SE525948C2

SE525948C2 - Machining

Info

Publication number: SE525948C2
Application number: SE0002425A
Authority: SE
Inventors: Percy Modig
Original assignee: Modig Technical Consulting Ab
Priority date: 2000-06-28
Filing date: 2000-06-28
Publication date: 2005-05-31
Also published as: AU2001269657A1; WO2002000390A1; SE0002425D0; SE0002425L

Abstract

A multi-operation machine (1) comprises a machine frame (2), a holder (3), which is arranged to hold a workpiece (4) and to move said workpiece during machining thereof along three axes constituting a first (x), a second (y) and a third (z) axis of a three-dimensional co-ordinate system, and at least two tools (5), which are each fitted to a support (6) adn which are arranged to machine the workpiece (4) in sequence while this is being displaced by means of the holder (3). Each support (6) is arranged to assume a fixed position relative to the machine frame (2) while the workpiece (4) is being machined by the associated tool (5). The machine frame (2) has the shape of an upwardly open U-shaped channel (7) over which the support (3) extends like an overhead crane and which has a bottom portion (10) in which the supports (6) are arranged.

Description

25 30 (_17 IR 'I G1 del, nämligen hàllaren, som förflyttas. 30 (_17 IR 'I G1 part, namely the holder, which is moved.

En nackdel med den kända maskinen är att de bearbet- ningsmöjligheter dess tvâ spindlar inte är optimala, ef- tersom det med endast tvà spindlar inte är möjligt att åstadkomma adekvat drivning av alla förekommande verktyg.A disadvantage of the known machine is that the machining possibilities of its two spindles are not optimal, since it is not possible with only two spindles to achieve adequate drive of all existing tools.

Andamàlet med uppfinningen Mot denna bakgrund är ändamålet med uppfinning att åstadkomma en förbättrad fleroperationsmaskin, som pà ett synnerligen enkelt sätt gör det möjligt att optimera bàde antalet och utförandet av fästen för verktyg, som âr av- sedda för bearbetning av ett arbetsstycke.The object of the invention Against this background, the object of the invention is to provide an improved multi-operation machine which in a particularly simple manner makes it possible to optimize both the number and the design of the brackets for tools which are intended for machining a workpiece.

Sammanfattning av uppfinningen Enligt uppfinningen uppnås detta ändamål vid en fleroperationsmaskin enligt ingressen genom att maskin- stativet har formen av en uppàt öppen U-formig ränna, över vilken hàllaren sträcker sig traversformigt och vil- ken har ett bottenparti, i vilket fàstena är anordnade.Summary of the invention According to the invention, this object is achieved in a multi-operation machine according to the preamble in that the machine frame has the shape of an upwardly open U-shaped groove, over which the holder extends traversely and which has a bottom portion, in which the brackets are arranged.

Tack vare lösningen enligt uppfinningen med den tra- versformiga hàllaren och den U-formiga rânnan skapas ett av hållaren opàverkat utrymme i rännans bottenparti, där det är möjligt att anbringa fästen i lämpligt antal och av lämplig typ.Thanks to the solution according to the invention with the traverse-shaped holder and the U-shaped gutter, a space created by the holder is created in the bottom part of the gutter, where it is possible to arrange brackets in a suitable number and of a suitable type.

Företrädesvis är fåstena därvid anordnade i var sin av ett flertal öppningar i rännans bottenparti och är de förskjutbara mellan vardera ett arbetsläge, i vilket det tillhörande verktyget är beläget inom ett bearbetnings- område för bearbetning av arbetsstycket, och vardera ett viloläge, i vilket det tillhörande verktyget är beläget utanför nämnda bearbetningsomràde. Fördelen med denna lösning är att öppningarna skapar ytterligare utrymme för fästen i rännans bottenparti. 0000 0 0 0 0 00 0000 0 0 0 000 0000 10 15 20 25 30 Företrädesvis innefattar rännans bottenparti dess- utom en horisontell bottenvägg och två vertikala, paral- lellt med varandra pä ömse sidor om bottenväggen sig re- sande sidoväggar, varvid öppningarna är utformade dels i nämnda bottenvägg och dels i nämnda sidoväggar. Fördelen med detta är att det pà så sätt blir möjligt att pà ett synnerligen enkelt sätt inrätta fästen både för horison- tellt och vertikalt inriktade verktyg.Preferably, the fasteners are arranged in each of a plurality of openings in the bottom part of the gutter and they are displaceable between each a working position, in which the associated tool is located within a machining area for machining the workpiece, and each a rest position, in which the associated the tool is located outside said machining area. The advantage of this solution is that the openings create additional space for the brackets in the bottom part of the gutter. Preferably, in addition, the bottom portion of the gutter further comprises a horizontal bottom wall and two vertical, side walls rising parallel to each other on either side of the bottom wall, the openings being designed partly in said bottom wall and partly in said side walls. The advantage of this is that in this way it becomes possible to set up brackets in a very simple way for both horizontally and vertically oriented tools.

Företrädesvis är öppningarna dessutom tunnelformiga och innefattar fästena konsoler för infästning däri. För- delen med detta är att montering och demontering av fäs- tena pà sä sätt underlättas avsevärt.Preferably, the openings are also tunnel-shaped and include the brackets for mounting brackets therein. The advantage of this is that assembly and disassembly of the brackets is thus considerably facilitated.

Företrädesvis har öppningarna därutöver mynningar pà rännans utsida och är fästena genom dessa mynningar ut- bytbara från rännans utsida. Fördelen med denna lösning är att àtkomligheten till fästena förbättras avsevärt och att det om så önskas är möjligt att montera eller demon- tera ett fäste medan maskinen är i drift.Preferably, the openings in addition have mouths on the outside of the gutter and the brackets through these mouths are replaceable from the outside of the gutter. The advantage of this solution is that the accessibility to the brackets is significantly improved and that, if desired, it is possible to mount or disassemble a bracket while the machine is in operation.

Företrädesvis är den tredje axeln vertikal och är hàllaren inrättad att rotera arbetsstycket kring denna.Preferably, the third shaft is vertical and the holder is arranged to rotate the workpiece about it.

Dessutom är hàllaren företrädesvis inrättad att rotera arbetsstycket kring en horisontell rotationsaxel, som är roterbar kring den vertikala axeln och som är parallell med ett plan genom nämnda första och andra axel. Därut- över är hàllaren företrädesvis inrättad att rotera ar- betsstycket kring en ytterligare rotationsaxel, som är vinkelrät mot nämnda vertikala axel och nämnda horison- tella rotationsaxel. Fördelarna med de ytterligare rörel- seaxlarna är att de var och en utökar möjligheterna att bearbeta arbetsstycket.In addition, the holder is preferably arranged to rotate the workpiece about a horizontal axis of rotation which is rotatable about the vertical axis and which is parallel to a plane through said first and second axes. In addition, the holder is preferably arranged to rotate the workpiece about an additional axis of rotation, which is perpendicular to said vertical axis and said horizontal axis of rotation. The advantages of the additional axes of movement are that they each increase the possibilities of machining the workpiece.

Företrädesvis innefattar åtminstone ett av fästena en verktygsväxlare, som är anordnad att i nämnda viloläge växla mellan åtminstone tvä verktyg. Fördelen med detta 10 15 20 25 30 coola o c a c en cnsnøo l o: oo är att det på så sätt medan ett annat av maskinens verk- tyg arbetar blir möjligt att enkelt byta till ett nytt verktyg när det gamla är slitet eller till ett verktyg av annan typ.Preferably, at least one of the brackets comprises a tool changer, which is arranged to switch between at least two tools in said rest position. The advantage of this cool ocac en cnsnøo lo: oo is that in this way while another of the machine's tools is working it becomes possible to easily change to a new tool when the old one is worn or to a tool of another type.

Vid en utföringsform av uppfinningen är àtminstone ett av fástena en spindelenhet, som är anordnad att ro- tera ett verktyg. Företràdesvis är dock ett flertal spin- delenheter inrättade, varvid varje spindelenhet har till det eller de tillhörande verktygen anpassade egenskaper.In an embodiment of the invention, at least one of the fasteners is a spindle unit, which is arranged to rotate a tool. Preferably, however, a plurality of spindle unit units are arranged, each spindle unit having properties adapted to the associated tool or tools.

Fördelen med speciellt anpassade spindelenheter är att de gör det möjligt att bearbeta ett arbetsstycke på ett op- timalt sätt både avseende tidsåtgång och produktkvalitet.The advantage of specially adapted spindle units is that they make it possible to machine a workpiece in an optimal way both in terms of time consumption and product quality.

Kort beskrivning av ritningarna En fördragen utföringsform av uppfinningen beskrivs närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: fig 1 är en perspektivvy och visar en föredragen ut- föringsform av fleroperationsmaskinen enligt uppfinnin- Qen; fig 2 âr en perspektivvy och visar en för fleropera- tionsmaskinen avsedd verktygsspindel vid verktygsväxling; och fig 3 är en perspektivvy och visar verktygsspindeln i ett viloläge.Brief Description of the Drawings A preferred embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 is a perspective view showing a preferred embodiment of the multi-operation machine according to the invention; Fig. 2 is a perspective view showing a tool spindle intended for the multi-operation machine during tool change; and Fig. 3 is a perspective view showing the tool spindle in a rest position.

Beskrivning av en föredragen utföringsform Den i fig 1 visade fleroperationsmaskinen l har ett maskinstativ 2. En hållare 3, som uppbärs av maskin- stativet 2, är inrättad att hålla fast ett arbetsstycke 4 och att medan detta bearbetas i maskinen 1 förflytta det längs tre axlar, som utgör en första x, en andra y och en tredje z axel av ett tredimensionellt, rätvinkligt koor- 10 15 20 25 30 dinatsystem. Inuti maskinen är ett flertal rotationsverk- tyg 5 är monterade på var sin spindel 6. Verktygen 5 är inrättade att efter varandra bearbeta arbetsstycket 4 me- dan detta förflyttas medelst hàllaren 3, varvid vardera spindel 6 inrättat att intaga ett fast läge relativt ma- skinstativet 2 medan arbetsstycket 4 bearbetas medelst det till den i arbete varande spindelns 6 verktyget 5.Description of a preferred embodiment The multi-operation machine 1 shown in Fig. 1 has a machine stand 2. A holder 3, supported by the machine stand 2, is arranged to hold a workpiece 4 and to move it along three axes while it is being machined in the machine 1. , which constitutes a first x, a second y and a third z axis of a three-dimensional, right-angled coordinate system. Inside the machine, a plurality of rotary tools 5 are mounted on respective spindles 6. The tools 5 are arranged to machine the workpiece 4 in succession while it is moved by means of the holder 3, each spindle 6 arranged to assume a fixed position relative to the machine frame 2 while the workpiece 4 is machined by means of the tool 5 of the working spindle 6.

Maskinstativet 2 har som synes formen av en uppät (z-riktningen) öppen U-formig ränna 7, över vilken hål- laren 3 sträcker sig traversformigt, det vill säga den överbryggar rännans 7 övre öppning 8, som omges av i x- riktningen sig sträckande skenor 9 för hàllarens 3 för- skjutning i denna riktning. Rännan 7 har dessutom ett bottenparti 10, i vilket spindlarna 6 är anordnade.The machine frame 2 apparently has the shape of an upwardly (z-direction) open U-shaped groove 7, over which the holder 3 extends traversely, i.e. it bridges the upper opening 8 of the groove 7, which is surrounded by itself in the x-direction. stretching rails 9 for the displacement of the holder 3 in this direction. The gutter 7 also has a bottom portion 10, in which the spindles 6 are arranged.

Spindlarna 6 är närmare bestämt anordnade i var sin av ett flertal öppningar 11 i rännans 7 bottenparti 10.More specifically, the spindles 6 are arranged in each of a plurality of openings 11 in the bottom portion 10 of the gutter 7.

Detta bottenparti 10 innefattar en horisontell bottenvägg 12 och tvà vertikala, parallellt med varandra pà ömse si- dor om bottenväggen sig resande sidoväggar 13. Öppning- arna 11 är utformade dels i nämnda bottenvägg 12 och dels i nämnda sidoväggar 13, varvid de som synes är tunnel- formiga och har mynningar 14 på maskinstativets 2 eller rännans 7 utsida, genom vilka spindlarna 6 är utbytbara.This bottom portion 10 comprises a horizontal bottom wall 12 and two vertical, side walls 13 rising parallel to each other on either side of the bottom wall. The openings 11 are formed partly in said bottom wall 12 and partly in said side walls 13, the tunnel-shaped and have orifices 14 on the outside of the machine frame 2 or the gutter 7, through which the spindles 6 are replaceable.

Utöver de tre förskjutningsaxlarna x, y och z, som definieras av de ovan nämnda skenorna 9 och av horison- tella, i y-riktningen sig sträckande skenor 15 och verti- kala, i z-riktningen sig sträckande skenor 16, har hälla- ren 3 även tre rotationsaxlar. Den första av dessa rota- tionsaxlar definieras av z-axeln och löper centralt genom en tack vare skenorna 16 vertikalt förskjutbar mittpelare 19 av hällaren 3 och gör att en på pelaren 19 monterad och till hàllaren 3 hörande gaffel 17 är roterbar kring z-axeln. Den andra av dessa rotationsaxlar är horison- 10 15 20 25 30 LN P2 CH k? o o oo o o o oooo o oo oo ooo oo oo oo oo o o oo o o oo ov oo oo oooo o o tell, dvs ligger i xy-planet, och sträcker sig centralt genom en pä gaffeln 17 lagrad axeltapp 18, pà vilken en ytterligare hàllardel 20 är svängbart lagrad. Den tredje av dessa rotationsaxlar sträcker sig centralt genom en axeltapp 21, som är lagrad pà hàllardelen 20 och är vin- kelrätt både mot z-axeln och mot axeltappen 18 och gör att arbetsstycket 4 kan svängas pà ytterligare ett sätt.In addition to the three displacement axes x, y and z, which are defined by the above-mentioned rails 9 and by horizontal rails 15 extending in the y-direction and vertical rails 16 extending in the z-direction, the holder has 3 also three axes of rotation. The first of these axes of rotation is defined by the z-axis and runs centrally through a center pillar 19 of the holder 3 which is vertically displaceable thanks to the rails 16 and makes a fork 17 mounted on the pillar 19 and belonging to the holder 3 rotatable about the z-axis. The other of these axes of rotation is horizontal 10 15 20 25 30 LN P2 CH k? oo oo ooo oooo o oo oo ooo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo oo, ie lies in the xy plane, and extends centrally through a shaft pin 18 mounted on the fork 17, on which a further holder part 20 is pivotally mounted. The third of these axes of rotation extends centrally through a shaft pin 21, which is mounted on the holder part 20 and is perpendicular both to the z-axis and to the shaft pin 18 and allows the workpiece 4 to be pivoted in a further way.

I fig 2 och 3 visas en av verktygsspindlarna 6 när- mare. Den har en drivenhet 22, som via en drivrem 23 dri- ver en axel 24. Pà axeln 24 kan ett av fyra verktyg 5 monteras med hjälp av en verktygsväxlare 25. Verktygs- växlaren 25 innefattar en verktygshàllare 26 i form av en rund skiva med urtagningar 27 för verktygen 5 och är pà skenor 28 medelst ett kolvaggregat 29 förskjutbar mellan ett i fig 2 visat växlingsläge och ett i fig 3 visat vi- loläge. Därvid är skenorna 28 pà ett fördelaktigt sätt placerade på en konsol 30, som används för fastsättning av verktygsspindeln 6 i någon av de i fig 1 visade tun- nelformiga öppningarna ll.Figures 2 and 3 show one of the tool spindles 6 in more detail. It has a drive unit 22 which drives a shaft 24 via a drive belt 23. On the shaft 24 one of four tools 5 can be mounted by means of a tool changer 25. The tool changer 25 comprises a tool holder 26 in the form of a round disc with recesses 27 for the tools 5 and are displaceable on rails 28 by means of a piston assembly 29 between a gear position shown in Fig. 2 and a rest position shown in Fig. 3. In this case, the rails 28 are advantageously placed on a bracket 30, which is used for fastening the tool spindle 6 in one of the tunnel-shaped openings 11 shown in Fig. 1.

Såsom framgår av fig 2 och 3 kan speciellt de verti- kalt inriktade verktygsspindlarna 6 också vara förskjut- bara mellan ett i fig 2 visat arbetsläge och ett i fig 3 visat viloläge. För att i viloläget tillförlitligt skydda spindeln 6 och ett på denna monterat verktyg 5 är som sy- nes drivenheten 22 och de av den drivna delarna medelst ett kolvaggregat 31 förskjutbart anordnade i ett skydds- hölje 32, som i viloläget är tillslutbart med hjälp av ett lock 33.As can be seen from Figs. 2 and 3, in particular the vertically aligned tool spindles 6 can also be displaceable between a working position shown in Fig. 2 and a rest position shown in Fig. 3. In order to reliably protect the spindle 6 and a tool 5 mounted thereon in the rest position, the drive unit 22 and the parts of it driven by means of a piston assembly 31 are slidably arranged in a protection housing 32, which in the rest position can be closed by means of a lock 33.

Fackmannen inser att den ovan beskrivna fleropera- tionsmaskinen 1 kan varieras pà olika sätt inom ramen för patentkraven, speciellt avseende spindlarna 6, som mycket väl kan vara någon annan form av verktygsfäste. oo oo oo oo or oo o o o o o o I oo oo o o o oThose skilled in the art will appreciate that the multi-operation machine 1 described above can be varied in various ways within the scope of the claims, especially with respect to the spindles 6, which may well be some other form of tool holder. oo oo oo oo or oo o o o o o o o I oo oo o o o o

Claims

10 15 20 25 30 (_51 FJ 4 \ 9 .I: s 7 PATENTKRAV

A multi-operation machine comprising on the one hand a machine frame (2) in the form of an upwardly open U-shaped groove (7), which has a bottom portion (10) with a horizontal bottom wall (12) and two vertical ones, parallel to each other on on either side of the bottom wall (12) are raised side walls (13), on the one hand a holder (3), which extends traversely over the gutter (7) and which is arranged to hold a workpiece (4) and that while this is processed for move it along three axes, which constitute a first (x), a second (y) and a third (z) axis of a three-dimensional coordinate system, and at least two tools (5), which are mounted on each bracket (6 ) and which are arranged to successively work the workpiece (4) while it is moved by means of the holder (3), each bracket (6) being arranged to assume a fixed position relative to the machine frame (2) while the workpiece (4) is machined by means of the holder (3). associated tool (5), characterized in that the brackets (6) are arranged in each of a a plurality of openings (11), which are formed partly in said bottom wall (12) and partly in said side walls (13), and that they are displaceable between each a working position, in which the associated tool (5) is located within a machining area for machining the workpiece (4), and each a rest position, in which the associated tool (5) is located outside said machining area, the openings (11) having orifices (14) on the outside of the gutter (7), through which orifices ( 14) the brackets (6) are replaceable from the outside of the gutter (7).

Machine according to claim 1, characterized in that the openings (II) are tunnel-shaped and that the brackets (6) comprise brackets (30) for fastening therein. 10 15 20 25 LH 3 \ Û „'72 CI 8

3. A machine according to claim 1 or 2, characterized in that said third shaft (z) is vertical and that the holder (3) is arranged to rotate the workpiece (4) around it.

Machine according to claim 3, characterized in that the holder (3) is arranged to rotate the workpiece (4) about a horizontal axis of rotation (18), which is rotatable about the vertical axis (z) and which is parallel to a plane through said first and second axes (x, y).

Machine according to claim 4, characterized in that the holder (3) is arranged to rotate the workpiece (4) about a further axis of rotation (21), which is perpendicular to said vertical axis (z) and said horizontal axis of rotation (18). ).

A machine according to any one of claims 1-5, characterized in that at least one of the brackets (6) comprises a tool changer (25), which is arranged to switch between at least two tools (5) in said rest position.

A machine according to any one of claims 1-6, characterized in that at least one of the brackets is a spindle unit (6), which is arranged to rotate a tool (5).

Machine according to claim 7, characterized in that a plurality of spindle units (6) are arranged, each spindle unit (6) having properties specially adapted to the associated tool or tools (5).