DE19843575B4

DE19843575B4 - Multi-spindle machine tool, in particular multi-spindle automatic lathe

Info

Publication number: DE19843575B4
Application number: DE1998143575
Authority: DE
Inventors: Albert Dr.-Ing. Herrscher
Original assignee: Alfred H Schuette & Co KG GmbH; Schuette Alfred H & Co KG GmbH
Current assignee: Alfred H Schuette & Co KG GmbH; Schuette Alfred H & Co KG GmbH
Priority date: 1998-09-23
Filing date: 1998-09-23
Publication date: 2005-05-12
Anticipated expiration: 2018-09-24
Also published as: DE19843575A1

Abstract

Mehrspindelige Werkzeugmaschine, insbesondere Mehrspindeldrehautomat, mit einer an einem Maschinengestell drehschaltbar gelagerten Spindeltrommel, die mit mehreren drehbar gelagerten Arbeitsspindeln versehen ist, denen an der Spindeltrommel angeordnete, regelbare Antriebsmotoren zugeordnet sind, wobei für jeden Antriebsmotor Regel- und Stromzufuhreinrichtungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtungen (16) aus den einzelnen Arbeitsspindeln (13) zugeordneten Istwerterfassungseinrichtungen (19) und aus mit diesen verbundenen Regeleinheiten (20) bestehen und daß die Istwerterfassungseinrichtungen (19) und die Regeleinheiten (20) sowie die Stromzufuhreinrichtungen (16, 17) an einem gemeinsamen Träger angeordnet sind, der zusammen mit der Spindeltrommel (12) in Positionen drehschaltbar ist, die den verschiedenen Arbeitsstellungen der Arbeitsspindeln (13) entsprechen.More-spindle Machine tool, in particular multi-spindle automatic lathe, with a on a machine frame drehschaltbar mounted spindle drum, which is provided with a plurality of rotatably mounted work spindles, those arranged on the spindle drum, controllable drive motors are assigned, wherein for each drive motor control and power supply devices provided characterized in that the control devices (16) from the individual spindles (13) associated actual value detection devices (19) and connected to these control units (20) and that the Actual value detection devices (19) and the control units (20) and the power supply means (16, 17) at a common carrier are arranged, which together with the spindle drum (12) in positions is drehschaltbar, the different working positions of the work spindles (13).

Description

Die Erfindung betrifft eine mehrspindelige Werkzeugmaschine, insbesondere einen Mehrspindeldrehautomat, mit einer an einem Maschinengestell drehschaltbar gelagerten Spindeltrommel, die mit mehreren drehbar gelagerten Arbeitsspindeln versehen ist, denen an der Spindeltrommel angeordnete, regelbare Antriebsmotoren zugeordnet sind, wobei für den Antriebsmotor Regel- und Stromzufuhreinrichtungen vorgesehen sind.The The invention relates to a multi-spindle machine tool, in particular a multi-spindle automatic lathe, with one on a machine frame rotatably mounted spindle drum, which rotates with several mounted working spindles is provided, those on the spindle drum arranged, controllable drive motors are assigned, wherein for the drive motor Control and power supply devices are provided.

Mehrspindelige Werkzeugmaschinen, insbesondere Drehautomaten werden zunehmend häufig anstelle mit einem gemeinsamen Antrieb für alle Arbeitsspindeln unter Zwischenschaltung von Getrieben mit eigenen Antriebsmotoren für die einzelnen Arbeitsspindeln versehen. Die separaten Antriebe für die Arbeitsspindeln haben den Vorteil, daß sie eine individuelle Regelung der Drehgeschwindigkeit und -richtung der Spindeln in allen Arbeitsstellungen erlauben, was bei den rein mechanischen Antrieben über eine gemeinsame Antriebswelle in der Spindelachse und daran angeschlossenen Getrieben nicht oder nur in sehr eingeschränktem Maße möglich ist.More-spindle Machine tools, in particular automatic lathes, are increasingly being used instead with a common drive for All spindles with the interposition of gearboxes with their own Drive motors for provided the individual spindles. The separate drives for the work spindles have the advantage of being an individual control of the rotational speed and direction the spindles in all working positions allow, what at the pure mechanical drives over a common drive shaft in the spindle axis and connected thereto Driven not possible or only to a very limited extent.

Es sind bereits mehrspindelige Werkzeugmaschinen mit Einzelantrieben für die einzelnen Arbeitsspindeln vorgeschlagen worden, bei denen die Antriebsmotoren direkt an der Spindeltrommel angeordnet sind, wobei dann für jeden Antriebsmotor der zu seinem Betrieb erforderliche Strom vom stationären Teil der Maschine, also dem Maschinenrahmen, über Schleifringkupplungen an der Spindeltrommelwelle übertragen werden muß. Auch die für die Re gelung der einzelnen Motoren erforderlichen, an den Arbeitsspindeln in den verschiedenen Trommelstellungen abgegriffenen Istwertsignale für die dem stationären Maschinenteil zugeordnete Regeleinrichtung und die von dieser erzeugten Stellsignale werden über Schleifringkontakte übermittelt. Die für den Betrieb einer solchen Maschine erforderliche Anzahl von Schleifringkontakten ist sehr groß; entsprechend groß ist auch der Verschleiß bei den Schleifringen und die Störanfälligkeit solcher Maschinen.It are already multi-spindle machine tools with single drives for the single work spindles have been proposed in which the drive motors are arranged directly on the spindle drum, in which case for each Drive motor of the current required for its operation from the stationary part the machine, ie the machine frame, via slip ring clutches transmitted to the spindle drum shaft must become. Also for the regulation of the individual motors required, on the work spindles in the different drum positions tapped actual value signals for the the stationary one Machine part associated control device and generated by this Control signals are transmitted via Slip ring contacts transmitted. The for the operation of such a machine required number of slip ring contacts is very big; is correspondingly large also the wear at the slip rings and susceptibility such machines.

Um die hohe Anzahl von Schleifringkontakten bei Mehrspindelmaschinen zu reduzieren, wurde durch die DE 34 28 861 A1 vorgeschlagen, die Istwerte der Betriebszustände der einzelnen Arbeitsspindeln nicht an der schaltbaren Spindeltrommel selbst, sondern durch am stationären Maschinenteil an den einzelnen Arbeitspositionen der Spindeln angeordnete Sensoren zu erfassen. Zwar kann dadurch die Anzahl der Schleifringkontakte zwischen Maschinenrahmen und Spindeltrommel verringert werden; diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß während des Weiterschaltens der Spindeltrommel die Antriebe nicht geregelt betrieben werden können, da die Istwerterfassungssensoren ortsfest am Maschinenrahmen sind und während des Schaltvorgangs die Betriebszustände der Arbeitsspindeln nicht ermitteln können. Nach Weiterschalten der Spindeltrommel kann die Weiterbearbeitung der Werkstücke daher erst dann wieder aufgenommen werden, wenn die Arbeitsspindeln in den Erfassungsbereich der Sensoren gelangt und die Istwerte auf die jeweiligen Sollwerte eingeregelt sind. Durch diese längeren Nebenzeiten der Maschine vergrößern sich die Herstellungskosten der Werkstücke.To reduce the high number of slip ring contacts on multispindle machines, the DE 34 28 861 A1 proposed to record the actual values of the operating states of the individual work spindles not on the switchable spindle drum itself, but by arranged on the stationary machine part at the individual working positions of the spindles sensors. Although this can reduce the number of slip ring contacts between the machine frame and spindle drum; However, this solution has the disadvantage that during the indexing of the spindle drum, the drives can not be operated in a regulated manner, since the actual value detection sensors are stationary on the machine frame and can not determine the operating conditions of the work spindles during the switching operation. After further switching of the spindle drum, the further processing of the workpieces can therefore only be resumed when the work spindles reach the detection range of the sensors and the actual values are adjusted to the respective setpoint values. These longer non-productive times of the machine increase the manufacturing costs of the workpieces.

Aus der DE 30 25 638 A1 ist eine Werkzeugmaschine mit mehreren Arbeitsspindeln bekannt, die zur Vermeidung von Schleifringkontakten flexible Kabelverbindungen zwischen feststehendem und rotierendem Maschinenteil einsetzt, um eine stetige Verbindung von der Stromversorgung und Regeleinrichtung zu den Arbeitspindeln zu ermöglichen. Diese Lösung hat jedoch den Nachteil, daß der Drehwinkel der Spindeltrommel bzw. des dort dargestellten Schalttisches beschränkt ist und die Trommel immer wieder zurückgeschaltet werden muß, um die Kabelverbindung wieder abzuwickeln. Darüber hinaus wird die Kabelverbindung bei dieser Lösung mechanisch stark beansprucht und kann bereits nach vergleichsweise kurzer Einsatzdauer der Maschine brechen oder anderweitig beschädigt sein.From the DE 30 25 638 A1 is a machine tool with multiple spindles known which uses flexible cable connections between the fixed and rotating machine part to avoid slip ring contacts to allow a steady connection from the power supply and control device to the work spindles. However, this solution has the disadvantage that the angle of rotation of the spindle drum or the switching table shown there is limited and the drum must be switched back again and again to handle the cable connection again. In addition, the cable connection is mechanically stressed in this solution and can break after a relatively short period of use of the machine or otherwise damaged.

Aus der DE 195 28 341 C1 ist eine Werkzeugmaschine mit Regel- und Stromzufuhreinrichtungen bekannt, die an einem feststehenden Maschinenteil angeordnet sind. Die in dieser Druckschrift als "CNC-Steuerung" bezeichneten Regel- und Stromzufuhreinrichtungen haben einen stationären Signalgeber, der die Signale von der CNC-Steuerung berührungslos an einen an der Spindeltrommel angeordneten Empfänger zu der Arbeitsspindel übermittelt, die sich in der Bearbeitungsposition befindet, für die die CNC-Steuerung vorgesehen ist. Während eines Drehschaltvorgangs der Spindeltrommel ist eine Datenübertragung zwischen dem Signalgeber und dem an der Trommel angeordneten Empfänger bei dieser bekannten Maschine nicht möglich.From the DE 195 28 341 C1 is a machine tool with control and power supply devices are known, which are arranged on a fixed machine part. The control and power supply means referred to in this document as "CNC control" have a stationary signal transmitter, which transmits the signals from the CNC control without contact to a arranged on the spindle drum receiver to the work spindle, which is in the processing position for the the CNC control is provided. During a rotary switching operation of the spindle drum, data transmission between the signal generator and the receiver arranged on the drum is not possible in this known machine.

Aus der DE 34 28 861 A1 ist es bekannt, Sensoranordnungen für die einzelnen Arbeitsspindeln fest an der Spindeltrommel eines Mehrspindel-Drehautomaten anzuordnen. Die von den Sensoranordnungen ermittelten Werte werden bei dieser bekannten Anordnung über Anschlußleitungen zu einer Sendeeinheit am hinteren Wellenende der Spindeltrommel geleitet und dort über Schleifringe aus der drehenden Anordnung ausgespeist, um von externen Regeleinrichtungen (Auswerteeinrichtungen) weiterverarbeitet werden zu können. Die von den Auswerteeinrichtungen dann erzeugten Sollwerte werden ebenfalls extern angeordneten Stromzufuhreinrichtungen zugeleitet und die Stromzufuhr für die einzelnen Antriebsmotoren muß wiederum über eine Vielzahl von Schleifringkontakten erfolgen.From the DE 34 28 861 A1 It is known to arrange sensor arrangements for the individual work spindles fixed to the spindle drum of a multi-spindle automatic lathe. In this known arrangement, the values determined by the sensor arrangements are conducted via connection lines to a transmitting unit at the rear end of the spindle drum, where they are fed out via slip rings from the rotating arrangement in order to be further processed by external control devices (evaluation devices). The setpoints then generated by the evaluation devices are also fed to externally arranged power supply devices and the power supply for the individual drive motors must in turn take place via a plurality of slip ring contacts.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine mehrspindelige Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß damit die vorgenannten Nachteile vermieden werden und eine zuverlässige Regelung und Stromversorgung der Antriebsmotoren auch während des Schaltvorgangs der Spindeltrommel gewährleistet ist.task The invention is a multi-spindle machine tool of the initially so-called type so that thus the aforementioned disadvantages be avoided and a reliable scheme and power supply of the drive motors during the switching operation of the Spindle drum guaranteed is.

Diese Aufgabe wird mit der Erfindung dadurch gelöst, daß die die Regeleinrichtungen aus den einzelnen Arbeitsspindeln zugeordneten Istwerterfassungseinrichtungen und aus mit diesen verbundenen Regeleinheiten bestehen und daß die Istwerterfassungseinrichtungen und die Regeleinheiten sowie die Stromzufuhreinrichtungen an einem gemeinsamen Träger angeordnet sind, der zusammen mit der Spindeltrommel in Positionen drehschaltbar ist, die den verschiedenen Arbeitsstellungen der Arbeitsspindeln entsprechen.These The object is achieved with the invention in that the control devices from the individual spindles associated actual value detection devices and consist of associated with these control units and that the actual value detection devices and the control units and the power supply to a common carrier are arranged, which together with the spindle drum in positions is drehschaltbar, the different working positions of the work spindles correspond.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung kann darauf verzichtet werden, für jede Arbeitsspindel bzw. deren Antriebsmotor die bislang erforderlichen drei Schleifringkontakte für die Stromversorgung und bis zu fünf Schleifringkontakte für die Übermittlung der Istwerte und Stellsignale für die Motorenregelung vorzusehen, da die Stromzufuhreinrichtungen, die Istwerterfassungseinrichtungen und die mit diesen verbundenen Regeleinrichtungen nicht länger am stationären Maschinenteil angeordnet sind, sondern gemeinsam mit der Spindeltrommel bzw. den Antriebsspindeln weitergeschaltet werden und dadurch fest mit diesen verbunden sein können. Zwar ist es nach wie vor erforderlich, den Strom zum Betrieb der Antriebsmotoren sowie der zugehörigen Regel- und Stromzufuhreinrichtungen sowie ggf. die Sollwerte für die Motorenregelung vom feststehenden in den drehenden Maschinenteil zu übertragen; die Anzahl der hierfür erforderlichen Drehkupplungselemente wie beispielsweise Schleifringkontakte ist aber sehr gering, da nur eine gemeinsame Zuführung für Strom und ein Bus für die Sollwert-Datenübertragung für alle Arbeitsspindeln vorgesehen werden muß.By the embodiment of the invention can to be waived for each work spindle or its drive motor the previously required three slip ring contacts for the power supply and up to five Slip ring contacts for the transmission the actual values and control signals for to provide the engine control since the power supply equipment, the actual value detection devices and the associated with these Control devices no longer on stationary Machine part are arranged, but together with the spindle drum or the drive spindles are indexed and thereby fixed can be connected to these. Although it is still necessary to use the power to operate the Drive motors and the associated Control and power supply devices and possibly the setpoints for the engine control to transfer from the fixed to the rotating machine part; the Number of this required rotary coupling elements such as slip ring contacts but is very low, as only one common supply for power and a bus for the setpoint data transmission for all Spindles must be provided.

Die Regeleinheiten können über eine Signalübertragungseinrichtung an einem am feststehenden Maschinenteil angeordneten Sollwertgeber anschließbar sein. Die Signalübertragungseinrichtung weist hierzu vorzugsweise eine mit den Regeleinheiten verbundene Signalleiteranordnung auf, die über eine Kupplungseinrichtung mit Signalleitern vom Sollwertgeber verbindbar ist.The Control units can have one Signal transmission means on a setpoint generator arranged on the stationary machine part connectable be. The signal transmission device has For this purpose, preferably connected to the control units signal conductor arrangement on top of that Coupling device with signal conductors from the setpoint generator connectable is.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Signalleiteranordnung in der als Hohlwelle ausgeführten Spindeltrommelwelle angeordnet ist. Die Kupplungseinrichtung kann dann eine Schleifringeinrichtung sein, die an der Spindeltrommelwelle angeordnet ist. Alternativ ist es ebenso möglich, daß die Kupplungseinrichtung aus einer Funksignalstrecke besteht oder eine optische Datenübertragungsstrecke ist. Bei Verwendung einer Funksignalstrecke werden die zwischen feststehendem Maschinenteil und den mit der Spindeltrommel umlaufenden Regeleinrichtungen auszutauschenden Daten per Funk, als berührungslos übertragen, wodurch dieser Teil der Maschine praktisch verschleißfrei arbeitet.Especially is appropriate it, when the signal conductor arrangement in the spindle drum shaft designed as a hollow shaft is arranged. The coupling device may then be a slip ring device, which is arranged on the spindle drum shaft. Alternatively it is just as possible that the Coupling device consists of a radio signal link or a optical data link is. When using a radio signal path between the fixed machine part and the revolving with the spindle drum Control devices to be exchanged data by radio transmission as non-contact, whereby this part of the machine works practically wear-free.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung kann die Kupplungseinrichtung im wesentlichen auch aus Infrarotempfangs- und Sendeteilen bestehen, die einerseits am feststehenden Maschinenteil und andererseits an der drehschaltbaren Spindeltrommel bzw. deren Welle angeordnet sind. Bei Übertragung der Daten auf optischem weg besteht die Signalleiteranordnung vorzugsweise im wesentlichen aus mindestens einem Lichtwellenleiter, wobei die Kupplungseinrichtung ein zentrisch bzw. konzentrisch zur Spindeltrommelachse angeordneter optischer Drehübertrager ist. Auch diese Anordnung für die Datenübertragung zwischen dem feststehenden Maschinenteil und der schaltbaren Trommel ist besonders einfach und zuverlässig.In Preferred embodiment of the invention, the coupling device essentially also consist of infrared receiver and transmitter parts, on the one hand on the stationary machine part and on the other hand the drehschaltbaren spindle drum or its shaft are arranged. When transmitting the Data on optical path is preferably the signal conductor arrangement essentially of at least one optical waveguide, wherein the Coupling device centric or concentric with the spindle drum axis arranged optical rotary transformer is. Also this arrangement for the data transmission between the stationary machine part and the switchable drum is very easy and reliable.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist jedem Antriebsmotor eine Stromzufuhreinrichtung zugeordnet ist, die von einer zugehörigen Stromregeleinrichtung regelbar ist. Die Stromzufuhreinrichtungen können Einspeisegeräte zur Erzeugung von Gleich strom für einen Gleichstromzwischenkreis aufweisen, die bevorzugt ebenfalls an dem gemeinsamen Träger bzw. der Spindeltrommel angebracht sind. Alternativ können die Einspeisegeräte für die Erzeugung des erforderlichen Gleichstroms aber auch am Maschinengestell oder einem anderen stationären Maschinenteil angeordnet sein.In Preferred embodiment of the invention is each drive motor a power supply device is associated, which is provided by an associated flow control device is controllable. The power supply devices can feed devices for generating of direct current for have a DC intermediate circuit, which preferably also on the common carrier or the spindle drum are mounted. Alternatively, the infeed units for the generation the required direct current but also on the machine frame or another stationary one Be arranged machine part.

Vorzugsweise weisen die Stromzufuhreinrichtungen auch Umrichtergeräte, bevorzugt mit Vektorregelung zur Erzeugung von Wechselstrom auf, der für den Betrieb der Antriebsmotoren üblicherweise benötigt wird. Die Stromzufuhreinrichtungen können über an der Spindeltrommel einerseits und am feststehenden Maschinengestell andererseits angeordnete Schleifringeinrichtungen an eine externe Energieversorgung angeschlossen sein. Dabei ist es besonders zweckmäßig, wenn die Schleifringeinrichtungen an der Spindeltrommelwelle angeordnet sind oder an dieser angreifen.Preferably the power supply devices also converter devices, preferably with vector control for generating alternating current, for operation the drive motors usually needed becomes. The power supply devices can on the spindle drum on the one hand and on the fixed machine frame on the other hand arranged slip ring devices be connected to an external power supply. It is it is especially useful if arranged the slip ring means on the spindle drum shaft are or attack at this.

Alternativ zur Schleifringeinrichtung ist es auch denkbar, die Stromzufuhreinrichtungen über Induktionskoppeleinrichtungen an die externe Energieversorgung anzuschließen, also auch hier eine berührungslose und somit verschleißfreie Verbindung zwischen feststehendem und drehendem Maschinenteil zu schaffen.As an alternative to the slip ring device, it is also conceivable to connect the power supply devices via induction coupling devices to the external power supply, so also here be a Non-contact and thus wear-free connection between stationary and rotating machine part to create.

Mit der Erfindung ist es in besonders einfacher Weise möglich, auch inkrementelle Lagemeßsysteme bei den Istwerterfassungseinrichtungen zum Einsatz zu bringen, wobei nicht nur die Regeleinrichtungen, sondern auch die Lagemeßsysteme gemeinsam am drehenden Maschinenteil angeordnet und auf kürzestem Weg miteinander verbunden sein können.With The invention is possible in a particularly simple manner, too incremental position measuring systems to be used in the actual value detection devices, wherein not only the control devices, but also the Lagemeßsysteme together arranged on the rotating machine part and be connected to each other over the shortest path can.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, anhand derer eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an einem Beispiel näher erläutert wird. Es zeigt:Further Details of the invention will become apparent from the following description and the drawing, from which a preferred embodiment the invention will be explained in more detail by way of example. It shows:

1 einen Mehrspindeldrehautomat nach der Erfindung in einer stark vereinfachten Seitenansicht, teilweise im Schnitt; und 1 a multi-spindle automatic lathe according to the invention in a highly simplified side view, partly in section; and

2 einen detaillierten Längsschnitt der Spindeltrommel eines erfindungsgemäßen Mehrspindeldrehautomaten nach 1. 2 a detailed longitudinal section of the spindle drum of a multi-spindle automatic according to the invention after 1 ,

Der in 1 stark vereinfacht dargestellte Mehrspindeldrehautomat 10 weist in bekannter Weise ein Maschinengestell 11 auf, in dem eine Spindeltrommel 12 drehschaltbar gelagert ist. Die Spindeltrommel 12 ist mit mehreren, beispielsweise sechs Arbeitsspindeln 13 versehen, die gleichmäßig über den Umfang der Spindeltrommel 12 verteilt angeordnet sind. Jeder Arbeitsspindel 13 ist ein eigener Antriebsmotor 14 zugeordnet, bei denen es sich bevorzugt um vektorgesteuerte Wechselstrommotoren handelt. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß die einzelnen Arbeitsspindeln selbst unmittelbar die Welle 15 des zugehörigen Antriebsmotors bilden, wodurch eine besonders platzsparende Anordnung an der Trommel erreicht wird.The in 1 highly simplified multi-spindle automatic lathe 10 has a machine frame in a known manner 11 in which a spindle drum 12 is rotatably mounted. The spindle drum 12 is with several, for example, six work spindles 13 provided uniformly over the circumference of the spindle drum 12 are arranged distributed. Every work spindle 13 is a separate drive motor 14 assigned, which are preferably vector-controlled AC motors. The arrangement is such that the individual work spindles themselves directly the shaft 15 form the associated drive motor, whereby a particularly space-saving arrangement is achieved on the drum.

Um den Betrieb und die Regelung der Antriebsmotoren zu ermöglichen, sind für jeden Motor Regeleinrichtungen 16 und Stromzufuhreinrichtungen 17 vorgesehen, die nur in 2 schematisch dargestellt sind und die mit einem dem feststehenden Maschinengestell 11 zugeordneten Schaltschrank 18 verbunden sind.In order to enable the operation and control of the drive motors, control devices are provided for each motor 16 and power supply facilities 17 provided only in 2 are shown schematically and with a fixed machine frame 11 assigned control cabinet 18 are connected.

Wie sich aus 2 ergibt, sind die Regeleinrichtungen 16 und die Stromzufuhreinrichtungen 17 unmittelbar an der Spindeltrommel 12 angeordnet, so daß sie beim Weiterschalten der Spindel trommel gemeinsam mit dieser weiterbewegt werden und ihre relative Lage zu den zugehörigen Arbeitsspindeln bzw. Antriebsmotoren immer beibehalten. Zu den Regeleinrichtungen gehören hierbei den einzelnen Arbeitsspindeln 13 zugeordnete Istwerterfassungseinrichtungen 19, die als Inkremental-Drehgeber ausgestaltet sein können, sowie mit den Istwerterfassungseinrichtungen verbundene Regeleinheiten 20. Die Regeleinheiten 20 sind über eine Signalübertragungseinrichtung, nämlich einen Datenbus 21 an einen am Schaltschrank 18 angeordneten Sollwertgeber 22 angeschlossen. Hierzu ist die den Datenbus 21 bildende Signalleiteranordnung 23 durch die als Hohlwelle ausgebildete Spindeltrommelwelle 24 geführt, die an ihrem hinteren Ende 25 mit einer Kupplungseinrichtung 26 versehen ist, an die die Signalleiter 27 vom Sollwertgeber 22 angeschlossen sind.As it turned out 2 results are the control devices 16 and the power supply facilities 17 directly on the spindle drum 12 arranged so that they drum when moving the spindle further moved together with this and always maintain their relative position to the associated work spindles or drive motors. The control devices here include the individual work spindles 13 associated actual value detection devices 19 , which may be configured as incremental rotary encoder, as well as associated with the actual value detection devices control units 20 , The control units 20 are via a signal transmission device, namely a data bus 21 to one at the control cabinet 18 arranged setpoint generator 22 connected. For this is the data bus 21 forming signal conductor arrangement 23 through the spindle drum shaft designed as a hollow shaft 24 led at the rear end 25 with a coupling device 26 is provided, to which the signal conductors 27 from the setpoint generator 22 are connected.

Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Kupplungseinrichtung eine Schleifringeinrichtung, wobei für die Übertragung der Sollwerte vom Sollwertgeber zu den verschiedenen Regeleinheiten für die verschiedenen Arbeitspindeln bereits zwei Schleifringabnehmer ausreichend sind. Bei alternativen Ausführungsformen kann die Kupplungseinrichtung auch aus einer Funksignalstrecke bestehen, über die die Sollwerte vom Sollwertgeber zu den Regeleinheiten gefunkt werden. Als sehr zuverlässig hat sich auch eine optische Datenübertragungsstrecke als Kupplungseinrichtung erwiesen, die aus Infrarotempfangsteil an der Spindeltrommelwelle und einem passenden Sendeteil am Maschinenrahmen bestehen kann. Bei Einsatz einer solchen optischen Datenübertragungsstrecke besteht die Signalleiteranordnung zwischen Kupplungseinrichtung und Regeleinheiten vorzugsweise aus einem Lichtwellenleiter, mit dem bekanntlich auch große Datenmengen praktisch verlustfrei übertragen werden können.at the embodiment shown in the drawing is the coupling device a slip ring device, wherein for the transmission of the setpoints of Setpoint generator to the various control units for the various Work spindles already two slip ring pickup are sufficient. at alternative embodiments the coupling device can also consist of a radio signal path, via the the setpoints are sent from the setpoint generator to the control units. As very reliable Also has an optical data transmission path as a coupling device proved that from infrared receiving part on the spindle drum shaft and a matching transmitting part can exist on the machine frame. When using such an optical data transmission path is the Signal conductor arrangement between coupling device and control units preferably from an optical waveguide, with the known also size Data volumes can be transmitted virtually lossless.

Die neben den Regeleinrichtungen ebenfalls an der Spindeltrommel 12 für jede Arbeitsspindel 13 angeordnete Stromzufuhreinrichtungen 17 versorgen die Antriebsmotoren mit der erforderlichen Energie. Jede Stromzufuhreinrichtung 17 wird dabei von der ihr zugeordneten Regeleinrichtung geregelt, so daß der von der Stromzufuhreinrichtung beaufschlagte Antriebsmotor entsprechend den ihm vorgegebenen Sollwerten betrieben wird.The next to the control devices also on the spindle drum 12 for every work spindle 13 arranged power supply devices 17 supply the drive motors with the required energy. Each power supply device 17 is regulated by its associated control device, so that the acted upon by the power supply drive motor is operated according to the setpoint values given to him.

Da für den Betrieb der Regelkreise zur Regelung der Antriebsmotoren für die Arbeitsspindeln üblicherweise ein Gleichstromzwischenkreis erforderlich ist, sind den Stromzufuhreinrichtungen 17 Einspeisegeräten zur Erzeugung von Gleichstrom zugeordnet. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel befindet sich ein gemeinsames Einspeisegerät in dem Schaltschrank 18, d.h. am feststehenden Maschinenteil. Der von den nicht dargestellten Einspeisegerät zur Verfügung gestellte Gleichstrom wird über von dem Schaltschrank zur Spindeltrommelwelle 24 laufende Kabel 29 und über an der Welle 24 angeordnete gemeinsame Schleifringabnehmer 30 für alle Stromzufuhreinrichtungen 17 zu diesen geleitet. Diese versorgen einerseits die Regelkreise mit der erforderlichen Energie und sind andererseits mit Umrichtergeräten mit Vektorregelung ausgestattet, die aus dem Gleichstrom wiederum den für den Betrieb der Antriebsmotoren 14 erforderlichen Wechselstrom erzeugen.Since a DC intermediate circuit is usually required for the operation of the control circuits for controlling the drive motors for the work spindles, the current supply means 17 Power supply units associated with the generation of direct current. In the embodiment shown, there is a common feeder in the cabinet 18 , ie on the stationary machine part. The DC power provided by the supply unit, not shown, is transferred from the control cabinet to the spindle drum shaft 24 running cables 29 and over on the wave 24 arranged common Schleifringabnehmer 30 for all Power supply devices 17 directed to these. These supply on the one hand the control circuits with the required energy and on the other hand are equipped with converter devices with vector control, which in turn from the direct current for the operation of the drive motors 14 generate required alternating current.

Alternativ zur Anordnung der Einspeisegeräte am feststehenden Maschinenteil kann diese selbstverständlich auch selbst an der Spindeltrommel bzw. einem mit dieser weiterschaltenden Träger angeordnet sein.alternative for the arrangement of the feeders Of course, this can also be done on the stationary machine part even on the spindle drum or one with this weiterschaltenden Carrier arranged be.

Der Strom für das oder die Einspeisegeräte kann bei dieser Anordnung alternativ zu der Schleifringübertragung auch über eine Induktionskoppeleinrichtung berührungslos in die Spindeltrommel 12 gebracht werden. In jeden Fall ist es möglich, den Strom für alle Antriebsmotoren wie auch die erforderliche Energie für die Regelkreise über lediglich zwei oder drei Schleifringabnehmer oder Induktionskoppler vom feststehenden in den beweglichen Teil der Maschine zu leiten, Was den baulichen Aufwand gegenüber den bekannten Maschinen entscheidend verringert und eine entsprechend größere Zuverlässigkeit ermöglicht. Durch die An ordnung der Regeleinheiten und Stromzufuhreinrichtungen in unmittelbarer Nähe zu den zugehörigen, zu regelnden Arbeitsspindeln ist es möglich, als Istwerterfassungseinrichtungen inkrementelle Lagemeßsysteme einzusetzen, die eine besonders hohe Bearbeitungsgenauigkeit der Maschine erlauben.In this arrangement, the current for the supply unit (s) can also be fed into the spindle drum contactlessly via an induction coupling device as an alternative to the slip ring transmission 12 to be brought. In any case, it is possible to direct the current for all drive motors as well as the required energy for the control circuits via only two or three Schleifringabnehmer or induction coupler from the fixed to the moving part of the machine, which significantly reduces the structural complexity over the known machines and a correspondingly greater reliability allows. By the arrangement of the control units and power supply in close proximity to the associated, to be controlled spindles, it is possible to use as actual value detecting incremental Positioning systems that allow a very high machining accuracy of the machine.

Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern es ergeben sich verschiedene Änderungen und Ergänzungen, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. So ist es beispielsweise möglich, die Regeleinrichtung 16 und Stromzufuhreinrichtung 17 nicht – wie dargestellt – in baulichen Einheiten zusammenzufassen und in der dargestellten, die Arbeitsspindeln übergreifenden Anordnung vorzusehen, sondern es wäre ebensogut denkbar, Regel- und Stromzufuhreinrichtungen im räumlichen Abstand von den Arbeitsspindeln am äußeren Rand der Spindeltrommel oder aber an einem separaten Träger anzuordnen, der mit der Spindeltrommel gekoppelt ist und gemeinsam mit dieser in die verschiedenen Arbeitspositionen geschaltet wird.The invention is not limited to the illustrated embodiment, but there are various changes and additions, without departing from the scope of the invention. So it is possible, for example, the control device 16 and power supply device 17 not - as shown - summarize in structural units and provide in the illustrated, the spindles cross arrangement, but it would also be possible to arrange control and power supply devices at a distance from the spindles on the outer edge of the spindle drum or on a separate carrier, the coupled with the spindle drum and is switched together with this in the different working positions.

Die Erfindung kann auch bei anders als in der Zeichnung dargestellt aufgebauten Mehrspindelmaschinen zum Einsatz kommen, beispielsweise bei Maschinen deren Spindeltromel nach Art eines Tellers um eine vertikale Achse weitergeschaltet wird. Natürlich sind mit der Erfindung auch Maschinen realisierbar, bei denen die Spindeltrommelwelle den gesamten Arbeitsraum der Maschine durchsetzt und zusätzlich im gegenüberliegenden Teil des Maschinengestells gelagert ist. Auch kann die Spindeltrommel in diesem Fall sich ebenfalls im gegenüberliegenden Maschinenteil befinden, in einer 1 entsprechenden Darstellung also im linken, aufragenden Bereich des Maschinengestells.The invention can also be used in other than in the drawing constructed multi-spindle machines are used, for example, in machines whose spindle trommel in the manner of a plate is indexed around a vertical axis. Of course, machines can be realized with the invention, in which the spindle drum shaft passes through the entire working space of the machine and is also stored in the opposite part of the machine frame. Also, the spindle drum in this case can also be located in the opposite machine part, in one 1 corresponding representation so in the left, towering area of the machine frame.

Claims

Mehrspindelige Werkzeugmaschine, insbesondere Mehrspindeldrehautomat, mit einer an einem Maschinengestell drehschaltbar gelagerten Spindeltrommel, die mit mehreren drehbar gelagerten Arbeitsspindeln versehen ist, denen an der Spindeltrommel angeordnete, regelbare Antriebsmotoren zugeordnet sind, wobei für jeden Antriebsmotor Regel- und Stromzufuhreinrichtungen vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinrichtungen (16) aus den einzelnen Arbeitsspindeln (13) zugeordneten Istwerterfassungseinrichtungen (19) und aus mit diesen verbundenen Regeleinheiten (20) bestehen und daß die Istwerterfassungseinrichtungen (19) und die Regeleinheiten (20) sowie die Stromzufuhreinrichtungen (16, 17) an einem gemeinsamen Träger angeordnet sind, der zusammen mit der Spindeltrommel (12) in Positionen drehschaltbar ist, die den verschiedenen Arbeitsstellungen der Arbeitsspindeln (13) entsprechen.Multi-spindle machine tool, in particular multi-spindle automatic lathe, with a spindle drum rotatably mounted on a machine frame, which is provided with a plurality of rotatably mounted work spindles, which are assigned to the spindle drum, controllable drive motors, wherein for each drive motor control and power supply means are provided, characterized in that the control devices ( 16 ) from the individual work spindles ( 13 ) associated actual value detection devices ( 19 ) and associated with these control units ( 20 ) and that the actual value detection devices ( 19 ) and the control units ( 20 ) and the power supply facilities ( 16 . 17 ) are arranged on a common carrier, which together with the spindle drum ( 12 ) is rotatable in positions that the various working positions of the work spindles ( 13 ) correspond.

Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger unmittelbar an der Spindeltrommel (12) angeordnet ist oder von dieser gebildet wird.Machine tool according to claim 1, characterized in that the carrier is located directly on the spindle drum ( 12 ) is arranged or formed by this.

Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Regeleinheiten (20) über eine Signalübertragungseinrichtung (21) an einem am feststehenden Maschinenteil (11 bzw. 18) angeordneten Sollwertgeber (22) anschließbar sind.Machine tool according to claim 2, characterized in that the control units ( 20 ) via a signal transmission device ( 21 ) on a stationary machine part ( 11 respectively. 18 ) arranged setpoint generator ( 22 ) are connectable.

Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalübertragungseinrichtung (21) eine mit den Regeleinheiten (20) verbundene Signalleiteranordnung (23) aufweist, die über eine Kupplungseinrichtung (26) mit Signalleitern (27) vom Sollwertgeber (22) verbindbar ist.Machine tool according to claim 3, characterized in that the signal transmission device ( 21 ) one with the control units ( 20 ) connected signal conductor arrangement ( 23 ), which via a coupling device ( 26 ) with signal conductors ( 27 ) from the setpoint generator ( 22 ) is connectable.

Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleiteranordnung (23) in der als Hohlwelle ausgeführten Spindeltrommelwelle (24) angeordnet ist.Machine tool according to claim 4, characterized in that the signal conductor arrangement ( 23 ) in the spindle drum shaft designed as a hollow shaft ( 24 ) is arranged.

Werkzeugmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung (26) eine Schleifringeinrichtung ist.Machine tool according to claim 4 or 5, characterized in that the coupling device ( 26 ) is a slip ring device.

Werkzeugmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung (26) aus einer Funksignalstrecke besteht.Machine tool according to claim 4 or 5, characterized in that the coupling device ( 26 ) consists of a radio signal path.

Werkzeugmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung (26) eine optische Datenübertragungsstrecke ist.Machine tool according to claim 4 or 5, characterized in that the coupling device ( 26 ) is an optical data link.

Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung (26) im wesentlichen aus Infrarotempfangs- und Sendeteilen besteht, die einerseits am feststehenden Maschinenteil (11) und andererseits an der drehschaltbaren Spindeltrommel bzw. deren Welle (24) angeordnet sind.Machine tool according to one of claims 4 to 8, characterized in that the coupling device ( 26 ) consists essentially of infrared receiving and transmitting parts, on the one hand on the stationary machine part ( 11 ) and on the other hand on the drehschaltbaren spindle drum or its shaft ( 24 ) are arranged.

Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Signalleiteranordnung (23) im wesentlichen aus mindestens einem Lichtwellenleiter besteht und daß die Kupplungseinrichtung (26) ein zentrisch bzw. konzentrisch zur Spindeltrommelachse angeordneter optischer Drehübertrager ist.Machine tool according to one of claims 4 to 9, characterized in that the signal conductor arrangement ( 23 ) consists essentially of at least one optical waveguide and that the coupling device ( 26 ) is a centric or concentric with the spindle drum axis arranged optical rotary transformer.

Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Antriebsmotor (14) eine Stromzufuhreinrichtung (17) zugeordnet ist, die von einer zugehörigen Stromregeleinrichtung (16) regelbar ist.Machine tool according to one of claims 1 to 10, characterized in that each drive motor ( 14 ) a power supply device ( 17 ) associated with an associated flow control device ( 16 ) is controllable.

Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß den Stromzufuhreinrichtungen (17) ein oder mehrere Einspeisegeräte zur Erzeugung von Gleichstrom für einen Gleichstromzwischenkreis zugeordnet sind.Machine tool according to one of claims 1 to 11, characterized in that the power supply means ( 17 ) are assigned one or more feeders for generating DC power for a DC intermediate circuit.

Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Einspeisegeräte an dem gemeinsamen Träger bzw. der Spindeltrommel (12) angeordnet sind.Machine tool according to claim 12, characterized in that the one or more feed devices on the common carrier or the spindle drum ( 12 ) are arranged.

Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein gemeinsames Einspeisegerät am Maschinengestell (11) oder an einem feststehenden Maschinenteil (18) angeordnet sind.Machine tool according to claim 12, characterized in that a common feed device on the machine frame ( 11 ) or on a stationary machine part ( 18 ) are arranged.

Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromzufuhreinrichtungen (17) Umrichtergeräte (31) mit Vektorregelung zur Erzeugung von Wechselstrom für die Antriebsmotoren (14) aufweisen.Machine tool according to one of claims 1 to 14, characterized in that the power supply means ( 17 ) Converter devices ( 31 ) with vector control for generating alternating current for the drive motors ( 14 ) exhibit.

Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Einspeisegeräte (17) über an der Spindeltrommel (12) einerseits und am feststehenden Maschinengestell (11) andererseits angeordnete Schleifringeinrichtungen (30) an eine externe Energieversorgung angeschlossen sind.Machine tool according to one of claims 1 to 15, characterized in that the one or more feeders ( 17 ) over at the spindle drum ( 12 ) on the one hand and on the stationary machine frame ( 11 ) arranged on the other hand slip ring devices ( 30 ) are connected to an external power supply.

Werkzeugmaschine nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Schleifringeinrichtungen (30) an der Spindeltrommelwelle (24) angeordnet sind oder angreifen.Machine tool according to claim 16, characterized in that the slip ring devices ( 30 ) on the spindle drum shaft ( 24 ) are arranged or attack.

Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das oder die Einspeisegeräte (17) über Induktionskoppeleinrichtungen von einer externen Energieversorgung beaufschlagt sind.Machine tool according to one of Claims 12 to 17, characterized in that the feed device (s) ( 17 ) are acted upon by an external power supply via induction coupling devices.

Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Istwerterfassungseinrichtungen (19) zumindest teilweise aus inkrementellen Lagemeßsystemen bestehen.Machine tool according to one of Claims 1 to 18, characterized in that the actual value detection devices ( 19 ) consist at least partially of incremental position measuring systems.