DE102010035268B4 - Werkzeugmaschine und Verfahren zum Aufnehmen von Werkstücken an dieser Werkzeugmaschine - Google Patents

Werkzeugmaschine und Verfahren zum Aufnehmen von Werkstücken an dieser Werkzeugmaschine Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Aufnahme eines Werkstückes (2) in einer Werkzeugmaschine mit einer Arbeitsspindel (5), mit einer Werkstückaufnahme (6) und mit einer Zuführeinrichtung (9), wobei die Werkstückaufnahme (6) einen radial nach außen spannenden Spanndorn (12), ein radial nach innen spannendes Ausgleichsspannfutter (14) und eine Planfläche (13) zum Anlegen des Werkstücks (2) aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Selbsttätiges Zuführen des Werkstückes (2) in den Wirkbereich der Werkstückaufnahme (6) b) Bewegen der Werkstückaufnahme (6) und des Werkstücks (2) relativ zueinander, bis das Werkstück (2) mit einer Kontaktfläche an der Planfläche (13) der anliegt c) Zentrieren des Werkstücks (2) durch Spreizen des Spanndorns (12) an einer Fläche im Innern des Werkstücks (2) d) Schließen des Ausgleichsspannfutters (14) und ausgleichendes Spannen des Werkstücks (2) an einer Außenfläche

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufnehmen von Werkstücken in der Arbeitsspindel einer Werkzeugmaschine und eine Werkzeugmaschine zur Durchführung eines solchen Verfahrens. Bei der Präzisionsbearbeitung von Werkstücken mit zentrischen Innen- und von der Kreisform abweichenden Außenkonturen sind zentrisch ausgleichende Spannfutter bekannt, welche die Werkstücke von außen mit Druckmittel beaufschlagten Spannbacken fixieren. Die DE 2 240 065 A zeigt ein Ausgleichsfutter, welches das Umrichten auf unterschiedliche Spanndurchmesser in den automatisierten Bearbeitungsablauf der Werkzeugmaschine einbezieht. Dies wird mit Spannbacken bewirkt, die auf den Grundbacken an unterschiedlichen Stellen arretiert werden können. Das Werkstück wird zwischen Zentrierspitzen eingespannt. Deshalb ist der Einsatz auf Werkstücke mit Zentrierbohrungen beschränkt.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Aufnehmen von Werkstücken in der Arbeitsspindel einer Pick-Up-Werkzeugmaschine anzugeben. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 und eine Vorrichtung nach Patentanspruch 4.
  • Ein vorteilhafter Aspekt des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, bei einer Pick-Up-Spindel, die Werkstücke von einer Zuführeinrichtung abholt, der Bearbeitung zuführt und nach erfolgter Bearbeitung wieder auf die Zuführeinrichtung ablegt, die Werkstücke an einer Bohrung zu zentrieren und anschließend außen mit einem Ausgleichsfutter zu spannen.
  • Im Folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.
  • 1 zeigt eine Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens
  • 2 zeigt die Werkstückaufnahme in vergrößerter Darstellung teilweise geschnitten
  • 1 zeigt eine Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens in schematischer Darstellung. Nicht erfindungswesentliche Details der Werkstückzuführung, der Steuerung und des Gehäuses sind nicht dargestellt. Das Maschinengestell 1 trägt an der Oberseite Führungen 3 für den Schlitten 4. An diesem ist die Arbeitsspindel 5 vertikal beweglich geführt. An ihrer Unterseite trägt die Arbeitsspindel 5 die Werkstückaufnahme 6 zur Aufnahme von Werkstücken 2. Auf der linken Seite ist im Maschinengestell 1 der Werkzeugrevolver 7 mit Werkzeugen 8, 8' angeordnet. Daneben befindet sich auf der rechten Seite die als Förderband ausgeführte Zuführeinrichtung 9. Diese transportiert unbearbeitete Werkstücke 2 zur Arbeitsspindel 5 und führt bearbeitete Werkstücke wieder ab. Die Werkstücke 2 sind auf der Zuführeinrichtung 9 auf federnd gelagerten Unterlagen 10 abgelegt. Zum Erfassen des Federweges ist ein Messtaster 11 vorgesehen. In 2 ist die Werkstückaufnahme 6 ausschnittsweise vergrößert beim Greifen eines Werkstücks 2 dargestellt. Das Werkstück liegt auf einer federnd gelagerten Unterlage 10 auf der Zuführeinrichtung 9. Die Werkstückaufnahme 6 wurde durch eine Bewegung der Arbeitsspindel 5 abgesenkt. Nachdem die Planfläche 12 der Werkstückaufnahme 6 das Werkstück 2 berührt, wird die senkrechte Bewegung um die Wegstrecke F fortgesetzt. Dabei wird die Reaktion der Unterlage 10 vom Messtaster 11 erfasst. Falls der Messwert einen von der Wegstrecke F abweichenden Wert ergibt, ist das Werkstück 2 verunreinigt oder nicht in der ordnungsgemäßen Position. Gleichzeitig mit dem Anlegen der Planfläche 13 an eine Werkstückfläche dringt die geschlitzte Spannzange 18 in eine Bohrung des Werkstücks 2 ein. Mit einer Abwärtsbewegung des Stößels 17 wird die Spannzange 18 gespreizt und das Werkstück 2 konzentrisch zur Spindelachse 14 positioniert. Da die während der Bearbeitung auf das Werkstück 2 einwirkenden Kräfte und Drehmomente nicht vollständig von der Spannzange 18 aufgenommen werden können, wird das Werkstück zusätzlich im Ausgleichsspannfutter 14 an einer Außenfläche fixiert. Dazu sind Spannsegmente 15 vorgesehen, welche über Bohrungen 16 mit Druckmittel beaufschlagt und in radialer Richtung zur Spindelachse 19 hin verschoben werden. Die Spannsegmente 15 können als Kolben in entsprechenden Bohrungen geführt sein oder auf einer elastischen Membrane angeordnet sein. Nach diesem Verfahren können verformungsempfindliche Werkstücke äußerst präzise zentrisch eingespannt und mit hoher Abtragsleistung bearbeitet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Maschinengestell
    2
    Werkstück
    3
    Führung
    4
    Schlitten
    5
    Arbeitsspindel
    6
    Werkstückaufnahme
    7
    Werkzeugrevolver
    8 8'
    Werkzeug
    9
    Zuführeinrichtung
    10
    Unterlage
    11
    Messtaster
    12
    Spanndorn
    13
    Planfläche
    14
    Ausgleichsspannfutter
    15
    Spannsegment
    16
    Bohrung
    17
    Stößel
    18
    Spannzange
    19
    Spindelachse
    F
    Wegstrecke

Claims (7)

  1. Verfahren zur Aufnahme eines Werkstückes (2) in einer Werkzeugmaschine mit einer Arbeitsspindel (5), mit einer Werkstückaufnahme (6) und mit einer Zuführeinrichtung (9), wobei die Werkstückaufnahme (6) einen radial nach außen spannenden Spanndorn (12), ein radial nach innen spannendes Ausgleichsspannfutter (14) und eine Planfläche (13) zum Anlegen des Werkstücks (2) aufweist, mit folgenden Verfahrensschritten: a) Selbsttätiges Zuführen des Werkstückes (2) in den Wirkbereich der Werkstückaufnahme (6) b) Bewegen der Werkstückaufnahme (6) und des Werkstücks (2) relativ zueinander, bis das Werkstück (2) mit einer Kontaktfläche an der Planfläche (13) der anliegt c) Zentrieren des Werkstücks (2) durch Spreizen des Spanndorns (12) an einer Fläche im Innern des Werkstücks (2) d) Schließen des Ausgleichsspannfutters (14) und ausgleichendes Spannen des Werkstücks (2) an einer Außenfläche
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, wobei das Werkstück (2) von der Zuführeinrichtung (9) auf einer federnden Unterlage (10) zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im Verfahrensschritt b) die Planfläche (13) mit einem Überhub gegen die Kontaktfläche des Werkstücks (2) bewegt wird.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die vom Werkstück (2) zurückgelegte Wegstrecke (F) beim Einfedern der Unterlage (10) gemessen und der ermittelte Messwert mit vorbestimmten Sollwerten verglichen wird.
  4. Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 3 mit einer in mindestens einer Achsrichtung verfahrbaren drehangetriebenen Arbeitsspindel (5), die eine Werkstückaufnahme (6) aufweist, die zum Greifen, Transportieren und Antreiben von Werkstücken (2) dient, wobei die Werkstücke (2) durch Verfahren der Arbeitsspindel (5) von einer Zuführeinrichtung (9) abgeholt, der Bearbeitung zugeführt und nach erfolgter Bearbeitung wieder auf die Zuführeinrichtung (9) abgelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückaufnahme (6) eine Planfläche (13) zum Anlegen des Werkstücks (2), einen radial nach außen spannenden Spanndorn (12) und ein radial nach innen spannendes Ausgleichsspannfutter (14) aufweist.
  5. Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannsegmente (15) des Ausgleichsfutters (14) druckmittelbeaufschlagt sind.
  6. Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 5 mit einer vertikalen Arbeitsspindel (5), wobei das Werkstück (2) auf der Zuführeinrichtung (9) auf einer federnden Unterlage (10) liegt, wobei die Werkstückaufnahme (6) mit einem Überhub gegen die Kontaktfläche des Werkstücks (2) bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass zum Messen der vom Werkstück (2) zurückgelegten Wegstrecke (F) beim Einfedern der Unterlage (10) eine Messeinrichtung (11) vorgesehen ist.
  7. Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 6 mit einer Maschinensteuerung, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel zum Vergleichen der gemessenen Wegstrecke (F) mit vorbestimmten Sollwerten vorgesehen sind.
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DE2240065A1 (de) * 1971-10-13 1973-04-19 Werkzeugmasch Okt Veb Ausgleichsfutter fuer werkzeugmaschinen

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