DE3620247C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Bohr-Fräs-Zentrum gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei einem aus der DE-OS 35 05 138 bekannten Bohr-Fräs-Zentrum dieser Gattung dient zur Aufnahme der Werkstücke eine Einrichtung, bei welcher zwei Prismapaletten mit paralleler horizontaler zur Werkzeugspindel senkrechter Achse eingespannt werden können. Eine der Prismapaletten befindet sich jeweils zur Bearbeitung im Arbeitsraum des Bohr-Fräs-Zentrums, während sich die andere Prismapalette in derselben horizontalen Ebene in dem Beladeraum befindet. Die Werkstückaufnahmeeinrichtung ist um eine zu den Achsen der Prismapaletten parallele horizontale Schwenkachse in der Weise schwenkbar, daß die beiden Prismapaletten ihre Position vertauschen. Es kann somit die jeweils im Beladeraum befindliche Prismapalette ausgewechselt werden. Eine zusammen mit der Werkstückaufnahmeeinrichtung schwenkbare Trennwand ist zwischen den beiden Werkstückaufnahmen angeordnet, um die Prismapalette in dem Beladeraum gegen Spänefall und Kühlmittel zu schützen.

Aufgrund der horizontalen Einspannung der Prismapaletten an ihren axialen Stirnflächen eignet sich die Werkstückaufnahmeeinrichtung und damit das Bohr-Fräs-Zentrum nur zur Bearbeitung kleiner und leichter Werkstücke. Die parallele Anordnung der Prismapaletten und ihre Einspannung zwischen Drehbügeln beengen die Platzverhältnisse so, daß größere Werkstücke nicht aufgenommen werden können. Das Einspannen der Prismapaletten zwischen den Drehbügeln steht der Aufnahme schwerer Werkstücke entgegen. Das Spannen der Prismapaletten mit horizontaler Achse zwischen den Drehbügeln ist schwierig und mit schweren Werkstücken kaum realisierbar.

Die DE-AS 12 25 945 beschreibt einen Werkstücktisch, der eine Hauptaufspannfläche und eine unter 90° zu dieser angeordnete Hilfsaufspannfläche aufweist. Der Werkstücktisch ist um eine unter 45° geneigte Schwenkachse schwenkbar, die die Hauptaufspannfläche durchsetzt. Da der Mittelpunkt eines auf der Hauptaufspannfläche gespannten Werkstückes in der Nähe der Schwenkachse des Werkstücktisches liegt, kann das Werkstück durch Verschwenken des Schwenktisches von verschiedenen Seiten bearbeitet werden.

Bei diesem Werkstücktisch kann nur ein Werkstück auf der Hauptaufspannfläche zur Bearbeitung gespannt werden. Es sind keine zwei gleiche Aufspannflächen vorhanden, die wechselweise in die Bearbeitungsposition geschwenkt werden können. Es ist daher nicht möglich, während der Bearbeitung eines Werkstückes gleichzeitig die Werkstückaufnahmeeinrichtung mit einem zweiten Werkstück zu beschicken.

Die US-PS 45 63 925 beschreibt einen Drehautomaten, bei welchem ein Spindelträger mit zwei unter 90° zueinander angeordneten Werkstückspindeln um eine unter 45° geneigte Schwenkachse schwenkbar ist, die die Winkelhalbierende der Achsen der beiden Werkstückspindeln bildet. Es handelt sich nicht um ein Bohr-Fräs-Zentrum, sondern um einen Drehautomaten mit drehend angetriebenen Werkstücken. Die Werkstückspindeln sind in dem Spindelträger drehbar gelagert und werden wechselweise mit einer Antriebswelle gekuppelt. Der Spindelträger ist daher hohl ausgebildet und muß wegen der Kupplungsmechanik und der drehbaren Lagerung der Werkstückspindeln große radiale Abmessungen aufweisen.

Eine Trennung von Arbeitsraum und Beladeraum ist nicht vorgesehen.

Die DE-OS 23 56 799 beschreibt ein Bohr-Fräs-Zentrum mit einer horizontalen in den drei zueinander senkrechten Raumachsen (X, Y, Z) verfahrbaren Arbeitsspindel. Die Arbeitsspindel ist zu einem seitlich angeordneten Werkzeugmagazin verfahrbar, so daß die Werkzeuge unmittelbar aus dem Werkzeugmagazin zur Arbeitsspindel gewechselt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bohr-Fräs-Zentrum zu schaffen, das eine einfache hoch belastbare Werkstückaufnahme aufweist, die eine Bestückung während der Bearbeitungshauptzeit gestattet.

Diese Aufgabe wird bei einem Bohr-Fräs-Zentrum der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Bohr-Fräs-Zentrum weist einen Werkstücktisch mit zwei zueinander senkrecht angeordneten Aufspannflächen auf. Eine dieser Aufspannflächen befindet sich in vertikaler Position, während die andere sich in horizontaler Position auf der Oberseite des Werkstücktisches befindet. Der Werkstücktisch ist um eine unter 45° geneigte Achse in der Weise schwenkbar, daß die beiden Aufspannflächen ihre jeweilige Position vertauschen.

Das an der vertikalen Aufspannfläche gespannte Werkstück befindet sich im Arbeitsraum und kann in vorteilhafter Weise mit freiem Spänefall nach unten bearbeitet werden. Die sich in der oberen horizontalen Lage befindende Aufspannfläche ist im Beladeraum angeordnet und kann von oben bestückt werden. Das Aufsetzen der Werkstücke von oben auf die horizontale obere Aufspannfläche ermöglicht ein bequemes Bestücken auch mit schweren Werkstücken. Es können große und schwere Werkstücke unmittelbar auf der Aufspannfläche gespannt werden oder die Aufspannfläche kann mit Palettenführungen ausgestattet sein, so daß große und schwere Paletten mit mehreren Werkstücken aufgenommen werden können. Die Bestückung von oben eignet sich insbesondere auch für eine Verkettung des Bohr-Fräs-Zentrums oder für eine Beschickung durch einen Palettenspeicher.

Die unter einem Winkel von 90° angeordneten Aufspannflächen ergeben bei geringen Abmessungen des Werkstücktisches große Aufspannflächen, so daß auch Werkstücke mit großen Abmessungen oder Paletten bearbeitet werden können, ohne daß die Abmessungen des Werkstücktisches sich in aufwendiger Weise vergrößern. Die Schwenklagerung des Werkstücktisches kann einen nahezu die gesamte Grundfläche des Werkstücktisches einnehmenden Durchmesser aufweisen, so daß sich eine sehr hohe Stabilität und Belastbarkeit des Werkstücktisches für die Bearbeitung schwerer Werkstücke ergibt.

Die beiden Aufspannflächen des Werkstücktisches sind durch die Trennwand voneinander getrennt, die an dem Werkstücktisch befestigt ist und in einer unter 45° geneigten, die Schwenkachse des Werkstücktisches einschließenden Ebene liegt. Die Trennwand wird zusammen mit dem Werkstücktisch geschwenkt und schließt den Arbeitsraum großflächig gegen den Beladeraum ab, in welchem die horizontale obere Aufspannfläche bestückt wird. Dadurch ist der Arbeitsraum auf äußerst einfache und preisgünstige Weise vollständig abgeschlossen. Das Bestücken der horizontalen Aufspannfläche des Werkstücktisches kann während der Bearbeitungshauptzeit erfolgen, ohne daß durch den Späneflug die Bedienungspersonen gefährdet oder empfindliche Werkstückhandlungseinrichtungen beschädigt werden können.

Die Verfahrbarkeit der Arbeitsspindel in den drei Raumachsen kann vorzugsweise auch zu einem automatischen Werkzeugwech­ sel ausgenutzt werden, bei welchem die Werkzeuge durch das Spannfutter der Arbeitsspindel selbst aus einem Werkzeug­ magazin entnommen werden, ohne daß ein Werkzeugwechsler zwischen Arbeitsspindel und Magazin notwendig ist. Das Werkzeugmagazin ist neben dem Arbeitsraum angeordnet, so daß die Spindel in der horizontalen X-Richtung aus dem Arbeitsraum zu dem Werkzeugmagazin verfahren werden kann und durch axiale Bewegungen in Z-Richtung die Werkzeuge dem Magazin entnimmt oder an das Magazin abgibt.

Da der Werkstücktisch nicht verfahrbar, sondern nur um seine Schwenkachse schwenkbar gelagert ist, ergibt sich eine sehr robuste Bauweise und eine hohe Belastbarkeit, so daß sich das Bohr-Fräs-Zentrum insbesondere auch für die Bearbeitung schwerer Werkstücke eignet.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Bohr-Fräs-Zentrums gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine Frontansicht des Bohr-Fräs-Zentrums,

Fig. 3 eine Draufsicht des Bohr-Fräs-Zentrums,

Fig. 4 einen Blick auf die vertikale Aufspannfläche des Werkstücktisches,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Werkstücktisches und

Fig. 6 eine perspektivische Ansicht des Werkstücktisches.

Wie die Fig. 1-3 zeigen, weist das Bohr-Fräs-Zentrum ein Maschinenbett 10 auf, auf welchem mittels Führungen 12 ein Ständer 14 in der horizontalen X-Richtung verfahrbar ist. Zum Antrieb des Ständers in X-Richtung dient eine Antriebs­ einheit 16. Der Ständer 14 weist vertikale Führungen 18 auf, auf welchen ein Kreuzschlitten 20 in der vertikalen Y-Richtung mittels einer Antriebseinheit 22 verfahrbar ist. Eine Arbeits­ spindel 24 ist in einem Spindelkasten 26 gelagert, der auf dem Kreuzschlitten 20 in der Achsrichtung der Arbeitspindel 24, das heißt in der horizontalen Z-Richtung mittels einer Antriebs­ einheit 28 verfahrbar ist. Die Arbeitsspindel 24 ist auf die­ se Weise in den drei Raumachsen X, Y und Z numerisch gesteuert verfahrbar. Die Steuerung erfolgt von einem Bedienteil 30 aus über an sich bekannte elektrische Aggregate 32 und hydrau­ lische Aggregate 34.

In den in den Fig. 2 und 3 gezeigten Stellungen ragt die Arbeitsspindel 24 in einen Arbeitsraum des Bohr-Fräs-Zentrums, der nach unten offen ist. Am Boden des Arbeitsraumes ist ein Späneförderer 36 angeordnet, der die Späne von dem Arbeits­ raum weg aus dem Bohr-Fräs-Zentrum hinausfördert.

Auf der der Arbeitsspindel 24 gegenüberliegenden Seite des Arbeitsraums ist ein Block 38 des Maschinenbettes 10 vorge­ sehen, der dem Arbeitsraum zugewandt eine unter 45° gegen den Arbeitsraum abfallende Fläche 40 aufweist. Auf der Flä­ che 40 ist um eine zu dieser Fläche 40 senkrechte Schwenk­ achse 42 schwenkbar ein Werkstücktisch 44 montiert. Der Werk­ stücktisch 44 ist dachförmig ausgebildet und weist zwei Auf­ spannflächen 46 auf, die einen gegenseitigen Winkel von 90° einschließen, der von der Schwenkachse 42 halbiert wird. Die eine Aufspannfläche 46 ist somit vertikal der Arbeits­ spindel 24 gegenüber angeordnet, während die andere Auf­ spannfläche 46 sich horizontal oben auf dem Werkstücktisch 44 befindet, wie am deutlichsten in Fig. 5 zu erkennen ist.

Die Aufspannflächen 46 weisen in der dargestellten Ausfüh­ rungsform ein Raster von Gewindebohrungen für das unmittel­ bare Aufspannen von Werkstücken auf. Ebenso können die Auf­ spannflächen 46 mit Palettenführungen ausgestattet sein, so daß mit Werkstücken bestückte Paletten in die Aufspannflä­ chen 46 eingeschoben werden können.

Der Werkstücktisch 44 ist gesteuert um 180° um seine Schwenk­ achse 42 schwenkbar, so daß bei jedem Schwenkvorgang die bei­ den Aufspannflächen 46 jeweils ihre Lage miteinander ver­ tauschen. Das an der jeweils vertikalen Aufspannfläche 46 gespannte Werkstück wird durch das an der Arbeitsspindel 24 gespannte Werkzeug bearbeitet, wobei ein freier Spänefall nach unten auf den Späneförderer 36 gewährleistet ist. Die jeweils obere horizontale Aufspannfläche 46 befindet sich in der Beladeposition, in welcher das bearbeitete Werkstück ent­ nommen und ein Rohwerkstück gespannt werden kann. Das Be- und Entladen der horizontalen oberen Aufspannfläche 46 kann während der Bearbeitungszeit durchgeführt werden.

Um den Beladeraum der jeweils oberen horizontalen Aufspann­ fläche 46 während des Bearbeitungsvorganges vor Späneflug und Kühlmittel zu schützen, ist eine Trennwand 48 an dem Werk­ stücktisch 44 befestigt. Die Trennwand 48 ist in der den Win­ kel zwischen den Aufspannflächen 46 halbierenden Ebene ange­ ordnet und wird zusammen mit dem Werkstücktisch 44 geschwenkt.

Die Trennwand 48 verschließt einen Ausschnitt einer maschi­ nenfesten Trennwand 50, der so groß ist, daß der Werkstück­ tisch 44 mit den jeweils gespannten Werkstücken unbehindert durch diesen Ausschnitt geschwenkt werden kann. Die an dem Werkstücktisch 44 angebrachte Trennwand 48 schließt zusammen mit der maschinenfesten Trennwand 50 den Arbeitsraum voll­ ständig gegen den Beladeraum ab, wobei erforderlichenfalls der Spalt zwischen den Trennwänden 48 und 50 durch Dichtungs­ bürsten oder dergleichen verschlossen werden kann.

Gegen die Bedienungsseite ist der Arbeitsraum in herkömmlicher Weise durch eine schließbare Tür verschlossen, während an den übrigen Seiten in herkömmlicher Weise Trennwände vorgesehen sind, so daß der Arbeitsraum insgesamt nach allen Seiten voll­ ständig abgeschlossen ist.

In X-Richtung neben dem Arbeitsraum ist ein Werkzeugmagazin hinter der den Arbeitsraum in diese Richtung abschließende Trennwand angeordnet. Das Werkzeugmagazin 52 besteht aus ei­ ner Scheibe, die mittels einer Antriebseinheit 54 getaktet um eine horizontale, zur Arbeitsspindel 24 parallele Achse drehbar ist. Das Werkzeugmagazin weist an seinem Umfang Werk­ zeugaufnahmen auf.

Für den automatischen Werkzeugwechsel wird der Ständer 14 mit dem Spindelkasten 26 in X-Richtung verfahren, bis die Arbeits­ spindel 24 mit einer sich in der Wechselposition befindenden Werkzeugaufnahme des Werkzeugmagazins 52 fluchtet. Während dieser Bewegung wird die Arbeitsspindel 24 in Z-Richtung zu­ rückgezogen, damit sie an der Trennwand zwischen Arbeitsraum und Werkzeugmagazin vorbeibewegt werden kann. Der Werkzeug­ wechsel kann nun durch Verfahren der Arbeitsspindel 24 in Z-Richtung unmittelbar zwischen dem Spannfutter der Arbeits­ spindel 24 und der Werkzeugaufnahme des Werkzeugmagazins 52 erfolgen.

Claims (4)

1. Bohr-Fräs-Zentrum mit einer horizontalen, in den drei zueinander senkrechten Raumachsen (X, Y, Z) verfahrbaren Arbeitsspindel und mit einer Werkstückaufnahmeeinrichtung, die zwei Werkstückaufnahmen aufweist, von denen die eine in einem Arbeitsraum angeordnet ist und das Werkstück mit vertikaler Aufspannebene aufnimmt und die andere in einem Beladeraum angeordnet ist, wobei die Werkstückaufnahmeeinrichtung um eine Schwenkachse in der Weise schwenkbar ist, daß die beiden Werkstückaufnahmen ihre jeweilige Position vertauschen, und mit einer in der Werkstückaufnahmeeinrichtung zwischen den zwei Werkstückaufnahmen angeordneten und zusammen mit der Werkstückaufnahmeeinrichtung schwenkbaren Trennwand, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahmeeinrichtung ein Werkstücktisch (44) mit einer vertikalen Aufspannfläche (46) und einer unter 90° zu dieser angeordneten horizontalen Aufspannfläche (46) ist und daß die Schwenkachse (42) und die an dem Werkstücktisch (44) befestigte Trennwand (48) unter 45° geneigt in der den Winkel zwischen den beiden Aufspannflächen (46) halbierenden Ebene liegen, wobei die Trennwand (48) den Arbeitsraum gegen den Beladeraum abschließt.

2. Bohr-Fräs-Zentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine maschinenfeste Trennwand (50) den Arbeitsraum, in welchem sich die vertikale Aufspannfläche (46) befindet, von dem Beladeraum trennt, daß die Trennwand (50) im Bereich des Werkstücktisches (44) einen Ausschnitt aufweist den die Trennwand (48) verschließt.

3. Bohr-Fräs-Zentrum nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der zur Arbeitsspindel (24) senkrechten horizontalen Richtung (X) neben dem Arbeitsraum ein Werkzeugmagazin (52) mit zur Achse der Arbeitsspindel (24) achsparallelen Werkzeugaufnahmen vorgesehen ist und daß die Arbeitsspindel (24) auf dem Maschinenbett (10) in horizontaler Richtung (X) in eine Position verfahrbar ist, in welcher die Arbeitsspindel (24) mit einer Werkzeugaufnahme des Werkzeugmagazins (52) fluchtet.

4. Bohr-Fräs-Zentrum nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin (52) eine Scheibe ist, die um eine zur Arbeitsspindel (24) parallele Achse getaktet drehbar ist und an ihrem Umfang achsparallele Werkzeugaufnahmen aufweist.