hinsichtlich derjenigen
Komponenten des Bearbeitungszentrums, die mit dem ersten Ausführungsbeispiel
in 1 übereinstimmen
und die mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind, auf die dortigen
Ausführungen
verwiesen.
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Beim
in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel
sind anstelle des Kettenwechslers zwei separate Tellerwechsler 14 und 15 vorgesehen,
von denen der Tellerwechsler 14 auf der Seite der Spindeleinheit 1 und
der Tellerwechsler 15 auf der Seite der Spindeleinheit 2 jeweils
am dem freien Ende des Y-Auslegers 3 entgegengesetzten
Ende angebracht sind. Die beiden Tellerwechsler 14 und 15 sind
fest mit dem Y-Ausleger 3 verbunden und werden entsprechend zusammen
mit diesem in X-Achsenrichtung entlang einer (nicht gezeigten) Führung verfahren.
Während die
eine Spindeleinheit ein fest aufgespanntes Werkstück bearbeitet,
kann zwischenzeitlich die zweite Spindeleinheit an dem ihr zugeordneten
Tellerwechsler mit einem anderen Bearbeitungswerkzeug oder Bearbeitungsaggregat 6 bestückt werden
und dann die Bearbeitung dieses gleichen aufgespannten Werkstück übernehmen.
Dann wiederum kann die erste Spindeleinheit an dem ihr zugeordneten
Tellerwechsler ein anderes Werkzeug rüsten.
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Bei
den nachfolgenden 3 bis 6 sind die gleichen Komponenten
wie bei den beiden zuvor erläuterten
Ausführungsbeispielen
mit den gleichen Bezugszeichen versehen und es wird auf die vorangehenden
Ausführungen
verwiesen.
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Wie
in 3 veranschaulicht,
steht der Spindeleinheit 1 ein Arbeitsbereich in X-Achsenrichtung mit
der Länge
Lt zur Verfügung.
Entsprechend steht der Spindeleinheit 2 ein Arbeitsbereich
in X-Achsenrichtung mit der Länge
L2 zur Verfügung. Jeder dieser Arbeitsbereiche
L1 und L2 entspricht
dem Arbeitsbereich, der einem herkömmlichen Bearbeitungszentrum
mit nur einer Spindeleinheit zur Verfügung stünde. Einaufgespanntes Werkstück 16 mit
der Länge
L könnte
also ohne ein Umspannen des Werkstückes von einem herkömmlichen
Bearbeitungszentrum mit nur einer Spindeleinheit nicht über die
gesamte Werkstücklänge bearbeitet
werden. Hingegen kann mit dem erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrum, wie 3 veranschaulicht, ein fest
aufgespanntes Werkstück 16 mit
der Länge
L auf seiner ganzen Länge
bearbeitet werden, da sich die Arbeitsbereiche Lt und L2 derart
ergänzen,
daß der
gesamte Arbeitsbereich L zur Verfügung steht.
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4 veranschaulicht ein Bearbeitungsverfahren,
bei dem die beiden Spindeleinheiten 1 und 2 des
erfindungsgemäßen Bearbeitungszentrums
ein Werkstück 16,
das fest auf den Aufspanntisch 4 aufgespannt ist, in X-Achsenrichtung,
in der die beiden Spindeleinheiten 1 und 2 über eine
gemeinsame Führungsanordnung
bewegt werden, hintereinander bearbeiten. Wie in 4 angedeutet, kann die Spindel 2 in
X-Achsenrichtung das Werkstück 16 entlang der
Kante vorfräsen,
während
die Spindeleinheit 1, die im festen Abstand hinterherläuft, die
Kante fertigfräst.
Weiterhin kann, anders als bei der in 4 gezeigten
Situation, bei der die Spindeleinheit 1 der Spindeleinheit 2 auf
der gleichen Y-Koordinate folgt, die eine Spindeleinheit zur anderen
in Y-Richtung zueinander versetzt sein, um beispielsweise parallele Lochreihen
in X-Achscnrichtung zu bohren.
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5 veranschaulicht die Aufspannung
von zwei gleichen zu bearbeitenden Werkstücken 17 und 18 auf
dem Aufspanntisch 4 (rechte Bildhälfte). Die Werkstücke sind
so aufgespannt, daß die
sich entsprechenden, jeweils in Y-Achsenrichtung verlaufenden Kanten
der Werkstücke
in einem Abstand S angeordnet sind, der dem Spindelabstand entspricht,
d. h. dem Abstand der Spindelachse der Spindeleinheit 1 zur
Spindelachse der Spindeleinheit 2 in X-Achsenrichtung.
Wie in 6 dargestellt,
können
dann die gleichen Bearbeitungsschritte gleichzeitig von den beiden
Spindeleinheiten 1 und 2 an den fest aufgespannten
Werkstücken 17 und 18 ausgeführt werden.
In der Zwischenzeit kann auf dem Aufspanntisch die Aufspannung zweier
neuer, parallel zu bearbeitender Werkstücke oder aber eines anderen
zu bearbeitenden Werkstückes
erfolgen (siehe linke Bildhälfte
in 5).