DE202006015098U1

DE202006015098U1 - Werkzeugmaschine mit Rundkabine

Info

Publication number: DE202006015098U1
Application number: DE200620015098
Authority: DE
Original assignee: Deckel Maho Pfronten GmbH
Current assignee: Deckel Maho Pfronten GmbH
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2006-11-23
Anticipated expiration: 2016-10-03

Abstract

Werkzeugmaschine mit
– einer vor einem Maschinenständer (1) angeordneten niedrigen Maschinenbasis (2),
– einer am Maschinenständer (1) in mindestens zwei Koordinatenachsen verfahrbaren Bearbeitungseinheit (6),
– einer Schutzkabine, die einen vorderen teilzylindrischen Wandteil und eine auf einer kreisförmigen Bahn zwangsgeführte Rundtüre aufweist, und
– einem Werkzeugmagazin (15),
dadurch gekennzeichnet, dass
das Werkzeugmagazin ein seitlich neben dem Maschinenständer außerhalb der Schutzkabine angeordnetes Kettenmagazin (15) ist und
– ein Werkzeugwechsler (30) außerhalb der Schutzkabine vorgesehen ist, der einen winkelförmigen Schwenkarm (31) mit endseitigem Greifer (32) für mindestens ein Werkzeug aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einer vor einem Maschinenständer angeordneten Maschinenbasis, mit einer am Ständer in mindestens zwei Koordinatenachsen verfahrbaren Bearbeitungseinheit, mit einer den Arbeitsraum umgebenden Schutzkabine, die einen vorderen teilzylindrischen Wandteil mit oberer Deckplatte und einem auf einer kreisförmigen Bahn der vor dem Maschinenständer angeordneten Basis zwangsgeführte Rundtüre mit oberem verschwenkbar geführtem Deckelement aufweist, und mit einem Werkzeugmagazin zur Versorgung der Bearbeitungseinheit mit ausgewählten Werkzeugen.
Eine derartige Werkzeugmaschine ist z. B. aus der EP 1 046 460 B1 bekannt. Gegenüber herkömmlichen Werkzeugmaschinen, bei denen die Türen der Schutzkabine als geradlinige verschiebbare Flachtüren ausgebildet sind, weist die vorbekannte Werkzeugmaschine eine runde Schutzkabine auf, deren vorderes abgerundetes Wandteil durch eine obere Deckplatte mit Seitenwänden der Schutzkabine verbunden ist. Die Seitenwand der Rundtüre hat die Form eines Zylindermantelsegments und ist mit einem kreissegmentförmigen oberen Deckelement fest verbunden. Dieses Deckelement ist an der oberen Deckplatte der stationären Rundkabine um eine Vertikalachse verschwenkbar geführt. Insgesamt ergibt sich durch die teilzylindrische Wandung der Rundtüre und durch das mit dieser fest verbundene Deckelement eine in sich steife und stabile Türkonstruktion mit leichtgängiger Führung und zuverlässiger Abdichtung gegen austretende Flüssigkeiten. Seitlich neben dem durch den Werkstücktisch definierten Arbeitsraum der Maschine ist innerhalb der Rundkabine ein Werkzeugmagazin angeordnet, das als doppeltes Tellermagazin ausgebildet ist. Zwei Magazinteller sind seitlich neben dem Werkstücktisch angeordnet und können durch geeignete Systeme einzeln angehoben und abgesenkt werden. In ihrer unteren Stellung sind beide Tellermagazine durch eine gemeinsame Haube abgedeckt, die motorisch geöffnet und geschlossen werden kann. In der Praxis hat sich bei der automatisierten Bearbeitung komplexer Werkstücke die maximal mögliche Anzahl an Werkzeugen als ungenügend erwiesen.
Ferner sind Schleifmaschinen bekannt, die eine vor einem Maschinenständer positionierte Schleifeinheit und eine den Arbeitsbereich umgebende Rundkabine aufweisen. Die Rundkabine enthält eine Schiebetüre, die auf einer unteren maschinenfesten Rundführung abgestützt und mittels eines oberen Deckelements verdrehbar gehalten ist.
Ferner ist aus der EP 331 178 A1 eine kompakte Säulenbohrmaschine bekannt, deren Maschinenkopf zusammen mit dem vertikal verschiebbaren Bohrer in horizontaler Richtung verstellt oder verschwenkt werden kann. Eine Rundkabine umgibt den Arbeitsraum der Bohrmaschine zusammen mit einem Werkzeugmagazin und einem Wechsler. Die beiden Halbschalen der Rundkabine sind gegeneinander verschiebbar geführt, sodass durch eine Verschiebung der einen oder anderen Halbschale jeder Maschinenbereich von außen zugänglich ist.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Werkzeugmaschine mit Rundkabine und Werkzeugmagazin zu schaffen, die bei Beibehaltung der gattungsgemäßen Vorteile eine größere Anzahl an automatisierten Arbeitsabläufen mit verschiedenen Werkzeugen ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Werkzeugmagazin ein seitlich neben dem Maschinenständer außerhalb der Rundkabine angeordneten Kettenmagazin ist und ein Werkzeugwechsler außerhalb der Schutzkabine vorgesehen ist, dessen winkelförmiger Schwenkarm mit endseitigem Greifer zwischen einer Übergabestation des Kettenmagazins und einer Einwechselposition der Bearbeitungseinheit innerhalb der Rundkabine motorisch bewegbar ist.
Die Werkzeugmaschine enthält eine vor dem Maschinenständer und mit diesem fest verbundene vordere Maschinenbasis, die eine etwa wannenartige Form hat und an ihrer runden Vorderseite eine Führungsschiene trägt, auf welcher die Rundtüre über Schrägsegmente beweglich abgestützt ist.
Der erfindungsgemäß ausgebildete Werkzeugwechsler ist motorisch vertikal bewegbar, wobei sein winkelförmiger Schwenkarm um die endseitige Vertikalachse mittels eines Druckmittelzylinders und ggf. geeigneten Getriebeelementen bewegt wird.
In der Kabinenwand ist eine von einer Klappe verschlossene Öffnung vorgesehen. Bei jedem Werkzeugwechsel wird diese Klappe geöffnet, sodass der Schwenkarm zusammen mit seinem Werkzeuggreifer durch die Wandöffnung hindurch greift.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfindung ist der neben dem Arbeitsraum und dem Maschinenständer positionierte Werkzeugwechsler mittels eines Druckmittelzylinders heb- und senkbar, um die jeweiligen Werkzeuge ein- und auswechseln zu können.
Zweckmäßig ist ein Doppelgreifer am freien vorderen Ende des winkelförmigen Schwenkarms verdrehbar angeordnet, wobei das hintere Ende des Schwenkarms eine Lageranordnung für dessen Dreh- bzw. Schwenkbewegung aufweist.
Weitere Vorzüge und Besonderheiten der Erfindung lassen sich der folgenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels entnehmen. Es zeigen:
1 eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine in perspektivischer Frontalansicht;
2 die Werkzeugmaschine nach 1 in schematischer Draufsicht.
Bei der dargestellten Werkzeugmaschine handelt es sich um eine Universalfräs- und Bohrmaschine, die hier zur Erzielung einer hohen Eigensteifigkeit in der so genannten Monoblockbauweise ausgeführt ist. Ein Ständer 1 ist auf einem vorstehenden Unterbau 2 starr befestigt. Wie aus 1 ersichtlich liegt der Unterbau 2 mit seinem halbkreisförmigen Vorderteil auf dem Boden auf. An der Vorderseite des Ständers 1 ist ein Werkstücktisch 3 mittels einer Konsole 4 an – nicht dargestellten – vertikalen Führungsschienen motorisch verfahrbar geführt. Dieser Werkstücktisch 3 ist zur vertikalen Längsachse der Werkzeugmaschine seitlich versetzt angeordnet, wie dies aus 2 deutlich erkennbar ist. Oberhalb des Werkstücktisches ist eine mitlaufende Jalousie 5 angeordnet, die die Führungsschienen und weitere Mechanismen sowie die Vorderseite des Ständers gegen Späne und Flüssigkeiten schützt.
Am Ständer 1 ist eine Bearbeitungseinheit 6 in zwei horizontalen Koordinatenachsen motorisch verfahrbar angeordnet, die hier als vertikaler Fräskopf mit einer nach unten weisenden Arbeitsspindel 7 ausgebildet ist. In dieser Arbeitsspindel 7 können Werkzeuge nach dem Pick-up-Prinzip eingewechselt werden, wobei hierzu der Fräskopf in eine vorgegebene Wechselposition seitlich neben dem vom Werkstücktisch definierten Arbeitsraum bewegt wird. Wie aus 1 ersichtlich, sind die Flächen seitlich neben dem Fräskopf 6 durch mit fahrende Jalousien 8, 9 geschützt. Unterhalb der Jalousie 9 und seitlich neben dem Werkstücktisch 3 ist eine ortsfeste vertikale Trennwand 10 vorgesehen, die sich nach unten bis zum Boden des wannenförmigen Unterbaus 2 erstreckt und an ihrer in 1 linken Seite einen langgestreckten Ausschnitt 11 mit oberer Schrägkante 12 aufweist.
Seitlich neben dem Maschinenständer ist ein Kettenmagazin 15 mit hier in einer Horizontalebene umlaufender Endlosgliederkette 16 vorgesehen. Die Längsachse 17 dieses Kettenmagazins verläuft parallel zur vertikalen Mittelebene der Werkzeugmaschine, wobei zwischen der Maschinenseitenwand und dem Kettenmagazin 15 incl. seiner Tragkonstruktion nur ein minimaler Zwischenabstand vorhanden ist, um eine möglichst geringe Breite der gesamten Maschine zu erhalten, welche die Breite gleichartiger herkömmlicher Maschinen nicht oder nur geringfügig übersteigt. Das erfindungsgemäß verwendete Kettenmagazin eröffnet die Möglichkeit, eine große Anzahl unterschiedlicher Werkzeuge im Magazin zu positionieren und sie entsprechend der Maschinensteuerung automatisch in die Arbeitsspindel 7 des Fräskopfes einzuwechseln. Das Kettenmagazin 15 enthält zwei Kettenräder 18, 19 für die Gliederkette 16, von denen mindestens eines angetrieben ist. Gemäß 2 befindet sich die Endlosgliederkette 16 mit den Kettenrädern 18, 19 und den z. B. in 1 dargestellten inneren Stützeinbauten 20 in einem Schutzgehäuse 21. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel gehört zu dem Kettenmagazin 15 eine Tragkonstruktion 22, bestehend aus Vierkantträgern 23, 24, und einer stabilen Basis 25, die bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem vom steifen Unterbau 2 der Maschine fest verbunden ist.
In dem Abschnitt zwischen dem Kettenmagazin 15 und dem Maschinenständer ist ein Werkzeugwechsler 30 vorgesehen, der einen winkelförmigen Schwenkarm 31 enthält, dessen besondere Winkelform der 2 entnommen werden kann. Dieser winkelförmige Schwenk arm enthält an seinem freien Ende einen drehbar gelagerten Doppelgreifer 32 mit zwei diametral gegenüberliegenden Greiferzangen 33 zur Aufnahme je eines Werkzeugskegels. Das andere Ende des Winkelhebels 31 enthält eine Lageranordnung 34 mittels der der Schwenkhebel 31 Schwenkbewegungen um die vertikale Mittelachse dieser Lageranordnung 34 ausführen kann. Zum Verschwenken des Schwenkhebels 31 dient ein Druckmittelzylinder 36, dessen Kolbenstange 37 an einem neben der Knickung befindlichen Teil des Schwenkhebels angelenkt ist. Ein wesentliches Merkmal besteht darin, dass der hintere Teil des Schwenkhebels 31 und die Lageranordnung 34 hinter der beim dargestellten Ausführungsbeispiel einen Teil der Schutzkabine darstellenden Trennwand 10 angeordnet sind. In der in 2 dargestellten Position durchgreift der Schwenkhebel die Öffnung 11 in der Trennwand 10. Zu diesem Zweck wird ein Finger 37 zusammen mit dem Schwenkhebel 31 bewegt, der dabei gegen ein stiftartiges Element 38 drückt, das mit einer Klappe 39 verbunden ist. Durch den Andruck wird die Klappe 39 in die in 2 dargestellte offene Position bewegt. Durch eine geeignete Kraft, z. B. eine Feder, wird die Klappe 39 in ihre geschlossene Position zurückgestellt, sobald der Schwenkhebel 31 mittels des Druckmittelantriebs 36, 37 in seine Ausgangsposition hinter der Trennwand verschwenkt worden ist.
Der winkelförmige Schwenkarm 31 des Werkzeugwechsels 30 ist in der Lageranordnung 34 vertikal heb- und senkbar, um die Wechselvorgänge der Werkzeuge nach dem Pick-up-Prinzip in die entsprechend positionierte Arbeitsspindel bzw. in die ausgewählte Position des Werkzeugmagazins durchführen zu können. Für die Heb- und Senkbewegungen des Schwenkarms mit seinen Hilfsaggregaten, wie dem Druckmittelantrieb 36, 37 dient ein Druckmittelzylinder 40, der an der Basis 25 befestigt ist und dessen Kolbenstange 41 an der Unterseite der Tragkonstruktion des winkelförmigen Schwenkhebels 31 angreift. Durch Aktivieren dieses Druckmittelzylinders wird der Schwenkhebel 31 zusammen mit den endseitig gelagerten Greifern angehoben und abgesenkt.
Wie aus 1 ersichtlich, ist bei der dargestellten Ausführung der Doppelgreifer 33 am oberen Ende einer vertikalen Achse 44 angeordnet. Diese Achse 44 ist in einer Lageranordnung 45 am freien Ende des Schwenkhebels 31 motorisch verdrehbar gehalten. Zum Verdrehen dieser Achse 44 dient ein Antriebssystem, das beispielsweise durch die Schwenkbewegung des Schwenkhebels 31 oder auch durch einen eigenen motorischen Antrieb aktiviert werden kann.
Bei der dargestellten Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung handelt es sich um einen Maschinentyp, wie er z. B. in der EP 1 046 460 B1 dargestellt und beschrieben ist. Diese Maschine enthält eine auf einer kreisförmigen Bahn verschiebbare Rundtüre 50, wobei diese verschiebbare Bahn als Führungsschiene 51 am vorderen Ende des Maschinenunterbaus 2 ausgebildet ist. Die teilzylindrische Seitenwand der Rundtüre ist mit einem – nicht dargestellten – oberen Deckelement fest verbunden, das um eine Vertikalachse verschwenkbar geführt ist. Bei geschlossener Rundtüre wird der Arbeitsraum von diesem Deckelement und der benachbarten festen Deckplatte der Schutzkabine nach oben abgedeckt. Wie insbesondere aus der Draufsicht der 2 ersichtlich, handelt es sich insgesamt um eine asymmetrische Anordnung, d. h. der vom Werkstücktisch 3 bestimmte Arbeitsraum ist gegenüber der vertikalen Mittelebene der Maschine seitlich nach rechts versetzt, wodurch eine optimierte Zugänglichkeit zum Arbeitsraum bei geöffneter Rundtüre erreicht wird. Zu diesem Zweck weist die Rundtüre in ihrem unteren Teil ein schräg nach innen geneigtes konisches Segment auf, das auf der Führungsschiene 51 leicht verschiebbar abgestützt ist.

Claims

Werkzeugmaschine mit – einer vor einem Maschinenständer (1) angeordneten niedrigen Maschinenbasis (2), – einer am Maschinenständer (1) in mindestens zwei Koordinatenachsen verfahrbaren Bearbeitungseinheit (6), – einer Schutzkabine, die einen vorderen teilzylindrischen Wandteil und eine auf einer kreisförmigen Bahn zwangsgeführte Rundtüre aufweist, und – einem Werkzeugmagazin (15), dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmagazin ein seitlich neben dem Maschinenständer außerhalb der Schutzkabine angeordnetes Kettenmagazin (15) ist und – ein Werkzeugwechsler (30) außerhalb der Schutzkabine vorgesehen ist, der einen winkelförmigen Schwenkarm (31) mit endseitigem Greifer (32) für mindestens ein Werkzeug aufweist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzkabine im Bereich des Werkzeugwechslers (30) eine Klapptüre (39) aufweist, die bei jedem Werkzeugwechsel für den Durchgriff des Schwenkarms (31) mit seinem Greifer (32) automatisch geöffnet wird.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugwechsler (30) mittels einer Druckmittelzylindereinheit (40) heb- und senkbar ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Doppelgreifer (32) am freien Ende des winkelförmigen Schwenkarms (31) verdrehbar angeordnet und wechselweise mit einem Greifer (33) in den Zugriffsbereich der Arbeitsspindel (7) bewegbar ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der winkelförmige Schwenkarm (31) mit seinem rückwärtigen Armteil um eine Vertikalachse in einer Lageranordnung (34) motorisch verdrehbar gelagert ist.