EP1332018A1 - Werkzeugmaschine - Google Patents

Werkzeugmaschine

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Publication number
EP1332018A1
EP1332018A1 EP01976277A EP01976277A EP1332018A1 EP 1332018 A1 EP1332018 A1 EP 1332018A1 EP 01976277 A EP01976277 A EP 01976277A EP 01976277 A EP01976277 A EP 01976277A EP 1332018 A1 EP1332018 A1 EP 1332018A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
headstock
machine tool
workpiece
tool
vertical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01976277A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Quak
Hans-Joachim Dey
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Unova Germany GmbH
Original Assignee
Honsberg Lamb Sonderwerkzeugmaschinen GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honsberg Lamb Sonderwerkzeugmaschinen GmbH filed Critical Honsberg Lamb Sonderwerkzeugmaschinen GmbH
Publication of EP1332018A1 publication Critical patent/EP1332018A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23Q3/00—Devices holding, supporting, or positioning work or tools, of a kind normally removable from the machine
    • B23Q3/155—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling
    • B23Q3/157—Arrangements for automatic insertion or removal of tools, e.g. combined with manual handling of rotary tools
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q39/02—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station
    • B23Q39/021—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of toolheads per workholder, whereby the toolhead is a main spindle, a multispindle, a revolver or the like
    • B23Q39/022—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of toolheads per workholder, whereby the toolhead is a main spindle, a multispindle, a revolver or the like with same working direction of toolheads on same workholder
    • B23Q39/024—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of toolheads per workholder, whereby the toolhead is a main spindle, a multispindle, a revolver or the like with same working direction of toolheads on same workholder consecutive working of toolheads
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    • B23Q1/48—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs
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    • B23Q1/4857—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs and rotating pairs a single sliding pair followed perpendicularly by a single rotating pair followed perpendicularly by a single rotating pair
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    • B23Q11/0053—Devices for removing chips using the gravity force
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T483/1733—Rotary spindle machine tool [e.g., milling machine, boring, machine, grinding machine, etc.]
    • Y10T483/179—Direct tool exchange between spindle and matrix
    • Y10T483/1793—Spindle comprises tool changer
    • Y10T483/1795—Matrix indexes selected tool to transfer position

Definitions

  • the invention relates to a machine tool for machining workpieces, in particular a workpiece machine with a tool magazine, which enables a tool change by moving the spindle pieces in the pickup mode.
  • a machine tool according to the preamble of claim 1 is known from DE 32 36 356 C2.
  • This machine tool has a vertical stand on which a workpiece carrier can be moved vertically.
  • a spindle head is attached to a machine bed, which can be moved horizontally and can also be moved in the axial direction of the spindle.
  • a rotating tool magazine is also provided on the machine bed, which has a tool changer.
  • the tool changer can transfer tools from a changing position of the tool magazine to the headstock (and vice versa) when the headstock is in a designated position. Since that too Machining workpiece and the headstock are aligned horizontally, chips that arise during workpiece machining can fall freely without hitting the workpiece carrier and without remaining on the workpiece carrier or the workpiece.
  • a machine tool is known from EP 0 806 998 B1, which has two vertically movable headstocks, which can each act individually on a workpiece fastened to a workpiece carrier, while the other headstock can carry out a tool change on a tool magazine.
  • the tool magazine is designed as a rotating magazine and is arranged in such a way that each headstock has its own changing position on the tool magazine.
  • This machine tool is suitable for fast and effective workpiece machining with different tools.
  • One difficulty is that when machining workpieces quickly, there is a large amount of drilling chips that are heavily contaminated with coolant. The drilling chips fall on the guide of the workpiece carrier.
  • the invention has for its object to provide a machine tool with workpiece carriers, Spmdelstock and tool magazine, which is suitable for fast workpiece processing and in which the chips generated during fast operation do not cause any malfunctions.
  • the workpiece carrier with a horizontal axis of rotation is attached to a vertical stand and the (at least one) headstock is guided on a horizontal guide along the horizontally running first axis of movement.
  • the guide of the workpiece carrier is arranged vertically, so that the workpiece protruding from the workpiece carrier projects freely into the space in the manner of a cantilever and the chips can fall unimpeded from the workpiece.
  • Under the workpiece fastened to the workpiece carrier there are no structural parts which hinder the chip path of the falling chips.
  • the chips can fall to the ground in free fall, where there is a chip conveyor or other device for removing the chips.
  • the invention offers the advantage that no coolant is required to flush the chips away. Therefore, cooling can be carried out with a sparing supply of coolant, for example by spray cooling.
  • spray cooling the spray liquid is atomized on the workpiece.
  • the lubrication and cooling properties are similar to those of a liquid jet, but the consumption of coolant is significantly lower.
  • An advantage is that less coolant adheres to the chips and that the removal of the coolant from the chips requires less effort.
  • the minimum quantity lubrication that is possible with spray lubrication also extends the tool life and improves the surface quality of the workpiece.
  • the machine tool according to the invention allows spray lubrication to be carried out by improving chip removal.
  • headstock has direct access to the vertical front run of the tool magazine, so that a tool changer is not required.
  • Each spindle head can get the required tool from the order magazine of the tool magazine by moving it into the change position, where it can take over the tool directly from the tool magazine.
  • the guidance of the headstock is part of a rectangular frame which encloses a window in which the headstock can be moved.
  • the window has a blind with an opening that adapts to the position of the headstock.
  • the rectangular frame, together with the blinds that close the window, forms a vertical wall from which chips can fall.
  • the stand preferably forms, with the guide of the headstock, an L-shaped structure in plan view, which, together with additional walls or doors, laterally encloses a processing space. In this way, a machining space is created that is completely enclosed on the side, with only vertical walls and no internal fittings that would prevent the chips from falling down.
  • the machine tool according to the invention is preferably designed as a two-spindle machine, in each of which one headstock carries out the machining, while the other headstock can carry out a tool change.
  • Both spindles can be moved along horizontal guides, which with vertical were arranged from each other.
  • Each of the guides is arranged in relation to the tool magazine so that the headstock can change tools in pickup mode.
  • the headstock is moved behind the tool holder of the tool magazine, which is in the change position, the tool attached to the headstock being transferred directly to the tool holder and without a tool changer.
  • the headstock removes the tool from the tool magazine by direct access along the Z axis.
  • an apron expediently adjoins the guide at the bottom, which is connected to a collecting device for chips.
  • the apron forms part of the vertical wall for chip removal under the exclusive action of gravity.
  • the collecting device is preferably a chip conveyor.
  • the invention also makes it possible to provide two tool magazines in a common vertical plane, at both ends of the guide for the headstock.
  • a further alternative embodiment of the invention provides that two workpiece carriers are provided which act on the workpiece to be machined from opposite sides.
  • two vertical stands can be provided, each of which has a vertical guide for a workpiece holder.
  • the vertical guides are covered by a slatted blind or a similar vertical covering device so that "no chips can penetrate.
  • This also applies to the tool magazine. Only those parts of the tool magazine that are required for a tool change protrude into the machining area. All other parts are located behind the relevant boundary wall of the work area, the passages of the tool magazine being closed off by a partition seal through this partition.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a first embodiment of the machine tool
  • FIG. 2 is a plan view of the machine of FIG. 1,
  • FIG. 3 is a side view of the machine of FIG. 1, partly in section along the line III-III of FIG. 1,
  • Fig. 4 shows the structure of a machine tool with two
  • Fig. 5 is a machine tool having two synchronously Move ⁇ cash workpiece carriers and
  • the machine tool according to FIGS. 1-3 has a vertical stand 10 with a vertical guide 11, on which a carriage 12 can be moved vertically in a controlled manner.
  • a workpiece carrier 13 is rotatably supported on the slide 12 in a controlled manner about a horizontal axis of rotation 14.
  • the workpiece 15 to be machined is fastened to the workpiece carrier 13.
  • the movement of the Carriage 12 along the vertical X-axis is provided by a spindle drive which is provided inside the stator 10 and consists of a spindle 16, a spindle nut 17 connected to the carriage 12 and a motor 18 rotating the spindle 16.
  • the motor 18 is an NC drive, which enables a very precise height adjustment of the workpiece carrier 13.
  • a further NC drive (not shown) is attached to the slide 12 and drives the workpiece carrier 13 in a rotating manner.
  • a lower bar 19 and an upper bar 20 project horizontally from the stand 10.
  • the bars are at a vertical distance from one another and, together with the stand 10 and a vertical post 21, form a rectangular frame 22 which encloses a rectangular window 23.
  • a first headstock 24 which has a rotationally drivable spindle 25 with a tool 26 attached to it.
  • the headstock 24 can be moved on the slide 34 in the direction of a movement axis ZI, which runs axially to the spindle 25.
  • the slide 34 can be moved along the guide 27 in a horizontal guide 27, along a first movement axis Y 1 running at right angles to the axial direction of the spindle 25.
  • the movements along the axes Y1 and ZI are carried out by the headstock 24.
  • the movement along the X-axis is carried out by the workpiece 15 and likewise the rotation about the axis of rotation 14.
  • the clamping surface of the workpiece carrier has a normal which coincides with the axis of rotation 14 and runs parallel to the first axis Y1.
  • the headstock 30 On the top of the beam 19 there is a horizontal guide 28 for a slide 29 on which a second headstock 30 is located.
  • the headstock 30 has a spindle 31 with a tool 32 attached to it.
  • the headstock 30 is on the guide 28 along the first movement movement axis Y2 movable and further along a second movement axis Z2, which runs axially to the spindle 31.
  • the movement along the movement axis Z2 is effected by a linear drive 33.
  • Each of the two spindles 25, 31 is driven in rotation by a motor 35 of the respective headstock, or 36.
  • a tool magazine 37 is fastened to the stand 10 and is provided with a revolving endless conveyor 38, from which the tool holder 39 protrude outwards.
  • Each tool holder 39 has two fingers, between which the shaft of a tool 40 can be clamped.
  • the tool magazine 37 is arranged in a vertical plane which runs parallel to the movement axes Y1 and Y2.
  • the vertical front run 41 of the tool magazine protrudes from the stand 10 and it has two changing positions, one for each headstock 24 and 30.
  • a tool 40 in the changing position can be gripped and taken over by the spindle of the headstock 24 or 30 in question.
  • each headstock 24, 30 can transfer a tool 26, 32 attached to its spindle 25, 31 to that tool holder 39 of the tool magazine 37 that is in the change position.
  • the drive of the endless conveyor 38 is controlled by a motor 42.
  • the vertical stand 10 with the horizontal bars 19 and 20 forms an L-shaped structure in plan view, which surrounds a processing space 43.
  • the processing space 43 is further delimited by a side wall 44 and a front wall 45 or door, so that it is completely enclosed on the side.
  • the window 23 enclosed by the frame 22 is closed with a blind 46, which is not shown in FIG. 1 is shown. It is a louvre blind that has two longitudinal slots, one for each headstock 24, 30. The slots are closed with lamellae, which adapt to the respective position of the headstock 24, 30 in the direction of the movement axis Y1 or Y2 and only allow the headstock 24, 30 to pass through, while the window 23 is otherwise closed.
  • the front wall of the beam 19 is formed by a vertical skirt 47.
  • the processing space 43 is limited only by vertical walls.
  • a chip conveyor 48 which can consist, for example, of a belt or chain conveyor or also of a screw conveyor. The conveyor takes up the entire width of the processing space 43 and conveys the chips that have fallen out of the machine tool.
  • the exemplary embodiment of FIG. 4 differs from the first exemplary embodiment only in that, in addition to the tool magazine 37, a further similar tool magazine 37a is arranged on the post 21 on the stand 10. Both tool magazines are at the same height and they limit the displacement of the headstocks 24, 30 in the horizontal direction, with each headstock 24, 30 having access to each of the tool magazines 37, 37a arranged in a common vertical plane.
  • the rear or outer run 50 is located outside the stand 10 and post 21, so that it is accessible from the outside in order to change tools manually.
  • a further stand 10a is provided, which is the post 21 replaced.
  • the stand 10a has a second workpiece carrier 13a which can be moved in a controlled manner along a vertical guide and which can be rotated about its horizontal longitudinal axis.
  • the workpiece 15 can be clamped into a workpiece carrier 13 or 13a at each of its two ends.
  • the workpiece carriers 13 and 13a are moved synchronously with one another in the vertical direction and also rotated synchronously with one another. This two-sided workpiece clamping enables high-precision positioning of even voluminous or heavy workpieces.
  • FIG. 6 largely corresponds to that of FIG. 5, with a U-shaped holder 55 clamped between the two workpiece carriers 13, 13a, the legs 56 of which are fastened to the workpiece carriers with axes 57.
  • the base 58 of the holder 55 carries a turntable 59 on which the workpiece 60 is fastened.
  • the workpiece 60 can be tilted by pivoting the holder 55 about the axes 57 in order to carry out an oblique machining with the tool attached to the respective headstock 24, 30.
  • the pivotable holder 55 allows the workpiece 60 to be moved quickly in order to carry out machining operations at different locations or in different directions.
  • a laterally closed processing space 43 is provided, the walls 44 and 45 being omitted in the drawings for reasons of clarity.
  • chips fall along vertical walls down onto a collecting device 48 for chips, for example a chip conveyor, without being hindered by internals.
  • all functions of the machine tool are numerically controlled according to predetermined programs, so that workpiece machining and tool change are carried out fully automatically.
  • the tool magazine 37, 37a is also controlled fully automatically, the required tool 40 being brought into the change position.
  • the change of the workpieces 15 and their delivery and removal are also controlled.

Abstract

Die Werkzeugmaschine weist einen vertikalen Ständer (10) auf mit einer Führung (11), um einen Werkstückträger (13), der ein Werkstück (15) festhält, vertikal entlang einer X-Achse zu verschieben. Zwei Spindelstöcke (24, 30) sind jeweils entlang horizontaler Führungen (27, 28) in Y-Richtung verschiebbar. Die Führungen (27, 28) bilden einen Rahmen, dessen Fenster (23) durch eine Jalousie verschlossen ist, welche Durchtrittsöffnungen für die Spindelstöcke (24, 30) aufweist. Dadurch wird ein seitlich geschlossener Arbeitsraum geschaffen, der senkrechte Wände aufweist und keine Behinderungen für herabfallende Späne enthält. Da die Späne nicht fortespült werden müssen, kann eine Sprühkühlung als Minimalmengenschmierung durchgeführt werden. Hierdurch wird die Flüssigkeitsbelastung der Späne verringert.

Description

Werkzeugmaschine
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zum spanabhebenden Bearbeiten von Werkstücken, insbesondere eine Werkstückmaschine mit Werkzeugmagazin, das einen Werkzeugwechsel durch Bewegen der Spindelstücke im Pickup-Betrieb ermöglicht.
Eine Werkzeugmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ist bekannt aus DE 32 36 356 C2. Diese Werkzeugmaschine weist einen vertikalen Ständer auf, an dem ein Werkstückträger vertikal verfahrbar ist. An einem Maschinenbett ist ein Spindelkopf angebracht, der horizontal verfahrbar ist und außerdem in Achsrichtung der Spindel bewegt werden kann. An dem Maschinenbett ist ferner ein umlaufendes Werkzeugmagazin vorgesehen, das einen Werkzeugwechsler aufweist. Der Werkzeugwechsler kann Werkzeuge von einer Wechselposition des Werkzeugmagazins zu dem Spindelstock (und umgekehrt) übertragen, wenn sich der Spindelstock an einer dafür vorgesehenen Position befindet. Da das zu bearbeitende Werkstück und der Spindelstock horizontal ausgerichtet sind, können Spane, die bei der Werkstuckbearbeitung entstehen, frei herabfallen ohne den Werkstuckträger zu treffen und ohne auf dem Werkstucktrager oder dem Werkstuck liegen zu bleiben.
Aus EP 0 806 998 Bl ist eine Werkzeugmaschine bekannt, die zwei vertikal verfahrbare Spindelstocke aufweist, welche jeweils einzeln auf ein an einem Werkstucktrager befestigtes Werkstuck einwirken können, wahrend der andere Spindelstock einen Werkzeugwechsel an einem Werkzeugmagazin vornehmen kann. Das Werkzeugmagazin ist als Umlaufmagazin ausgebildet und so angeordnet, dass ^eder Spindelstock eine eigene Wechselposition am Werkzeugmagazin hat. Diese Werkzeugmaschine eignet sich für eine schnelle und effektive Werkstuckbearbeitung mit unterschiedlichen Werkzeugen. Eine Schwierigkeit besteht darin, dass bei schneller Werkstuckbearbeitung ein hoher Anfall an Bohrspanen entsteht, die stark mit Kuhlflussigkeit belastet sind. Die Bohrspane fallen auf die Fuhrung des Werkstucktragers . Diese kann zwar mit einer Lamellenabdeckung versehen sein, so dass der Lauf des Werkstucktragers nicht behindert wird, jedoch erzeugen die anfallenden Bohrspane größere Ansammlungen, was zu Verstopfungen und Behinderungen der Spaneabfuhr fuhrt. Für die Spaneabfuhr sind unterhalb der Fuhrung des Werkstucktragers Schragwande vorgesehen, die auf einen Spaneforderer munden. Die Kuhlflussigkeit wird in großen Mengen zugeführt und auch für die Sicherstellung der Spaneabfuhr und die Verhinderung von Verstopfungen durch Spane benutzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine mit Werkstucktragern, Spmdelstock und Werkzeugmagazin zu schaffen, die für eine schnelle Werkstuckbearbeitung geeignet ist und bei der die bei schnellem Betrieb anfallenden Späne keine Störungen verursachen.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Hiernach ist der Werkstückträger mit horizontaler Drehachse an einem vertikalen Ständer angebracht und der (mindestens eine) Spindelstock ist an einer horizontalen Führung entlang der horizontal verlaufenden ersten Bewegungsachse geführt. Bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ist die Führung des Werkstückträgers vertikal angeordnet, so dass das von dem Werkstückträger abstehende Werkstück auslegerartig frei in den Raum absteht und die Späne von dem Werkstück ungehindert herabfallen können. Unter dem an dem Werkstückträger befestigten Werkstück befinden sich keine den Späneweg der herabfallenden Späne behindernden Konstruktionsteile. Die Späne können im freien Fall auf den Boden gelangen, wo sich ein Späneförderer oder eine andere Vorrichtung zum Abführen der Spane befindet.
Die Erfindung bietet den Vorteil, dass kein Kühlmittel zum Fortspülen der Späne erforderlich ist. Daher kann die Kühlung unter sparsamer Zufuhr von Kühlmittel erfolgen, beispielsweise durch Sprühkühlung. Bei der Sprühkühlung wird die Sprühflüssigkeit am Werkstück zerstäubt. Dabei ergeben sich ähnliche Schmier- und Kühleigenschaften wie bei einem Flüssigkeitsstrahl, jedoch ist der Verbrauch an Kühlflüssigkeit wesentlich geringer. Ein Vorteil besteht darin, dass an den Spänen weniger Kühlmittel haftet und dass die Beseitigung des Kühlmittels von den Spänen weniger Aufwand erfordert. Durch die Minimalmengen- schmierung, die mit Sprühschmierung möglich ist, wird auch die Werkzeugstandzeit verlängert und die Oberflächengüte des Werkstücks verbessert. Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine er- laubt durch eine Verbesserung der Späneabfuhr die Durchführung einer Sprühschmierung.
Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass der Spindelstock einen direkten Zugriff auf den vertikalen Vordertrum des Werkzeugmagazins hat, so dass ein Werkzeugwechsler nicht erforderlich ist. Jeder Spindelkopf kann sich das benötigte Werkzeug von dem ordertrum des Werkzeugmagazin holen, indem er in die Wechselposition gefahren wird, wo er das Werkzeug direkt aus dem Werkzeugmagazin übernehmen kann.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Führung des Spindelstocks Bestandteil eines rechteckigen Rahmens, der ein Fenster umschließt, in welchem der Spindelstock bewegbar ist. Das Fenster weist eine Jalousie mit einer sich der Position des Spindelstocks anpassenden Öffnung auf. Der rechteckige Rahmen bildet zusammen mit der das Fenster verschließenden Jalousie eine senkrechte Wand, an der Späne herabfallen können.
Der Ständer bildet vorzugsweise mit der Führung des Spindelstocks eine in Draufsicht L-förmige Struktur, die zusammen mit ergänzenden Wänden bzw. Türen einen Bearbeitungsraum seitlich umschließt. Auf diese Weise entsteht ein seitlich vollständig umschlossener Bearbeitungsraum mit ausschließlich senkrechten Wänden und ohne innere Einbauten, die das Herabfallen der Späne behindern würden.
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine wird vorzugsweise als Zweispindelmaschine ausgebildet, bei der jeweils ein Spindelstock die Bearbeitung durchführt, während der andere Spindelstock einen Werkzeugwechsel vornehmen kann. Beide Spindeln sind längs horizontaler Führungen bewegbar, die mit vertikalem Ab- stand voneinander angeordnet sind. Jede der Führungen ist in Bezug auf das Werkzeugmagazin so angeordnet, dass der Spindelstock den Werkzeugwechsel im Pickup-Betrieb durchführen kann. Hierbei wird der Spindelstock hinter den in der Wechselposition befindlichen Werkzeughalter des Werkzeugmagazins gefahren, wobei das an dem Spindelstock befestigte Werkzeug an den Werkzeughalter direkt und ohne Werkzeugwechsler übergeben wird. In gleicher Weise entnimmt der Spindelstock das Werkzeug aus dem Werkzeugmagazin durch direkten Zugriff entlang der Z-Achse.
Bei Vorhandensein einer unteren Führung, auf deren Oberseite ein Spindelstock verfahrbar ist, schließt sich zweckmäßigerweise nach unten an die Führung eine Schürze an, die mit einer Auffangvorrichtung für Späne verbunden ist. Die Schürze bildet einen Bestandteil der senkrechten Wand für die Späneabfuhr unter ausschließlicher Schwerkraftwirkung. Die Auffangvorrichtung ist vorzugsweise ein Späneförderer.
Die Erfindung ermöglicht es auch, zwei Werkzeugmagazine in einer gemeinsamen vertikalen Ebene vorzusehen, und zwar zu beiden Enden der Führung für den Spindelstock.
Eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass zwei Werkstückträger vorgesehen sind, die von entgegengesetzten Seiten her an dem zu bearbeitenden Werkstück angreifen. Hierzu können zwei senkrechte Ständer vorgesehen sein, von denen jeder eine Vertikalführung für einen Werkstückträger aufweist. Die Vertikalführungen sind durch eine Lamellenjalousie oder eine ähnliche vertikale Abdeckvorrichtung bedeckt, so " dass keine Späne eindringen können. Dies gilt auch für das Werkzeugmagazin. In den Bearbeitungsraum ragen nur diejenigen Teile des Werkzeugmagazins, die für einen Werkzeugwechsel benötigt werden. Alle übrigen Teile befinden sich hinter der betreffenden Begrenzungswand des Arbeitsraumes, wobei die Durchgänge des Werkzeugmagazins durch diese Trennwand mit einer Spänedichtung verschlossen sind.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematisch perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der Werkzeugmaschine,
Fig. 2 eine Draufsicht der Maschine nach Fig. 1,
Fig. 3 eine Seitenansicht der Maschine nach Fig. 1, teilweise geschnitten entlang der Linie III-III von Fig. 1,
Fig. 4 den Aufbau einer Werkzeugmaschine mit zwei
Werkzeugmagazinen,
Fig. 5 eine Werkzeugmaschine mit zwei synchron beweg¬ baren Werkstückträgern und
Fig. 6 eine Weiterbildung der Werkzeugmaschine nach
Fig. 5.
Die Werkzeugmaschine nach den Fign. 1 - 3 weist einen vertikalen Ständer 10 auf mit einer Vertikalführung 11, an der ein Schlitten 12 gesteuert vertikal verfahrbar ist. Auf dem Schlitten 12 ist ein Werkstückträger 13 um eine horizontale Drehachse 14 gesteuert drehbar gelagert. An dem Werkstückträger 13 wird das zu bearbeitende Werkstück 15 befestigt. Die Bewegung des Schlittens 12 längs der vertikalen X-Achse erfolgt durch einen Spindelantrieb, der im Innern des Ständers 10 vorgesehen ist und aus einer Spindel 16, einer mit dem Schlitten 12 verbundenen Spindelmutter 17 und einem die Spindel 16 drehenden Motor 18 besteht. Der Motor 18 ist ein NC-Antrieb, der eine sehr genaue Höheneinstellung des Werkstückträgers 13 ermöglicht. Am Schlitten 12 ist ein (nicht dargestellter) weiterer NC-Antrieb angebracht, der den Werkstückträger 13 drehend antreibt.
Von dem Ständer 10 stehen ein unterer Balken 19 und ein oberer Balken 20 horizontal ab. Die Balken haben einen vertikalen Abstand voneinander und bilden zusammen mit dem Ständer 10 und einem vertikalen Pfosten 21 einen rechteckigen Rahmen 22, der ein rechteckiges Fenster 23 umschließt. In dem Fenster 23 befindet sich ein erster Spindelstock 24, der eine drehend antreibbare Spindel 25 mit einem daran befestigten Werkzeug 26 aufweist. Der Spindelstock 24 ist an dem Schlitten 34 in Richtung einer Bewegungsachse ZI, die axial zur Spindel 25 verläuft, bewegbar. Der Schlitten 34 ist in einer horizontalen Führung 27, längs einer rechtwinklig zur Achsrichtung der Spindel 25 verlaufenden ersten Bewegungsachse Yl entlang der Führung 27 bewegbar. Die Bewegungen entlang der Achsen Yl und ZI werden von dem Spindelstock 24 durchgeführt. Die Bewegung entlang der X-Achse wird von dem Werkstück 15 durchgeführt und ebenso die Drehung um die Drehachse 14. Die Aufspannfläche des Werkstückträgers hat eine Normale, die mit der Drehachse 14 zusammenfällt und parallel zur ersten Achse Yl verläuft.
Auf der Oberseite des Balkens 19 befindet sich eine horizontale Führung 28 für einen Schlitten 29, auf dem sich ein zweiter Spindelstock 30 befindet. Der Spindelstock 30 weist eine Spindel 31 mit einem daran befestigten Werkzeug 32 auf. Der Spindelstock 30 ist auf der Führung 28 entlang der ersten Bewe- gungsachse Y2 bewegbar und ferner entlang einer zweiten Bewegungsachse Z2, die axial zur Spindel 31 verläuft. Die Bewegung entlang der Bewegungsachse Z2 wird durch einen Linearantrieb 33 bewirkt .
Jede der beiden Spindeln 25, 31 ist von einem Motor 35 des jeweiligen Spindelstocks, bzw. 36 drehend angetrieben.
An dem Ständer 10 ist ein Werkzeugmagazin 37 befestigt, das mit einem umlaufenden Endlosförderer 38 versehen ist, von dem Werkzeughalter 39 nach außen abstehen. Jeder Werkzeughalter 39 weist zwei Finger auf, zwischen denen der Schaft eines Werkzeugs 40 eingeklemmt werden kann. Das Werkzeugmagazin 37 ist in einer vertikalen Ebene angeordnet, die parallel zu den Bewe- gungsachsen Yl und Y2 verläuft. Der vertikale Vordertrum 41 des Werkzeugmagazins ragt aus dem Ständer 10 heraus und er weist zwei Wechselpositionen auf, je eine für jeden Spindelstock 24 und 30. Ein in der Wechselposition befindliches Werkzeug 40 kann von der Spindel des betreffenden Spindelstockes 24 oder 30 ergriffen und übernommen werden. Andererseits kann jeder Spindelstock 24,30 ein an seiner Spindel 25,31 befestigtes Werkzeug 26,32 an denjenigen Werkzeughalter 39 des Werkzeugmagazins 37 übergeben, der sich in der Wechselposition befindet. Der Antrieb des Endlosförderers 38 wird gesteuert durch einen Motor 42.
Wie aus Fig. 2 hervorgeht, bildet der vertikale Ständer 10 mit den horizontalen Balken 19 und 20 in Draufsicht eine L-förmige Struktur, die einen Bearbeitungsraum 43 umgibt. Der Bearbeitungsraum 43 wird ferner von einer Seitenwand 44 und einer Vorderwand 45 oder Tür begrenzt, so dass er seitlich vollständig umschlossen ist. Das von dem Rahmen 22 umschlossene Fenster 23 ist mit einer Jalousie 46 verschlossen, die in Fig. 1 nicht dargestellt ist. Es handelt sich um eine Lamellenjalousie, die zwei längslaufende Schlitze aufweist, für jeden Spindelstock 24, 30 einen. Die Schlitze sind mit Lamellen verschlossen, welche sich der jeweiligen Position des Spindelstockes 24,30 in Richtung der Bewegungsachse Yl bzw. Y2 anpassen und nur den Spindelstock 24,30 durchtreten lassen, während im übrigen das Fenster 23 verschlossen ist. Die Vorderwand des Balkens 19 wird durch eine senkrechte Schürze 47 gebildet. Somit ist der Bearbeitungsraum 43 ausschließlich durch vertikale Wände begrenzt. Am unteren Ende des Bearbeitungsraums 43 befindet sich ein Späneförderer 48, der beispielsweise aus einem Band- oder Kettenförderer bestehen kann oder auch aus einem Schneckenförderer. Der Förderer nimmt die gesamte Breite des Bearbeitungsraums 43 ein und fördert die heruntergefallenen Späne aus der Werkzeugmaschine ab.
Das Ausführungsbeispiel von Fig. 4 unterscheidet sich von dem ersten Ausführungsbeispiel nur dadurch, dass außer dem Werkzeugmagazin 37 am Ständer 10 ein weiteres gleichartiges Werkzeugmagazin 37a am Pfosten 21 angeordnet ist. Beide Werkzeugmagazine befinden sich auf gleicher Höhe und sie begrenzen den Verschiebeweg der Spindelstöcke 24, 30 in horizontaler Richtung, wobei jeder Spindelstock 24,30 auf jedes der in einer gemeinsamen vertikalen Ebene angeordnete Werkzeugmagazine 37,37a zugreifen kann.
Bei beiden Werkzeugmagazinen 37, 37a befindet sich der rückwärtige oder äußere Trum 50 außerhalb des Ständers 10 und Pfostens 21, so dass er von außen zugänglich ist, um Werkzeuge manuell auszuwechseln .
Bei dem Ausführungsbeispiel von Fig. 5 ist zusätzlich zu dem Ständer 10 ein weiterer Ständer 10a vorgesehen, der den Pfosten 21 ersetzt. Der Ständer 10a weist einen zweiten Werkstückträger 13a auf, der entlang einer vertikalen Führung gesteuert bewegbar ist und der um seine horizontale Längsachse gedreht werden kann. Das Werkstück 15 kann an jedem seiner beiden Enden in einen Werkstückträger 13, bzw. 13a eingespannt werden. Die Werkstückträger 13 und 13a werden synchron zueinander in vertikaler Richtung bewegt und auch synchron zueinander gedreht. Diese zweiseitige Werkstückeinspannung ermöglicht eine hochgenaue Positionierung auch voluminöser oder schwergewichtiger Werkstücke .
Andererseits ist es auch möglich, an dem einen Werkstückträger 13a beispielsweise eine Hilfsstange zu befestigen, die am Werkstück angebracht ist und dieses an der betreffenden Seite ab- sützt .
Das Ausführungsbeispiel der Fig. 6 entspricht weitgehend demjenigen von Fig. 5, wobei zwischen den beiden Werkstückträgern 13, 13a ein U-förmiger Halter 55 eingespannt ist, dessen Schenkel 56 mit Achsen 57 an den Werkstückträgern befestigt sind. Die Basis 58 des Halters 55 trägt einen Drehtisch 59 auf dem das Werkstück 60 befestigt ist. Durch Schwenken des Halters 55 um die Achsen 57 kann das Werkstück 60 schräg gestellt werden, um eine Schrägbearbeitung mit dem an dem jeweiligen Spindelstock 24,30 befestigten Werkzeug durchzuführen. Der schwenkbare Halter 55 erlaubt ein schnelles Umsetzen des Werkstücks 60 zur Durchführung von Bearbeitungsvorgängen an unterschiedlichen Stellen, bzw. in unterschiedlichen Richtungen.
Bei den Ausführungsbeispielen der Fign. 4 - 6 ist jeweils ein seitlich geschlossener Bearbeitungsraum 43 vorgesehen, wobei in den Zeichnungen die Wände 44 und 45 aus Gründen der Übersichtlichkeit fortgelassen sind. In jedem Fall fallen Späne entlang senkrechter Wände nach unten auf eine Auffangvorrichtung 48 für Spane, z.B. einen Spaneforderer, ohne durch Einbauten behindert zu werden.
Bei sämtlichen Ausfuhrungsbeispielen sind alle Funktionen der Werkzeugmaschine numerisch nach vorgegebenen Programmen gesteuert, so dass die Werkstuckbearbeitung und der Werkzeugwechsel voll automatisch durchgeführt werden. Auch das Werkzeugmagazin 37,37a ist voll automatisch gesteuert, wobei das jeweils benotigte Werkzeug 40 in die Wechselposition gebracht wird. Gesteuert ist auch der Wechsel der Werkstucke 15 sowie deren Zu- und Abtransport.

Claims

Patentansprüche
Werkzeugmaschine mit einem Werkstückträger (13), der an einem vertikalen Ständer (10) um eine horizontale Drehachse (14) drehbar ist, mindestens einem Spindelstock (24), der an einer rechtwinklig zur Achsrichtung der Spindel (25) verlaufenden horizontalen Führung (27) entlang einer ersten Bewegungsachse (Yl) und entlang einer in Achsrichtung verlaufenden zweiten Bewegungsachse (ZI) gesteuert bewegbar ist, und mindestens einem Werkzeugmagazin (37), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass das Werkzeugmagazin (37) in einer parallel zu der ersten Bewegungsachse (Yl) verlaufenden vertikalen Ebene angeordnet ist und einen parallel zu dem Ständer (10) verlaufenden vertikalen Vordertrum (41) aufweist, der in Hohe jedes Spindelstocks (24) eine Wechselposition hat, auf die der Spindelkopf direkt zugreifen kann.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (27) des Spindelstocks (24) Bestandteil eines rechteckigen Rahmens (22) ist, der ein Fenster (23) umschließt, in welchem der Spindelstock (24) bewegbar ist, und dass das Fenster (23) eine Jalousie (46) mit einer sich der Position des Spindelstocks (24) anpassenden Öffnung aufweist .
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Ständer (10) zusammen mit der Führung (27) des Spindelstocks (24) eine in Draufsicht L-förmige Struktur bildet, die zusammen mit ergänzenden Wänden (44, 45) bzw. Türen einen Bearbeitungsraum (43) seitlich umschließt .
4. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine einen Spindelstock (30) tragende untere Führung (28) vorgesehen ist und dass sich an die untere Führung (28) nach unten eine Schürze (47) anschließt, die mit einer Auffangvorrichtung (48) für Späne verbunden ist.
5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Werkzeugmagazine (37, 37a) in einer gemeinsamen vertikalen Ebene vorgesehen sind.
6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 - 5, dadurch gekennzeichnet, dass zwei senkrechte Ständer (10, 10a) vorgesehen sind, von denen jeder einen Werkstückträger (13, 13a) aufweist, wobei beide Werkstückträger synchron zueinander drehbar und höhenverschiebbar sind.
7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückträger (13, 13A) die Schenkel eines U-fÖrmigen Halters (55) tragen, auf dessen Basis (58) ein Drehtisch (59) montiert ist.
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