WO2002102545A1 - Werkzeugmaschine mit mehreren werkstückspindeln - Google Patents

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WO2002102545A1
WO2002102545A1 PCT/DE2002/000679 DE0200679W WO02102545A1 WO 2002102545 A1 WO2002102545 A1 WO 2002102545A1 DE 0200679 W DE0200679 W DE 0200679W WO 02102545 A1 WO02102545 A1 WO 02102545A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
workpiece
spindle
machine tool
spindles
guides
Prior art date
Application number
PCT/DE2002/000679
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfgang Horn
Bernd Kreissig
Original Assignee
Ex-Cell-O Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ex-Cell-O Gmbh filed Critical Ex-Cell-O Gmbh
Publication of WO2002102545A1 publication Critical patent/WO2002102545A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q39/00—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation
    • B23Q39/04—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being arranged to operate simultaneously at different stations, e.g. with an annular work-table moved in steps
    • B23Q39/048—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being arranged to operate simultaneously at different stations, e.g. with an annular work-table moved in steps the work holder of a work station transfers directly its workpiece to the work holder of a following work station

Definitions

  • the invention relates to a machine tool with at least two workpiece spindles according to the preamble of claim 1 ' .
  • a machine tool with several spindles in which two mutually assigned spindles are each guided on a slide, the one slide being enclosed by a frame-like outer slide.
  • Each of the spindles is assigned a tool holder which contains tools for machining the workpieces clamped in the spindles.
  • the spindles can be moved along horizontal guides to a transfer position in which the workpieces to be clamped in the two spindles can be picked up by a loading belt.
  • the respective workpiece is finished in the assigned spindle, i.e. two workpieces are machined in parallel by the two spindles with nested carriages.
  • a separate handling device would have to be used to transfer the workpiece from one spindle to the other.
  • DE 197 53 898 AI discloses a machine tool designed as a vertical lathe, in which two headstocks are arranged so as to be movable in the horizontal direction.
  • the spindles are offset from each other by 180 °, so that a workpiece to be machined is picked up, partially machined and then attached to a spindle the other spindle can be handed over for further processing.
  • This second spindle can then in turn be moved into a workpiece transfer position in which the finished workpiece is removed by means of a handling device and placed on a workpiece transport device.
  • Another major disadvantage of this known solution is the fact that, for complex machining tasks, a second machine tool may have to be connected in which a further machining step is carried out. In this case, a further handling device must be provided, via which the partially machined workpiece is transferred from one machine tool to the second, downstream machine tool.
  • the invention has for its object to provide a machine tool that allows machining of complex workpieces with a simple and compact structure.
  • the machine tool has at least three workpiece spindles, a middle, second workpiece spindle being arranged at 180 ° to the other two workpiece spindles.
  • the three workpiece spindles can be moved relative to one another in such a way that the workpiece can be transferred from a first workpiece spindle to the second, central workpiece spindle and from there to the third workpiece spindle.
  • no handling device is required to transfer the partially or fully machined workpieces from one spindle to the spindle of the next processing station.
  • a tool carrier is preferably assigned to each of the spindles.
  • "180 ° offset” is understood to mean an orientation of the spindles in which the workpiece is clamped from above, for example, and from below, for the other spindle.
  • the machine tool has a particularly compact design if the guides of the three workpiece spindles are arranged approximately in a U-shape with respect to one another.
  • two of the guides can be arranged at a distance from one another and one transverse to them.
  • the second workpiece spindle offset by 180 ° to the other, is mounted on the transverse guide.
  • a loading belt is arranged at a distance from the guide of the second workpiece spindle and transversely to the guides of the other two workpiece spindles, the latter being designed such that the respective workpiece spindle between the loading belt and the Workpiece transfer position to the second workpiece spindle is movable.
  • the tool carriers assigned to the respective workpiece spindle are advantageously arranged in the area between the loading belt and the workpiece transfer position or, in the case of the transversely arranged guide, in the area between the two workpiece transfer positions.
  • At least one of the workpiece spindles is designed to be pivotable for machining curved surfaces.
  • the tool carriers can be designed as single or double spindles, for example as milling spindles, drilling heads, grinding heads or as turrets.
  • Each of the workpiece spindles is guided on a slide that can be moved in the horizontal and vertical directions.
  • the machine tool can be made particularly compact if the two workpiece spindles arranged in parallel are guided on a superstructure which is supported on a machine bed which carries the guide of the second workpiece spindle.
  • the tool holder assigned to the second workpiece spindle is preferably mounted on the superstructure.
  • the guide for the second workpiece spindle runs
  • the machine tool according to the invention can be used particularly advantageously for machining constant velocity joints, in particular the hub of a constant velocity joint.
  • Figure 1 is a front view of a machine tool according to the invention with three workpiece spindles;
  • Figure 2 is a plan view of the machine tool of Figure 1 and
  • FIG. 3 shows a side view of the machine tool from FIG. 1
  • FIG. 1 shows an embodiment of a machine tool 1 according to the invention with three workpiece spindles 2, 4, 6.
  • Workpiece spindle 4 is mounted on an X-slide 12 which can be moved in the X-direction along horizontal guides 14.
  • the horizontal guides 14 are on one Side surface of a machine bed 16 attached. If necessary, the workpiece spindle 4 can also be mounted on a slide which can be moved in the vertical direction.
  • a superstructure 18 is arranged on this machine bed 16 and, according to the plan view shown in FIG. 2, extends transversely to the horizontal guides 14 of the workpiece spindle 4.
  • the two workpiece spindles 2, 6 mentioned at the outset are guided on parallel surfaces 20, 22 of the superstructure 18.
  • a further horizontal guide 24 is formed on the parallel surface 22 (on the right in FIG. 1), along which an X-slide 26 of the first workpiece spindle 2 can be moved in the horizontal direction (perpendicular to the plane of the drawing in FIG. 1).
  • Vertical guides 28 are arranged on the X slide 24, on which a Y slide carrying the workpiece spindle 2 is arranged.
  • the further third workpiece spindle 6 is mounted in a corresponding manner via a cross support with horizontal guides 32 attached to the parallel surface 20, an X-slide 34 guided thereon, vertical guides 36 arranged thereon and a Y-slide 38 carrying the workpiece spindle 6.
  • the X and Y slides are each fed, for example, via a linear drive (Y axis) and 42 (X axis) or a ball screw drive and feed motors 40, these reference numerals being shown only for the third workpiece spindle 6 for the sake of simplicity.
  • the second workpiece spindle 4 is offset by 180 ° to the two workpiece spindles 2, 6, so that a workpiece to be clamped, for example a hub of a Constant velocity joint is held by the workpiece spindle 4 from below, while the other two workpiece spindles 2 and 6 hold the workpiece from above (view according to FIG. 1).
  • the workpiece spindles 2, 4 and 6 are designed as swivel spindles in the illustrated embodiment.
  • a spindle 44 of the workpiece spindle 2 is mounted in a swivel frame 46 and can be swiveled about a swivel axis 50 by means of a swivel device 48. Different pivot positions of the spindle 44 are shown in FIGS. 1 and 3.
  • the spindle 44 can be fixed in a predetermined rotational position via a coupling.
  • the basic structure of this swiveling spindle is disclosed, for example, in the applicant's patent application DE 199 04 577 AI, so that reference is made to this document for the sake of simplicity with regard to details of such swiveling spindles. Of course, constructions other than those described in DE 199 04 577 AI can also be used.
  • a turret 52 is mounted on the end surface 51 extending between the two parallel surfaces 20, 22 and can be moved along guides 54 in the vertical direction (view according to FIG. 1).
  • the turret 52 carries a large number of tools, by means of which machining, for example turning, of the tool clamped in the workpiece spindle 4 is possible.
  • milling or drilling heads 60, 62 are mounted on side walls 56 of the machine bed 16 which extend at a distance from the parallel surfaces 20, 22 and in which a milling or drilling tool is clamped.
  • the milling heads 60, 62 can also be designed to be movable in the vertical direction.
  • the machine tool 1 is assigned a loading belt 64 and an unloading belt 66, via which the workpieces to be machined can be fed to or removed from the machine tool.
  • a device for chip removal is formed in the machine bed, by means of which the chips generated during the machining of the workpiece at the three processing stations are removed.
  • a switch cabinet 70 arranged on the rear of the machine tool is also indicated in FIGS.
  • the first workpiece spindle 2 in the illustration according to FIG. 2 is moved to the left by actuating the X-slide 26 in the illustration according to FIG. 2 until the workpiece clamping device 72 is aligned axially with respect to the workpiece.
  • the workpiece is then introduced and clamped into the workpiece clamping device 72 by advancing the Y-slide 30 downward.
  • the workpiece spindle 2 is brought into its processing position with appropriate control of the X-slide 26 and the Y-slide 30 in relation to the head 60 carrying the tool, so that, depending on the design of the head 60, a turning, milling, drilling or grinding operation of the workpiece can be done.
  • the first workpiece spindle 2 is moved into the transfer position shown in FIG. 2.
  • the second workpiece spindle 4 guided on the machine bed 16 is aligned coaxially with the first workpiece spindle 2, so that the workpiece can be moved by moving the Y- Carriage 30 of the first workpiece spindle 2 can be inserted into the workpiece clamping device 72 of the second workpiece spindle 4 and then clamped.
  • the workpiece is first held from above by the first workpiece spindle 2 and then, after transfer has been carried out, from the second workpiece spindle 4 offset by 180 ° from below.
  • the second workpiece spindle 4 is aligned in its machining position shown in FIG. 1 with reference to the turret head 52.
  • different tools for example turning tools, are brought into their machining position, the feed in the Y direction (vertical) by moving the turret 52 and the feed in the X direction (horizontal) in the embodiment shown in FIG ) by moving the workpiece spindle 4 along the guides 14.
  • the second workpiece spindle 4 is moved to the left along the horizontal guides 14 in the illustration according to Figure 1.
  • the third workpiece spindle 6 is moved simultaneously or previously in the illustration according to FIG. 2 to the right into its transfer position, so that the spindle axes are arranged coaxially with one another. Then, by moving the Y-carriage 38 of the third workpiece spindle 6 and by actuating the workpiece clamping device, the workpiece is removed from the second
  • the third workpiece spindle 6 is moved along the horizontal guides 32 into the machining position shown in FIG. 2, in which the workpiece with reference to the head 60 is aligned. The final machining of the workpiece then takes place via this head 60.
  • the third workpiece spindle 6 is then moved to the left along the horizontal guides 32 in the illustration according to FIG. 2, and the finished workpiece is placed on the unloading belt 66 by moving the Y-slide 38 and actuating the workpiece clamping device 72 - a new machining cycle can begin.
  • the workpiece spindles 2, 4 and 6 are each designed as pivotable spindles.
  • simple, non-swiveling spindles can also be used.
  • the tool carriers designed as drilling or milling heads 60, 62 in the exemplary embodiment described above multi-spindle versions, grinding heads, fixed workpiece carriers etc. can also be used.
  • a head 60 according to the previously described embodiments can also be used instead of the turret head.
  • the spindle axes do not have to be aligned vertically. In principle, it is also possible to arrange the spindle axes in the horizontal direction, for example.
  • the new machine tool concept enables extremely flexible machining of highly complex workpieces, whereby the approximately U-shaped arrangement of the horizontal guides for the three workpiece spindles enables a very compact structure. Since no handling devices are required to transfer the workpieces between the individual processing stations, the machine tool can be constructed comparatively simply.
  • a machine tool with three workpiece spindles is disclosed, of which one workpiece spindle is arranged offset by 180 ° to the other two workpiece spindles.
  • the guides of the workpiece spindles are designed such that the workpiece to be machined can be transferred directly from one workpiece spindle to the adjacent workpiece spindle.
  • Machine tool 70 control cabinet first workpiece spindle 72 workpiece clamping- second workpiece spindle device third workpiece spindle X-slide horizontal guides machine bed superstructure parallel surfaces "horizontal guide (2) X-slide (2) vertical guides (2) Y-slide (2) horizontal guides (6) X-slide (6 ) Vertical guides (6) Y-carriage (6) Feed motor (Y) Feed motor (X) Spindle Swivel frame Swivel device Swivel axis Front surface Revolver head Guides Side wall "Milling head” Loading belt Unloading belt Device for chip removal

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turning (AREA)

Abstract

Offenbart ist eine Werkzeugmaschine mit drei Werkstückspindeln (2, 4, 6), von denen eine Werkstückspindel (4) um 180° versetzt zu den beiden anderen Werkstückspindeln (2, 6) angeordnet ist. Die Führungen (14, 24, 32) der Werkstückspindeln sind derart ausgebildet, dass das zu bearbeitende Werkstück direkt von einer Werkstückspindel an die benachbarte Werkstückspindel übergeben werden kann.

Description

Beschreibung Werkzeugmaschine
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit zumindest zwei Werkstuckspindeln gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs l'.
Aus der DE 196 52 460 Cl ist eine Werkzeugmaschine mit mehreren Spindeln bekannt, bei der zwei einander zugeordnete Spindeln jeweils auf einem Schlitten geführt sind, wobei der eine Schlitten von einem rahmenartig aufgebauten äußeren Schlitten umschlossen ist. Jeder der Spindeln ist ein Werkzeugträger zugeordnet, der Werkzeuge zur Bearbeitung der in den Spindeln gespannten Werkstücke enthält. Die Spindeln lassen sich entlang Horizontalführungen in eine Übergabeposition verfahren, in der die in den beiden Spindeln zu spannenden Werkstücke von einem Beladeband aufgenommen werden könne .
Bei dieser bekannten Werkzeugmaschine wird das jeweilige Werkstück in der zugeordneten Spindel fertig bearbeitet, d.h. durch die beiden Spindeln mit ineinander verschachtelten Schlitten werden zwei Werkstücke parallel bearbeitet. Bei einer Folgebearbeitung und dem dabei erforderlichen Umspannen der Werkstücke müßte ein eigenes Handlingsgerät eingesetzt werden, um das Werkstück von der einen Spindel an die andere zu übergeben.
In der DE 197 53 898 AI ist eine als Vertikal-Drehmaschine ausgeführte Werkzeugmaschine bekannt, bei der zwei Spindelkästen in Horizontalrichtung verfahrbar angeordnet sind. Die Spindeln sind um 180° zueinander versetzt angeordnet, so daß durch eine Spindel ein zu bearbeitendes Werkstück aufgenommen, teilbearbeitet und anschließend an die andere Spindel zur Weiterbearbeitung übergeben werden kann. Diese zweite Spindel ist dann ihrerseits in eine Werkstückübergabeposition verfahrbar, in der das fertig bearbeitete Werkstück mittels eines Handlingsgerätes ent- nommen und auf einer Werkstücktransporteinrichtung abgesetzt wird.
Auch bei dieser Lösung ist ein Handlingsgerät erforderlich, um das Werkstück von der einen Spindel abzunehmen und auf der Werkstücktransporteinrichtung abzusetzen. Ein weiterer Nachteil dieser bekannten Lösung ist, daß die Werkzeugmaschine sehr lang baut, da die Horizontalführungen der Spindeln praktisch hintereinander liegend in einer Ebene ausgebildet werden müssen und das Beladeband und die Werkstücktransporteinrichtung an entgegengesetzten Endabschnitten der Werkzeugmaschine angeordnet werden müssen.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil dieser bekannten Lösung ist darin zu sehen, daß bei komplexen Zerspanungsaufgaben unter Umständen eine zweite Werkzeugmaschine nachgeschaltet werden muß, in der ein weiterer Bearbeitungsschritt vorgenommen wird. In diesem Fall muß ein weiteres Handlingsgerät vorgesehen werden, über das das teilbearbeitete Werkstück von der einen Werkzeugmaschine an die zweite, nachgeschaltete Werkzeugmaschine übergeben wird.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine zu schaffen, die bei einfachem und kompaktem Aufbau eine Bearbeitung komplexer Werkstücke ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Erfindungsgemäß hat die Werkzeugmaschine zumindest drei Werkstuckspindeln, wobei eine mittlere, zweite Werkstuckspindel um 180° versetzt zu den beiden anderen Werkstuckspindeln angeordnet ist. Die drei Werkstuckspindeln sind derart relativ zueinander verfahrbar, daß das Werkstück von einer ersten Werkstuckspindel an die zweite, mittlere Werkstuckspindel und von dieser an die dritte Werkstuckspindel übergebbar ist. D.h., erfindungsgemäß wird kein Handlingsgerät benötigt, um die teil- oder fertigbearbeiteten Werkstücke von der einen Spindel an die Spindel der nächsten Bearbeitungsstation zu übergeben. Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine kann daher äußerst einfach und mit geringem Bauraum ausgeführt werden, so daß eine sehr kom- pakte und leisungsfahige Werkzeugmaschine realisierbar ist. Vorzugsweise ist jeder der Spindeln ein Werkzeugträger zugeordnet. Unter "180° versetzt" wird dabei eine Orientierung der Spindeln verstanden, bei der das Werkstück beispielsweise einmal von oben und bei der anderen Spindel von unten gespannt ist.
Die Werkzeugmaschine ist besonders kompakt aufgebaut, wenn die Führungen der drei Werkstuckspindeln etwa u- förmig zueinander angeordnet werden. Dabei können bspw. zwei der Führungen im Abstand zueinander und eine quer dazu angeordnet werden. Bei der letztgenannten Variante wird es bevorzugt, wenn die zweite, um 180° zu den anderen versetzte Werkstuckspindel auf der quer verlaufenden Führung gelagert ist .
Bei einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung wird ein Beladeband im Abstand zu der Führung der zweiten Werkstuckspindel und quer zu den Führungen der beiden anderen Werkstuckspindeln angeordnet, wobei letztere derart ausgebildet sind, daß die jeweilige Werkstuckspindel zwischen dem Beladeband und der Werkstückübergabeposition zur zweiten Werkstuckspindel verfahrbar ist . Bei dieser Lösung wird das zu bearbeitende Werkstück somit mit einer Spindel vom Beladeband abgenommen, nach einer Teilbearbeitung an die um 180° versetzte, zweite Werkstuckspindel übergeben und nach erfolgter Teilbearbeitung an die weitere, dritte Werkstuckspindel übergeben und von dieser wieder auf dem Beladeband abgesetzt.
Die der jeweiligen Werkstuckspindel zugeordneten Werkzeugträger werden vorteilhafter Weise im Bereich zwischen dem Beladeband und der Werkstückübergabeposition oder - bei der quer angeordneten Führung - im Bereich zwischen den beiden Werkstückübergabepositionen angeordnet ist.
Zur Bearbeitung von gekrümmten Flächen wird zumindest eine der Werkstuckspindeln verschwenkbar ausgebildet .
Die Werkzeugträger können als Einzel- oder Doppelspindel, bspw. als Frässpindel, Bohrkopf, Schleifköpf oder als Revolverkopf ausgeführt sein.
Jede der Werkstuckspindeln wird auf einem Schlitten geführt, der in Horizontal- und Vertikalrichtung verfahrbar ist.
Die Werkzeugmaschine läßt sich besonders kompakt ausbilden, wenn die beiden parallel angeordneten Werkstüc - spindein an einem Oberbau geführt sind, der auf einem Maschinenbett abgestützt ist, das die Führung der zweiten Werkstuckspindel trägt .
Bei der vorgenannten Variante wird der der zweiten Werkstuckspindel zugeordnete Werkzeugträger vorzugsweise am Oberbau gelagert. Die Führung für die zweite Werkstuckspindel verläuft
- in Vertikalrichtung gesehen - unterhalb der Führungen der beiden anderen Werkstuckspindeln und kreuzt diese im Abstand, so daß die beiden Übergabepositionen in den beiden Kreuzungsbereichen ausgebildet sind.
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine läßt sich besonders vorteilhaft zur Bearbeitung von Gleichlaufgelenken, insbesondere der Nabe eines Gleichlaufgelenkes verwenden.
Sonstige vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Unteransprüche .
Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Vorderansicht einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine mit drei Werkstuckspindeln;
Figur 2 eine Draufsicht auf die Werkzeugmaschine aus Figur 1 und
Figur 3 eine Seitenansicht der Werkzeugmaschine aus Figur 1
In Figur 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer erfin- dungsgemäßen Werkzeugmaschine 1 mit drei Werkstuckspindeln 2, 4, 6 dargestellt.
Die in Figur 1 unten liegende, zweite
Werkstuckspindel 4 ist auf einem X-Schlitten 12 gelagert, der entlang von Horizontalführungen 14 in X-Richtung verfahrbar ist. Die Horizontalführungen 14 sind an einer Seitenfläche eines Maschinenbetts 16 befestigt. Falls erforderlich, kann die Werkstuckspindel 4 auch auf einem in Vertikalrichtung verfahrbaren Schlitten gelagert sein.
Auf diesem Maschinenbett 16 ist ein Oberbau 18 angeordnet, der gemäß der in Figur 2 dargestellten Draufsicht quer zu den Horizontalführungen 14 der Werkstuckspindel 4 verläuft.
Die beiden eingangs genannten Werkstuckspindeln 2, 6 (erste und dritte Spindel) sind an Parallelflächen 20, 22 des Oberbaus 18 geführt. Dabei ist an der Parallelfläche 22 (rechts in Figur 1) eine weitere Horizontalführung 24 ausgebildet, entlang der ein X-Schlitten 26 der ersten Werkstuckspindel 2 in Horizontalrichtung (senkrecht zur Zeichenebene in Figur 1) verfahrbar ist. Auf dem X- Schlitten 24 sind Vertikalführungen 28 angeordnet, auf denen ein die Werkstuckspindel 2 tragender Y-Schlitten angeordnet ist . Die Lagerung der weiteren dritten Werkstuckspindel 6 erfolgt in entsprechender Weise über einen Kreuzsupport mit an der Parallelfläche 20 befestigten Horizontalführungen 32, einem darauf geführten X-Schlitten 34, auf diesen angeordneten Vertikalführungen 36 und einen die Werkstuckspindel 6 tragenden Y-Schlitten 38.
Der Vorschub der X- und Y-Schlitten erfolgt jeweils bspw. über einen Linearantrieb (Y-Achse) und 42 (X-Achse) oder einen Kugelgewindetrieb und Vorschubmotoren 40, wobei diese Bezugszeichen der Einfachheit halber lediglich bei der dritten Werkstuckspindel 6 eingezeichnet sind. Wie insbesondere aus der Darstellung gemäß Figur 1 entnehmbar ist, ist die zweite Werkstuckspindel 4 um 180° versetzt zu den beiden Werkstuckspindeln 2, 6 angeordnet, so daß ein einzuspannendes Werkstück, bspw. eine Nabe eines Gleichlaufgelenkes durch die Werkstuckspindel 4 von unten gehalten wird, während die beiden anderen Werkstuckspindeln 2 und 6 das Werkstück von oben (Ansicht nach Figur 1) halten.
Die Werkstuckspindeln 2, 4 und 6 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Schwenkspindeln ausgeführt. Dabei ist jeweils eine Spindel 44 der Werkstuckspindel 2 in einem Schwenkrahmen 46 gelagert und mittels einer Schwenkvorrichtung 48 um eine Schwenkachse 50 verschwenkbar. In den Figuren 1 und 3 sind unterschiedliche Schwenkstellungen der Spindel 44 dargestellt. Die Spindel 44 läßt sich über eine Kupplung in vorbestimmten Drehpositionen festlegen. Der Grundaufbau dieser schwenkbaren Spindel ist bspw. in der Patentanmeldung DE 199 04 577 AI der Anmelderin offenbart, so daß hinsichtlich Details derartiger schwenkbarer Spindeln der Einfachheit halber auf diese Druckschrift verwiesen wird. Selbstverständlich können auch andere Konstruktionen als die in der DE 199 04 577 AI beschriebene eingesetzt werden.
An der sich zwischen den beiden Parallelflächen 20, 22 erstreckenden Stirnfläche 51 ist ein Revolverkopf 52 gelagert, der entlang von Führungen 54 in Vertikalrichtung (Ansicht nach Figur 1) verfahrbar ist. Der Revolverkopf 52 trägt eine Vielzahl von Werkzeugen, über die eine spanabhebende Bearbeitung, bspw. eine Drehbearbeitung des in die Werkstuckspindel 4 eingespannten Werkzeuges möglich ist.
An sich im Abstand zu den Parallelflächen 20, 22 erstreckenden Seitenwandungen 56 des Maschinenbetts 16 sind bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel Fräs- oder Bohrköpfe 60, 62 gelagert, in die ein Fräs- bzw. Bohrwerkzeug eingespannt ist. Die Fräsköpfe 60 , 62 können ebenfalls in Vertikalrichtung verfahrbar ausgebildet sein.
Wie insbesondere aus der Draufsicht gemäß Figur 2 hervorgeht, ist der Werkzeugmaschine 1 ein Beladeband 64 und ein Entladeband 66 zugeordnet, über die die zu bearbeitenden Werkstücke der Werkzeugmaschine zugeführt bzw. von dieser abgeführt werden können. Im Maschinenbett ist desweiteren eine Einrichtung zur Späneabfuhr ausgebildet, über die die bei der Bearbeitung des Werkstückes an den drei Bearbeitungsstationen anfallenden Späne abgeführt werden. In den Figuren 2 und 3 ist noch ein an der Rückseite der Werkzeugmaschine angeordneter Schaltschrank 70 angedeutet.
Zur Bearbeitung eines auf dem Beladeband 64 angeordneten Werkstückes wird die erste Werkstuckspindel 2 in der Darstellung gemäß Figur 2 durch Ansteuerung des X-Schlittens 26 in der Darstellung gemäß Figur 2 nach links bewegt, bis die Werkstückspannvorrichtung 72 axial mit Bezug zum Werkstück ausgerichtet ist. Anschließend wird durch Vorschub des Y-Schlittens 30 nach unten das Werkstück in die Werkstückspannvorrichtung 72 eingeführt und gespannt. Die Werkstuckspindel 2 wird durch entsprechende Ansteuerung des X-Schlittens 26 und des Y- Schlittens 30 in seine Bearbeitungsposition mit Bezug zu dem das Werkzeug tragenden Kopf 60 gebracht, so daß je nach Ausbildung des Kopfes 60, eine Dreh-, Fräs-, Bohroder Schleifbearbeitung des Werkstückes erfolgen kann.
Nach Beendigung dieser Teilbearbeitung wird die erste Werkstuckspindel 2 in die in Figur 2 dargestellte Übergabeposition verfahren. In dieser Übergabeposition ist die am Maschinenbett 16 geführte zweite Werk- stückspindel 4 koaxial zur ersten Werkstuckspindel 2 ausgerichtet, so daß das Werkstück durch Verfahren des Y- Schlittens 30 der ersten Werkstuckspindel 2 in die Werkstückspannvorrichtung 72 der zweiten Werkstuckspindel 4 eingesetzt und dann gespannt werden kann. D.h., bei dieser Übergabe wird das Werkstück zunächst von der ersten Werkstuckspindel 2 von oben gehalten und anschließend, nach erfolgter Übergabe von der um 180° versetzten zweiten Werkstuckspindel 4 von unten gehalten. Nach dem Herausfahren der Werkstuckspindel 2 aus dem Kollisionsbereich wird die zweite Werkstuckspindel 4 in ihre in Figur 1 dargestellte Bearbeitungsposition mit Bezug zum Revolverkopf 52 ausgerichtet. Durch Ansteuern des Revolverkopfs 52 werden unterschiedlich Werkzeuge, bspw. Drehwerkzeuge in ihre Bearbeitungsposition gebracht, wobei bei dem in Figur 1 dargestellten Ausfüh- rungsbeispiel der Vorschub in Y-Richtung (vertikal) durch Verfahren des Revolverkopfs 52 und der Vorschub in X- Richtung (horizontal) durch Verfahren der Werkstuckspindel 4 entlang der Führungen 14 erfolgt.
Nach Beendigung der Teilbearbeitung mit den in den
Revolverkopf 52 eingespannten Werkzeugen wird die zweite Werkstuckspindel 4 entlang der Horizontalführungen 14 in der Darstellung gemäß Figur 1 nach links bewegt. Die dritte Werkstuckspindel 6 wird gleichzeitig oder zuvor in der Darstellung gemäß Figur 2 nach rechts in ihre Übergabeposition gefahren, so daß die Spindelachsen koaxial zueinander angeordnet sind. Anschließend wird durch Verfahren des Y-Schlittens 38 der dritten Werkstuckspindel 6 und durch Betätigen der Werkstücks- pannvorrichtung das Werkstück von der zweiten
Werkstuckspindel 4 an die dritte Werkstuckspindel 6 übergeben, die das Werkstück dann wieder von oben her spannt. Im nächsten Fertigungsschritt wird die dritte Werkstuckspindel 6 entlang der Horizontalführungen 32 in die in Figur 2 dargestellte Bearbeitungsposition verfahren, in der das Werkstück mit Bezug zum Kopf 60 ausgerichtet ist. Über diesen Kopf 60 erfolgt dann die abschließende Bearbeitung des Werkstückes. Anschließend wird die dritte Werkstuckspindel 6 entlang der Horizontalführungen 32 in der Darstellung gemäß Figur 2 nach links verfahren und das fertig bearbeitete Werkstück durch Verfahren des Y-Schlittens 38 und Ansteuern der Werkstückspannvorrichtung 72 auf dem Entladeband 66 abgesetzt - ein neuer Bearbeitungszyklus kann beginnen.
Bei dem in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Ausführungsbeispielen sind die Werkstuckspindeln 2, 4 und 6 jeweils als schwenkbare Spindeln ausgeführt. Selbstverständlich können auch einfache, unverschwenkbare Spindeln eingesetzt werden. Anstelle der im vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel als Bohr- oder Fräskδpfe 60, 62 ausgeführten Werkzeugträger können auch mehrspindlige Versionen, Schleifköpfe, feststehende Werkstückträger etc. eingesetzt werden. Selbstverständlich kann umgekehrt auch anstelle des Revolverkopfes ein Kopf 60 gemäß den vorbeschriebenen Ausführungen eingesetzt werden.
Die Spindelachsen müssen erfinungsgemäß nicht vertikal ausgerichtet sein. Prinzipiell ist es auch möglich, die Spindelachsen beispielsweise in Horizontalrichtung anzuordnen.
Das neue Werkzeugmaschinenkonzept ermöglicht eine äußerst flexible Bearbeitung hochkomplexer Werkstücke, wobei die etwa u-förmige Anordnung der Horizontalführungen für die drei Werkstuckspindeln einen sehr kompakten Aufbau ermöglicht. Da zur Übergabe der Werkstücke zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen keinerlei Handlingsgeräte erforderlich sind, kann die Werkzeugmaschine vergleichsweise einfach aufgebaut werden. Offenbart ist eine Werkzeugmaschine mit drei Werkstuckspindeln, von denen eine Werkstuckspindel um 180° versetzt zu den beiden anderen Werkstuckspindeln angeordnet ist. Die Führungen der Werkstuckspindeln sind derart ausgebildet, daß das zu bearbeitende Werkstück direkt von einer Werkstuckspindel an die benachbarte Werkstuckspindel übergeben werden kann.
Bezugszeichenlistet
Werkzeugmaschine 70 Schaltschrank erste Werkstuckspindel 72 Werkstückspann- zweite Werkstuckspindel Vorrichtung dritte Werkstuckspindel X-Schlitten Horizontalführungen Maschinenbett Oberbau Parallelflächen " Horizontalführung (2) X-Schlitten (2) Vertikalführungen (2) Y-Schlitten (2) Horizontalführungen (6) X-Schlitten (6) Vertikalführungen (6) Y-Schlitten (6) Vorschubmotor (Y) Vorschubmotor (X) Spindel Schwenkrahmen Schwenkeinrichtung Schwenkachse Stirnfläche Revolverköpf Führungen Seitenwandung " Fräskopf " Beladeband Ent1adeband Einrichtung zur Späneabfuhr

Claims

Ansprüche
1. Werkzeugmaschine mit mehreren Werkstuckspindeln (2, 4, 6) , die relativ zueinander entlang Führungen (10, 14; 24, 28; 32, 36) verfahrbar gelagert sind, wobei zwei Werkstuckspindeln (2, 4, 6) entlang der Führungen (10, 14; 24, 28; 32, 36) derart geführt sind, daß die beiden Werkstuckspindeln (2, 4, 6) relativ zueinander in eine Werkstückübergabeposition verfahrbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest drei Werkstuckspindeln (2, 4, 6) vorgesehen sind, wobei eine zweite Werkstuckspindel (4) mit Bezug auf ihre Werkstückaufnahme um 180° zu den beiden anderen Werkstuckspindeln (2, 6) versetzt ist und die Führungen (14; 24; 32) derart angeordnet sind, daß das Werkstück von einer ersten Werkstuckspindel (2) an die zweite Werkstuckspindel (4) und von dieser an eine dritte Werkstuckspindel (6) übergebbar ist, wobei jeder Werkstuckspindel (2, 4, 6) ein Werkzeugträger (52, 60, 62) zugeordnet ist.
2. Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 1, wobei zwei Werkstuckspindeln (2, 6) im Abstand, vorzugsweise im Parallelabstand zueinander und die zweite Werkstück- spindel (4) quer dazu verfahrbar ist, so daß die ent- spechenden Führungen (14, 24, 32) etwa u- oder v- förmig zueinander angeordnet sind.
3. Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 2, mit einem Be- oder Entladeband (64, 66) , das im Parallelabstand zu der Führung (14) der zweiten Werkstuckspindel (4) und quer zu den Führungen (24, 32) der beiden anderen Werkstuckspindeln (2, 6) verläuft, wobei die letztgenannten Werkstuckspindeln (2, 6) entlang ihren Führungen (24, 32) zwischen dem Be- oder Entladeband (64, 66) und den jeweiligen Werkstückübergabepositionen verfahrbar sind.
Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 3 , wobei die Werkzeugträger (52, 60, 62) im Bereich zwischen Be- oder Entladeband (64, 66) und den
Werkstückübergabepositionen oder zwischen den beiden Werkstückübergabepositionen der quer verlaufenden Führung (14) angeordnet sind.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden
Patentansprüche, wobei zumindest eine der
Werkstuckspindeln (2, 4, 6) verschwenkbar ausgebildet ist.
Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei der Werkzeugträger als Einzel- oder Doppelspindel, Frässpindel, Bohrkopf, Schleifköpf oder Revolverkopf ausgeführt ist.
7. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei die Werkstuckspindel (2, 4, 6) jeweils auf Schlitten (8, 12; 26, 30; 34, 38) geführt ist, die in Horizontal- oder Vertikalrichtung verfahrbar sind.
8. Werkzeugmaschine nach einem der Patentansprüche 2 bis 7, wobei die beiden im Abstand zueinander geführten Werkstuckspindeln (2, 6) an einem Oberbau (18) gelagert sind, der auf einem die Führung (14) der zweiten Werkstuckspindel (4) tragenden Maschinenbett (16) abgestützt ist.
9. Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 8, wobei der der zweiten Werkstuckspindel (4) zugeordnete
Werkzeugträger (52) am Oberbau (18) gelagert ist.
10. Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 8 oder 9, wobei die Führung (14) für die zweite Werkstuckspindel (4) unterhalb der Führungen (24, 32) der beiden anderen Werkstuckspindeln (2, 6) verläuft und diese im Abstand kreuzt.
11. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, wobei das Werkstück Teil eines Gleichlaufgelenkes, insbesondere eine Gleichlaufgelenknabe ist .
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