DE8814093U1

DE8814093U1 - CNC-Bearbeitungsmaschine

Info

Publication number: DE8814093U1
Application number: DE8814093U
Authority: DE
Original assignee: A Knoevenagel & Co Kg 3000 Hannover De GmbH
Current assignee: A Knoevenagel & Co Kg 3000 Hannover De GmbH
Priority date: 1988-11-10
Filing date: 1988-11-10
Publication date: 1989-03-09

Description

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&Aacgr;, Knoevenagel GmbH & Co. KG 514/2

CNC-Bearbe1tungsmaschlne

Die Erfindung bc-trifft eine CNC-Bearbeitungsmaschine mit einem Arbeitstisch und einer Spannvorrichtung für die zu bearbeitenden Werkstücke, ferner mit einem Zn mehreren Achsen steuerbarem Werkzeug und mit einer CNC-Steuereinheit zur Eingabe von Koordinaten.

Es sind bereits CNC-Bearbeitungsmaschinen dieser Gattung in Form von numerisch gesteuerten Maschinen bekannt, und zwar insbesondere auch als CNC-Fräsmaschinen zur Bearbeitung von Flach- und Formteilen, die das Werkstück bilden. Um die Flach- und Formteile, welche beispielsweise aus Holz, aus Kunststoff oder aus Aluminium bestehen können, für den BearbeitungsVorgang zu fixieren, wird eine Spannvor-

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richtung verwendet, die in bekannter Weise als Vakuumeinspannung ausgebildet ist. Dabei wird also ein Vakuum bzw, ein Unterdruck erzeugt, um das flache Werkstück ortsfest auf dem Bearbeitungstisch festzuhalten, ohne daß besondere Klemmmittel erforderlich sind, um das Werkstück mit dem Werkzeug bearbeiten zu können.

Wegen des Verzichts auf besondere Einspannmittel ist die gesamte obere Fläche des flachen Werkstückes frei, so daß diese Fläche einer ungehinderten Bearbeitung durch das Werkzeug zugänglich ist. Diesem Vorteil steht allerdings der Nachteil gegenüber, daß die Vakuumeinspannung nur die Fixierung eines einzigen flachen Werkstückes ermöglicht, und dafl nicht gleichzeitig mehrere Lagen von flachen Werkstücken bearbeitet werden können.

Da bei den konventionellen CNC-Fräsmaschinen die mit Vakuum gespannten Flach- und Formteile nur einlagig gespannt und bearbeitet werden können, ergibt sich eine erhebliche Begrenzung der erzielbaren Maschinenleistung. Hinzu kommt noch, daß bei kleinen Flach- und Formteilen die Vakuum-Spannfläche häufig nicht ausreicht und solche Teile dann über-

haupt nicht mit 'iner CNC-Fräsmaschine bearbeitet werden können.

Neben den CNC-Fräsmaschinen sind auch schon Karussellfräsmaschinen bekannt, durch welche sich die geschilderten Nachteile weitgehend vermeiden lassen. Eine Karusselifräsmaschine besitzt einen Drehtisch, auf den mehrere Lagen von Flach- und Formteilen übereinander angeordnet werden können, weil keine Vakuumeinspannung verwendet wird. Vielmehr ist für die Einspannung ein Zentralspannzylinder vorgesehen, der mittig von oben her auf die mehrlagig angeordneten Werkstücke drückt und diese gegen die Tischoberfläche des Arbeitstisches preßt.

Unter Verwendung einer Kopierschablone lassen sich dann bei mehreren Lagen von Werkstücken gleichzeitig mit nur einem Werkzeug bestimmte Konturen erzeugen, deren Verlauf durch die Kopierschablone vorgegeben ist.

Die Möglichkeit, mehrlagige Werkstücke gleichzeitig zu bearbeiten, führt also im Vergleich mit einer CNC-Fräsmaschine zu einem wesentlich wirtschaftlicheren Betrieb. Allerdings geht dieser Vorteil zu Lasten

eines anderen Nachteils, der darin besteht, daß mit einer Karusseilfraumaschine keine Bearbeituny der Werkstücke von oben her möglich ist, weil die obere Fläche wegen des Zentralspannzylinders für eine Bearbeitung nicht zugänglich ist.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß die Art der Bearbeitung der mehrlagigen Werkstücke bei der Erzeugung von gewünschten Außenkonturen entsprechend der Kopierschablone begrenzt ist, und daß sich mit den bekannten Karussellfräsmaschinen z.B. Hinterschneidungen oder Bohrungen im Bereich der Außenränder nicht durchführen lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine CNC-Bearbeitungsmaschine der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art so zu verbessern, daß eine wirtschaftliche Bearbeitung von Werkstücken ermöglicht wird, und zwar auch bei schwieriger Konturen oder bei der Erzeugung von Bohrungen.

Dieses Ziel erreicht die Erfindung bei der vorausgesetzten CNC-Bearbeitungsmaschine dadurch, daß der Arbeitstisch als Drehtisch einer Karussellfräsmaschine ausgebildet und durch die CNC-Steuereinheit

angesteuert ist, und daß die Spannvorrichtung durch einen von ob&n einwirkenden Zentralspannzylinder gebildet ist.

Bei der Erfindung werden in neuartiger Weise die Vorteile der herkömmlichen Karussellfräsmaschinen mit den Vorteilen modernster CNC-Fräsmaschinen verknüpft, und es wird eine numerisch gesteuerte Karussellfräsmaschine geschaffen, so daß keine Kopierschablonen mehr erforderlich sind.

Für sich gesehen besitzen zwar sowohl die eingangs erwähnten bekannten CNC-Fräsmaschinen als auch die Karussellfräsmaschinen mit Kopierschablone jeweils maschinenspezifische Vorteile, allerdings ist ein wirtschaftlicher Einsatz und die Erzeugung schwieriger Konturen sowie von Bohrungen immer nur begrenzt möglich gewesen. Bei der Erfindung werden nun die jeweiligen maschinenspezifischen Vorteile überraschend miteinander kombiniert, wobei gleichzeitig die Nachteile der jeweiligen Maschinentypen ausgeschaltet sind.

Durch die neuartige CNC-Bearbeitungsmaschine ist es möglich, sowohl Fräsarbeiten am Rand der Werkstücke

als auch Oberfräsarbeiten an der Werkstückoberfläche auszuführen. Ferner ist auch die Bearbeitung hinterschnittener Teile durchführbar, die auf bekannten mit Schablonen gesteuerten Karussellfräsmaschinen nicht möglich waren. In vorteilhafter Weise sind solche schwierigen Bearbeitungen und Bohrungen auch mehrlagig im Stapel mehrerer Werkstücke möglich, wodurch die Wirtschaftlichkeit der CNC-Bearbeitungsmaschine erheblich gesteigert wird.

In zweckmäßiger Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Koordinaten als kathesische Koordinaten eingebbar sind, und daß die CNC-Steuereinheit für die Ansteuerung des Drehtisches ein Programm zur Umwandlung der kathesischen Koordinaten in Polarkoordinaten beinhaltet.

Durch diese Maßnahmen wird die Bedienung der numerischen Steuerung vereinfacht, denn diese Bedienung kann wie bei konventionellen bahngesteuerten CNC-Fräsmaschinen erfolgen, indem die Eingabe der gewünschten geometrischen Daten in kathesischen Koordinaten vorgenommen wird. Da die eigentliche Bearbeitung im Sinne einer Karussellfräsmaschine auf einem Drehtisch erfolgt, werden die Daten mittels

eines Programmes in rotatorische Daten für die rotatorische Achse umgewandelt.

Gemäß einer anderen zweckmäßigen Ausgestaltung der '

Erfindung ist vorgesehen, daß der ZentralspannzylIn- J

der seitlich verschwenkbar angeordnet wird, und ferner kann der Drehtisch in vorteilhafter Heise noch eine an sich bekannte Vakuumspannvorrichtung besitzen.

Durch das Verschwenken des Zentralzylinders ist die gesamte Oberfläche des Werkstückes für besondere Bearbeitungen zugänglich, wenn das Werkstück in an sich bekannter Weise durch die Vakuumspannvorrichtung festgehalten wird.

Insgesamt verbindet die neuartige CNC-Bearbeitungsmaschine den Vorteil einer zentralen Einspannung von Werkstücken verschiedenster Art auf dem Drehtisch mit der schablonenlosen, also CNC-bahngesteuerten Führung der Werkzeuge nach einem vorgegebenen Programm gemäß der Arbeitsweise einer CNC-Fräsmaschine.

Weitere zwfvkm/idige Ausgestaltungen und vorteilhafte Weiterbildungen der Kiflndung ergeben sich aus den

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ünteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Die als Ganzes mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete und auf einer Grundplatte 12 angeordnete Bearbeitungsmaschine umfaßt eine CNC-Steuereinheit 14 mit einem Bedieungsfeld 16 sowie einen Leistungsteil 18.

Weitere Bestandteile der CNC-Bearbeitungsmaschine 10 sind ein Portal mit einer Quertraverse 20 sowie ein Drehtisch 30 mit einer drehbaren Tischplatte 32. Der Drehtisch 30 bzw. die Tischplatte 32 wird von der CNC-Steuereinheit 14 angesteuert, wobei sich die Tischplatte 32 programmgemäß vorwärts oder rückwärts in der rotativen Achse drehen kann, und zwar entsprechend dem über das Bedienfeld 1P eingegebenen Bearbeit' ngsprogramm.

Auf der Quertraverse 20 ist ein Zentralspannzylinder 28 angeordnet, der in Richtung des Doppelpfeiles A bewegbar ist, und welcher zum Einspannen eines fla-

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chen Werkstückes 34 dient, um das Werkstück 34 auf der Tischplatte 32 örtlich zu fixieren. Durch den Pfeil B ist angedeutet, daß der Zentralspannzylinder 28 seitlich verschwenkt werden kann, so daß die gesamte Oberfläche des Werkstückes 34 für eine Bearbeitung zugänglich ist, wenn das Werkstück 34 durch eine an sich bekannte Vakuumeinspannung festgehalten wird.

An der Quertraverse 20 ist ferner ein Werkzeugaggregat 12 mit einem Werkzeug 26 - beispielsweise einem Fräser - angeordnet, welches durch einen Antrieb 24 angetrieben werden kann. Das Werkzeug 26 wird ebenso wie die drehbare Tischplatte 32 von der CNC-Steuereinheit 14 angesteuert, um beispielsweise gewünschte Konturen des Werkstückes 34 zu erzeugen, ohne daß eine Kopierschablone benötigt wird.

Bei der Bearbeitung der mehrlagig mit Hilfe des Zentralspannzylinders 28 einspannbaren Werkstücke 34 wirken die numerisch gesteuerte Drehbewegung der Tischplatte 32 und das numerisch gesteuerte Werkzeug 26 zusammen, wobei es ausreichend ist, das Werkzeug 26 lediglich in x-Richtung zu verfahren.

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Mit dem Werkzeug 26 lassen sich aber auch Bohrungen in dem Werkstück 34 durch Bewegung in z-Richtung erzeugen. Von Vorteil ist auch die Verwendung von an sich bekannten Werkzeug-Schnellspannsystemen oder von automatischen Werkzeugwechslern mit einem Magazin für mehrere Werkzeuge. Für feinste Fräsarbeiten lassen sich Hochgeschwindigkeits-Frässpindem anwenden.

Claims

EUROPLAN PATENT ATTORNEY A. Knoevenagel GmbH * Co. KG 514/2 Schutzansprüche

1. CNC-Bearbeitungsmaschine, mit einem Arbeitstisch und einer Spannvorrichtung für die zu bearbeitenden Werkstücke, ferner mit einem in mehreren Achsen steuerbaren Werkzeug und mit einer CNC-Steuereinheit zur Eingabe von Koordinaten, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitstisch als Drehtisch (30) einer Karussellfräsmaschine ausgebildet und durch die CNC-Steuereinheit angesteuert ist, und daß die Spannvorrichtung durch einen von oben einwirkenden Zentralspannzylinder (28) gebildet ist.

2. CNC-Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Koordinaten als

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kathesische Koordinaten eingebbar sind, und daß die CNC-Steuereinheit (14) für die Ansteuerung des Drehtisches (30) bzw. deren drehbarer Tischplatte (32) ein Programm zur Umwandlung der kathesischen Koordinaten in Polarkoordinaten beinhaltet.

3. CNC-Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralspannzylinder (28) seitlich verschwenkbar (B) ist.

4. CNC-Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehtisch eine Vakuum-Spannvorrichtung besitzt.

5. CNC-Bearbeitungsmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine konstante Werkzeugvorschubgeschwindigkeit an den Werkstückkonturen vorgesehen ist.