DE4015570A1 - Grinding machine with two slides for workpieces - enables workpiece to be ground while machine is loaded or unloaded - Google Patents
Grinding machine with two slides for workpieces - enables workpiece to be ground while machine is loaded or unloadedInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Vertikal- Schleifmaschine in Portalausführung mit an zwei Ständern angeordnetem Querbalken und mindestens einem auf Führung am Querbalken verfahrbaren Support für Bearbeitungswerkzeuge sowie einer unterhalb des Supports angeordneten, angetriebenen Planscheibe mit senkrechter Drehachse zur Aufnahme eines zu bearbeitenden Werkstücks sowie ein Verfahren zum Bearbeiten von Werkstücken mit dieser Maschine.The invention relates to a machine tool, in particular a vertical Portal-type grinding machine with one arranged on two stands Crossbar and at least one movable on guidance on the crossbar Support for editing tools and one below the support arranged, driven face plate with a vertical axis of rotation Recording a workpiece to be machined and a method for Machining workpieces with this machine.
Derartige Werkzeugmaschinen erlauben es, Werkstücke allseitig durch Drehen, Fräsen oder Schleifen mit hoher Genauigkeit zu bearbeiten, die im wesentlichen von der Rundlaufgenauigkeit der Planscheibe, einem schwingungsfreiem Antrieb der Planscheibe und der Genauigkeit der Supportführungen, sowie gegebenenfalls der Rundlaufgenauigkeit der Schleif- oder Fräswerkzeuge abhängt.Such machine tools allow workpieces to be passed through on all sides Turning, milling or grinding with high accuracy to machine the in essential of the concentricity of the face plate, one vibration-free drive of the face plate and the accuracy of the Support tours, as well as the concentricity of the Depends on grinding or milling tools.
Werden Werkstücke in mehreren Bearbeitungsoperationen bearbeitet, insbesondere geschliffen, und müssen dabei die Werkstücke noch umgespannt werden, so geht in die gesamte Bearbeitungszeit ein hoher Anteil für die Nebenzeiten wie Aufspann-, Umspann- und Ausrichtzeit für das Werkstück ein. Es ist das Bestreben, diese Nebenzeiten zu senken und die Maschinennutzungszeiten zu erhöhen. Dies läßt sich erreichen, wenn die Nebenzeiten mit der Hauptbearbeitungszeit zusammenfallen, in dem eine Wechselvorrichtung an der Werkzeugmaschine angeordnet wird, die es gestattet, auf einer sogenannten Palette das Aufspannen, Umspannen und Ausrichten eines Werkstücks vorzunehmen, während ein anderes Werkstück gleichzeitig auf der Planscheibe bearbeitet wird. If workpieces are processed in several machining operations, especially ground, and still have to clamp the workpieces there is a high proportion for the entire processing time Non-productive times such as clamping, reclamping and alignment times for the workpiece a. It is the endeavor to reduce these non-productive times and the Increase machine usage times. This can be achieved if the Non-productive times coincide with the main processing time in which one Exchange device is arranged on the machine tool that it allowed to clamp, reclamp and on a so-called pallet Align a workpiece while making another workpiece is processed simultaneously on the face plate.
Um diese Palette zwischen einer Beladestation und einer Arbeitsstation bewegen zu können, muß zwischen der Planscheibe und einem Richttisch sowie zusätzlich gegebenenfalls noch einem Ablagetisch ein Wechsler angeordnet werden, der eine Palette von einer Planscheibe abnimmt und an einen Ablage- oder Richttisch übergibt. In diesem Fall besteht die Planscheibe somit aus zwei Teilen, einer Palette, die in Größe und Befestigungsmitteln einer üblichen Planscheibe entspricht, jedoch mit einem üblichen Drehantrieb für eine Planscheibe lösbar kuppelbar ist, so daß sie sich zwischen dem Planscheibenantrieb und dem Richt- oder Ablagetisch bewegen läßt. Hierzu weist die Palette an ihrer Unterseite zentrierende Kupplungsvorrichtungen mit dem Planscheibenantrieb und Führungsnuten auf, die mit entsprechenden Führungsschienen auf dem Planscheibenantrieb, dem Wechsler, dem Ablagetisch und dem Richttisch zusammenwirken. Der Richttisch weist dabei eine dem Planscheibenantrieb entsprechende Kupplungsvorrichtung auf sowie einen Drehantrieb.Around this pallet between a loading station and a work station To be able to move between the face plate and a straightening table as well in addition, a changer may also be arranged on a storage table who removes a pallet from a faceplate and onto one Storage or straightening table passes. In this case, the face plate exists thus from two parts, a pallet in size and fasteners corresponds to a normal faceplate, but with a normal one Rotary drive for a face plate can be detachably coupled so that it can between the faceplate drive and the straightening or depositing table leaves. For this purpose, the pallet has centering on its underside Coupling devices with the face plate drive and guide grooves on, with corresponding guide rails on the faceplate drive, the Changer, the storage table and the straightening table work together. The The straightening table has a faceplate drive corresponding to it Coupling device on and a rotary drive.
Da die Nebenzeiten und Hauptzeiten gleichzeitig ablaufen, läßt sich eine erheblich verbesserte Maschinenausnutzung erreichen, jedoch kann dieses Palettenwechsel-System erhöhten Ansprüchen an die Werkstückgenauigkeit nicht gerecht werden, da sich verschiedene, systembedingte Fehler addieren. Zu diesen Fehlern sind Unterschiede in der Ausrichtung des Richttischs und der Werkzeugmaschine selbst zu rechnen, da beide unabhängig voneinander aufgestellt werden. Des weiteren weisen der Planscheibenantrieb in der Werkzeugmaschine und der Antrieb des Richttischs Fehler auf, die sich ebenfalls addieren. Schließlich tritt auch noch ein Fehler beim Kuppeln der Palette mit dem Planscheibenantrieb bzw. mit dem Drehantrieb des Richttischs auf, die zusammen dazu führen, daß das bekannte Palettenwechsel-System einen Systemfehler von 0,015 mm aufweist.Since the idle times and main times run simultaneously, one can achieve significantly improved machine utilization, however this can Pallet changing system increased demands on workpiece accuracy do not do it justice as there are various system-related errors add. There are differences in the orientation of the Straightening table and the machine tool itself, as both be set up independently of each other. Furthermore, the Face plate drive in the machine tool and the drive of the On the topping table errors, which also add up. Finally occurs also an error when coupling the pallet with the face plate drive or with the rotary drive of the straightening table, which together lead to that the known pallet changing system has a system error of 0.015 mm having.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Plan- und Rundlauf am Werkstück trotz Umspannens von = 0,01 mm zu erreichen und dennoch die Haupt- und Nebenzeiten gleichzeitig ablaufen zu lassen.The invention has for its object a plan and run on To reach the workpiece despite reclamping = 0.01 mm and still the To let main and secondary times run simultaneously.
Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird bei einer Werkzeugmaschine der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß vorgeschlagen, mindestens eine weitere, unterhalb des Supports parallel zur ersten angeordnete, angetriebene Planscheibe vorzusehen, wobei abwechselnd die eine Planscheibe zur Bearbeitung eines Werkstücks und die andere Planscheibe zum Beladen, Richten, Umspannen und Abspannen dient.Based on this task, the initially mentioned type proposed according to the invention, at least one further, arranged below the support parallel to the first, Provide driven face plate, alternating one Face plate for machining one workpiece and the other face plate for loading, straightening, reclamping and unclamping.
Da das Richten und Umspannen eines Werkstücks auf einer Planscheibe erfolgt, die fest mit ihrem Antrieb verbunden bleibt, können sich Ungenauigkeiten des Antriebs nur einmal auf die Genauigkeit auswirken. Ein Fehler aus der Ausrichtung einer Beladestation im Verhältnis zu einer Arbeitsstation ist nicht vorhanden, da dieselbe Planscheibe abwechselnd Arbeitsstation und Beladestation ist. Desweiteren entfällt der bei Palettenwechsel-Systemen entstehende Fehler beim Einspannen und Kuppeln der Palette in der Beladestation und in der Arbeitsstation, was sehr vorteilhaft ist, da bei einem Palettenwechsel-System die Beladestation und die Arbeitsstation unterschiedliche Temperaturen aufweisen können, die sich mit der Zeit ändern, so daß dieser Fehler bei einem Palettenwechsel- System von Werkstück zu Werkstück unterschiedlich eingehen kann.Because the straightening and reclamping of a workpiece on a face plate takes place, which remains firmly connected to their drive, can Drive inaccuracies affect accuracy only once. A Error from the orientation of a loading station in relation to one Work station is not available because the same face plate alternates Work station and loading station is. Furthermore, the is omitted Pallet changing systems resulting errors in clamping and coupling the pallet in the loading station and in the work station, which is very is advantageous because the loading station and in a pallet changing system the workstation can have different temperatures that change over time, so this error when changing pallets System can work differently from workpiece to workpiece.
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine kann, wie bereits erwähnt, als Drehmaschine, Fräsmaschine und als Schleifmaschine gestaltet sein. Da jedoch die Genauigkeitsanforderungen an Schleifmaschinen am höchsten sind, ist die erfindungsgemäße Anordnung in Verbindung mit einer Schleifmaschine, insbesondere einer Vertikalschleifmaschine besonders vorteilhaft.The machine tool according to the invention can, as already mentioned, as Lathe, milling machine and be designed as a grinding machine. There however, the accuracy requirements for grinding machines are highest, is the arrangement according to the invention in connection with a Grinding machine, especially a vertical grinding machine advantageous.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform können im Portalbereich unterhalb des Supports ein Doppeltisch mit zwei senkrecht zum Querbalken verlaufenden Führungsbetten und zwei darauf einschließlich ihrer Antriebe zwischen einer Beladestation und einer Arbeitsstation verschiebbare Planscheiben angeordnet sein. Bei dieser Ausführungsform ist wichtig, daß sich die Planscheiben mit ihrem gesamten Antrieb in den Führungsbetten unterhalb des Querbalkens und zwar senkrecht dazu verschieben lassen, wobei die Arbeitsstationen vor dem Querbalken und die Beladestationen hinter dem Querbalken angeordnet sind. Dies ergibt den zusätzlichen Vorteil, daß der Raum hinter der Werkzeugmaschine zum Aufspannen, Umspannen und Ausrichten eines Werkstücks benutzt werden kann, während vor der Maschine der Bearbeitungsvorgang abläuft.According to a preferred embodiment, in the portal area below a double table with two supports perpendicular to the crossbeam running guide beds and two on it including their drives slidable between a loading station and a work station Face plates can be arranged. In this embodiment it is important that the face plates with their entire drive in the guide beds below the crossbar and move it perpendicular to it, the workstations in front of the crossbar and the loading stations are arranged behind the crossbar. This gives the extra Advantage that the space behind the machine tool for clamping, Clamping and aligning a workpiece can be used while before the machine is processing.
Gemäß einer anderen Ausführungsform können die zwei Planscheiben auf einem Doppeltisch unverschiebbar angeordnet sein, während demgegenüber die Ständer mit dem Querbalken über den Doppeltisch aus dem Bereich der einen Planscheibe in den Bereich der anderen Planscheibe verfahrbar sind. Diese Ausführungsform ist besonders dann vorteilhaft, wenn es sich um Planscheiben mit sehr großem Durchmesser, etwa ab 2 m Durchmesser handelt, da sich dann die Massen des Portals aus den Ständern und dem Querbalken mit den Supporten mit geringerem Aufwand bewegen lassen.According to another embodiment, the two face plates can be on one Be arranged immovable double table, while the Stand with the crossbar over the double table from the area of one The face plate can be moved into the area of the other face plate. These Embodiment is particularly advantageous when it is Face plates with a very large diameter, about 2 m in diameter, because then the masses of the portal consist of the uprights and the crossbeam move with the supports with less effort.
Um für die Arbeitsstation und die Beladestation jeweils genau festgelegte Positionen anzufahren, kann der Weg der Planscheiben bzw. der Ständer durch Anschläge am Doppeltisch bzw. der Ständerführung begrenzt sein. Derartige feste Anschläge lassen sich problemlos an den Führungen mit großer Genauigkeit anbringen und verändern auch im rauhen Betrieb ihre Lage nicht.To be precisely defined for the workstation and the loading station Moving to positions can be the route of the face plates or the stand be limited by stops on the double table or the stand guide. Such fixed stops can be easily on the guides with attach great accuracy and change even in rough operation Location not.
In den Endstellungen können die Planscheiben bzw. Ständer durch quer zur Bewegungsrichtung wirkende Spannvorrichtungen an den Führungen festgelegt werden, die stets in dieselbe Richtung wirken und zusammen mit den Anschlägen eine definierte Position in der X- und Z-Achse ergeben.In the end positions, the face plates or stands can be moved across Fixing devices acting on the guides are fixed who always work in the same direction and together with the Stops result in a defined position in the X and Z axes.
Da sich auf den in der jeweiligen Arbeitsstellung befindlichen Planscheiben unterschiedliche Werkstücke bearbeiten lassen, können auch die Planscheiben selber unterschiedlich gestaltet sein, insbesondere unterschiedlich groß sein.Because on the in the respective working position Face plates can also process different workpieces the face plates themselves are designed differently, in particular be of different sizes.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks auf einer Werkzeugmaschine, insbesondere auf einer Vertikal-Schleifmaschine, in Portalausführung mit an zwei Ständern angeordnetem Querbalken und mindestens einem, auf Führungen am Querbalken verfahrbaren Support für Bearbeitungswerkzeuge ist, gekennzeichnet durch die abwechselnde Verwendung von zwei parallel zueinander unterhalb des Arbeitsbereichs des Supports angeordnete oder dorthin verfahrbare, angetriebene Planscheiben mit senkrechter Drehachse zum Beladen, Richten, Umspannen und Abspannen eines Werkstücks in einer Beladeposition der einen Planscheibe und zum gleichzeitigen Bearbeiten eines Werkstücks in einer Arbeitsposition der anderen Planscheibe.The inventive method for machining a workpiece on a Machine tool, especially on a vertical grinding machine, in Portal version with crossbeam and at least one support that can be moved on guides on the crossbar Machining tools is characterized by the alternate Use of two parallel to each other below the work area of the Supports arranged or driven driven face plates with vertical axis of rotation for loading, straightening, reclamping and unclamping a workpiece in a loading position of a face plate and simultaneous machining of a workpiece in a working position other face plate.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert, und es zeigen The invention is illustrated below with reference to a drawing Embodiment explained in more detail, and show it
Fig. 1 eine Vorderansicht der Werkzeugmaschine und Fig. 1 is a front view of the machine tool and
Fig. 2 eine Draufsicht auf die Werkzeugmaschine. Fig. 2 is a plan view of the machine tool.
Die als Vertikalschleifmaschine gestaltete Werkzeugmaschine weist zwei mit einem Doppeltisch 6 fest verbundene Ständer 1 auf, die einen Querbalken 2 tragen und damit ein Portal bilden. Am Querbalken 2 sind ein Einspindel-Support 3 und ein Mehrspindel-Support 4 mit Schleifscheiben 5 angeordnet, die in nicht näher dargestellter Weise an Führungen des Querbalkens 2 verfahrbar sind.The machine tool designed as a vertical grinding machine has two stands 1 which are fixedly connected to a double table 6 and which carry a crossbar 2 and thus form a portal. At the transom 2, a spindle support 3 and a multi-spindle support 4 are arranged with wheels 5 which are movable on guides of the crossbar 2 in a manner not shown.
Im Doppeltisch 6 sind zwei parallele Führungsbetten 7 mit Führungsschienen 8 angeordnet. Diese Führungsbetten 7 mit den Führungsschienen 8 dienen als Führung für einen Schlitten 11, der eine Planscheibe 12 mitsamt ihrem Antrieb 13 trägt. Die Planscheibe 12 läßt sich mittels des Antriebs 13 um eine senkrechte Drehachse 14 drehen.Two parallel guide beds 7 with guide rails 8 are arranged in the double table 6 . These guide beds 7 with the guide rails 8 serve as a guide for a carriage 11 which carries a face plate 12 together with its drive 13 . The face plate 12 can be rotated about a vertical axis of rotation 14 by means of the drive 13 .
In Fig. 2 ist erkennbar, daß sich eine Planscheibe 12 hinter der Werkzeugmaschine in einer Beladestation 15 befindet, während sich die andere Planscheibe 12 in einer Arbeitsstation 16 vor der Werkzeugmaschine befindet. An den Enden der Führungsschiene 8 sind feste Anschläge 10 für die Schlitten 11 angeordnet, durch die deren Endstellungen wiederholbar festgelegt sind. Desweiteren sind in diesem Bereich Spannvorrichtungen 9 angeordnet, die die Schlitten 11 nach Erreichen ihrer Endstellung verriegeln.In FIG. 2 it is seen that a face plate 12 is located behind the machine tool in a loading station 15, while the other face plate 12 is located at a work station 16 in front of the machine tool. At the ends of the guide rail 8 fixed stops 10 for the carriage 11 are arranged, through which the end positions are fixed repeatedly. Furthermore, clamping devices 9 are arranged in this area and lock the slides 11 after they have reached their end position.
Diese Anordnung ist vorteilhaft, da sich im Bereich des Portals aus den Ständern 1 und dem Querbalken 2 bewegliche Wände anordnen lassen, die eine Gefährdung einer in der Beladestation 15 tätigen Person durch das in der Arbeitsstation 16 bearbeitete Werkstück, durch die dabei anfallenden Späne oder durch Werkzeugbruch verhindert.This arrangement is advantageous because movable walls can be arranged in the area of the portal consisting of the stands 1 and the crossbeam 2 , which endanger a person working in the loading station 15 from the workpiece machined in the work station 16 , from the chips produced or from Tool breakage prevented.
Bei einem anderen, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel können zwei Planscheiben auf einem Doppeltisch mit ihren Drehantrieben fest angeordnet sein, während die beiden Ständer mit dem Querbalken auf entsprechenden Führungen so verfahrbar sind, daß sich der Support über dem Doppeltisch aus dem Bereich der einen Planscheibe in den Bereich der anderen Planscheibe bewegen läßt. In diesem Fall ergeben sich die Beladestation und die Arbeitsstation durch die Bewegung des Portals aus den Ständern 1 und dem Querbalken 2, indem die eine Planscheibe zum Beladen freigegeben wird, während sich die andere Planscheibe im Bereich eines Supports zur Bearbeitung befindet. Bei dieser Ausführungsform verläuft die durch die senkrechten Drehachsen der Planscheiben gelegte Ebene senkrecht zur durch das Portal aus den Ständern 1 und dem Querbalken 2 gebildeten Ebene, wie dies auch bei dem in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Fall ist.In another embodiment, not shown, two face plates can be fixedly arranged on a double table with their rotary drives, while the two stands with the crossbar can be moved on corresponding guides in such a way that the support extends from the area of one face plate into the area above the double table the other faceplate moves. In this case, the loading station and the work station result from the movement of the portal from the stands 1 and the crossbeam 2 , in that one faceplate is released for loading while the other faceplate is in the area of a support for processing. In this embodiment, the plane through the vertical axes of rotation of the face plates runs perpendicular to the plane formed by the portal consisting of the stands 1 and the crossbeam 2 , as is also the case with the embodiment shown in FIGS. 1 and 2.
Eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine kann darin bestehen, daß zwei Planscheiben nebeneinander parallel angeordnet sind, wobei die durch die senkrechten Drehachsen der Planscheiben gelegte Ebene parallel zu der durch das aus den Ständern 1 und dem Querbalken 2 gebildete Portal gelegten Ebene liegt. In diesem Fall braucht nur der Support aus dem Bereich der einen Planscheibe in den Bereich der anderen Planscheibe bewegt zu werden, so daß die Planscheibe, über der sich der Support befindet, die Arbeitsstation bildet, während die andere Planscheibe, über der sich kein Support befindet, die Beladestation bildet.A further embodiment of the machine tool according to the invention can consist in that two face plates are arranged side by side in parallel, the plane through the vertical axes of rotation of the face plates being parallel to the plane formed by the portal formed by the stands 1 and the crossbar 2 . In this case, only the support needs to be moved from the area of one faceplate to the area of the other faceplate, so that the faceplate over which the support is located forms the workstation, while the other faceplate over which there is no support , which forms the loading station.
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