DE19853945C2 - Werkzeugmaschine, insbesondere Fräsbearbeitungszentrum - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere Fräsbearbeitungszentrum, mit einer ein Werkzeug aufnehmenden Spindel, einem eine Palette aufnehmenden Werkstücktisch, der in eine Palettenwechselposition bringbar ist, einem Palettenwechsler, mit dem eine in Palettenwechselposition befindliche Palette übernehmbar und um eine vertikale Schwenkachse in eine Warteposition schwenkbar ist und umgekehrt, einem Bedientableau und zueinander orthogonalen Verfahrachsen.

Bekannte Bearbeitungszentren dieser Art umfassen beispielsweise einen in der horizontalen x-Achse verfahrbaren Ständer, einen am Ständer in der vertikalen y- Achse verfahrbaren Spindelstock, in dem eine Arbeitsspindel horizontal lagert, einen in der spindelparallelen z-Achse in eine Palettenwechselposition verfahrbaren Werkstücktisch und einen Drehwechsler, mit dem eine in Wechselposition befindliche Palette vom Werkstücktisch abhebbbar, in eine Warteposition schwenkbar und dort wieder absetzbar ist und umgekehrt. Dabei befindet sich der Drehwechsler derart vor der Werkzeugmaschine, daß eine die vertikalen Drehachsen des Drehwechslers und des Werkstücktisches schneidende horizontale Gerade parallel zu dessen Verfahrachse verläuft. Dies führt nicht nur zu großen Maschinenabmessungen, die bei großen Maschinenkursen leicht über zulässigen Transportbreiten liegen können, sondern auch zu langen Bedienerwegen zwischen der Warteposition des Drehwechslers und dem spindelnahen Bedientableau.

Bei einer bekannten Werkzeugmaschine gemäß DE 33 07 963 A1 schließt sich an den Drehwechsler ein Rundspeicher mit schräg angeordneten Speicherplätzen an. In bezug auf die Werkzeugmaschine fluchtet der Drehwechsler aber wiederum mit dem Werkstücktisch, so daß sich in dessen Verfahrachse die gesamten Abmessungen der Werkzeugmaschine und des Drehwechslers addieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Werkzeugmaschine zu schaffen, die kompakt aufgebaut ist und kurze Bedienerwege ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die insbesondere als Fräsbearbeitungszentrum ausgebildete Werkzeugmaschine weist neben zueinander orthogonalen Verfahrachsen eine ein Werkzeug aufnehmende Spindel, einen eine Palette aufnehmenden und in eine Palettenwechselposition bringbaren Werkstücktisch und einen Palettenwechsler auf, mit dem eine in Palettenwechselposition befindliche Palette übernehmbar und um eine vertikale Schwenkachse in eine Warteposition schwenkbar ist und umgekehrt. Gemäß der Erfindung ist der Werkstücktisch um eine Drehachse in die Palettenwechselposition drehbar und der Palettenwechsler derart schräg angeordnet, daß eine die Drehachse des Werkstücktisches und die Schwenkachse des Palettenwechslers schneidende horizontale Gerade beide horizontale Verfahrachsen schneidet. Die Schrägstellung des Palettenwechslers zur Werkzeugmaschine macht diese kompakt. Ist die vertikale Schwenkachse auf derselben Seite horizontaler Tischführungen wie das spindelnahe Bedientableau der Werkzeugmaschine angeordnet, verkürzen sich gegenüber stirnseitigen Anordnungen des Palettenwechslers die Wege des Bedieners. Dies gilt in besonderem Maße bei spindelparallelen Tischführungen, jedoch auch dann, wenn beispielsweise die z-Achse werkzeugseitig und die x-Achse werkstückseitig realisiert ist. Befindet sich auf der der Schwenkachse gegenüberliegenden Seite der Führungen eine spindelferne Handeingabestelle eines Werkzeugmagazins, kann die Bedienung der Werkzeugmaschine, des Spannplatzes und des Werkzeugmagazins innerhalb eines einzigen Quadranten der x- z-Ebene erfolgen. Erstreckt sich die vertikale Schwenkachse neben einem die Führungen tragenden und sich in deren Richtung verjüngenden Bettbereich der Werkzeugmaschine, erhöht dies deren Kompaktheit zusätzlich.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der zugehörigen schematischen Zeichnung ist ein Fräsbearbeitungszentrum 2 dargestellt, bei dem der Spindelstock 4 an einem auf dem Quersteg 6 eines T-förmigen Gestells 8 angeordneten Festständer 10 in der horizontalen Achse x und der vertikalen Achse y und der um eine Drehachse 12 drehbare Werkstücktisch 14 auf Führungen 16 des sich vom Quersteg 6 senkrecht wegerstreckenden Längsstegs 18 in der zu beiden Achsen x und y orthogonalen Achse z bewegbar ist.

Erfindungsgemäß ist an einer Seite des sich verjüngenden Längsstegs 18 ein Drehwechsler 20 angeordnet, der einen um eine Schwenkachse 22 schwenkbaren und längs dieser Schwenkachse 22 verschiebbaren Tragkörper 24 aufweist, wobei eine die Schwenkachse 22 und die Drehachse 12 des in Wechselposition WP befindlichen Werkstücktischs 14 verbindende Gerade G die z-Achse und die x-Achse schräg schneidet. Der Tragkörper 24 besitzt zwei einander gegenüberliegende Formelemente 26, die mit Formelementen 28 einer auf dem Werkstücktisch 14 aufgenommene Palette 30 und einer auf einem Spannplatz 32 aufgenommene Palette 34 zusammenwirken. An derselben Seite des Längsstegs 18, an der der Drehwechsler 20 steht, ist spindelnah ein Bedientableau 36 angeordnet. An der gegenüberliegenden Seite des Längsstegs 18 befindet sich spindelfern eine Handeingabestelle B3 eines Werkzeugmagazins. Die Bedienstelle am Bedientableau 36 ist mit B2, die Bedienstelle am Spannplatz 32 mit B1 bezeichnet. Alle Hauptbaugruppen befinden sich innerhalb der Transportraumbegrenzung TR.

Die Wirkungsweise ist folgende:

Nach erfolgter Bearbeitung eines auf der Palette 30 aufgenommenen nichtdargestellten Werkstücks fährt der Werkstücktisch 14 unter dem Einfluß einer nicht näher beschriebenen Steuerung auf den Führungen 16 aus der Bearbeitungsposition BP heraus, um entweder zunächst in eine Drehposition zu fahren und dort in eine Wechselposition WP zu drehen oder bei gleichzeitgem Drehen ausgerichtet in der Wechselposition WP anzukommen. Ist die Wechselposition WP erreicht, greifen die Formelemente 26 des nach oben fahrenden Tragkörpers 24 von unten in die Formelemente 28 der Paletten 30 und 34 ein, so daß diese vom Werkstücktisch 14 und vom Spannplatz 32 abgehoben werden. Schwenkt nun der Tragkörpers 24 um 180 Grad, gelangt die Palette 30 mit dem fertigbearbeiteten Werkstück über den Spannplatz 32 und die Palette 34 mit einem noch unbearbeiteten nichtdargestellten Werkstück über den Werkstücktisch 14. Durch nachfolgendes Absenken des Tragkörpers 24 nehmen in einem ersten Schritt die Paletten 30 und 34 ihre vertauschten Plätze ein und lösen sich in einem zweiten Schritt die Formelemente 26 von den Formelementen 28.

Im Gegensatz zum Stand der Technik, bei dem die Wechselposition des Werkstücktisches durch eine Linearbewegung in Richtung des stirnseitig angeordneten Drehwechslers einstellbar ist, überlagern sich beim Einstellen einer Wechselposition WP in bezug auf den schräggestellten Drehwechsler 20 eine Linear- und eine Drehbewegung. Die Schrägstellung läßt es dabei zum einen zu, die Aufstell- und/oder Transportmaße des Bearbeitungszentrums 2 in Abhängigkeit von dessen Bettgestaltung zu begrenzen bzw. zu beeinflussen. Zum anderen läßt sich der Weg des Bedieners zwischen der Bedienstelle B1 am Spannplatz 32 und der Bedienstelle B2 am Bedientableau 36 verkürzen. Außerdem wird es möglich, im selben Quadranten der x-z-Ebene, in dem die beiden Beeinstellen B1 und B2 liegen, eine dritte Bedienstelle B3 zum Einsetzen der Werkzeuge WZ in ein Werkzeugmagazin vorzusehen, ohne daß die Zugänglichkeit zu einer der gleichmäßig verteilten Bedienstellen beeinträchtigt wird.

Obwohl an einem Bearbeitungszentrum mit zwei spindelorthogonalen Werkzeug- und einer spindelparallelen Werkstückachse erläutert, umfaßt die Erfindung auch alle anderen Achskombinationen. So kann man den Palettenwechsler mit gleichem Erfolg schräg zum Verfahrweg eines in der x- Achse verfahrbaren Werkstücktisches anordnen. Andererseits wird die Aufgabe der Erfindung auch erfüllt, wenn der Palettenwechsler schräg vor einem lediglich drehbaren Werkstücktisch einer Fahrständerwerkzeugmaschine steht. Auch sind neben Drehwechslern, bei denen die Paletten durch Tragkörper gehandhabt werden, andere Drehwechsler umfaßt, beispielsweise jene, die die Paletten auf Traggabeln aufnehmen, oder jene, von denen die Paletten auf den Werkstücktisch geschoben oder gezogen werden.

Claims (6)

1. Werkzeugmaschine, insbesondere Fräsbearbeitungszentrum, mit einer ein Werkzeug aufnehmenden Spindel, einem eine Palette (30) aufnehmenden Werkstücktisch (14), der in eine Palettenwechselposition (WP) bringbar ist, einem Palettenwechsler (20), mit dem eine in Palettenwechselposition (WP) befindliche Palette (30) übernehmbar und um eine vertikale Schwenkachse (22) in eine Warteposition schwenkbar ist und umgekehrt, einem Bedientableau (36) und, zueinander orthogonalen Verfahrachsen (x, y, z), dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstücktisch (14) um eine Drehachse (12) in die Palettenwechselposition (WP) drehbar und der Palettenwechsler (20) derart schräg angeordnet ist, daß eine die Drehachse (12) des Werkstücktisches (14) und die Schwenkachse (22) des Palettenwechslers (20) schneidende horizontale Gerade (G) beide horizontalen Verfahrachsen (x, z) schneidet.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Schwenkachse (22) des Palettenwechslers (20) neben horizontalen Führungen (16) des Werkstücktisches (14) oder deren gedachten Verlängerungen angeordnet ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die vertikale Schwenkachse (22) des Palettenwechslers (20) neben einem die Führungen (16) tragenden und sich in deren Richtung verjüngenden Bettbereich (18) angeordnet sind.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Führungen (16) schwenkachsenseitig und spindelnah das Bedientableau (36) zur Bedienung der Werkzeugmaschine angeordnet ist.

5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche von 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Führungen (16) schwenkachsengegenüberliegend und spindelfern eine Handeingabesteile (B3) eines Werkzeugmagazins angeordnet ist.

6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche von 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (16) spindelparallel verlaufen.