DE3721610A1 - Universal machine tool - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine programmgesteuerte Universal- Werkzeugmaschine zur Komplettbearbeitung von Werkstücken.The invention relates to a program-controlled universal Machine tool for the complete machining of workpieces.
Im Zuge der ständig fortschreitenden Automatisierung und auch der Abnahme unterschiedlicher Losgrößen gewinnt die Komplettbearbeitung von Werkstücken zunehmende Bedeutung. Unter dem Begriff Komplettbearbeitung ist die Durchführung verschiedener Bearbeitungsgänge, wie Fräsen, Bohren, Sen ken sowie Drehen bzw. Schleifen u. dgl., zu verstehen, die an einem Werkstück in der gleichen Aufspannung und in der gleichen Maschine vorgenommen werden. Der bei der herkömm lichen Bearbeitung der Werkstücke auf unterschiedlichen Maschinentypen notwendige Transport incl. der Spannvorgän ge entfällt bei der Komplettbearbeitung, wodurch sich ins besondere bei kleineren Losgrößen ein erheblicher Rationa lisierungseffekt erzielen läßt. Aufgrund der erheblichen technologischen Unterschiede zwischen beispielsweise der Bohr- bzw. Fräsbearbeitung mit drehangetriebenen Werkzeu gen und der Drehbearbeitung mit feststehendem Drehmeißel ergeben sich bei bisher verfügbaren derartigen Universal- Werkzeugmaschinen eine Reihe von Problemen, wie relativ geringe Spanleistungen in der einen oder anderen Bearbei tungsart, äußerst komplizierte Antriebe der drehangetrie benen Werkzeuge, aufwendige und komplizierte Werkzeugwech selvorgänge usw.In the course of ever-increasing automation and the acceptance of different lot sizes wins Complete machining of workpieces is becoming increasingly important. The implementation is under the term complete processing various processing steps, such as milling, drilling, sen ken as well as turning or grinding u. Like. To understand the on a workpiece in the same clamping and in the same machine. The conventional processing of the workpieces on different Machine types necessary transport including the clamping process ge does not apply to complete machining, which results in Considerable rationa especially for smaller lot sizes lization effect can be achieved. Because of the substantial technological differences between, for example, the Drilling and milling with rotary tools gene and turning with a fixed lathe with such universal Machine tools a number of problems, such as relative low chip power in one or the other machining type of operation, extremely complicated drives for rotary drives level tools, complex and complicated tool change processes, etc.
Bei den bisher bereits eingesetzten Universal-Werkzeugma schinen zur Komplettbearbeitung von Werkstücken handelt es sich im Grunde um programmgesteuerte Drehmaschinen, die neben den in Revolverköpfen angeordneten Drehmeißeln zu sätzlich noch mit drehangetriebenen Arbeitsspindeln zur Aufnahme von Bohr- und Fräswerkzeugen ausgerüstet sind. Im Aufsatz "Komplettbearbeitung auf CNC-Drehmaschinen durch angetriebene Werkzeuge" von M. Hekeler, Zeitschrift Werk statt und Betrieb, 117. Jahrgang, 1984, Heft 8, S. 493 bis 498, sind verschiedene Bearbeitungsvorgänge, wie Bohren, Sägen, Fräsen an rotationssymmetrischen Werkstücken, be schrieben, die mit horizontaler Achse ausgerichtet in einen Drehmaschinenwerkstückhalter eingespannt sind. Die in dieser Druckschrift beschriebenen Werkzeugmaschinen sind mit einem oder zwei Revolverköpfen bestückt, in denen jeweils mehrere Arbeitsspindeln für die drehangetriebenen Bohr- und Fräswerkzeuge angeordnet sind. Der Antrieb die ser Arbeitsspindeln erfolgt entweder direkt über jeweils eigene Antriebsaggregate oder über einen Hauptantrieb und kuppelbare Gelenkwellen. Der grundsätzliche Nachteil der artiger zur universellen Bearbeitung von Werkstücken aus gelegten Drehmaschinen ist einmal der hohe technologische Aufwand für den Antrieb der Bohr- und Fräswerkzeuge, die geringe Anzahl an drehangetriebenen Werkzeugplätzen im Re volverkopf, die erhebliche Einengung des Arbeitsraums und schließlich die äußerst komplexe Steuerung. Alle diese Einzelnachteile ergeben für eine derartige Werkzeugmaschi ne den grundsätzlichen Nachteil, daß nur kleine Werkstücke bearbeitet werden können, wobei die Spanleistungen der drehangetriebenen Werkzeuge gering sind und in der Regel 4 kW Antriebsleistung nicht übersteigen. Ähnliche Werk zeugmaschinen und Bearbeitungszentren, bei denen die Dreh bearbeitung rotationssymmetrischer Werkstücke geringer Ab messungen im Vordergrund steht, sind von den Firmen OERLIKON, INDEX, SHW u. a. entwickelt worden.With the universal tool ma machines for complete machining of workpieces are basically program-controlled lathes that next to the turrets arranged in revolver heads additionally with rotary driven work spindles Hold drilling and milling tools. in the "Complete machining on CNC lathes powered tools "by M. Hekeler, Zeitschrift Werk instead of and operation, 117th year, 1984, issue 8, p. 493 bis 498, are various machining operations, such as drilling, Sawing, milling on rotationally symmetrical workpieces, be wrote that aligned with horizontal axis in a lathe workpiece holder are clamped. The machine tools described in this document are equipped with one or two revolver heads, in which Several work spindles each for the rotary drives Drilling and milling tools are arranged. The drive the These work spindles either take place directly over each own drive units or via a main drive and detachable cardan shafts. The fundamental disadvantage of more like for universal machining of workpieces placed lathes is once the high technological Effort for driving the drilling and milling tools small number of rotating tool positions in the Re volverkopf, the significant narrowing of the work space and finally the extremely complex control. All these Individual disadvantages result for such a machine tool ne the fundamental disadvantage that only small workpieces can be processed, with the chip power of rotary tools are low and usually Do not exceed 4 kW drive power. Similar work machine tools and machining centers where the turning machining of rotationally symmetrical workpieces Measurements in the foreground are from the companies OERLIKON, INDEX, SHW u. a. has been developed.
Andererseits ist aus der DE-OS 27 39 087 eine Universal- Werkzeugmaschine zur Bohr-, Fräs- und Drehbearbeitung von Werkstücken bekannt, die einen auf dem Maschinenbett in dessen Längsrichtung verschiebbar angeordneten Rundtisch mit horizontaler Werkstück-Aufspannfläche, ein das Bett überbrückendes Portal mit zwei Säulen und einem Querhaupt und einen daran verschiebbar angeordneten Schlitten mit Werkzeughalter aufweist. An dem Schlitten ist ein Revol verkopf mit drehangetriebener Hauptspindel angeordnet. Der horizontale Rundtisch weist Drehantriebe auf, die ihn zur Drehbearbeitung von Werkstücken in entsprechend schnelle Drehbewegung versetzen. Eine zusätzliche Indexiervorrich tung ermöglicht die Feststellung des Rundtisches in be stimmten Drehstellungen für die Fräsbearbeitung mit den in den Revolverkopf eingespannten drehangetriebenen Bohr- bzw. Fräswerkzeugen. Bei diesem bekannten Maschinentyp hat die Fräsbearbeitung der Werkstücke aufgrund der gesamten Maschinenauslegung Vorrang. Die horizontale Anordnung des Werkstücktisches in Verbindung mit dem am Vertikalschlit ten unten schwenkbar befestigten Revolverkopf begrenzt die Art und Durchführung der Dreharbeiten. Darüber hinaus ist die gesamte Werkzeugmaschine aufgrund der Vielzahl an je weils angetriebenen Bauteilen und Baugruppen äußerst kom pliziert und kostenaufwendig. Dies gilt insbesondere für den hohen konstruktiven Aufwand des Drehantriebs der Ar beitsspindel im schwenkbaren Revolverkopf. Eine ähnliche Werkzeugmaschine ist z. B. in der DE-AS 15 52 393 be schrieben.On the other hand, from DE-OS 27 39 087 a universal Machine tool for drilling, milling and turning machining of Workpieces known that one on the machine bed in whose longitudinal direction slidably arranged rotary table With a horizontal workpiece clamping surface, the bed bridging portal with two columns and a crosshead and with a slidably arranged carriage Has tool holder. There is a revolver on the sled arranged with a rotating main spindle. The horizontal rotary table has rotary drives that move it Turning workpieces in correspondingly fast Relocate rotation. An additional indexing device device enables the detection of the rotary table in be agreed rotary positions for milling with the in the turret clamped rotating driven drilling or milling tools. Has in this known type of machine the milling of the workpieces based on the entire Machine design takes precedence. The horizontal arrangement of the Workpiece table in conjunction with that on the vertical slide The turret head, which is pivotally attached at the bottom, limits the Type and execution of the shooting. Beyond that the entire machine tool due to the multitude of each Weil driven components and assemblies extremely com complicated and costly. This applies in particular to the high design effort of the rotary actuator of the Ar working spindle in the swiveling turret. A similar Machine tool is e.g. B. in DE-AS 15 52 393 be wrote.
Ein Bearbeitungszentrum lediglich zur Bohr- und Fräsbear beitung von Werkstücken ist aus der DE-OS 26 53 928 be kannt, das einen Rundtisch mit vertikaler Aufspannfläche, d. h. mit horizontaler und zur Werkzeugspindel senkrechter Achse, aufweist, der zusammen mit einem Antrieb auf einem vertikal verschiebbaren Schlitten angeordnet ist. Eine Drehbearbeitung der Werkstücke ist mit diesem Bearbei tungszentrum nicht möglich.A machining center only for drilling and milling processing of workpieces is from DE-OS 26 53 928 be knows that a rotary table with a vertical clamping surface, d. H. with horizontal and perpendicular to the tool spindle Axis, which together with a drive on a vertically displaceable carriage is arranged. A Turning the workpieces is with this machining center not possible.
Schließlich ist aus dem DE-GM 85 09 777.2 eine Universal- Werkzeugmaschine zur Fräs- und Drehbearbeitung von Werk stücken bekannt, die aus einem Ständer mit längsverschieb barem Spindelstock und Vertikal- sowie Horizontalspindel sowie aus einem Werkstück-Drehtisch besteht, der mit ho rizontaler Aufspannfläche an einer Konsole translatorisch verfahrbar und von einem Antrieb mit vorgespanntem Getrie be über einen Zahnkranz drehangetrieben ist. Für die ver schiedenen Bearbeitungsarten ist ein einziger Antriebsmo tor für den Drehtisch vorgesehen, dessen Abtriebswelle wahlweise über zwei gesonderte Getriebe mit dem Antriebs zahnkranz des Drehtisches antriebsmäßig verbunden werden kann. Nachteilig bei den vorstehend erörterten Maschinen ist neben dem relativ hohen konstruktiven Aufwand auch die Begrenzung bei der Drehbearbeitung der Werkstücke.Finally, DE-GM 85 09 777.2 is a universal Machine tool for milling and turning work in the factory known pieces that consist of a stand with longitudinal displacement bar headstock and vertical and horizontal spindle and consists of a workpiece turntable, which with ho horizontal clamping surface on a console translational movable and by a drive with preloaded gear be driven by a sprocket. For the ver different types of processing is a single drive motor Tor provided for the turntable, the output shaft optionally via two separate gears with the drive gear ring of the turntable can be connected in terms of drive can. A disadvantage of the machines discussed above is in addition to the relatively high design effort Limitation when turning workpieces.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Universal-Werkzeugma schine zur Komplettbearbeitung von Werkstücken zu schaf fen, die bei einfacher konstruktiver Ausbildung eine gleichrangige Bohr- bzw. Fräs- sowie Dreh- bzw. Schleif- Bearbeitung komplizierter Werkstücke mit hoher Genauigkeit und Spanleistung ermöglicht, und bei welcher der Arbeits raum nicht durch Zusatzaggregate beeinträchtigt wird.The object of the invention is a universal tool sheep for complete machining of workpieces fen, which with simple constructive training Equal ranking drilling or milling as well as turning or grinding Machining complicated workpieces with high accuracy and chip performance allows, and at which of the work space is not affected by additional units.
Die Lösung dieser Erfindungsaufgabe ist gekennzeichnet durch ein formsteifes Maschinenbett mit Horizontalführun gen an seiner vertikalen Frontseite zur Halterung z. B. eines mit Drehwerkzeugen besetzten Revolverkopfes oder eines anderen Bearbeitungsaggregats, einen an einer Stirn seite des Maschinenbetts angeordneten und mit diesem starr verbundenen Maschinenständer, an dessen Frontseite ein Spindelstock mit mindestens einer Arbeitsspindel mittels einer Konsole vertikal und horizontal geführt ist, und durch einen im Winkel zwischen dem Maschinenbett und dem Maschinenständer angeordneten Rundtisch mit vertikaler Aufspannfläche, der auf einem quer zum Maschinenbett ver fahrbaren Schlitten positioniert ist und über mindestens einen Drehantrieb verfügt.The solution to this invention task is marked thanks to a rigid machine bed with horizontal guidance gene on its vertical front for mounting z. B. a turret with tools or another processing unit, one on a forehead arranged side of the machine bed and rigid with this connected machine stand, on the front Headstock with at least one work spindle a console is guided vertically and horizontally, and by one in the angle between the machine bed and the Machine stand arranged round table with vertical Clamping surface, which ver mobile carriage is positioned and over at least has a rotary drive.
Das bei der Erfindung verfolgte technische Konzept liegt in einer konsequenten Trennung der für die Fräs- und Bohr arbeiten benötigten Maschinenteile von den beim Drehen oder Schleifen eingesetzten Bearbeitungsvorrichtungen sowie in einer äußerst starren Tischanordnung, die einen optimalen Eingriff der jeweils aktiven Werkzeuge ohne Be hinderung durch andere Bauteile ermöglicht. Die angestrebt hohe Starrheit des Rundtisches und damit auch die Bearbei tungsgenauigkeit ergibt sich im wesentlichen durch seine Positionierung im Winkel zwischen dem formsteifen Maschi nenbett und dem formsteifen Maschinenständer, wobei zweck mäßigerweise dieser Winkelbereich durch einen festen Block von dreieckigem Querschnitt ausgefüllt ist, auf dessen schräger Hypotenuse-Fläche die Führungen für den Schlitten des Rundtisches vorgesehen sind. Diese Anordnung des Rund tisches eröffnet die Möglichkeit, daß die Bearbeitung des auf der vertikalen Tischfläche aufgespannten Werkstückes mit den drehangetriebenen Werkzeugen (Fräsen, Bohren, Sen ken u. dgl.) von einer Werkstückseite und die Bearbeitung mit den Drehwerkzeugen bzw. mit Schleifscheiben u. dgl. von der anderen Werkstückseite aus erfolgen kann. Da ei nerseits der Spindelstock und andererseits auch der die Drehmeißel tragende Revolverkopf bzw. die weiteren Bear beitungsaggregate am formsteifen Maschinenständer bzw. am Maschinenbett horizontal geführt sind, kann das jeweils nicht benötigte Bearbeitungswerkzeug seitlich aus dem Ar beitsbereich ausreichend weit herausgefahren werden, so daß für alle möglichen Bearbeitungsvorgänge ein ausrei chend großer Raum zur Verfügung steht.The technical concept pursued in the invention lies in a consistent separation of those for milling and drilling machine parts needed to work when turning or grinding used processing devices as well as in an extremely rigid table arrangement that one optimal engagement of the active tools without loading hindrance made possible by other components. The aspired high rigidity of the rotary table and thus also the machining tion accuracy results essentially from its Positioning at an angle between the dimensionally stable machine inner bed and the rigid machine stand, whereby purpose moderately this angular range by a solid block of triangular cross-section is filled, on the sloping hypotenuse surface the guides for the sled of the rotary table are provided. This arrangement of the round table opens the possibility that the processing of the workpiece clamped on the vertical table surface with the rotary tools (milling, drilling, sen ken u. Like.) from a workpiece side and processing with the turning tools or with grinding wheels u. the like can be done from the other side of the workpiece. Since egg on the one hand the headstock and on the other hand also the die Turret-carrying turret or the other bear processing units on rigid machine stands or on Machine bed are guided horizontally, each can machining tool not required laterally from the ar be pulled out sufficiently far, so that is sufficient for all possible processing operations enough space is available.
Das erfindungsgemäß verfolgte Konzept der Verwendung von jeweils gesonderten Bearbeitungseinheiten ergibt den wei teren Vorteil, daß jede Bearbeitungseinheit im Hinblick auf ihre spezifischen technologischen Gegebenheiten opti mal ausgelegt werden kann. Es ergeben sich keinerlei Be schränkungen hinsichtlich der Antriebsleistung der Ar beitsspindel für die drehangetriebenen Werkzeuge, d. h. es können ggf. bei leistungsstarken Fräsmaschinen verwendete Spindelstöcke incl. ihrer Antriebe eingesetzt werden.The concept of the use of each separate processing units gives the white ter advantage that each processing unit in terms on their specific technological conditions opti times can be interpreted. There are no beings restrictions on the drive power of the ar working spindle for the rotary tools, d. H. it can possibly be used in high-performance milling machines Headstocks including their drives are used.
Ein weiterer, für die automatische Werkstück-Bearbeitung wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Universal-Werk zeugmaschine liegt noch in der günstigen Späneabfuhr, die durch die vertikale Lage des Rundtisches bzw. dessen ver tikaler Aufspannfläche erreicht wird. Die anfallenden Spä ne gelangen nicht in den Wirkungsbereich bewegter Teile, sondern fallen in eine zweckmäßigerweise im Maschinenbett ausgebildete Spänewanne mit schrägen Wänden, von deren Bo den sie mit Hilfe eines Späneförderers kontinuierlich oder intervallmäßig abtransportiert werden können.Another one for automatic workpiece machining essential advantage of the universal plant according to the invention The machine is still in the cheap chip removal, the due to the vertical position of the rotary table or its ver tical clamping surface is reached. The resulting late ne do not get into the effective range of moving parts, but fall into one conveniently in the machine bed trained chip tray with sloping walls, of whose Bo which they continuously or with the help of a chip conveyor can be removed at intervals.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäß ausgebildeten Universal-Werkzeugmaschine liegt in der Möglichkeit, dem Spindelstock und auch dem Revolverkopf je ein gesondertes Werkzeugmagazin mit eigenem Werkzeugwechsler räumlich so zuzuordnen, daß eine insgesamt bisher nicht erreichte Speicherkapazität für jede dieser Bearbeitungseinheiten zur Verfügung steht. Zweckmäßig wird ein als Teller- oder Kettenmagazin ausgebildetes Werkzeugmagazin am Maschinen ständer zusammen mit einem Werkzeugwechsler angeordnet, welcher die drehangetriebene Arbeitsspindel im Spindel stock mit Werkzeugen bedient. Das Werkzeugmagazin mit Werkzeugwechsler für die Bedienung des Revolverkopfes mit Drehwerkzeugen weist zweckmäßig einen quer zum Revolver kopf vertikal ausgerichteten Drehteller auf, der an seinem Außenumfang die Aufnahmen für die Drehwerkzeuge enthält. Der Werkzeugwechsler ist stirnseitig an der vertikalen Tragplatte für den Drehteller gelagert und weist einen horizontal verschiebbaren und verdrehbaren Tragbolzen so wie einen daran befestigten Querbügel mit zwei nach rück wärts gerichteten Werkzeuggreifern an den Bügelenden auf.Another advantage of the trained according to the invention Universal machine tool lies in the possibility of that Headstock and the turret each a separate one Tool magazine with its own tool changer spatially so assign that one has not yet reached a total Storage capacity for each of these processing units is available. One is expedient as a plate or Chain magazine trained tool magazine on the machine stand arranged together with a tool changer, which is the rotary driven work spindle in the spindle stock operated with tools. The tool magazine with Tool changer for operating the turret head with Rotary tools expediently has a cross to the turret head vertically aligned turntable on his Outer circumference contains the receptacles for the turning tools. The tool changer is on the front on the vertical Support plate for the turntable mounted and has one horizontally displaceable and rotatable support bolts so like a crossbar attached to it with two backwards tool grippers on the temple ends.
Das Gesamtkonzept der erfindungsgemäßen Universal-Werk zeugmaschine ermöglicht ferner die formsteife Anordnung von weiteren Bearbeitungseinheiten anstatt des mit den Drehwerkzeugen besetzten Revolverkopfes. An der Stirnseite des Bettes können beispielsweise Schleif-, Säge-, Schweiß-, Laser- sowie auch elektroerosiv arbeitende Vor richtungen angeordnet und je nach Bedarf bis an die jewei ligen Werkzeuge herangefahren werden.The overall concept of the universal plant according to the invention The machine also enables the dimensionally stable arrangement of further processing units instead of the one with the Turning tools with occupied turret. At the front of the bed can be grinding, sawing, Welding, laser and also electroerosive working Vor directions arranged and depending on requirements up to the respective tools are brought up.
Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Es zeigen:In the following a preferred embodiment of the Invention described with reference to the drawing. Show it:
Fig. 1 schematisch die Universal-Werkzeugmaschine mit einer Fräs- und Bohreinheit sowie mit einer Drehvorrichtung in perspektivischer Darstellung; Figure 1 shows schematically the universal machine tool with a milling and drilling unit and with a turning device in a perspective view.
Fig. 2 die Werkzeugmaschine nach Fig. 1 in per spektivischer Explosionsdarstellung mit einem kippbaren Palettenwechsler; FIG. 2 shows the machine tool according to FIG. 1 in a perspective exploded view with a tiltable pallet changer;
Fig. 3 eine Rückansicht der Werkzeugmaschine nach Fig. 1 und 2 mit einer detaillierteren Darstellung der jeweiligen Werkzeugmaga zine;2 zine Figure 3 is a rear view of the machine tool of Figure 1 and with a more detailed description of the respective Werkzeugmaga..;
Fig. 4 die Universal-Werkzeugmaschine mit den Ma gazinen und dem Palettenwechsler in per spektivischer Vorderansicht. Fig. 4, the universal machine tool with the magazines and the pallet changer in per spective front view.
Die dargestellte Universal-Werkzeugmaschine enthält ein rechteckiges formsteifes Maschinenbett 1, an dessen ver tikaler Frontseite zwei Führungsschienen 2 angeordnet sind. An der Stirnseite des Maschinenbetts 1 ist ein rechteckiger Maschinenständer 3 angeordnet und mit dem Maschinenbett 1 u. a. durch einen Winkelträger 4 starr verbunden. An der vertikalen Frontseite des Maschinen ständers 3 sind zwei breite Führungsschienen 5 mit gegen seitigem Abstand befestigt, in denen eine Konsole 6 in Y-Richtung des in Fig. 1 dargestellten Doppelpfeils mo torisch verfahrbar ist. Diese Konsole 6 trägt Horizontal führungen, in denen ein Spindelstock 7 in X-Richtung des Doppelpfeils in Fig. 1 motorisch verfahren werden kann. Dieser Spindelstock 7 trägt an seinem hinteren Ende ein herkömmliches Antriebsaggregat 8 entsprechender Leistung (vgl. Fig. 2) und weist an seiner vorderen Stirnseite einen schwenkbaren Fräskopf 9 mit einer Arbeitsspindel 10 auf. In Fig. 1 ist der schwenkbare Fräskopf 9 mit zwei zueinander senkrechten Arbeitsstellungen der Frässpindel 10 besonders herausgezeichnet, wobei die jeweiligen Be arbeitungs-Richtungen U bzw. W durch Doppelpfeile ange geben sind.The universal machine tool shown contains a rectangular rigid machine bed 1 , on the ver tical front of which two guide rails 2 are arranged. On the front side of the machine bed 1, a rectangular machine base 3 is arranged with the machine bed 1, inter alia, rigidly connected by a bracket. 4 On the vertical front of the machine stand 3 , two wide guide rails 5 are attached with a mutual distance, in which a bracket 6 in the Y direction of the double arrow shown in Fig. 1 can be moved toric. This console 6 carries horizontal guides in which a headstock 7 in the X direction of the double arrow in Fig. 1 can be moved by motor. This headstock 7 carries at its rear end a conventional drive unit 8 of corresponding power (cf. FIG. 2) and has a pivotable milling head 9 with a work spindle 10 on its front end. In Fig. 1, the pivotable milling head 9 with two mutually perpendicular working positions of the milling spindle 10 is particularly highlighted, the respective machining directions U and W are indicated by double arrows.
In dem vom Maschinenbett 1 und vom Maschinenständer 3 ge bildeten Winkel ist ein Block 11 von im wesentlichen drei eckigem Querschnitt einerseits mit dem Maschinenbett und andererseits mit dem Maschinenständer 3 starr befestigt, auf dessen um 45° geneigter Hypotenuse-Fläche zwei Füh rungsschienen 12 - in Form eines starren Bauelements - befestigt sind, die sich quer zur Längsachse des Maschi nenbetts 1 horizontal erstrecken. Auf diesen horizontalen Führungsschienen 12 ist ein Schlitten 13 in Z-Richtung des in Fig. 1 dargestellten Doppelpfeils motorisch verfahrbar angeordnet, der an seiner ebenfalls schrägen Oberfläche einen in ein Gehäuse 14 eingebauten Rundtisch 15 trägt. Dieser Rundtisch 15 kann - wie in Fig. 1 dargestellt - einen Palettenträger 16 an seiner vertikalen Stirnfläche aufweisen, was die automatisierte Werkstückzufuhr von auf Paletten montierten Werkstücken ermöglicht. Zusätzlich hat der Rundtisch 15 eine zentrale Durchgangsöffnung mit Spannfuttern, die die Bearbeitung von langem Stangenma terial ermöglicht, die in Fig. 3 angedeutet ist. Der Rund tisch 15 ist in C-Richtung des Doppelpfeils in Fig. 1 ver drehbar und verfügt über mindestens ein Antriebsaggregat 17, das - wie in Fig. 3 gezeigt - seitlich am Gehäuse 14 angebaut sein kann und die Vorschubbewegungen des Rund tisches mit ausführt.In the ge formed by the machine bed 1 and the machine stand 3 , a block 11 of substantially three angular cross-section is rigidly fixed on the one hand to the machine bed and on the other hand to the machine stand 3 , on its hypotenuse surface inclined at 45 ° two guide rails 12 - in Form of a rigid component - are attached, which extend transversely to the longitudinal axis of the Naschts 1 machine bed horizontally. On this horizontal guide rails 12 , a carriage 13 is arranged so as to be movable by a motor in the Z direction of the double arrow shown in FIG. 1 and carries a rotary table 15 built into a housing 14 on its likewise inclined surface. As shown in FIG. 1, this rotary table 15 can have a pallet carrier 16 on its vertical end face, which enables automated workpiece feeding of workpieces mounted on pallets. In addition, the rotary table 15 has a central through opening with chucks, which enables the processing of long Stangenma material, which is indicated in Fig. 3. The round table 15 is rotatable in the C direction of the double arrow in Fig. 1 and has at least one drive unit 17 , which - as shown in Fig. 3 - can be attached to the side of the housing 14 and carries out the feed movements of the round table.
In den frontseitigen horizontalen Führungsschienen 2 des Maschinenbettes ist ein formsteifer Support 20 in P-Rich tung des in Fig. 1 dargestellten Doppelpfeils motorisch verfahrbar geführt, der einen oberen Ansatz 21 aufweist, an dessen Rückseite ein Revolverkopf 22 mit - in Fig. 1 nicht dargestellten - Drehwerkzeugen gelagert ist. Dieser Revolverkopf 22 wird von einem an der Konsole 20 angebau ten Antrieb verdreht, um die in radialen Werkzeugaufnahmen eingesetzten Drehwerkzeuge in die jeweilige Arbeitsposi tion zu bringen.In the front horizontal guide rails 2 of the machine bed, a dimensionally stable support 20 in the P-Rich direction of the double arrow shown in FIG. 1 is motor-driven, which has an upper projection 21 , on the back of which a turret 22 with - not shown in Fig. 1 - Turning tools is stored. This turret 22 is rotated by a drive 20 on the console 20 in order to bring the turning tools used in radial tool holders into the respective working position.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich, befindet sich unter dem Ar beitsbereich im Maschinenbett 1 eine in mehrere Abteile unterteilte Spänewanne 25 mit schräger Seitenwand 26 und einer Bodenöffnung 27, durch welche die Späne in einen darunter angeordneten Späneförderer 28 fallen, der in Fig. 4 dargestellt ist. Ferner ist in den Fig. 2 und 3 ein Palettenwechsler 30 auf der Oberfläche des Maschinenbetts 1 angeordnet, der aus einer formsteifen Tragplatte 31 mit horizontalen Längsführungen 32 besteht und um eine vordere horizontale Achse 33 aus der in Fig. 2, 3 dargestellten horizontalen Aufnahmestellung in eine vertikale Wechsel stellung motorisch verschwenkt wird, in welcher die Füh rungen 32 mit den entsprechenden Führungen des Paletten trägers 16 des Rundtisches 15 fluchten (vgl. den Pfeil und die Winkelangabe in Fig. 3).As can be seen from Fig. 2, is located under the Ar beitsbereich in the machine bed 1 a divided into several compartments chip tray 25 with sloping side wall 26 and a bottom opening 27 through which the chips fall into a chip conveyor 28 arranged below, which is shown in Fig. 4 is. Further, 2 and 3, a pallet changer shown in FIGS. 30 are disposed on the surface of the machine bed 1, consisting of a dimensionally stable support plate 31 with horizontal longitudinal guides 32 and a front horizontal axis 33 horizontal from the position shown in Fig. 2, 3 receiving position in a vertical change position is pivoted by a motor, in which the guides 32 are aligned with the corresponding guides of the pallet carrier 16 of the rotary table 15 (cf. the arrow and the angle in FIG. 3).
Die Anordnung der beiden Bearbeitungseinheiten 6 bis 10 (Fräsen und Bohren) und 20 bis 22 (Drehen) ermöglicht die Zuordnung je eines Werkzeugmagazins zu jeder dieser beiden Bearbeitungseinheiten. Eine besonders günstige Lösung die ser räumlichen Zuordnung zweier Werkzeugmagazine 35, 41 zu jeder der angegebenen Bearbeitungseinheiten ist in den Fig. 3, 4 dargestellt. Auf der Oberseite des Maschinen ständers 3 ist ein bei Fräsautomaten gebräuchliches Tel lermagazin 35 mit eigenem Drehantrieb montiert, das an seinem Außenrand eine relativ große Anzahl an Werkzeug aufnahmen 36 für die drehangetriebenen Werkzeuge 37 be sitzt. Ebenfalls am Maschinenständer 3 ist ein Werkzeug wechsler 38 montiert, der an einem in einer 45°-Achse aus fahrbaren und um 180° verdrehbaren Winkelträger 39 zwei Werkzeuggreifer 40 aufweist. Die konstruktiven Einzelhei ten und auch die Bewegungen dieses Werkzeugwechslers sind in Fig. 4 besonders herausgezeichnet.The arrangement of the two processing units 6 to 10 (milling and drilling) and 20 to 22 (turning) enables the assignment of a tool magazine to each of these two processing units. A particularly favorable solution to the spatial assignment of two tool magazines 35 , 41 to each of the specified machining units is shown in FIGS. 3, 4. On the top of the machine stand 3 is a usual with milling machines Tel lermagazin 35 mounted with its own rotary drive, the receptacles on its outer edge a relatively large number of tools 36 for the rotary tools 37 be sitting. Also on the machine frame 3 is mounted a tool changer 38 having a rotatable on a 45 ° axis from mobile and 180 ° angle bracket 39 two tool grippers 40th The constructive details and the movements of this tool changer are particularly marked in FIG. 4.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das Werk zeugmagazin 41 für die Drehwerkzeuge als gesonderte Bau einheit ausgeführt, die auf einem kastenförmigen Rahmen 42 eine vertikale Tragplatte 43 trägt, an deren einer Seiten fläche ein mit Werkzeugaufnahmen für die Drehwerkzeuge be setzter Magazinteller 44 drehangetrieben gelagert ist. Wie in Fig. 3 gezeigt, befindet sich an der hinteren Stirnsei te der Tragplatte 43 ein Werkzeugwechsler 45-48, der im dargestellten Kreis in Fig. 3 incl. der Richtung seiner Bewegungen besonders herausgezeichnet ist. Dieser Werk zeugwechsler enthält einen horizontal ausfahrbaren Bolzen 45, der an seinem stirnseitigen Ende einen Querarm 46 mit abgewinkelten Greifern 47, 48 trägt. Durch die in Fig. 3 durch die Pfeile angegebenen Bewegungen kann bei der dar gestellten räumlichen Zuordnung des Magazintellers 44 zum Revolverkopf 22 der Werkzeugwechsel schnell und einfach erfolgen.In the illustrated embodiment, the tool magazine 41 for the turning tools is designed as a separate construction unit, which carries a vertical support plate 43 on a box-shaped frame 42 , on one side of which a tool holder for the turning tools set magazine plate 44 is rotatably mounted. As shown in Fig. 3, there is a tool changer 45-48 on the rear end face of the support plate 43 , which is particularly marked in the circle shown in Fig. 3 including the direction of its movements. This tool changer contains a horizontally extendable bolt 45 which carries a cross arm 46 with angled grippers 47 , 48 at its front end. By the movements indicated by the arrows in FIG. 3, the tool change can be carried out quickly and easily with the spatial assignment of the magazine plate 44 to the turret 22 .
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungs beispiel beschränkt. So kann beispielsweise statt des massiven Trägerblocks 11 für den Rundtisch auch je eine Führungsschiene am Maschinenständer 3 und auf der Oberflä che des Maschinenbetts 1 vorgesehen werden, um den Schlit ten 13 des Rund- und Drehtisches 14 bis 17 in der Z-Rich tung (Fig. 1) zu führen. Darüber hinaus besteht naturgemäß auch die Möglichkeit, statt der Drehvorrichtung 20 bis 22 incl. ihres Werkzeugmagazins eine andere Bearbeitungsvor richtung an den vertikalen Führungsschienen 2 des Maschi nenbettes anzubauen und diese in P-Richtung motorisch zu verfahren. Schließlich kann bei einfacheren Maschinen ausführungen auch statt des dargestellten schwenkbaren Fräskopfes 9 lediglich eine horizontale Arbeitsspindel verwendet werden, was jedoch mit dem Verlust einer Arbeitsachse erkauft wird.The invention is not limited to the illustrated embodiment, for example. For example, instead of the solid support block 11 for the rotary table, a guide rail can also be provided on the machine stand 3 and on the surface of the machine bed 1 in order to move the slide 13 of the rotary and rotary tables 14 to 17 in the Z direction ( FIG . 1) to lead. In addition, there is of course also the possibility, instead of the turning device 20 to 22 including its tool magazine, to add another machining device to the vertical guide rails 2 of the machine bed and to move it in the P direction by motor. Finally, in the case of simpler machine designs, instead of the pivotable milling head 9 shown, only a horizontal work spindle can be used, but this is purchased with the loss of a work axis.
Claims (12)
ein formsteifes Maschinenbett (1) mit Horizontalführungen (2) an seiner vertikalen Frontseite zur Halterung z. B. eines mit Drehwerkzeugen besetzten Revolverkopfes (22),
einen an einer Stirnseite des Maschinenbetts (1) angeord neten und mit diesem starr verbundenen Maschinenständer (3), an dessen Frontseite ein Spindelstock (7) mit minde stens einer Arbeitsspindel (10) über eine Konsole (6) ver tikal und horizontal geführt ist und
einen im Winkel zwischen dem Maschinenbett (1) und dem Maschinenständer (3) angeordneten Rund- und Drehtisch (14, 15) mit vertikaler Aufspannfläche, der auf einem quer ver fahrbaren Schlitten (13) positioniert ist und über minde stens einen Drehantrieb (17) verfügt. 1 program-controlled universal machine tool for complete machining of workpieces, characterized by
a rigid machine bed ( 1 ) with horizontal guides ( 2 ) on its vertical front for mounting z. B. a turret ( 22 ) with turning tools,
one on an end face of the machine bed ( 1 ) is arranged and rigidly connected to this machine stand ( 3 ), on the front of which a headstock ( 7 ) with at least one work spindle ( 10 ) is guided vertically and horizontally via a console ( 6 ) and
one at an angle between the machine bed ( 1 ) and the machine stand ( 3 ) arranged rotary and rotary table ( 14 , 15 ) with a vertical clamping surface, which is positioned on a transversely movable carriage ( 13 ) and via at least one rotary drive ( 17 ) disposes.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
| D2 | Grant after examination | ||
| 8364 | No opposition during term of opposition | ||
| 8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |