DE3025453A1

DE3025453A1 - Bearbeitungsmaschine, insbesondere bohr- und fraesmaschine

Info

Publication number: DE3025453A1
Application number: DE3025453A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 8000 München Erdmann; Gunter Dipl.-Ing. 8011 Vatterstetten Mannchen; Peter-Jörgen 8011 Baldham Simon
Original assignee: Wanderer Werke AG
Current assignee: Joh Winklhofer Beteiligungs GmbH und Co KG
Priority date: 1980-07-04
Filing date: 1980-07-04
Publication date: 1982-01-28

Description

Henke!, Kern» Feuer €*Hänzßi Patentanwälte

Registered Representatives

before the

European Patent Office

Möhlstraße 37 0-8000 München SO

WANDERER-WERKE AG Tel · 089/982085-87

8013 München-Haar Telex: 0529802 hnW d

Telegramme: ellipsoid

f 4. Juli 1980

VE/st

Bearbeitungsmaschine, insbesondere Bohr- und Fräsmaschine

Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine bzw. Anlage zur materialabhebenden Prazisionsbearbeitung von Werkstücken, insbesondere z.B. für Bohr- und Fräsmaschinen mit einer Einrichtung zum Halten des Werkstückes, einer werkzeugbestückten Bearbeitungseinrichtung und einer Einrichtung zum Abführen des abgetragenen Materials.

Bisher bekannte maschinelle Bearbeitungseinheiten sind in der Regel primär technisch-funktionell aus der Sicht der Anordnung der Bearbeitungswerkzeuge räumlich oberhalb der Aufspannbank hzvj. des Maschinenbahnenbettes und des Bettschlittens konzipiert.

Auch bei bekannten Maschinen mit senkrechtem Arbeitstisch ist eine Abdeckung des Arbeitsraumes und damit eine saubere Trennung von Maschine und Abfallmaterial nicht gegeben»

Dabei ist die Abfuhr der Bohr- und Frässpäne mit verhältnismäßig

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großem technischen und manuellen (Abkehren!) Aufwand sowie dem Auftreten von Stauungen und Störungen verbunden. Insbesondere ist es auch - wenn überhaupt - nur unvollständig möglich, das Abfallmaterial nach den einzelnen Materialsorten ausreichend getrennt zu halten, wodurch entweder teu res Material verlorengeht oder durch Vermischung verschiedener MaterialSorten unerwünschte Verunreinigungen des Schrottmaterials auftreten.

Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu vermeiden und über eine grundlegend andere Aufbaukonzeption zusätzliche Verbesserungen zu ermöglichen.

Demgemäß besteht die Erfindung bei einer Bearbeitungsmaschine der eingangs genannten Art in der Anordnung eines vertikal orientierten Bearbeitungsschachtes, in den von der einen Seite der Bearbeitungskopf der Bearbeitungseinrichtung horizontal sowie ein- und ausfahrbar hineinragt und in dem das Werkstück an einer anderen Seite des Bearbeitungsschachts, vorzugsweise an der dem Bearbeitungskopf horizontal gegenüberliegenden Seite, in einer Lage angeordnet ist, in der das vom Werkstück abgetragene Material (z.B. Bohr- und Frässpäne) durch sein Eigengewicht im freien Fall durch den Bearbeitungsschacht gelangt, wobei die Innenwände des Bearbeitungsschachtes glatt nach unten durchgehend ausgebildet sind.

Damit wird einerseits eine stofflußgerechte Anordnung hinsichtlich der Bearbeitungsstelle und des dabei entstehenden Materialabfalls und andererseits eine verlustfreie Sammlungs- und Trennungsmöglichkeit dafür geschaffen. Dies gilt grundsätzlich nicht nur für die spangebende Verformung, sondern auch bei anderer Bearbeitung, wie z.B. durch Laser.

Darüber hinaus aber wird durch den klar abgetrennten Stoffluß

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für den Materialabfall in einer ihm allein vorbehaltenen Flußrichtung (zusammen mit dem leicht davon trennbaren Kühlmittel) auch eine verbesserte Automationsmöglichkeit gegeben, wobei die Abfallsorten zudem einfach und genau trennbar, gegebenenfalls sogar werkstückweise programmierbar getrennt, anfallen. Zudem lassen sich an dem in einen dichten und glatten Schacht verlegten Bearbeitungsort erhöhte Kühlmittelmengen, zusätzliche Behandlungsstufen oder auch erhöhte. Bearbeitungstemperaturen anwenden, ohne die Umgebung zu beeinträchtigen.

Unter Bearbeitungskopf wird dabei im wesentlichen lediglich der das Bearbeitungswerkzeug selbst tragende Abschnitt der Maschine verstanden, wobei sich außer dem das Bearbeitungswerkzeug tragenden vorderen Teil des Querträgers keinerlei andere Maschinenteile im Schachtraum befinden, so daß sich keine Späne ablagern können. Noch auf ^{oder am} Bearbeitungswerkzeug und dem Querträger befindliche Reste aus Abfallmaterial werden beim Herausfahren aus dem Schacht automatisch in den Schacht hinein abgestreift.

Die Neuzuordnung der maschinellen Grundelemente um einen Bearbeitungsschacht kennzeichnet sich ferner dadurch, daß der Bearbeitungskopf der Bearbeitungseinrichtung horizontal auf das Werkstück zu und horizontal quer dazu anstellbar und das Werkstück vertikal verfahrbar ist. Dabei ist die Einrichtung zum Halten des Werkstückes sowohl schwenkbar als auch vertikal verfahrbar.

Eine allein durch die Schwerkraft der herabfallenden Späne arbeitende vorteilhafte Lösung besteht darin, daß die Einrichtung zum Halten des Werkstückes von einer horizontalen Arbeitsstellung zum Aufspannen und Heranführen des Werkstückes in eine vertikale Bearbeitungsstellung innerhalb einer Öffnung in der Wandung des Bearbeitungsschachtes

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schwenkbar ist, in der sie die Öffnung im Bearbeitungsschacht abschließt und das Werkstück in den Bearbeitungsschacht ragend angeordnet ist. Damit vor allem ergibt sich keinerlei unkontrolliertes Verhalten der Abfallspäne, zumal der Querschnitt des Bearbeitungsschachtes schon wegen der Bewegungsfreiheit bei der Bearbeitung weit genug ist, um Stauungen zuverlässig auszuschalten. Restspäne können sich wegen der glatten d.h. ohne jegliche Vorsprünge in den Schachtinnenraum gestalteten Schachtwände nicht bilden.

Eine zusätzliche Leistungssteigerung ohne Gefahr eines teilweisen Verlustes der Späneabfuhr wird erreicht, wenn das Werkstück auf einer gesonderten Palette aufgespannt ist, deren seitliche Ränder mit den Rändern der Öffnung fluchten, wobei vorzugsweise das auf der Palette aufgespannte Werkstück über eine Paletten-Transfer -S tr ecke heranführbar ist.

Für eine volle Automatisierung ist es äußerst vorteilhaft, wenn die Trennvorrichtung für das Abfallmaterial werkstückweise programmierbar ist,-wobei diese Programmierung auch in das Maschinenprogramm für die Bearbeitung integriert werden kann.

Da erfindungsgemäß der Bearbeitungskopf innerhalb einer quer verlaufenden Arbeitsöffnung in der Wand des Bearbeitungsschachtes auf einem Querschlitten horizontal verfahrbar ist, läßt sich eine sich mit dem Bearbeitungskopf selbsttätig mitbewegende Äbdeckeinrichtung zum Verschließen der Arbeitsöffnung mit glatten Innenwänden in jeder Bewegungsstellung des Bearbeitungskopfes vorsehen,, wobei ein evtl. vorgesehener Werkzeugwechsler außerhalb des Bearbeitungsschachtes dem Bewegungsbereich des Bearbeitungskopfes zugeordnet ist.

Schließlich ist eine von der Vertikalbewegung der Einrichtung zum Halten des Werkstückes mitgeführte Abdeckeinrichtung für

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- 8 die Öffnung für die Palette vorgesehen.

Die Erfindung ist nachstehend in einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Bearbeitungsmaschine in perspektivischer Darstellung und schematischer Wiedergabe seiner Einzelelemente;

Fig. 2 die Bearbeitungsmaschine gemäß Fig. 1, perspektivisch aus anderem Gesichtswinkel;

Fig. 3 eine schematische Draufsichtdarstellung der in den Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Bearbeitungsmaschine;

Fig. 4 eine schematische Querschnittsdarstellung längs der Ebene IV-IV in Fig. 3;

Fig. 5 eine Teilansicht auf die Ebene V-V in Fig. 4 in vergrößertem Maßstab;

Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung durch die Ebene VI-VI in Fig. 5 mit teilweiser Ausschnittsvergrößerung und

Fig. 7 eine vergrößerte Teildarstellung des aus Fig. 4 ersichtlichen Schwenkprinzips der Werkstückpaletten mit teilweiser Ausschnittsvergrößerung.

Bei der in den Figuren wiedergegebenen Bearbeitungsmaschine sind die Werkstückzufuhr 3 und der die Bearbeitungsköpfe 4 tragende und die Spindelköpfe aufweisende Querträger 5 einander im Prinzip horizontal gegenüberliegend zum vertikalen Bearbeitungsschacht 2 angeordnet.

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Dabei ragt der Querträger 5 mit seinem Bearbeitungskopf 4 durch eine quer verlaufende Arbeitsöffnung 6 in das Innere des Bearbeitungsschachtes 2 hinein und ist auf einer Führungsbahn 7 in seiner Längsrichtung (Pfeil A) bewegbar, insbesondere zum Anstellen in den Bearbeitungsschacht 2 hinein und zum Zurückziehen durch die Arbeitsöffnung 6. Die Führungsbahn 7 befindet sich auf einem Querschlitten 8, auf dem der Querträger 5 parallel zur Ebene der Arbeitsöffnung 6 (Pfeil B) horizontal verfahrbar ist, und zwar gegebenenfalls auch - in zurückgefahrener Stellung - auf einer oder beiden Seiten darüber hinaus, beispielsweise zum Wechseln der Werkzeuge an einem entsprechend angeordneten Magazin-Werkzeugwechsler 9 oder am entgegengesetzten Ende des Bahnenbetts 10 des Querschlittens 8 zum Wechsel oder zur Reparatur des Bearbeitungskopfes 4. In dieser Stellung kann der in der Regel horizontal arbeitende Bearbeitungskopf 4 notwendigenfalls auch auf Vertikalrichtung umgestellt werden, und zwar - im Einklang mit dem erfindungsgemäßen Grundprinzip - ζ,Β« auch von unten nach oben arbeitend. Der Antrieb des Bearbeitungskopfes 4 erfolgt durch einen Motor Die Anordnung des Werkzeugwechslers erfolgt in bezug zur Bewegungsbahn des Bearbeitungskopfes derart, daß beim Werkzeugwechsel nur ein Minimum an Arbeitswegen auftritt. Dabei ist es auch möglich, den Bearbeitungskopf 4 auf oder mit seinem Querschlitten um eine vertikale Achse durch die Arbeitsöffnung 6 heraus auf den Werkzeugwechsler zu verschwenkbar auszubilden, wobei der Querschlitten 8 gegebenenfalls mehr in die Richtung verfahren wird, in der der Querträger 5 näher an dem dem Werkzeugwechsler abgewandten Rand der Arbeitsöffnung 6 steht.

Auf der dem Bearbeitungskopf 4 horizontal entgegengesetzten Seite des Bearbeitungsschachtes 2 ist die Werkstückzufuhr 3 angeordnet, welche einen Vertikalschieber 12 aufweist, der einerseits seitlich an einem vertikalen Maschinenständer 13 auf einer vertikalen Bewegungsbahn C bewegbar ist und anderer-

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seits um eine Querachse in Pfeilrichtung C schwenkbar ist. Das Bahnenbett 10 des Querschlittens 8 ist durch ein Zwischenstück 23 mit dem vertikalen Maschinenständer 13 zu einer starren, kompakten Einheit verbunden.

Das zu bearbeitend© Werkstück 15 (siehe Fig. 3 und 4) wird auf einer Palette 14 aufgespannt uml auf .dieser Palette 14 von einer Palettenzufuhrfläche 16 auf die horizontal geschwenkte Arbeitsfläche 17 des Vertikalschiebers 12 (Pfeilrichtung E) geschoben und sicher befestigt (siehe Fig. 7). Aus dieser horizontalen Ladestellung ist der Vertikalschieber 12 dann (gemäß Pfeil D) in eine Öffnung 18 im Bearbeitungsschacht in seine Vertikallage schwenkbar, wobei die Seitenränder der Palette 14 und/oder die Seitenränder der Arbeitsfläche 17 des Vertikalschiebers 12 mit den anliegenden Rändern der Öffnung 18 dicht abschließen. Vorzugsweise schließen die Ränder der Arbeitsfläche der Palette mit den Öffnungsrändern, so daß die Palette selbst nicht in den Bearbeitungsschacht 2 hineinragt.

Die Werkstückpalette kann - zwecks Mehrseitenbearbeitung - auf dem Vertikalschieber 12 zusätzlich auch um eine in Bearbeitungsstellung horizontale Achse selbst drehbar angeordnet und dafür auch rund ausgebildet sein.

In dieser Vertikalstellung ist das zu bearbeitende Werkstück vertikal hochstehend und dem Bearbeitungskopf 4 horizontal gegenüberliegend innerhalb des Bearbeitungsschachts 2 angeordnet, so daß das gesamte abgetragene Material, d.h. die Späne 21 etc., frei im Bearbeitungsschacht herunterfallen und an dessen Boden in z.B. verfahrbaren Behältern 19 gesammelt werden kann, welche zu den Seitenwänden des Bearbeitungsschachts 2 hin dicht abschließen. Da die Trennung des Abfallmaterials praktisch genau und ohne Verluste oder Vermischung von Werkstück zu Werkstück getrennt erfolgen kann, kann statt eines Behälters 19 auch eine gesonderte Trennvorrichtung vorgesehen sein, welche entsprechend

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den zu bearbeitenden Werkstücken mitprogrammierbar ist. Im Behälter erfolgt dann jeweils die Abtrennung des Kühlmittels.

Um auch auf horizontal liegenden Schulterflächen des Werkstückes 15 selbst oder in Bohrungen sich ansammelnde Späne o. dgl. zum Herunterfallen zu bringen, können zusätzlich je nach Art des Werkstückes angeordnete Druckluftdüsen, auf der Palette angebracht und ausgerichtet werden. Die auf den Paletten 14 aufgespannten Werkstücke 15 können der Palettenzufuhrfläche 16 mittels einer Paletten-Transfer-Strecke 20 zugeführt und die fertigen
Werkstücke auf dieser weitergeleitet werden.

Von den drei Bearbeitungsrichtungen Pfeile A, B und C wird die vertikale Anstellrichtung (Pfeil C) von dem den Vertikalschieber 12 tragenden Maschinenständer 13 übernommen, womit gleichzeitig das genaue Einpassen des Vertikalschiebers 12 in die Ränder der Öffnung 18 des Bearbeitungsschachts 2 programmierbar gewährleistet ist. Andererseits sind die Anstellbewegungen des Bearbeitungskopfes 4 und der Palette 14 bzw. des Werkstückes ohne weiteres elektronisch aufeinander programmierbar.

Um auch die quer verlaufende Arbeitsöffnung 6 für die Arbeits-Seitwärtsbewegung des Querträgers 5 ständig geschlossen zu
halten, kann (gemäß Fig. 5 und 6) eine sich teleskopartig
oder lamellenartig ineinander oder übereinander schiebbare
Abdeckkonstruktion 22 vorgesehen sein, welche den Querbewegungen des Querträgers 5 selbsttätig folgt.

Eine ähnliche Abdeckkonstruktion kann auch die Öffnung 18
oberhalb oder unterhalb des Palettenrandes abschließen, um die Öffnung 18 bei den vertikalen Arbeitsbewegungen der Palette
dicht zu halten, wobei die Lamellen zwar horizontal orientiert sind, jedoch an ihrer Innenwandseite glatte Übergänge aufweisen. Bei vertikaler Anordnung der Lamellen kann sich kein Material
daran festsetzen.

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Wenn der Querträger 5 entweder auf seiner Führungsbahn 7 oder mit dem Querschlitten 8 horizontal schwenkbar ausfährt/ kann er nach Freigabe von der Abdeckkonstruktion 22 - auch durch einfache schwenkbewegung aus der Arbeitsöffnung 6 heraus verlagerbar sein. Es ist auch denkbar, das Werkstück 15 mit seiner Palette auf der Palettenzufuhrfläche 16 zu wenden und in anderer Lage wieder an den Bearbeitungsort im Bearbeitungsschacht 2 heranzubringen.

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Bezugszeichenliste

10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

Bearbeitungsmaschine

Bearbeitungsschacht

Werkstückzufuhr

Bearbeitungskopf

Querträger

quer verlaufende Arbeitsöffnung

Führungsbahn

Querschlitten

Magazin-Werkzeugwechsler

Bahnenbett des Querschlittens

Motor

Vertikalschieber

vertikaler Maschinenständer

Palette

Werkstück

Palettenzufuhrfläche auf Palettenwechsler

Palettenzufuhrfläche auf Vertikalschieber

Öffnung für Palette

Behälter

Paletten-Transfer-Strecke

Späne

Abdeckkonstruktion

Zwischenstück, Ständer/Bett

Pfeil A auf Führungsbahn längs

Pfeil B auf Führungsbahn quer

Pfeil C auf Vertikalschieber vertikal

Pfeil D auf Vertikalschieber schwenkbar

Pfeil E Aufschieberichtung der Palette

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Claims

3025A53 Henkel Kein, Frier tr Hansel Patentanwälte Registered Representatives before the European Patent Office Möhlstraße37 D-eOOO München 80 WANDERER-WERKE AG München-Haar TeL: 089/982085-87 öuij München Haar Telex: 0529802 hnki d Telegramme: ellipsoid VE/st i Juli 1960 Bearbeitungsmaschine, insbesondere Bohr- und Fräsmaschine Patentansprüche

1.) Bearbeitungsmaschine zur materialabhebenden Präzisionsbearbeitung von Werkstücken, insbesondere für Bohr- und Fräsmaschinen mit einer Einrichtung zum Halten des Werkstückes, einer werkzeugbestückten Bearbeitungseinrichtung und einer Einrichtung zum Abführen des abgetragenen Materials, gekennzeichnet durch einen vertikal orientierten Bearbeitungsschacht (2), in den von der einen Seite der Bearbeitungskopf (4) der Bearbeitungseinrichtung horizontal sowie ein- und ausfahrbar hineinragt und in dem das Werkstück (15) an einer anderen Seite des Bearbeitungsschachtes, vorzugsweise an der dem Bearbeitungskopf (4) horizontal gegenüberliegenden Seite, in einer Lage angeordnet ist, in der das vom Werkstück abgetragene. Material (z.B. Bohr- und Frässpäne) durch sein Eigengewicht im freien Fall durch den Bearbeitungsschacht (2) gelangt, wobei die Innenwände des Bearbeitungsschachts (2) glatt ausgebildet sind.

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2. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungskopf (4) der Bearbeitungseinrichtung horizontal auf das Werkstück (15) zu und horizontal quer dazu anstellbar und das Werkstück (15) vertikal verfahrbar ist.

3. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 oder I₀ dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Halten des Werkstückes von einer horizontalen Arbeitsstellung zum Aufspannen und Heraufführen des Werkstückes (15) in eine vertikale Bearbeitungsstellung innerhalb einer Öffnung (18) in der Wandung des Bearbeitungsschachts schwenkbar ist, in der sie die Öffnung im Bearbeitungsschacht (2) abschließt und das Werkstück in den Bearbeitungsschacht ragend angeordnet ist.

4. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück (15) auf einer gesonderten Palette (14) aufgespannt ist, deren seitliche Ränder mit den Rändern der Öffnung (18) fluchten.

5. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Bahnenbett (10) mit dem vertikalen Maschinenständer (13) durch ein Zwischenstück (23) fest zu einer Einheit verbunden ist.

6. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Halten des Werkstückes (15) sowohl schwenkbar als auch vertikal verfahrbar ist.

7. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungskopf (4) innerhalb einer quer verlaufenden Arbeitsöffnung (6) in der Wand des Bearbeitungsschachts (2) auf einem Querschlitten (8) horizontal quer verfahrbar ist.

8. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkzeugwechsler (9) außerhalb

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des Bearbeitungsschachts (2) dem Bewegungsbereich des Bearbeitungskopfes C4) zugeordnet ist.

9. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine sich mit dem Bearbeitungskopf (4) selbsttätig mitbewegende Abdeckeinrichtung (22) zum Verschließen der Arbeitsöffnung (6). mit glatten Innenwänden in jeder Bewegungsstellung des Bearbeitungskopfes.

10. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine sich mit dem Vertikalschieber (12) selbsttätig mitbewegende Abdeckeinrichtung (22) zum Verschließen der Arbeitsöffnung (18) mit glatten Innenwänden in jeder Bewegungsstellung des Vertikalschiebers (12).

11. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Trennvorrichtung (19) für das Abfallmaterial. (Späne)

12. Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennvorrichtung (¹⁹) werkstückweise programmierbar ist.

13. Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Bearbeitungsschacht (2) unmittelbar über einer Unterflur-Transporteinrichtung für das Abfallmaterial angeordnet ist.

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