DE19726309A1

DE19726309A1 - Bearbeitungszelle

Info

Publication number: DE19726309A1
Application number: DE19726309A
Authority: DE
Inventors: Norbert Hesbrueggen
Original assignee: EMAG MASCH VERTRIEBS SERV GmbH
Current assignee: EMAG MASCH VERTRIEBS SERV GmbH
Priority date: 1997-06-20
Filing date: 1997-06-20
Publication date: 1998-12-24
Also published as: EP0885686B1; JPH1190701A; CN1203139A; TW375548B; DE59803169D1; EP0885686A1; BR9802030A; KR19990007147A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bearbeitungszelle mit ei nem Maschinenkörper oder Maschinengestell und mit minde stens zwei an einem drehbaren Spindelträger angeordneten Spindeln mit jeweiliger Spanneinrichtung und Spannfutter für die Aufnahme von Werkstücken und mit mindestens einem verfahrbaren und/oder verdrehbaren Trägersystem für Werk zeuge.

Es sind bereits mehrspindlige Drehmaschinen bekannt, bei de nen die Spindeln nach Art eines Trommelrevolvers mit hori zontaler Achse angeordnet sind. Solche mehrspindligen Dreh maschinen eignen sich zur Serienfertigung rotationssymmetri scher Teile, wobei das zu bearbeitende Stangenmaterial durch die Hohlspindel hindurchgeschoben und am vorderen Ende der jeweiligen Spindel bearbeitet und nach der Bearbeitung von der Stange abgestochen wird. Für die Bearbeitung von einzelnen Werkstücken benötigen solche Drehmaschinen eine gesonderte Ladevorrichtung in Form eines Roboters.

Bekannt sind auch nach dem sogenannten pick-up-Verfahren arbeitende Drehmaschinen, bei denen die Spindel in Achs richtung verfahrbar ist und aufgrund ihrer Anordnung an ei nem Kreuzschlitten in der Lage ist, Werkstücke von einer Bela destation abzuholen und einer Bearbeitungsstation zuzufüh ren. Nachteilig bei solchen Drehmaschinen ist die Tatsache, daß insbesondere bei kurzen Bearbeitungszeiten die Nebenzei ten für das Be- und Entladen sehr stark ins Gewicht fallen.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Bearbeitungszelle der ein gangs erwähnten Art so auszugestalten, daß eine bessere Aus lastung der Bearbeitungszelle möglich ist.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Bearbeitungszelle der eingangs erläuterten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Spindelträger um eine Achse drehbar ist, die eine Winkel von 0° bis 45° gegenüber der Vertikalen einnimmt, daß die Achsen der Spindeln unter einem Winkel zur Drehachse des Spindelträgers angeordnet sind, der zwischen 0° und 45° liegt, wobei die Spindeln mit ihren Spannfuttern zwischen einer ver tikalen, nach unten hängenden Position und einer waagrechten Position ausführbar sind und daß die Spindeln als in ihrer Achsrichtung verfahrbare pick-up-Spindeln ausgebildet sind. Durch die Anordnung von sogenannten pick-up-Spindeln an einem drehbaren Spindelträger kann mindestens eine Spindel einer Bearbeitungsstation zugeordnet sein, während minde stens eine weitere Spindel sich in einer Be- bzw. Entladestation zur Aufnahme eines Rohteiles oder zur Abgabe eines bearbei teten Werkstückes befindet. Hierdurch fallen insbesondere bei kurzen Bearbeitungszeiten die Nebenzeiten für das Be- und Entladen praktisch nicht mehr ins Gewicht, weil immer minde stens eine Spindel sich in der Bearbeitungsstellung befindet. Aufgrund dieser erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist immer mindestens eine Spindel in der Bearbeitungsposition, während eine dieser Arbeitsspindel zugeordnete komplimentäre Spindel Vorgänge ausführt, die zu den Nebenzeiten zu rechnen sind. Bezogen auf die Bearbeitungszelle kann also hierdurch niemals der Zustand eintreten, daß die Bearbeitung von Werkstücken aufgrund der notwendigen Be- und Entladung der Spindeln unterbrochen ist. Bei einer Bearbeitungszelle dieser Art kön nen zwei oder mehrere Spindeln vorgesehen sein, die mit den unterschiedlichsten Werkzeugträgersystemen kombiniert wer den können, so daß eine gleichzeitige Bearbeitung bei mehre ren Spindeln vorgenommen werden kann. Nach einer vorteil haften Weiterbildung der Erfindung können die Spindeln un abhängig voneinander in Achsrichtung verfahrbar sein. Hier durch kann die Bearbeitung sowie das Be- und Entladen unbe einflußt voneinander durchgeführt werden.

Eine besonders vorteilhafte weitere Ausgestaltung der Erfin dung besteht darin, daß die Spindeln mit achsparalleler Mo toranordnung als Motorspindeln ausgebildet sind. Bei solchen Spindeln ist der Motor koaxial zur Spindel auf dieser in kon zentrischer Form angeordnet, woraus sich die völlige Unabhän gigkeit der einzelnen Spindeln und die sonstigen bekannten Vorteile dieser Motorspindeln ergeben.

Wenn der Spindelträger in weiterer Ausgestaltung der Erfin dung in Richtung seiner Drehachse verfahrbar ausgebildet ist, so hat dies mehrere Vorteile. Aufgrund dieser Ausgestaltung können Wegstrecken zurückgelegt werden, die den Verfahrweg der einzelnen Spindel übersteigen, weil die Verschiebung des Spindelträgers zu dem Verfahrweg der Spindel hinzu kommt. Außerdem können die Verfahrzeiten für die Spindel wesentlich verkürzt werden, wenn die bereits in einer Richtung verfahrba re Spindel zusätzlich noch durch das Verfahren des Spindel trägers in der gleichen Richtung bewegt wird.

Wenn die Spindel in weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung oberhalb einer Ebene angeordnet sind, in der sich eine Be- und Entladestation für die Werkstücke befindet, so sind die Vorgänge des Entladens und anschließenden Beladens einer Spindel begünstigt, da beispielsweise das Entladen wäh rend des Verschwenkens der Spindel in die Beladestation durch einfaches Abwerfen des Werkstückes auf diesem Schwenkweg erfolgen kann. Hierdurch können diese Nebenzei ten verkürzt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich dadurch, daß die Spindeln oberhalb einer Ebene angeordnet sind, in der sich eine Bearbeitungsstation befindet. Hierdurch wird bei spielsweise ein problemloses Abführen der anfallenden Späne und des eingesetzten Kühlmittels ermöglicht.

Für die Ausgestaltung des Spindelträgers sind nach der vorlie genden Erfindung zwei grundsätzliche Möglichkeiten vorgese hen. Die eine Möglichkeit besteht darin, daß der Spindelträger als Säule oder Turm ausgebildet ist und die Spindeln am Au ßenumfang des Spindelträgers gehalten sind. Die zweite Mög lichkeit ist darin zu sehen, daß der Spindelträger als Hohlkör per ausgebildet ist und die Spindeln in dem Hohlkörper gehal ten sind, wobei die Spindeln mit den das Werkstück aufneh menden Enden über den Hohlkörper hinausragen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbei spielen näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 Eine Seitenansicht einer Bearbeitungszelle mit mehreren in einem als Hohlkörper ausgebil deten Spindelträger angeordneten Spindeln;

Fig. 2 Eine Stirnansicht der Bearbeitungszelle nach Fig. 1;

Fig. 3 Eine Draufsicht auf die Bearbeitungszelle nach Fig. 1;

Fig. 4 Eine der Fig. 1 entsprechende Seitenansicht einer abgeänderten Ausführungsform und

Fig. 5 Eine weitere Ausführungsvariante einer Bear beitungszelle in einer der Fig. 1 entspre chenden Ansicht.

In sämtlichen Darstellungen werden diejenigen Teile der Bear beitungszelle, die für das Verständnis der Erfindung nicht un bedingt erforderlich sind, nur schematisch dargestellt.

Wie aus der Zeichnung insgesamt ersichtlich, ist an einem Ma schinenkörper oder Maschinengestell 1 ein Spindelträger 2 um eine vertikale Achse 3 drehbar gelagert. Dieser Spindelträger ist als Hohlkörper ausgebildet und nimmt im dargestellten Ausführungsbeispiel vier Motorspindeln 4 auf, die mittels Hal terungen 5 und 6 am Spindelträger 2 gehalten sind, der Art, daß die jeweiligen Spanneinrichtungen 7 nach unten über den Spindelträger 2 hinausragen. Mit 8 sind Betätigungseinrich tungen für die Spanneinrichtungen 7 bezeichnet. Die als Mo torspindeln ausgebildeten Spindeln 4 sind in Richtung ihrer Längsachse gegenüber dem Spindelträger 2 verfahrbar, da die Halterungen als Führungseinrichtungen für das Verfahren der Spindeln in Achsrichtung ausgebildet sind, so daß sie in der Lage sind einerseits die notwendigen Zustellbewegungen ge genüber Werkzeugen 9 eines Werkzeugträgers 10 und anderer seits Transportbewegungen für das Be- und Entladen in ent sprechenden Be- oder Entladestationen 11 auszuführen. So wohl der Werkzeugträger 10, der im dargestellten Ausfüh rungsbeispiel als Scheibenrevolver ausgeführt ist, als auch die Be- und Entladestation 11, die als Förderband ausgeführt ist, befinden sich in Ebenen, die unterhalb der Spindeln 4 liegen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind, wie aus Fig. 2 er sichtlich, zwei Werkzeugträger 10 vorgesehen, die jeweils um eine Achse 12 mittels eines Antriebs 13 drehbar und mittels einer Verschiebeeinrichtung 16 in Achsrichtung jeweils in Füh rungen 14 verfahrbar sind, um die Zustellbewegung bei der Bearbeitung eines Werkstückes 15 durchführen zu können. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, sind in dem als Hohlkörper ausgebil deten Spindelträger 2 insgesamt vier Spindeln 4 vorgesehen, so daß jeweils zwei Spindeln in Arbeitsstellung stehen, wobei je der dieser beiden Spindeln ein Werkzeugträger 10 zugeordnet ist, während die anderen beiden Spindeln sich in der Be- bzw. Entladestation 11 befinden. Mit 17 sind Vorschubeinrichtun gen für das Verschieben der Spindeln 4 in Achsrichtung be zeichnet. Mit 18 ist ein Drehantrieb für den Spindelträger 2 bezeichnet, der über einen Riemen oder eine Kette 19 den Spindelträger antreibt.

Die Ausführungsform nach Fig. 4 unterscheidet sich von derjenigen nach den Fig. 1 bis 3 dadurch, daß ein Spin delträger 20 nach Art einer Säule ausgebildet ist, wobei die einzelnen Spindeln 4 am Außenumfang mittels Halterungen bzw. Führungen 5 und 6 gehalten und in Achsrichtung ver schiebbar sind. Der Spindelträger 20 ist um eine lotreche Ach se 21 drehbar. Der übrige Aufbau der Bearbeitungszelle ent spricht derjenigen nach den Fig. 1 bis 3.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 5 ist ein Spindelträger 30 als kegelförmiger Hohlkörper ausgebildet, in dessen Inneren mittels Halterungen 5 und 6 die Spindeln 4 gehalten sind. Die Besonderheit dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Drehachse 31 des Spindelträgers 30 gegenüber der Vertikalen um einen Winkel geneigt ist. Weiterhin sind die Längsachsen 32 der Spindeln 4 gegenüber der Drehachse 31 des Spindelträ gers geneigt. Hierdurch ergibt sich eine vertikale Position der Spindeln 4 in der Be- und Entladestation 11 und eine geneigte Position in der Arbeitsstellung, in welcher die Spanneinrich tung 7 mit Werkstück 15 einem Werkzeug 9 eines Werkzeugträ gers 10 zugeordnet ist.

Claims

1. Bearbeitungszelle mit einem Maschinenkörper oder Ma schinengestell und mit mindestens zwei an einem drehbaren Spindelträger angeordneten Spindeln mit jeweiliger Spannein richtung für die Aufnahme von Werkstücken und mit minde stens einem verfahrbaren und/oder verdrehbaren Trägersystem für Werkzeuge, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelträ ger (2, 20, 30) um eine Achse (3, 21, 31) drehbar ist, die einen Winkel von 0° bis 45° gegenüber der Vertikalen einnimmt, daß die Achsen der Spindeln (4) unter einem Winkel zur Drehachse des Spindelträgers (2, 20, 30) angeordnet sind, der zwischen 0° und 45° liegt, wobei die Spindeln (4) mit ihren Spannfuttern (7) zwischen einer vertikal nach unten hängenden Position und ei ner waagrechten Position ausführbar sind, und daß die Spin deln (4) als in ihrer Achsrichtung verfahrbare pick-up-Spindeln ausgebildet sind.

2. Bearbeitungszelle nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Spindeln (4) unabhängig voneinander in Achsrichtung verfahrbar sind.

3. Bearbeitungszelle nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge kennzeichnet, daß die Spindeln (4) mit achsparalleler Mo toranordnung als Motorspindeln ausgebildet sind.

4. Bearbeitungszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelträger (2, 20, 30) in Richtung seiner Drehachse verfahrbar ausgebildet ist.

5. Bearbeitungszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeln (4) oberhalb einer Ebene angeordnet sind, in der sich eine Be- und Entladestation (11) für die Werkstücke (15) befindet.

6. Bearbeitungszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindeln (4) oberhalb einer Ebene angeordnet sind, in der sich eine Bearbeitungsstation (10) befindet.

7. Bearbeitungszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelträger als Säule (20) oder Turm ausgebildet ist und die Spindeln am Außenumfang des Spindelträgers gehalten sind.

8. Bearbeitungszelle nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelträger als Hohlkör per (2, 30) ausgebildet ist und die Spindeln in dem Hohlkörper gehalten sind, wobei die Spindeln mit den das Werkstück auf nehmenden Enden über den Hohlkörper (2, 30) hinausragen.