DE29623182U1 - Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung mit horizontal angeordneter Arbeitsspindel - Google Patents

Description

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25.09.1996/bk

Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung mit horizontal angeordneter Arbeitsspindel

Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken mit mindestens einer Bearbeitungseinheit, insbesondere Arbeitsspindel, vorzugsweise zur Hochgeschwindigkeits- und/oder Hochpräzisionsbearbeitung, wobei die Bearbeitungseinheit innerhalb eines rahmenartigen, senkrecht auf einem Maschinenunterständer angeordneten Werkzeugträgers vorzugsweise in X-, Y- und Z-Richtung verfahrbar ist.

Aus der US-A-4,987,668 ist eine gattungsgemäße Werkzeugmaschine bekannt, wobei der Werkzeugträger senkrecht auf einem Maschinenständer angeordnet ist und die waagerecht angeordnete Spinde! in X- und Y-Richtung verfahrbar ist. Der Werkstückträger ist ebenfalls auf dem Maschinenständer angeordnet und sowohl in Z-Richtung verschiebbar als auch um eine senkrechte Achse drehbar. Eine Verfahrbarkeit der Arbeitsspindel in Z-Richtung ist hierbei nicht möglich bzw. nicht vorgesehen.

In der EP-O 232 548 A2 ist eine Bearbeitungsstation, insbesondere für vergleichsweise große Werkstücke, mit einer vorzugsweise einen Laser aufweisenden Bearbeitungseinheit beschrieben, wobei die Bearbeitungseinheit ebenfalls an einem rahmenartigen senkrechten Ständer angeordnet ist und in X-, Y- und Z-Richtung verfahrbar ist. Bei bestimmten Anwendungsfällen, z. B. bei einer Hochgeschwindigkeits- und/oder Hochpräzisionsbearbeitung hat sich gezeigt, daß beim Verfahren der Bearbeitungseinheit in Z-Richtung hohe Beschieunigungs- und Bearbeitungskräfte auf den Werkzeugträger einwirken. Das kann zu Ungenauigkeiten bei der Bearbeitung führen und verlangt eine sehr stabile und teure Konstruktion des Werkzeugträgers, insbesondere bei einem

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sehr großen Arbeitsraum und hoher Vorschubgeschwindigkeit bzw. Beschleunigung. Außerdem kommt es bei bisher bekannten Bearbeitungszentren durch Zuschalten von Kühlmittel, unterschiedliche Kühlmitteitemperaturen und Veränderungen der Hallentemperatur oftmals zu erheblichen Verlagerungen zwischen Werkzeugseiie und Werkstückseite.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Werkzeugmaschine vorzuschlagen, bei der diese Probleme nicht bestehen und eine exakte Positionierung der Bearbeitungseinheii relativ zum Werkstück möglich ist.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruches 1 wiedergegeben. Die Unteransprüche 2 bis 5 enthalten sinnvolle Ausführungsformen dazu.

Erfindungsgemäß werden auf einem Maschinenunterständer ein senkrechter, rahmenartiger Werkzeugträger und parallel gegenüberliegend auch ein senkrechter Werkstückträger angeordnet und die oberen, im wesentlichen gleich hohen freien Enden dieser beiden Träger werden über einen oder mehrere vorzugsweise waagerechte Verbindungsträger zu einer stabilen Einheit verbunden. Damit ist auch in Z-Richtung ein rahmenartiges Gebilde entstanden, das auch bei hohen Beschleunigungs- und Bearbeitungskräften eine Relativbewegung zwischen Werkstückträger und Werkzeugträger verhindert. Gleichzeitig ist somit auch eine präzise Positionierung zwischen Werkzeug und Werkstück möglich. Der Werkstückträger kann ebenfalls, ähnlich wie der Werkzeugträger, in X- und Y-Richtung rahmenartig ausgebildet sein, so daß das Werkstück innerhalb dieses Rahmens auf einfache Weise positioniert wird. Das Werkstück kann durch den Rahmen hindurch in Z-Richtung bewegt werden und gegebenenfalls in X- oder Y-Richtung in die Werkzeugmaschine hinein- oder aus ihr heraustransportiert werden.

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Der Verbindungsträger zwischen Werkzeugträger und Werkstückträger kann insbesondere außermittig, d. h. an einer oder an beiden Längsseiten, angeordnet sein, so daß der Raum direkt über der Bearbeitungssteile, z. B. zum Be- und Entladen des Werkstückes, freibleibt. Eine einseitige außermittige Anordnung eines Verbindungsträgers kann den Vorteil haben, daß von der gegenüberliegenden Seite ein besserer Zugang zum Bearbeitungsraum ermöglicht wird.

Der Verbindungsträger kann auch gabelförmig ausgebildet sein, wobei zwei Schenkel der Gabe! am oberen Ende der senkrechten Seitenständer des Werkzeugträgers oder des Werkstückträgers angreifen und der gegenüberliegende Schenke! mit einem oberen Querträger des Werkstückträgers bzw. des Werkzeugträgers verbunden ist. Hierbei werden der Größe und der Form der Werkstücke, der Werkzeugwechseleinrichtungen und den übrigen Erfordernissen angepaßte Konstruktionen ermöglicht.

Um z. B. Werkstücke in Z-Richtung von beiden Seiten gleichzeitig bearbeiten zu können, ist es erfindungsgemäß auch möglich, zwischen einem Werkstückträger an beiden Seiten Werkzeugträger anzuordnen, die ebenfalls über Verbindungsträger mit dem Werkstückträger verbunden sind.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren 1 bis 4 beispielsweise näher erläutert. Es zeigen jeweils in perspektivischer Darstellung

Figur 1 einen Verbindungsträger 8 zwischen Werkstückträger 2 und

Werkzeugträger 3, die auf einem Maschinenunterständer 1 angeordnet sind;

Figur 2 als Einzelheit einen Werkstückträger 2 mit einem daran befestigten gabelartigen Verbindungsträger 8;

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Figur 3 als Einzelheit einen Werkzeugträger 3 und Figur 4 die Einrichtungen zur Verfahrbarkeit der Arbeitsspinde! 15 an dem Werkzeugträger 3.

In Figur 1 ist auf einem Maschinenunterständer 1 ein aus senkrechten Seitenwangen 5 und waagerechten Querbalken 4 bestehender Werkzeugträger 3 und parallel dazu gegenüberliegend ein aus senkrechten Stützen 7 und oberen &iacgr;&ogr; Querträgern 6 gebildeter Werkstückträger 2 dargestellt. Der waagerechte Querbalken 4 und der obere Querträger 6 sind über einen Verbindungsträger 8 miteinander verbunden.

Nach Figur 2 ist der Verbindungsträger 8 gabelförmig ausgebildet und mit einem Schenke! 8c am oberen Querträger 6 befestigt, während die Enden der beiden Schenkel 8a und 8b mit dem waagerechten Querbalken 4 verbunden werden können. Der Schenkel 8c kann entsprechend den räumlichen Gegebenheiten und den Festigkeitserfordernissen mittig oder außermittig oder auch an einem Ende des Querträgers 6 befestigt sein.

Aus Figur 4 ist ersichtlich, in welcher Weise die Arbeitsspindel 15 innerhalb des rahmenartigen Werkzeugträgers 3 verfahrbar ist. Dazu ist zunächst ein rahmenartiger X-Schlitten 10 in waagerechten Führungen 9 in X-Richtung verfahrbar. Zusätzlich ist der wiederum rahmenartige Y-Schlitten 12 an senkrechten Führungen 11 in Y-Richtung verfahrbar. Außerdem ist der pinoienartige Z-Schlitten 14 mit integrierter Motorarbeitsspindei in den waagerechten Führungen 13 in Z-Richtung verfahrbar. Der Werkzeugträger 3, der X-Schlitten 10 und der Y-Schlitten 12 können hohl ausgeführt und mit einer Umlaufkühlung versehen werden.

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Bezugszeichenliste	Maschinenunterständer
(D	Werkstückträger
(2)	Werkzeugträger
(3)	waagerechter Querbalken von (3)
(4)	senkrechte Seitenwange von (3)
(5)	oberer Querträger von (2)
(6)	senkrechte Stützen von (2)
(7)	Verbindungsträger zwischen (2) und (3)
(8)	Schenkel von (8) mit (4), (5) verbunden
(8a, 8b)	Schenkel von (8) mit (2), (6) verbunden
(8c)	Führung an (3/10)
(9)	X-Schlitten
(10)	Führungen an (10/12)
(11)	Y-Schiitten
(12)	Führungen (12/14)
(13)	Z-Schlitten
(14)	Motorspindel, Arbeitsspinde!
(15)

Claims (6)

25.09.1996/bk *..' .·* .:.*..* ..' I insprüche:

1. Werkzeugmaschine zur spanenden Bearbeitung von Werkstücken mit mindestens einer Bearbeitungseinheit, insbesondere Arbeitsspindel, vorzugsweise zur Hochgeschwindigkeits- und/oder Hochpräzisionsbearbeitung, wobei die Bearbeitungseinheit innerhalb eines rahmenartigen, senkrecht auf einem Maschinenunterständer angeordneten Werkzeugträgers vorzugsweise in X-, Y- und Z-Richtung verfahrbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß dem Werkzeugträger (3) ein Werkstückträger (2) zugeordnet ist, der ebenfalls

&iacgr;&ogr; senkrecht auf dem Maschinenunterständer (1) angeordnet ist und daß

Werkstückträger (2) und Werkzeugträger (3) im Bereich ihrer freien Enden über einen oder mehrere Verbindungsträger (8) zu einer stabilen Einheit verbunden sind.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (2) rahmenartig ausgebildet ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsträger (8) außermittig angeordnet ist.

4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsträger (8) im Bereich einer oder beider Längsseiten des Maschinenunterständers (1) angeordnet ist.

5. Werkzeugmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsträger (8) gabelförmig ausgebildet und jeweils ein Schenkel (8a, 8b) am oberen Ende der senkrechten Seitenwangen (5) des Werkzeugträgers (3) und ein Schenkel (8c) mit einem oberen Querträger (6) des Werkstückträgers (2) verbunden ist.

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6. Werkzeugmaschine nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Z-Richtung beiderseits eines Werk-Stückträgers (2) jeweils Werkzeugträger (3) angeordnet und über Verbindungsträger (8) damit verbunden sind.