DE29519150U1

DE29519150U1 - Senkrechtbearbeitungszentrum

Info

Publication number: DE29519150U1
Application number: DE29519150U
Authority: DE
Original assignee: DOERRIES SCHARMANN AG
Current assignee: DS Technologie Werkzeugmaschinenbau GmbH
Priority date: 1995-10-20
Filing date: 1995-11-24
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2005-11-25

Description

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01.12.1995 Meine Akte Nr. 7331a R/Si

Dörries Scharmann AG
"Senkrechtbearbeitungszentrum"

Die Erfindung betrifft ein Senkrechtbearbeitungszentrum mit einer waagerechten, drehend antreibbaren Planscheibe und einem oberhalb der Planscheibe senkrecht zur Drehachse der Planscheibe verfahrbaren Maschinensupport mit einer Aufnahme für einen Meißelschieber und ggf. darin angeordneter Dreh-, Bohr-, Fräs- und Schleifspindel.

Derartige Senkrechtbearbeitungszentren gibt es in Zweiständerausführung für Planscheiben mit großem Durchmesser und in Einständerausführung für Planscheiben mit kleinerem Durchmesser.

Die Senkrechtbearbeitungszentren in Zweiständerausführung bestehen aus einem ortsfesten Maschinentisch, auf dem die drehend antreibbare Planscheibe angeordnet ist. Der Maschinentisch »dt der Planscheibe befindet sich zwischem einem Maschinenportal aus zwei durch eine feste Traverse verbundenen Ständern. An den Ständern ist ein Querbalken in

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Siresemannstraße 28 , 4O210 Püsseldorf **Te**0211-36*35*31*"* *" *:&aacgr;&khgr;&Ogr;2 &Pgr;-365141

Senkrechtführungen auf- und abbewegbar angeordnet und dient als Träger für einen Maschinensupport, der sich auf dem Querbalken waagegerecht verfahren läßt und die X-Achse, der Bearbeitung, die den Bearbeitungsdurchmesser der Maschine bestimmt, bildet.

Im Maschinensupport ist ein senkrecht verfahrbarer Meißelschieber angeordnet, der ggf. einen Revolverkopf tragen

kann und in dem ggf. eine Dreh-, Bohr-, Fräs- und Schleifspindel angeordnet sein kann.

Diese Senkrechtbearbeitungszentren in Portalbauweise sind sehr steif und können daher auch sehr hohe Schnittkräfte aufnehmen. Die Bearbeitungsgenauigkeit dieser Senkrechtbearbeitungszentren wird jedoch dadurch beeinträchtigt, daß sich der Querbalken unter dem Gewicht des Maschinensupports und der darin angeordneten Aggregate durchbiegt, wobei die Größe und Richtung der Durchbiegung von der Stellung des Maschinensupports auf dem Querbalken abhängt und daher nicht auf einfache Weise kompensierbar ist. Dieses Problem ist noch schwerwiegender, wenn auf dem Querbalken zwei Maschinensupporte nebeneinander angeordnet sind, die sich unabhängig voneinander verfahren lassen.

Es gibt auch Senkrechtbearbeitungszentren in der Einständerausführung in offener Bauweise, bei denen ein

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verstärkter Maschinenständer neben dem Maschinentisch mit der drehend antreibbaren Planscheibe angeordnet ist. Dieser Maschinenständer trägt einen an Senkrechtführungsbahnen des Maschinenständers höhenverstellbaren Ausleger, auf dem sich ein Maschinensupport waagerecht verfahren läßt. Bei dieser Einständerausführung eines SenkrechtbearbeitungsZentrums ist die Durchbiegung des Auslegers besonders groß, wenn sich der Maschinensupport bis zum freien Ende des Auslegers bewegt hat, da der Ausleger nur von einem Maschinenständer gehalten wird. Auch bei dieser Einständerausführung ändert sich die Durchbiegung entsprechend dem Abstand des Maschinensupports vom Maschinenständer, ist daher veränderlich und läßt sich nicht auf einfache Weise kompensieren.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, an einem Senkrechtbearbeitungszentrum der eingangs erwähnten Art die Bearbeitungsgenauigkeit zu erhöhen, indem der Maschinensupport so angeordnet wird, daß sich aus seiner Stellung bzgl. der Planscheibe keine wegabhängigen Verformungen ergeben.

Ausgehend von dieser Problemstellung wird ein Senkrechtbearbeitungszentrum mit einer waagerechten, drehend antreibbaren Planscheibe, einem neben der Planscheibe angeordneten Maschinenständer und einem Ausleger am Maschinenständer vorgeschlagen, bei dem am Ende des Auslegers

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ein Maschinensupport mit festem Abstand zum Maschinenständer angeordnet ist und ein waagerechter linearer Vorschubantrieb der

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Planscheibe und/oder des Maschinenständers relativ zueinander die X-Achse der Bearbeitung ergibt.

Durch diese erfindungsgemäße Anordnung des Maschinensupports am

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Ende des Auslegers mit festen Abstand zum Maschinenständer und

die dadurch bedingte Verlagerung des waagerechten Vorschubantriebs an die Planscheibe und/oder den Maschinenständer entfallen das bisher übliche Verfahren des Maschinensupports auf dem Ausleger und die dadurch bedingte veränderliche Durchbiegung des Maschinenständers und Auslegers. Hierdurch ergibt sich sich eine gleichbleibende Durchbiegung von Maschinenständer und Ausleger aufgrund des festen Abstandes des Maschinensupports vom Maschinenständer, die sich ohne weiteres vollkommen kompensieren läßt. Der Bearbeitungsvorschub läßt sich

entweder dadurch erreichen, daß die Planscheibe auf einem Maschinenbett mittels des Vorschubantriebs waagerecht verschiebbar angeordnet ist oder dadurch, daß der Maschinenständer auf einem Maschinenbett mittels des Vorschubantriebs waagerecht verschiebbar angeordnet ist.

Wenn der Maschinenständer auf einem Maschinenbett mittels des Vorschubantriebs waagerecht verschiebbar angeordnet ist, kann das Maschinenbett entweder so angeordnet sein, daß die

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Vorschubbewegung radial bzgl. der Planscheibe und parallel zur Richtung des Auslegers erfolgt, oder daß das Maschinenbett so angeordnet ist, daß die Vorschubbewegung tangential bzgl. der Planscheibe und quer zur Richtung des Auslegers erfolgt.

In allen Fällen ist es vorteilhaft, das Maschinenbett so lang auszubilden, daß sich der Maschinenständer mit Ausleger und Maschinensupport zum Beladen der Planscheibe vollständig aus dem Bereich der Planscheibe herausfahren läßt bzw. sich die Planscheibe vollständig aus dem Bereich des Maschinenständers mit Ausleger und Maschinensupport herausfahren läßt.

Besonders vorteilhaft ist es, daß sich der Ausleger mit dem Maschinensupport symmetrisch zu ihrer senkrechten und zum Maschinenständer senkrechten Mittelebene ausbilden lassen, so daß sich im Gegensatz zu den bekannten Senkrechtbearbeitungszentren in offener Einständerbauweise keine

Kippmomente aufgrund von unsymmetrisch angeordneten Aggregaten ergeben.

Der Ausleger kann an Senkrechtführungsbahnen des Maschinenständers höhenverstellbar angeordnet sein, ohne daß dies die Bearbeitungsgenauigkeit beeinträchtigt, wobei diese Höhenverstellbarkeit des Auslegers entweder nur dazu dient, eine Anpassung an die Werkstückhöhe auf der Planscheibe vorzunehmen,

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oder sich auch für die Vorschubbewegung in Richtung der Z-Achse benutzen IaBt₇ so daß in diesem Fall der im Maschinensupport angeordnete Meißelschieber in seiner Achsrichtung unverschiebbar sein kann.

Eine zusätzliche Y-Achse der Bearbeitung läßt sich erreichen, wenn der Maschinensupport am Ende des Auslegers an Waagerechtführungsbatmen querverschiebbar angeordnet ist.

Vorzugsweise kann der Maschinensupport eine Aufnahme für einen Meißelschieber mit darin angeordneter Dreh-, Bohr-, Fräs- und Schleifspindel bilden.

Besonders vorteilhaft ist es_r wenn der Planscheibenantrieb sowohl für eine Senkrechtdrehbearbeitung mit verhältnismäßig großer Drehzahl der Planscheibe und als Vorschubantrieb für eine Fräs- oder Schleifbearbeitung mit verhältnismäßig kleiner Drehzahl der Planscheibe ausgelegt ist, so daß die Drehachse der Planscheibe dabei die C-Achse bildet.

Die Erfindung wird nachstehend anhand mehrerer, in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines

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Senkrechtbearbeitungszentrums gemäß einer ersten Ausführungsform mit radial 2ur Planscheibe verfahrbarem Maschinenständer,

Fig. 2 eine Draufsicht auf das

Senkrechtbearbeitungs&zgr;entrum gemäß Fig.

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines

Senkrechtbearbeitungszentrums mit einem radial zur Planscheibe angeordneten Maschinenbett für den Maschinenständer, einem in Z-Richtung am Maschinenständer höhenverstellbaren Ausleger und am Ausleger in Y-Richtung verschiebbaren Maschinensupport und

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht mit einem

tangential zur Planscheibe angeordnetem Maschinenbett.

Das in Fig. 1 und 2 dargestellte Senkrechtbearbeitungszentrum besteht aus einem Maschinentisch 2 mit darauf angeordneter, waagerecht drehend antreibbarer Planscheibe 3 und einem zur

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Drehachse der Planscheibe 3 radial angeordnetem Maschinenbett Darauf ist ein Maschinenständer 5 angeordnet/ der sich mittels eines Vorschubantriebs 14 verfahren läßt. Ein Ausleger 6 ist mittels einer Flanschbefestigung 16 an dem Maschinenständer 5 befestigt. Der Maschinentisch 2 und das Maschinenbett 4 sind in einer Grube 8 eines Fundaments 1 angeordnet.

Das Maschinenbett 5 ist mit im einzelnen nicht dargestellten waagerechten Gleitbahnen für den Maschinenständer 5 versehen, die durch Teleskopgleitbahnabdeckungen 7 vor Verschmutzung und Spänen geschützt sind.

Seitlich von der Grube 8 sind im Bereich des Maschinenbetts 4 Schaltschränke 15 angeordnet, die die Steuerung für das Senkrechtbearbeitungszentrum enthalten.

Am freien Ende des Auslegers 6 ist ein Maschinensupport 9 mittels einer Flanschbefestigung 17 befestigt, so daß der Abstand des Maschinensupports 9 vom Maschinenständer 5 unveränderlich ist.

Der Maschinensupport 9 dient als Aufnahme für einen senkrecht verfahrbaren Meißelschieber 10, in den eine nicht dargestellte Dreh-, Bohr-, Fräs- und Schleifspindel angeordnet ist, so daß sich ein Senkrechtbearbeitungszentrum mit der Möglichkeit einer

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Drehbearbeitung mit verhältnismäßig hoher Drehgeschwindigkeit der Planscheibe 3 und feststehendem, am Meißelschieber 10 befestigte Drehstahl oder eine Dreh-, Bohr-, Fräs- und Schleifbearbeitung mit sich schnell drehender Spindel und still stehender oder sich sehr langsam drehender Planscheibe 3 ergibt.

Die Vorschubbewegung in X-Richtung, die radial zur Planscheibe 3 verläuft, wird durch den Vorschubantrieb 14 für den Maschinenständer 5 auf dem Maschinenbett 4 bewirkt, während ein

Vorschubantrieb 11 am Maschinensupport 9 den Vorschubantrieb des Meißelschiebers 10 in Z-Richtung bewirkt. Ein Drehantrieb für eine im Meißelschieber 10 drehbar angeordnete Spindel ist im Einzelnen nicht dargestellt, befindet sich jedoch auch am Maschinensupport 9 im Bereich des Vorschubantriebs 11.

Die für die verschiedenen Bearbeitungsschritte benötigten Werkzeuge sind in einem Werkzeugmagazin 13 neben dem Maschinenständer 5 mit dem Ausleger 6 angeordnet.

Ein Drehantrieb 12 für die Planscheibe 3 ist so ausgelegt, daß sich die Planscheibe 3 für eine Drehbearbeitung mit einer verhältnismäßig großen Drehgeschwindigkeit antreiben läßt, während zum Fräsen oder Schleifen der Antrieb mit einer geringen Drehgeschwindigkeit erfolgt.

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Ggf. können auch zwei unterschiedliche, wahlweise kuppelbare Antriebe für die Planscheibe 3 vorgesehen sein, von denen der eine den Antrieb für die Drehbearbeitung und der andere den Antrieb für das Fräsen und Schleifen bildet.

Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß sich während der Bearbeitung, d. h. beim Verfahren des Maschinenständers 5 auf dem Maschinenbett 4 keine dadurch bedingten Verformungen im Bereich des Maschinensupports 9 ergeben. Die statische Verformung im Bereich des Maschinensupports 9 ist unveränderlich und nur durch das Gewicht der Werkzeuge am Meißelschieber 10, des Maschinensupports 9 und des Antriebs 11 bedingt und läßt sich durch die Maschinensteuerung und/oder durch eine mechanische Nachbearbeitung ohne weiteres kompensieren.

Das in Fig. 3 dargestellte Senkrechtbearbeitungszentrum unterscheidet sich von dem in Fig. 1 und 2 dargestellten dadurch, daß am freien Ende des Auslegers 6 Waagerechtführungsbahnen 18 angeordnet sind, in denen sich der Maschinensupport 9 quer zum Ausleger 6 und senkrecht zur Vorschubrichtung des Maschinenständers 5 verfahren läßt, wodurch eine zusätzliche Y-Achse der Bearbeitung gegeben ist. Des weiteren ist der Ausleger 6 am Maschinenständer 5 in im einzelnen nicht dargestellten Senkrechtführungsbahnen mittels

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eines ebenfalls nicht dargestellten Vorschubantriebes

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Stresemannstraße 28 402IO Düsseldorf ■. **Te**0211-36*3*5*3**** " *Fax &Ogr;2&Pgr;-365141

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höhenverstellbar angeordnet, wodurch sich die Z-Achse der Bearbeitung ergibt. Der Meißelschieber 10 braucht in diesem Fall im Maschinensupport 9 nicht verschiebbar angeordnet zu sein, so daß sich eine konstante, kompensierbare Verformung aufgrund der Zerspanungskräfte ira Bereich des Zerspanungswerkzeugs ergibt.

Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform des Senkrechtbearbeitungszentruros unterscheidet sich von dem in den Fig. 1 bis 3 dargestellten dadurch, daß das Maschinenbett 4 tangential zur Planscheibe 3 angeordnet ist und sich der Maschinenständer 5 mittels des nicht dargestellten Vorschubantriebs tangential zur Planscheibe 3 verfahren läßt. Bei der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform sind sowohl der Meißelschieber 10 im Maschinensupport 9 als auch der Ausleger 6 am Maschinenständer 5 höhenverstellbar angeordnet, wobei die Höhenverstellung des Meißelschiebers 10 die Vorschubbewegung und damit die Z-Achse der Bearbeitung darstellt, während die Höhenverstellbarkeit des Auslegers 6 dazu benutzt wird, die Höhe des Auslegers 6 an die Höhe des auf der Planscheibe 3 angeordneten Werkstücks anzupassen, so daß diese Höhenverstellbarkeit des Auslegers 6 die W-Achse bildet.

Statt, wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt, die radiale Vorschubbewegung durch eine Bewegung des Maschinenständers 5 auf dem radial angeordneten Maschinenbett 4 zu bewirken, kann der

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Maschinenständer 5 auch feststehen, während der Maschinentisch 2 mit der Planscheibe 3 auf einem Maschinenbett angeordnet ist und sich mittels eines Vorschubantriebs relativ zum Maschinenständer

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5 parallel zur Richtung des Auslegers 6 bewegen läßt.

Bei allen Ausführungsarten ist entscheidend, daß die Bearbeitungsgenauigkeit dadurch wesentlich erhöht wird, daß der Abstand des Maschinensupports 9 vom Maschinenständer 5 konstant ist, weil die Vorschubbewegung in der X-Achse zum Maschinenständer 5 oder zur Planscheibe 3 hin verlagert ist, so daß sich die durch das Gewicht des Bearbeitungswerkzeugs, des Maschinensupports und des Auslegers 6 bedingten Verformungen leicht kompensieren lassen.

Claims

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01.12.1995 Meine Akte Nr. 7331a R/Si

Dörries Scharmann AG

Schut zansprüche

1. Senkrechtbearbeitungszentrum mit einer waagerechten, drehend antreibbaren Planscheibe (3),

- einem neben der Planscheibe (3) angeordneten Maschinenständer (5),

- einem Ausleger (6) am Maschinenständer (5),

- einem am Ende des Auslegers (6) mit festen Abstand zum Maschinenständer (5) angeordnetem Maschinensupport (9) und

- einem waagerechten linearen Vorschubantrieb (14) der Planscheibe (3) und/oder des Maschinenständers (5) relativ zueinander, der die X-Achse der Bearbeitung ergibt.
2. Senkrechtbearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Planscheibe auf einem Maschinenbett mittels des Vorschubantriebes waagerecht verschiebbar angeordnet ist.
3. Senkrechtbearbeitungszentrum nach Anspruch l, dadurch

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gekennzeichnet, daß der Maschinenständer (5) auf einem Maschinenbett (4) mittels des Vorschubantriebs (7) waagerecht verschiebbar angeordnet ist.
4. Senkrechtbearbeitungszentrura nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinenbett (4) so angeordnet ist, daß die Vorschubbewegung radial bzgl. der Planscheibe (3) parallel zur Richtung des Auslegers (6) erfolgt.
5. Senkrechtbearbeitungszentrum nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinenbett (4) so angeordnet ist, daß die Vorschubbewegung tangential bzgl. der Planscheibe (3) und quer zur Richtung des Auslegers (6) erfolgt.
6. Senkrechtbearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Maschinenbett (4) so lang ist, daß sich der Maschinenständer (5) mit Ausleger (6) und Maschinensupport (9) zum Beladen der Planscheibe (3) vollständig aus dem Bereich der Planscheibe (3) herausfahren läßt.
7. Senkrechtbearbeitungszentrum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (6) mit dem Maschinensupport (9) symmetrisch zu ihrer senkrechten und zum Maschinenständer (5) senkrechten

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- 15 Mittelebene
ausgebildet sind.
8. Senkrechtbearbeitungszentrum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger

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(6) an Senkrechtführungsbahnen des Maschinenständers (5) höhenverstellbar angeordnet ist.
9. Senkrechtbearbeitungszentrum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinensupport (9) am Ende des Auslegers (6) an Waagerechtführungsbahnen (18) guerverschiebbar angeordnet ist und die Y-Achse der Bearbeitung ergibt.
10. Senkrechtbearbeitungszentrum nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinensupport (9) eine Aufnahme für einen Meißelschieber (10), mit darin angeordneter Dreh-, Bohr-, Fräs- und Schleifspindel bildet.
11. Senkrechtbearbeitungszentrum nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Meißelschieber (10) in seiner Achsrichtung verschiebbar ist und die Z-Achse der Bearbeitung ergibt.
12. Senkrechtbearbeitungszentrum nach Anspruch 8 und 10, dadurch

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gekennzeichnet:, daß der Meißelschieber (10) in seiner Achsrichtung unverschiebbar ist und die Z-Achse der Bearbeitung durch die Höhenverstellbarkeit des Auslegers (6) gegeben ist.
13. Senkrechtbearbeitungszentrum nach einem oder mehreren der Ansprüche l bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Planscheibenantrieb (12) für eine Senkrechtdrehbearbeitung und als Vorschubantrieb für eine Fräs- oder Schleifbearbeitung ausgelegt ist und die Drehachse der Planscheibe (3) dabei die C-Achse bildet.