DE9305653U1

DE9305653U1 - Machine tool

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Publication number: DE9305653U1
Application number: DE9305653U
Authority: DE
Original assignee: Stama Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Stama Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 1993-04-15
Filing date: 1993-04-15
Publication date: 1994-08-25
Anticipated expiration: 2003-04-16

Description

Anmelder:Applicant:

STAMA Maschinenfabrik GmbH
Siemensstraße 23STAMA Maschinenfabrik GmbH
Siemensstrasse 23

D-7311 SchlierbachD-7311 Schlierbach

4102 142 F/mz 14.03.93 (WP 93/19)4102 142 F/mz 14.03.93 (WP 93/19)

Titel: WerkzeugmaschineTitle: Machine tool

BeschreibungDescription

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a machine tool according to the preamble of claim 1.

Eine derartige Werkzeugmaschine ist bspw. aus der DE 33 17 554 C2 bekannt geworden. Bei dieser Werkzeugmaschine ist der betreffende Teil des Fahrständers, an dem die Werkzeugspindel Z-Richtung verfahrbar ist, nach Art einer Konsole ausgebildet, deren mit einer horizontalen Y-Führung in Verbindung stehender Schlittenteil an der Unterseite dann, wenn eine Werkstückbearbeitung vorgenommen wird, ungeschützt in den Arbeitsraum hineinragt. Entsprechendes gilt für zumindest denjenigen Bereich des Werkzeugmagazins, der der Werkzeugspindel zugewandt ist und einen Werkzeugwechsel ermöglicht. Mit anderen Worten, sowohl die horizontale Y-Such a machine tool is known, for example, from DE 33 17 554 C2. In this machine tool, the relevant part of the traveling column on which the tool spindle can be moved in the Z direction is designed like a console, the slide part of which, connected to a horizontal Y guide, protrudes unprotected into the work area on the underside when a workpiece is being machined. The same applies to at least that area of the tool magazine which faces the tool spindle and enables a tool change. In other words, both the horizontal Y-

Führung als auch der Werkzeugwechselbereich des Werkzeugmagazins sind Verschmutzungen ausgesetzt. Desweiteren sind solche sogenannten Konsolenmaschinen mit einem weiteren Nachteil behaftet, nämlich dem, daß beim Ausfahren des Konsolenteils des Fahrständers mit der Werkzeugspindel während der Bearbeitung eines Werkstücks unzulässige Durchbiegungen aufgrund des Überkragens der Konsole und der verkürzten Lagerbahnführungslänge vorkommen.Both the guide and the tool changing area of the tool magazine are exposed to contamination. Furthermore, such so-called console machines have another disadvantage, namely that when the console part of the traveling column with the tool spindle is extended during machining of a workpiece, unacceptable deflections occur due to the overhang of the console and the shortened bearing track guide length.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der nicht nur die horizontale Lagerbahn in Y-Richtung und das Werkzeugmagazin im Werkzeugwechselbereich gegenüber dem Arbeitsraum abgeschirmt sind sondern auch Durchbiegungen aufgrund der sich beim Verfahren der Werkzeugspindel in Y-Richtung verkürzenden Lagerbahnführungen vermieden sind.The object of the present invention is therefore to create a machine tool of the type mentioned at the beginning, in which not only the horizontal bearing track in the Y direction and the tool magazine in the tool change area are shielded from the work area, but also deflections due to the bearing track guides shortening when the tool spindle is moved in the Y direction are avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind bei einer Werkzeugmaschine der genannten Art die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale vorgesehen.To achieve this object, the features specified in claim 1 are provided in a machine tool of the type mentioned.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen machen es möglich, daß sowohl das Werkzeugmagazin im Werkzeugwechselbereich als auch gleichzeitig die Lagerbahnführung zwischen Kreuzteil und Fahrständer gegenüber dem Arbeitsraum abgedeckt bzw. abgeschirmt ist. Durch die Hintereinanderanordnung von abgedecktem Werkzeugmagazin und abgedeckter Y-Lagerbahn-The measures according to the invention make it possible for both the tool magazine in the tool change area and the bearing track between the cross section and the travelling column to be covered or shielded from the work area. By arranging the covered tool magazine and covered Y-bearing track one behind the other,

Führung ist gleichzeitig erreicht, daß die während der Bearbeitung wirksame Länge der Lagerbahn zwischen Kreuzteil und Fahrständer sich nicht ändert, so daß stets gleiche durchbiegungsfreie Verhältnisse geschaffen sind.At the same time, the effective length of the bearing track between the cross section and the travelling column during machining does not change, so that the same deflection-free conditions are always created.

Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche einzeln oder in Kombination.Advantageous embodiments result from the features of the subclaims individually or in combination.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert ist. Es zeigen:Further details of the invention can be found in the following description, in which the invention is described and explained in more detail using the embodiment shown in the drawing. They show:

Figur 1 in schematischer Seitenansicht eine Werkzeugmaschine zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung undFigure 1 shows a schematic side view of a machine tool for machining workpieces according to a preferred embodiment of the present invention and

Figur 2 eine dem Pfeil II der Fig. 1 entsprechende perspektivische Ansicht in vergrößerter und abgebrochener Darstellung.Figure 2 shows a perspective view corresponding to arrow II in Figure 1 in an enlarged and fragmented representation.

Die in der Zeichnung dargestellte Werkzeugmaschine 11 dient zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken, bspw. zum Bohren, Gewindeschneiden, Fräsen und dgl. Gemäß vorliegender Erfindung ist die Werkzeugmaschine 11 mit einem Werkzeugmagazin 12 versehen derart, daß ohne Zurhilfenahme vonThe machine tool 11 shown in the drawing is used for machining workpieces, for example for drilling, thread cutting, milling and the like. According to the present invention, the machine tool 11 is provided with a tool magazine 12 such that without the aid of

• a · ·• a · ·

• 1• 1

Zwischengliedern als Manipulatoren, wie Greifern, zwischen Werkzeugmagazin 12 und Werkzeugspindel 13 die betreffenden Werkzeuge 14 gewechselt werden können und daß dennoch das Werkzeugmagazin 12 und insbesondere das als nächstes zu verwendende, bereitgestellte Werkzeug 14 außerhalb des Bearbeitungsraumes 15 für das bzw. die Werkstücke angeordnet und damit gegenüber dem Bearbeitungsraum 15 abgeschirmt ist.Intermediate links as manipulators, such as grippers, between the tool magazine 12 and the tool spindle 13 allow the relevant tools 14 to be changed and that the tool magazine 12 and in particular the tool 14 provided to be used next are nevertheless arranged outside the processing space 15 for the workpiece(s) and are thus shielded from the processing space 15.

Beim dargestellten Ausführungbeispiel besitzt die Werkzeugmaschine 11 ein Maschinengestell 16, an dessen der Bedienungsperson zugewandten Seiten ein Tisch 17 üblicher Bauart zum Aufspannen von Werkstücken befestigt ist und an dessen parallel dazu verlaufendem, der Bedienungsperson abgewandten Bereich eine erste horizontale Schlittenführung gehalten ist, auf der ein erster Koordinatenschlitten 19 parallel zum Tisch in X-Richtung verfahrbar ist, wobei der dafür erforderliche Antrieb in nicht dargestellter Weise innerhalb des Maschinengestells 16 angeordnet ist. Auf dem auch als Kreuzteil bezeichneten Koordinatenschlitten 19 ist eine zweite horizontale und senkrecht dazu verlaufende Schlittenführung 21 vorgesehen, längs der in Y-Richtung ein zweiter Koordinatenschlitten 22, der Teil eines Fahrständers 24 ist, mit Hilfe eines ebenfalls nicht dargestellten Antriebsmotors verfahrbar ist. Der Fahrständer 24 ist an seiner dem Tisch zugewandten Vorderseite 26 mit einerIn the embodiment shown, the machine tool 11 has a machine frame 16, on the sides of which facing the operator a table 17 of a conventional design is attached for clamping workpieces and on the area of which, running parallel to it and facing away from the operator, a first horizontal slide guide is held, on which a first coordinate slide 19 can be moved parallel to the table in the X direction, with the drive required for this being arranged in a manner not shown within the machine frame 16. On the coordinate slide 19, also referred to as the cross part, a second horizontal slide guide 21 is provided, running perpendicularly thereto, along which a second coordinate slide 22, which is part of a traveling column 24, can be moved in the Y direction with the aid of a drive motor, also not shown. The traveling column 24 is provided on its front side 26 facing the table with a

vertikalen Führung 27 für einen Spindelkopf 28 versehen, der die Werkzeugspindel 13 drehbar hält. Der Spindelkopf 28 ist invertical guide 27 for a spindle head 28, which holds the tool spindle 13 rotatably. The spindle head 28 is in

Richtung der vertikalen Z-Achse mit Hilfe eines nicht dargestellten Antriebsmotors auf- und abbewegbar. Die innerhalb des Spindelkopfs 28 drehbar gelagerte Werkzeugspindel 13 ist von einem am Spindelkopf 28 befestigten, jedoch nicht dargestellten Hauptantriebsmotor rotierend angetrieben. Der Werkstücktisch 17 ist entweder ortsfest oder in horizontaler Ebene um eine vertikale Achse schwenkbar, so daß, während an einem Ende des Tisches ein Werkstück bearbeitet wird, an dessen anderem Ende oder Seite ein Werkstück aufgespannt werden kann. Dagegen ist die Werkzeugspindel 13 in allen drei zueinander senkrecht stehenden Koordinatenachsen X, Y und Z verfahrbar.The tool spindle 13 can be moved up and down in the direction of the vertical Z axis with the aid of a drive motor (not shown). The tool spindle 13, which is rotatably mounted within the spindle head 28, is driven in rotation by a main drive motor attached to the spindle head 28 but not shown. The workpiece table 17 is either stationary or can be pivoted in a horizontal plane about a vertical axis, so that while a workpiece is being machined at one end of the table, a workpiece can be clamped at the other end or side of the table. The tool spindle 13, on the other hand, can be moved in all three mutually perpendicular coordinate axes X, Y and Z.

Das Werkzeugmagazin 12 ist um den Außenumfang des Kreuzteils 19 herum geführt, d.h., es umgibt das Kreuzteil 19, wobei sich der Höhenbereich des mit Werkzeugen 14 versehenen Werkzeugmagazins 12 etwa zwischen der der ersten horizontalen Schlittenführung 18 zugewandten Unterseite und der mit der zweiten horizontalen Schlittenführung 21 versehenen Oberseite des Kreuzteils 19 erstreckt. Das Werkzeugmagazin 12 besitzt eine mit Radien versehene langgestreckte Form. Das Werkzeugmagazin 12 kann in üblicher Weise ausgebildet sein. Beispielsweise besitzt das Werkzeugmagazin 12 eine durch eine innere Führungsschiene gebildete umlaufende Führungsbahn, längs der eine Vielzahl nicht im einzelnen dargestellter gabelartiger Werkzeughalter, die kettenartig verbunden sind, aufgenommen und umlaufend verfahrbar sind.The tool magazine 12 is guided around the outer circumference of the cross part 19, i.e. it surrounds the cross part 19, whereby the height range of the tool magazine 12 provided with tools 14 extends approximately between the underside facing the first horizontal slide guide 18 and the top side of the cross part 19 provided with the second horizontal slide guide 21. The tool magazine 12 has an elongated shape with radii. The tool magazine 12 can be designed in the usual way. For example, the tool magazine 12 has a circumferential guideway formed by an inner guide rail, along which a large number of fork-like tool holders (not shown in detail) that are connected in a chain-like manner are accommodated and can be moved in a circumferential manner.

Das Werkzeugmagazin 12 ist zumindest an einem der dem Tisch 17 zugewandten Stirnseite 31 des Kreuzteils 19 benachbarten Bereich mit einer zu öffnenden Blechabdeckung 32 versehen. Bevorzugt verläuft die Blechabdeckung 32 bis in einen dem Tisch 17 abgewandten hinteren Bereich des Kreuzteils 19, wobei der an der Rückseite 33 des Kreuzteils 19 vorbeiführende Bereich des Werkzeugmagazins 12 freigelassen ist. Dieser rückseitige Bereich 33 ist zum Werkzeugrüsten, d.h. zum Bestücken des Werkzeugmagazins 12 mit Werkzeugen 14 zugängig. Die Blechabdeckung 32 ist etwa haubenförmig vor die Stirnseite 31 des Kreuzteils 19 gesetzt, und begrenzt damit gleichzeitig die zweite horizontale Schlittenführung 21 nach vorne hin, wie dies aus der Zeichnung, insbesondere Figur 2, hervorgeht. Somit ist die der Fahrständer 24 auf dem Kreuzteil 19 über den gesamten möglichen Y-Bewegungshub stets in voller Länge geführt. Die Vorderseite 26 des Fahrständers 24 bewegt sich nicht in den Bearbeitungsraum 15.The tool magazine 12 is provided with an openable sheet metal cover 32 at least in an area adjacent to the front side 31 of the cross part 19 facing the table 17. The sheet metal cover 32 preferably extends into a rear area of the cross part 19 facing away from the table 17, with the area of the tool magazine 12 that runs past the rear side 33 of the cross part 19 being left free. This rear area 33 is accessible for tool setup, i.e. for loading the tool magazine 12 with tools 14. The sheet metal cover 32 is placed in front of the front side 31 of the cross part 19 in an approximately hood-like manner, and at the same time limits the second horizontal slide guide 21 to the front, as can be seen from the drawing, in particular Figure 2. The traveling column 24 is therefore always guided on the cross part 19 over the entire possible Y-movement stroke over its full length. The front side 26 of the traveling column 24 does not move into the machining area 15.

Zwischen der Oberseite 36 der Blechabdeckung 32 und der Unterkante 37 des Fahrständers 24 ist eine horizontale in Y-Richtung bewegbare Teleskopabdeckung 38 vorgesehen. Diese Teleskopabdeckung 38 deckt einerseits die zweite horizontale Schlittenführung 21 direkt und andererseits auch den möglichen Zugangsspalt zur zweiten horizontalen Schlittenführung 21 zwischen der Oberseite 36 der Blechabdeckung 32 und der Unterkante 37 des Fahrständers 24 ab. Auf diese Weise sind während eines BearbeitungsVorganges an einem Werkstück auf demA horizontal telescopic cover 38 that can be moved in the Y direction is provided between the top 36 of the sheet metal cover 32 and the bottom edge 37 of the traveling column 24. This telescopic cover 38 covers the second horizontal slide guide 21 directly on the one hand and also the possible access gap to the second horizontal slide guide 21 on the other hand between the top 36 of the sheet metal cover 32 and the bottom edge 37 of the traveling column 24. In this way, during a machining process on a workpiece on the

Tisch 17 sowohl die Y-Führung 21 als auch die einzelnen Werkzeuge 14 im Werkzeugmagazin 12 gegenüber Spänen und sonstigen Verschmutzungen aus dem Arbeitsraum 15 abgedeckt. Der in der Figur 1 strichpunktierte Bereich im Arbeitsraum 15 zeigt den möglichen Verfahrweg der Werkzeugspindel 13.Table 17 covers both the Y-guide 21 and the individual tools 14 in the tool magazine 12 against chips and other contamination from the work area 15. The dash-dotted area in the work area 15 in Figure 1 shows the possible travel path of the tool spindle 13.

Zum Ablegen eines Werkzeugs 14 in das Werkzeugmagazin 12 und/oder zum Aufnehmen eines Werkzeugs 14 aus dem Werkzeugmagazin 12 sind im der Stirnseite 31 des Kreuzteils 19 zugewandten Vorderbereich 34 der Blechabdeckung 32 zwei öffnenbare Abdeckungsteile 30, bspw. in Form von Klappen, Schiebern, Türen oder dgl. vorgesehen. Die beiden hier als Schiebetüren 30 ausgebildeten Abdeckungsteile befinden sich unmittelbar vor der Werkzeugwechselstelle des Magazins 12 und ermöglichen in geöffnetem Zustand ein Einführen bzw. Ablegen eines Werkzeugs 14 im Werkzeugmagazin 12 bzw. ein Herausnehmen eines Werkzeugs 14 aus dem Werkzeugmagazin 12 mit Hilfe der mit dem Fahrständer 24 und in Z-Richtung verfahrbaren Werkzeugspindel 13 (Pick-up-Verfahren). Mit dem Öffnen der beiden Schiebetüren 30 erhält der Vorderbereich 34 der Blechabdeckung 32 sowohl eine vertikal von oben her zugängige Ausnehmung 43 als auch eine horizontal von der Seite des Werkstücktisches 17 her zugängige Durchgangsausnehmung 44. Gemäß der in Fig. 2 dargestellten Weise werden die Schiebetüren 30 der Blechabdeckung 32 dann geöffnet, d.h. in X-Richtung verfahren, wenn beim Verfahren des Fahrständers 24 in Y-Richtung nach hinten die Werkzeugspindel 13 dieIn order to place a tool 14 in the tool magazine 12 and/or to pick up a tool 14 from the tool magazine 12, two openable cover parts 30, for example in the form of flaps, sliders, doors or the like, are provided in the front area 34 of the sheet metal cover 32 facing the front side 31 of the cross part 19. The two cover parts designed here as sliding doors 30 are located immediately in front of the tool change point of the magazine 12 and, when opened, enable a tool 14 to be inserted or placed in the tool magazine 12 or a tool 14 to be removed from the tool magazine 12 with the aid of the tool spindle 13 which can be moved with the traveling column 24 and in the Z direction (pick-up method). When the two sliding doors 30 are opened, the front area 34 of the sheet metal cover 32 receives both a vertically accessible recess 43 from above and a horizontally accessible through recess 44 from the side of the workpiece table 17. In the manner shown in Fig. 2, the sliding doors 30 of the sheet metal cover 32 are then opened, i.e. moved in the X direction, when the tool spindle 13 moves the

Hinterkante 41 des Tischs 17 überfährt. Dabei tritt eine Zwangssteuerungsmechanik 40 in Funktion, die für das öffnen der Schiebetüren 30 sorgt. Außerdem wird in nicht näher dargestellter Weise gleichzeitig das in Bewegungsrichtung letzte Element der Y-Teleskopabdeckung 38 aus dem Bereich der Oberseite 36 der Blechabdeckung 32 in Y-Richtung nach hinten verfahren, so daß auch die obere Zugangsausnehmung 43 zum Werkzeugmagazin 12 vollständig offen ist. Nach der Entnahme eines Werkzeugs 14 aus dem Werkzeugmagazin 12 werden gleichzeitig oder nacheinander das letzte Element der Y-Teleskopabdeckung 38 und die noch geöffneten Schiebetüren 30 über die Mechanik 40 zurückgefahren, so daß der Vorderbereich 34 der Blechabdeckung 32 des Werkzeugmagazins 12 wieder vollständig verschlossen bzw. gekapselt ist. Das Ablegen und Aufnehmen eines Werkzeugs 14 in das bzw. aus dem Werkzeugmagazin 12 ist also mit einer Bewegung der Werkzeugspindel 13 sowohl in Y-Richtung als auch in Z-Richtung bzw. umgekehrt verbunden.The tool 14 passes over the rear edge 41 of the table 17. A positive control mechanism 40 is activated, which ensures that the sliding doors 30 are opened. In addition, in a manner not shown in detail, the last element of the Y-telescopic cover 38 in the direction of movement is simultaneously moved backwards from the area of the top 36 of the sheet metal cover 32 in the Y direction, so that the upper access recess 43 to the tool magazine 12 is also completely open. After a tool 14 has been removed from the tool magazine 12, the last element of the Y-telescopic cover 38 and the still open sliding doors 30 are simultaneously or successively moved back via the mechanism 40, so that the front area 34 of the sheet metal cover 32 of the tool magazine 12 is completely closed or encapsulated again. The placing and picking up of a tool 14 in or from the tool magazine 12 is therefore associated with a movement of the tool spindle 13 in both the Y direction and the Z direction or vice versa.

In nicht näher dargestellter Weise besitzt die Werkzeugmaschine 11 außerdem eine Abdeckung bspw. in Form eines Faltenbalgs der ersten horizontalen Schlittenführung 18 in X-Richtung. Desweiteren ist ein Schutzgehäuse 46 mit entsprechenden Zugangstüren 47 und 48 für die Beschickung der Werkzeugmaschine 11 mit Werkstücken bzw. für das Rüsten des Werkzeugmagazins 12 mit Werkzeugen 14 vorgesehen.In a manner not shown in detail, the machine tool 11 also has a cover, for example in the form of a bellows of the first horizontal slide guide 18 in the X direction. Furthermore, a protective housing 46 with corresponding access doors 47 and 48 is provided for loading the machine tool 11 with workpieces or for equipping the tool magazine 12 with tools 14.

Wenn auch im vorstehenden eine Werkzeugmaschine Il mit einer einzigen Werkzeugspindel 13 beschrieben ist, versteht es sich, daß die Maßnahmen der Abkapselung des Werkzeugmagazins 12 und der zweiten horizontalen Führung 21 gegenüber dem Arbeitsraum 15 auch bei einer mit zwei oder mehr Werkzeugspindeln ausgerüsteten Werkzeugmaschine 11 erfolgen können.Although a machine tool II with a single tool spindle 13 is described above, it is understood that the measures for encapsulating the tool magazine 12 and the second horizontal guide 21 from the work area 15 can also be carried out in a machine tool 11 equipped with two or more tool spindles.

Claims

Protection claims

1. Machine tool (11) for machining workpieces, with a table (17) arranged on a machine frame (16) for clamping workpieces, with a traveling column (24) which can be moved on a cross part (19) which can be moved in a coordinate axis (X) and on which a preferably vertical tool spindle (13) can be moved in a third coordinate (Z), and with a tool magazine (12) surrounding the cross part (19), at the tool changing point of which a tool can be removed from the tool magazine (12) by means of the tool spindle (13) and deposited in the tool magazine (12), characterized in that a cover (32) is provided which covers at least the area of the tool magazine (12) facing the working space (15) of the machine tool (11) and the end of the bearing track guide facing the working space (15) of the machine tool (11). (21,22) between the cross part (19) and the traveling column (24), and that the cover (32) for the tool change by means of the tool spindle (12) can be opened derived from the movement of the traveling column (24).

2. Machine tool according to claim 1, characterized in that the cover (32) at least partially also covers the

Top of the area of the tool magazine (12) facing the working area (15) of the machine tool (11) covered.

3. Machine tool according to claim 1 or 2, characterized in that an overlap is provided between the upper region of the cover (32) and an end part of a telescopic cover (38) of the bearing track guide (21 ₇ 22) between the cross part (19) and the traveling column (24).

4. Machine tool according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cover (32) in the area of the tool changing point is provided with door parts (30) that can be moved in the X direction.

5. Machine tool according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cover (32) limits the movement of the traveling column (24) provided with a cantilevered tool spindle (13).

6. Machine tool according to at least one of the preceding claims, characterized in that the cover (32) of the tool magazine (12) is provided on the longitudinal sides of the tool magazine (12) adjoining the front area.