DE19920940A1 - Werkzeugmaschine mit Werkzeugmagazin - Google Patents

Abstract

Eine solche Werkzeugmaschine vornehmlich für die Bearbeitung von Möbel- oder Innenausbauteilen hat eine Motorspindel, die an einem Maschinensupport innerhalb eines Arbeitsraums verfahrbar ist und in deren Werkzeugaufnahme unterschiedliche Bearbeitungswerkzeuge oder -aggregate einwechselbar sind. Mit der Motorspindel ist ein Werkzeugmagazin anfahrbar. Um bei einer solchen Maschine das Prinzip der Parallelstabkinematik einzusetzen und insbesondere für den Werkzeugwechsel eine erhöhte Beweglichkeit der Motorspindel zu erzielen, ist der die Motorspindel tragende Support nach dem Stabkinematikprinzip mit drei an einem Führungskopf je für sich axial verstellbaren Beinen ausgeführt, die vom Führungskopf nach unten hin miteinander konvergieren und mit den vom Führungskopf abgelegenen Enden einander benachbart an einem Spindelträger angelenkt sind. Daran ist die Motorspindel mit ihrer Werkzeugaufnahme zwischen einer vertikal nach oben weisenden, nach oben hin freiliegenden sowie seitlich vom Spindelträger zum Werkzeugmagazin hin liegenden Position und einer nach unten weisenden Position schwenkbar und die Werkzeuge im Werkzeugmagazin sind mit ihren Spanngliedern nach unten hin freihängend angeordnet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugmagazin der im Gattungsbegriff des Patentan­ spruchs 1 näher bezeichneten Art.

In bekannter Ausführung haben solchen Werkzeugmaschinen or­ thogonal angeordnete Maschinenachsen. Die zueinander recht­ winklige Anordnung der Maschinenachsen schränkt die Beweg­ lichkeit der Bearbeitungswerkzeuge beim Bearbeitungsvorgang ein, zumal in aller Regel die Ausrichtung der Spindelachse starr vorgegeben ist.

Es gibt Entwicklungen neuer kinematischer Strukturen, die auf dem Prinzip der Parallelstabkinematik beruhen. Hiermit kann ein Bearbeitungskopf nicht nur dreidimensional verfah­ ren, sondern jeweils auch noch in jeder Position kardanisch verschwenkt werden, wodurch sich eine erhöhte Beweglichkeit gegenüber orthogonal verfahrbaren Systemen ergibt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einer Ma­ schine der gattungsgemäßen Art das Prinzip der Parallel­ stabkinematik einzusetzen, um dadurch eine erhöhte Beweg­ lichkeit der Motorspindel zu erzielen, die zudem für den Werkzeugwechsel genutzt wird.

Diese Aufgabe wird bei einer Werkzeugmaschine der gattungs­ bildenden Art nach der Erfindung durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.

Für die Erfindung ist wesentlich, daß die über die drei längenverstellbaren Beine am Führungskopf beweglich ange­ ordnete Motorspindel es ermöglicht, beliebige dreidimensio­ nale Flächen, wie Sperrholzformteile, Stuhllehnen oder son­ stige Freiformflächen, wie sie an Möbelteilen vorkommen, mittels der dafür erforderlichen Werkzeuge zu bearbeiten. Denn es müssen keine schweren Werkzeugschlitten bewegt wer­ den, sondern lediglich der filigrane Bearbeitungskopf mit dem Spindelträger und der Motorspindel. So können für den Bearbeitungskopf hohe Beschleunigungen und Bahngeschwindig­ keiten realisiert werden, zugleich sind damit höhere Spin­ deldrehzahlen möglich, die zu einer höheren Schnittge­ schwindigkeit und damit zu einer verkürzten Bearbeitungs­ dauer führen. Mit großer Flexibilität ist die Motorspindel räumlich verfahrbar, was kurze Werkzeugwechselzeiten mög­ lich macht, wozu das Werkzeugmagazin so angeordnet und aus­ gebildet ist, daß darin die Werkzeuge entgegen der sonst üblichen Anordnung kopfstehend bereitgehalten werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungsmerkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung an ei­ nem Ausführungsbeispiel erläutert. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Werkzeugmaschine mit Werkzeugmagazin in Stirnansicht und

Fig. 2 die Werkzeugmaschine nach Fig. 1 in der Seit­ ansicht.

Im einzelnen erkennt man in der Zeichnung einen aufrechten Maschinenständer 1, nahe dessen Oberende ein Führungskopf 2 horizontal vorstehend angeordnet ist. Der Führungskopf 2 ist um eine horizontalliegende Achse A schwenkbar, er kann zusätzlich um eine Vertikalachse B verschwenkbar ausgebil­ det sein, wobei dann zweckmäßig lediglich der vordere, vom Ständer 1 abgelegene Abschnitt des Führungskopfes 2 um die Horizontalachse A schwenkbar ist.

An dem Führungskopf 2 sind drei Beine 3 in Abstand vonein­ ander an Gabelköpfen 4 oder dergl. aufgehängt, wobei zumin­ dest die beiden in Fig. 1 rechts und links dargestellten Beine kardanisch beweglich gehalten sind. Die drei Beine 3 sind nach unten hin teleskopisch verlängerbar bzw. entspre­ chend verkürzbar, was über Antriebsmotore 5 an den Oberen­ den der Beine 3 vorgenommen wird, die mit Teleskopgliedern 6 der Beine 3 zusammenwirken.

Über die Teleskopglieder 6 sind die drei Beine 3 gelenkig mit einem Spindelträger 7 verbunden. Nach unten hin konver­ gieren die drei Beine 3 miteinander, so daß die Anlenkstel­ len der drei Beine 3 am Spindelträger 7 dicht einander be­ nachbart liegen.

Der Spindelträger 7 ist selbst als Gelenk ausgebildet oder hat ein Gelenk 8, um daran eine Motorspindel 9 um eine ho­ rizontale Achse mit wenigstens 180 Grad schwenkbar aufzu­ nehmen. So kann die Motorspindel 9 zwischen derjenigen Po­ sition, die in Fig. 2 rechts erkennbar ist und der zweiten Position, in der sich die Motorspindel 9 an einem Werkzeug­ magazin 12 befindet, was in Fig. 2 links dargestellt ist, an dem Spindelträger 7 verschwenkt werden. An ihrem einen in Achsrichtung liegenden Ende hat die Motorspindel 9 eine Werkzeugaufnahme 10, die in der zweiten vorbeschriebenen Position nach oben hin gerichtet ist, wobei hier die Achse der Motorspindel 9 und der zugehörigen Werkzeugaufnahme 10 vertikal liegt. In dieser Position behindern also weder die drei Beine 3 noch der Spindelträger 7 die Zugänglichkeit der Werkzeugaufnahme 10 an der Motorspindel 9 senkrecht von oben her.

Umgekehrt kann folglich in dieser Position die Motorspindel mit ihrer Werkzeugaufnahme 10 von unten her an Spannglieder 13 von Bearbeitungswerkzeugen 11 herangefahren werden, die in einer Mehr- oder Vielzahl im Werkzeugmagazin 12 bereit­ gehalten werden. Entsprechend sind diese Bearbeitungswerk­ zeuge 11 im Werkzeugmagazin 12 nebeneinander so angeordnet, daß sie mit ihren Spanngliedern 13 frei nach unten hin hän­ gen. Als Spannglieder 13 können die Bearbeitungswerkzeuge 11 beispielsweise Spannkegel oder Hohlschaftkegel aufwei­ sen, grundsätzlich sind auch andere Kupplungen zwischen den Bearbeitungswerkzeugen 11 und der Werkzeugaufnahme 10 an der Motorspindel 9 möglich.

Unter Ausnutzung der Verstellmöglichkeiten über die längen­ veränderbaren Beine 3 und der Verschwenkung über das Gelenk 8 des Spindelträgers 7 wird das Werkzeugmagazin 12 in der­ jenigen Position der Motorspindel 9 angefahren, die in Fig. 2 links zu erkennen ist. Mit der leeren Werkzeugaufnah­ me 10 wird die Motorspindel 9 von unten her in axialer Richtung an das Spannglied 13 des aufzunehmenden Bearbei­ tungswerkzeugs 11 herangefahren, nach oder während des Spannvorganges wird die Motorspindel 9 zunächst horizontal vom Werkzeugmagazin 12 weg bewegt und so das betreffende Werkzeug 11 aus dem Werkzeugmagazin 12 herausgenommen. Die Ablage des aufgenommenen Werkzeugs 11 im Werkzeugmagazin erfolgt selbstverständlich in umgekehrter Bewegungsrich­ tung.

Durch ein Verschwenken des Führungskopfes 2 um die Horizon­ talachse A kann der Bereich der mit der Motorspindel 9 und deren Werkzeugaufnahme 10 erreicht werden kann, noch erwei­ tert werden. Dies gibt die Möglichkeit, das Werkzeugmagazin 12 zu verlängern, wobei sich die darin befindlichen, be­ reitgehaltenen Werkzeuge 11 in zumindest einer Reihe neben­ einander auf einem Kreisbogen oder auf einer Tangente eines solchen Kreisbogens befinden, der in der in Fig. 2 links dargestellten Ausrichtung der Motorspindel 9 mit der Werk­ zeugaufnahme 10 bestrichen werden kann. Zweckmäßig ist hierbei das Werkzeugmagazin 12 am Maschinenständer 1 ange­ ordnet und befindet sich entsprechend in einem größeren Ab­ stand nach unten von dem Führungskopf 2.

Grundsätzlich ist es auch möglich, das Werkzeugmagazin 12 seitlich am Maschinenständer 1 oder in Abstand getrennt da­ von anzuordnen. Dazu sieht man dann noch zusätzlich die Verschwenkung des Führungskopfes 2 um die Vertikalachse B vor, um mit der Werkzeugaufnahme 10 der Motorspindel 9 das Werkzeugmagazin 12 auch dann noch anfahren zu können, wenn es am Rande oder sogar außerhalb des Arbeitsraums liegt.

Claims (5)

1. Werkzeugmaschine für die Bearbeitung von Werkstücken aus Holz oder Holzersatzstoffen, insbesondere von Teilen für den Möbel- oder Innenausbau, mit einer Motorspindel, die an einem Maschinensupport innerhalb eines Arbeitsraumes verfahrbar ist und in deren Werkzeugaufnahme unter­ schiedliche Bearbeitungswerkzeuge oder -aggregate ein­ wechselbar sind, und mit einem von der Motorspindel mit ihrer Werkzeugaufnahme anfahrbaren Werkzeugmagazin, in welchem die Werkzeuge, die der Werkzeugaufnahme der Mo­ torspindel entsprechende Spannglieder haben, aufrecht nebeneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Support nach dem Stabkinematikprinzip mit drei an einem Führungskopf (2) je für sich axial verstellba­ ren Beinen (3) ausgeführt ist, die vom Führungskopf (2) weg nach unten hin miteinander konvergieren und mit den vom Führungskopf (2) abgelegenen Enden einander eng be­ nachbart an einem Spindelträger (7) angelenkt sind, und daß an diesem Spindelträger (7) die Motorspindel (9) mit ihrer Werkzeugaufnahme (10) zwischen einer vertikal nach oben weisenden, nach oben hin freiliegenden sowie seit­ lich vom Spindelträger (7) zum Werkzeugmagazin (12) hin liegenden Position und einer nach unten weisenden Posi­ tion schwenkbar ist und die Werkzeuge (11) im Werkzeug­ magazin (12) mit ihren Spanngliedern (13) nach unten hin freihängend angeordnet sind.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskopf (2) der axial verstellbaren Beine (3) nahe dem Oberende eines aufrechten Ständers (1) an­ geordnet ist und sich in einem Abstand darunter das Werkzeugmagazin (12) befindet, über das der Führungskopf (2) in Horizontalrichtung vorsteht.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskopf (2) um eine Horizontalachse (A) schwenkbar ist und die Werkzeuge (11) im Werkzeugmagazin (12) in zumindest einer Reihe nebeneinander angeordnet sind, die in einer Radialebene zur Schwenkachse (A) des Führungskopfes (2) angeordnet ist.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungskopf (2) um eine Vertikalachse (B) schwenkbar ist und sich das Werkzeugmagazin (12) - in der Vertikalprojektion gesehen - am seitlichen Rand oder außerhalb des Arbeitsraums befindet.

5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin 12 am Ständer 1 der Maschine an­ geordnet ist.