DE102010003420A1

DE102010003420A1 - Werkzeugeinspannverfahren und Werkstückzentriervorrichtung

Info

Publication number: DE102010003420A1
Application number: DE102010003420A
Authority: DE
Inventors: Shigetsugu Yamatokoriyama Sakai; Masahiro Yamatokoriyama Yamane; Toshio Yamatokoriyama Ueda; Satoshi Yamatokoriyama Nozaki
Original assignee: Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2009-04-03
Filing date: 2010-03-30
Publication date: 2010-10-07
Also published as: CN201783843U; US20100251863A1; JP2010240766A; JP5606685B2; US8215214B2

Abstract

Eine Werkstückzentriervorrichtung 1 ist auf einer Drehmaschine mit einer Spindel 33, einer Spannvorrichtung 34 mit einzeln verstellbaren Backen und einer oberen und einer unteren Werkzeugauflage 37, 41 bereitgestellt, und weist Fixierelemente 11, 12 auf, die an den Werkzeugauflagen 37 bzw. 41 befestigt sind und in der Lage sind, die Außenumfangsfläche eines Werkstücks W zu berühren, sowie einen Zentriersteuerabschnitt 15, der dazu dient, die Werkzeugauflagen 37, 41 zu bewegen, dadurch die Fixierelemente 11, 12 in ihre jeweiligen Zentrierpositionen zu bewegen, bei denen es sich um die Positionen der Fixierelemente 11, 12, handelt, bei denen die Mittenposition eines zu bearbeitenden Abschnittseinem Zustand zusammenfällt, in dem der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks W von den Fixierelementen 11, 12 beidseitig fixiert und gehalten wirdng 34 mit einzeln verstellbaren Backen das Werkstück W einspannt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einspannen eines Werkstücks mit einer Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen, die an einer Spindel in einer Drehmaschine bzw. Drehbank angebracht ist, und eine Zentriervorrichtung zum Zentrieren eines von der Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen, die an der Spindel angebracht ist, eingespannten Werkstücks. Stand der Technik
Eine Drehmaschine ist für gewöhnlich mit einem Bett, einem Spindelstock, einer Spindel, einer Werkzeugauflage usw. als Hauptkomponenten versehen. Eine solche herkömmliche Drehmaschine wird beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentanmeldung Nr. 2002-59301 offenbart.
Diese Drehbank ist versehen mit: einem Bett, einem auf dem Bett angeordneten ersten Spindelstock, einer Spindel, die von dem ersten Spindelstock dergestalt unterstützt wird, dass sie um ihre Achse gedreht werden kann und ihre Achse horizontal verläuft, einer ersten Spannvorrichtung zum Einspannen eines Werkstücks, die an der Spitze der ersten Spindel angebracht ist, einem zweiten Spindelstock, der dergestalt auf dem Bett angeordnet ist, dass er dem ersten Spindelstock zugewandt ist und in einer ersten Richtung beweglich ist, die parallel zur Achse der ersten Spindel verläuft, einer zweiten Spindel, die von dem zweiten Spindelstock dergestalt unterstützt wird, dass sie koaxial mit der ersten Spindel ist und um ihre Achse gedreht werden kann, einer zweiten Spannvorrichtung zum Einspannen eines Werkstücks, die an der Spitze der zweiten Spindel angebracht ist, einer ersten Werkzeugauflage, die dergestalt auf dem Bett angeordnet ist, dass sie in der ersten Richtung und in einer dazu senkrechten zweiten Richtung beweglich ist, und an der Werkzeuge befestigt werden, einer zweiten Werkzeugauflage, die dergestalt zwischen dem ersten Spindelstock und dem zweiten Spindelstock auf dem Bett angeordnet ist, dass sie in der ersten und zweiten Richtung beweglich ist, und an der Werkzeuge befestigt werden, einem Drehantrieb zum Drehen der ersten Spindel um ihre Achse, einem ersten Vorschubmechanismus zum Bewegen des zweiten Spindelstocks, einem zweiten Vorschubmechanismus zum Bewegen der ersten Werkzeugauflage, einem dritten Vorschubmechanismus zum Bewegen der zweiten Werkzeugauflage und weiteren Komponenten.
Bei dieser Drehmaschine werden zum Beispiel beide Enden eines Werkstücks von den Spannvorrichtungen eingespannt, oder ein Ende eines Werkstücks wird von der ersten Spannvorrichtung eingespannt, und das auf diese Weise einge spannte Werkstück wird von Werkzeugen bearbeitet, die an der ersten Werkzeugauflage und der zweiten Werkzeugauflage befestigt sind. Kurzdarstellung der Erfindung
Technische Aufgabe
Beim Bearbeiten des Spitzenabschnitts eines massiven Werkstücks oder des Spitzenabschnitts eines hohlen zylinderförmigen Werkstücks mit nicht zu großem Innendurchmesser wird im Allgemeinen anstelle des zweiten Spindelstocks auf der vorstehend erwähnten Drehmaschine ein Reitstock vorgesehen, ein mittlerer Abschnitt des Werkstücks oder der dem zu bearbeitenden Spitzenabschnitt entgegengesetzte Endabschnitt des Werkstücks wird von der ersten Spannvorrichtung (selbstzentrierende Spannvorrichtung) eingespannt, der Spitzenabschnitt wird von einer Reitstockspindel des Reitstocks unterstützt, und das Werkstück wird bearbeitet.
Der Grund hiefür ist folgender: Obwohl, wie in 12 gezeigt ist, aufgrund von Genauigkeitsproblemen bei der Herstellung von Werkstücken usw. die Achse eines Werkstücks W nicht immer geradlinig, sondern manchmal gekrümmt ist (siehe die lang-kurz-kurz-gestrichelte Linie), kann durch Unterstützen eines Werkstücks W mittels der Reitstockspindel sogar ein Werkstück W mit gekrümmter Achse so unterstützt werden, dass seine Achse geradlinig ist.
Wenn allerdings der Spitzenabschnitt eines hohlen zylinderförmigen Werkstücks mit großem Außendurchmesser und großem Innendurchmesser bearbeitet wird, muss das Werkstück bearbeitet werden, ohne dass sein Spitzenabschnitt unterstützt wird, weil es unmöglich ist, den Spitzenabschnitt mittels der Reitstockspindel zu unterstützen. Ein Beispiel für ein solches Werkstück ist beispielsweise ein Strömungsrohr, in dem ein Fluid strömt. Ein solches Strömungsrohr muss beispielsweise, wie in 12 gezeigt, lediglich an den Außenumfangsflächen Wa seiner beiden Enden bearbeitet werden (Gewindeschneiden), und zwei Strömungsrohre werden durch ein Verbindungsstück miteinander verbunden, das in die Gewindelücke eingreift.
Wenn jedoch ein Werkstück W, das, wie in 12 durch die lang-kurz-kurz-gestrichelte Linie gezeigt, eine gekrümmte Achse aufweist, von der ersten Spannvorrichtung (selbstzentrierende Spannvorrichtung) eingespannt wird, sind die Mittenposition des Spitzenabschnitts des Werkstücks W und die Achse der ersten Spindel nichtfluchtend, und daher ist es nicht möglich, dem Spitzenabschnitt des Werkstücks W durch Bearbeiten eine vorbestimmte Form zu verleihen. Bei dem in 12 gezeigten Beispiel lässt sich, obwohl das Werkstück W bearbeitet wird, eine vorbestimmte Gewindelücke nicht ausbilden.
Angesichts der vorstehend beschriebenen Umstände wurde die vorliegende Erfindung getätigt, der die Aufgabe zugrunde liegt, ein Werkstückeinspannverfahren und eine Werkstückzentriervorrichtung zu schaffen, die in der Lage sind, einem zu bearbeitenden Abschnitt eines zylinderförmigen Werkstücks durch Bearbeiten eine vorbestimmte Form zu verleihen, selbst wenn die Achse des Werkstücks gekrümmt ist.
Lösung der Aufgabe
Die vorliegende Erfindung löst die beschriebene Aufgabe mit einem Werkstückeinspannverfahren für eine Drehmaschine mit mindestens einer Spindel und Werkzeugauflagen zum Einspannen eines zylinderförmigen Werkstücks mittels einer Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen, die an einer Stirnfläche der Spindel angebracht ist, wobei die Werkzeugauflagen auf beiden Seiten der Achse der Spindel mit der Achse der Spindel zwischen sich in einer zur Achse der Spindel orthogonalen Ebene angeordnet und dergestalt bereitgestellt sind, dass sie in einer Richtung parallel zur Spindelachse und in einer dazu orthogonalen Richtung beweglich sind,
wobei das Werkstückeinspannverfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass:
zunächst an jeder Werkzeugauflage ein der Spindelachsenseite zugewandetes Fixierelement zum Zentrieren befestigt wird;
daraufhin die Werkzeugauflagen dergestalt bewegt werden, dass die Fixierelemente und ein Werkstück, das in eine Einspannposition geladen ist, an welcher es von der Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen eingespannt werden soll, in eine solche Positionsbeziehung gebracht werden, dass ein zu bearbeitender Abschnitt des Werkstücks zwischen den Fixierelementen positioniert ist und die Fixierelemente einander gegenüberliegen;
anschließend durch abwechselndes oder gleichzeitiges Bewegen der Werkzeugauflagen die Fixierelemente in ihre jeweiligen Zentrierpositionen bewegt werden und der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den beiden Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird, wobei es sich bei der Zentrierposition um die Position des Fixierelements handelt, bei der die Mittenposition des zu bearbeitenden Abschnitts des Werkstücks mit der Spindelachse in einem Zustand zusammenfällt, in dem der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den beiden Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird, und
danach das Werkzeug von der Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen eingespannt wird.
Das Werkstückeinspannverfahren wird vorzugsweise von der nachstehenden Werkstückzentriervorrichtung ausgeführt. Die Werkstückzentriervorrichtung ist auf einer Drehmaschine bereitgestellt, die eine horizontal angeordnete Spindel, eine an einer Stirnfläche der Spindel angeordnete Spannvor richtung mit einzeln verstellbaren Backen zum Einspannen eines zylinderförmigen Werkstücks, einen Lademechanismus zum Laden des Werkstücks in eine Einspannposition, in der das Werkstück von der Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen eingespannt werden soll, Werkzeugauflagen, die auf beiden Seiten der Spindelachse mit der Spindelachse zwischen sich in einer zur Spindelachse orthogonalen Ebene angeordnet und dergestalt bereitgestellt sind, dass sie in einer Richtung parallel zur Spindelachse und in einer dazu orthogonalen Richtung beweglich sind, und Vorschubmechanismen zum Bewegen der jeweiligen Werkzeugauflagen aufweist, und zentriert, wenn ein in die Einspannposition geladenes Werkstück von der Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen eingespannt wird, einen zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks, und
die Werkstückzentriervorrichtung ist dergestalt konfiguriert, dass sie Folgendes aufweist:
Fixierelemente, die an den jeweiligen Werkzeugauflagen befestigt sind, zur Seite der Spindelachse weisen und dazu in der Lage sind, die Außenumfangsfläche des Werkstücks zu berühren, und die, wenn sie das Werkstück berühren, die Mittenpositionen ihrer jeweiligen Kontaktabschnitte auf einer geraden Linie positionieren, die parallel zur orthogonalen Richtung und durch die Spindelachse verläuft, und
ein Steuermittel zum Steuern der Arbeitsgänge der Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen und der Vorschubmechanismen,
wobei das Steuermittel:
die Werkzeugauflagen dergestalt bewegt, dass die Fixierelemente und das von dem Lademechanismus in die Einspannposition geladene Werkstück in eine solche Positionsbeziehung gebracht werden, dass der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks zwischen den Fixierelementen positioniert wird und die Fixierelemente einander gegenüberliegen,
die Werkzeugauflagen abwechselnd oder gleichzeitig bewegt, wodurch die beiden Fixierelemente in ihre jeweiligen Zentrierpositionen bewegt und dazu veranlasst werden, den zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks beidseitig zu fixieren und zu halten, wobei es sich bei der Zentrierposition um die Position des Fixierelements handelt, bei der die Mittenposition des zu bearbeitenden Abschnitts des Werkstücks mit der Spindelachse in einem Zustand zusammenfällt, in dem der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den beiden Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird, und
daraufhin veranlasst, dass die Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen das Werkstück einspannt.
Bei dieser Zentriervorrichtung wird, bevor ein von dem Lademechanismus in die Einspannposition geladenes Werkstück von der Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen eingespannt wird, das Werkstück auf folgende Weise zentriert:
Die Vorschubmechanismen werden von dem Steuermittel angesteuert, und die Werkzeugauflagen werden dadurch bewegt. Im Speziellen werden die Werkzeugauflagen dergestalt bewegt, dass die Fixierelemente und das von dem Lademechanismus in die Einspannposition geladene Werkstück in eine solche Positionsbeziehung gebracht werden, dass ein zu bearbeitender Abschnitt des Werkstücks zwischen den Fixierelementen positioniert wird und die Fixierelemente einander gegenüberliegen, und anschließend werden die Werkzeugauflagen abwechselnd oder gleichzeitig bewegt, um die Fixierelemente in ihre jeweiligen Zentrierpositionen zu bewegen.
Dadurch wird der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten, und die Mittenposition des zu bearbeitenden Abschnitts des Werkstücks fällt mit der Spindelachse selbst dann zusammen, wenn das Werkstück eine gekrümmte Achse aufweist, als auch dann, wenn das Werkstück eine geradlinige Achse aufweist. Es sei angemerkt, dass es sich bei der Zentrierposition um die Position des Fixierelements handelt, bei der die Mittenposition des zu bearbeitenden Abschnitts des Werkstücks mit der Spindelachse in einem Zustand zusammenfällt, in dem der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den beiden Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird. Die Zentrierposition der einzelnen Fixierelemente kann bei spielsweise eingestellt werden, indem die Position der einzelnen Fixierelemente in einem Zustand gemessen wird, in welchem ein zu bearbeitender Abschnitt eines Referenzwerkstücks tatsächlich von den Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird.
Danach wird die Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen von dem Steuermittel angesteuert, und das Werkstück wird eingespannt. Zu diesem Zeitpunkt wird, weil sich die Spannbacken der Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen individuell bewegen, das Werkstück eingespannt, ohne dass die Mittenposition des zu bearbeitenden Abschnitts des Werkstücks nichtfluchtend wird, selbst wenn das Werkstück eine gekrümmte Achse aufweist und die Mittenposition des von den Spannbacken einzuspannenden Abschnitts des Werkstücks und die Spindelachse dadurch nichtfluchtend sind.
Nachdem das Werkstück zum Beispiel auf diese Weise zentriert worden ist, werden die Vorschubmechanismen von dem Steuermittel angetrieben, wodurch die Werkzeugauflagen dergestalt bewegt werden, dass sie voneinander getrennt werden, und anschließend wird der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von einem Werkzeug oder Werkzeugen bearbeitet, das bzw. die an einer der Werkzeugauflagen bzw. beiden Werkzeugauflagen befestigt ist/sind.
Somit ist es gemäß dem Werkstückeinspannverfahren und der Werkstückzentriervorrichtung der vorliegenden Erfindung möglich, nicht den von der Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen einzuspannenden Abschnitt des Werkstücks zu zentrieren, sondern den zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks. Daher ist es möglich, dem zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks durch Bearbeiten sicher eine vorbestimmte Gestalt zu verleihen.
Da es ferner ausreichend ist, lediglich für jede Werkzeugauflage ein Fixierelement bereitzustellen und die Werkzeugauflagen zu bewegen, kann die Zentrierung einfach und kostengünstig erfolgen.
Die Zentriervorrichtung kann dergestalt konfiguriert sein, dass sie ferner ein Erkennungsmittel aufweist, das dazu dient, zu erkennen, dass der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird, und dass das Steuermittel, wenn es die Fixierelemente dazu veranlasst, den zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks beidseitig zu fixieren und zu halten, die Fixierelemente, die in demselben Abstand zu ihren jeweiligen Zentrierpositionen positioniert sind, mit derselben Vorschubgeschwindigkeit bewegt, bis das Erkennungsmittel erkennt, dass der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks beidseitig fixiert und gehalten wird.
Normalerweise variieren Außendurchmesser und axialer Krümmungsgrad der Werkstücke. Wenn daher die Fixierelemente einfach zu den Zentrierpositionen bewegt werden, kann ein Fall eintreten, bei dem der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den Fixierelementen nicht beidseitig fixiert und gehalten wird, wenn die Fixierelemente ihre jeweiligen Zentrierpositionen erreichen, oder es kann umgekehrt ein Fall eintreten, bei dem der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird, bevor die Fixierelemente ihre jeweiligen Zentrierpositionen erreichen. In solchen Fällen kann das Werkstück nicht exakt zentriert werden.
Somit ist es in der vorstehend beschriebenen Konfiguration selbst bei variierenden Werkstücken möglich, einen zu bearbeitenden Abschnitt eines Werkstücks dergestalt zu zentrieren, dass die Mittenposition des zu bearbeitenden Abschnitts des Werkstücks sicher mit der Spindelachse zusammenfällt.
Ferner kann das Steuermittel wie nachstehend statt wie vorstehend beschrieben konfiguriert sein. Und zwar kann das Steuermittel dazu konfiguriert sein, dass es, wenn es die Fixierelemente dazu veranlasst, den zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks beidseitig zu fixieren und zu halten, prüft, ob die tatsächlichen Positionen der Fixierele mente deren Zentrierpositionen entsprechen, wenn das Erkennungsmittel erkennt, dass der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird. Falls die tatsächlichen Positionen nicht mit den Zentrierpositionen übereinstimmen, berechnet das Steuermittel auf Basis der tatsächlichen Positionen und deren Zentrierpositionen die Positionen der einzelnen Fixierelemente, mit denen bewirkt wird, dass die Zentrierposition des zu bearbeitenden Abschnitts des Werkstücks mit der Spindelachse zusammenfällt, und bewegt die Fixierelemente an die berechneten Positionen.
Auch bei einer derartigen Konfiguration ist es ähnlich wie zuvor selbst bei variierenden Werkstücken möglich, einen zu bearbeitenden Abschnitt eines Werkstücks dergestalt zu zentrieren, dass die Mittenposition des zu bearbeitenden Abschnitts des Werkstücks sicher mit der Spindelachse zusammenfällt.
Als Erkennungsmittel können beispielsweise ein Drucksensor, ein Annäherungssensor, ein Berührungssensor oder dergleichen eingesetzt werden, die dazu in der Lage sind, Kontakt zwischen den Fixierelementen und der Außenumfangsfläche des Werkstücks zu erkennen. Da eine Last, die an einem Antriebsmotor anliegt, bei welchem es sich um eine Komponente des Vorschubmechanismus handelt, ansteigt und eine dem Antriebsmotor zugeführte Stromstärke ansteigt, wenn der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den Fixierelemen ten beidseitig fixiert und gehalten wird und die Bewegungen der Werkzeugauflagen gestoppt werden, kann das Erkennungsmittel alternativ dergestalt konfiguriert werden, dass es die einem oder beiden zu den Werkzeugauflagen korrespondierenden Antriebsmotoren zugeführte Stromstärke erkennt, und, falls der erkannte Wert einen vorbestimmten Wert überschreitet, feststellt, dass der zu bearbeitende Abschnitt des Werkzeugs von den Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird. Da die Bewegungsposition der einen Werkzeugauflage und die Bewegungsposition der anderen Werkzeugauflage von einer Antriebskraft des Vorschubmechanismus, der die andere Werkzeugauflage antreibt, bzw. einer Antriebskraft des Vorschubmechanismus, der die eine Werkzeugauflage antreibt, auseinander gedrängt werden, wenn der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird, kann das Erkennungsmittel dazu konfiguriert sein, Positionsverschiebungen einer oder beider der Werkzeugauflagen zu erkennen und dadurch zu bestimmen, dass der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Da es somit gemäß dem Werkstückeinspannverfahren und der Werkstückzentriervorrichtung der vorliegenden Erfindung möglich ist, statt eines von einer Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen einzuspannenden Abschnitt eines Werkstücks einen zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks zu zentrieren, kann dem zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks durch Bearbeitung sicher eine vorbestimmte Form verliehen werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Werkstückzentriervorrichtung und weiterer Komponenten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
2 ist eine in Richtung des Pfeils A in 1 genommene Seitenansicht.
3 ist eine Abbildung, die der Erklärung von Abläufen zum Zentrieren eines Werkstücks gemäß der Ausführungsform dient.
4 ist eine Abbildung, die der Erklärung der Abläufe zum Zentrieren eines Werkstücks gemäß der Ausführungsform dient.
5 ist eine Abbildung, die der Erklärung der Abläufe zum Zentrieren eines Werkstücks gemäß der Ausführungsform dient.
6 ist eine Abbildung, die der Erklärung der Abläufe zum Zentrieren eines Werkstücks gemäß der Ausführungsform dient.
7 ist eine Abbildung, die der Erklärung der Abläufe zum Zentrieren eines Werkstücks gemäß der Ausführungsform dient.
8 ist eine Abbildung, die der Erklärung der Abläufe zum Zentrieren eines Werkstücks gemäß der Ausführungsform dient.
9 ist eine Abbildung, die der Erklärung von Abläufen zum Zentrieren eines Werkstücks gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient.
10 ist eine Abbildung, die der Erklärung der Abläufe zum Zentrieren eines Werkstücks gemäß der alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dient.
11 ist eine Seitenansicht, die Fixierelemente und weitere Komponenten gemäß einer weiteren alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
12 ist eine Schnittansicht eines Werkstücks und dient der Erklärung eines Problems im Stand der Technik.
Beschreibung von Ausführungsformen
Nachstehend wird anhand der beigefügten Zeichnungen eine spezifische Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die eine schematische Konfiguration einer Werkstückzentriervorrichtung und weiterer Komponenten gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt, und 2 ist eine in Richtung des Pfeils A in 1 genommene Seitenansicht.
Wie in 1 gezeigt ist, ist eine Werkstückzentriervorrichtung 1 der Ausführungsform beispielsweise wie gezeigt auf einer Drehmaschine 30 bereitgestellt und zentriert ein in der Drehmaschine 30 zu bearbeitendes hohles zylinderförmiges Werkstück W. Die Werkstückzentriervorrichtung 1 weist Fixierelemente 11, 12 (oberes Fixierelement 11 und unteres Fixierelement 12) auf, die an Revolverköpfen 40 bzw. 44 der Drehmaschine 30 befestigt sind, sowie einen Zentriersteuerabschnitt 15 zum Steuern der Positionen der Fixierelemente 11, 12 zum Zeitpunkt des Zentrierens des Werkstücks W. Es sei angemerkt, dass bei der nachstehenden Erläuterung davon ausgegangen wird, dass das Werkstück W einen zu bearbeitenden Abschnitt an der Außenumfangsfläche eines seiner Enden aufweist.
Zunächst wird die Drehmaschine 30 erläutert. Die Drehmaschine 30 ist dergestalt konfiguriert, dass sie Folgendes aufweist: ein Bett 31, dessen Vorderfläche nach hinten geneigt ist, einen Spindelstock 32, der an der Vorderfläche des Bettes 31 befestigt ist, eine Spindel 33, die in einer Hohlzylinderform ausgebildet ist und vom Spindelstock 32 dergestalt unterstützt wird, dass sie um ihre Achse drehbar ist und ihre Achse horizontal verläuft, eine Spannvorrich tung 34 mit einzeln verstellbaren Backen, die an der Spitze der Spindel 33 angebracht ist und dazu dient, das Werkstück W einzuspannen, einen Drehantrieb (nicht gezeigt) zum Drehen der Spindel 33 um ihre Achse, eine obere Werkzeugauflage 37 zum Halten eines Werkzeugs T, die auf der Vorderfläche des Bettes 31 dergestalt angeordnet ist, dass sie in z-Achsen-Richtung parallel zur Achse der Spindel 33 und in x-Achsen-Richtung senkrecht dazu und parallel zur geneigten Frontfläche des Bettes 31 beweglich ist, eine untere Werkzeugauflage 41 zum Halten eines Werkzeugs (nicht gezeigt), die an der Vorderfläche des Bettes 31 dergestalt angeordnet ist, dass sie in z-Achsen-Richtung und in x-Achsen-Richtung beweglich ist, einen ersten Vorschubmechanismus 45 zum Antreiben und Bewegen der oberen Werkzeugauflage 37 in diese Richtungen und einen zweiten Vorschubmechanismus 48 zum Antreiben und Bewegen der unteren Werkzeugauflage 41 in diese Richtungen und eine Steuereinrichtung 51 zum Steuern der Arbeitsgänge der Spannvorrichtung 34 mit einzeln verstellbaren Backen, des Drehantriebs (nicht gezeigt), der Vorschubmechanismen 45, 48 und weiterer Komponenten.
Die Spannvorrichtung 34 mit einzeln verstellbaren Backen ist mit Folgendem konfiguriert: einem ringförmigen Spannvorrichtungskörper 35, der auf der Spitze der Spindel 33 koaxial mit dieser bereitgestellt ist, mehreren Spannbacken 36, die radial auf einer Stirnfläche des Spannvorrichtungskörpers 35 dergestalt bereitgestellt sind, dass sie in radialer Richtung beweglich sind, und einem Spannbackenan trieb (nicht gezeigt) zum individuellen Antreiben und Bewegen der Spannbacken 36. Die Außenumfangsfläche des Werkstücks W wird von den Spannbacken 36 eingespannt.
Die obere Werkzeugauflage 37 ist dergestalt angeordnet, dass sie sich der Achse der Spindel 33 von oben nähert und nach oben von der Achse der Spindel 33 getrennt ist. Die obere Werkzeugauflage 37 ist mit Folgendem konfiguriert: einem Schlitten 38, der auf der Vorderfläche des Bettes 31 dergestalt angeordnet ist, dass er in der z-Achsen-Richtung beweglich ist, einem Werkzeugauflagenkörper 39, der auf der Oberseite des Schlittens 38 dergestalt angeordnet ist, dass er in x-Achsen-Richtung beweglich ist, dem Revolverkopf 40, der eine Polygonprismaform aufweist und von dem Werkzeugauflagenkörper 39 dergestalt unterstützt wird, dass er um eine Drehzentrumsachse parallel zur z-Achse drehbar ist, und an dessen Außenumfangsfläche mehrere Werkzeuge T befestigt sind (in 1 ist nur ein Werkzeug gezeigt, die anderen sind ausgelassen), und einem Schaltwerk (nicht gezeigt), das dazu dient, den Revolverkopf 40 zum Schalten um die Drehzentrumsachse zu drehen.
Die untere Werkzeugauflage 41 ist dergestalt angeordnet, dass sie sich der Achse der Spindel 33 von unten nähert, nach unten von der Achse der Spindel 33 getrennt ist und dieselbe Konfiguration wie die obere Werkzeugauflage 37 aufweist. Das heißt, die untere Werkzeugauflage 41 ist mit einem Schlitten 42, einem Werkzeugauflagenkörper 43, dem Revolverkopf 44 und einem Schaltwerk (nicht gezeigt) konfiguriert.
Der erste Vorschubmechanismus 45 ist mit einem Antriebsmotor, einer Kugelumlaufspindel, einer Mutter und weiteren Komponenten konfiguriert und bewegt den Werkzeugauflagenkörper 39 (obere Werkzeugauflage 37) in x-Achsen-Richtung, indem er mit Hilfe eines am oberen Abschnitt des Schlittens 38 befestigten Antriebsmotors 46 eine Kugelumlaufspindel 47 dreht.
Der zweite Vorschubmechanismus 48 ist ähnlich dem ersten Vorschubmechanismus 45 mit einem Antriebsmotor, einer Kugelumlaufspindel, einer Mutter und weiteren Komponenten konfiguriert und bewegt den Werkzeugauflagenkörper 43 (obere Werkzeugauflage 41) in x-Achsen-Richtung, indem er mit Hilfe eines am unteren Abschnitt des Schlittens 42 befestigten Antriebsmotors 49 eine Kugelumlaufspindel 50 dreht.
Das Werkstück W wird beispielsweise von einer nicht gezeigten Werkstückladeeinrichtung von der rückwärtigen Stirnfläche der Spindel 33 durch die hohlen Abschnitte der Spindel 33 und den Spannvorrichtungskörper 35 eingeführt, und ein Ende davon steht über eine Stirnfläche des Werkzeugauflagenkörpers 35 hervor. Dadurch wird das Werkstück W in eine Einspannposition geladen, in welcher das Werkstück W von der Spannvorrichtung 34 mit einzeln verstellbaren Backen eingespannt werden soll (siehe 4). Das auf diese Weise eingeführte Werkstück W wird von der Spannvorrichtung 34 mit einzeln verstellbaren Backen eingespannt, und sein eines Ende wird bearbeitet. Das andere Ende des Werkstücks W wird beispielsweise von einer nicht gezeigten Stützvorrichtung dergestalt unterstützt, dass es um seine Achse drehbar ist und dass die Mittenposition des anderen Stirnabschnitts mit der Achse der Spindel 33 zusammenfällt. Die Betriebsart, in der das andere Ende des Werkstücks W unterstützt wird, unterliegt keinen Einschränkungen, und es kann auch eine Betriebsart eingesetzt werden, bei der das andere Ende des Werkstücks W nicht speziell unterstützt wird.
Als Nächstes wird die Werkstückzentriervorrichtung 1 erläutert. Die oben beschriebene Werkstückzentriervorrichtung 1 weist das obere Fixierelement 11, das untere Fixierelement 12 und den Zentriersteuerabschnitt 15 auf, und der Zentriersteuerabschnitt 15 ist in der Steuereinrichtung 51 bereitgestellt. Die Werkstückzentriervorrichtung 1 ist dergestalt konfiguriert, dass sie das eine Ende des wie vorstehend beschrieben geladenen Werkstücks W zentriert.
Wie in 1 und 2 gezeigt sind das obere Fixierelement 11 und das untere Fixierelement 12 an dem Revolverkopf 40 der oberen Werkzeugauflage 37 bzw. dem Revolverkopf 44 der unteren Werkzeugauflage 41 befestigt, und sie sind dergestalt befestigt, dass sie der Achse der Spindel 33 zuge wandt sind. Die Fixierelemente 11, 12 haben dieselbe Form und sind mit Kontaktabschnitten 11a, 12a mit konkaven Oberflächen 11b, 12b, die dazu in der Lage sind, die Außenumfangsflächen des Werkstücks W zu berühren, und mit Befestigungsabschnitten 11c, 12c konfiguriert, die an dem Revolverkopf 40 bzw. 44 befestigt sind.
Die konkaven Oberflächen 11b, 12b sind dergestalt ausgebildet, dass sie dazu in der Lage sind, die Außenumfangsfläche des Werkstücks W zu berühren, die Mittenpositionen des Werkstücks W an ihren jeweiligen Kontaktabschnitten zu positionieren, die Mittenpositionen des Werkstücks W an ihren jeweiligen Kontaktabschnitten werden auf einer geraden Linie positioniert, die parallel zur x-Achsen-Richtung und durch die Achse der Spindel 33 verläuft. Daher ist es beim Zentrieren des Werkstücks W ausreichend, die Positionen der Fixierelemente 11, 12 in x-Achsen-Richtung anzupassen, indem die Werkzeugauflagen 37, 41 nur in x-Achsen-Richtung bewegt werden.
Der Zentriersteuerabschnitt 15 ist dazu konfiguriert, das Werkstück W gemäß einem im Voraus erzeugten Zentriersteuerprogramm zu zentrieren, und weist, wie in 1 gezeigt, einen Antriebssteuerabschnitt 16 und einen Versorgungsstrom-Erkennungsabschnitt 17 auf. Der Antriebssteuerabschnitt 16 steuert die Arbeitsgänge der Vorschubmechanismen 45, 48 und des Spannbackenantriebs (nicht gezeigt). Bezüglich der Vorschubmechanismen 45, 48 treibt der Antriebs steuerabschnitt 16 die entsprechenden Antriebsmotoren an, indem ihnen ein Strom zugeführt wird, wodurch die Werkzeugauflagen 37, 41 bewegt werden. Wenn der Antriebssteuerabschnitt 16 ein Stoppsignal von dem Versorgungsstrom-Erkennungsabschnitt 17 empfängt, stoppt er die Stromzuführung an die Antriebsmotoren, wodurch die Bewegungen der Werkzeugauflagen 37, 41 gestoppt werden. Der Versorgungsstrom-Erkennungsabschnitt 17 erkennt die Stromstärke, die dem Antriebsmotor 49 des zweiten Vorschubmechanismus 48 von dem Antriebssteuerabschnitt 16 zugeführt wird, und übermittelt ein Stoppsignal an den Antriebssteuerabschnitt 16, wenn der erkannte Wert einen vorbestimmten Wert überschreitet.
Der Antriebssteuerabschnitt 16 und der Versorgungsstrom-Erkennungsabschnitt 17 zentrieren das eine Ende des Werkstücks W, bei dem es sich um den zu bearbeitenden Abschnitt handelt, auf folgende Weise: Zuerst werden die Vorschubmechanismen 45, 48 angetrieben, und die Schlitten 38, 42 (Werkzeugauflagen 37, 41) werden dadurch an ihre jeweiligen vorbestimmten Bewegungspositionen in z-Achsen-Richtung bewegt, und das eine Ende des Werkstücks W, das in die Einspannposition geladen ist, wird zwischen dem ersten Fixierelement 11 und dem zweiten Fixierelement 12 positioniert, und gleichzeitig liegen die Fixierelemente 11, 12 einander gegenüber (siehe 3 und 4). Es sei angemerkt, dass in der in 3 und 4 gezeigten Ausführungsform zwar das eine Ende des Werkstücks W nach unten gekrümmt ist, es jedoch auch möglich ist, die Zentriervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform in einem Fall anzuwenden, bei dem das eine Ende des Werkstücks W nach oben, nach rechts oder nach links gekrümmt ist. Die Spannvorrichtung 34 mit einzeln verstellbaren Backen ist in einem Zustand gezeigt, in dem ihre innere Konfiguration und dergleichen weggelassen wurden.
Als Nächstes werden die Vorschubmechanismen 45, 48 angetrieben, und die Werkzeugauflagenkörper 39, 43 (Werkzeugauflagen 37, 41) werden dadurch dergestalt in x-Achsen-Richtung bewegt, dass sie sich aufeinander zubewegen, wodurch sie das eine Ende des Werkstücks W mittels der Fixierelemente 11, 12 von beiden Seiten beidseitig fixieren und halten. Zu diesem Zeitpunkt werden zuerst die Werkzeugauflagen 37, 41 zu ihren jeweiligen Bewegungspositionen bewegt, die sich in demselben Abstand zu ihren jeweiligen vorbestimmten Zentrierpositionen befinden, und werden dazu veranlasst, sich aufeinander zuzubewegen, und anschließend werden die Werkzeugauflagen 37, 41 mit derselben Vorschubgeschwindigkeit bewegt, bis ein Stoppsignal von dem Versorgungsstrom-Erkennungsabschnitt 17 eingeht. Wenn das Stoppsignal eingeht, werden die Bewegungen der Werkzeugauflagen 37, 41 gestoppt.
Die Zentrierpositionen sind die Positionen der Werkzeugauflagen 37, 41 (Fixierelemente 11, 12), bei denen die Mittenposition des einen Endes des Werkstücks W mit der Achse der Spindel 33 in einem Zustand zusammenfällt, in dem das eine Ende des Werkstücks W von den Fixierelementen 11, 12 beidseitig fixiert und gehalten wird. Die Zentrierpositionen können beispielsweise mittels eines Werkstückmusters voreingestellt werden. Speziell können die Zentrierpositionen eingestellt werden, indem die Bewegungsposition der einzelnen Werkzeugauflagen 37, 41 in einem Zustand gemessen werden, in welchem ein Ende eines Werkstückmusters tatsächlich von den Fixierelementen 11, 12 beidseitig fixiert und gehalten werden.
Die Ursache dafür, dass die Werkzeugauflagen 37, 41 bewegt werden, bis ein Stoppsignal von dem Versorgungsstrom-Erkennungsabschnitt 17 eingeht, ist, dass bei Empfang eines Stoppsignals festgestellt werden kann, dass das Werkstück W von den Fixierelementen 11, 12 beidseitig fixiert und gehalten wird. Das liegt daran, dass, wenn das Werkstück W von den Fixierelementen 11, 12 beidseitig fixiert und gehalten wird und dadurch die Bewegungen der Werkzeugauflagen 37, 41 gestoppt werden, die an den Antriebsmotoren 46, 49 der Vorschubmechanismen 45, 48 anliegenden Lasten ansteigen, wodurch die den Antriebsmotoren 46, 49 zugeführten Stromstärken ansteigen, festgestellt werden kann, dass das Werkstück W beidseitig fixiert und gehalten wird, wenn die Stromstärken, die den Antriebsmotoren 46, 49 zugeführt werden, einen vorbestimmten Referenzwert überschreiten.
Bei der Ausführungsform wird auf Basis der dem Antriebsmotor 49 zugeführten Stromstärke festgestellt, ob das Werk stück W beidseitig fixiert und gehalten wird. Der Grund hierfür ist, dass der zweite Vorschubmechanismus 48 den Werkzeugauflagenkörper 43 schräg nach oben bewegt, während der erste Vorschubmechanismus 45 den Werkzeugauflagenkörper 39 schräg nach unten bewegt und daher, wenn das Werkstück W beidseitig fixiert und gehalten wird, am Antriebsmotor 49 des zweiten Vorschubmechanismus 48 eine höhere Last anliegt als am Antriebsmotor 46 des ersten Vorschubmechanismus 45. Das heißt, der Betrag der Änderung der Stromstärke, wenn das Werkstück W beidseitig fixiert und gehalten wird, ist beim Antriebsmotor 49 höher als beim Antriebsmotor 46, und daher ist es möglich, mit höherer Sicherheit zu erkennen, dass das Werkstück W beidseitig fixiert und gehalten wird.
Wenn das eine Ende des Werkstücks W von beiden Seiten von den Fixierelementen 11, 12 beidseitig fixiert und gehalten wird, fällt die Mittenposition W1 des einen Endes des Werkstücks W mit der Achse 33a der Spindel 33 zusammen (siehe 5 und 6). Dadurch fällt die Mittenposition W1 des einen Endes des Werkstücks W mit der Achse der Spindel 33 selbst dann zusammen, wenn die Achse des Werkstücks W gekrümmt ist, und ebenso, falls die Achse des Werkstücks W geradlinig ist.
Anschließend werden die Spannbacken 36 von dem Spannbackenantrieb (nicht gezeigt) angetrieben und dadurch dazu veranlasst, das Werkstück W zu halten (siehe 7). Zu diesem Zeitpunkt wird, weil sich die Spannbacken 36 individuell bewegen, das Werkstück W von den Spannbacken 36 eingespannt, ohne dass die Mittenposition des einen Endes des Werkstücks W nichtfluchtend wird, selbst wenn die Mittenposition des Werkstücks W und die Achse der Spindel 33 an dem von den Spannbacken 36 einzuspannenden Abschnitt des Werkstücks W nichtfluchtend sind. Dann werden die Vorschubmechanismen 45, 48 angetrieben, und die Werkzeugauflagen 37, 41 werden dadurch dergestalt in x-Achsen-Richtung bewegt, dass sie voneinander getrennt werden (siehe 8).
Wie oben im Speziellen beschrieben wurde, ist es gemäß der Zentriervorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform möglich, statt des von der Spannvorrichtung 34 einzuspannenden Abschnitts das eine Ende des Werkstücks W, bei dem es sich um den zu bearbeitenden Abschnitt handelt, zu zentrieren. Daher ist es möglich, dem einen Ende des Werkstücks W durch Bearbeiten sicher eine vorbestimmte Gestalt zu verleihen.
Da es ferner ausreichend ist, lediglich die Fixierelemente 11, 12 für die obere Werkzeugauflage 37 bzw. die untere Werkzeugauflage 41 bereitzustellen und die obere Werkzeugauflage 37 und die untere Werkzeugauflage 41 zu bewegen, kann das Zentrieren einfach und kostengünstig erfolgen.
Ferner variieren in der Regel der Außendurchmesser und der axiale Krümmungsgrad der Werkstücke W. Da jedoch bei der vorliegenden Ausführungsform eine Konfiguration vorliegt, bei welcher die Werkzeugauflagen 37, 41 mit derselben Vorschubgeschwindigkeit bewegt werden, bis ein Stoppsignal von dem Versorgungsstrom-Erkennungsabschnitt 17 eingeht, nachdem die Werkzeugauflagen 37, 41 an ihre jeweiligen Bewegungspositionen bewegt worden sind, die sich in demselben Abstand zu ihren jeweiligen vorbestimmten Zentrierpositionen befinden, und dazu veranlasst werden, sich aufeinander zuzubewegen, ist es möglich auf sichere Weise zu bewirken, dass die Mittenposition des einen Endes des Werkstücks W mit der Achse der Spindel 33 zusammenfällt, selbst wenn die Werkstücke W variieren, und daher ist es möglich, das eine Ende des Werkstücks W mit hoher Genauigkeit zu zentrieren.
Damit wurde eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert. Eine spezielle Art, in der die vorliegende Erfindung realisiert werden kann, ist jedoch nicht darauf beschränkt.
Zum Beispiel kann der Antriebssteuerabschnitt 16 die Vorschubmechanismen 45, 48 auf folgende Weise steuern, wenn die Werkzeugauflagen 37, 41 in x-Achsen-Richtung bewegt werden, um sich aufeinander zuzubewegen und dadurch zu bewirken, dass die Fixierelemente 11, 12 das eine Ende des Werkstücks W beidseitig fixieren und halten.
Und zwar wird, wie in 9 gezeigt, die Werkzeugauflage 41 von dem zweiten Vorschubmechanismus 48 in x-Achsen-Richtung in ihre Zentrierposition bewegt, und dann wird, wie in 10 gezeigt, die obere Werkzeugauflage 37 von dem ersten Vorschubmechanismus 45 auf die untere Werkzeugauflage 41 zubewegt, bis ein Stoppsignal von dem Versorgungsstrom-Erkennungsabschnitt 17 eingeht.
Wenn das Stoppsignal eingeht, das heißt, wenn das eine Ende des Werkstücks W von den Fixierelementen 11, 12 beidseitig fixiert und gehalten wird, wird die Bewegung der Werkzeugauflage 37 gestoppt, und anschließend wird geprüft, ob die tatsächlichen Bewegungspositionen der Werkzeugauflagen 37, 41 zu diesem Zeitpunkt mit ihren jeweiligen Zentrierpositionen übereinstimmen. Wenn sie nicht mit ihren jeweiligen Zentrierpositionen übereinstimmen, wird für beide Werkzeugauflagen 37, 41 basierend auf ihren tatsächlichen Bewegungspositionen und Zentrierpositionen jeweils eine Bewegungsposition berechnet, die bewirkt, dass die Mittenposition des einen Endes des Werkstücks W mit der Achse der Spindel 33 zusammenfällt, und die Werkzeugauflagen 37, 41 werden zu den berechneten Bewegungspositionen bewegt.
Angenommen zum Beispiel, die Zentrierpositionen der Werkzeugauflagen 37, 41 in x-Achsen-Richtung seien 20 und 60, und die tatsächlichen Bewegungspositionen der Werkzeugauflagen 37, 41 in x-Achsen-Richtung seien 18 und 60, so werden die Werkzeugauflagen 37, 41 an die Bewegungspositio nen 19 bzw. 61 bewegt. Dadurch fällt die Mittenposition des einen Endes des Werkstücks W mit der Achse der Spindel 33 zusammen. Hinsichtlich der Koordinatenachse sei angemerkt, dass die schräg nach unten verlaufende Richtung der x-Achse als positive Richtung gewählt wurde.
In diesem Fall ist es ebenso wie in dem vorherigen Fall möglich, das eine Ende des Werkstücks W mit hoher Genauigkeit zu zentrieren, selbst wenn die Außendurchmesser und axialen Krümmungsgrade der Werkstücke W schwanken. Es sei angemerkt, dass eine Konfiguration gewählt werden kann, bei der umgekehrt als vorstehend zuerst die obere Werkzeugauflage 37 in x-Achsen-Richtung in die Zentrierposition bewegt wird und dann die untere Werkzeugauflage 41 auf die Seite der oberen Werkzeugauflage 37 zubewegt wird.
Die Feststellung, dass das Werkstück W von den Fixierelementen 11, 12 beidseitig fixiert und gehalten wird, kann mit einem Sensor wie einem Drucksensor, einem Annäherungssensor, einem Berührungssensor oder dergleichen erfolgen, der dazu in der Lage ist, Kontakt zwischen den Fixierelementen 11, 12 und der Außenumfangsfläche des Werkstücks W zu erkennen. Da ferner, wenn das eine Ende des Werkstücks W von den Fixierelementen 11, 12 beidseitig fixiert und gehalten wird, die Bewegungsposition der unteren Werkzeugauflage 41 und die Bewegungsposition der oberen Werkzeugauflage 37 von einer Antriebskraft des ersten Vorschubmechanismus 45 bzw. einer Antriebskraft des zweiten Vorschub mechanismus 48 in x-Richtung auseinander gedrängt werden, kann festgestellt werden, dass das eine Ende des Werkstücks W von den Fixierelementen 11, 12 beidseitig fixiert und gehalten wird, indem Positionsverschiebungen der unteren Werkzeugauflage 37 und/oder der oberen Werkzeugauflage 41 erkannt werden.
Die Form der Fixierelemente 11, 12 ist nicht auf die oben beschriebene Form beschränkt. Die Kontaktabschnitte 11a, 12a können beispielsweise V-förmig ausgebildet oder, wie in 11 gezeigt, dergestalt konfiguriert werden, dass auf den konkaven Oberflächen 11b, 12b bereitgestellte Vorwölbungen 11d, 12d, das Werkstück W berühren. Ferner können die Fixierelemente 11, 12 schwenkbar um die Drehpunktachsen 11e bzw. 12e an den Revolverköpfen 40, 44 befestigt sein.

1: Werkstückzentriervorrichtung
11: Oberes Fixierelement
12: Unteres Fixierelement
15: Zentriersteuerabschnitt
16: Antriebssteuerabschnitt
17: Versorgungsstrom-Erkennungsabschnitt
30: Drehmaschine
33: Spindel
34: Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen
37: Obere Werkzeugauflage
40: Revolverkopf
41: Untere Werkzeugauflage
44: Revolverkopf
W: Werkstück

Liste der Entgegenhaltungen
Patentliteratur

Ungeprüfte japanische Patentanmeldung Nr. 2002-59301

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- JP 2002-59301 [0002]

Claims

Verfahren zum Einspannen von Werkzeugen für eine Drehmaschine (30) mit mindestens einer Spindel (33) und Werkzeugauflagen (37, 41) zum Einspannen eines zylinderförmigen Werkstücks (W) mittels einer Spannvorrichtung (34) mit einzeln verstellbaren Backen, die an einer Stirnfläche der Spindel angebracht ist, wobei die Werkzeugauflagen auf beiden Seiten der Achse der Spindel mit der Achse der Spindel zwischen sich in einer zur Achse der Spindel orthogonalen Ebene angeordnet und dergestalt bereitgestellt sind, dass sie in einer Richtung parallel zur Spindelachse und in einer dazu orthogonalen Richtung beweglich sind, wobei das Werkstückeinspannverfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass: zunächst an jeder Werkzeugauflage ein der Spindelachsenseite zugewandetes Fixierelement (11, 12) zum Zentrieren befestigt wird; daraufhin die Werkzeugauflagen dergestalt bewegt werden, dass die Fixierelemente und ein Werkstück, das in eine Einspannposition geladen ist, an welcher es von der Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen eingespannt werden soll, in eine solche Positionsbeziehung gebracht werden, dass ein zu bearbeitender Abschnitt des Werkstücks zwischen den Fixierelementen positioniert ist und die Fixierelemente einander gegenüberliegen; anschließend durch abwechselndes oder gleichzeitiges Bewegen der Werkzeugauflagen die Fixierelemente in ihre jeweiligen Zentrierpositionen bewegt werden und der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den beiden Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird, wobei es sich bei der Zentrierposition um die Position des Fixierelements handelt, bei der die Mittenposition des zu bearbeitenden Abschnitts des Werkstücks mit der Spindelachse in einem Zustand zusammenfällt, in dem der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den beiden Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird, und danach das Werkzeug von der Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen eingespannt wird.
Werkstückzentriervorrichtung (1), die auf einer Drehmaschine (30) bereitgestellt ist, die eine horizontal angeordnete Spindel (33), eine an einer Stirnfläche der Spindel angeordnete Spannvorrichtung (34) mit einzeln verstellbaren Backen zum Einspannen eines zylinderförmigen Werkstücks (W), einen Lademechanismus zum Laden des Werkstücks in eine Einspannposition, in der das Werkstück von der Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen eingespannt werden soll, Werkzeugauflagen (37, 41), die auf beiden Seiten der Spindelachse mit der Spindelachse zwischen sich in einer zur Spindelachse orthogonalen Ebene angeordnet und dergestalt bereitgestellt sind, dass sie in einer Richtung parallel zur Spindelachse und in einer dazu orthogonalen Richtung beweglich sind, und Vorschubmechanismen (45, 48) zum Bewegen der jeweiligen Werkzeugauflagen aufweist, und die, wenn ein in die Einspannposition geladenes Werkstück von der Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen eingespannt wird, einen zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks zentriert, wobei die Werkstückzentriervorrichtung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie Folgendes aufweist: Fixierelemente (11, 12), die an den jeweiligen Werkzeugauflagen befestigt sind, zur Seite der Spindelachse weisen und dazu in der Lage sind, die Außenumfangsfläche des Werkstücks zu berühren, und die, wenn sie das Werkstück berühren, die Mittenpositionen ihrer jeweiligen Kontaktabschnitte auf einer geraden Linie positionieren, die parallel zur orthogonalen Richtung und durch die Spindelachse verläuft, und ein Steuermittel (16) zum Steuern der Arbeitsgänge der Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen und der Vorschubmechanismen, wobei das Steuermittel: die Werkzeugauflagen dergestalt bewegt, dass die Fixierelemente und das von dem Lademechanismus in die Einspannposition geladene Werkstück in eine solche Positionsbeziehung gebracht werden, dass der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks zwischen den Fixierelementen positioniert wird und die Fixierelemente einander gegenüberliegen, die Werkzeugauflagen abwechselnd oder gleichzeitig bewegt, wodurch die beiden Fixierelemente in ihre jeweiligen Zentrierpositionen bewegt und dazu veranlasst werden, den zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks beidseitig zu fixieren und zu halten, wobei es sich bei der Zentrierposition um die Position des Fixierelements handelt, bei der die Mittenposition des zu bearbeitenden Abschnitts des Werkstücks mit der Spindelachse in einem Zustand zusammenfällt, in dem der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den beiden Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird, und daraufhin veranlasst, dass die Spannvorrichtung mit einzeln verstellbaren Backen das Werkstück einspannt.
Werkstückzentriervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass: die Vorrichtung ferner ein Erkennungsmittel (17) zum Erkennen, dass der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird, aufweist und das Steuermittel dazu konfiguriert ist, wenn es die Fixierelemente dazu veranlasst, den zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks beidseitig zu fixieren und zu halten, die Fixierelemente, die in demselben Abstand zu ihren jeweiligen Zentrierpositionen positioniert sind, mit derselben Vorschubgeschwindigkeit zu bewegen, bis das Erkennungsmittel erkennt, dass der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks beidseitig fixiert und gehalten wird.
Werkstückzentriervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass: die Vorrichtung ferner ein Erkennungsmittel (17) zum Erkennen, dass der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird, aufweist und das Steuermittel dazu konfiguriert ist, wenn es die Fixierelemente dazu veranlasst, den zu bearbeitenden Abschnitt des Werkstücks beidseitig zu fixieren und zu halten, zu prüfen, wenn das Erkennungsmittel erkennt, dass der zu bearbeitende Abschnitt des Werkstücks von den Fixierelementen beidseitig fixiert und gehalten wird, ob die tatsächlichen Positionen der Fixierelemente mit ihren jeweiligen Zentrierpositionen zusammenfallen, und falls sie nicht zusammenfallen, auf Basis der tatsächlichen Positionen und der Zentrierpositionen Positionen der einzelnen Fixierelemente zu berechnen, mit denen bewirkt wird, dass die Zentrierposition des zu bearbeitenden Abschnitts des Werkstücks mit der Spindelachse zusammenfällt, und die Fixierelemente an ihre jeweiligen berechneten Positionen zu bewegen.