DE3824572A1 - Universalmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeug- und Montagemaschine entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Werkzeugmaschinen sind in den verschiedensten Ausführungs­ formen als Dreh-, Fräs-, Hobel-, Bohr-, Räum-, Stoß-, Schleif- Maschinen und dergl. zur Durchführung der verschiedensten Bearbeitungsvorgänge bekannt. Ebenso sind separate Montage­ und Handhabungsmaschinen bekannt. Auch eine Kombination der verschiedenen Bearbeitungsarten von Werkzeugmaschinen ist bekannt, beispielsweise Drehmaschinen, bei denen in die Werkzeugrevolver angetriebene Werkzeuge eingesetzt werden, wodurch auch Bearbeitungen möglich werden, die nicht zur Werkstückdrehachse symmetrisch sind. Ebenso ist es bekannt, in Montagemaschinen einzelne, einfache Bearbeitungseinheiten für Zwischenbearbeitungen einzugliedern.

Die Möglichkeit, unterschiedliche Werkzeugmaschinentypen oder gar Werkzeugmaschinen mit Montagemaschinen zu kombinieren, ist aus räumlichen Gründen und wegen der Begrenzung der an­ wendbaren Bearbeitungskräfte beschränkt, so daß bei einer solchen Kombination der Grundtypus der Ausgangsmaschine weitgehend erhalten bleibt, also entweder die Montagemaschine oder die Werkzeugmaschine. Bei Kombination verschiedener Be­ arbeitungsarten innerhalb einer Werkzeugmaschine bleibt ebenfalls der Grundtyp dieser Werkzeugmaschine weitgehend erkennbar. Beispielsweise ist bei der mit angetriebenen Bohr- oder Fräswerkzeugen ausgestatteten Drehmaschine weiterhin das Werkstück im wesentlichen drehsymmetrisch und auch drehbar eingespannt, obwohl es natürlich während der unsymmetrischen Bohr- oder Fräsbearbeitung stillsteht.

Konkret bietet z.B. die Firma Boley, Werkzeugmaschinenfabrik, aus 7300 Esslingen, BRD, seit 1984 eine sog. Kompaktdreh­ maschine an, bei welcher die Einzelkomponenten je nach den vorliegenden Bearbeitungsbedürfnissen ausgewählt und kombi­ niert werden können, wie im Prospekt Dd 76 84.3 aus dem Jahr 1984 zu erkennen ist. Dabei sind Ausbauformen mit bis zu zwei Spindelstöcken und zwei Werkzeugrevolvern, wobei letztere auf je zwei Achsen verschieblich sind, möglich, wofür selbst­ verständlich auch ein zusätzliches, zum normalen Bett parallel laufendes, Bett notwendig ist.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Universalmaschine zu schaffen, die einen modularen Auf­ bau hat, der es ermöglicht, ausgehend von einem Grundsystem beliebige Werkzeugmaschinen - oder Montagemaschinen bzw. Kombinationen hieraus - zu bauen, ohne daß die einzelne Handhabungs- bzw. Bearbeitungsart einer wesentlichen Ein­ schränkung unterliegt.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merk­ male. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Für die Beschreibung der vorliegenden Erfindung soll die für Drehmaschinen geltende Definition der Raumachsen ver­ wendet werden. Dies bedeutet, daß die Symmetrieachse des Werkstückes bzw. die Maschinenlängsrichtung als Z-Achse definiert wird, die im allgemeinen waagerecht liegt. Normal zu dieser verlaufen die X- und Y-Achse, wobei die X-Achse ebenso wie die Z-Achse in der Waagerechten liegt und die Y-Achse die Vertikale darstellt. Unter Zugrundelegung eines solchen Koordinatensystems ist grundsätzlich sowohl werkzeug- als auch werkstückseitig jeweils eine Verschieb­ barkeit längs der drei Achsen als auch eine Drehbarkeit um diese drei Achsen denkbar. Dies führt zu insgesamt zwölf möglichen Freiheitsgraden und damit einer Kombinations­ möglichkeit von 2¹² = 4096 Möglichkeiten. Eine derartige Kombinationsmöglichkeit ist für den Aufbau einer modularen Werkzeugmaschine in der Praxis völlig ungeeignet.

Untersuchungen von 250 Werkstücken fünf verschiedener Firmen aus vier verschiedenen Branchen haben ergeben, daß es möglich ist, vier repräsentative Werkstücke auszuwählen, an denen die gesamten, üblicherweise auftretenden Arbeits­ anforderungen durchgeführt werden können.

Diese repräsantativen Werkstücke zeigen, daß eine sinn­ volle Einschränkung der erforderlichen Freiheitsgrade bzw. Achsbelegungen möglich ist, wenn Drehen, Bohren, Fräsen, Rundschleifen und Planschleifen als die im wesentlichen erforderlichen Bearbeitungsvorgänge gewählt werden. Weitere Überlegungen hinsichtlich Aufwand und Nutzen ermöglichen es, eine weitere Reduzierung der zuvor erwähnten Kombina­ tionsmöglichkeiten vorzunehmen.

All diese Überlegungen haben zusammen mit einem für einen Anwender hinsichtlich des erforderlichen Aufwandes und der möglichen Nutzbarkeit optimalen Maschinenbettes zu einer werkstück- und werkzeugseitig möglichen Beschränkung der Freiheitsgrade geführt.

Dabei soll unter einem Freiheitsgrad die Werkstück- oder Werkzeug-seitige entsprechende Bewegungsmöglichkeit verstanden werden. Wenn also beispielsweise eine Werk­ zeugeinheit aus irgendeinem Grund in zwei verschiedenen Ebenen jeweils etwa in X-Richtung verfahrbar ist, so sind diese beiden voneinander unabhängigen Bewegungs­ möglichkeiten dennoch nur ein gemeinsamer Freiheitsgrad, nämlich die lineare Bewegung in X-Richtung. Innerhalb der insgesamt denkbaren Bewegungsmöglichkeiten zieht eine stufenweise Reduzierung der Freiheitsgrade und Bewegungs­ möglichkeiten am Anfang eine nur unterproportionale Einschränkung der Bearbeitungs- bzw. Handhabungsmöglich­ keiten nach sich, während ab einem bestimmten Punkt eine weitere Einschränkung der Freiheitsgrade und Bewegungs­ möglichkeiten zu einer überproportionalen Einschränkung von Bearbeitung und Handhabung bedeuten würde. Die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 vorgenommene Be­ schränkung der Freiheitsgrade entsprechend obiger Definition stellt gerade diesen optimalen Punkt dar, bei dem bezüglich der maschinenseitig vorzusehenden Freiheitsgrade die größte Variabilität bezüglich der Bearbeitungs- und Handhabungs­ möglichkeiten vorliegt.

Die vorgeschlagene Ausbildung entsprechend dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 führt zu einer Werkzeugmaschine, die in ihrer einfachsten Ausgestaltung z.B. als Drehmaschine dem Anwender zwar ein wegen der nicht unbedingt erforderlichen Hilfsführung überdimensio­ niertes Maschinengrundbett zur Verfügung stellt, die jedoch in ihrer Kombinationsmöglichkeit hinsichtlich der durchzuführenden Bearbeitungsvorgänge und der zusätzlich einsetzbaren Technologien eine bisher nicht mögliche Vielfalt bietet.

Um diese Kombinationsmöglichkeiten auch nutzen zu können, ist es jedoch nötig, daß die Führungen, die zu einer bestimmten Führungsebene gehören, gleichgestaltet sein müssen, um eine Austauschbarkeit der entsprechenden Kompo­ nenten innerhalb der gleichen Führungsebene zu gewährleisten. Unter einer Führungsebene ist dabei nicht eine geometrische Ebene zu verstehen, sondern eine funktionale Trennungsebene, in der zwei Maschinenkomponenten relativ zueinander beweglich sind. Beispielsweise stellen alle Linearführungen, auf denen zwei Komponenten relativ zueinander in Z-Richtung verschoben werden können, eine gemeinsame Führungsebene, nämlich die der Linearverschiebung in Z-Richtung dar, ohne daß es sich dabei geometrisch um eine gemeinsame Ebene handeln muß. Beispielsweise können diese Führungen, die zwar alle parallel laufen in unterschiedlichen, horizontalen oder auch vertikalen geometrischen Ebenen liegen. In der Praxis bedeutet dies, daß sowohl Spindelstock als auch Supporte sowohl auf die Haupt- als auch auf die Hilfsführung oder sogar eine Ergänzungsführung des Maschinenbettes aufsetzbar sein müssen.

Damit werden Führungsebenen wie folgt nach der in ihnen möglichen Bewegungsrichtung definiert, unabhängig von der Bezeichnung der beiden Komponenten, deren Relativbewegung zueinander die jeweilige Führungsebene festlegt, wie für die Werkzeugseite dargestellt.:

Obwohl im Normalfall die Hauptführung des Maschinenbettes für werkzeugtragende Komponenten und die Hilfsführung für werkstücktragende Komponenten vorgesehen sind, kann dieser Regelfall für spezielle Anwendunqen jederzeit durchbrochen werden, indem beispielsweise auch eine werk­ zeugtragende Einheit auf die Hauptführung aufgesetzt wird oder aber beispielsweise sowohl Hauptführung als auch Hilfsführung je einen Spindelstock tragen, denen jeweils werkzeugtragende Komponenten auf jeder der beiden Führungen gegenüberstehen.

Noch vielfältigere Kombinationsmöglichkeiten sind darüber hinaus dann gegeben, wenn nicht nur die Führungen einer einzelnen Führungsebene aufeinander abgestimmt sind, um eine Austauschbarkeit der Komponenten innerhalb dieser Führungsebene zu gewährleisten, sondern wenn ganz allge­ mein sämtliche Linearführungen einerseits und sämtliche Rotationsführungen andererseits aufeinander abgestimmt sind, so daß beispielsweise ein Planschlitten, der normaler­ weise auf dem Bettschlitten in X-Richtung verfahrbar ist, auch direkt auf das Maschinenbett aufsetzbar ist und dann in Z-Richtung auf diesem verfahrbar ist. Dennoch soll in dieser Anmeldung der Planschlitten auch in diesem Fall nach wie vor als solcher bezeichnet werden, wodurch u.a. klargestellt werden soll, daß nach wie vor auf einen solchen Planschlitten, auch wenn er in Z-Richtung direkt auf dem Maschinenbett verfahrbar ist, ein kompletter Obersupport mit Technologieträger aufge­ setzt sein kann.

Vorteilhafterweise kann auch die in Blickrichtung des Maschinen­ benutzers vor und parallel zur Hauptführung angeordnete Hilfsführung unterbrochen sein, also nur aus zwei voneinander getrennten Führungsteilen bestehen, auf denen beispiels­ weise Spindelstock und Reitstock angeordnet sind. In der dazwischen befindlichen Lücke kann ein entsprechend redu­ ziertes Maschinenbett oder auch gar kein Maschinenbett vorgesehen werden, so daß dieser Bereich entweder für die Späneabfuhr genutzt werden kann, oder auch für Bearbeitungs­ tische, die entweder eine entsprechende Höhe aufweisen, um das Werkstück auf Bearbeitungshöhe zu halten oder an einen anderen Bearbeitungstisch weiterzugeben. Diese Be­ arbeitungstische können auch durch bewegliche Werkstück­ zuführeinrichtungen, sog. "Hunde" beschickt werden, indem diese direkt neben den Bearbeitungstisch heranfahren und über Schienen oder über ähnliche Vorrichtungen das Werk­ stück von der Oberfläche der Werkstückzuführeinrichtung auf den in gleicher Höhe befindlichen Bearbeitungstisch übergeben. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß in der Lücke zwischen den beiden Teilen der Hilfsführung überhaupt kein Maschinenbett mehr angeordnet ist, sondern vielmehr eine ebenerdige Fahrfläche, die es ermöglicht, daß diese "Hunde" selbst direkt in die Lücke zwischen die beiden Teile der Hilfsführung hineinfahren und das Werk­ stück auf dem "Hund" auch während der Bearbeitung ver­ bleibt.

Um die Größenabmessungen einer solchen Universalmaschine auch an stark schwankende Werkstückabmessungen anpassen zu können ist es weiterhin vorteilhaft, die Bettelemente sowohl der Haupt- als auch der Hilfsführung, und darüber hinaus auch Bearbeitungstische und "Hunde" mit ihren Ab­ messungen rastermäßig aufeinander abzustimmen, um beispiels­ weise durch zusätzliches Einfügen einzelner Bettelemente in die Hauptführung, diese zu verlängern oder aber durch Einfügen einer bestimmten Anzahl von Zwischenelementen, die Lücke zwischen den getrennten Teilen der Hilfsführung zu schließen und hierdurch eine durchgehende, zur Haupt­ führung parallele, Hilfsführung zu erhalten.

Eine in dieser Weise modular aufgebaute Werkzeugmaschine bietet dem Anwender die Möglichkeit, aus einem ihm zur Verfügung stehenden Lagervorrat je nach Anwendungsfall Werkzeugmaschinentypen unterschiedlicher oder auch kombinierter Art aufzubauen. Darüberhinaus ist es aber nicht erforderlich, alle erforderlichen und möglichen Zusatzeinrichtungen zu bevorraten. Vielmehr ist es möglich, diese Einrichtungen z.B. im Leasingsystem zeitlich begrenzt vom Werkzeugmaschinenhersteller zur Verfügung gestellt zu bekommen. Dies reduziert nicht nur den erforderlichen finanziellen Aufwand, sondern stellt auch sicher, daß je nach Anwendungsfall einwandfrei arbeitende Zusatzein­ richtungen zur Verfügung stehen, die jeweils den modernsten verfügbaren Technologien entsprechen.

Zweckmäßigerweise werden alle Führungen, Schlitten, Supporte und dergl. auswechselbare Baugruppen so ausgestaltet, daß sie soweit wie möglich beliebig einsetzbar sind.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von verschiedene Werkzeugmaschinentypen darstellenden Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen jeweils in Front-, Auf- und Seiten-Ansicht die

Fig. 1a, b, c eine Ausgestaltung als Drehmaschine,

Fig. 2a, b, c eine Ausgestaltung als Drehmaschine, jedoch mit einem zusätzlichen zweiten Support auf der Hilfsführung;

Fig. 3a, b, c eine Ausgestaltung gemäß Fig. 2, jedoch mit einem zusätzlichen Support auf der Hauptführung, also insgesamt drei Supporten;

Fig. 4 eine Ausführungsform als Drehmaschine mit einem Support auf der Hauptführung und einem Support auf der Hilfsführung, wobei sich auf letzterem ein Reitstock befindet;

Fig. 5a, b, c eine Maschine ähnlich der Fig. 4, jedoch mit einer Lünette an Stelle des beweglichen Reitstockes auf dem Support der Hilfsführung;

Fig. 6a, b, c eine Ausgestaltung mit unterbrochener Hilfsführung, bei der sich sowohl auf der Hauptführung als auch den beiden Teilen der Hilfsführung Supporte befinden und das Werkstück auf einem Werkstücktisch im Zwischenraum zwischen den Teilen der Hilfs­ führung befindet;

Fig. 7a, b, c eine Ausgestaltung gemäß den Fig. 1, jedoch mit zusätzlichem Portal für die Werkzeugbeschickung aus einem neben der Maschine stehenden Werkzeugspeicher;

Fig. 8a, b, c die Maschine der Fig. 6, ergänzt mit einem Portal zur Werkzeugbeschickung aus dem danebenstehenden Werkzeugspeicher sowie Einrichtungen zur Werkstückzuführung aus einem Werkstückspeicher.

Dabei stellen die Figuren c jeweils eine Teilschnittdarstellung entlang der Linie C-C der entsprechenden Figur a dar.

Die Fig. 1 zeigen die erfindungsgemäße Maschine in der Ausgestaltung als Drehmaschine. Hierbei läuft auf die Haupt­ führungen 10 des Bettes 15 der Bettschlitten 17 des Supportes, der über die Spindel 32 mittels eines Motors 40 entlang der Führungen 10 in Z-Richtung linear verfahren wird. Auf diesem Bettschlitten 17 ist in X-Richtung der Plan­ schlitten 18 verfahrbar, was wieder mit einem Motor 40 bewirkt wird, und auf diesem Planschlitten 18 des Supportes ist das Unterteil 20 eines Obersupportes um die Y-Achse drehbar. Zu diesem Obersupport gehört ferner das Oberteil 21, welches am Unterteil in Y-Richtung verfahrbar ist und an welchem als Technologieträger eine Revolverscheibe 24, drehbar um die Z-Achse, angeordnet ist. Auch diese Bewegungen werden mittels Motoren 40, beispielsweise Elektromotoren, und den Antrieb über Spindeln, z.B. Spindel 36, bewirkt.

In X-Richtung gesehen vor diesem Bett befinden sich zwei weitere Elemente eines Bettes 45, die in Z-Richtung voneinander getrennt angeordnet sind und auf denen sich der Reitstock 25 mit einer Werkstückspannvorrichtung, beispielsweise einem Futter 27, auf der einen Seite und der Spindelstock 26 mit der Spitze 31 auf der anderen Seite befinden. Sowohl der Reitstock 25 als auch der Spindelstock 26 können dabei auf ihren Elementen des Bettes 45 fest oder verschiebbar längs Hilfsführungen 11 in Z-Richtung ausgebildet sein. Bei der Drehbearbeitung eines Werkstückes wird dieses ent­ weder in das Futter 27 gespannt oder zwischen das Futter 27, in dem eine Spitze eingespannt ist, und der Spitze 31 des Reit­ stockes 26 eingespannt, daß die bei der Bearbeitung an­ fallenden Späne ungehindert nach unten in den Späneförderer 2 fallen, der sich unterhalb des Niveaus der Grundfläche 13 befindet, auf dem die gesamte Universalmaschine aufgebaut ist. Über den Späneförderer 2 gelangen die Späne in einen Behälter 3 zum Abtransport. Die Steuerung der Maschine, die vorzugsweise elektrisch geschieht, ist im Schaltschrank 9 untergebracht. Besonders in der Fig. 1c ist zu erkennen, daß Hauptführung 10 und Hilfsführung 11, die ja wegen ihrer Verschiebbarkeit in Z-Richtung beide zur ersten Führungsebene zählen, geometrisch in unterschiedlichen Horizontalebenen liegen.

Die Fig. 2 zeigen die Ausgestaltung gemäß den Fig. 1, ergänzt um die Ergänzungsführungen 12 in der Lücke zwischen den beiden Elementen des Bettes 45, also im Werkstückbereich, der sich in X-Richtung gesehen vor dem Werkzeugbereich befindet. Entlang dieser stangenförmigen Ergänzungsführungen 12 kann in Z-Richtung ein Bettschlitten 17 bewegt werden, an welchem direkt ein Werkzeugrevolver 24 mit Ausrichtung der Drehachse in Z-Richtung angeordnet ist, ohne daß dazwischen ein Planschlitten 18 und ein Obersupport 22 eingesetzt werden, was aber prinzipiell möglich ist. Bei der gegebenen Anordnung ist der Werkzeugrevolver 24 also lediglich um die Z-Achse dreh­ bar und mittels des Bettschlittens 17 in Z-Richtung linear verfahrbar.

Mit einer solchen Maschinenanordnung könnten beispiels­ weise lange Werkstücke, die zwischen die Spitze 31 des Reitstockes 26 und eine in das Futter 27 des Spindelstockes 25 eingesetzte weitere Spitze eingespannt sind, an zwei Stellen gleichzeitig bearbeitet werden, nämlich durch Werkzeuge, die in den beiden Werkzeugrevolvern 24 gehaltert sind. Dabei befindet sich der eine Werkzeugrevolver 24, der in Z-Richtung entlang der Hauptführung 10 verschiebbar ist, im wesentlichen hinter dem Werkstück, während sich der andere Werkzeugrevolver 24, der in Z-Richtung entlang der Ergänzungsführungen 12 verschoben wird, im wesentlichen unter dem Werkstück befindet.

Die in den Fig. 3 dargestellte Maschinengestaltung unter­ scheidet sich wiederum von der Ausgestaltung gemäß den Fig. 2 dadurch, daß auf der Hauptführung 10 nicht wie bisher ein einziger Support aufgesetzt ist, sondern zwei solche Supporte hintereinander, die beide entlang der Haupt­ führung 10 in Z-Richtung linear beweglich sind. Dadurch können entsprechend lange Werkstücke nicht nur an zwei, sondern auch an drei verschiedenen Stellen gleichzeitig bearbeitet werden.

Selbstverständlich können die Hauptführungen 10 bei dieser wie auch bei allen anderen Maschinengestaltungen alle Formen haben, die als Linearführungen bei Werkzeugmaschinen üblich oder bekannt sind z.B. Schwalbenschwanz- oder Prismenführungen. Ebenso müssen auch die Ergänzungsführungen 12 nicht stangen­ förmig sein, sondern können beispielsweise ebenso wie die Haupt­ und Hilfsführung gestaltet sein und auch mit letzterer fluchten.

Weiterhin kann es sich bei den ver­ wendeten Werkzeugrevolvern 24 trotz ihres Namens auch um Revolver handeln, die nicht nur für Werkzeuge sondern auch für Handhabungsgeräte eingesetzt sind. Auch das direkte An­ ordnen von solchen Handhabungsgeräten in ein Oberteil 21 an Stelle eines Werkzeugrevolvers 24 ist denkbar.

In den Fig. 4 ist nun eine Ausgestaltung dargestellt, bei der auf den Hauptführungen 10 ein Support gemäß den vorherigen Darstellungen aufgebaut ist. Der Spindelstock 26 mit seiner Spitze 31 ist jedoch nicht wie bisher auf den Elementen des Bettes 45 aufgebaut, sondern auf dem Bettschlitten 17, der in Z-Richtung entlang den Er­ gänzungsführungen 12 beweglich ist, die sich in der Lücke zwischen den Elementen des Bettes 45 befinden. Hierdurch ist es möglich, auch Werkstücke zwischen Spitzen zu be­ arbeiten, die wesentlich kürzer als der Abstand der beiden Elemente des Bettes 45 sind.

Auch bezüglich der in den Fig. 4a und 4b sichtbaren Hilfsführungen 11 gilt hinsichtlich der Gestaltung das vorher für die Hauptführungen Gesagte analog. Die Ge­ staltung der Ergänzungsführungen 12 als Stangenführungen wurde gewählt, um ein leichtes Reinigen der Führungen 12 zu gewährleisten, da ja während des Bearbeitungsvorganges die anfallenden Späne zum Teil auf diese Ergänzungsführungen 12 fallen, anstatt in den darunter liegenden Späneförderer 2.

Statt dessen wäre auch eine Hilfsführung 12 bestehend aus zwei parallelen, senkrecht übereinanderliegenden Führungsebenen denkbar, welche am Bett 15 der Hauptführung 10 befestigt werden. In den Fig. 4a und 4b sind auch die bereits in den anderen Ausführungsformen vorhandenen, aber z.T. verdeckten Teile zum Antrieb eines Aufsatzes, etwa des Spindelstockes 26, entlang der Hilfsführungen 11, zu erkennen, nämlich die Spindel 35 und der ihr zugeordnete Antriebsmotor 40.

In den Fig. 5 ist eine Ausführungsform der Maschine dar­ gestellt, die derjenigen der Fig. 2 ähnlich ist. Im Unterschied hierzu befindet sich auf dem Bettschlitten (17), der entlang der Ergänzungsführungen in Z-Richtung ver­ schoben werden kann, kein Werkzeugrevolver 24, sondern eine Lünette 28, die dem Abstützen von sehr weit aus dem Futter 27 auskragenden Werkstücken bzw. langen, zwischen Spitzen gespannten Werkstücken dient. Auch hier sind wiederum zu­ mindest auf dem rechten Element des Bettes 45 die Hilfs­ führungen 11 zu erkennen, auf denen beispielsweise der lediglich in Fig. 5a dargestellte Reitstock 26 mit Hilfe der Spindel 35 und des zugeordneten Motors 40 verschoben werden kann.

Eine prinzipiell gleiche Ausführungsform der erfindungsgemäßen Maschine wie in den Fig. 1, zeigt auch die Fig. 7, jedoch ergänzt um periphere Vorrichtungen: Beispielsweise ist hinter dem Werkzeugbereich, also im Bereich des Bettes 15 in der Fig. 7b ein Portal 4 errichtet, an welchem sich der Werkzeugwechsler 38 befindet. Dieser kann den Werkzeugrevolver 24 mit Werkzeugen bestücken, die aus dem Werkzeugspeicher 7 entnommen werden, der am Unterteil 20 des Obersupportes angeordnet ist. Der Ober­ support 22 mit dem Werkzeugspeicher 7 ist in Fig. 7b gegen­ über den Fig. 7a und 7c um 90° um die X-Achse gedreht dar­ gestellt, wie es für einzelne Arbeitsgänge notwendig ist. Ferner befindet sich seitlich neben der Universalmaschine der vorliegenden Darstellung ein Werkstückspeicher 8, in dem die zu bearbeitenden Werkstücke in einzelnen Paletten zwischengelagert sind.

Eine grundsätzlich andere Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Universalmaschine ist dagegen in den Fig. 6 dargestellt. Zwar gibt es auch hier ein durchgehendes Bett 15, zu dem eine Hauptführung 10 zur Führung des Bettschlittens 17 in Z-Richtung gehört, sowie zwei in Z-Richtung voneinander getrennte Elemente eines Bettes 45, auf denen wiederum zur Führung in Z-Richtung teilweise erkenn­ bare Hilfsführungen 11 angeordnet sind. Im Gegensatz zu den bisher beschriebenen Ausführungsformen befinden sich jedoch auf den Hilfsführungen 11 der Elemente des Bettes 45 jeweils ein Support, also Planschlitten 18, auf denen Unterteil 20 und Oberteil 21 sowie als Technologieträger im vorliegenden Fall eine Revolverscheibe 24 angeordnet sind, die, wegen des direkten Einsatzes auf den Führungen des Bettes 45, in Z-Richtung verfahrbar sind, sich somit also in der 1. Führungs­ ebene bewegen. Diese Planschlitten 18 könnten auch ebenso auf die Hauptführung 10 oder einen auf dieser laufenden Bettschlitten aufgesetzt werden, da ja alle Linearführungen gleich ausgebildet sein sollen, und zwar unabhängig von der Führungsebene.

Das Werkstück 30 ist auf einem Bearbeitungstisch 5 befestigt, der sich auf einem Sockel 14 befindet. Dieser Sockel 14 und damit auch das Werkstück 30 befindet sich in der Lücke zwischen den beiden Teilen des Bettes 45, so daß, wie aus Fig. 6b ersichtlich, an dem Werkstück 30 nunmehr von drei Seiten, entsprechend den drei Werkzeugrevolvern 24, oder statt dessen auch von anderen Technologieträgern aus, Bearbeitungen und Handhabungen vorgenommen werden können. Dies wird besonders durch eine Drehbarkeit um die Y-Achse des Bearbeitungstisches 5 und damit des Werkstückes 30 gegenüber dem Sockel 14 erleichtert, so daß der Bearbeitungstisch 5 in Fig. 6c gegenüber den Fig. 6a und 6b gedreht dargestellt ist.

Demgegenüber stellt die Ausführungsform in den Fig. 8 wiederum eine Ergänzung der Ausführungsform der Fig. 6 um zusätzliche Aggregate dar. Beispielsweise ist jeder der Supporte, wie in Fig. 8a und 8c ersichtlich, mit einem Werkzeugspeicher 7 ausgerüstet, aus dem Werkzeuge entnommen und in die Werkzeugrevolver 24 eingesetzt werden können. Hierzu dient ein Werkzeugwechsler 38, der an einem hinter der Maschine stehenden Portal 4 verfahrbar befestigt ist und entsprechende Handhabung der Werkzeuge ermöglicht. Ebenso wie in Fig. 7 befindet sich auch hier neben der eigentlichen Maschine ein Werk­ stückspeicher 8, in dem die einzelnen Werkstücke in palettenartigen Vorratsbehältern zwischengelagert sind. Zusätzlich ist bei der in den Fig. 8, s. insbesondere Fig. 8b, dargestellten Ausführungsform vor der Maschine (wobei mit "vor" bzw. "hinter" immer eine Blickrichtung entsprechend der Figuren (a) gemeint ist) Schienen 29 vorgesehen, auf denen Werkstückzuführvorrichtungen, sog. "Hunde" 6, entlang bewegt werden können. Dabei ist bei einer Stellung des Hundes 6 unmittelbar gegenüber dem Sockel 14 mit Bearbeitungstisch 5, der sich gerade in der Maschine befindet, eine Übergabe des Werkstückes vom Hund 6 auf den in der Maschine befindlichen Sockel möglich, und zwar entweder mit dem Bearbeitungstisch 5, auf dem das Werkstück befestigt ist oder ohne diesen. Die gleiche Übergabe sowohl von Werkstücken bzw. Be­ arbeitungstischen 5 als auch von Werkstückspeichern 8 ist auch zwischen den Hunden 6 und Sockeln 14 möglich, die sich an anderer Stelle neben den Schienen 29 be­ finden, etwa vor den Schienen in Blickrichtung auf die Maschine.

Zusätzlich zu den bisher beschriebenen Ausführungsformen durch Kombination der einzelnen Komponenten sind natürlich noch sehr viele andere Kombinationen denkbar. Da ja bei­ spielsweise sämtliche Linearführungen in allen Führungs­ ebenen gleich gestaltet sein sollen, sind die einzelnen Komponenten wie Bettschlitten 17 oder Planschlitten 18 nicht nur innerhalb der für sie gängigen Führungsebene einsetzbar, sondern auch auf allen anderen Führungsebenen. Dies bedeutet, daß beispielsweise ein Planschlitten 18 nicht unbedingt auf einem Bettschlitten 17 laufen muß, sondern auch direkt auf den Hauptführungen 10 eines Bettes 15 oder den Hilfsführungen 11 eines Bettes 45, ja sogar auf einer Ergänzungsführung 12 eingesetzt werden kann. Gleiches gilt beispielsweise auch für den senkrecht am Unterteil 20 eines Obersupportes 22 laufenden Oberteil 21. Obwohl damit nicht nur die Führungsebene sondern auch die Bewegungsrichtung von vertikal auf horizontal ge­ ändert würde, ist es durchaus denkbar, für einzelne, spezielle Anwendungsfälle ein solches Oberteil 21 bei­ spielsweise direkt auf einem Bettschlitten 17 oder aber sogar einer Hauptführung 10 oder Hilfsführung 11 laufen zu lassen.

Ebenso sollten nach Möglichkeit alle rotatorischen Führungen gleichgestaltet sein, um eine gegenseitige Austauschbarkeit zu gewährleisten. Dadurch ist es nicht nur möglich, an Stelle der Revolverscheibe 24 irgendwelche anders gearteten Technologieträger am Oberteil 21 eines Obersupportes 22 einzusetzen, beispielsweise Bohrwerke, Fräswerkzeuge oder sogar kleine Hobeleinheiten, sondern es wäre auch möglich, beispielsweise die Revolverscheibe 24 nicht im Oberteil 21 drehbar anzuordnen, sondern direkt auf dem Planschlitten 18, auf dem ja normalerweise das Unterteil 20 eines Obersupportes 22 drehbar angeordnet ist.

Auch die Abgrenzung Werkstückseite / Werkzeugseite könnte auf diese Art und Weise durchbrochen werden, da ja auch der Bearbeitungstisch 5 auf dem Sockel 14 drehbar gelagert ist. Deshalb könnte der Bearbeitungstisch 5 ebensogut auf einem Planschlitten 18 drehbar angeordnet werden, wie es auch einmal notwendig sein könnte, eine Revolver­ scheibe 24 auf dem Sockel 14 eines Bearbeitungstisches anzuordnen.

Die Universalmaschine ist damit in den weitest möglichen, denkbaren Grenzen den Bearbeitungserfordernissen anpaßbar.

Bezugszeichenliste:

 (1) Universalmaschine
 2 Späneförderer
 3 Behälter
 4 -
 5 Bearbeitungstisch
 6 Hund
 7 WZ-Speicher
 8 WST-Speicher
 9 Schallschrank
10 Hauptführung
11 Hilfsführung
12 Ergänzungsführung
13 Grundfläche
14 Sockel
15, 45 Bett
(16) Bettelement
17 Bettschlitten
18 Planschlitten
19 Support
20 Unterteil
21 Oberteil
22 Obersupport
(23) Technologieträger
24 Revolverscheibe
25 Reitstock
26 Spindelstock
27 Futter
28 Lunette
29 Schinen
30 Werkstück
31 Spitze
32-36 Spindel
40 Motor

Claims (10)

1. Werkzeug- und Montagemaschine mit wenigstens einer, in Maschinenlängsrichtung (Z-Achse) verlaufenden Führung, auf der stationäre und/oder bewegliche Schlitten mit oder ohne senkrecht zur Z-Achse in Richtung einer X- und/oder Y-Achse verstellbare Supporte aufweisende Schlitten geführt sind, die zur Aufnahme von Werkzeug- und/oder Werkstückspann-, -Stütz und -Handhabungseinrichtungen und dergl. dienen dadurch gekennzeichnet, daß zur Komplettbearbeitung von Werkstücken mittels Bohr-, Fräs-, Schweiß-, Verformungs-, Montage- und dergl. Vor­ gänge

• a) auf dem Bett 15 eine durchgehende Hauptführung (10) ausgebildet ist, zu der parallel auf dem Bett (45) eine weitere Hilfsführung (11) angeordnet ist,
• b) daß innerhalb einer Führungsebene der Maschine jeweils alle Baugruppen gleiche Führungen aufweisen und deshalb innerhalb der Führungsebene austauschbar sind und
• c) daß die maximale Anzahl der Freiheitsgrade werkzeug­ seitig auf 5 beschränkt ist, nämlich auf eine Verschieb­ barkeit in Richtung der X-, Y- und Z-Achse und eine Drehbarkeit um die Y- sowie eine waagerechte Achse und
• d) daß die maximale Anzahl der Freiheitsgrade werkstück­ seitig auf eine einzige Drehbarkeit um die X-, Y- oder Z-Achse beschränkt ist.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfsführung (11) unterbrochen sein und damit zwei in Z-Richtung voneinander getrennte Teile aufweisen kann.

3. Werkzeug- und Montagemaschine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den von den Teilen der Hilfsführung (11) begrenzten Zwischenraum Zusatzeinrichtungen einsetzbar sind.

4. Werkzeug- und Montagemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in den von den Teilen der Hilfsführung begrenzten Zwischen­ raum eine Ergänzungsführung (12) eingesetzt ist.

5. Werkzeug- und Montagemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bett (15, 45) der Maschine sowie die in den Zwischen­ raum zwischen die Teile der Hilfsführung (11) einsetzbaren Sockel (14) der Bearbeitungstische (5) im Grundriß ein bestimmtes Rastermaß oder eine Vervielfachung dieses Rastermaßes aufweist.

6. Werkzeug- und Montagemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die werkstückseitige Drehbarkeit auf die Z-Achse beschränkt ist (Drehmaschine).

7. Werkzeug- und Montagemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in den von den Führungsabschnitten der Hilfsführung be­ grenzten Zwischenraum, um die Y-Achse drehbare Drehtische eingesetzt werden können.

8. Werkzeug- und Montagemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtische zusätzlich in Richtung der Y-Achse verstellbar sind.

9. Werkzeug- und Montagemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtische zusätzlich um die Z-Achse drehbar sind.

10. Werkzeug- und Montagemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehtische zusätzlich in Richtung der der Z-Achse verstellbar sind.