DE19949645A1 - Processing unit for circular workpieces, in particular wheels, comprising inclined clamping surfaces and tools attached to inclined portal segments - Google Patents

Processing unit for circular workpieces, in particular wheels, comprising inclined clamping surfaces and tools attached to inclined portal segments

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Abstract

The clamping unit (2), holding at least four pivotally joined, electrically driven (6) rotating workpieces (4), can be moved along guide rails (3) positioned at the recessed bottom of the bed (1). The workpieces are held on an inclined surface and processed by tools attached to the inner surface of the inclined segments positioned between the transversal (8) and the vertical segments (9) of an arch-shaped holding element (7). The outer and inner surfaces of the workpieces can be processed simultaneously.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung rotationssymme­ trischer Werkstücke, beispielsweise Räder für Fahrzeuge, wobei die Werkstücke mindestens zwei exakt koaxial zueinander liegende Bearbeitungskonturen bzw. zu bearbeitende Formelemente aufweisen, deren Bearbeitung zur Gewährlei­ stung des Rundlaufs und der Koaxialität der Formelemente durch mindestens zwei Bearbeitungseinheiten ohne Wechsel der Aufspannung erfolgt.The invention relates to a machine tool for machining rotationally symmetrical trical workpieces, such as wheels for vehicles, the workpieces at least two machining contours lying exactly coaxially to one another or Have form elements to be processed, the processing of which to guarantee Performance of the concentricity and the coaxiality of the shaped elements by at least two processing units without changing the clamping.

Bearbeitungszentren für rotationssymmetrische Werkstücke sind hinreichend bekannt. In der Praxis wird zur Bearbeitung von Fahrzeugrädern das 3-Stationen- Bohrzentrum der Firma IMT Intermato eingesetzt. Es besitzt einen Aufspanntisch für drei Räder. Zwei unabhängig voneinander arbeitende Werkzeugaufnahme­ einrichtungen können jeweils ein Rad gleichzeitig bearbeiten (Firmenschrift). Die Bearbeitung ohne Umspannen der Werkstücke ist erforderlich, um die Rundlaufabweichungen sowie die Abweichung von der Koaxialität rotations­ symmetrischer Konturen so gering wie möglich zu halten. Mit diesem Bearbei­ tungszentrum kann immer nur ein Rad bearbeitet werden, während die beiden anderen Räder noch nicht oder bereits fertig bearbeitet in der Werkzeugaufnah­ me aufgespannt verbleiben. Dies schränkt die Produktivität der Maschine erheb­ lich ein.Machining centers for rotationally symmetrical workpieces are sufficient known. In practice, the 3-station IMT Intermato drilling center used. It has a worktop for three bikes. Two tool holders working independently of each other facilities can process one wheel at a time (company lettering). Machining without reclamping the workpieces is required in order to  Concentricity deviations as well as the deviation from the coaxiality rotations keep symmetrical contours as low as possible. With this work center can only be worked on one wheel at a time, while the two other wheels not yet or already finished in the tool holder me stay open. This considerably limits the productivity of the machine Lich a.

Zur Erlangung einer hohen Produktivität haben sich in der Praxis Werkzeugma­ schinen in Portalbauweise durchgesetzt. So zeigt die DE-OS 40 15 570 A1 eine Werkzeugmaschine, insbesondere Vertikalschleifmaschine in Portalausfüh­ rung, an deren Querbalken mindestens ein Support für Bearbeitungswerkzeuge geführt ist. Durch die parallele Anordnung und Führung von zwei Tischen zur Aufnahme der zu bearbeitenden Werkstücke kann während der Bearbeitung ei­ nes Werkstückes ein bereits bearbeitetes vom Tisch genommen und ein neues aufgelegt, gerichtet und gespannt werden. Der Produktivitätsgewinn tritt hier durch den gleichzeitigen Ablauf von Haupt- und Nebenzeiten ein. Selbstverständlich ist es auch möglich, mit einem zweiten am Querbalken des Portals befestigten Be­ arbeitungssupport das auf dem zweiten Tisch befestigte Werkstück gleichzeitig mit dem ersten zu bearbeiten.In practice, tool mats have been used to achieve high productivity machines in portal construction prevailed. DE-OS 40 15 570 A1 shows one Machine tool, in particular vertical grinding machine in portal version tion, on the crossbar at least one support for processing tools is led. Due to the parallel arrangement and guidance of two tables Recording of the workpieces to be machined can take place during machining one workpiece has already been removed from the table and a new one be hung up, straightened and excited. The productivity gain comes through here the simultaneous running of main and secondary times. It goes without saying it is also possible with a second Be attached to the crossbar of the portal work support the workpiece attached to the second table at the same time to work with the first.

Eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung großer Bauteile ist in dem DE-GM 298 01 236 U1 beschrieben. Die Maschine ist in Portalbauweise ausgeführt. An dem Querträger ist mindestens ein in mehreren Achsen bewegbarer Bearbeitungs­ kopf mit seinen Antrieben angeordnet. Eine synchrone Bearbeitung zweier Werkstücke zeigt das DE-GM 298 07 071. Mehrere Wechselspanntische sind in Richtung einer der Maschinenachsen entlang nebeneinander liegender paral­ leler Verfahrwege unabhängig voneinander verfahrbar. Der Nachteil, der allen genannten Bearbeitungsmaschinen in Portalbauweise anhaftet, besteht in dem hohen Platzbedarf, den derartige Maschinen aufgrund ihrer Konzipierung für große Bauteile bzw. aufgrund der Anordnung mehrerer Werkstücktische neben­ einander erfordern. Für mehrere Werkstücktische muß auch die entsprechende Anzahl hochgenauer Führungen hergestellt werden. Demzufolge besteht ein weiterer Nachteil in ihrem sehr hohen Herstellungsaufwand. Für die Bearbei­ tung rotationssymmetrischer Teile kleinerer bis mittlerer Größe verursachen diese Werkzeugmaschinen zu hohe Kosten.A machine tool for processing large components is in the DE-GM 298 01 236 U1 described. The machine is designed as a portal. To the Cross member is at least one machining that can be moved in several axes head arranged with its drives. A synchronous processing of two Workpieces are shown in DE-GM 298 07 071. Several alternating clamping tables are in Direction of one of the machine axes alongside each other paral leler travels can be moved independently of each other. The disadvantage of all mentioned machine tools in portal construction, consists in the high space requirement that such machines because of their design for large components or due to the arrangement of several workpiece tables next to require each other. The corresponding must also be used for several workpiece tables Number of high-precision guides can be produced. As a result, there is a  another disadvantage in their very high manufacturing costs. For the machining cause rotation-symmetrical parts of small to medium size these machine tools at high cost.

Somit besteht das Problem der Erfindung in der Entwicklung einer Werkzeug­ maschine zur Bearbeitung rotationssymmetrischer Werkstücke, die die Vorteile der hohen Arbeitsgenauigkeit und einer optimalen Baugröße bekannter Bear­ beitungszentren für rotationssymmetrische Werkstücke mit der hohen Produkti­ vität von Bearbeitungsmaschinen in Portalbauweise verbindet.Thus, the problem with the invention is to develop a tool machine for machining rotationally symmetrical workpieces that have the advantages the high working accuracy and an optimal size of known Bear machining centers for rotationally symmetrical workpieces with high production vity of processing machines in portal design.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des ersten Patentan­ spruches gelöst. Die folgenden Ansprüche 2 bis 5 betreffen zweckmäßige Aus­ gestaltungen der Werkzeugmaschine.According to the invention the object is characterized by the features of the first patent solved. The following claims 2 to 5 relate to expedient designs of the machine tool.

Eine optimale Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine sieht je Werkstückaufnahmefläche zwei Bearbeitungseinheiten vor, so daß Innen- und Außenflächen der rotationssymmetrischen Werkstücke gleichzeitig bear­ beitet werden können. Selbstverständlich wird eine Erhöhung der Produktivität durch eine Verlängerung der Werkstücktische sowie zusätzlich angeordnete Be­ arbeitungseinheiten am Portal der Werkzeugmaschine erreicht. Derartige und ähnlich gelagerte Veränderungen bzw. zusätzliche Baugruppen sind vom Schutz der Patentansprüche mit erfaßt. So besteht eine besonders platzsparende An­ ordung des Werkstücktisches in einer Vertiefung des Maschinenbettes.An optimal configuration of the machine tool according to the invention provides two processing units for each workpiece receiving surface so that and outer surfaces of the rotationally symmetrical workpieces at the same time can be processed. It goes without saying an increase in productivity by an extension of the workpiece tables and additional arranged Be Work units reached on the machine tool portal. Such and Similar changes or additional modules are protected of claims included. So there is a particularly space-saving approach arrangement of the workpiece table in a recess of the machine bed.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Werkstücktisches wird eine ver­ hältnismäßig kleine Bauweise der Werkzeugmaschine erreicht. Trotzdem können im einfachsten Fall zwei Werkstücke gleichzeitig bearbeitet werden, während die nächsten zu bearbeitenden Teile bereits aufgespannt und gerichtet werden können. Die Anordnung der beiden Aufspannflächen in einem Winkel von je­ weils 45° zur Bewegungsebene des Werkstücktisches bietet nicht nur eine op­ timale Raumausnutzung, sondern ermöglicht auch die Nutzung der Schwerkraft zur Planauflage der Werkstücke. Die Größe des Winkels stellt hierzu ein Opti­ mum dar, wobei Abweichungen von ± 15° durchaus noch in dem Schutzumfang mit einbegriffen sind. Größere Abweichungen schränken die Vorteile der Erfin­ dung in unerwünschter Weise ein.The inventive design of the workpiece table is a ver relatively small design of the machine tool achieved. Still can in the simplest case, two workpieces are processed simultaneously while the next parts to be machined are already clamped and straightened can. The arrangement of the two clamping surfaces at an angle of each because 45 ° to the plane of movement of the workpiece table not only offers an op maximum use of space, but also allows the use of gravity  for the plan support of the workpieces. The size of the angle represents an opti mum represents, with deviations of ± 15 ° still within the scope of protection are included. Larger deviations limit the advantages of the Erfin unwanted way.

Nachfolgend soll die Erfindung an einem Beispiel näher erläutert werden. Die zugehörige Zeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von Autorädern in einer räumlichen Darstellung.The invention will be explained in more detail below using an example. The associated drawing shows a machine tool according to the invention Processing of car wheels in a spatial representation.

Die Werkzeugmaschine besteht aus einem Maschinenbett 1, das in seiner Längsausdehnung eine durchgehende Vertiefung zur Aufnahme eines Werk­ stücktisches 2 aufweist. Zur Führung des Werkstücktisches 2 sind auf dem Grund der Vertiefung des Maschinenbettes 1 Führungsleisten 3 befestigt. Die beiden translatorischen Bewegungsrichtungen des Werkstücktisches 2 längs der Vertiefung sind durch einen Doppelpfeil gekennzeichnet. Der Werkstücktisch 2 ist als prismatischer Hohlkörper ausgebildet, dessen beide gegenüberlie­ gende über das Maschinenbett 1 nach oben hinausragende Längsflächen in einem Winkel von 90° zueinander, d. h. jeweils in einem Winkel von 45° zur Be­ wegungsebene, angeordnet sind. Auf diesen schrägen Längsflächen sind zur Aufnahme der zu bearbeitenden Räder 4 im vorliegenden Beispiel jeweils zwei in Bewegungsrichtung hintereinander liegende Spannvorrichtungen 5 drehbe­ weglich angeordnet, auf denen jeweils ein Rad 4 aufgespannt ist. Jede Spann­ vorrichtung 5 ist von einem Elektromotor 6 angetrieben. Der Antrieb der Spann­ vorrichtung 5 kann sowohl wie bei einer Drehmaschine zur Erzeugung der Schnittbewegung als auch zum Positionieren der Räder dienen.The machine tool consists of a machine bed 1 , which has a continuous recess for receiving a work piece table 2 in its longitudinal extent. To guide the workpiece table 2 1 guide strips 3 are attached to the bottom of the recess of the machine bed. The two translatory directions of movement of the workpiece table 2 along the depression are identified by a double arrow. The workpiece table 2 is designed as a prismatic hollow body, the two opposing lying over the machine bed 1 upwardly projecting longitudinal surfaces at an angle of 90 ° to each other, ie each at an angle of 45 ° to Be movement plane, are arranged. On these oblique longitudinal surfaces for receiving the wheels 4 to be machined in the present example, two clamping devices 5 lying one behind the other in the direction of movement are rotatably arranged, on each of which a wheel 4 is clamped. Each clamping device 5 is driven by an electric motor 6 . The drive of the clamping device 5 can serve both as in a lathe to generate the cutting movement and to position the wheels.

Der Werkstücktisch 2 wird von einem Portal 7 überspannt. Es besteht aus ei­ nem horizontalen Joch 8, das über Ständer 9 fest mit dem Maschinenbett 1 ver­ bunden ist. Die Abmessungen des Portals 7 sind so gewählt, daß sich die Übergangsbereiche von den Ständern 9 zum Joch 8 in der Verlängerung der Achse einer unter dem Joch 8 befindlichen Spannvorrichtung 5 befinden. Genau in diesen Eckbereichen des Portals 7 sind jeweils zwei Führungsleisten 10 pa­ rallel zur Aufspannebene der Räder 4 angebracht, auf denen im vorliegenden Beispiel jeweils zwei Kreuzsupporte 11 verschiebbar angeordnet sind. Die zweite Bewegungsrichtung der Kreuzsupporte 11 verläuft orthogonal zu den Füh­ rungsleisten 10, d. h. genau in Richtung der Drehachsen der Räder 4. Jeder Kreuzsupport 11 trägt eine Werk­ zeugspanneinrichtung 12, von der Bearbeitungswerkzeuge aufgenommen wer­ den. Es ist auch denkbar, daß die Werkzeugspanneinrichtungen 12 wie darge­ stellt schwenkbar auf dem Kreuzsupport 11 angeordnet sind.The workpiece table 2 is spanned by a portal 7 . It consists of egg nem horizontal yoke 8 , which is firmly connected to the machine bed 1 via stand 9 . The dimensions of the portal 7 are chosen so that the transition areas from the uprights 9 to the yoke 8 are in the extension of the axis of a clamping device 5 located below the yoke 8 . Exactly in these corner areas of the portal 7 , two guide strips 10 are each mounted parallel to the mounting plane of the wheels 4 , on which two cross supports 11 are each arranged displaceably in the present example. The second direction of movement of the cross supports 11 is orthogonal to the guide strips 10 , ie exactly in the direction of the axes of rotation of the wheels 4 . Each cross support 11 carries a tool clamping device 12 , of the machining tools who added the. It is also conceivable that the tool clamping devices 12 such as Darge pivots are arranged on the cross support 11 .

Mit der vorliegenden Werkzeugmaschine lassen sich somit 6 Freiheitsgrade pro Werkstück realisieren.With the present machine tool, 6 degrees of freedom per Realize workpiece.

Claims (5)

1. Werkzeugmaschine zur Bearbeitung rotationssymmetrischer Werkstücke, be­ stehend aus einem Maschinenbett, auf dem ein Werkstücktisch horizontal geführt ist, und einem Bearbeitungseinheiten tragenden Portal, das den Werkstücktisch quer zu seiner Bewegungsrichtung überragt, gekennzeichnet dadurch,
daß der Werkstücktisch (2) zwei zu seiner Bewegungsebene jeweils einen Winkel von 30 bis 60° einschließende Werkstückaufnahmeflächen aufweist, von denen jede mindestens zwei in Bewegungsrichtung des Werkstückti­ sches (2) hintereinander angeordnete, direkt angetriebene Werkstücke in ihrer Rotationsachse drehbeweglich aufnimmt, und
daß je Werkstückaufnahmefläche oberhalb dieser mindestens eine in Rich­ tung der Rotationsachse der Werkstücke und senkrecht zu dieser bewegbare Bearbeitungseinheit an dem Portal (7) angeordnet ist.1. Machine tool for machining rotationally symmetrical workpieces, consisting of a machine bed on which a workpiece table is guided horizontally, and a machining unit-carrying portal that projects beyond the workpiece table transversely to its direction of movement, characterized in that
that the workpiece table ( 2 ) has two to its movement plane each enclosing an angle of 30 to 60 ° workpiece receiving surfaces, each of which at least two in the direction of movement of the workpiece table ( 2 ) arranged one behind the other, directly driven workpieces rotatably receives in its axis of rotation, and
that each workpiece receiving surface above this at least one in Rich direction of the axis of rotation of the workpieces and perpendicular to this movable processing unit is arranged on the portal ( 7 ). 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Winkel der Werkstückaufnahmeflächen zur Bewegungsebene des Werkstücktisches (2) 45° beträgt.2. Machine tool according to claim 1, characterized in that the angle of the workpiece receiving surfaces to the plane of movement of the workpiece table ( 2 ) is 45 °. 3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zur gleichzeitigen Bearbeitung von Außen- und Innenflächen eines rotati­ onssymmetrischen Werkstückes je Werkstückaufnahmefläche zwei Bearbei­ tungseinheiten angeordnet sind.3. Machine tool according to claim 1, characterized by  that for the simultaneous processing of external and internal surfaces of a rotati symmetrical workpiece, two machining operations per workpiece mounting surface tion units are arranged. 4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß Bearbeitungseinheiten auch auf der Rückseite des Portals (7) vorgese­ hen sind.4. Machine tool according to claim 1, characterized in that processing units are also hen on the back of the portal ( 7 ) vorgese. 5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Werkstücktisch (2) in einer Vertiefung des Maschinenbettes (1) ge­ führt ist.5. Machine tool according to claim 1, characterized in that the workpiece table ( 2 ) in a recess of the machine bed ( 1 ) leads GE.
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