DE2653928C2 - Bearbeitungszentrum - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Bearbeitungszentrum gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Bei einem solchen aus der DE-OS 25 14 615 bekannten Bearbei:ungszentrum wird das Werkstück an einem Rundtisch gespannt, der um eine horizontale Achse drehbar und vertikal an einem Ständer verfahrbar ist. Die Werkzeugspindel ist horizontal in einem Spindelkasten angeordnet, der mittels eines K/euzschlittens in der horizontalen Ebene in zwei Koordinaten verschiebbar ist. Um unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge automatisch nacheinander durchführen zu können, ist ein Werkzeugmagazin mit Werkzeugwechsler vorgesehen. Das Werkzeugmagazin ist oben auf dem Spindelkasten angeordnet, läuft in einer horizontalen Ebene um und wird zusammen mit dem Spindelkasten bewegt. Dadurch ergibt sich zwar eine für den Werkzeugwechsel günstige räumliche Zuordnung von Werkzeugmagazin und Werkzeugaufnahme der Werkzeugspindel. Das Werkzeugmagazin erhöht jedoch das Gewicht des Spindelkastens erheblich und vergrößert damit die Anforderungen an den den Spindelkasten führenden Präzisionskreuzschlitten und den Antrieb des Spindelkastens.

Aus der DE-OS 23 25 635 ist ein Bearbeitungszentrum bekannt, bei welchem das Werkzeugmagazin in einer zur Werkzeugspindel parallelen vertikalen Ebene umläuft. Der Werkstücktisch ist mit vertikaler Achse angeordnet und horizontal quer zur Spindelachse verschiebbar. Der Spindelkasten ist in Richtung der Spindelachse und in der vertikalen Achse verschiebbar. Das Werkzeugmagazin ist daher an dem den Spindelkasten eo vertikal führenden Ständer angebracht, so daß sein Gewicht an der Führung des Spindelkastens lastet und insbesondere beim Fortschalten die Bearbeitungsgenauigkeit beeinträchtigt. Die Werkzeuge sind in dem Werkzeugmagazin senkrecht zu dessen Umlaufebene ange- ti^r> ordnet und werden durch einen um 90" schwenkbaren Werkzeugwechsler an die Werkzeugaufnahme der Werkzcugspindel gebracht. Der Werkzeugwechsler ist

dadurch aufwendig in der Konstruktion.

Aus der DE-OS 23 00 708 ist ein Bearbeitungszentrum bekannt, bei welchem das Werkzeugmagazin in einer vertikalen, zur Werkzeugspindel parallelen Ebene umläuft und die Werkzeuge in diesem Magazin in der Umlaufebene radial abstehend gehaltert sind. Der Werkzeugwechsler ist als mit Klauen versehener Arm ausgebildet, der um eine zur Werkzeugspindel parallele Achse schwenkbar ist Auch bei diesem Bearbeitungszentrum ist der die Werkzeugspindel tragende Spindelkasten in der vertikalen Achse und in der Richtung der Spindelachse verschiebbar. Das Werkzeugmagazin und der Werkzeugwechsler werden für den Werkzeugwechsel parallel zur Drehspindel in eine vorgeschobene Werkzeugwechselposition geschoben. Nach Beendigung des Werkzeugwechsels werden das Werkzeugmagazin und der Werkzeugwechsler in eine zurückgezogene Position verschobsn, in welcher sie sich außerhalb des Bereichs des Späne- und Kühlmittelfalls befinden. Dieses Verschieben des Werkzeugmagazins und des Werkzeugwechslers erhöht den konstruktiven Aufwand beträchtlich, macht zusätzliche Antriebseinrichtungen notwendig und vergrößert die durch den Werkzeugwechsel bedingten Nebenzeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bearbeitungszentrum der eingangs genannten Gattung so zu verbessern, daß das mit dem Spindelkasten zu bewegende Gewicht und damit die Belastung des Kreuzschlittens und des Spindelkastenantriebs verringert werden, ohne daß dadurch der Aufbau des Werkzeugmagazins und des Werkzeugwechslers und der einfache Bewegungsablauf beim Werkzeugwechsel beeinträchtigt werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs.

Gegenüber dem aus der DE-OS 25 14 615 bekannten Stand der Technik ergibt sich der große Vorteil, daß der den Spindelkasten tragende Kreuzschlitten nur die Werkzeugspindel, deren Lagerung und deren Antrieb tragen und führen muß. Das Werkzeugmagazin und der Werkzeugwechsler mit ihrem hohen Gewicht sind dagegen fest arr. Maschinenbett angeordnet. Der Aufbau von Werkzeugmagazin und Werkzeugwechsler sowie der Bewegungsablauf beim Werkzeugwechsel sind unverändert einfach.

Der Werkzeugwechsler und das Werkzeugmagazin befinden sich weit außerhalb des Bereichs des Späne- und Kühlmittelfalls. Da der Spindelkasten in der horizontalen Ebene nicht nur in Richtung der Werkzeugspindel, sondern auch quer zur Werkzeugspindel verfahrbar ist, kann der Spindelkasten für den Werkzeugwechsel aus dem Bereich des Spänefalls an das Werkzeugmagazin und den Werkzeugwechsler herangefahren werden. Der Werkzeugwechsler und das Werkzeugmagazin können daher einfach ausgebildet und fest am Maschinenbett angeordnet sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Bearbeitungszentrums gemäß der Erfindung,

Fig. 2 die gleiche Seitenansicht wie Fig. 1, jedoch mit abgenommenem Werkzeugmagazin und Werkzeugwechsler,

F i g. 3 eine zur Ansicht der F i g. 1 senkrechte Seitenansicht und

F i g. 4 eine Draufsicht auf das Bearbeitungszentrum.

Das in der Zeichnung dargestellte Bearbeitungszen-

trum weist einen vertikalen Ständer 10 auf, an welchem :iuf vertikalen Führungssuhitnen 12 ein Tisch 14 verschiebbar ist. Der steuerbare Vorschub des Tisches 14 in der vertikalen Richtung fY-Achse) erfolgt durch einen auf dem Ständer 10 oben angeordneten Antrieb 16. Die Fühningsschienen 12 sind durch einen Balg 18 abgedeckt

In dem Tisch 14 ist ein Rundtisch 20 mit horizontaler Achse gelagert, der dem Aufspannen des zu bearbeitenden Werkstücks bzw. der zu bearbeitenden Werkstücke dient. Der Rundtisch 20 ist drehbar in dem Tisch 14 gelagert, welcher auch den steuerbaren Drehantrieb des Rundtisches 20 trägt.

Seitlich gegenüber dem Ständer 10 versetzt weist das Bearbeitungszentruni ein Maschinenbett 22 auf. Auf diesem Maschinenbett 22 sitzt ein Spindelkasten 24, der mittels eines Kreuzschlittens in Längsrichtung (X-Achse) und in Querrichtung (Z-Achse) in bezug auf die Achse des Rundtisches 20 verschiebbar ist. Der Kreuzschlitten 26 sitzt auf Führungsschienen 28, die parallel zur Achse des Rundtisches 20 in X-Richtung auf dem Maschinenbett 22 verlaufen.

Auf dem Kreuzschlitten 26 sind senkrecht zu den Führungsschienen 28 verlaufende Führungsschienen 30 angeordnet, die somit in Z-Richtung verlaufen. Auf diesen Führungsschienen 30 wird der Spindelkasten 24 geführt. Der Vorschub des Kreuzschlittens 26 in X-Richtung erfolgt durch einen steuerbaren Antrieb 32, der sich auf der Rückseite des Bearbeitungszentrums befindet.

Der Vorschub des Spindelkastens 24 in Z-Richtung erfolgt durch einen steuerbaren Antrieb 34, der an dem Kreuzschlitten 26 angebracht ist.

In dem Spindelkasten 24 ist drehbar die Werkzeugspindel 36 gelagert, die steuerbar von einem im Spindelkasten 24 untergebrachten Antrieb 38 angetrieben wird. Am vorderen Ende der Werkzeugspindel 36 befindet sich eine Werkzeugaufnahme 40.

An der Stirnseite des Maschinenbetts 22 ist in Z-Richtung verlaufend ein umlaufendes Werkzeugmagazin 42 angebaut. Das Werkzeugmagazin 42 wird steuerbar indexiert von einem Antrieb 44 bewegt.

Zwischen dem Werkzeugmagazin 42 und dem Spindclkasten 24 befindet sich ein Werkzeugwechsler 46. Der Werkzeugwechsler 46 besteht aus einem an seinen Enden mit Klauen 48 versehenen Arm 50, der um eine parallel zum Werkzeugmagazin 42 verlaufende Achse 52 schwenkbar ist.

Der Werkzeugwechsler 46 ergreift beim Verschwenken des Armes in die waagerechte Stellung mit seinen Klauen 48 das Werkzeug 54, das sich jeweils an der vorderen Umkehrposition des Werkzeugmagazins 42 befindet und übergibt dieses an die Aufnahme 40 der Werkzeugspindel bzw. übernimmt mit der Klaue 48 am entgegengesetzten Ende des Armes 50 das Werkzeug aus der Werkzeugaufnahme 40 und übergibt dieses an das Werkzeugmagazin 42.

Wie die Draufsicht der F i g. 4 zeigt, wird durch die Anordnung des an dem Ständer 10 vertikal verschiebbaren Rundtischs 20 und des in der horizontalen X-Z-Ebene verschiebbaren Spindelkastens 24 und des diesen Spindelkasten tragenden Maschinenbettes 22 erreicht daß der Raum unter dem Rundtisch 20 und der Werkzeugaufnahme 40 der Werkzeugspindel, d. h. der Raum unter der Bearbeitungsposition des Bearbeitungszentrums vollständig frei bleibt. Dieser freibleibende Raum wird von einer unterhalb des Rujdtisches 20 angeordneten rechteckigen Auffangwanne 56 ausgefüllt. Die Auffangwanne 56 besteht aus einer oberen Spänowanne 58 mit siebartigem Boden und einer darunter angeordneten Kühlmittelwanne 60, die das durch den siebartigen Boden durchtretende Kühlmittel auffängt.

Auf dem oberen Rand der Auffangwanne 56 sind auf der dei.i Rundtisch 20 gegenüberliegenden Seite eine Schutzwand 62 und auf der dem Spindelkasten 24 gegenüberliegenden Seite eine Schutzwand 64 angeordnet Die Schutzwände 62 und 64 bestehen aus Stahlblech mit eingesetzten Kunststoffscheiben, so daß sie eine ungehinderte Sicht auf den Bearbeitungsvorgang zulassen.

Wie die F i g. 1 und 2 zeigen, ist die Schutzwand 64 an ihrer unteren Kante nach innen eingezogen und sitzt in einer Vollauszugsschiene 66, die in Fi g. 4 zu erkennen ist. An ihrer oberen Kante ist die Schutzwand 64 zunächst m einem Bereich 68 nach innen geneigt und greift dann mit einem waagerechten Rand 70 in eine auf der Oberseite des Ständers 10 angebrachte Gleitschiene ein. Die Schutzwand 64 ist auf diese Weise verschiebbar, so daß sie den Zugang zu dem Rundtisch 20 und der Werkzeugaufnahme 40 freigibt.

Wie F i g. 3 zeigt, ist die dem Rundtisch 20 gegenüber angeordnete Schutzwand 62 an ihrer unteren Kante in gleicher Weise eingezogen und läuft ebenfalls in einer Vollauszugschiene. An ihrer oberen Kante besitzt auch diese Schutzwand 62 einen abgeschrägten Bereich 68, an welchen sich ein waagerechter Randbereich 72 anschließt, der bis an den vertikalen Ständer 10 herangeführt und dort in einer Schiene 74 geführt ist. Auf diese Weise deckt die seitliche Schutzwand 62 den Arbeitsraum des Bearbeitungszenirums auch nach oben ab. Die Schutzwand 62 übergreift auch das vordere Ende des Werkzeugmagazins 42 und den Werkzeugwechsler 46.

Durch die Schutzwände 62 und 64 sind während des Betriebes des Bearbeitungszentrums sämtliche sich bewegende Teile, wie insbesondere das Werkzeug und der Werkzeugwechsler abgedeckt, so daß ein sicherer Unfallschutz gewährleistet ist. Außerdem dienen die Schutzwände 62 und 64 als Spritzschutz, der Kühlmittel und Späne auffängt und über die nach innen gezogenen unteren Kanten der Schutzwände zuverlässig in die Auffangwanne 56 leitet. Die seitliche Verschiebbarkeit der Schutzwände 62 und 64 erlaubt außerdem einen bequemen Zugang z. B. für das Aufspannen des Werkstückes oder für ähnliche Vorgänge.

Da die Schutzwände 62 und 64 jeweils auf Vollaufzugschienen 66 laufen ist auch die Auffangwanne bei zurückgeschobenen Schutzwänden seitlich vollständig frei und kann unbehindert entfernt werden.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Bearbeitungszentrum mit einem Maschinenbett, mit einem mittels eines Kreuzschlittens auf dem Maschinenbett in zwei horizontalen Koordinaten (X-Z-Achsen) verschiebbaren Spindelkasten, mit einer in dem Spindelkasten gelagerten horizontalen Werkzeugspindel, mit einem an einem Ständer vertikal (Y-Achse) verschiebbaren Werkstück-Rundtisch mit horizontaler zur Werkzeugspindel senkrechte Achse, mit einem fortschaltbar umlaufenden Werkzeugmagazin und mit einem zwischen dem Werkzeugmagazin und der Werkzeugaufnahme der Werkzeugspindel angeordneten Werkzeugwechsler, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin (42) am Maschinenbett (22) fest angebaut ist, in einer zur Werkzeugspindel (36) parallelen vertikalen Ebene umläuft und die Werkzeuge (54) in der Umlaufebene radial abstehend trägt, und daß der Werkzeugwechsler (46) eine zwischen dem Spindelkasten (24) und dem Werkzeugmagazin (42) angeordnete, zur Werkzeugspindel (36) parallele horizontale Achse (52) aufweist, um die ein an seinen Enden mit Klauen (48) versehener Arm (50) schwenkbar ist.