DE19521846A1 - Numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine - Google Patents
Numerisch gesteuerte BearbeitungsmaschineInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungsmaschine nach dem
Oberbegriff des 1. Anspruchs.
Eine derartige Maschine ist aus DD-A 2 58 955 bekannt. Bei
dieser Maschine sind in getrennten Spindelstöcken zwei
parallel gelagerte Drehspindeln vorgesehen, die senkrecht zu
ihrer Drehachse geschwenkt werden können, so daß in der
geschwenkten Lage die beiden Spannmittel einander zugewandt
sind und die Drehspindeln eine gemeinsame Achse haben. Auf
diese Weise läßt sich eine Vorder- und Rückseitenbearbeitung
an Drehteilen durchführen, ohne daß eine zusätzliche
Wendestation vorgesehen werden muß. Mit den Werkzeugen der
Werkzeugträger läßt sich außerdem eine Bearbeitung an
Werkstücken in der geschwenkten Stellung der
Werkstückspindeln ausführen.
Die Bearbeitung beschränkt sich allerdings auf mittige und
achsparallele Bearbeitungen, so daß die
Bearbeitungsmöglichkeiten eingeschränkt sind. Wegen der
Anordnung der Werkzeugträger muß mit Kollisionen gerechnet
werden. Außerdem muß die Erstaufnahme des Werkstücks und die
Entnahme des Werkstücks durch Handhabungseinrichtungen
erfolgen, da die Drehmaschine selbst dazu nicht in der Lage
ist und eine manuelle Beschickung wegen der Platzverhältnisse
nicht in Frage kommt.
Bei einer weiteren Drehmaschine gemäß der DE-A 42 36 868 sind
auf einem Maschinenbett zwei Werkstückspindelstöcke mit
einander gegenüberliegenden Spannfuttern und ein
Werkzeugträger vorgesehen, der in den 3 Achsen X, Y und Z
verfahrbar ist. Die Spindelstöcke sind um eine quer zur
Spindelachsrichtung liegende und horizontale Achse in eine
vertikale Lage schwenkbar, in der ein automatischer
Spannfutterwechsel ausgeführt werden kann. Einer der
Spindelstöcke ist außerdem in Spindelachsrichtung verfahrbar.
Mit dem in drei Achsen verschieblichen und um eine weitere
Achse schwenkbaren Werkzeugträger lassen sich nacheinander
vielfältige Bearbeitungen an den Werkstücken der beiden
Werkstückspindeln durchführen. Auch eine
Zweiseitenbearbeitung ist ohne den Einsatz einer Wendestation
möglich. Schließlich ist ein Werkzeugmagazin mit einer
Werkzeugwechseleinrichtung vorgesehen, die die Werkzeuge im
Werkzeugträger aus tauscht.
Die Spindelstöcke sind allerdings nur in eine vertikale Lage
mit nach oben gerichtetem Spannfutter schwenkbar. Zur
Beschickung mit Rohteilen und zur Entnahme der fertig
bearbeiteten Werkstücke ist deshalb auch hier eine
Werkstückhandhabungseinrichtung erforderlich. Die manuelle
Beschickung ist zwar möglich, aber durch die Höhe der
Spannfutter im geschwenkten Zustand beschwerlich.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine vielfältige
Komplettbearbeitung der Vorder- und Rückseite von
rotationssymmetrischen Werkstücken zu ermöglichen, wobei der
Materialfluß durch die Bearbeitungsmaschine weitgehend
selbsttätig durch die Maschine selbst erfolgen soll.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des Hauptanspruchs
gelöst.
Die Bearbeitungsmaschine ist in der Lage, das zu bearbeitende
Rohteil von einer Abhohlposition zu ergreifen, in die
erforderliche Arbeitslage zu schwenken und der Gegenspindel
zur Rückseitenbearbeitung zu übergeben, die das fertig
bearbeitete Werkstück auf einer Ausgabeposition selbsttätig
ablegt. Durch die Schwenkbewegung der Spindelstöcke ist eine
Bearbeitung unter beliebigem Winkel zur Werkstückachse sowohl
der Vor- als auch der Rückseite möglich. Wenn die
Schwenkachsen als numerisch gesteuerte Vorschubachsen
ausgeführt sind, können auch komplizierte Werkstückkonturen
erzeugt werden.
Die Erfindung wird an Hand der in den Zeichnungen
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Frontansicht der Drehmaschine;
Fig. 2 die Stirnansicht einer Drehmaschine;
Fig. 3 bis Fig. 6 Darstellungen von Bearbeitungsmöglichkeiten
mit der erfindungsgemäßen Bearbeitungsmaschine;
Fig. 7 einen Spindelstock im Schnitt.
Auf dem Bett 1 einer Drehmaschine mit einem paar
Führungsbahnen 4, 5 sind zwei Längsschlitten 6, 7 auf diesen
angeordnet, die von jeweils einem Vorschubmotor 8, 9 über
Gewindespindeln 10, 11 verschoben werden. Die Längsschlitten
6, 7 tragen ihrerseits Führungsbahnen 12, 13, auf denen je ein
Planschlitten 14, 15 in einer vertikalen Richtung durch einen
Planvorschubmotor 16, 17 über Gewindespindeln 18, 19 verfahren
werden. Auf den Planschlitten 14, 15 sind Spindelstöcke 2, 3
schwenkbar befestigt, in denen mindestens eine
Werkstückspindel 20, 21 drehbar gelagert ist. Die
Werkstückspindeln 20, 21 können durch Spindelantriebsmotoren
22, 23 angetrieben werden. Der Antrieb wird durch ein nicht
dargestelltes Kegelradgetriebe auf die Werkstückspindel
übertragen. Es kann auch ein spindelintegrierter
Antriebsmotor verwendet werden.
Die Werkstückspindeln 20, 21 tragen auf ihrer einen Seite ein
Werkstückspannfutter 24, 25, das ein Werkstück 26 in Rotation
versetzen kann. In dem dargestellten Beispiel durchdringen
die Werkstückspindeln 20, 21 die Spindelstöcke 2, 3 und tragen
auf ihrer dem Werkstückspannmittel 24, 25 gegenüberliegenden
Seite eine Werkzeugaufnahme 27, in die Fräs-, Bohr-, Schleif-
und Drehwerkzeuge 28, 29 eingespannt werden können.
Unterhalb der Schwenkachsen 30, 31 der Spindelstöcke 2, 3 sind
eine Rohteilabgabe 32 und eine Fertigteilannahme 33
vorgesehen. Rohteilabgabe 32 und Fertigteilannahme 33 können
durch Transportbänder 34 oder Werkstückpaletten 35 gebildet
werden, wobei die Rohteile 36 von den Werkstückspannmitteln
24, 25 ergriffen und die Fertigteile 37 von den
Werkstückspannmitteln 24, 25 an der Fertigteilannahme 33
abgelegt werden müssen.
Der Werkstücktransport durch die erfindungsgemäße Maschine
geschieht folgendermaßen: Die Rohteile 36 werden unterhalb des
Spindelstocks 3 bereitgestellt, so daß die Drehachse des
Spannmittels 25 mit der Rohteilmitte zur Flucht gebracht
werden kann, wenn der Spindelstock 3 derart geschwenkt wird,
daß das Werkstückspannmittel 25 senkrecht nach unten zeigt.
Durch den Längsschlitten 7 können mehrere
Bereitstellungspositionen für Rohteile 36 angefahren werden,
die auf Werkstückpaletten 35 ausgerichtet bereitgehalten
werden. Das ergriffene Rohteil 36 wird in eine horizontale
Lage geschwenkt und von einem Werkzeug 28 des anderen
Spindelstocks 2 bearbeitet. Das teilweise bearbeitete
Werkstück 26 kann dem Werkstückspannmittel 24 des
Spindelstocks 2 dadurch übergeben werden, daß ein oder beide
Längsschlitten in horizontaler Richtung verschoben werden,
während die Spannmittel 21, 24 koaxial einander
gegenüberstehen. Nach der Übergabe ist die Rückseite des
Werkstücks 26 für ein in der zweiten Werkstückspindel 21
eingespanntes Werkzeug 29 zur Bearbeitung zugänglich. Nach
Abschluß der Bearbeitung an der Vorder- und Rückseite
schwenkt die Werkstückspindel 20 in eine vertikale Position,
so daß das Werkstückspannmittel 24 nach unten weist. Durch
Verfahren des Planschlittens 14 kann das Fertigteil 37 nun
auf einer weiteren Palette oder auf einem Transportband 34
abgelegt werden und verläßt so die Drehmaschine.
Selbstverständlich kann der Werkstückfluß auch in umgekehrter
Richtung durch die Maschine erfolgen.
Oberhalb der Schwenkachsen 30, 31 der Spindelstöcke 2, 3 sind
Werkzeuge 40 in einem Werkzeugmagazin 41 derart
untergebracht, daß ihre Spannzapfen 42 nach unten weisen. In
der vertikalen Schwenkstelllung der Spindelstöcke 2, 3 weisen
die Werkzeugaufnahmen 27 der Werkstückspindeln nach oben und
können mit der Achse der Spannzapfen 42 in Übereinstimmung
gebracht werden. Durch die Vorschubbewegung der Planschlitten
14, 15 kann ein Werkzeug 40 in die Werkzeugaufnahme 27 der
Werkstückspindel 20, 21 eingeführt werden oder ein in der
Werkzeugaufnahme 27 befindliches Werkzeug 28, 29 in einer
leeren Aufnahme des Werkzeugmagazins 41 abgelegt werden. Das
Werkzeugmagazin 41 kann stationär ausgebildet sein. Es kann
jedoch auch an dem Querbalken 43 eines Portals 44
verschiebbar geführt werden, wodurch die Anzahl der
austauschbaren Werkzeuge 40 erhöht werden kann.
Die in Fig. 2 dargestellte Drehmaschine in Stirnansicht
unterscheidet sich von der vorbeschriebenen durch eine
zusätzliche Vorschubachse. Das Drehmaschinenbett 50 ist als
Schrägbett ausgeführt und trägt den Bettschlitten 51, der
durch eine Gewindespindel 53 in Z-Richtung verfahren wird.
Der Bettschlitten 51 hat Führungsbahnen 54 für einen Y-
Schlitten 55, der keilförmig ausgebildet ist, so daß die
Schlittenführungen 56 für den Planschlitten in einer
vertikalen Ebene liegen. Y-Schlitten 55 und Planschlitten 57
werden von Vorschubmotoren 58, 59 über Gewindetriebe 60, 61
verschoben. Auf dem Planschlitten 57 ist der erfindungsgemäße
Spindelstock 3 mit darin gelagerter Werkstückspindel 21
schwenkbar gehalten. Die zweite identische
Spindelstockeinheit 2 befindet sich in einer tiefer gelegenen
Zeichnungsebene und ist daher in Fig. 2 nicht erkennbar.
In der dargestellten Schwenkstellung des Spindelstocks 3 kann
durch Verfahren des Planschlittens 57 ein Werkstück 62 auf
einem Werkstückspeicher abgelegt und ein anderes Werkstück 63
aufgenommen werden. Durch Verfahren des Y-Schlittens 55 wird
die Drehachse 64 der Werkstückspindel 21 in eine parallele
Ebene verschoben. Die dabei auftretende Verlagerung in
Planrichtung kann durch gleichzeitiges Verfahren des
Planschlittens 57 kompensiert werden.
Mit den Drehmaschinen nach Fig. 1 und 2 können beispielsweise
die in den Fig. 3 bis 6 dargestellten Bearbeitungen
vorgenommen werden, wobei lediglich die Spindelstöcke 2, 3 mit
Werkstückspannmitteln 24, 25 und Werkzeugaufnahmen 27
dargestellt sind.
In Fig. 3 ist in der einen Werkzeugaufnahme 27 des
Spindelstocks 3 ein Fräswerkzeug 65 eingespannt, das ein
Werkstück im Werkstückspannmittel 24 an der Stirnfläche
bearbeiten soll. Die Werkzeugaufnahme 27 des Spindelstocks 2
trägt dagegen ein Drehwerkzeug 66.
In Fig. 4 ist eine Querbohroperation dargestellt. Der
Spindelstock 2 ist dazu in eine senkrechte Lage geschwenkt,
so daß der Bohrer 67 das von der Werkstückspindel 21 drehfest
gehaltene Werkstück bearbeiten kann. In dieser Konfiguration
ist bei der Drehmaschine der Fig. 2 auch die Herstellung
einer ebenen Fläche durch Verfahren des Y-Schlittens 55
möglich.
Die Bearbeitung eines Werkstücks 26 kann in jeder beliebigen
Schwenkstellung des Spindelstocks 2 durch ein rotierend
angetriebenes Fräswerkzeug 68 erfolgen (Fig. 5), wobei sowohl
der eine Spindelstock 2 als auch der andere Spindelstock 3
und auch beide Spindelstöcke 2, 3 geschwenkt sein können. Wird
die Schwenkbewegung eines der Spindelstöcke 2, 3 oder beider
Spindelstöcke als Vorschubbewegung ausgeführt, können
beliebig räumlich gekrümmte Flächen erzeugt werden.
Die Drehbearbeitung eines im Spindelstock 2 rotierend
gehaltenen Werkstücks durch einen Drehmeißel 69 ist in Fig. 6
gezeigt.
Die Fig. 7 zeigt einen Spindelstock 70 mit zwei koaxial
angeordneten Spindeln 71, 72, die von einem
Spindelantriebsmotor 73 in Drehung versetzt werden. Die
Ausgangswelle 74 des Spindelantriebsmotors 73 trägt dazu ein
Kegelrad 75, das mit einem auf der Werkstückspindel 72
befestigten Kegelrad 76 und mit einem auf der Werkzeugspindel
71 befestigten Kegelrad 77 kämmt. Die Werkstückspindel 72 ist
mit einer Scheibenbremse 78 versehen, um das Werkstück an der
Rotation zu hindern, wenn es von einem rotierend
angetriebenen Werkzeug bearbeitet werden soll. Ebenso ist die
Werkzeugspindel 71 mit einer Scheibenbremse 79 ausgestattet,
um die Aufnahme von feststehenden Drehwerkzeugen zu erlauben.
In dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird der
Spindelstock 70 gegenüber dem Planschlitten 80 durch
Stirnzahnringe 81, 82, 83 festgelegt. Dazu ist ein
Stirnzahnring 82 mit dem Spindelstock 70 fest verbunden. Ein
zum ersten Stirnzahnring 82 konzentrischer und
gleichgerichteter Stirnzahnring 83 ist in der gleichen Ebene
mit dem Planschlitten 80 verbunden. Den beiden
Stirnzahnringen 82, 83 ist ein dritter Stirnzahnring 81
entgegengerichtet, der die Stirnverzahnungen beider
Stirnzahnringe 82, 83 überdeckt und im Planschlitten 80 einen
Ringkolben bildet, so daß die Verzahnungen in Eingriff
gebracht und getrennt werden können. Der Zylinderraum 84 des
Ringkolbens wird durch eine Leitung 85 mit Druckmittel
versorgt.
Die Schwenkbewegung des Spindelstocks 70 kann bei
entriegelten Stirnzahnringen 82, 83 durch den
Spindelantriebsmotor 73 bewirkt werden. Dazu werden die
Werkstückspindel 72 und die Werkzeugspindel 71 durch die
Scheibenbremsen blockiert, so daß das Antriebsmoment des
Spindelantriebsmotors 73 in eine Drehung des Motorgehäuses
und des damit verbundenen Spindelstocks 70 umgesetzt wird.
Claims (12)
1. Numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine, insbes.
Drehmaschine, mit zwei Spindelstöcken, in denen je eine
Werkstückspindel rotierend antreibbar gelagert ist und von
denen mindestens einer in einer horizontalen, ersten
Richtung verfahrbar ist und die um eine zur
Spindelachsrichtung senkrechte Richtung schwenkbar sind
und an einer Seite Spannmittel zur Aufnahme von
Werkstücken tragen, die in einer Schwenkstellung einander
zugewandt sind, dadurch gekennzeichnet, daß jeder
Spindelstock (2, 3) an der dem Werkstückspannmittel (24, 25)
gegenüberliegenden Seite mindestens eine Werkzeugaufnahme
(27) trägt, daß mindestens einer der Spindelstöcke (2, 3)
in vertikaler Richtung verfahrbar ist und daß die
Werkstückspannmittel (24, 25) der Spindelstöcke (2, 3) in
der einander zugewandten Schwenkstellung in eine koaxiale
Lage bringbar sind.
2. Numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der
Spindelstöcke (2, 3) in einer zur horizontalen ersten
Richtung und zur vertikalen Richtung senkrechten Richtung
verfahrbar ist.
3. Numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahme (27)
rotierend antreibbar ist.
4. Numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß eine Werkzeugspindel (71) zur
Aufnahme von Werkzeugen im Spindelstock (70) drehbar
gelagert ist, die zur Werkstückspindel (72) koaxial ist.
5. Numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 3
dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge (28, 29) am dem
Werkstückspannmittel (24, 25) gegenüberliegenden Ende der
Werkstückspindel (20, 21) befestigt sind.
6. Numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 3
dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Schwenkachsen
(30, 31) der Spindelstöcke (2, 3) ein Werkzeugmagazin (41)
vorgesehen ist, das mindestens ein Werkzeug (40) in einer
Wechselposition in einer senkrechten Ausrichtung
bereithält, die von der Werkzeugaufnahme (27) erreichbar
ist.
7. Numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Schwenkachsen
(30, 31) der Spindelstöcke (2, 3) eine Werkstückaufnahme-
(33) und eine Werkstückabgabevorrichtung (32) vorgesehen
sind.
8. Numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Schwenkachse
(30, 31) der Spindelstöcke (2, 3) eine Werkstückzuführ- (35)
und eine Werkstückabführeinrichtung (34) angeordnet sind.
9. Numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 4
dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückspindel (72) und
die Werkzeugspindel (71) von demselben Antriebsmotor (73)
angetrieben werden, der die Schwenkbewegung des
Spindelstocks (70) bewirkt.
10. Numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 1
dadurch gekennzeichnet, daß beide Spindelstöcke (2, 3) in
X-, Y- und Z-Richtung Vorschubbewegungen ausführen.
11. Numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 3
oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugspindeln
(71) und/oder die Werkstückspindeln (20, 21, 72) in ihrer
Drehlage positionierbar und festlegbar sind.
12. Numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine nach Anspruch 11
dadurch gekennzeichnet, daß der Antriebsmotor (22, 23, 73)
für die Werkstückspindel (20, 21, 72) und die
Werkzeugspindel (71) ein regelbarer Servomotor ist und die
Werkstückspindel (20, 21, 72) und/oder die Werkzeugspindel
(71) mit einer Festhalteeinrichtung (78, 79) versehen sind.
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Publications (2)
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DE19521846A1 true DE19521846A1 (de) | 1996-12-19 |
DE19521846B4 DE19521846B4 (de) | 2005-06-16 |
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Family Applications (1)
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DE1995121846 Expired - Fee Related DE19521846B4 (de) | 1995-06-16 | 1995-06-16 | Numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine |
Country Status (1)
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DE (1) | DE19521846B4 (de) |
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