DE3240911A1

DE3240911A1 - Bearbeitungszentrum

Info

Publication number: DE3240911A1
Application number: DE19823240911
Authority: DE
Inventors: Kenichi Nagaoka Niigita Ishida; Tetsuro Ojiya Niigita Takahashi
Original assignee: Tsugami Corp
Current assignee: Tsugami Corp
Priority date: 1981-05-13
Filing date: 1982-11-05
Publication date: 1984-05-10
Also published as: FR2535639A1; JPS57189744A; GB2129718A; JPS6111738B2; DE3240911C2; GB2129718B; CH657801A5; JPS6153182B2; FR2535639B1; JPS57189748A; US4510668A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bearbeitungszentrum, d.h. auf eine numerisch gesteuerte Universalwerkzeugmaschine, und richtet sich insbesondere auf ein solches Bearbeitungszentrum mit horizontaler Anordnung.

Die bekannten Bearbeitungszentren mit horizontaler Anordnung weisen ein horizontal verlaufendes Maschinenbett auf, auf welchen einerseits wenigstens zwei bewegliche Supportglieder einander gegenüber angeordnet sind und andererseits eine vertikale Säule befestigt ist. Das zu bearbeitende Werkstück wird auf einer Trägeroberfläche eines Werkstückträgers befestigt und dieser Träger wird entfernbar auf dem obersten von beweglichen Traggliedern montiert, so daß die Trägerfläche horizontal verläuft. An einer Spindel wird ein Werkzeug zur Bearbeitung des Werkstückes befestigt und ein Spindelschlitten, der diese Spindel trägt, ist auf dem oberen Teil der Säule befestigt.

Ein solches Bearbeitungszentrum weist verschiedene Nachteile auf. Da das Werkstück auf einer horizontalen Oberfläche des Werkstückträgers angeordnet ist, sammeln sich die während des Bearbeitungsvorganges entstehenden Späne auf dem Träger und gegebenenfalls auf dem Werkstück selbst. Infolgedessen muß der Werkstückträger mit dem Werkstück gereinigt werden, wenn er von dem obersten beweglichen Glied entfernt werden soll. Außerdem fallen während des Bearbeitungsvorganges, da das Werkstück in einer Stellung oberhalb des Maschinenbettes bearbeitet wird, gewisse Späne und Schneidöl auf den Maschinenbereich zwischen Werkstück und Werkzeug und damit auf das Maschinenbett. Damit wird das Maschinenbett durch die in den Spänen und im öl enthaltende Wärme deformiert. Da Führungen zur Führung der beweglichen Trageglieder usw. in der oberep Oberfläche des Maschinenbettes ausgebildet sind und herunterfallende Späne und Schneidöl in diese Führungen usw. eintreten, können Maschinenbett und bewegliche Tragglieder leicht zerstört werden. Wegen der Führungen in der oberen Oberfläche des Maschinenbettes und des auf dieser Oberfläche angeordneten

Antriebsmechanismus lassen sich außerdem nur schwer Einrichtungen zur Aufnahme der Späne und des Schneidöles auf dem Maschinenbett anordnen» Drittens sind Werkstück und Werkzeug aneinander durch eine Konstruktionsbrücke überspannt, die sich in einer vertikalen Ebene erstreckt und aus dem das Werkstück tragenden Träger, die verschiedenen beweglichen Tragglieder, die einander gegenüberstehen und den Träger tragen, dem Maschinenbett, auf dem die Tragglieder angeordnet sind, der auf dem Maschinenbett stehende vertikale Säule, dem auf dem oberen Teil der Säule angeordnete Spindelschlitten und der vom Spindel schlitten getragene und das Werkzeug aufnehmende Spindel besteht. Diese Brücke ist bei der bekannten Vorrichtung sehr lang. Infolgedessen ist die

Steifigkeit der Maschine gering und die thermische sowie die mechanische Verschiebung infolge des Schneidwiderstandes zwischen Werkstück und Werkzeug sind beide zu groß.

Ein Hauptziel der Erfindung ist die Schaffung eines neuartigen und zweckmäßigen Bearbeitungszentrunks, bei dem die Nachteile der bisherigen Bearbeitungszentren vermieden sind. Om dieses Ziel zu erreichen, schafft die Erfindung ein Bearbeitungszentrum bestehend aus einem Tragscheibenschlitten zur Aufnahme einer das Werkstück aufnehmenden Tragscheibe mit vertikal stehender Tragscheibenfläche, wobei die Tragscheibe längs einer ersten horizontalen Achse beweglich und um diese erste Achse zu Einstellungszwecken verdrehbar ist, mit einem Spindelschlitten zur Aufnahme einer ein Werkzeug tragenden Spindel, die um eine zweite horizontale Achse drehbar ist, die einen rechten Winkel mit der ersten Achse einschließt, und mit einem vertikalen Bett mit einer ersten vertikalen Oberfläche parallel zur ersten Achse und einer zweiten vertikalen Oberfläche parallel zur zweiten Achse, wobei der Tragscheibenschlitten auf der ersten Oberfläche so angeordnet ist, daß er längs dieser ersten Oberfläche bewegbar ist, während der Spindelschlitten auf der zweiten Oberfläche so angeordnet ist, daß er horizontal längs der zweiten Oberfläche beweglich ist, so daß

ein breiter Raum auf der Tragscheibenseite des Tragscheibenschlittens und auf der Werkzeugseite des Spindel Schlittens entsteht.

Vorzugsweise ist der Tragscheibenschlitten mit einer Tragwelle versehen, die in Richtung der ersten Achse im Tragscheibenschlitten bewegbar ist, wobei eine Einstellwelle um die erste Achse relativ zur Tragwelle verdrehbar und die Tragscheibe von der Ei nste!!welle getragen ist.

Vorzuziehen ist es, wenn die Einstellwelle so angeordnet ist, daß sie relativ zur Tragwelle in Richtung der ersten Achse verschiebbar ist und zwischen der Tragwelle und der Einstellwelle Einrichtungen vorgesehen sind, die die Einstellwelle an einer Drehung bei ihrer Verschiebung in der einen Richtung hindern und die Einstellwelle drehbar machen, wenn sie in der anderen Richtung bewegt wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die erste vertikale Oberfläche mit Einrichtungen zur Führung des Tragscheiben-Schlittens in vertikaler Richtung ausgerüstet und der Tragscheibenschlitten wird mit Hilfe einer drehbaren senkrechten Schraubspindel bewegbar, die in einen Mutterteil eingreift, der am Tragscheibenschlitten fest ist. Einrichtungen zum Bewegen des Spindel Schlittens können in gleicher Weise konstruiert sein.

Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform enthält das Bearbeitungszentrum ein Tragscheibenmagazin zur Aufnahme einer Vielzahl von Tragscheiben sowie eine Austauschvorrichtung zum Austauschen der auf dem Tragscheibenschlitten befindlichen Tragscheibe gegen eine Tragscheibe im Tragscheibenmagazin. In diesem Falle ist es vorzuziehen, wenn das Tragscheibenmagazin aus einem Endlosförderer besteht, der auf einer Endlosbahn in einer vertikalen Ebene bewegbar ist und eine Anzahl solcher Tragschejben lösbar aufnimmt.

Bevorzugte Ausführungsformen nach der Erfindung sollen im folgenden im einzelnen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben werden. Die Zeichnungen zeigen in
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Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Bearbeitungszentrums gemäß der Erfindung;

Fig. 2 einen senkrechten Schnitt zur Wiedergabe der

inneren Konstruktion des Scheibenschlittens in dem Bearbeitungszentrum;

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch eine Vorrichtung zur Bewegung des Scheibenschlittens in senk

rechter Richtung;

Fig. 4 einen senkrechten Schnitt zur Wiedergabe hauptsächlich der Vorrichtung zur Bewegung des Spindelschlittens in dem Bearbeitungszentrum;

Fig. 5 und 6 schematische Darstellungen zur Wiedergabe von Eigenschaften des Bearbeitungszentrums gemäß der Erfindung;
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Fig. 7 eine perspektivische Ansicht zur Wiedergabe einer anderen Ausführungsform des Bearbeitungszentrums gemäß der Erfindung;

Fig. 8 eine Vorderansicht des Scheibenmagazins, das

als Endlosförderer konstruiert teilweise im Schnitt wiedergegeben ist;

Fig. 9 eine Seitenansicht gemäß Fig. 8; 35

Fig. 10 eine Vorderansicht der Scheibenaustauschvorrichtung mit teilweise weggebrochenen Teilen;

Fig. 11 einen Schnitt längs der Linie XI-XI der

Fig. 10;

Fig. 12 eine perspektivische Ansicht der Teile nach

Fig. 11;
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Fig. 13a bis 13 f verschiedene Stufen des Scheibenaustausches.

Fig. 1 zeigt in vereinfachter Darstellung die Hauptbestandteile einer Ausführungsform des Bearbeitungszentrums gemäß der Erfindung. Es ist ein Scheibenschlitten 10 mit einer Scheibenstücktragwelle 11 mit der Achse Y vorgesehen, welche sich in einer ersten horizontalen Richtung, der Y-Achse erstreckt. Nach Fig. 2 kann die Scheibentragwelle 11 in der Y-Richtung durch einen übertragungs-oder Transmissionsmechanismus hin- und herbewegt oder verschoben werden, beispielsweise durch eine Gewindespindel 12, die mit einer am Schlitten befestigten Mutter 13 in Eingriff steht. Die Bewegung erfolgt mit Hilfe eines Y-Achsenservomotors 14, der hinter dem Scheibenschlitten 10 angeordnet ist. Die Tragwelle 11 schließt eine Einstellspindel 15 ein, die um die Y-Achse, wie durch den Pfeil B in Fig. 1 angedeutet, bezüglich der Tragwelle zur Einstellung derselben verdrehbar ist. Die Einstellspindel wird über einen Übertragungsmechanismus, beispielsweise ein Getriebe 16 mit Hilfe eines Einstellservomotors 17 gedreht, der hinter dem Scheibenschlitten 10 angeordnet ist. Um die Einstellspindel 15 zu drehen, ist es notwendig, diese Einstellspindel mit Hilfe eines Kolben-Zylinder-Mechanismus nach vorwärts (rechts nach Fig. 2) zu bewegen, um eine Kupplung 19 zwischen der Einstellspindel 15 und der Scheibentragwelle zu lösen. Diese Kupplung 19 besteht beispielsweise aus einer

nach vorne weisenden gezahnten Fläche auf der Scheibentragwelle 11 und einer anderen nach rückwärts weisenden, mit Zähnen versehenen Fläche auf der Einstellspindel 15. Diese gezahnten Flächen stehen im festen Eingriff miteinander, wenn die Einstellspindel 15 nach rückwärts verschoben ist und werden voneinander gelöst, wenn die Spindel 15 nach vorne geschoben wird.

Eine Tragscheibe 20 zur Aufnahme oder Lagerung eines nicht gezeichneten Werkstückes, das jedoch in den Fig. 5 und 6 schematisch bei dem Bezugszeichen 50 angedeutet ist, läßt sich auf einer Klemmplatte 21 montieren, die am vorderen Ende der Einstellspindel 15 angeordnet ist. Nach der Montage sitzt die Tragscheibe 20 so, daß eine Tragfläche 22, auf der das Werkstück aufgenommen wird, vertikal steht. Zur Befestigung der Tragscheibe 20 werden die Klemmplatte 21 und eine an dieser Platte 21 feste Klemmwelle 23 abgezogen (nach links in die Stellung nach Fig. 2 bewegt) und zwar innerhalb der Einstellwelle 15 und mit Hilfe einer Kolben-ZyIinder-Anordnung 24, die in der Einstellwelle 15 angeordnet ist, um die Tragscheibe mit der Einsteilspindel 15 mit Hilfe einer Einsteil kupplung in Eingriff zu bringen. Zur Demontage der Tragscheibe 20 werden die Platte 21 und die Welle 23 nach rechts aus der in Fig. wiedergegebenen Stellung verschoben, um die Kupplung 25 zu lösen.

Der Scheibenschlitten 10 ist so angeordnet, daß er in der vertikalen oder X-Richtung längs einer ersten vertikalen Oberfläche 26 eines vertikalen Bettes 27 verschiebbar ist.

Diese vertikale Oberfläche 26 verläuft parallel zur ersten horizontalen Achse oder Y-Achse (Fig. 1). Die vertikale Oberfläche 26 enthält zwei vertikal verlaufende X-FUhrun.gen 28 und 29 für die Führung des Scheibenschlittens 10 in der vertikalen oder X-Richtung.

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Um den Scheibenschlitten 10 in vertikaler Richtung zu

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bewegen, weist ein X-Achsen-Servo-Motor 30, der am oberen Teil des vertikalen Bettes 27 befestigt ist, nach Fig. 3 eine Ausgangswelle auf, die antriebsschlUssig über eine Kupplung 31 mit einer vertikal verlaufenden, d.h. in der X-Richtung sich erstreckenden Gewindespindel 32 verbunden ist, die auf dem vertikalen Bett 27 so montiert ist, daß diese Spindel zwar gedreht, nicht aber in Achsrichtung bewegt werden kann. Ein Mutternteil 33, der an dem Scheibenschlitten befestigt ist, steht mit der Gewindespindel 32 in Eingriff. Wenn somit die Gewindespindel 32 mit Hilfe des X-Achsen-Servo-Motors 30 gedreht wird, wird der Scheibenschlitten 10 in X-Richtung bewegt.

Eine Spindel 34 zur Aufnahme eines Werkzeuges 35 am vorderen, d.h. nach Fig. 1 linken Ende dieser Spindel ist, wie man aus den Fig. 1 und 4 erkennt, in einem Spindel schlitten gelagert und erstreckt sich in einer zweiten horizontalen oder Z-Richtung, die rechtwinkelig zur ersten horizontalen oder Y-Richtung steht. Die Spindel 34 ist um eine Z-Achse, d.h. eine sich in Z-Richtung erstreckende Achse, über eine geeignete, nicht gezeichnete übertragungsvorrichtung mit Hilfe eines Spindelmotors 37 drehbar.

Das vertikale Bett 27 weist eine zweite vertikale Oberfläche 38 auf, die parallel zur zweiten horizontalen oder Z-Achse verläuft und daher rechtwinkelig zur ersten vertikalen Oberfläche 26 steht. Die zweite vertikale Oberfläche 38 ist mit zwei Z-Führungen 39 und 40 versehen, die sich in Z-Richtung erstrecken. Der SpindeIschlitten 36 ist durch diese zwei Z-FUhrungen 39 und 40 gelagert und geführt, so daß er in der zweiten horizontalen oder Z-Richtung längs der zweiten vertikalen Fläche 38 bewegbar ist.

Der Spindel schlitten 36 wird in der zweiten horizontalen oder Z-Richtung mit Hilfe eines Z-Achsen-Servo-Motors 41

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zum Antrieb einer Schraubspindel 42 bewegt, welche sich in Z-Richtung erstreckt und mit einem Mutternteil 43 in Eingriff steht, der am Spindel schlitten 36 (Fig. 4) befestigt ist. Dieser Servomotor 41, die Schraubspindel 42 und der Mutternteil 43 entsprechen den Servomotoren 14 und 30, den Schraubspindeln 12 und 32 und den Mutternteilen 13 und 33 nach den Fig. 2 bzw. 3.

In den Fig. 1 und 4 ist eine Werkzeugaustauschvorrichtung 44 wiedergegeben, die dem Austausch des auf der Spindel 34 montierten Werkzeuges 35 gegen ein Werkzeug dient, das neben anderen in einem Werkzeugmagazin untergebracht ist,, das nicht wiedergegeben ist. Diese Vorrichtung 44 enthält einen Werkzeugaustauscharm 45 zur Änderung der Stellungen der Werkzeuge.

Das Bearbeitungszentrum besitzt ferner eine Scheibenaustauschvorrfchtung (in den Fig. 1 bis 4 nicht wiedergegeben) zum Austausch der an der Scheibentragwelle 11 sitzenden Scheibe gegen eine andere, nicht von dieser Welle 11 getragene

Scheibe. Darüber hinaus sind eine Betätigungstafel und eine NC-Vorrichtung (in den Fig. 1 bis 4 nicht wiedergegeben) in dem Bearbeitungszentrum vorgesehen, um das gesamte Bearbeitungszentrum zu betätigen und numerisch zu steuern.

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Bei der Konstruktion und Anordnung, wie sie oben erläutert werden, verbleibt erkennbar ein breiter Raum 46 unterhalb der Tragscheibe 20, am Scheibenschlitten 10 und des vom Spindelschlitten 36 getragenen Werkzeuges 35 (Fig. 1). Innerhalb oder unterhalb dieses Raumes 46 ist eine Spänefangschale 47 (Fig. 1 und 4) zur Aufnahme von aus dem Werkstück ausgeschnittenen Spänen und von Bohr- oder Schneiden angeordnet, das auf das Werkstück und Werkzeug während des Bearbeitungsvorganges aufgebracht wird.

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Beim Betrieb des Bearbeitungszentrums gemäß der Erfindung

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ist die das Werkstück aufnehmende Aufnahmescheibe 20 so angeordnet, daß die Scheibenoberfläche 22 vertikal steht, und wird auf der Scheibentragwelle 11 (insbesondere der Einstell spindel 15) montiert. Anschließend wird die Scheibentragwelle 11 in eine erste horizontale oder Y-Richtung verschoben, die Einstellspindel 15 zum Einstellen verdreht, und der Scheibenschlitten 10 in vertikaler oder X-Richtung unter numerischer Kontrolle entsprechend den Bearbeitungsbedingungen verschoben, um das Werkstück in eine gewünschte Bearbeitungsstellung zu bewegen.

. Anschließend, vorher oder gleichzeitig wird der Spindelschlitten in die zweite horizontale oder Z-Richtung unter numerischer Kontrolle verschoben, um das Werkzeug 35 in die gewünschte Bearbeitungssteilung zu verbringen. Dann wird das Werkstück mit Hilfe des Werkzeuges 35 bearbeitet, während die Scheibentragwelle 11 in der Y- und in der X-Richtung bewegt und das Werkzeug 35 um die Z-Achse gedreht und in Z-Richtung unter numerischer Steuerung entsprechend dem gewünschten Bearbeitungsmuster bewegt wird.

Da die Bearbeitungssteilung auf der Scheibenseite 20 des Scheibenschlittens 10 und auf der Werkzeugseite 35 des Spindelschlittens 36 liegt und die Spänefangschale 37 unter der Bearbeitungssteilung sitzt, fallen die vom Werkstück abgeschnittenen Späne und das in der Bearbeitungsstellung aufgebrachte Schneid- oder Bohröl, angedeutet durch das Bezugszeichen 48 unmittelbar auf die Spänefangschale 47 (Fig. 5). In dieser Figur sind mit dem Bezugszeichen 49 ein vorzugsweise vorgesehener Spänedeckel und mit 50 das Werkstück angedeutet.

Das Bearbeitungszentrum gemäß der Erfindung hat infolge seiner oben näher beschriebenen Ausbildung viele Vorteile. Da sich der breite Raum 46 unterhalb der Bearbeitungsstellung befindet, können einmal die Späne und das Schneid- oder Bohröl 48, die aus dem Bearbeitungsbereich nach unten fallen oder tropfen, von der Späneschale 47 o. dgl. aufgenommen

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werden, die in oder unterhalb des breiten Raumes 46 angeordnet ist. Infolgedessen kann der zweite Nachteil der bisher bekannten Bearbeitungszentren (thermische Deformation, Verschmutzung mit Spänen und Schneidöl und Schwierigkeiten bei der Anordnung der Spänefangschale od. dgl.) vollständig beseitigt werden. Da zum anderen die Tragscheibe 20 auf der Scheibentragwelle 11 (Einstellwelle 15) in der Stellung, in der die Aufnahmeoberfläche vertikal steht montiert ist, sammeln sich keinerlei Späne auf dem Werkstück selbst an.

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Ein anderer Vorteil des Bearbeitungszentrums gemäß der Erfindung besteht darin, daß das Werkstück 50 und das ₍ Werkzeug 35 (Fig. 5/6) miteinander über eine horizontale Konstruktionsabspannung 51 verbunden sind, die sich aus der Tragscheibe 20, der Scheibentragwelle 11, dem Scheibenschlitten 10, dem vertikalen Bett 27, dem Spindelschlitten und der Spindel 34 zusammensetzt. Diese horizontale Abspannung 51 ist kurzer als die vertikale Abspannung bei den bisher bekannten Bearbeitungszentren. Infolgedessen ist die Festigkeit oder Steifheit der Maschine vergleichsweise hoch und eine thermische Verschiebung und eine mechanische Verschiebung basierend auf dem Schneidwiderstand sind bei dem Bearbeitungszentrum gemäß der vorliegenden Erfindung klein.

Fig. 7 zeigt eine andere Ausführungsform mit Konstruktionsgliedern, die etwas von denjenigen bei der Ausführungsform nach Fig. 1 verschieden sind. Auf der linken Seite einer Traganordnung 10a, entsprechend dem Scheibenschlitten 10 nach Fig. 1, ist ein sich in vertikaler Richtung erstreckender endloserer Förderer 52 als Scheibenmagazin angeordnet, welcher sich längs einer umlaufenden Bahn in einer vertikalen Ebene bewegt und eine Vielzahl von Tragscheiben 20 lösbar trägt. In der Nähe des Förderers 52 ist ein Scheibenhalter 52a in geeigneter Höhe angeordnet. Dieser Halter kann die vom Förderer 52 abzumontierende oder an ihm zu montierende Scheibe 20 aufnehmen.

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Der Scheibenhalter 52a ist so konstruiert, da3 er zwischen einer horizontalen und einer vertikalen Stellung beispielsweise mit Hilfe einer hydraulischen Vorrichtung gekippt werden kann. Zur Befestigung des Werkstückes auf der Scheibe steht der Halter 52a in der horizontalen Stellung, um den BefestigungsVorgang zu erleichtern. Zur Oberführung der Scheibe vom Halter 52a zum Endlosförderer 52 zusammen mit dem Werkstück wird die Scheibe zusammen mit dem Werkstück in die vertikale Stellung gekippt. Die auf dem Förderer 52 gelagerte Scheibe 20 kann dann gegen eine von der Tragwelle getragene Scheibe mit Hilfe eines Scheibenwechslers 52b zwischen dem Förderer 52 und der dem Schlitten 10 entsprechenden Traganordnung 10a ausgetauscht werden. Ein Maschinenbett 1, ein Maschinenrahmen 2, eine Spindelanordnung 3, eine Betätigungstafel 4, eine NC-Vorrichtung 5 und ein Werkzeugmagazin 6 sind in Fig. 7 ebenfalls schematisch angedeutet.

Die Fig. 8 und 9 zeigen im einzelnen die Konstruktion des Endlosförderers oder Scheibenmagazins 52. Der Förderer 52 weist obere und untere feste Achsen 53 und 54 auf, die an einem Förderrahmen 54a befestigt sind und sich in der zweiten horizontalen, d.h. Z-Richtung erstrecken. Ein oberes Antriebskettenrad 55 und ein unteres angetriebenes Kettenrad 56 sind auf diesen Wellen 53 bzw. 54 drehbar gelagert. Das Antriebskettenrad 55 ist mit einem Zahnrad 57 versehen, das mit einem Ritzel 59 kämmt, der auf einer Ausgangswelle eines Förderermotors 58 befestigt ist, welcher am Rahmen 54a montiert ist. Infolgedessen kann das Antriebskettenrad 55 mit Hilfe des Motors 58 gedreht werden. Die Kettenräder 55 und 56 stehen mit einer endlosen vertikal umlaufenden Fördererkette 60 in Eingriff. Eine Anzahl von (zehn im wiedergegebenen Ausführungsbeispiel) Scheibenträgern 61 ist an der Fördererkette 60 in annähernd gleichen Abständen befestigt und Rollen 62 des Trägers 61 werden längs dieses Endlosumlaufes zusammen mit der Fördererkette 60 bewegt, während sie in einer Führungsrille im Fördererrahmen 54a gleiten. Der Träger 61 ist auf seiner

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äußeren Oberfläche mit einem Eingriffsvorsprung 63 versehen, der mit einer Eingriffsrille 20a in Eingriff kommen kann. Diese Rille ist auch mit einer Klemmplatte 21 in Eingriff zu bringen, wie man auch aus Fig. 2 erkennt. Gemäß dieser Anordnung kann jeder Träger 61 die Tragscheibe 20 über den Eingriff der Rille 20a mit dem Vorsprung 63 aufnehmen und kann sich längs des vertikalen endlosen Orbits bewegen, während sie die Tragscheibe 20 trägt. Darüber hinaus ist die Tragscheibe 20 mit Rollen 64 ausgerüstet, die mit einer Führungsrille im Rahmen 54a in Eingriff kommen können und verhindern, daß die Tragscheibe 20 während der Bewegung in Z-Richtung rückt. Um den Scheibenträger 61 genau in der Stellung zum Anhalten zu bringen, in welcher die Tragscheibe 20 mit Hilfe des Scheibenwechslers 52b (Fig. 7} ausgetauscht werden soll, weist der Träger 61 ein vorspringendes Teil 65 an seiner hinteren Fläche auf, wobei ein Abtastglied 66, beispielsweise ein Grenz- oder Annäherungsschalter, an dem Fördererrahmen 54ä befestigt ist. Dieses Glied 66 bringt den Motor 58 im Zusammenwirken mit den vorspringenden Teil 65 zum Anhalten, wenn der Träger 61 die gewünschte Anhaltstellung erreicht. Damit der Träger 61 genau in dieser Anhaltstellung gehalten werden kann, ist ein Einstelloch 67 in der hinteren Oberfläche des Trägers 61 vorgesehen und ein horizontaler Zylinder 68, der sich in Y-Richtung erstreckt, ist auf dem Rahmen 54a montiert und mit einer Kolbenstange mit Einstellstift 69 versehen. Wenn somit der Zylinder 68 hydraulisch so betätigt wird, daß der Stift 69 in das Loch 67 vorsteht, ist der Träger 61 in richtiger Lage fixiert und abgestützt. Auf diese Weise kann jede Tragscheibe 20 auf einer Kreisbahn im Scheibenmagazin bewegt und genau in der Scheibenaustauschstellung zum Anhalten gebracht werden. Darüber hinaus ist es möglich, daß eine Anzahl von Abstastglieder 66 parallel angeordnet sind und verschiedene Kombinationen der Äbtastglieder 66 werden entsprechend der Anordnung der vorspringenden Teile 65 des Trägers 61 betätigt, um einen gewünschten Träger 61 zum Anhalten zu bringen.

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Wie man aus den Fig. 10, 11 und 12 erkennt, enthält die Scheibenaustauschvorrichtung 52b eine hohle Trägerwelle 70, die sich in die erste horizontale oder Y-Richtung erstreckt, und einen Scheibenaustauscharm 71, der sich senkrecht zur · Welle vom vorderen Ende desselben auf beiden Seiten derselben erstreckt. Eine Führungsschiene 72, die eng in Eingriff mit einer Eingriffrille 20a der Tragscheibe 20 gelangen kann, ist in der vorderen Oberfläche des Austauscharmes 71 ausgebildet und erstreckt sich von dem einen zum anderen Ende des Armes Infolgedessen kann die Tragscheibe 20 mit der Führungsschiene 72 in Eingriff gebracht werden und längs ihr gleiten. Eine Ritzelwelle 73, die sich in der Hohlwelle 70 erstreckt, ist an ihrem vorderen Ende mit einem Ritzel 74 ausgebildet. Zwei Zahnstangen 75, die mit dem Ritzel 74 in Eingriff stehen, erstrecken sich in entgegengesetzten Richtungen in Längsrichtung des Armes 71 und sind in ihm verschiebbar. Die vordere Oberfläche des Armes 71 ist in ihrem Mittelteil mit einer Längsrille 76 versehen. Ein gabelförmiges Hakenstück am äußeren Ende jeder Schiene 75 ragt von der Rille 76 nach außen.

Gemäß dieser Konstruktion bewegen sich, wenn das Ritzel 74 gedreht wird, beide Schienen 74 in entgegengesetzten Richtungen zueinander und infolgedessen bewegen sich beide Hakenstücke längs der Rille 76 in Richtungen gegeneinander, während sie aus dieser Rille vorstehen. Jedes Hakenstück 77 ist so ausgebildet, daß es einen Stift 78 an der Tragscheibe 20 aufnehmen kann und infolgedessen kann dieses Stück 77 begleitet von der Tragscheibe 20 bewegt werden. Infolgedessen werden beispielsweise eine der Tragscheiben 2OA in Fig. 10 in die Stellung 2OB und die andere rechte Tragscheibe 2OC gleichzeitig in eine Stellung 2OD bewegt. Der Austauscharm 71 kann um 180° oder um 90° gedreht werden, wenn ein auf der hohlen Tragwelle 70 befestigtes Zahnrad 79 durch einen geeigneten Antrieb, der jedoch nicht gezeichnet ist, angetrieben wird. Das Ritzel 74 kann gedreht werden, wenn die Ritzelwelle 73 angetrieben wird.

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Die Fig. 13a bis 13f zeigen die Arbeitsstufen, liber die die von der Tragwelle 11 getragene Tragscheibe 20 gegen eine solche ausgetauscht wird, die vom Endlosförderer 52 getragen wird. Der Austauscharm 71 steht normalerweise in der vertikalen Stellung gehalten. Bei Beginn des Austausches ist die von der Tragwelle 11 getragene Tragscheibe 2OF aus der Arbeitsstellung in die Austauschstellung abgesenkt und wird in dieser Stellung zusammen mit der Welle 11 gehalten. Die von dem Endlosförderer 52 getragene Tragscheibe 2OG wird in der Austauschstellung durch den Eingriff des EinstellStiftes 69 mit der Einsteilöffnung 67 gehalten. In diesem Zustande werden beide Tragscheiben in einer gleichen Ebene mit den Tragscheibenoberflächen gehalten, die sich in der gleichen vertikalen Ebene befinden. Der Arm 71 steht vertikal zwischen ihnen, wie man aus Fig. 13a erkennt. Dann wird der Arm 71 um 90° gedreht, so daß jedes Hakenstück 77 mit dem Stift 78 auf einer der Tragscheiben in Eingriff kommt. Infolgedessen kommt der Arm 71 mit beiden Tragscheiben 2OF und 2OG in Eingriff. In diesem in Fig. 13b gezeichneten Zustand sind der Vorsprung 63 des Tragscheibenträgers 61 auf dem Endlosförderer 52, die Führungsschiene 72 in dem Tragscheibenaustauscharm 71 und die Klemmplatte 21 der Tragwelle 11 in Flucht, d.h. es ist ein lineares Führungsprofil für die Tragscheibe 20 vorhanden. Dann wird das Ritzel 74 und infolgedessen ein Paar von Schienen 75 (Fig. 11) betätigt, so daß die Tragscheiben 2OF und 206 in die entsprechenden Stellungen in der Nähe der Mitte des Armes 71 bewegt werden, während sie längs des Führungsprofiles (Vorsprung 63, Führungsschiene 72, Klemmplatte 21} gleiten (Fig. 13c). In diesem Zustand sind die Tragscheiben von der Tragwelle 11 und dem Förderer 52 gelöst und stehen allein mit dem Austauscharm in Eingriff. Dann wird der Tragscheibenaustauscharm 71 um 180° gedreht, so daß die Tragscheibe 2OF gegen die Tragscheibe 20G ausgetauscht wird (Fig. 13d). Es ist leicht verständlich, daß diese Drehung um 180° ausgeführt werden kann, ohne daß sie durch die

Tragwelle 11 und den Endlosförderer gestört werden könnte.

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Dann werden das Ritzel 74 und die Schienen 75 derart betätigt, daß die Tragscheiben sich nach rückwärts bewegen, während sie längs des Führungsprofiles gleiten, bis die Tragscheibe 2OG und 2OF mit der Klemmplatte 21 der Tragwelle 11 und dem Tragplattenträger (Vorsprung 63) auf dem Endlosförderer 52 in Eingriff kommen, wie man aus Fig. 13e erkennt. Anschließend wird der Austauscharm 71 um 90° in die ursprüngliche vertikale Stellung gedreht und von den Tragscheiben gelöst. Der Arm befindet sich in dieser Stellung, bis der nächste Austauschvorgang beginnt (Fig. 13f). Dann wird die Tragscheibe 2OG in die Arbeitsstellung angehoben und der Einstellstift 69 von dem Einstellloch 67 (Fig. 9) in der Tragscheibe 2OF gelöst. Damit ist der Austausch der Tragscheibe 2OF gegen die Tragscheibe 20G beendet.

Die Montage und Demonate des Werkstückes wird auf dem Tragscheibenhalter 52a wie oben beschrieben ausgeführt. Dazu wird ein mit der Tragscheibenführungsflache ausgebildeter Tragscheibenträger in dem Halter 52a wie in dem Endlosförderer 52 angeordnet. Bei diesem Vorgang wird die Tragscheibe, an der das Werkstück befestigt ist, zusammen mit dem Halter 52a in die vertikale Stellung gekippt und anschließend wird diese Tragscheibe verschoben, bis sie mit dem Tragscheibenträger 61 auf dem Förderer 52 in Eingriff kommt. Um das bearbeitete Werkstück vom Endlosförderer 52 abzumontieren, wird die Tragscheibe soweit verschoben, bis sie mit dem Träger auf dem Tragscheibenhalter 52a in Eingriff kommt. Dann wird die Tragscheibe zusammen mit dem Halter 52a in die horizontale Stellung zurückgeführt.

Es ist selbstverständlich, daß das Tragscheibenmagazin oder der endlose Förderer 52, der Tragscheibenhalter 52a und/oder die Tragscheibenaustauschvorrichtung 52b nach Fig. 7 in der ersten in Fig. 1 wiedergegebenen Ausführungsform ebenfalls angewendet werden können. In diesem Fall können das Tragscheiben-

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magazin 52, der Tragscheibenhalter 52a und die Tragscheibenaustauschvorrichtung 52b außerhalb der Bearbeitungsstelle und dem breiten Zwischenraum 46 (Fig. 1) angeordnet werden, ohne daß der Bodenraum des Bearbeitungszentrums wesentlich verbreitert wird.

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Bearbeitungszentrum

Patentansprüche

Bearbeitungszentrum bestehend aus einem Tragscheibenschlitten zur Aufnahme einer ein Werkstück aufnehmenden Tragscheibe mit vertikal stehender Tragscheibenoberfläche, wobei die Tragscheibe Tangs einer ersten horizontalen Achse beweglich und um diese erste Achse zu Ei nsteilzwecken drehbar ist, mit einem Spindel sch!itten zur Aufnahme einer ein Werkzeug tragenden Spindel, die um eine zweite horizontale Achse drehbar ist, die rechtwinkelig zur ersten Achse steht, und mit einem vertikalen Bett mit einer ersten vertikalen Oberfläche, die parallel zur ersten Achse verläuft, und einer zweiten vertikalen Oberfläche, die parallel zur zweiten Achse verläuft, wobei der Tragscheibenschlitten auf der ersten

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Oberfläche so angeordnet ist, daß er längs dieser ersten Oberfläche bewegbar ist, während der Spindelschlitten auf der zweiten Oberfläche so angeordnet ist, daß er horizontal längs dieser zweiten Oberfläche bewegbar ist, so daß ein breiter Raum auf der Tragscheibenseite des Tragscheibenschlittens und auf der Werkzeugseite des Spindel Schlittens entsteht.
2. Maschinenzentrum nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Tragscheibenschlitten mit einer Tragwelle versehen ist, die in Richtung der ersten Achse im Tragscheibenschlitten bewegbar ist, wobei eine Einstellwelle um die erste Achse bezüglich der Tragwelle verdrehbar und die Tragscheibe von der Einstellwelle getragen ist.
3. Maschinenzentrum nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellwelle bezüglich der Tragwelle in Richtung der ersten Achse verschiebbar ist und daß zwischen der Tragwelle und der Einstellwelle Mittel vorgesehen sind, die eine Verdrehung der Einstellwelle verhindern, wenn sie in der einen Richtung verschoben wird, dagegen eine Drehung der Einstel!welle erlauben, wenn sie in der anderen Richtung verschoben wird.
4. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß die erste vertikale Oberfläche mit Einrichtungen zur Führung des Tragscheibenschlittens in vertikaler Richtung versehen ist und der Tragscheibenschlitten mit Hilfe einer drehbaren vertikalen Spindel bewegbar ist, die mit einem Mutternteil in Eingriff steht, der auf dem Tragscheibenschlitten befestigt ist.
5. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite vertikale Oberfläche mit Einrichtungen zur Führung des Spindel Schlittens in horizontaler Richtung versehen ist und daß der Spindelschlitten mit Hilfe einer horizontalen Schraubspindel bewegbar

ist, die mit einem Mutternteil in Eingriff steht, der an dem Spindel schlitten befestigt ist.
6. Bearbeitungszentrum nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch einen Tragscheibenaustauscher zum Austauschen der vom Tragscheibenschlitten getragenen Tragscheibe gegen eine nicht von diesem Schlitten getragene Tragscheibe.
7. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 6, dadurch g e k e η η zeichnet, daß es ein Tragscheibenmagazin zur Aufnahme einer Vielzahl von Tragscheiben aufweist und daß der Tragscheibenaustauscher von dem Tragscheibenschlitten getragene Tragscheibe gegen eine Tragscheibe auszutauschen vermag, die sich im Tragscheibenmagazin befindet.
8. Bearbeitungszentrum nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η zei chnet, daß das Tragscheibenmagazin aus einem Endlosförderer besteht, der längs einer endlosen Bahn in einer vertikalen Ebene bewegbar ist und lösbar eine Vielzahl von Tragscheiben aufnimmt.