DE202009007753U1

DE202009007753U1 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE202009007753U1
Application number: DE202009007753U
Authority: DE
Original assignee: ELHA MASCHINENBAU LIEMKE KG; ELHA-MASCHINENBAU LIEMKE KG
Current assignee: ELHA MASCHINENBAU LIEMKE KG; ELHA-MASCHINENBAU LIEMKE KG
Priority date: 2009-05-30
Filing date: 2009-05-30
Publication date: 2009-08-13
Anticipated expiration: 2019-05-31

Abstract

Werkzeugmaschine, mit einer Vielzahl fest stehender, unterschiedlich positionierter Werkzeugspindeln (6) und einer Trägereinrichtung (2), die mindestens eine Werkstückaufnahme (4) trägt, die motorisch in X-, Y- und Z-Richtung sowie drehend bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückaufnahme (4) in jeder translatorischen Bewegungsrichtung jeweils über zwei Antriebe (11) bewegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine solche Werkzeugmaschine ist beispielsweise aus der EP 1 642 673 B1 bekannt.
Bei dieser Werkzeugmaschine ist das Werkstück an einer Werkstückaufnahme befestigt, die in X-, Y- und Z-Richtung zu fest positionierten Werkzeugspindeln verfahrbar ist, wobei die Werkzeugspindeln einzeln oder in Gruppen jeweils in einem Spindelkopf gehalten sind. Zur Bearbeitung wird also das Werkstück zu den Werkzeugspindeln verfahren, wobei die jeweiligen Spindelköpfe nacheinander angefahren werden.
Hierzu ist des Weiteren die Werkstückaufnahme an der Stirnseite einer Trägerwelle befestigt, die um ihre Längsachse drehbar und axial verfahrbar in einem Trägerelement gelagert ist, wobei das Trägerelement und die Trägerwelle gemeinsam eine Trägereinrichtung bilden. Die axiale Verfahrrichtung entspricht dabei im Koordinatensystem der Z-Richtung.
Diese Art der Werkstückbearbeitung hat sich prinzipiell bewährt, da die Bearbeitung in wesentlich kürzerer Zeit möglich ist als dies bei verfahrbaren Spindelwerkzeugen und fest stehendem Werkstück der Fall ist.
Bei translatorischen Bewegungen ist die Trägereinrichtung auf Wälz- oder Gleitführungen gehalten und motorisch angetrieben, wobei der Antrieb beispielsweise über einen Direktantrieb, wie einen Linearmotor, Zahnstangenantrieb oder Kugelgewindetrieb erfolgt. Im letzteren Fall wird eine Dreh- in eine Linearbewegung umgewandelt.
Allerdings liegen die Antriebe nicht immer im Schwerpunkt der jeweiligen Belastung, so dass bei Vorschubbewegungen und/oder einer folgenden Zerspanung Verbiegungen sowie unerwünschte Schwingungen der Werkstückaufnahme auftreten können, die sich äußerst nachteilig auf den gesamten Bearbeitungsprozess auswirken. Dies gilt gleichermaßen für angeschlossene Messsysteme zur Lageerfassung des Werkstückes bzw. der relevanten Bauteile, da es durch die genannten Verbiegungen oder Schwingungen zu Abweichungen der Soll- und Ist-Positionen kommt, die nur durch eine aufwendige Maschinensteuerung kompensiert werden können.
In jedem Fall sind Einbußen in der Bearbeitungszeit, Bearbeitungsqualität sowie der Standzeit der Werkzeuge zu beklagen, d. h., ein optimaler Einsatz der Werkzeugmaschine ist bislang nicht in dem gewünschten Maße möglich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass ihr Betrieb mit konstruktiven und fertigungstechnisch geringem Aufwand optimiert wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Durch diese konstruktive Ausbildung wird eine Steifigkeit des Antriebs erreicht, durch die die auftretenden Belastungen problemlos aufgefangen werden können.
Eine Verbiegung durch exzentrische Lasten ist somit ausgeschlossen und das Schwingungsverhalten wesentlich verbessert, da keine wesentlichen Massenträgheitsmomente von den Antrieben aufgenommen werden müssen.
Naturgemäß führt dies zu einer Optimierung der Bearbeitungszeit, Bearbeitungsqualität und Standzeit der Werkzeuge, mit der Folge, dass die Bearbeitungskosten insgesamt in einem durchaus bemerkenswerten Umfang gesenkt werden.
Die beiden jeweils einer translatorischen Achse zugeordneten Antriebe können über einen gemeinsamen Motor angetrieben sein, wobei dann zweckmäßigerweise ein Synchrongetriebe vorgesehen ist, mit dem die Antriebe betätigbar sind.
Bevorzugt werden die Antriebe jedoch jeweils aus einem Motor gebildet, beispielsweise in Kombination mit einem Spindelantrieb, wobei die Motorenpaare bzw. deren Lauf synchronisiert sind.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, die jeweils beiden Antriebe parallel und abständig zueinander und in der Bewegungsebene des jeweiligen Bauteiles anzuordnen, wobei sich die Translationsachse zwischen den Antrieben befindet.
Bei Einsatz eines Spindeltriebs ist an dem jeweils zu verstellenden Bauteil eine Spindelmutter vorgesehen, die in Eingriff steht mit einer von dem Motor angetriebenen Gewindespindel.
Prinzipiell denkbar sind jedoch auch andere Antriebsarten, sofern sie für den gedachten Einsatzzweck geeignet sind.
Bei der aus der genannten EP 1 642 673 B1 bekannten Werkzeugmaschine ist die Trägereinrichtung außerhalb des Bearbeitungsraumes positioniert, so dass die vorgesehenen Antriebe zweckmäßigerweise ebenfalls außerhalb des Bearbeitungsraume angeordnet sein sollten.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:
1 einen schematischen Aufbau einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine in einer perspektivischen Vorderansicht
2 die Werkzeugmaschine in einer Rückansicht.
In der 1 ist eine Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken 7 dargestellt, mit einem Gestell 1, an dem mehrere, unterschiedlich positionierte Spindelköpfe 5 befestigt sind.
Jeder Spindelkopf 5 hält mindestens eine insoweit ortsfeste Werkzeugspindel 6, mit denen ein Werkstück 7 spanend bearbeitbar ist.
Da sowohl die Spindelköpfe 5 wie auch die Werkzeugspindel 6 stationär gehalten sind, wird das Werkstück 7 entsprechend dem jeweiligen Bearbeitungsschritt, zu den Werkzeugspindeln 6 hin verfahren.
Hierzu ist eine Trägereinrichtung 2 vorgesehen, die aus einem Trägerelement 2' und einer darin axial, d. h. im Koordinatensystem in Z-Richtung hin und her bewegbar und um ihre Längsachse drehbar gelagerten Trägerwelle 3 besteht.
Auf der den Werkzeugspindeln 6 zugewandten Stirnseite trägt die Trägerwelle 3 eine Werkstückaufnahme 4, an der eines oder mehrere der Werkstücke 7 befestigt ist, wobei eine Vielzahl von Werkstückaufnahmen 4 als konfektionierte Elemente in unterschiedlichen Positionen angeordnet und befestigt werden können.
Zur Bearbeitung werden die Werkstücke 7 in Folge zu den Spindelköpfen 5 bzw. den Werkzeugspindeln 6 verfahren und unter Spangebung in Eingriff gebracht.
Die Trägereinrichtung 2 und damit die Werkstückaufnahme 4 ist in X- und Y-Richtung linear verfahrbar, während die Z-Richtung, wie erwähnt, durch die axiale Bewegung der Trägerwelle 3 gegeben ist.
Erfindungsgemäß ist die Werkstückaufnahme 4 in jeder translatorischen Bewegungsrichtung jeweils über zwei Antriebe 11 bewegbar.
Wie insbesondere die 2 sehr deutlich wiedergibt, ist das Trägerelement 2' in X-Richtung verfahrbar an einem Schlitten 8 gehalten, wozu dieser parallel und abständig zueinander angeordnete Führungsleisten 9 aufweist, die mit dem Trägerelement 2 in Eingriff stehen.
An dem Trägerelement 2' sind zur axialen Verschiebung der Trägerwelle 3 zwei Antriebe 11 in Form von Motoren vorgesehen, von denen lediglich einer erkennbar ist. Diese Antriebe 11 sind in einer horizontalen Bewegungsebene der Trägerwelle 3, deren Lage durch die Längsachse der Trägerwelle 3 definiert ist, so angeordnet, dass die Trägerwelle 3 zwischen den beiden Antrieben 11 positioniert ist.
Das Trägerelement 2' ist ebenfalls über zwei als Motoren ausgebildete Antriebe 11 bewegbar, die ortsfest an dem Schlitten 8 befestigt sind, der in vertikaler Richtung, also in der Y-Achse über ebenfalls zwei Antriebe 11 verfahrbar ist, die mit dem Gestell 1 fest verbunden sind.
Der Schlitten 8 ist auf Führungsleisten 11 des Gestells 1 verschieblich gelagert.
Alle Antriebe 11 sind über jeweils einen Spindeltrieb mit dem zugeordneten, zu bewegenden Bauteil verbunden, wozu eine Gewindespindel 12 verdrehsicher am Motor gehalten ist, die in eine Spindelmutter 13 des jeweiligen Bauteiles eingreift, und zwar der Trägerwelle 3, des Trägerelementes 2 und des Schlittens 8.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- EP 1642673 B1 [0002, 0019]

Claims

Werkzeugmaschine, mit einer Vielzahl fest stehender, unterschiedlich positionierter Werkzeugspindeln (6) und einer Trägereinrichtung (2), die mindestens eine Werkstückaufnahme (4) trägt, die motorisch in X-, Y- und Z-Richtung sowie drehend bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückaufnahme (4) in jeder translatorischen Bewegungsrichtung jeweils über zwei Antriebe (11) bewegbar ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen zwei Antriebe (11) parallel und abständig zueinander angeordnet sind und die Werkstückaufnahme (4) zwischen Ihnen positioniert ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweiligen zwei Antriebe (11) in der zugeordneten Bewegungsebene angeordnet sind.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils zwei Antriebe (11) über einen gemeinsamen Motor betätigbar sind.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Motor über ein Synchrongetriebe mit den Antrieben (11) verbunden ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe (11) aus jeweils einem Motor gebildet sind.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Trägereinrichtung (2) eine axial verfahrbare und um ihre Längsachse drehbare Trägerwelle (3) gelagert ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die den jeweiligen beiden Antrieben (11) zugeordneten Motoren synchron gesteuert sind.