DE2934571A1

DE2934571A1 - Werkzeugmaschine mit einem werkstuecktroeaeger und mehreren um den werkstuecktraeger angeordneten bearbeitungseinheiten

Info

Publication number: DE2934571A1
Application number: DE19792934571
Authority: DE
Inventors: Antrag Auf Nichtnennung
Original assignee: BURR HARTFRIED ING GRAD
Current assignee: BURR HARTFRIED ING GRAD
Priority date: 1979-08-27
Filing date: 1979-08-27
Publication date: 1981-03-12
Also published as: WO1981000533A1; EP0034615A1

Description

Werkzeugmaschine mit einem Werkstückträger
~ ~~~~ ~~ ~~~~~~~~~~~~ ~~~~~ ~~~~~~ ~~~ ~~~ und mehreren um den Werkstückträger angeordneten Bearbeitungseinheiten Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine mit einem Werkstückträger und mehreren um den Werkstückträger angeordneten Bearbeitungseinheiten, die durch eine zentrale St euerungs einheit steuerbar sind.
Bei einer bekannten Werkzeugmaschine dieser Art (DE-AS 16 02 965) sind mehrere Werkstückträger auf einem schrittweise weiterschaltbaren Tisch angeordnet, um welchen mehrere Bearbeitungseinheiten vorgesehen sind, die jeweils ein anderes Werkstück bearbeiten. Die Bearbeitung des Werkstückes erfolgt nach dem Weiterschalten des Tisches durch die nächste Bearbeitungseinheit wieder von der gleichen Seite aus. Wenn von einer anderen Seite das Werkstück bearbeitet werden soll, so ist es erforderlich, dieses Werkstück auf dem Werkstückträger umzuspannen. Dies erfordert einen größeren Aufwand an Werkstückträgern sowie einen größeren Aufwand bei den Rüstzeiten. Ferner besteht die Gefahr von Maßabweichungen beim Umspannen, wenn nicht diese Fehlerquelle durch einen erhöhten Aufwand, d.h. durch zusätzliche Einrichtungen, behoben wird. Diese zusätzlichen Einrichtungen sind in der erwähnten DE-AS 16 02 965 beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Werkzeugmaschine der eingangs erläuterten Art so auszugestalten, daß bei einem verringerten Aufwand bei der Werkzeugmaschine in Verbindung mit einer Platzeinsparung eine erhebliche Einsparung an Zeitaufwand bei der Bearbeitung eines Werkstückes möglich ist, wobei eine universelle Einsatzmöglichkeit mit einem raschen uebergang auf ein anderes Bearbeitungsprogramm ermöglicht sein soll.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß ausgehend von der Werkzeugmaschine der eingangs erläuterten Art dadurch gelöst, daß der Werkstückträger für die zentrale Halterung bezogen auf die Bearbeitungseinheiten zumindest eines Werkstückes ausgebildet ist, daß die Bearbeitungseinheiten mindestens in drei Achsen gleichzeitig steuerbar sind und daß die Steuerungseinheit für die gleichzeitige Steuerung und Uberwachung sämtlicher Achsen aller Bearbeitungseinheiten ausgebildet ist.
Durch diese Ausgestaltung der Werkzeugmaschine wird ein Bearbeitungszentrum geschaffen, bei dem alle Bearbeitungseinheiten über eine zentralisierte Steuerungseinheit gesteuert und überwacht werden, wodurch ein Werkstück gleichzeitig mindestens von drei Seiten aus bearbeitet werden kann, ohne daß es notwendig wäre, das Werkstück von einer Bearbeitungseinheit zur anderen weiterzuführen.
Hierdurch wird eine erhebliche Einsparung an Eearbeitungszek erzielt, da ein Umspannen des Werkstücks mit den hierbei auftretenden Fehlermöglichkeiten vermieden ist. Weiterhin werden gegenüber der bekannten Werkzeugmaschine mehrere Werkstückträger und mehrere Steuerungseinheiten eingespart, da nicht jedes Werkstück nur durch eine Bearbeitungseinheit, sondern durch mehrere Bearbeitungseinheiten gleichzeitig bearbeitet wird, die durch eine zentrale Steuerungseinheit gesteuert und überwacht werden, um nicht nur die notwendige Bearbeitung durchzuführen, sondern auch um eine Kollision der gleichzeitig arbeitenden Werkzeuge zu vermeiden. Da keine starren Bearbeitungsschemata verwendet werden, weil sowohl Revolverköpfe als auch andere Bearbeitungseinheiten, z,B. Schlitteneinheiten, mit darauf aufgebautem Revolverkopf, der wiederum Gelenkspindel oder andere Bohrköpfe aufnehmen kann, verwendet werden können bzw. sämtliche Arbeitsspindeln frei positioniert werden können, ergibt sich eine universelle Einsatz~ möglichkeit, die sowohl bei kleinen Stückgahlen, bei denen ein großer maschineller Aufwand nicht vert retbar ist, wie auch bei größeren Stückzahlen, die bisher nur mit kostspieligen, unflexiblen Sondermaschinen gefertigt werden, von besonderem Vorteil ist.
Hierdurch ist es auch bei kleinen Loseinheiten möglich, rationell zu fertigen. Bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung besteht grundsätzlich die Möglichkeit, ein Werkstück sogar von 5 Seiten zu bearbeiten, da ein Schwenkkopf oder eine Vertikaleinheit es gestattet, das Werkstück sowohl vertikal als auch horizontal zu bearbeiten.
Bei entsprechender Anordnung von mehreren Bearbeitungseinheiten und bei entsprechender Anordnung und Ausgestaltung mehrerer Werkstückträger, die sämtliche Werkstücke zentral in bezug auf die Bearbeitungseinheiten halten, ist es möglich, ein Werkstück oder mehrere Werkstücke jeweils gleichzeitig durch mehrere Bearbeitungseinheiten zu bearbeiten.
Obwohl mehrere Bearbeitungseinheiten vorgesehen sind, kann man bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine mit einem einzigen weiterschaltbaren Tisch, einem Werkzeugwechselsystem, einem Werkstückträge r-Wechs elsystem, einem Werkzeugmagazin, einer einzigen Schwenkvorrichtung zum Schwenken der Werkstückträger, einem zentralen Kühlsystem und einem zentralen Schmiersystem auskommen, wobei obendrein nur ein einziger Bedienungsmann erforderlich ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Von diesen weiteren Aus gestaltungen ist diejenige nach Anspruch 9 besonders hervorzuheben, denn durch ein gemeinsames Werkzeug magazin für alle Bearbeitungseinheiten wird eine erhebliche Einsparung an Konstruktionsmitteln erreicht, denn bisher wurden stets getrennte Werkzeugmagazine mit jeweils eigenen Werkzeug-We#hseleinrichtungen jeder Bearbeitungseinheit zugeordnet, sofern mehrere Bearbeitungseinheiten vorgesehen waren. Dies wird durch die Kombination der Merkmale der Ansprüche 9 und 10 vermieden.
Weiterhin sei noch hervorgehoben, daß um den gemeinsamen Tisch mehrere Montageeinheiten angeordnet sein können, die beispielsweise den Zusammenbau zweier Werkstücke vornehmen, sobald das Werkstück, welches sich auf einem Werkstückträger auf dem Tisch befindet, an einer Seite fertig bearbeitet ist. Dies kann zu einer erheblichen Zeitersparnis führen, denn gleichzeitig kann das ursprünglich auf dem Werkstückträger befindliche Werkstück an anderen Seiten weiter bearbeitet werden, und zwar während des Anmontierens eines zusätzlichen Werkstückes an einer bereits bearbeiteten Seite.
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt. In dieser zeigen: Fig. 1 eine Ansicht von oben auf eine erfindungsgemäße Werkzeugmas chine; Fig. 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig. l;und Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III in Fig. 1.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind um einen schrittweise oder kontinuierlich weiterschaltbaren Tisch 1 vier kreuförmig zueinander angeordnete Konsolen 2, 3, 4 und 5 angeordnet, auf denen drei Bearbeittingseinheiten 6, 7 und 8 angeordnet sind, wobei diese Bearbeitungseinheiten auf den Konsolen 3 bis 5 vorgesehen sind. Die Konsole 2 trägt eine Werkstückträger-Wechseleinheit für das gegebenenfalls automatische Wechseln von zwei Werkstückträgern 10, von denen einer mit vollen und einer mit strichpunktierten Linien auf einer Werkstückträger-Wechseleinheit 9 angeordnet sind. Die Werkstück-Wechseleinheit 9 ist schwenkbar gelagert und zwar entsprechend den Doppelpfeilen 11 und 12. Jeder Werkstückträger ist als Pallette ausgebildet und in Richtung des Doppelpfeiles 13 von der Werkstückträger-Wechseleinheit 9 auf den Tisch 1 verfahrbar.
Die Bearbeitungseinheit 6 ist als Revolverkopfeinheit mit mehreren Bohrköpfen ausgebildet, während die Bearbeitungseinheiten 7 und 8 als numerisch gesteuerte Horizontal-Vertikal-Bearbeitungseinheiten mit Schwenkkopf ausgebildet sind, wie sie für den einzelnen Einsatz bereits bekannt sind. Mit 19 ist eine Kabelschleppeinrichtung bezeichnet, die jeweils der Bearbeitungseinheit 7 und 8 zugeordnet ist und durch welche die notwendigen Kabel und Schläuche beim Verschieben der Bearbeitungseinheiten mitgeführt werden.
ueber den Bearbeitungseinheiten 6 bis 8 ist an Stützen 16 ein Werkzeugmagazin 14 vorgesehen, das als umlaufende Kette 15 außgebildet ist, welche in einer Schiene 18 geführt ist. Bestimmte Glieder der Kette weisen als integrierten Bestandteil eine Halterung 20 für ein Werkstück 21 auf.
Eine Werkzeug-Wechseleinrichtung 17 ist an einem Trägerkreuz 2Z zentral über dem Tisch 1 gehalten, wobei das Trägerkreuz 22 auf den Stützen 16 abgestützt ist. Die Werkzeug-Wechseleinrichtung weist einen zweiarmigen Wechsler 23 auf, der um eine Achse 24 schwenkbar gelagert ist, die unter einem Winkel von 45° zur Horizontalen liegt. Die beiden Arme 25 und 26 des Wechslers 23 dienen dazu, einerseits ein Werkzeug aus dem Magazin 14 zu entnehmen und es gegen ein Werkzeug der Bearbeitungseinheit zu ersetzen, wobei dieses Werkzeug durch den anderen Arm erfaßt und in das Werkzeugmagazin geführt wird. Die Laufschiene 18 für die Kette 15 ist so geführt, daß der Werkzeugwechsler 23 jedes gewünschte Werkzeug aus dem Werkzeugmagazin 14 entnehmen und gegen ein Werkzeug, das gerade in der Bearbeitungseinheit eingespannt ist, austauschen kann. Im dargestellten Beispiel entspricht die Linienführung des Werkzeugmagazins den Umrißlinien eines Quadrats mit abgerundeten Ecken.
In einem unmittelbar neben der Werkzeugmaschine angeordneten Schrank ist eine Steuerungseinheit 27 aufgestellt, die durch eine Eingabeeinrichtung programmierbar ist.
Durch die Steuerungseinheit sind alle Achsen der Bearbeitungseinheiten 6 bis 8 steuerbar und kontrollierbar. Außerdem übernimmt diese zentrale Steuerungseinheit auch den automatischen Werkzeug- und Werkstückwechs el.
Der Werkstückwechsel erfolgt durch Verfahren der Werkstückträger 10 von dem Tisch 1 auf die Werkstück-Wechseleinheit 9, wofür die Werkstückträger als Palletten ausgebildet sind, auf denen das Werkstück mittels Nutsteinen, die in Nuten des Werkstückträgers einführbar sind, festspannbar ist. Auf de r W e der Werkstück-Wechseleinheit wird der vom Tisch kommende Werkzeugträger gegen einen bereits vorbereiteten Werkzeugträger ausgetauscht, indem beide Werkstückträger in Richtung der Pfeile 12 und 13 mittels der Werkstückttäger-Wechseleinheit 9 verschwenkt werden, so daß der vorbereitete neue Werkstückträger auf den Tisch 1 gefahren werden kann. Die Werkstückträger werden durch nicht dargestellte hydraulisch, elektrisch-mechanisch oder pneumatisch arbeitende Spanneinrichtungen auf dem Tisch 1 festgehalten, sobald sie ihre Betriebsstellung erreicht haben.
Die einer Werkzeugmaschine üblicherweise zugeordneten Schaltschränke sind mit 28 und 29 bezeichnet.
Mit 30 ist eine Einrichtung für den Spänetransport bezeichnet, durch welche die bei der Bearbeitung anfallenden Späne von der Werkzeugmaschine weggeschafft werden.

Claims

Patent ansprüche SWerkzeugmaschine mit einem Werkstückträger und mehreren um den Werkstückträger angeordneten Bearbeitungseinheiten, die durch eine zentrale Steuerungseinheit steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daBder Werkstückträger (10) für die zentrale Halterung bezogen auf die Bearbeitungseinheiten (6, 7, 8) zumindest eines Werkstückes ausgebildet ist, daß die Bearbeitungseinheiten (6, 7, 8) mindestens in drei Achsen gleichzeitig steuerbar sind und daß die Steuerungseinheit (19) für die gleichzeitige Steuerung und Uberwachung sämtlicher Achsen aller Bearbeitungseinheiten (6, 7, 8) ausgebildet ist.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (10) auf einem schrittweise oder kontinuierlich weiterschaltbaren Tisch (1) angeordnet ist.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß der Werkstückträger als Wechseleinrichtung ausgebildet ist.
4. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werksttickträger (10) um eine horizontale Achse schwenkbar ist.
5, Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch (1) oder der Werkstückträger (10) kardanisch gelagert und in jeder Richtung um 900 schwenkbar ist.
6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Werkstückträger (10) übe reinander angeordnet sind.
7. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheiten (6, 7, 8) jeweils auf einem höhenverstellbaren Träger, beispielsweise einer höhenverstellbaren Konsole (3, 4, 5) angeordnet sind.
8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (19) einen alle Funktionen der Werkzeugmaschine steuernden und überwachenden Prozeßrechner umfaßt, der frei programmierbar ist.
9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein gemeinsames Werkzeugmagazin (14) für alle Bearbeitungseinheiten (6, 7 8).
10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine allen Bearbeitungseinheiten (6, 7, 8) gemeinsame Werkzeug-Wechseleinrichtung (17).
11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bearbeitungseinheit (6, 7, 8) eine Werkzeugwechsel einrichtung zugeordnet ist.
12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugwechsel mit der Spindel einer jeden Bearbeitungseinheit (6, 7, 8) durchgeführt wird.
13. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bearbeitungseinheit (6 7, 8) sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung wirksam ist.
14. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Bearbeitungseinheiten (6, 7, 8) als Revolvereinheit ausgebildet ist.
15. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß automatisch arbeitende Meßeinheiten um den Werkstückträger (10) angeordnet sind.
16. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Montageeinheiten um den gemeinsamen Tisch (1) angeordnet sind.