DE3620342C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit einem Spindelstock und mit Werkzeughaltern zum aufeinanderfolgen­ den Bearbeiten von Werkstücken mit unterschiedlichen Werk­ zeugen, wobei die Werkzeughalter an freien Enden von Greif­ armen auf einem Kreis um den Spindelstock herum angeordnet sind und mittels der Greifarme aus einer Magazinstellung im Abstand von einer Achse des Spindelstocks mit einer Schwenk­ bewegung in eine mit der Achse fluchtende und gegenüber der Magazinstellung abgesenkte Lage zum Einspannen in den Spin­ delstock bringbar sind.

Eine derartige Werkzeugmaschine ist aus der DE-OS 32 33 934 bekannt.

Die bekannte Werkzeugmaschine weist einen zentralen Spindel­ stock mit senkrechter Spindelachse auf, der in mehreren Koordinatenachsen verfahrbar ist. Um den Spindelstock herum sind im Kreis mehrere, beispielsweise zwölf Greifarme ange­ ordnet, die an ihren unteren freien Enden Werkzeughalter für verschiedene Fräs- und Bohrwerkzeuge halten. Die Greifarme sind mit Parallelogrammführungen versehen, so daß die Werk­ zeughalter unter Beibehaltung ihrer vertikalen Achsrichtung aus einer Magazinstellung in eine Spindelstellung und umge­ kehrt bringbar sind. Die Magazinstellung entspricht dabei einer angehobenen und von der Spindelachse beabstandeten Position, während die Spindelposition eine mit der Spindel­ achse fluchtende Position ist, aus der heraus der Werkzeug­ halter in die Spindel eingezogen und dort verriegelt werden kann.

Bei der bekannten Werkzeugmaschine ist es nur bekannt, übliche Werkzeuge, d.h. Fräser, Bohrer und dergleichen einzusetzen, die ausschließlich durch den motorischen An­ trieb der Spindel mit vorbestimmter Drehzahl gedreht und durch den Verfahrmechanismus des Spindelstocks entsprechend numerisch vorgegebener Koordinaten verfahren werden.

Will man an einem mit der bekannten Werkzeugmaschine zu bearbeitenden oder bearbeiteten Werkstück weitere Bearbei­ tungs-, Handhabungs- oder Fügearbeiten vornehmen, beispiels­ weise Einsetzen von Bolzen oder Schrauben, Einlegen von Federn, Löten, Schweißen, Nieten und dergleichen, Arbeiten also, die mit dem spindeleigenen Drehantrieb nicht ausführ­ bar sind, so ist es erforderlich, das Werkstück vor, während oder nach der Bearbeitung durch die Werkzeugmaschine auszu­ spannen, an einen getrennten Arbeitsplatz zu bringen und dort das Werkstück in der genannten Weise zu bearbeiten, zu montieren oder dergleichen.

Aus der DE-OS 32 32 093 ist eine automatische Nietmaschine für Clipspant- und Clipstringer-Nietung im Luftfahrzeugbau bekannt. Die Nietmaschine weist eine mit Führungen versehene Haltekonsole auf, die ihrerseits mit einem Spannkegel zum Ankoppeln an Roboter und ähnliche Geräte versehen ist. Die bekannte Nietmaschine ist somit ausschließlich für den Gebrauch bei einem sogenannten Einzweckroboter vorgesehen, d.h. bei einem Roboter, der ein einziges Mal für eine be­ stimmte Bearbeitungsaufgabe bestückt und eingestellt wird und diese Bearbeitungsaufgabe dann eine Vielzahl von Malen hintereinander ausführt. Typischerweise stehen derartige Einzweckroboter in Montagehallen, wo sie so lange die ge­ nannte Bearbeitungsaufgabe erfüllen, wie die zu bearbeiten­ den Werkstücke bzw. Erzeugnisse überhaupt hergestellt wer­ den. Erst wenn die Produktion dieses Werkstücks oder Pro­ dukts eingestellt oder verändert wird, werden auch die Einzweckroboter, die zur Bearbeitung vorgesehen waren, für einen neuen Serieneinsatz umgerüstet. Die bekannte Niet­ maschine ist daher in keiner Weise dazu vorgesehen oder gar ausgebildet, um im wechselnden Einsatz neben anderen, ohne zusätzliche Fremdkraft arbeitenden Werkzeugen wie Bohrern oder Fräsern in eine Spindel einer Werkzeugmaschine einge­ setzt zu werden, die als Bearbeitungszentrum an Werkstücken nacheinander eine Vielzahl unterschiedlicher, üblicherweise spanabhebender Bearbeitungsvorgänge durch ständiges Wechseln von Werkzeugen ausübt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Werk­ zeugmaschine der eingangs genannten Art dahingehend weiter­ zubilden, daß auch Montage, Füge- und sonstige Arbeiten der genannten Art mit der Werkzeugmaschine ausgeführt werden können, ohne das Werkstück hierzu umspannen zu müssen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß mindestens ein Werkzeughalter ein fremdkraftbetätigtes Werkzeug trägt, von dem flexible Energie- und/oder Signal­ leitungen zu raumfesten Anschlußpunkten der Werkzeugmaschine führen, wobei die Länge der Leitungen an den Weg der Werk­ zeughalter während der Schwenkbewegung angepaßt ist.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst, weil es mit Hilfe des fremdkraftbe­ tätigten Werkzeuges leicht möglich ist, beispielsweise Teile an dem Werkstück zu montieren, das Werkstück zu löten, zu schweißen, zu vernieten oder dergleichen mehr. Die Erfindung macht sich dabei die Tatsache zunutze, daß bei einem raumfe­ sten Werkzeugmagazin (im Gegensatz beispielsweise zu einem revolverartig drehbaren Werkzeugmagazin) die Lage der Werk­ zeughalter in der Nähe des Spindelstocks - abgesehen von der Schwenkbewegung beim Einwechseln der Werkzeughalter - unver­ ändert ist, so daß Fremdkraft über verhältnismäßig kurze flexible Leitungen, insbesondere Kabel, Schläuche und der­ gleichen zugeführt und auch Signale zu den, bzw. von den Fremdkraftbetätigten Werkzeugen geführt werden können.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist das Werkzeug eine Blindniet-Pistole.

Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß in der genannten Weise mehrere Teile, beispielsweise Bleche, miteinander vernietet werden können, ohne diese Teile umspannen zu müssen. Zum Betrieb einer Blindniet-Pistole sind Signal- und Energielei­ tungen insoweit erforderlich, als aus einem Nietenbunker einzelne Nieten in das Werkzeug gebracht und dann mittels Premdkraft die Blindnietung am Werkstück durchzuführen ist. Die hierzu erforderlichen Leitungsverbindungen sind jedoch in dem genannten Rahmen mit einem Werkzeugmagazin der ein­ gangs genannten Art herzustellen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematisierte Gesamtansicht eines Ausfüh­ rungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Werkzeug­ maschine;

Fig. 2 in vergrößertem Maßstab ein Zweiphasenbild einer Blindniet-Pistole, die bei einer Werkzeugmaschine gemäß Fig. 1 eingesetzt ist.

In Fig. 1 bezeichnet 10 insgesamt eine Werkzeugmaschine mit einem raumfesten Sockel 11, auf dem ein Werkstücktisch 12 angeordnet ist, auf dem wiederum die zu bearbeitenden Werk­ stücke montiert werden. Ein Ständer 13 trägt einen Spindel­ stock 14 mit vertikaler Achse 15. Um den Spindelstock 14 herum ist ein Werkzeugmagazin 16 im Kreis angeordnet, das eine Vielzahl von Greifarmen 17, beispielsweise zwölf Greif­ arme 17 aufweist. An den unteren freien Enden der Greifarme 17 sind Werkzeughalter 18 gehalten, die Werkzeuge unter­ schiedlicher Art, beispielsweise Bohrer und Fräser aufweisen können.

Die Greifarme 17 sind mit einer Parallelogrammführung 20 versehen, die jeweils mittels einer Kolben-Zylinder-Ein­ heit 21 gegen die Kraft einer Feder nach unten auslenkbar sind, so daß jeweils einer der Werkzeughalter 18 aus der oberen, im Kreis um die Achse 15 angeordneten Magazinposi­ tion in eine mit der Achse 15 fluchtende Spindelposition bringbar ist.

Um nun an einem in Fig. 1 nicht dargestellten Werkstück außer einem Fräs- oder Bohrvorgang auch einen Bearbeitungs-, Montage- oder Fügevorgang ausüben zu können, bei dem ein fremdkraftbetätigtes Werkzeug erforderlich ist, ist an einem oder mehreren der Werkzeughalter 18 ein derartiges fremd­ kraftbetätigtes Werkzeug vorgesehen.

Fig. 2 zeigt hierzu als Beispiel eine Blindniet-Pistole 30, die in der linken Hälfte der Fig. 2 sich in einer Magazinpo­ sition und in der rechten Hälfte von Fig. 2 in einer Spin­ delposition befindet.

Die Blindniet-Pistole 30 ist von üblicher Bauart und soll daher im Rahmen der vorliegenden Anmeldung nicht näher beschrieben werden. Von der Blindniet-Pistole 30 führen Leitungen 31, 32, 33 zu in Fig. 2 nicht im einzelnen darge­ stellten raumfesten Anschlußpunkten. Die Leitungen 31, 32, 33 können Pneumatikleitungen, Hydraulikleitungen oder Lei­ tungen für elektrische Signale sein, um die Blindniet-Pisto­ le 30 in an sich bekannter Weise zu steuern.

Ein Werkzeughalter 35, der ähnlich wie die bereits geschil­ derten Werkzeughalter 18 ausgebildet ist, ohne jedoch ein Bohr- oder Fräswerkzeug zu tragen, ist mit einem Flansch 36 versehen, der die Blindniet-Pistole 30 trägt.

In der linken Hälfte von Fig. 2 erkennt man, daß die Arme der Parallelogrammführung 20 sich in der Magazinposition bei eingezogenem Kolben 22 der Kolben-Zylinder-Einheit 21 in näherungsweise horizontaler Position befinden, so daß die Blindniet-Pistole 30 radial von der Achse 15 beabstandet und gegenüber dem unteren Ende des Spindelstocks 14 angehoben ist.

In der rechten Hälfte von Fig. 2, in der insoweit identische Bezugszeichen verwendet sind, die jedoch zur Unterscheidung mit einem Apostroph versehen sind, ist die Spindelposition gezeigt und man erkennt, daß bei ausgefahrenem Kolben 22′ sich die Arme der Parallelogrammführung 20′ in nahezu verti­ kaler Position befinden. In dieser Position ist der Werk­ zeughalter 35 in den Spindelstock 14 eingespannt und die Blindniet-Pistole 30′ befindet sich in ihrer unteren Posi­ tion, in der sie an dem Werkstück die gewünschte Blindnie­ tung vornehmen kann. Nur über die Leitungen 31, 32, 32 werden nun Signale und/oder Energie zur Blindniet-Pistole 30 geleitet, so daß diese nach der erforderlichen Bestückung aus einem in Fig. 2 nicht näher dargestellten Nietenbunker die gewünschte Blindnietung vornehmen kann.

Es versteht sich, daß die Blindniet-Pistole 30 in Fig. 2 nur als Beispiel dargestellt und erläutert wurde, es können stattdessen selbstverständlich auch andere fremdkraftbetä­ tigte Werkzeuge, beispielsweise Lötpistolen, Schweißgeräte, Füge- oder Montagegeräte eingesetzt werden, die wiederum über Leitungen von außen mit Signalen und/oder Energie versorgt werden.

Claims (2)

1. Werkzeugmaschine mit einem Spindelstock (14) und mit Werkzeughaltern (18; 35) zum aufeinanderfolgenden Bearbeiten von Werkstücken mit unterschiedlichen Werkzeugen, wobei die Werkzeughalter (18; 35) an freien Enden von Greifarmen (17) auf einem Kreis um den Spindelstock (14) herum angeordnet sind und mit­ tels der Greifarme (17) aus einer Magazinstellung im Abstand von einer Achse (15) des Spindelstocks (14) mit einer Schwenkbewegung in eine mit der Achse (15) fluchtende und gegenüber der Magazinstellung abgesenk­ te Lage zum Einspannen in den Spindelstock (14) bring­ bar sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Werkzeughalter (35) ein fremdkraftbetätigtes Werkzeug trägt, von dem flexible Energie- und/oder Signallei­ tungen (31, 32, 33) zu raumfesten Anschlußpunkten der Werkzeugmaschine (10) führen, wobei die Länge der Leitungen (31, 32, 33) an den Weg der Werkzeughalter (35) während der Schwenkbewegung angepaßt ist.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß das Werkzeug eine Blindniet-Pistole (30) ist.