EP0034615A1 - Werkzeugmaschine mit einem werkstückträger und mehreren um den werkstückträger angeordneten bearbeitungseinheiten - Google Patents
Werkzeugmaschine mit einem werkstückträger und mehreren um den werkstückträger angeordneten bearbeitungseinheitenInfo
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- EP0034615A1 EP0034615A1 EP19800901648 EP80901648A EP0034615A1 EP 0034615 A1 EP0034615 A1 EP 0034615A1 EP 19800901648 EP19800901648 EP 19800901648 EP 80901648 A EP80901648 A EP 80901648A EP 0034615 A1 EP0034615 A1 EP 0034615A1
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- EP
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- machine tool
- tool according
- workpiece
- support
- workpiece carrier
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
- B23Q39/00—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation
- B23Q39/04—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being arranged to operate simultaneously at different stations, e.g. with an annular work-table moved in steps
- B23Q39/042—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being arranged to operate simultaneously at different stations, e.g. with an annular work-table moved in steps with circular arrangement of the sub-assemblies
Definitions
- the invention relates to a machine tool with a workpiece carrier and a plurality of processing units arranged around the workpiece carrier, which can be controlled by a central control unit.
- a plurality of workpiece carriers are arranged on a table which can be incrementally advanced, around which a plurality of processing units are provided, each of which processes a different workpiece.
- the workpiece is machined from the same side after the table has been indexed by the next machining unit. If the workpiece is to be machined from another side, it is necessary to reclamp this workpiece on the workpiece carrier. This requires a greater outlay on workpiece carriers and a greater outlay on set-up times. There is also the risk of dimensional deviations during reclamping if this source of error is not eliminated by increased effort, ie by additional devices. These additional devices are described in the aforementioned DE-AS 16 02965.
- the object of the invention is to design a machine tool of the type described at the outset such that, with a reduced outlay on the machine tool in conjunction with a space saving, a considerable saving of time is possible in the machining of a workpiece, a unive rs elle Possible application with a quick transition to another machining program should be possible.
- the workpiece holder for the central holding tion is formed in relation to the machining units of at least one workpiece, that the machining units can be controlled simultaneously in at least three axes and that the control unit is trained for the simultaneous control and monitoring of all axes of all machining units.
- This configuration of the machine tool creates a machining center in which all machining units are controlled and monitored via a centralized control unit, as a result of which a workpiece can be machined simultaneously from at least three sides without the workpiece having to be machined from one Continuing processing unit to another.
- several workpiece carriers and several control units are saved, since not each workpiece is processed simultaneously by one processing unit, but by several processing units, which are controlled and monitored by a central control unit not only to carry out the necessary machining, but also to avoid a collision of the tools working at the same time.
- the machine tool according to the invention can be used with a single switchable table, a tool changing system, a workpiece holder changing system, a tool magazine, a single swiveling device for swiveling the workpiece holders, a central cooling system and a central lubrication system get along, on top of which only a single operator is required. Further advantageous embodiments of the invention result from the subclaims.
- Fig. 1 is a top view of a machine tool according to the invention
- Fig. 2 is a view in the direction of arrow II in FIG. 1;
- Fig. 3 is a view in the direction of arrow III in FIG. 1 .
- four consoles 2, 3, 4 and 5, arranged in a cross-shaped manner with respect to one another, are arranged around a table 1, which can be incrementally or continuously advanced, on which three processing units 6, 7 and 8 are arranged, these processing units on consoles 3 to 5 are provided.
- the console 2 carries a workpiece carrier changing unit for the optionally automatic changing of two workpiece carriers 10, one of which is arranged on a workpiece carrier changing unit 9 with full and one with dash-dotted lines.
- the workpiece changing unit 9 is pivotally mounted, namely in accordance with the double arrows 11 and 12.
- Each workpiece carrier is designed as a pallet and can be moved in the direction of the double arrow 13 by the workpiece carrier changing unit 9 on the table 1.
- the processing unit 6 is designed as a turret head unit with a plurality of drill heads, while the processing units 7 and 8 are designed as numerically controlled horizontal-vertical processing units with a swivel head, as are already known for individual use.
- 19 denotes a cable towing device, which is assigned to the processing unit 7 and 8 and through which the necessary cables and hoses are carried when the processing units are moved.
- a tool magazine 14 is provided on supports 16, which is designed as a revolving chain 15, which is guided in a rail 18. Certain links in the chain have a holder 20 for a workpiece 21 as an integrated component.
- a tool changing device 17 is held on a support cross 22 centrally above the table 1, with the support cross 22 on the supports 16 is supported.
- the tool changer has a two-armed changer 23 which is pivotally mounted about an axis 24 which is at an angle of 45 ° to the horizontal.
- the two arms 25 and 26 of the changer 23 serve on the one hand to remove a tool from the magazine 14 and to replace it with a tool of the processing unit, this tool being gripped by the other arm and being guided into the tool magazine.
- the running rail 18 for the chain 15 is guided in such a way that the tool changer 23 can remove any desired tool from the tool magazine 14 and exchange it for a tool that is just clamped in the processing unit.
- the lines of the tool magazine correspond to the outline of a square with rounded corners.
- a control unit 27 which can be programmed by an input device, is set up in a cabinet arranged directly next to the machine tool.
- All axes of the processing units 6 to 8 can be controlled and checked by the control unit.
- this central control unit also takes over the automatic tool and workpiece change.
- the workpiece change takes place by moving the workpiece carrier 10 from the table 1 to the workpiece changing unit 9, for which the workpiece carriers are designed as pallets on which the workpiece can be clamped by means of slot nuts which can be inserted into grooves in the workpiece carrier.
- the tool carrier coming from the table is exchanged for a tool carrier that has already been prepared by both workpiece carriers can be pivoted in the direction of arrows 12 and 13 by means of the workpiece holder changing unit 9, so that the prepared new workpiece holder can be moved onto the table 1.
- the workpiece carriers are held on the table 1 by hydraulic, electrical-mechanical or pneumatic eu matic clamping devices (not shown) as soon as they have reached their operating position.
- the switch cabinets usually assigned to a machine tool are designated 28 and 29.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Automatic Tool Replacement In Machine Tools (AREA)
Description
Werkzeugmaschine mit einem Werkstückträger
und mehreren um den Werkstückträger angeordneten
Bearbeitungseinheiten
Die Erfindung bezieht sich auf eine Werkzeugmaschine mit einem Werkstückträger und mehreren um den Werkstückträger angeordneten Bearbeitungseinheiten, die durch eine zentrale Steuerungseinheit steuerbar sind.
Bei einer bekannten Werkzeugmaschine dieser Art (DE-AS 16 02965) sind mehrere Werkstückträger auf einem schrittweise weiterschaltbaren Tisch angeordnet, um welchen mehrere Bearbeitungseinheiten vorgesehen sind, die jeweils ein anderes Werkstück bearbeiten. Die Bearbeitung des Werkstückes erfolgt nach dem Weiterschalten des Tisches durch die nächste Bearbeitungseinheit wieder von der gleichen Seite aus. Wenn von einer anderen Seite das Werkstück bearbeitet werden soll, so ist es erforderlich, dieses Werkstück auf dem Werkstückträger umzuspannen. Dies erfordert einen größeren Aufwand an Werkstückträgern sowie einen größeren Aufwand bei den Rüstzeiten. Ferner besteht die Gefahr von Maßabweichungen beim Umspannen, wenn nicht diese Fehlerquelle durch einen erhöhten Aufwand, d.h. durch zusätzliche Einrichtungen, behoben wird. Diese zusätzlichen Einrichtungen sind in der erwähnten DE-AS 16 02965 beschrieben.
Aufgabe der Erfindung ist es , eine Werkzeugmas chine der eingangs erläut erten Art s o auszugestalten, daß bei einem verringerten Aufwand bei de r Werkzeugmas chine in Verbindung mit einer Platzeinsparung eine erhebliche Einsparung an Zeitaufwand bei der Bearbeitung eines Werkstückes möglich ist, wobei eine unive rs elle Einsatzmöglichkeit mit einem raschen Übergang auf ein anderes Bearbeitungsprogramm ermöglicht sein s oll.
Diese Aufgabe wird erfindungs gemäß ausgehend von der Werkzeugmaschine der eingangs erläuterten Art dadurch gelöst, daß der Werkstückträger für die zentrale Halte rung bezogen auf die Bearbeitungseinheiten zumindest eines Werkstückes ausgebildet ist, daß die Bearbeitungseinheiten mindestens in drei Achs en gleichzeitig steuerbar sind und daß die Steuerung eihheit für die gleich- zeitige Steue rung und Überwachung sämtlicher Achs en aller Be arbeitungs einheiten ausgebildet ist.
Durch diese Ausgestaltung der Werkzeugmas chine wird ein Bearbeitungszentrum geschaffen, bei dem alle B earbeitungs einheiten über eine zentralisierte Steuerungseinheit gesteuert und überwa cht werden, wodurch ein Werkstück gleichzeitig mindestens von drei Seiten aus bearbeitet werden kann, ohne daß es notwendig wäre , das Werkstück von einer Bearbeitung seinheit zur anderen weiterzuführen. Hierdurch wird eine erhebliche Einsparung an Eearbeitungs zeit erzielt, da ein Umspannen des Werkstücks mit den hierbei auftrete nden Fehlermöglichkeiten vermieden ist . Weiterhin werden gegenüber der bekannten Werkzeugmas chine mehrere Werkstückträger und mehrere Steuerungs einheiten eingespart, da nicht jedes We rkstück nur durch eine Bearbeitungseinheit , sondern durch mehrere Bearbeitungs einheiten gleichzeitig bearbeitet wird, die durch eine zentrale Steuerungs einheit gesteuert und überwacht v/erden, um
nicht nur die notwendige Bearbeitung durchzuführen, sondern auch um eine Kollision der gleichzeitig arbeitenden Werkzeuge zu vermeiden. Da keine starren Bearbeitungsschemata verwendet werden, weil s owohl Revolverköpfe als auch andere Bearbeitungs einheiten, z . B . Schlitteneinheiten, mit darauf aufgebautem Revolver köpf , der wiederum Gelenkspindel- oder andere B ohrköpfe aufnehmen kann, verwendet werden können bzw . s ämtliche Arbeits spindein frei positioniert werden können, ergibt sich eine universelle Einsatzmöglichkeit, die sowohl bei kleinen Stückzahlen, bei denen ein großer maschineller Aufwand nicht vert retbar ist, wie auch bei größeren Stückzahlen, die bisher nur mit kostspieligen, unflexiblen Sondermaschinen gefertigt werden, von bes onderem Vorteil ist . Hierdurch ist es auch bei kleinen Loseinheiten möglich, rationell zu fertigen. Bei der erfindungs gemäßen Ausgestaltung besteht grundsätzlich die Möglichkeit , ein Werkstück s ogar von 5 Seiten zu bearbeiten, da ein Schwenkkopf oder eine Vertikaleinheit es gestattet, das Werkstück s owohl vertikal als auch horizontal zu bearbeiten . Bei entsprechender Anordnung von mehreren Bearbeitungs einlieiten und bei entsprechender Anordnung und Ausgestaltung mehrerer Werkstückträger, die sämtliche We rkstücke zentral in bezug auf die Bearbeitungseinlieiten halten, ist es möglich, ein Werkstück oder mehrere Werkstücke jeweils gleichzeitig durch mehrere Bearbeitungseinheiten zu bearbeiten.
Obwohl mehrere Bearbeitungs einheiten vorges ehen sind, kann man bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine mit einem einzigen weiters chaltbaren Tis ch, einem Werkzeugwechselsystem , einem Werkstückträger-Wechs elsystem, einem Werkzeugmagazin, einer einzigen Schwenkvorrichtung zum Schwenken der Werkstückträger , einem zentralen Kühlsystem und .einem zentralen Schmiersystem auskommen, wobei obendrein nur ein einziger Bedienungsmann er forderlich ist .
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Un teransprüchen.
Von diesen weiteren Ausgestaltungen ist diejenige nach Anspruch 9 bes onders hervorzuheben, denn durch ein gemeinsames Werkzeugmagazin für alle Bearbeitungs einlieiten wird eine erhebliche Einsparung an Konstruktionsmitteln erreicht, denn bisher wurden stets getrennte Werkzeugmagazine mit jeweils eigenen Werkzeug-Wechseleinrichtungen jeder Bearbeitung s einheit zugeordnet , sofern mehrere Bearbeitungseinheiten vorgesehen waren. Dies wird durch die Kombination der Merkmale der Ansprüche 9 und 1 0 vermieden.
Weiterhin sei noch hervorgehoben, daß um den gemeinsamen Tisch mehrere Montageeinhe iten angeordnet sein können, die beispielsweis e den Zusammenbau zweier Werkstücke vornehmen, s obald das Werkstück, welches sich auf einem Werkstückträger auf dem Tisch befindet , an einer Seite fertig bearbeitet ist . Dies kann zu eine r erheblichen Zeite rsparnis führen, denn gleichzeitig kann das ursprünglich auf dem Werkstückträger befindliche Werkstück an anderen Seiten weiter bearbeitet werden, und zwar während des Anmontierens eines zusätzlichen Werkstückes an einer bereits bearbeiteten Seite .
Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweis e dargestellt . In dies er zeigen:
Fig . 1 eine Ansicht von oben auf eine erfindungs gemäße Werk zeugmaschine;
Fig . 2 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles II in Fig . 1; und
Fig . 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles III in Fig . 1 .
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, sind um einen schrittweise oder kontinuierlich weiterschaltbaren Tisch 1 vier kreuförmip zueinander angeordnete Konsolen 2, 3, 4 und 5 angeordnet, auf denen drei Bearbeitungseinheiten 6, 7 und 8 angeordnet sind, wobei diese Bearbeitungseinheiten auf den Konsolen 3 bis 5 vorgesehen sind. Die Konsole 2 trägt eine Werkstückträger-Wechseleinheit für das gegebenenfalls automatische Wechseln von zwei Werkstückträgern 10, von denen einer mit vollen und einer mit strichpunktierten Linien auf einer Werkstückträger-Wechseleinheit 9 angeordnet sind. Die Werkstück-Wechseleinheit 9 ist schwenkbar gelagert und zwar entsprechend den Doppelpf eilen 11 und 12. Jeder Werkstückträger ist als Pallette ausgebildet und in Richtung des Doppelpfeiles 13 von der Werkstückträger-Wechseleinheit 9 auf den Tisch 1 verfahrbar.
Die Bearbeitungseinheit 6 ist als Revolverkopfeinheit mit mehreren Bohrköpfen ausgebildet, während die Bearbeitungseinheiten 7 und 8 als numerisch gesteuerte Horizontal-Vertikal-Bearbeitungseinlieiten mit Schwenkkopf ausgebildet sind, wie sie für den einzelnen Einsatz bereits bekannt sind. Mit 19 ist eine Kabelschleppeinrichtung bezeichnet, die jeweils der Bearbeitungseinheit 7 und 8 zugeordnet ist und durch welche die notwendigen Kabel und Schläuche beim Verschieben der Bearbeitungseinheiten mitgeführt werden.
Über den Bearbeitungseinheiten 6 bis 8 ist an Stützen 16 ein Werkzeugmagazin 14 vorgesehen, das als umlaufende Kette 15 ausgebildet ist, welche in einer Schiene 18 geführt ist. Bestimmte Glieder der Kette weisen als integrierten Bestandteil eine Halterung 20 für ein Werkstück 21 auf.
Eine Werkzeug-Wechseleinrichtung 17 ist an einem Trägerkreuz 22 zentral über dem Tisch 1 gehalten, wobei das Trägerkreuz 22 auf
den Stützen 16 abgestützt ist. Die Werkzeug-Wechseleinrichtung weist einen zweiarmigen Wechsler 23 auf, der um eine Achse 24 schwenkbar gelagert ist, die unter einem Winkel von 45º zur Horizontalen liegt. Die beiden Arme 25 und 26 des Wechslers 23 dienen dazu, einerseits ein Werkzeug aus dein Magazin 14 zu entnehmen und es gegen ein Werkzeug der Bearbeitungseinheit zu ersetzen, wobei dieses Werkzeug durch den anderen Arm erfaßt und in das Werkzeugmagazin geführt wird. Die Laufschiene 18 für die Kette 15 ist so geführt, daß der Werkzeugwechsler 23 jedes gewünschte Werkzeug aus dem Werkzeugmagazin 14 entnehmen und gegen ein Werkzeug, das gerade in der Bearbeitungseinheit eingespannt ist, austauschen kann. Im dargestellten Beispiel entspricht die Linienführung des Werkzeugmagazins den Umrißlinien eines Quadrats mit abgerundeten Ecken.
In einem unmittelbar neben der Werkzeugmaschine angeordneten Schrank ist eine Steuerungseinheit 27 aufgestellt, die durch eine Eingabeeinrichtung programmierbar ist.
Durch die Steuerungseinheit sind alle Achsen der Bearbeitungseinheite 6 bis 8 steuerbar und kontrollierbar. Außerdem übernimmt diese zentrale Steuerungseinheit auch den automatischen Werkzeug- und Werk- stückwechsel.
Der Werkstüclcwechsel erfolgt durch Verfahren der Werkstückträger 10 von dem Tisch 1 auf die Werkstück-Wechseleinheit 9, wofür die Werkstückträger als Palletten ausgebildet sind, auf denen das Werkstück mittels Nutsteinen, die in Nuten des Werkstückträgers einführbar sind, festspannbar ist. Auf der Werkstück-Wechseleinheit wird der vom Tisch kommende Werkzeugträger gegen einen bereits vorbereiteten Werkzeugträger ausgetauscht, indem beide Werkstückträger
in Richtung der Pfeile 12 und 13 mittels der Werkstückträger-Wechse l- einheit 9 verschwenkt werden, so daß der vorbereitete neue Werkstückträger auf den Tisch 1 gefahren werden kann. Die Werkstückträger werden durch nicht dargestellte hydraulis ch , elektrisch-mechanis ch oder pn eumatisch arbeitende Spanneinrichtungen auf dem Tisch 1 festgehalten, sobald s ie ihre Betriebs Stellung erreicht haben.
Die einer Werkzeugmas chine üblicherweis e zugeordneten Schaltschränke sind mit 28 und 29 bezeichnet .
Mit 30 ist eine Einrichtung für den Spänetransport bezeichnet , durch welche die bei der Bearbeitung anfallenden Späne von der Werkzeugmaschine weggeschafft werden.
Claims
1. Werkzeugmaschine mit einem Werkstückträger und mehreren um den Werkstückträger angeordneten Bearbeitungseinheiten, die durch eine zentrale Steuerung seinheit steuerbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (10) für die zentrale Halterung bezogen auf die Bearbeitungseinheiten (6, 7, 8) zumindest eines Werkstückes ausgebildet ist, daß die Bearbeitungseinlieiten (6, 7, 8) mindestens in drei Achsen gleichzeitig steuerbar sind und daß die Steuerungseinheit (19) für die gleichzeitige Steuerung und Überwachung sämtlicher Achsen aller Bearbeitungseinlieiten (6, 7, 8) ausgebildet ist.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (10) auf einem schrittweise oder kontinuierlich Weiterschaltbaren Tisch (1) angeordnet ist.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstαclcträger als Wechseleinrichtung ausgebildet ist.
4. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (10) um eine horizontale Achse schwenkbar ist.
5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Tisch (1) oder der Werkstückträger (10) kardanisch gelagert und in jeder Richtung um 90º schwenkbar ist.
6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Werkstückträger (10) übereinander angeordnet sind.
7. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bearbeitungseinheiten (6, 7, 8) jeweils auf einem höhenverstellbären Träger, beispielsweise einer höhenverstellbaren Konsole (3, 4, 5) angeordnet sind.
8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerungseinheit (19) einen alle Funktionen der Werkzeugmaschine steuernden und überwachenden Prozeßrechner umfaßt, der frei programmierbar ist.
9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch ein gemeinsames Werkzeugmagazin (14) für alle Bearbeitungseinheiten (6, 7 8).
10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine allen Bearbeitungseinlieiten (6, 7, 8) gemeinsame Werkzeug- Wechs eleinrichtung (17).
11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Bearbeitungseinheit (6, 7, 8) eine Werkzeugwechseleinrichtung zugeordnet ist.
12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugwechsel mit der Spindel einer jeden Bearbeitungseinheit (6, 7, 8) durchgeführt wird.
13. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß jede Bearbeitungseinheit (6 7, 8) sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung wirksam ist.
14. Werkzeugmaschine nach einem der-Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest eine der Bearbeitungseinheiten (6, 7, 8) als Revolvereinheit ausgebildet ist.
15. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß automatisch arbeitende Meßeinheiten um den Werkstückträger (10) angeordnet sind.
16. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß Montageeinheiten um den gemeinsamen Tisch (1) angeordnet sind.
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