DE3031317A1 - MACHINE TOOL - Google Patents
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Description
D 8351-osspD 8351-ossp
Grüner Maschinenbau,. 734-7 Bad tiberkingen/HausenGreen engineering. 734-7 Bad Tiberkingen / Hausen
WerkzeugmaschineMachine tool
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a machine tool according to the Preamble of claim 1.
δξ sind Werkzeugmaschinen bekannt, bei denen das Werkstück auf einen feststehenden Arbeitstisch aufgespannt wird und das Ablieben von Material durch Verfahren eines das Werkzeug tragenden Spindelstockes in den in der Regel drei verschiedenen Koordinatenrichtungen erfolgt. Dies ist dann nachteilig, wenn man aufeinanderfolgende Arbeitsgänge, bei denen unterschiedliche Werkzeuge verwendet werden, unter automatischer δξ machine tools are known in which the workpiece is clamped on a stationary work table and the remaining material is carried out by moving a headstock carrying the tool in the usually three different coordinate directions. This is disadvantageous when one successive operations in which different tools are used, under automatic
»/erkzeugumrüstung durchführen will, da dann der spindelstock jeweils zu einer festen Werkzeugaustauschposition gefahren werden nuß, bei der die Werkzeuge von einem werkzeugmagazin bereitgestellt und zurückgenommen werden.»/ Want to carry out tool retrofitting because then the headstock each moved to a fixed tool exchange position become nut, in which the tools are provided by a tool magazine and taken back.
L's sind umgekehrt Werkzeugmaschinen bekannt, bei denen die gesamte !Relativbewegung zwischen Werkstück und Werkzeug durch Verfahren des Werkstückes in den verschiedenen Koordinatenachsen erfolgt, während der Spindelstock stationär ist. Derartige Werkzeugmaschinen eignen sich zwar für einen raschen automatischen Werkzeugaustauschmit einem Werkzeugmagazin, l-u±i ist jedoch in der Vielseitigkeit der Bearbeitungsmöglichkeiten eingeschränkt.Conversely, machine tools are known in which the entire relative movement between workpiece and tool takes place by moving the workpiece in the various coordinate axes while the headstock is stationary. Such machine tools are suitable for rapid automatic tool exchange with a tool magazine , but the versatility of the machining options is limited.
Durch die vorliegende Erfindung soll eine Werkzeugmaschine geschaffen werden, bei welcher zumindest ein 'Teil der Relativbewegung zwischen Werkzeug und Werkstück durch Verfahren des Spindelstockes erfolgt, zugleich aber auch ein rascher automatischer Werkzeugaustausch, mit einem Werkzeugmagazin möglich ist.The present invention is intended to create a machine tool in which at least part of the relative movement takes place between tool and workpiece by moving the headstock, but at the same time a quick automatic one Tool exchange possible with a tool magazine is.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine »Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 1.According to the invention, this object is achieved by a »machine tool according to claim 1.
Bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine wird das Werkzeugmagazin starr mit dem Spindelstock mitbewegt. Damit ist in jeder Stellung des Spindelstockes zum Zwecke eines Werkzeugaustausches kein Verfahren des Spindelstockes notwendig. Da die gemeinsame Bewegung des Spindelstockes und des V/erk-In the machine tool according to the invention, the tool magazine rigidly moved with the headstock. This means that the headstock is in every position for the purpose of exchanging tools no movement of the headstock necessary. Since the joint movement of the headstock and the V /
zeugmagazines ausschließlich in horizontaler Richtung erfolgt, sind die 'hierfür aufzuwendenden Kräfte klein; die Präzision der Spindelstockbewegung wird durch die Mitnahme des Werkzeugnarazines in keiner Weise beeinträchtigt. Durch die erxindungsgonäßc Ausbildung der !Führung für den den Spindelstock, seine antriebseinheit und das Werkzeugmagazin sowie den Werkzeugwechsler tragenden Hauptschlitten als Schrägschlitteni^Ihrung wird erreicht, daß das erhebliche Gesamtgewicht dieser 2eile bei kleinen horizontalen Abmessungen der Schlittenführung zuverlässig und spielfrei auf das Maschinenfundament übertragen wird. Die geringen horizontalen Abmessungen der Schrägschlittenführung sind auch deshalb von besonderem Vorteil, weil sie zugleich den horizontalen Abstand zwischen dem Werkzeugmagazin und dem Ärbeitsende des Spindelstockes vorgeben. Der Werkzeugwechsler braucht also nur eine kurze Strecke zu überbrücken, und dies wirkt sich sowohl auf seine Herstellungskosten als auch auf seinen ebenfalls zusammen mit dem Spindelstock zu bewegende Masse als auch auf seine Arbeitsgeschwindigkeit günstig aus.tool magazines are carried out exclusively in the horizontal direction, the 'forces required for this are small; the precision the headstock movement is caused by the driving of the tool nazines in no way affected. By the invention Training the! Leadership for the headstock, his drive unit and the tool magazine as well as the tool changer supporting main slide as an inclined slide it is achieved that the considerable total weight of these 2 parts with small horizontal dimensions of the slide guide reliably and is transferred to the machine foundation without play. The small horizontal dimensions of the inclined slide guide are also of particular advantage because they also reduce the horizontal distance between the tool magazine and the end of work of the headstock. The tool changer only needs to cover a short distance, and this affects both its manufacturing costs and its also together with the headstock moving mass as well as its working speed.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen angegeben.Advantageous further developments of the invention are set out in the subclaims specified.
hit der im Anspruch 4 angegebenen Geometrie .erhält man eine besonders günstige Übertragung der Kräfte und Drehmomente vom Hauptschütten auf die Führungsschienen bei kompakten Abmessungen der Schrägschlittenführung.hit the geometry specified in claim 4. obtained one particularly favorable transmission of forces and torques from the main chute to the guide rails for compact Dimensions of the inclined slide guide.
_ Zj. __ Zj. _
OPiQIWAL INSPECTEDOPiQIWAL INSPECTED
Die Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 7 ist ir. Hinblick auf möglichst geringen Materialbedarf' bei hoücimechanischer Festigkeit des Maschinenbettes von Vorteil.The development of the invention according to claim 7 is ir. With regard to the lowest possible material requirement 'at Hoücimechanischer The strength of the machine bed is an advantage.
Kit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Anspruch 10 ist es möglich, die Horizontalführung für die Vertikalverstellcinrichtung des Werkstückhalters ebenfalls konpal:ο und robust zu bauen.Kit of the development of the invention according to claim 10 is it is possible to use the horizontal guide for the vertical adjustment device of the workpiece holder also conpal: ο and robust to build.
bei einer Werkzeugmaschine gemäß Anspruch 14- ist eine gecorucrte Vertikalverstelleinrichtung für den Werkstückhalter nicht erforderlich. In the case of a machine tool according to claim 14, a corrected vertical adjustment device for the workpiece holder is not required.
chstehena v/ird die Erfindung anhand von Aus unter Bozugnahne/iuf die beiliegende Zeichnung näher erläutert In dieser zeigen:The invention is based on Aus The attached drawing is explained in more detail under Bozugnahne / iuf In this show:
Fig. 1 eine seitliche Ansicht einer Werkzeugmaschine, in welcher ein Hauptschlitten und eine zugeordnete Führungseinrichtung im Schnitt wiedergegeben sind;1 shows a side view of a machine tool, in which a main slide and an assigned Guide device are shown in section;
Fig. 2 eine Ansicht der Werkzeugmaschine nach Figo 1 in Fig. 1 von links, in welcher ein Schlitten und eine zugeordnete Führungseinrichtung im Schnitt wiedergegeben sind, welche über einen Vertikalschlitten einen Drehtisch zum Aufspannen eines Werkstückes tragen;FIG. 2 shows a view of the machine tool according to FIG. 1 in Fig. 1 from the left, in which a slide and an associated guide device in section are shown, which a turntable for clamping a vertical slide Carry workpiece;
BAD ORIGINALBATH ORIGINAL
i'ig. 3 eine seitliche Ansicht einer abgewandelten Werkzeugmaschine ähnlich zu Pig. 1.i'ig. 3 is a side view of a modified machine tool similar to Pig. 1.
Lie in X-'ig. 1 wiedergegebene Werkzeugmaschine weist ein senkrecht zur Zeicherxbene von Pig. 1 verlaufendes Maschinenbett 10 auf. Dessen Querschnitt hat die Gestalt eines Dreieckes mit verhältnismäßig kurzer Grundseite. Die in der Zeichnung rechts gelegene Seite der Querschnittsfläche des Haschinenbettes 10 ist unter einem Winkel von 7°° zur horizontalen Aufstellfläche geneigt und trägt zwei unter Abstand angeordnete Pührungsschienen 12 und 14. An das von den Pührungsschienen 12, 14 abgelegene Ende des unteren Abschnittes des Maschinenbettes 10 ist; ein durchgehender Euß 16 angeformt, welcher bei den Enden des Maschinenbettes 10 über angeformte Materialstege 18 mit dem Maschinenbett 10 verbunden ist. ·Lie in X-'ig. 1 reproduced machine tool has a perpendicular to the drawing plane of Pig. 1 running machine bed 10. Its cross-section has the shape of a triangle with relatively short base side. The side of the cross-sectional area of the machine bed 10 on the right in the drawing is at an angle of 7 ° to the horizontal installation surface inclined and carries two spaced guide rails 12 and 14. To that remote from the guide rails 12, 14 The end of the lower portion of the machine bed 10 is; a continuous Euß 16 formed, which at the ends of the machine bed 10 via formed material webs 18 with the Machine bed 10 is connected. ·
Auf den Führungsschienen 12, 14 läuft ein insgesamt mit 20 bezeichneter Hauptschlitten mit im wesentlichen dreieckiger Querschnittsform. Die in der Zeichnung links gelegene ochlittenbegrenzungsflache ist wieder unter 70° zur M.Stellfläche geneigt, die in der Zeichnung rechts gelegene ochlittenbegrensungsfiäche ist vertikal ausgefluchtet.On the guide rails 12, 14 a total of 20 designated main slide runs with an essentially triangular cross-sectional shape. The preferred left in the drawing ochlittenbegrenzungsflache is below 70 ° tilted back to M. footprint, the right location in the drawing ochlittenbegrensungsfiäche is aligned vertically.
Die Oberseite des Hauptschlittens 20 trägt über ein keilförniges Zwischenstück 22 einen Spindelstock 24 sowie einen über diesem angeordneten, insgesamt mit 26 bezeichneten Werkzeugwechsler. An der vertikal ausgerichteten Schlittenbegrenzungsfläche ist eine aus einem juitriebsmotor und einem Getriebe bestehende Antriebseinheit 28 für die Werkzeugspindel· befestigt, weicheThe top of the main slide 20 carries over a wedge-shaped Intermediate piece 22 has a headstock 24 and a tool changer, which is arranged above this and is designated overall by 26. On the vertically aligned carriage boundary surface there is one consisting of a drive motor and a gear unit Drive unit 28 for the tool spindle · attached, soft
- 6 ORIGINAL INSPECTED- 6 ORIGINAL INSPECTED
A4..A4 ..
ü"ber eine Welle 30 auf die im Spindelstock 24 gelagerte Werkzeugspindel arbeitet. Ferner ist an der vertikalen rechten Schlittenbegrenzungsfläche ein insgesamt mit 32 bezeichnetes Werkzeugmagazin befestigt.Via a shaft 30 on the one mounted in the headstock 24 Tool spindle is working. Furthermore, on the vertical, right-hand carriage delimitation surface there is an overall designated 32 Tool magazine attached.
Das Werkzeugmagazin 32 umfaßt einen Endlosförderer 34, der durch einen nicht gezeigten Antrieb bewegbar ist, sich senkrecht oder waagerecht z. B. bei Großmagazinen zur Zeichenebene erstreckt und über nicht näher gezeigte Kupplungsmittel einzelne Werkzeugkassetten 36 trägt, die ihrerseits jeweils mit einem Werkzeug 38 bestückt sind.The tool magazine 32 comprises an endless conveyor 34, the is movable by a drive, not shown, vertically or horizontally z. B. in large magazines to the drawing plane extends and carries individual tool cartridges 36 via coupling means not shown, which in turn each with a Tool 38 are equipped.
Der Werkzeugwechsler 26 hat einen durch einen Antriebsmotor um eine vertikale Achse drehbaren zweiarmigen oder mehrarmigen Wechselkopf 42, welcher jeweils mit einem Arm eine Werkzeugkassette 36 vom Werkzeugmagazin 32 übernimmt und zum in der Zeichnung links gelegenen Ende des SpindelstccL.es 24 bewegt und gleichzeitig mit seinem anderen Arm eine Werkzeugkassette 36 vom Spindelstock 24 zurück zum Werkzeugmagazin J2 bewegt. Zur Verbindung der Werkzeugkassetten 36 mit den Armen des Wechselkopfes 42 sind nicht näher wiedergegebene steuerbare Kupplungsmittel vorgesehen; eine weitere steuerbare Kupplung dient zum Verbinden der Werkzeugspindel der Werkzeugmaschine mit dem jeweils in Arbeitsstellung vor dem Spjidelstock 24 stehenden Werkzeug 38· Der Werkzeugwechsler könnte zo B0 auch als Sechsfachrevolver ausgebildet seineThe tool changer 26 has a two-armed or multi-armed interchangeable head 42 which can be rotated about a vertical axis by a drive motor, which takes a tool cassette 36 from the tool magazine 32 with one arm and moves it to the end of the spindle head 24 on the left in the drawing and simultaneously with its other Arm moves a tool cartridge 36 from the headstock 24 back to the tool magazine J2. To connect the tool cassettes 36 to the arms of the interchangeable head 42, controllable coupling means (not shown in detail) are provided; a further controllable coupling is used, the tool changer might z o 0 B formed as a six-fold turret for connecting the tool spindle of the machine tool with the respective stationary in the working position in front of the tool 38 · 24 Spjidelstock its
Der Hauptschlitten 20, der Spindelstock 24 3 der- Werkzeugwechsler 26, die Antriebseinheit 28 und das Werkzeugmagazin 32 sind somit zu einer festen Einheit verbunden, welche senkrecht zur Zeichenebene von Fig. 1, also in Richtung der - 7 -The main slide 20, the headstock 24 3 of the tool changer 26, the drive unit 28 and the tool magazine 32 are thus connected to form a fixed unit which is perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1, i.e. in the direction of the - 7 -
x-Ächse des oben in Fig. 1 eingetragenen Koordinatensystems verfahrbcr sind. Diese Einheit hat insgesamt ein großes Gewicht. Die spielfreie und reibungsarme Übertragung dieses Ge-.-ich.tes auf die Führungsschienen 12 und 14 erfolgt über Wälzkörper 44, welche zwischen der oben legenden schmalen Seite der Fukrurigsschiene 12 und einem die Führungsschiene 12 hakenartig übergreifenden Tragabschnitt 46 des Hauptschlittens 20 angeordnet sind, sowie über Gleitlagermaterialpolster 46, 50, welche von der in der Zeichnung links gelegenen, schräg geneigten Begrenzungsfläche des Hauptschlittens 20 den Breitseiten der Führungsschienen 12 und 14 gegenüberliegend getragen sind.x-axis of the coordinate system entered in Fig. 1 above are verfahrbcr. Overall, this unit has great weight. The backlash-free and low-friction transfer of this joint on the guide rails 12 and 14 takes place via rolling elements 44, which between the narrow side of the Fukrurigsschiene lying above 12 and a support section 46 of the main slide 20 that overlaps the guide rail 12 like a hook, as well as over slide bearing material cushions 46, 50, which from the obliquely inclined boundary surface on the left in the drawing of the main slide 20 are supported opposite the broad sides of the guide rails 12 and 14.
Zum Bewegen des Hauptschlittens 20 in x-Richtung ist eine in ihm laufende Gewindespindel 52 vorgesehen, welche- an ihren Enden am Maschinenbett 10 gelagert ist und durch einen nicht gezeigten Antrieb drehbar ist.To move the main slide 20 in the x direction is one provided in it running threaded spindle 52, which on their Ends on the machine bed 10 is mounted and is rotatable by a drive, not shown.
Senkrecht zum Maschinenbett 10 verläuft ein zweites Maschinenbett; 54, das (vgl. Fig. 2) ebenfalls dreieckige Querschnittsform hat und mit einem durchlaufenden Fuß 56 versehen ist, v/elcher bei den Enden des Haschinenbettes 5^ über angeformte Materialstege 58 mit dem Maschinenbett 54 verbunden ist.A second machine bed runs perpendicular to the machine bed 10; 54, which (see. Fig. 2) also has a triangular cross-sectional shape and is provided with a continuous foot 56, v / elcher at the ends of the machine bed 5 ^ over molded Material webs 58 are connected to the machine bed 54.
Die in der Zeichnung rechts gelegene Seitenfläche des Msschinenbettes 54 ist v/ieder unter 70 zur Aufstellfläche der Werkzeugmaschine geneigt und trägt zwei Führungsschienen 60, 62, auf welchen ein Schlitten 64 läuft. Zwischen einem 2ragabschnitt 66 des letzteren und der Schmalseite der oberenThe side surface of the machine bed on the right in the drawing 54 is much lower than 70 for the machine tool footprint inclined and carries two guide rails 60, 62 on which a carriage 64 runs. Between a 2rag section 66 of the latter and the narrow side of the upper one
ORiGiNAL INSPECTEDORiGiNAL INSPECTED
lr'ührungsschiene 60 sind wiederum Wälzkörper 66 ar^x-c.rdnfc-o, aie in der Zeichnung links gelegene Begrenzungsiis.cke des Schlittens 64 trägt den Führungsschienen 60, 62 gegenüberliegend wieder Gleitlagerpolster 7O5 72 c. Ira Jchlitten 64 läuft eine Gewindespindel 7^, deren Enden im Kaschinenbett 54 gelagert sind und welche durch einen Aiirriec /^ (vgl., i'ig. 1) drehbar ist.l r 'EADERSHIP rail 60 are, in turn, rolling bodies 66 ar ^ xc.rdnfc-o, preferred Begrenzungsiis.cke aie left in the drawing of the carriage 64 supports the guide rails 60, 62 opposite again c plain bearing pad 7O 5 72nd A threaded spindle 64 runs, the ends of which are mounted in the machine bed 54 and which can be rotated by means of an air slide (cf., i'ig. 1).
λγ. der vertikal ausgefluchteten, in Figo 2 rech-jc gelegene:! Begrenzungsflache des Schlittens 64 ist ein vertikales Bett 78 befestigt, welches vertikale führungsschiene:. c-C, 82 trägt. Auf letzteren läuft ein Vertikalschlitten 84«, Dieser wird über eine Gewindespindel 86 von einem Antrieb 66 bewegt= Ler Vertikalschlitten 84 trägt seinerseits einen Dreivcisch 90, welcher durch einen antrieb 92 um eine zur z-A.chse parallele Achse,/üblicherweise B-Achse genannt wird, drehbar ist und auf dem das zu bearbeitende Werkstück festge^pamr: wird,λγ. the vertically aligned, located in Figo 2 right-jc :! The boundary surface of the carriage 64 is a vertical bed 78 attached, which vertical guide rail :. c-C, 82 bears. A vertical slide 84 'runs on the latter. This runs over a threaded spindle 86 moved by a drive 66 = Ler Vertical slide 84 in turn carries a Dreivcisch 90, which is driven by a drive 92 around a axis parallel to the z-axis Axis, / is usually called B-axis, is rotatable and on which the workpiece to be machined is fixed ^ pamr:
Han erkennt, daß sowohl beim Hauptschlitzen 2C als auch bein Schlitten 64 über eine geringe transversale Abmessung aufweisende Schrägschlittenführung ein großes Gewicht auf das zugeordnete Maschinenbett 10 bzw, .54 spielfrei übertragen wird.Han recognizes that both the main slots 2C and bein Carriage 64 having a small transverse dimension Inclined slide guide puts a great deal of weight on the assigned machine bed 10 or .54 is transferred without play.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Pig= 3 ist der.jcnici ieil der Werkzeugmaschine, -welcher den Spindeisrcei: u:.:.d die ihm zugeordnete Einrichtungen umfa3t9 genau gleich ausgebildet w-ie bein Ausführungsbeispiel nach den i'ig, Λ vj:i. Z.. Zr,rsprechende Bauteile sind wieder mit censelber. l-ii-u^c-eichen versehen und brauchen nicht noch einmal iü eir^ ilr.er- beschrieben zu werden» - 9 -In the embodiment according to Pig = 3 der.jcnici IEIL the machine tool, the -welcher Spindeisrcei: u:.:. D its associated devices umfa3t 9 exactly equal formed w-ie leg embodiment according to i'ig, Λ vj: i . Z .. Zr, corresponding components are again with the same finish. l-ii-u ^ c-oak and do not need to be described again iü eir ^ ilr.er- "- 9 -
Zum Auf spannen des Werkstückes ist nun ein großen Durchmesser aufweisender Drehtisch. 94- vorgesehen, dessen Drehachse in derjenigen horizontalen Ebene liegt, in welcher die opindeistockachse verfahrbar ist, und parallel zur Üpindeistockachse verläuft. Der Drehtisch 94- ist von einem Schlitten 96 getragen, der auf Führungsschienen 38 läuft, die parallel zur opindelstockachse ausgerichtet von einen Maschinenbett 100 getragen sind.A turntable with a large diameter is now used to clamp the workpiece. 94- is provided, the axis of rotation of which lies in the horizontal plane in which the opindeistock axis can be moved and runs parallel to the Üpindeistock axis. The turntable 94- is carried by a slide 96, which runs on guide rails 38 which are carried by a machine bed 100, aligned parallel to the spindle axis.
opannt man ein Werkstück exzentrisch auf den Drehtisch 94- auf, so erhält man eine Verstellung des Werkstückes in der vertikalen, d. h. in der y-Richtung bezüglich des Werkzeuges, wenn nan den Drehtisch 94· dreht und gleichzeitig den Haupt schütten 20 un die x-£omponente des vom Werkstück durchlaufenen Kreisbogens synchron nachstellt. Man hat also auch bei der Werkzeugmaschine nach Fig. 3 die Möglichkeit einer y-Bewegung des Werkstückes zum Werkzeug, ohne daß hierfür ein gesonderter Schlitten vorgesehen su werden brauchte.If you open a workpiece eccentrically on the turntable 94-, in this way one obtains an adjustment of the workpiece in the vertical, i. H. in the y-direction with respect to the tool, if nan the Turntable 94 · rotates and at the same time pouring the main 20 un the x component of the circular arc traversed by the workpiece synchronously readjusts. The machine tool according to FIG. 3 also has the possibility of a y-movement of the workpiece to the tool without a separate slide being provided for this purpose su be needed.
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: GRUENER, HORST, DIPL.-ING. (FH), 7347 BAD UEBERKIN |
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8141 | Disposal/no request for examination |