DE3511790A1

DE3511790A1 - Senkrechtdrehmaschine

Info

Publication number: DE3511790A1
Application number: DE19853511790
Authority: DE
Inventors: Klaus Dr.-Ing. 4005 Meerbusch Teipel
Original assignee: Schiess AG
Current assignee: Schiess AG
Priority date: 1985-03-30
Filing date: 1985-03-30
Publication date: 1986-10-02

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Senkrechtdrehmaschine, auch Karusselldrehmaschine genannt. Diese Maschinen sind mit einer um eine senkrechte Achse drehenden Planscheibe, einem Querbalkensupport und einem darin in senkrechter Richtung verstellbaren Werkzeugschieber ausgestattet, der die Spannvorrichtung für den Drehmeißel trägt.
Von Karusseldrehmaschinen konventioneller Bauart können außer Dreharbeiten nur Fräsarbeiten entlang der Querbalkenachse (X-Achse) ausoeführt werden. Seit längerer Zeit geht aber die Entwicklungstendenz dahin den Anwendungsbereich solcher Maschinen über die Drehbearbeitung hinaus zu erweitern. Zunächst konnten die Einsatzmöglichkeiten dieser Maschinen dadurch erweitert werden, daß außer der numerischen (I:C) Steuerung des Ouerbalkensupportes (X-Achse) und des Senkrecht-Werkzeugschiebers (Z-Achse) auch die Rotationsachse der Planscheibe (C-Achse) mit einer NC-Vorschubsteuerung versehen wurde.
In Verbindung mit einer auf dem Querbalkensupport angeordneten Fräseinrichtung können so ausgestattete Maschinen Bohr-, Fräs- und auch Gewindeschneidarbeiten auf Kreisen der Planscheiben-Rotationsachse (C-Achse) und auf Geraden die durch das Planscheibenzentrum laufen ausführen.
Wesentlicher Nachteil dieser Maschinenkonfiguration ist, daß lineare Fräsoperationen nur in der Ebene des Querbalkens (X-Achse) bzw. des Senkrecht-Werkzeugschiebers (Z-Achse) möglich sind.
Bei der spangebenden Bearbeitung großvolumiger #Werkstücke, beispielsweise Reaktorgefäße für chemische Prozesse oder für Kernkraftwerke, müssen außer den Drehoperationen auch Fräsarbeiten an Flächen durchgeführt werden, welche in den unterschiedlichsten räumlichen Ebenen verlaufen. Dadurch wird der Einsatz einer Drehmaschine und eines Fräswerks erforderlich, so daß das Werkstück auf einen anderen Maschinentisch umgesetzt, neu gespannt und ausgerichtet werden muß.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Maschine zu schaffen, mit der es möglich ist, an großvolumigen Werkstücken mit beliebig gerichteten kubischen oder polygonen Bearbeitungsflächen Dreh-, Fräs-, Bohr- und Gewindeschneidarbeiten in einer Aufspannung auf der Planscheibe durchzuführen, so daß ein Umspannen und der Einsatz von gesonderten Fräs-, Bohr- und Gewindeschneidmaschinen nicht mehr erforderlich ist.
Bei sehr großen Karusselldrehmaschinen in offener Einständer-Bauweise wurde diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Planscheibe mit ihrem Antrieb in einem vom Maschinenkörper getrennten Untersatz angeordnet ist, welcher auf einer Schlittenführung in Richtung der Y-Achse, also quer zur Richtung der X-Achse des Querbalkens verfahrbar ist. Dabei wird dann der Hauptantriebsmotor und das Planscheibengetriebe seitlich am Untersatz angeordnet und, um den freien Zugang zur Planscheibe zu gewährleisten, das Bett mit Untersatz-Schlitten, Untersatz und Planscheibe in einer entsprechend groß bemessenen Grube untergebracht. Die Lösung mit vom Maschinenständer getrennt angeordnetem Untersatz läßt sich nur bei entsprechend großen Maschinen verwirklichen, bei denen die einzelnen Hauptbaugruppen der Maschine eine so große Eigensteifigkeit aufweisen, daß auf den geschlossenen Kraftfluss zwischen Schnittstelle, Untersatz, Ständer und Querbalken mit Support verzichtet werden kann.
Während diese Lösung sich bei extrem großen Maschinen in der Praxis bewährt hat, wird man bei Maschinen mit Bearbeitungsdurchmessern r4000 4000 mm der geschlossenen Bauweise, mit am Maschinenständer angelenktem Untersatz, dnr Vorzug geben.
Eine mögliche Ausführungsform derartiger Maschinen bestünde darin, das Untersatz-Bett zentral vor dem Maschinenständer anzuordnen und mit diesem zu verbinden. Dabei wurde aber die Anordnung des Hauptantriebsmotors und des Planscheiben-Getriebes sehr problematisch und außerdem müßte der Maschinenständer soweit aufgeschnitten werden, daß Untersatz und Planscheibe in diesen eintauchen können, damit die Werkzeugposition um die Hälfte des Verfahrweges (Y-Achse) über der Planscheibenmitte liegt.
Eine weitere Lösung der gestellten Aufgabe besteht auch darin, die Bewegungen der NC-gesteuerten X- und C-Achse vektoriell zu kombinieren, um Bearbeitungsvorgänge wie z. B. das Fräsen kubischer oder sonstiger polygoner Flächen auszuführen. Während die X-Achse (Querbalkensupport) eine Linearachse ist, handelt es sich bei der C-Achse um eine Rotationsachse. Dabei sind nicht nur die Masse -der Planscheibe mit ihrer ganzen Antriebskette sondern auch noch die ganz unterschiedlich große Masse des darauf gespannten Werkstückes möglichst verzögerungsfrei zu beschleunigen und zu bremsen. Die Aufgabe ist mit den derzeit bekannten Mitteln, zur Steuerung der Vorschubantriebsmotoren, nur mit starken Einschränkungen zu bewältigen. Diese bei schweren Großwerkzeugmaschinen gegenwärtig nicht befriedigend zu lösenden Probleme schränken den Einsatz einer solchen Steuerungsmöglichkeit erheblich ein und lassen sie nur für bestimmte Anwendungen zu.
Die erfindungsgemäße Lösung der seit langem bestehenden Aufgabe geht aus von einer konventionellen Senkrechtdrehmaschine, ausgerüstet mit einer Planscheibe und einem am Maschinenständer angeordneten Querbalken, auf dem der Querbalkensupport und in diesem der Senkrecht-Werkzeugschieber mittels NC-gesteuerter X- und Z-Achse verfahrbar sind, und sie besteht darin, daß der Maschinenständer (1) an seiner Oberseite eine Schlittenführung (4) aufweist, die in der Ebene der X-Achse, jedoch rechtwinklig zu dieser verläuft und als NC-gesteuerte Y-Achse zum Verfahren eines Zwischenstückes (5) in Richtung von und zur Planscheibe (3) ausgebildet ist, an dessen Vorderseite der Querbalken (6) mit in X-und Z-Richtung, als NC-gesteuerter Achse, verstellbarem Querbalkensupport und Senkrecht-Werkzeugschieber angeordnet ist, und die mit einer NC-gesteuerten C-Rotationsachse der Planscheibe (3) ausgerüstet ist.
Die Senkrechtdrehmaschine mit den Merkmalen der Erfindung ermöglicht es, auch komplizierteste großvolumige und schwere Werkstücke unabhängig von deren äußerer Gestaltung in einer Aufspannung auf der Planscheibe vollständig zu bearbeiten. Es können durch die Kombinationsmöglichkeiten der NC-Steuerung der X- und Y-Linearachsen und der C-Rotationsachse alle Punkte und Flächen des Werkstückkörpers spangebend durch Drehen, Fräsen, Bohren und Gewindeschneiden fertigbearbeitet werden.
Mit Hilfe der Vorschubbewegung in Y- bzw. in X-Richtung ist damit auch an Senkrechtdrehmaschinen bei denen der Maschinenständer und der Untersatz mit Planscheibe eine Einheit bilden die Kombination von Dreh-und Fräsarbeiten auch bei der Rundumbearbeitung solcher Werkstücke möglich, die z. B. innen zylindrisch und außen kubisch sind, ferner auch von solchen Werkstücken, die zwar in ihrer Grundform zylindrisch sind, jedoch an ihrer Ober-, Innen- oder Außenseite zu bearbeitende Flächen aufweisen, deren Mittelachse nicht die Werkstückmitte bzw. das Planscheibenzentrum schneidet.
Besondere Vorteile ergeben sich auch, wenn bei der erfindungsgemäßen Maschine an den Seitenflächen eines kubischen Werkstücks nicht nur mit Walzenfräsern gearbeitet wird, sondern beim Einsatz von sogenannten Winkelfräsköpfen auch mit Stirn- und Eckmesserköpfen deren hohe Spanleistung ausgenutzt werden kann.
Die erfindungsgemäße Ausbildungsweise einer Senkrechtdrehmaschine findet ihr Hauptanwendungsgebiet bei Maschinengrößen etwa zwischen 630 und 4000 mm Bearbeitungsdurchmesser.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im folgenden näher erläutert. Der Maschinenständer ist mit 1 und dessen Untersatz mit Antrieb für die Planscheibe 3 ist mit 2 bezeichnet. Die Planscheibe 3 rotiert um die Vertikal-Rotationsachse soll, gekennzeichnet mit einem Pfeil.
Der Maschinenständer 1 ist mit der horizontalen Schlittenführung 4 versehen, mittels welcher das Zwischenstück 5 in der mittels Pfeil gekennzeichneten "Y"-Linearachse verfahrbar ist. Am Zwischenstück 5 ist der Querbalken 6 angebracht, an dessen Schlittenführung in der mit Pfeil gekennzeichneten Linearachse "X" der Querbalkensupport verfahrbar ist, der den Werkzeugschieber 7 trägt; letzterer ist in der mit dem Pfeil gekennzeichneten "Z"-Achse verfahrbar. Der Werkzeugschieber 7 ist mit dem Schwenkkopf 8 versehen - schwenkbar wie durch den Pfeil "A" dargestellt - und trägt das Fräswerkzeug 9.

Claims

Senkrechtdrehmaschi ne Patentanspruch Senkrechtdrehmaschine mit einer Planscheibe und einem vor dem Maschinenständer angeordneten Querbalken auf dem, in Richtung der X-Achse, der Querbalkensupport und in diesem, in Richtung der Z-Achse, der Senkrecht-Werkzeugschieber mittels einer numerischen Steuerung verfahrbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Maschinenständer (1) an seiner Oberseite eine Schlittenführung (4) aufweist, die in der Ebene der X-Achse, jedoch rechtwinklig zu dieser verläuft und als NC-gesteuerte Y-Achse zum Verfahren eines Zwischenstückes (5) in Richtung von und zur Planscheibe (3) ausgebildet ist, an dessen Vorderseite der Querbalken (6) mit in X- und Z-Richtung, als NC-gesteuerter Achse, verstellbarem Querbalkensupport und Senkrecht-Werkzeugschieber angeordnet ist, und die mit einer NC-gesteuerten C-Rotationsachse der Planscheibe (3) ausgerüstet ist.