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Die
Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 sowie die Anordnung von zwei Werkzeugmaschinen gemäß dieser
Gattung.
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Eine
Werkzeugmaschine dieser Gattung ist aus der
DE 199 00 294 B4 bekannt.
Bei dieser Werkzeugmaschine ist eine Arbeitsspindel vertikal in
der Z-Achse angeordnet. Ein zu bearbeitendes Werkstück wird
hängend
am unteren Ende der Arbeitsspindel gespannt. Beiderseits der Arbeitsspindel
sind an einem Maschinenständer
Kreuzschlitten angeordnet, die jeweils einen Werkzeugträger, insbesondere einen
Werkzeugrevolver tragen. Die Kreuzschlitten sind parallel zu der
Arbeitsspindel in der Z-Achse
verfahrbar und führen
die Werkzeugträger
in einer horizontalen zur Z-Achse senkrechten X-Achse. Die beiden
Kreuzschlitten sind an einer gemeinsamen durchgehenden Wand des
Maschinengestells in derselben X-Z-Ebene verfahrbar, sodass die
Werkzeuge beider Werkzeugträger
diametral zueinander in derselben X-Richtung fluchtend verfahrbar
sind. Die Werkstücke
werden mittels einer Handlingeinrichtung durch einen Durchbruch
der Maschinenwand zwischen den Kreuzschlitten der Arbeitsspindel
zugeführt.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der
eingangs genannten Gattung so auszubilden, dass eine einfachere
Bedienung möglich
ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Vorteilhafte
Ausführungen
der Werkzeugmaschine sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 angegeben.
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Weiter
ist Gegenstand der Erfindung eine Anordnung von zwei erfindungsgemäßen Werkzeugmaschinen
gemäß dem Anspruch
6, sowie Ausgestaltungen dieser Anordnung gemäß den Unteransprüchen 7 und
8.
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Der
wesentliche Gedanke der Erfindung besteht darin, die X-Achsen der zwei beiderseits
der Arbeitsspindel angeordneten Kreuzschlitten für die Werkzeugträger nicht
in derselben Ebene anzuordnen, sondern unter einem Winkel zueinander
zu stellen. Der Arbeitsraum, in welchem das an der Arbeitsspindel
gespannte Werkstück
bearbeitet wird, ist auf diese Weise von zwei unter einem Winkel
gegeneinander gestellten Seiten zugänglich. Eine dieser Seiten
kann für
den Zugang zu dem Arbeitsraum für
eine Bedienungsperson genutzt werden, während die andere dieser Seiten
als Zugang zu dem Arbeitsraum für
eine Handlingeinrichtung genutzt werden kann. Ein automatisiertes
Zuführen
und Abführen
der Werkstücke
durch eine Handlingeinrichtung ist somit möglich, ohne dass dadurch der
Raum für
die Bedienungsperson und für
die Bedienungseinrichtungen, z.B. ein Bedienungspult eingeschränkt und
behindert werden. Insbesondere können
dadurch auch größere Handlingeinrichtungen
für größere und
schwerere Werkstücke
eingesetzt werden.
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Als
besonders vorteilhaft erweist sich die Konfiguration der Werkzeugmaschine,
wenn zwei erfindungsgemäße Werkzeugmaschinen
so aufgestellt werden, dass sie mit dem Scheitel des Winkels ihrer X-Achsen,
der der Arbeitsspindel zugeordnet ist, gegeneinander gerichtet sind.
Die beiden Z-Achsen der Arbeitsspindeln spannen dabei eine virtuelle
vertikale Trennebene auf, auf deren einer vorderen Seite ein Zugangsraum
für eine
Bedienper son gebildet wird, die Zugang zu dem Arbeitsraum beider
Werkzeugmaschinen hat. Auf der anderen hinteren Seite der Trennebene
kann die Handlingeinrichtung angeordnet werden, die ebenfalls Zugang
zu den Arbeitsräumen
beider Werkzeugmaschinen hat. Es ist somit ein Werkstückwechsel
zwischen einer Transporteinrichtung auf der Rückseite der Werkzeugmaschine
und den Arbeitsspindeln beider Werkzeugmaschinen mittels einer Handlingeinrichtung
möglich,
wobei diese Handlingeinrichtung auch gegebenenfalls einen Werkstückwechsel
zwischen den beiden Werkzeugmaschinen durchführen kann. Die Bedienperson
hat freien Zugang zu den Arbeitsräumen der beiden Maschinen und
zu den Bedieneinrichtungen beider Maschinen, ohne dass der Aufenthaltsbereich
der Bedienperson durch die Handlingeinrichtung eingeschränkt ist
oder die Bedienperson durch die Handlingseinrichtung gefährdet werden
kann.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
näher erläutert. Es
zeigen
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1 eine
perspektivische Vorderansicht zweier erfindungsgemäß angeordneter
Werkzeugmaschinen,
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2 eine
perspektivische Rückansicht
dieser Werkzeugmaschinen und
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3 eine
Draufsicht auf die Werkzeugmaschinen.
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Die
erfindungsgemäße Werkzeugmaschine, die
insbesondere als Drehmaschine ausgebildet ist, weist ein Maschinengestell
mit einem vertikalen Maschinenständer 10 auf.
Der Maschinenständer 10 hat im
Wesentlichen die Form eines hochkant stehenden dreieckigen Prismas.
An der Rückseite
des Maschinenständers 10 sind
die Versorgungseinrichtungen 12 angeordnet. Die zwei gleichschenkligen
Seiten des prismenförmigen
Maschinenständers 10 werden durch
vertikale Flächen 14 gebildet,
die einen Winkel kleiner als 180°,
vorzugsweise größer/gleich
90° und insbesondere
einen Winkel zwischen 100° und
120° einschließen. In
dem vertikalen Bereich, in welchem die Flächen 14 aneinander
stoßen,
ist unten in dem Maschinengestell eine Arbeitsspindel 16 gelagert, die
mit vertikaler Achse in der Z-Richtung angeordnet ist. Die Arbeitsspindel 16 weist
an ihrem oberen Ende eine Spanneinrichtung für ein zu bearbeitendes Werkstück auf.
Die Arbeitsspindel 16 ist motorisch rotierend antreibbar.
Axial fluchtend mit der Arbeitsspindel 16 kann oberhalb
dieser Arbeitsspindel 16 ein Reitstock 18 vertikal
verstellbar angeordnet sein. Werkstücke können auf der stehenden vertikalen
Arbeitsspindel 16 für
die Bearbeitung gespannt werden, wobei wellenförmige Werkstücke gegebenenfalls durch
den Reitstock 18 abgestützt
werden.
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In
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist die Arbeitsspindel stehend angeordnet. Es ist für den Fachmann
selbstverständlich,
dass die Arbeitsspindel alternativ auch hängend angeordnet sein kann, wobei
sich die Spanneinrichtung für
das Werkstück zum
unteren Ende der Arbeitsspindel befindet.
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An
den beiden Flächen 14 des
Maschinenständers
ist jeweils rechts und links von der Arbeitsspindel 16 ein
Kreuzschlitten 20 angeordnet, der auf vertikalen Führungen 22,
die an der jeweiligen Fläche 14 angebracht
sind, in der vertikalen Z-Achse verfahrbar ist. Die Kreuzschlitten 20 tragen
jeweils in einer zur Fläche 14 parallelen
horizontalen X-Achse verfahrbar einen Werkzeugträger 24. Der Werkzeugträger 24 ist
in dem dargestellten Ausführungsbeispiel
als um eine vertikale Achse schaltbarer Werkzeugrevolver ausgeführt. Da
die X-Führungen 26 der Kreuzschlitten 20 parallel
zu den Flächen 14 verlaufen, schließen die
X-Achsen der Kreuzschlitten 20 denselben Winkel wie die
Flächen 14 ein.
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Ein
an der Arbeitsspindel 16 aufgespanntes Werkstück kann
durch die Werkzeuge der zwei Werkzeugträger 24 CNC-gesteuert
bearbeitet werden, wobei die zwei Werkzeugträger 24 über die
Steuerung ihrer jeweiligen Kreuzschlitten 20 unabhängig voneinander
in der Z-Achse und in ihrer jeweiligen X-Achse zugestellt und bewegt
werden können.
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Die
Werkzeugmaschine ist mit einem Gehäuse 28 verkleidet,
von welchem in der Zeichnung jeweils nur der untere Teil gezeigt
ist, um den Blick auf den Arbeitsraum freizugeben. Das Gehäuse 28 weist
zu den Flächen 14 parallele
Seitenwände
auf, in welchen nicht dargestellte Türen den Zugang zu dem Arbeitsraum
freigeben, in welchem sich die Arbeitsspindel 16 und die
Werkzeugträger 24 befinden. Der
Zugang zu dem Arbeitsraum durch die zwei im Winkel zueinander angeordneten
Seitenwände
des Gehäuses 28 ermöglicht einen
Zugang durch die eine Seitenwand für eine Bedienperson und durch die
andere Seitenwand für
eine Handlingeinrichtung.
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Die
Vorteile der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine
zeigen sich besonders deutlich, wenn zwei Werkzeugmaschinen in der
Weise angeordnet werden, wie dies in den 1 bis 3 gezeigt
ist.
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Zwei
Werkzeugmaschinen mit im Wesentlichen demselben Aufbau werden so
einander gegenüber
aufgestellt, dass die Scheitel der von den X-Achsen der beiden Werkzeugmaschinen
gebildeten Winkel gegeneinander gerichtet sind. Da die Arbeitsspindeln 16 im
Wesentlichen in der vertikalen Scheitellinie der von den X-Achsen bzw. den Flächen 14 gebildeten
Winkel verlaufen, sind die Arbeitsspindeln 16 der beiden
Werkzeugmaschinen ebenfalls einander zugewandt. Zwischen den Gehäusen 28 der
zwei Werkzeugmaschinen werden auf diese Weise zwei Winkelräume 30 und 32 eingeschlossen.
Der Winkelraum 30 öffnet
sich von einer gedachten virtuellen vertikalen Trennebene, die von
den Achsen der beiden Arbeitsspindeln 16 aufgespannt wird,
nach vorne, während
sich der andere Winkelraum 32 von dieser Trennebene entgegengesetzt
nach hinten öffnet.
Der Öffnungswinkel
der beiden Winkelräume 30 und 32 entspricht
dem Komplementärwinkel
zu dem Winkel, den die Flächen 14 bzw.
die Seitenwände
der Gehäuse 28 einschließen. Dementsprechend
betragen die Öffnungswinkel
der beiden Winkelräume 30 und 32 beispielsweise
60° bis
80°.
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Der
vordere Winkelraum 30 bietet Platz für eine Bedienperson, die von
diesem Winkelraum 30 Zugang zu den entsprechenden Seitenwänden bzw. Türen des
Gehäuses 28 und
damit zu den Arbeitsräumen
der beiden Werkzeugmaschinen hat. Auf dieser an den Winkelraum 30 anschließenden Seite
sind auch die Bedienungseinrichtungen 34, z.B. Bedienpulte
der beiden Werkzeugmaschinen angeordnet.
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In
dem hinteren Winkelraum 32 ist eine Handlingeinrichtung 36 angeordnet,
die beispielsweise als Roboter ausgebildet ist. An der Rückseite
der Werkzeugmaschinen, gegen welche sich der hintere Winkelraum 32 öffnet, sind
jeweils Transporteinrichtungen 38 für die zu bearbeitenden Werkstücke vorgesehen.
Die Transporteinrichtungen 38 können beispielsweise Transportbänder sein.
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Die
zwei Werkzeugmaschinen können
parallel und unabhängig
voneinander arbeiten. Bei dieser Betriebsweise nimmt beispielsweise
die Handlingeinrichtung 36 von der in 3 linken Transporteinrichtung 38 ein
Rohwerkstück
und übergibt
dieses an die Arbeitsspindel 16 der linken Werkzeugmaschine. Nach
Bearbeitung des Werkstückes
wird dieses durch die Handlingeinrichtung 36 wieder auf
die linke Transporteinrichtung 38 abgelegt. Ebenso nimmt
die Handlingeinrichtung 36 ein Rohwerkstück von der
in 3 rechten Transporteinrichtung 38 und übergibt dieses
an die Arbeitsspindel 16 der rechten Werkzeugmaschine,
wo das Werkstück
bearbeitet wird. Das bearbeitete Werkstück wird von der Handlingeinrichtung 36 wieder
an die rechte Transporteinrichtung 38 übergeben. Es ist auch eine
Verkettung der Bearbeitung in den beiden Werkzeugmaschinen möglich. Bei
dieser Betriebsweise nimmt die Handlingeinrichtung 36 beispielsweise
von der linken Transporteinrichtung 38 ein Rohwerkstück, übergibt
dieses zur Bearbeitung an die Arbeitsspindel 16 der linken Werkzeugmaschine.
Nach der Bearbeitung in der linken Werkzeugmaschine wird das teilbearbeitete Werkstück von der
Handlingeinrichtung 36 an die Arbeitsspindel der rechten
Werkzeugmaschine – gegebenenfalls
unter einer Wendung des Werkstückes – übergeben,
wo eine weitere Bearbeitung stattfindet. Das an der Arbeitsspindel
der rechten Werkzeugmaschine bearbeitete Werkstück wird dann von der Handlingeinrichtung 36 an
die rechte Transporteinrichtung 38 übergeben und abtransportiert.
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Bei
diesen Bearbeitungen können
beide Werkzeugmaschinen gleichzeitig durch eine einzige Bedienperson überwacht
und gesteuert werden. Die Bedienperson befindet sich in dem vorderen
Winkelraum 30, sodass sie sich außerhalb des Bewegungsraumes
der Handlingeinrichtung 36 befindet und diese nicht behindert
und durch diese nicht gefährdet wird.
Insgesamt ergibt sich eine platzsparende und kompakte Aufstellung
von zwei Werkzeugmaschinen.
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- 10
- Maschinenständer
- 12
- Versorgungseinrichtungen
- 14
- Flächen
- 16
- Arbeitsspindel
- 18
- Reitstock
- 20
- Kreuzschlitten
- 22
- Z-Führungen
- 24
- Werkzeugträger
- 26
- X-Führungen
- 28
- Gehäuse
- 30
- Winkelraum
- 32
- Winkelraum
- 34
- Bedienungseinrichtung
- 36
- Handlingeinrichtung
- 38
- Transporteinrichtung