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Werkstückaufnahmevorrichtung für eine Werk-
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zeugmaschine Die Erfindung betrifft eine Werkstückaufnahmevorrichtung
für eine Werkzeugmaschine, insbesondere Bohr- und Fräsmaschine, umfassend zwei auf
einer Führung in Verschieberichtung hintereinander angeordnete, durch einen Verschiebeantrieb
verschiebbare Werkstücktische. Derartige Vorrichtungen erlauben es z. B., jeweils
während der Bearbeitung eines auf einem der Werkstücktische aufgespannten Werkstückes
den anderen Tisch zu beladen oder zu entladen (Palettenwechsel).
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Es ist bereits eine Werkzeugmaschine mit einer zwei Werkstücktische
umfassenden Aufnahmevorrichtung der eingangs genannten Art bekannt, bei der diese
Tische miteinander und mit einem Verschiebeantrieb koppelbar und gemeinsam in Längsrichtung
der Maschine verschiebbar sind (Burr Transfer Center TC 1). Diese Anordnung ermöglicht
lediglich einen Palettenwechsel im klassischen Rechts-links-Betrieb, d. h.
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wenn sich ein Tisch in Arbeitsposition befindet, steht der andere
jeweils links oder rechts daneben in seiner Beladeposition. Der Verschiebeantrieb
erfüllt nur die Aufgabe, die Tische zum Zwecke des Palettenwechsels gemeinsam zu
verschieben. Für den Arbeitsvorschub in Längsrichtung ist bei der bekannten Maschine
der Spindelturm selbst vorschubbeweglich. Es ergibt sich dadurch eine äuerst aufwendige
Maschine mit zwei getrennten Antriebssystemen in Längsrichtung, wobei der Verschiebeantrieb
für die Werkstücktische auf den reinen Palettenwechselvorgang beschränkt ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Werkstückaufnahmevorrichtung
der eingangs genannten Art zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau eine größere
Anwendungsbreite aufweist und insbesondere auch gleichsinnige oder gegensinnige
Vorschubbewegungen der beiden Werkstücktische möglich macht.
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Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch - ein über eine erste
Antriebsverbindung mit einem Vorschubantrieb verbundenes, linear verschiebbar gelagertes
erstes Mitnehmerstück, - jeweils eine jedem der Werkstücktische zugeordnete Kopplungseinrichtung
zur wahlweisen Kopplung der Werkstücktische mit dem ersten Mitnehmerstück, - ein
über eine zweite Antriebsverbindung mit dem Vorschubantrieb koppelbares, bezüglich
des ersten Mitnehmerstückes zu gegenläufiger Bewegung antreibbares zweites Mitnehmerstück,
- sowie eine an wenigstens einem der Werkstücktische vorgesehene Kopplungseinrichtung
zur Kopplung dieses Werkstücktisches mit dem zweiten Mitnehmerstück.
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Die Werkstücktische sind einzeln über ein gemeinsames Mitnehmerstück
mit dem Vorschubantrieb verbindbar. Der Vorschubantrieb dient sowohl der Arbeitsbewegung
der Werkstücktische in Längsrichtung als auch der für den Palettenwechsel erforderlichen
Bewegungen. Für die Arbeitsbewegung wird beispielsweise nur einer der Werkstücktische
mit dem Mitnehmerstück verbunden, während der andere sich in einer Be- oder Entladeposition
befindet. Für den Palettenwechsel wird dann der letztere mit dem Mitnehmerstück
gekoppelt, beide Tische werden in Längsrichtung verschoben, bis der neu beladene
Tisch sich in Arbeitsposition und der das soeben bearbeitete Werkstück tragende
Tisch sich in
seiner Entladeposition befindet; dann wird der letztere
vom Mitnehmerstück abgekoppelt, so daß er an der Vorschubbewegung nicht mehr teilnimmt.
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Außerdem besteht die Möglichkeit, beide Tische gemeinsam an der Vorschubbewegung
teilnehmen zu lassen, um beispielsweise mehrere Werkstücke gleichzeitig unter Verwendung
eines Mehrspindelkopfes o. dgl. zu bearbeiten.
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Die gemeinsame Kopplung der beiden Tische mit dem Vorschubantrieb
erlaubt auch einen Kopierbetrieb, wobei einer der Tische das Modell, der andere
das Werkstück aufnimmt.
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Die Erfindung läßt auch die Möglichkeit zu, einen der Tische mit dem
ersten, den anderen mit dem zweiten, gegenläufig bewegten Mitnehmerstück zu koppeln.
Mit dieser Anordnung lassen sich dann Spiegelbild-Fräsarbeiten durchführen, indem
auf einem Tisch das Modell, auf dem anderen das Werkstück befestigt wird.
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Die Werkstücktische können in unterschiedlichen relativen Lagen zueinander
mit dem Vorschubantrieb bzw. dem ersten Mitnehmerstück verbunden werden. Auf diese
Weise kann der Aufspannbereich der Werkstücktische weitgehend variiert werden. Dabei
ist auch vorgesehen, daß die Tische bis zur gegenseitigen Berührung zusammengeschoben
und in dieser Lage mit dem ersten Mitnehmerstück gekoppelt werden. Dadurch entsteht
ein einziger großer Werkstücktisch, z. B.
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zur Aufnahme großer, flächiger Werkstücke.
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Die Kopplungseinrichtungen können erfindungsgemäß automatisch und
kraftbetätigt arbeiten und im Falle des Vorhandenseins einer NC-Steuerung von dieser
angesteuert werden.
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Weitere Merkmale sowie Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus
den Ansprüchen sowie der weiteren Beschreibung und Zeichnung. In dieser ist ein
Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Vorderansicht
einer Horizontalbohr- und -fräsmaschine mit einschwenkbarem Senkrechtfräskopf mit
zwei Werkstücktischen; Fig. 2 eine vergrößerte, teilweise geschnittene Darstellung
der Tischlagerung sowie aer Tischantriebe; Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie
III-III in Fig. 2 mit einer Einzelheit der Kopplungseinrichtung zwischen Tisch und
Vorschubantrieb; Fig. 4 bis 7 verschiedene Stellungen der Werkstücktische bei einem
Palettenwechselvorgang.
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Die in Fig. 1 dargestellte Maschine besteht im wesentlichen aus einem
Maschinenbett 2 mit den darauf in Längsrichtung x verschiebbar gelagerten Werkstücktischen
4, 6 sowie dem Spindelturm 8, der in der zur Zeichenebene senkrechten Querrichtung
z verfahrbar ist und der den in der vertikalen Richtung y verschiebbaren Spindelkopf
10 mit der Spindel 12 trägt. Der Spindelturm 8 sowie der Spindelkopf 10 werden in
bekannter und deshalb nicht näher beschriebener Weise, z. B. über elektrische Antriebsmotoren
und Gewindespindeln, angetrieben. Am Spindelkopf 10 ist um eine vertikale Achse
11 ein vor die Spindel 12 schwenkbarer Senkrechtfräskopf befestigt.
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Die Werkstücktische 4 und 6 sind beide auf der gleichen Führungsbahn
hintereinander in x-Richtung verschiebbar angeordnet. Jeder der beiden Werkstücktische
kann wahlweise
mit einem Mitnehmerstück 14 gekoppelt werden. Dieses
Mitnehmerstück ist als Spindelmutter ausgebildet und wirkt mit einer Gewindespindel
16 zusammen. Die Gewindespindel 16 wird über einen Zahnriemen 18 o. dgl. von einem
elektrischen Antriebsmotor 20 angetrieben. Eine zweite Gewindespindel 22 kann durch
Verschieben in Richtung des Pfeiles 24 mit der ersten Gewindespindel 16 gekoppelt
werden. Diese zweite Gewindespindel weist ein zum Gewinde der ersten Gewindespindel
entgegengesetztes Gewinde gleicher Steigung auf. Mit der zweiten Gewindespindel
22 wirkt ein zweites, ebenfalls als Spindelmutter ausgebildetes Mitnehmerstück 26
zusammen, welches mit dem in Fig. 1 linken Werkstücktisch 4 gekoppelt werden kann.
Durch besondere, beispielsweise elektrisch wirkende Warn- oder Verriegelungseinrichtungen
wird sichergestellt, daß der Werkstücktisch 4 jeweils immer nur mit einem der beiden
Mitnehmerstücke 14 oder 26 gekoppelt sein kann.
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In Fig. 2 ist die Tischlagerung und der Tischantrieb nochmals in vergrößerter
Darstellung gezeigt. Das Maschinenbett 2 trägt auf seiner Oberseite die Längsführungen
28, auf denen die beiden Werkstücktische 4, 6 unabhängig voneinander in x-Richtung
verschiebbar gelagert sind. Jeder der beiden Werkstücktische 4, 6 kann mit dem zwischen
diesen angeordneten Mitnehmerstück 14 gekoppelt werden. Das Mitnehmerstück 14 ist
in seinem unteren Teil als Spindelmutter ausgebildet und wirkt als solche mit der
Gewindespindel 16, beispielsweise einer Kugelrollspindel, zusammen. Die Gewindespindel
16 ist in ihren beiden Endbereichen in Lagern 30, 32 gelagert.
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Das über das Lager 30 hinausragende Ende der Gewindespindel 16 trägt
ein Zahnritzel 36, welches über den Zahnriemen 18 mit einem auf der Welle 38 des
Antriebsmotors 20 angeordneten Ritzel verbunden ist. Bei einer Drehung des Antriebsmotors
20 verdreht sich die Gewindespindel 16 und das Mitnehmerstu.
ck
14 wird je nach Drehrichtung in positiver oder negativer x-Richtung verschoben.
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Das Mitnehmerstück 14 trägt in seinem oberen Teil eine Verbindungsstange
40, die in geeigneter Weise, z. B. mittels zweier Bolzen 42, mit diesem verbunden
ist. Diese Verbindungsstange 40 erstreckt sich parallel zu den Längsführungen 28
und steht beiderseits über das Mitnehmerstück über.
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In den Werkstücktischen 4 bzw. 6 sind jeweils Aufnahmekanäle 44 bzw.
46 zur Aufnahme der Verbindungsstange 40 vorgesehen. Jeder Werkstücktisch weist
eine Kopplungseinrichtung 48 bzw. 50 auf, mit welcher er mit der Verbindungsstange
40 zusammengekoppelt werden kann, wie in Fig. 3 genauer dargestellt ist.
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Die zweite Gewindespindel 22 ist in einem Lagerbock 52 drehbar und
in Richtung des Pfeiles 24 verschiebbar gelagert.
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Durch Längsverschieben der Gewindespindel in Fig. 2 nach rechts wird
diese über Kupplungsklauen 54 o. dgl. mit dem Zahnritzel 36 gekuppelt, so daß sie
ebenfalls von dem Antriebsmotor 20 angetrieben werden kann. Die Gewindespindel 22
ist mit einem zum Gewinde der Gewindespindel 16 gegenhäufigen Gewinde gleicher Steigung
versehen, so daß sich die Mitnehmerstücke 14 und 26 stets gegenläufig spiegelbildlich
bewegen. Mit dem zweiten Mitnehmerstück 26 kann der Werkstücktisch 4 über Schrauben
56 o. dgl. verbunden werden. Nicht näher dargestellte elektrische Verriegelungseinrichtungen
sperren die Kopplung der zweiten Gewindespindel 22 mit dem Zahnritzel 36, solange
die Kopplungseinrichtung 48 noch nicht gelöst ist bzw. umgekehrt, so daß der Werkstücktisch
4 immer nur mit einem Mitnehmerstück verbunden sein kann.
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In Fig. 2 sind beide Werkstücktische mit dem Mitnehmerstück
14
verbunden. Diese Konstellation wird beispielsweise dann gewählt, wenn beide Tische
ein Werkstück tragen, welches gleichzeitig durch zwei Werkzeuge bearbeitet wird;
(zu diesem Zweck kann der Spindelkopf 10 gegen einen 2-Spindelkopf ausgewechselt
werden); eine andere Anwendung dieser Konstellation ergibt sich beim Palettenwechsel,
wenn z. B. der Werkstücktisch mit dem fertig bearbeiteten Werkstück in die strichpunktiert
dargestellte Entladeposition 58 verschoben und der Werkstücktisch 4 in eine Arbeitsposition
verschoben werden soll, wie in den Fig. 4 bis 7 näher erläutert ist.
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Die Verbindungsstange 40 ist auf jeder Seite mit zwei Ringnuten 60,
62 bzw. 64, 66 versehen, in die ein im Werkstücktisch quer zur Achse der Verbindungsstange
verschiebbarer Riegel 68 bzw. 70 eingreifen kann. Der in Fig. 3 näher dargestellte
Riegel 70 ist mit einer schlüssellochartigen Durchbrechung 72 versehen, deren größerer
Teil 72a so groß ist, daß die Verbindungsstange ungehindert hindurchpaßt; der kleinere
Teil 72b umfaßt den in der Ringnut 66 verbleibenden Kern der Verbindungsstange,
so daß der Riegel 70 an den Seitenflächen der Ringnut 66 anliegt und so den Werkstücktisch
6 mit der Verbindungsstange 40 zusammenkoppelt. Die Breite des Riegels 70 entspricht
etwa der Ringnutbreite.
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Um eine spielfreie Kopplung zu ermöglichen, sind in den Werkstücktischen
Spannvorrichtungen 74 bzw. 76 vorgesehen (siehe Fig. 2). Diese bestehen im wesentlichen
aus hydraulisch in Richtung der Pfeile 78 bzw. 80 belastbaren Stempeln 82 bzw. 84,
welche die Riegel 68 bzw. 70 jeweils zu eindeutiger Anlage an eine Seitenwand der
jeweiligen Ringnuten 60 bzw. 66 drücken. Nach Entlastung der Stempel können die
Riegel wieder bewegt werden. Die Betätigung des Riegels 70 erfolgt über einen hydraulischen
oder pneumatischen Kolben 86 und eine damit verbundene Kolbenstange 88.
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Wie Fig. 2 zeigt, weist jede Seite der Verbindungsstange zwei Ringnuten
60, 62 bzw. 64, 68 auf, so daß jeder Werkstücktisch in zwei relativen Stellungen
zu der Verbindungestange mit dieser koppelbar ist. Wenn die beiden Werkstücktische
jeweils mit den Ringnuten 62 bzw. 64 verbunden sind, liegen diese gegeneinander
an und bilden eine große Tischfläche z. B. zur Aufnahme großer, flächiger Werkstücke.
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Für diesen Fall kann die Abdeckungseinrichtung 90 entfernt werden.
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Die Figuren 4 bis 7 zeigen schematisch einen typischen Palettenwechselvorgang.
In Fig. 4 befindet sich der Werkstücktisch 4 ganz links in der Entladestellung.
Er ist vom Mitnehmerstück abgekoppelt und kann mit einem Werkstück beladen werden,
während der Werkstücktisch 6 sich in Arbeitsstellung befindet und über das Mitnehmerstück
14 seine Vorschubbewegung in x-Richtung erhält.
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Wenn das auf dem Werkstücktisch 6 befindliche Werkstück fertig bearbeitet
ist, wird dieser nach links verschoben (Fig. 5), bis der Werkstücktisch 4 mit dem
Mitnehmerstück 14 koppelbar ist. Sodann werden beide Tische zusammen ganz nach rechts
verschoben (Fig. 6), der Werkstücktisch 6 abgekoppelt und der neu beladene Werkstücktisch
4 in Arbeitsstellung verschoben (Fig. 7).
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Wenn in Fig. 4 der Werkstücktisch 4 mit dem zweiten Mitnehmerstück
26 gekoppelt wird, dann führt er jeweils zum Tisch 6 gegenläufige Bewegungen' aus,
so daß in bekannter Weise spiegelbildlich kopiert werden kann; dazu trägt ein Tisch
das Werkstück, der andere das Modell.
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