DE69921168T2

DE69921168T2 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE69921168T2
Application number: DE69921168T
Authority: DE
Inventors: Shinsuke Fukuyama-shi Sugata; Takashi Fukuyama-shi Kobayashi
Original assignee: Horkos Corp
Current assignee: Horkos Corp
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1999-06-07
Publication date: 2006-02-02
Anticipated expiration: 2019-06-08
Also published as: JP2000005973A; US6547498B1; DE69921168D1; JP3511196B2; KR100367255B1; EP1122026B1; KR20010043614A; EP1122026A4; WO1999067051A1; EP1122026A1

Description

Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine, welche eine Schneideinheit (spanende Bearbeitungseinheit) aufweist, die sich in einer Längsrichtung bewegt.
Hintergrund der Erfindung
Es ist bereits eine Werkzeugmaschine bekannt, die ein Bett, längslaufende Führungsschienen, die auf dem Bett geformt sind, eine Schneideinheit, die sich in einer Längsrichtung entlang der Führungsschienen bewegt, und ein Schneidteil (einschließlich eines Spindelachsschenkels und einer Schneidkante) aufweist, welches an der Vorderseite der Schneideinheit zum Ausführen einer Bearbeitung geformt ist.
Diese Art von Werkzeugmaschine weist eine Abdeckeinrichtung auf zum Verhindern, dass Schneidspäne herumspritzen, kann jedoch nicht verhindern, dass sie auf die Führungsschienen fallen und daran haften.
Entsprechend wird eine andere spezielle Abdeckung vorgesehen, um die oben erwähnte Führungsschienen zu umfassen. Diese Abdeckung ist zurückziehbar, um die Schneideinheit in einer Längsrichtung zu bewegen, und ist aus Metall gefertigt, damit sie den heißen Schneidspänen standhalten kann.
Die vorliegende Erfindung strebt danach, eine Werkzeugmaschine vorzusehen, die keine spezielle Abdeckung zum Umfassen der oben erwähnten Führungsschienen benötigt.
Die US 5,439,431 , die den Oberbegriff von Anspruch 1 bildet, bezieht sich auf ein Bearbeitungszentrum, das eine Motorspindel enthält, die in einer Stützeinheit montiert ist. Die Stützeinheit ist durch Führungsschuhe vertikal verschiebbar auf einem Verbundschlitten angebracht. Der Verbundschlitten wiederum ist durch Führungsschuhe auf Führungsschienen angebracht, die von einander beabstandet sind und sich parallel in Bezug aufeinander entlang einer Längsrichtung eines Maschinenbetts erstrecken. Das Bearbeitungsgebiet, das durch die Struktur der Maschine gebildet wird, ist nach oben und in Richtung auf die Vorderseite der Maschine offen.
Darstellung der Erfindung
Um die oben beschriebene Aufgabe zu erzielen, besteht die vorliegende Erfindung aus einer Werkzeugmaschine, welche die Merkmale von Anspruch 1 enthält. Bevorzugte Ausrführungsformen sind in den beigefügten Ansprüchen definiert:
Die oben erwähnte Abdeckeinrichtung, der Werkstückbefestigungstisch und die Schneideinheit definieren einen Bearbeitungsraum und verhindern, dass Schneidspäne, die darin erzeugt werden, zur Außenseite spritzen, indem sie sie nach unten zwischen dem rechten und linken Seitenteil des Bettes führen. Daher spritzen die Schneidspäne nicht in Richtung auf die rechte und linke Führungsschiene oder lagern sich in der Nähe der Führungsschienen ab, wo die Reinigung schwierig ist.
Die oben dargestellte Erfindung wird wie folgt genauer definiert.
Das bedeutet, dass die Abdeckeinrichtung an entweder der Schneideinheit oder dem Werkstückbefestigungstisch in Eingriff gebracht werden kann. Daher ist kein spezielles Stützsystem erforderlich, um die Abdeckeinrichtung zu stützen.
Ferner kann eine Transporteinrichtung für Schneidspäne zwischen dem rechten und linken Seitenteil des Bettes nach unten vorgesehen werden, um die Schneidspäne aufzunehmen, und sie an einen festgelegten Platz in der Umgebung zu transportieren. Daher werden die Schneidspäne, die während der Bearbeitung erzeugt werden, vollständig und unmittelbar ohne zusätzliche Behandlungen, wie ein Fegen und Sammeln herausgeführt.
Gemäß der oben beschriebenen vorliegenden Erfindung braucht die Werkzeugmaschine keine spezielle Abdeckung für die Führungsschienen, um zu verhindern, dass sich die Schneidspäne daran ablagern und daran haften, da keine erwärmten Schneidspäne, die durch die Trockenbearbeitung erzeugt wurden, in Berührung mit den Führungsschienen gelangen. Außerdem verteilen sich die Schneidspäne kaum, da die Abdeckeinrichtung die Schneidspäne führt, dass sie nach unten zwischen die rechte und die linke Seitenfläche des Bettes fallen, wodurch eine einfache Reinigung von den Schneidspänen bewirkt wird, nachdem die Bearbeitung beendet ist.
Weiter wird es bevorzugt, eine Sicherheitsabdeckung in der Nähe der Führungsschienen vorzusehen, um in einem Arbeitsbereich Gefahr zu vermeiden. Es ist jedoch nicht erforderlich, sie als Gegenmaßnahme gegen Wärme vorzusehen, wie eine, die als Abdeckung für erwärmte Schneidspäne erforderlich ist. Folglich reicht für diese Werkzeugmaschine eine einfache Abdeckung aus. Ferner ist ein Lagersystem zum Stützen der Abdeckeinrichtung einfach, indem die Schneideinheit und der Werkstückbefestigungstisch verwendet werden. Zusätzlich ist es möglich, vollständig und rasch die Schneidspäne zu entfernen, die während des Vorgangs erzeugt werden, ohne sie aus jeder Ecke der Werkzeugmaschine zu fegen und zu sammeln.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Seitenansicht, die ein Beispiel einer Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt, das die Mehrfachspindelköpfe aufweist.
2 ist eine Seitenansicht, die ein anderes Beispiel für eine Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung mit den Mehrfachspindelköpfen zeigt.
3 ist eine Draufsicht auf die Werkzeugmaschine aus 2.
4 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie X1-X1 in 1.
5 ist eine perspektivische Ansicht entlang der Linie X1-X1 in 1.
Bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
Die vorliegende Erfindung, wie sie in diesen Figuren dargestellt ist, enthält ein Bett 1, eine Schneideinheit 2 und einen Werkstückbefestigungstisch 3.
Das erwähnte Bett 1 enthält ein rechtes und ein linkes Seitenteil 4, 4 sowie eine Vorderfläche 5 und eine Rückfläche 6, die sich jeweils an die Seitenteile 4, 4 anschließen. Außerdem sind längs verlaufende Führungsschienen 7, 7 auf jeder oberen Fläche der erwähnten Seitenteile 4, 4 vorgesehen.
In diesem Fall vereinigt jedes Seitenteil 4 seine vertikalen und seitlichen Flächen, dass eine starke steife Flächenstruktur, die einen Raum "s" in sich enthält, zusammengesetzt wird. Eine Führungsplatte 4a für Schneidspäne ist schräg an jedem Seitenteil 4 befestigt.
Die erwähnte Schneideinheit 2 enthält einen Einheitsrahmen 8, der sich in einer Längsrichtung entlang der rechten und linken Führungsschienen 7, 7 bewegt, einen Motor 9, der auf diesem Rahmen 8 befestigt ist, und ein Schneidteil 11, das mehrere Spindeln 10 aufweist, die durch den Motor 9 angetrieben werden.
Der Werkstückbefestigungstisch 3 ist auf dem Bett 1 befestigt, um ein Werkstück "w" auf einer Seitenfläche "m", die auf die Schneideinheit 2 gerichtet ist, zu greifen.
Eine Antriebseinheit 12 ist an einer Rückseite des Bettes 1 befestigt, um die Schneideeinheit 2 in einer Längsrichtung zu versetzen. Als Antriebseinheit 12 wird beispielsweise ein elektrischer Motor oder ein Hydraulikzylinder verwendet.
Eine Transporteinrichtung 13 für Schneidspäne ist in das Bett 1 integriert und wird nach unten zwischen dessen rechten und linken Seitenteilen 4, 4 vorgesehen, enthält ein verhältnismäßig langes horizontales Trägeranfangsende "a", einen schrägen Trägerweg "b" und ein verhältnismäßig kurzes horizontales Trägerabschlussende "c". Ein Trägerband "n" bewegt sich von dem Trägeranfangsende "a" zu dem Trägerabschlussende "c".
Eine Abdeckeinrichtung 14 ist zwischen der Schneideinheit 2 und dem Werkstückbefestigungstisch 3 vorgesehen, um zu verhindern, dass Schneidspäne spritzen.
Diese Abdeckeinrichtung 14 ist wie folgt ausgebildet.
Insbesondere enthält die Abdeckeinrichtung 14, die Abdeckflächen zum Umfassen einer oberen Fläche und einer rechten und linken Seitenfläche des Schneidteils 11 aufweist, eine Abdeckung 15 am vorderen Ende und eine Abdeckung 16 am hinteren Ende. Eine rückwärtige Oberseite der Abdeckung 16 am hinteren Ende ist mit einer oberen Fläche der Schneideinheit 2 über Scharniere 17 derart verbunden, dass beide Abdeckungen 15, 16 durch die Schneideinheit 2 gestützt werden können sowie insgesamt nach oben schwingen und sich öffnen können.
Die Abdeckung 15 am vorderen Ende ist verschiebbar an der Abdeckung 16 am hinteren Ende befestigt. Dabei ist es wichtig, dass die rechte und die linke Seitenfläche "d", "d" jeder Abdeckung 15, 16 nach unten in eine Position unter die Führungsschienen 7, 7 im Inneren des rechten und linken Seitenteils 4, 4 des Bettes 1 hängen (siehe 5).
Zylindrische Elemente 18, 18 sind horizontal an den Außenseiten der rechten und linken Seitenfläche "d", "d" der Abdeckung 16 des hinteren Endes befestigt. Stützstäbe 19, 19 sind verschiebbar in die zylindrischen Elemente 18, 18 eingeführt, und Enden dieser Stützstäbe 19, 19 sind mit entsprechenden Außenseiten der rechten und linken Seitenflächen "d", "d" der Abdeckung 15 des vorderen Endes durch Eingriffselemente verbunden, und eine Druckfeder 20 ist extern an einem Teil jedes Stützstabes 19 zwischen einer vorderen Spitze davon und dem zylindrischen Element 18 montiert.
Dabei ist die Abdeckung 15 des vorderen Endes so angeschlossen, dass sie sich an das vordere Ende gegenüber der Abdeckung 16 des hinteren Endes durch die Elastizität der Kompressionsfeder 20 unter der Bedingung, dass keine nach hinten gerichtete externe Kraft auf die Abdeckung 15 des vorderen Endes einwirkt, bewegt.
Eine Schneidkante 21 und ein Behälter 22 für Schneidspäne sind in den Figuren jeweils dargestellt.
Beispiele und Arbeitsweisen für die oben beschriebene Werkzeugmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung werden im nachfolgenden erklärt.
Zunächst wird, wie es in 1 und 3 dargestellt ist, die Schneideinheit 2 nach ganz hinten bewegt, wobei ein vorderes Ende der Abdeckung 15 des vorderen Endes entfernt von dem Werkstückbefestigungstisch 3 ist.
In diesem Zustand wird nach Bedarf die Abdeckeinrichtung 14 aus einer Position, die durch eine durchgezogene Linie dargestellt ist, in eine Position gezogen, welche in 1 durch eine gestrichelte Linie "k" dargestellt ist, wobei sie sich um das Scharnier 17 dreht. Dabei kann die Abdeckeinrichtung 14 dort aufgrund der Schwerkraft bleiben.
Die oben erwähnte Verschiebung ermöglicht es, dass das Schneidteil 11 außen erscheint. In diesem Zustand wird ein erforderliches Schneidwerkzeug 21 (Werkzeug zur spanenden Bearbeitung) an jeder Spindel 10 befestigt oder ein befestigtes Schneidwerkzeug 21 wird ausgetauscht. Nach dem Abschließen von erforderlichen Behandlungen wird die Abdeckeinrichtung 14 in die mit durchgezogener Linie in 1 dargestellte Position zurückgestellt.
Andererseits wird ein Werkstück "w", wie es in 1 dargestellt ist, auf dem Werkstückbefestigungstisch 3 über einen wechselseitigen Zwischenraum zwischen dem Werkstückbefestigungstisch 3 und der Abdeckung 15 des vorderen Endes befestigt. Danach wird in eine Steuerungseinrichtung ein Auftrag zum Beginnen der Bearbeitung eingegeben, wobei die Steuerungseinrichtung nicht dargestellt ist. Daher dreht der Motor 9 zum Betreiben der Spindel 10 mehrere Spindeln 10 und die Schneidwerkzeuge 21. Die Antriebseinheit 12 zum Verschieben der Schneideinheit 2 bewegt die Schneideinheit 2 und die Abdeckeinrichtung 14 in einer Vorwärtsrichtung "f".
Wenn die Schneideinheit 2 nach vorne einen vorgegebenen Abstand versetzt wird, wie es in 2 dargestellt ist, berührt ein vorderes Ende der Abdeckung 15 des vorderen Endes 15 eine Fläche "m" des Werkstückbefestigungstisches 3. Daher werden die vordere und die hintere Endfläche der Abdeckeinrichtung 14 mit dem Werkstückbefestigungstisch 3 und der Schneideinheit 2 jeweils bedeckt, so dass sie einen Arbeitsraum bilden, bei dem nur der Boden offen ist. Ein Werkstück "w" ist darin angeordnet.
Wenn die Schneideinheit 2 weiter nach vorne "f" verschoben wird, wird die Abdeckung 15 des vorderen Endes nur für diesen verschobenen Abstand auf den Werkstückbefestigungsstück 3 gegen die Elastizität der Kompressionsfeder 20 gedrückt, wodurch eine überlappte Länge mit der Abdeckung 16 des hinteren Endes erhöht wird sowie eine Gesamtlänge der Abdeckeinrichtung 14 verkürzt wird.
Wenn die Abdeckeinrichtung 14 verkürzt wird, erreicht die Schneidkante 21 des Schneidteils 11 das Werkstück "w" und beginnt es zu bearbeiten. Aufgrund dieser Bearbeitung werden Schneidspäne erzeugt und von dem Werkstück "w" entsprechend den Umdrehungen der Schneidkante 21 und der Spindel 10 weggespritzt. Diese abspritzenden Schneidspäne fallen nach unten entlang der Umfangsflächen des erwähnten Bearbeitungsraumes.
Die Schneidspäne fallen nach unten zwischen den rechten und linken Seitenteil 4, 4 des Bettes 1 und erreichen auf der Trägerfläche "n" das Anfangsende "a" des Trägers der Transporteinrichtung 13 für die Schneidspäne. Daher fallen die Schneidspäne nicht auf die rechte und die linke Führungsschiene 7, 7 oder haften daran, ebenso wie in deren Nachbarschaft, die außerhalb der Abdeckeinrichtung 14 und über den unteren Kanten von sowohl der rechten als auch der linken Seitenfläche "d", "d" der Abdeckfläche angeordnet sind.
Die Schneidspäne, die auf der Trägerfläche "n" abgelagert sind, erreichen das Abschlussende des Trägers "c" durch den schrägen Trägerweg "b" durch Verschieben der Trägerfläche "n" und fallen davon ausgehend in einen Behälter 22.
Wenn die spanende Bearbeitung des Werkstückes "w" somit abgeschlossen ist, arbeitet die Antriebseinheit 12 zum Verschieben der Schneideinheit 2 umgekehrt zur vorherigen Betätigung. Entsprechend wird jede Abdeckung 15, 16 der Abdeckeinrichtung 14 entgegengesetzt zu vorher verschoben, wobei sie in den Zustand aus 1 zurückkehren. Dann hält der Motor 19 den Antrieb für die der Spindel 10 an.
Danach wird ein bearbeitetes Werkstück "w" entfernt, und ein Vorgang kommt zu einem Ende.
Die gleichen Behandlungen und Arbeitsschritte folgen.
Die oben stehende Ausführungsform kann wie folgt modifiziert werden.
Insbesondere weist bei der oben stehenden Ausführungsform die Abdeckeinrichtung 14 Abdeckflächen auf, die durch die Abdeckung 15 des vorderen Endes und die Abdeckung 16 des hinteren Endes geformt sind. Statt dessen ist es möglich, eine oder mehrere andere Zwischenabdeckungen zwischen der Abdeckung 15 des vorderen Endes und der Abdeckung 16 des hinteren Endes einzusetzen und zu installieren. Diese Abdeckflächen können auf eine benachbarte Abdeckung verschoben werden. Dieser Aufbau ist verfügbar, wenn eine Längsabmessung der Abdeckeinrichtung 14 lang ist.
Ferner ist es statt des zylindrischen Elements 18, des stützenden Stabs 19 und der Kompressionsfeder 20 möglich, eine Zylindereinrichtung einzusetzen, die die gleichen Betätigungen wie diese Elemente aufweist. Dabei wird die Abdeckeinrichtung 14 durch die Leistung der Zylindereinrichtung ausgefahren oder zurückgezogen.
Ferner stützt bei der oben stehenden Ausführungsform die Schneideinheit 2 die Abdeckeinrichtung 14. Stattdessen ist es jedoch möglich, den Werkstückbearbeitungstisch die Abdeckeinrichtung 14 stützen zu lassen. D.h., beispielsweise wird unter Drehen der Abdeckeinrichtung 14 in umgekehrter Richtung die Abdeckung 16 des hinteren Endes mit dem Werkstückbearbeitungstisch 3 durch Scharniere zusammengefügt. In diesem Fall wird das Werkstück "w" von dem Werkstückbefestigungstisch 3 entfernt, wenn die Abdeckeinrichtung 14 nach oben um Scharniere gedreht wird.

Claims

Werkzeugmaschine, enthaltend: ein Bett (1), das ein rechtes und ein linkes Seitenteil (4) und eine in Längsrichtung verlaufende Führungsschiene (7) aufweist, die auf einer oberen Fläche von sowohl dem rechten als auch dem linken Seitenteil geformt ist; eine Bearbeitungseinheit (2), die durch die Führungsschienen aufgehängt und gelagert ist, die sich in einer Längsrichtung bewegt; und gekennzeichnet dadurch, dass die Arbeitseinheit eine Schneideinheit (2) ist, die ein Schneidbauteil an ihrer Vorderseite aufweist; und dadurch, dass die Werkzeugmaschine enthält: einen Werkstückbefestigungstisch (3), der integral an dem Bett (1) angebracht ist; eine Abdeckeinrichtung (14), mit Abdeckflächen (d), die zwischen der Schneideinheit und dem Befestigungstisch für das Werkstück vorgesehen sind, so dass sie eine obere Fläche sowie eine rechte und eine linke Seitenfläche des Schneidteils umfassen; wobei die Abdeckeinrichtung, der Befestigungstisch für das Werkstück und die Schneideinheit einen Bearbeitungsraum bilden, von dem lediglich der Boden offen ist; wobei rechte und linke Seitenflächen der Abdeckeinrichtung (14) unter die Führungsschienen (7) im Inneren des rechten und des linken Seitenteils des Betts (1) hängen.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Abdeckeinrichtung (14) in Eingriff mit der Schneideinheit (2) gebracht ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, wobei die Abdeckeinrichtung (14) mit dem Befestigungstisch (3) für das Werkstück in Eingriff gebracht ist.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, Anspruch 2 oder Anspruch 3, wobei eine Transporteinrichtung (13) für Schneidspäne unterhalb und zwischen der rechten und linken Seitenfläche vorgesehen ist, um die Schneidspäne aufzunehmen und sie zu einem festgelegten Ort in der Umgebung zu bringen.