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Dokumentenidentifikation DE10207636A1 11.09.2003
Titel Werkzeugmaschine mit Messeinrichtung
Anmelder Emag Maschinenfabrik GmbH, 73084 Salach, DE
Erfinder Walz, Jürgen, 72636 Frickenhausen, DE;
Lube, Siegfried, 73235 Weilheim, DE
DE-Anmeldedatum 22.02.2002
DE-Aktenzeichen 10207636
Offenlegungstag 11.09.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 11.09.2003
IPC-Hauptklasse B24B 5/00
IPC-Nebenklasse B23Q 17/20   B24B 5/04   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken mit einer Schleifspindeleinheit und einer Messeinrichtung zum Abtasten der Werkstücke. Die Werkzeugmaschine kann auch als Bearbeitungszentrum augeführt sein, wobei außer der Schleifspindeleinheit noch mindestens eine weitere Bearbeitungsstation vorgesehen ist, welche die für Bearbeitungszentren typischen Arbeitsvorgänge, wie z. B. Drehen, Fräsen oder Bohren, ausführt. Dabei werden die Werkstücke selbsttätig von einer Transporteinrichtung entnommen, bearbeitet und anschließend wieder auf die Transporteinrichtung abgelegt. Eine Messeinrichtung ermöglicht das Abtasten des Werkstücks während der Bearbeitung.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken mit einer Schleifspindeleinheit und einer Messeinrichtung zum Abtasten der Werkstücke. Die Werkzeugmaschine kann auch als Bearbeitungszentrum ausgeführt sein, wobei außer der Schleifspindeleinheit noch mindestens eine weitere Bearbeitungsstation vorgesehen ist, welche die für Bearbeitungszentren typischen Arbeitsvorgänge, wie z. B. Drehen, Fräsen oder Bohren ausführt. Dabei werden die Werkstücke von einer Transporteinrichtung entnommen, bearbeitet und anschließend wieder auf die Transporteinrichtung abgelegt. Bei der Herstellung hochgenauer Werkstücke ist es erforderlich die Werkzeugabmessungen während der Bearbeitung, insbesondere während des Schleifens, zu überwachen.

Stand der Technik

In der DE 201 05 430 U1 wird eine Schleifmaschine beschrieben, welche die Werkstücke von einer Haltevorrichtung selbsttätig aufnimmt, bearbeitet und anschließend wieder ablegt.

Aus der DE 195 32 222 A1 sind Schleifmaschinen bekannt, bei welchen Maschinen- und Fertigungsfehler durch Kippung oder Exzenterzustellung im Reitstock ausgeglichen werden. Als Messeinrichtung werden Messzangen verwendet, die zwei diametral zum Werkstück angeordnete Messtaster aufweisen. Zwangsläufig müssen die Messzangen seitlich neben dem Werkstück auf der dem Werkzeug gegenüberliegenden Seite angeordnet werden, um Kollisionen mit dem Werkzeug zu vermeiden. Bei Werkzeugmaschinen, die nach dem Pick-up- Verfahren arbeiten, muss die den Werkzeugen abgewandte Werkstückseite jedoch für die Zu- und. Abführung der Werkstücke freibleiben. Die in bekannter Weise angeordneten Messzangen würden den Transport der Werkstücke behindern.

Aufgabe der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde für gattungsgemäße Werkzeugmaschinen eine Anordnung für eine Messeinrichtung aufzuzeigen.

Beispiele

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Messeinrichtung am Vertikalschlitten zwischen Arbeitsspindel- und Reitstockeinheit angeordnet wird. Beim Verfahren des Vertikalschlittens wird die Messeinrichtung immer gleichzeitig zusammen mit Arbeitsspindel- und Reitstockeinheit bewegt. Auf diese Weise lassen sich Kollisionen vom zu transportierenden Werkstück und der Messeinrichtung zuverlässig und ohne apparativen Mehraufwand vermeiden.

Erfindungsgemäß kann die Messeinrichtung als Messzange ausgeführt sein, die mit zwei diametral zum Werkstück angeordneten Messtastern das Werkstück während und/oder nach der Bearbeitung abtastet. Auf diese Weise lässt sich die Fertigungsqualität auch bei hochgenauen Werkstücken über die Standzeit der Schleifmittel sicherstellen. Bei Bedarf können mehrere Messzangen das Werkstück gleichzeitig abtasten. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung mehrerer Messzangen beim Satzschleifen, wenn mehrere Schleifscheiben mit unterschiedlichen Durchmessern auf einer Schleifspindeleinheit montiert sind und gleichzeitig auf das Werkstück einwirken.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung wird der Vertikalschlitten für Spindel- und Reitstockeinheit mit einem werkstückseitig offenen Hohlraum versehen. Die Messeinrichtung wird in diesem Hohlraum untergebracht und kann entlang von Führungsbahnen zum Werkstück hin bewegt werden.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Werkzeugmaschine als Bearbeitungszentrum ausgeführt, wobei außer der Schleifspindeleinheit noch mindestens eine weitere Bearbeitungsstation für die in Bearbeitungszentren typischen Arbeitsvorgänge, z. B. Drehen, Fräsen oder Bohren, vorgesehen ist. Da die Messeinrichtung während dieser Arbeitsvorgänge in der Regel nicht benötigt wird, kann sie in eine Warteposition im Hohlraum des Vertikalschlittens bewegt werden. Zur Werkstückkontrolle im Anschluss an die erfolgte Bearbeitung durch Drehen, Fräsen usw. ist die Anordnung der Messeinrichtung am Vertikalschlitten besonders vorteilhaft, weil das Messen während des Werkstücktransports erfolgen kann und daher die Zykluszeit nicht beeinflusst. Nach dem Verschließen des Hohlraums durch einen Schmutzabweiser ist die Messeinrichtung gegen Verunreinigungen durch Späne oder Kühlmittel zuverlässig geschützt.

Eine beispielhafte Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine

Fig. 2 eine erfindungsgemäße Messeinheit in vergrößerter Darstellung

Fig. 3 eine erfindungsgemäße Messeinrichtung mit zwei Messzangen

Fig. 4 eine erfindungsgemäße Messeinrichtung zum Satzschleifen

In Fig. 1 ist der Querschnitt einer Werkzeugmaschine mit einem Grundkörper 1 gezeigt. Im Arbeitsraum 2 befinden sich eine Schleifspindeleinheit 3 mit einer Schleifscheibe 4 und ein Werkzeugrevolver 5 mit Werkzeugen 17. Eine Trennwand 11 schirmt die Transporteinrichtung 12 gegen Verunreinigungen, beispielsweise Späne oder Kühlmittel, aus dem Arbeitsraum 2 ab. An der Oberseite des Grundkörpers 1 befinden sich Führungsbahnen 10. Auf den Führungsbahnen 10 ist der Bettschlitten 6 in Richtung der Z-Achse beweglich angeordnet. Der Bettschlitten 6 trägt Führungsschuhe 14. In diesen ist der Vertikalschlitten 16 mit Führungsbahnen 13 in Richtung der X-Achse beweglich geführt. An der Unterseite des Vertikalschlittens 16 sind die Arbeitsspindeleinheit 7 und die Reitstockeinheit 8 befestigt. Diese halten das Werkstück 9. Die Messeinrichtung 15 ist im Hohlraum 19 des Vertikalschlittens 16 untergebracht. Die Messeinrichtung 15 befindet sich gemäß Fig. 1 in einer Warteposition. Der Hohlraum 19 kann mit einem Schmutzabweiser 18 verschlossen werden und schützt auf diese Weise die Messeinrichtung 15 gegen Verunreinigungen aus dem Arbeitsraum 2.

Fig. 2 zeigt ausschnittsweise die Anordnung der Messeinrichtung 15 in vergrößerter Darstellung in Arbeitsposition bei geöffnetem Hohlraum 19. Der Schmutzabweiser 18 ist in zwei Hälften 18' und 18" geteilt und kann schiebetürartig den Hohlraum 19 öffnen oder verschließen. Im Hohlraum 19 des Vertikalschlittens 16 sind Führungsschuhe 20 angebracht, in welchen der Messschlitten 21 auf Führungsbahnen 22 beweglich geführt ist. Zum Bewegen des Messschlittens 21 wird der Zylinder 25 aktiviert. An der Unterseite des Messschlittens 21 befindet sich die Messzange 23 mit den Messtastern 24. Das Werkstück 9 wird durch die Arbeitsspindeleinheit 7 und die Reitstockeinheit 8 gehalten und in Rotation versetzt. Die Messtaster 24 tasten den Durchmesser des Werkstücks 9 ab, während die Schleifscheibe 4 im Eingriff ist.

Bei der Herstellung von Schleifflächen, welche wesentlich breiter sind als der Wirkbereich eines Messtasters, ist es von Vorteil mindestens zwei Messzangen 23, 23' einzusetzen.

Fig. 3 zeigt eine solche Anordnung. Die Schleifscheibe 4 bearbeitet einen Schleifsitz 26. Neben dem Messtaster 24 befindet sich ein weiterer Messtaster 24'. Beide tasten gleichzeitig den Schleifsitz 26 ab.

Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführung der Erfindung zum Satzschleifen. Dabei sind mehrere Schleifscheiben 4, 4' mit unterschiedlichen Durchmessern auf der Schleifspindeleinheit 3 montiert und wirken gleichzeitig auf das Werkstück 9 ein. Da der Verschleiß der Schleifscheiben 4, 4' auf Grund ihrer unterschiedlichen Durchmesser ungleichmäßig verläuft, ist das gleichzeitige Abtasten der Schleifsitze 26, 26' besonders vorteilhaft zur Qualitätsüberwachung.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Werkzeugmaschine als Bearbeitungszentrum ausgeführt, wobei außer der Schleifspindeleinheit 3 noch mindestens eine weitere Bearbeitungsstation, beispielsweise ein Werkzeugrevolver 5 mit Werkzeugen 17 für die in Bearbeitungszentren typischen Arbeitsvorgänge, z. B. Drehen, Fräsen oder Bohren, vorgesehen ist. Da die Messeinrichtung 15 während dieser Arbeitsvorgänge in der Regel nicht benötigt wird, kann sie in eine Warteposition im Hohlraum 19 des Vertikalschlittens 16 bewegt werden. Beim Drehen, Fräsen, Bohren usw. erfolgt die Maßkontrolle in der Regel im Anschluss an die Werkstückbearbeitung. Dabei ist die Anordnung der Messeinrichtung 15 am Vertikalschlitten 16 besonders vorteilhaft, weil das Messen während des Werkstücktransports erfolgen kann und daher die Zykluszeit vom Messvorgang nicht negativ beeinflusst wird. Bezugszeichenliste 1 Grundkörper

2 Arbeitsraum

3 Schleifspindeleinheit

4 4' Schleifscheibe

5 Werkzeugrevolver

6 Bettschlitten

7 Arbeitsspindeleinheit

8 Reitstockeinheit

9 Werkstück

10 Führungsbahn

11 Trennwand

12 Transporteinrichtung

13 Führungsbahn

14 Führungsschuh

15 Messeinrichtung

16 Vertikalschlitten

17 Werkzeug

18 18' 18" Schmutzabweiser

19 Hohlraum

20 Führungsschuh

21 Messschlitten

22 Führungsbahn

23 23' Messzange

24 24' Messtaster

25 Zylinder

26 26' Schleifsitz


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Schleifen von Werkstücken mit mindestens einer Schleifeinrichtung, insbesondere einer eine Schleifspindeleinheit umfassenden Bearbeitungsstation, mit einer Werkstückhaltevorrichtung, insbesondere einer Arbeitsspindel- und einer Reitstockeinheit, bei welcher die Werkstückhaltevorrichtung und die Schleifspindeleinheit gegeneinander beweglich sind, und mit einer Messeinrichtung zum Abtasten der Werkstücke, wobei die Werkstücke selbsttätig von einer Transporteinrichtung entnommen, bearbeitet und wieder auf der Transporteinrichtung abgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung zusammen mit Arbeitsspindel- und Reitstockeinheit verfahrbar ist.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung das Werkstück während der Bearbeitung abtastet.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifeinrichtung Mittel zum Satzschleifen umfasst.
  4. 4. Werkzeugmaschine zum Bearbeiten von Werkstücken
    1. a) mit mindestens einer Schleifeinrichtung, insbesondere einer eine Schleifspindeleinheit umfassenden Bearbeitungsstation,
    2. b) mit einer Werkstückhaltevorrichtung, insbesondere einer Arbeitsspindel- und einer Reitstockeinheit, wobei die Werkstückhaltevorrichtung und die Schleifspindeleinheit gegeneinander beweglich sind,
    3. c) mit einer Messeinrichtung zum Abtasten der Werkstücke,
    4. d) wobei die Werkstücke selbsttätig von einer Transporteinrichtung entnommen, bearbeitet und wieder auf der Transporteinrichtung abgelegt werden,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung zusammen mit Arbeitsspindel- und Reitstockeinheit bewegbar angeordnet ist.
  5. 5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung zwischen Arbeitsspindel- und Reitstockeinheit angeordnet ist.
  6. 6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung entlang einer Führungsbahn im wesentlichen in radialer Richtung zum Werkstück bewegbar ist.
  7. 7. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung im Hohlraum des Vertikalschlittens angeordnet ist.
  8. 8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung in eine Warteposition bewegbar ist.
  9. 9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung in der Warteposition gegen Verunreinigungen abgeschirmt werden kann.
  10. 10. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messeinrichtung mindestens zwei Werkzeugabmessungen gleichzeitig abtastet.
  11. 11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schleifeinrichtung Mittel zum Satzschleifen umfasst.
  12. 12. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass weitere Einrichtungen für die in Bearbeitungszentren typischen Bearbeitungen vorgesehen sind.
  13. 13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Drehen vorgesehen ist.
  14. 14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Einrichtung zum Fräsen und/oder Bohren vorgesehen ist.






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