WO2016188864A1 - Werkzeugmaschine mit horizontalen arbeitsspindeln - Google Patents

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WO2016188864A1
WO2016188864A1 PCT/EP2016/061308 EP2016061308W WO2016188864A1 WO 2016188864 A1 WO2016188864 A1 WO 2016188864A1 EP 2016061308 W EP2016061308 W EP 2016061308W WO 2016188864 A1 WO2016188864 A1 WO 2016188864A1
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WO
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working
workpiece
unit
machine tool
drive
Prior art date
Application number
PCT/EP2016/061308
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English (en)
French (fr)
Inventor
Nils Huber
Pascal Schnebelt
Original Assignee
Ffg Werke Gmbh
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Publication date
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    • 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
    • B23Q39/02—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station
    • B23Q39/021—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of toolheads per workholder, whereby the toolhead is a main spindle, a multispindle, a revolver or the like
    • B23Q39/025—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of toolheads per workholder, whereby the toolhead is a main spindle, a multispindle, a revolver or the like with different working directions of toolheads on same workholder
    • B23Q39/026—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being capable of being brought to act at a single operating station with a plurality of toolheads per workholder, whereby the toolhead is a main spindle, a multispindle, a revolver or the like with different working directions of toolheads on same workholder simultaneous working of toolheads
    • 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
    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/02—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting by means of drums or rotating tables or discs

Definitions

  • the invention relates to a machine tool for Bear ⁇ processing a workpiece.
  • the machine tool has ⁇ we iquess to a working unit having at least one tool.
  • the workpiece can be held in a working space of the machine tool by a workpiece clamping unit and be ⁇ works.
  • the working unit may alternatively or additionally also comprise measuring and / or testing tools in order to measure or test the workpiece.
  • NEN unit is rotated about a rotational axis of the workpiece clamping unit ge ⁇ .
  • the machine tool has a workpiece carrier which is rotatably mounted about a vertical indexing axis and which has a workpiece clamping unit for clamping a workpiece on two opposite carrier sides .
  • a stepper drive the workpiece carrier can be rotated between two rotational positions about the vertical step ⁇ switching axis, wherein the stepping movement is preferably carried out alternately in and counterclockwise by 180 ° between the two rotational positions.
  • ⁇ ended 360 ° rotation about the indexing axis like a revolving machine.
  • both rotational positions is in each case one of the two workpiece clamping units in a working space of the machine tool, while the other workpiece clamping unit is located in a charging station outside of the working space. In the loading station, a machined workpiece can be removed and an unprocessed workpiece can be inserted or clamped.
  • the machine tool has three working units, each of which has one by a spindle drive to a hori Zontale work spindle axis drivable work spindle on ⁇ wise. About the drivable work spindle a work ⁇ convincing can be actuated of the work unit and / or driven ⁇ to. It is also possible that each work unit has several tools, one of which can be selected and coupled to the work spindle. For this purpose, the tool in question can be moved to a working position on the working unit, in which it is motion-coupled with the work spindle.
  • the machine tool has a first working ⁇ unit, a second operating unit, and a third Ar ⁇ beitsech. All work spindle axes are aligned horizontally, whereby they can be located in a common or in different horizontal planes.
  • the work spindle axes of the first and the second work unit are aligned parallel to one another, wherein the first and the second work unit are arranged on opposite sides of the working space of the machine tool.
  • the work spindle axis of the third unit of work is aligned at right angles to the other two working spindle axes.
  • the three work spindle axes can be located in different horizontal planes and thus viewed in the vertical direction offset from one another. In this case, the work spindle axes do not intersect. If the two or three working spindle axes are located in a common horizontal plane, they can form one or more points of intersection.
  • At least one of the working units or all working units has a carriage, by means of which the working unit can be moved relative to a machine unit.
  • Vice of the machine tool is mounted perpendicular to the respective work spindle axis movable.
  • the work spindle and the at least one tool of the working unit preferably in two perpendicular zuei ⁇ nander standing space directions and thus in a plane perpendicular to the work spindle axis to be movable angeord ⁇ net.
  • a carriage drive serves to drive the carriage Wenig ⁇ least respectively. For movement in different spatial directions, each slide can be assigned a plurality of slide drives.
  • the machine tool is particularly adapted for implementing a method for processing of workpieces to be machined on three sides, wherein ⁇ game example T-fittings.
  • a rotation of the workpiece clamping unit about a horizontal axis of rotation is not necessary. In the simplest case, therefore, the workpiece carrier can only have one degree of freedom of movement, namely the rotatability about the indexing axis.
  • At least one, and preferably each, working unit may include a turret tool turret.
  • a turret tool turret At this turret several tool holders are arranged so that the turret can accommodate several tools.
  • the turret is rotatable about a turret switching axis by means of a turret drive.
  • the turret indexing axis is - preferably by an amount of 45 ° or 135 ° - inclined relative to the respective work spindle axis.
  • the machine tool is to be rich ⁇ tet preferably that each working unit is assigned solely to one side of the workpiece and acts only on this side or at the workpiece is engaged on this side in an opening on the workpiece.
  • a tool of a working unit exclusively engages from the side of the workpiece facing the respective working unit to or into the workpiece.
  • At least one and preferably each work unit may comprise an actuator.
  • the actuator By means of the actuator, the work spindle is displaceable together with the at least one tool along or parallel to the work spindle axis. As a result, the tool can be moved toward the side of the workpiece to be machined or moved away from the side to be machined.
  • each Werk Swissspan ⁇ nech each be rotatable about a horizontal axis of rotation about a rotary drive. In this way, a 5-sided machining of the workpiece can be done in one clamping.
  • the machine tool preferably has a control unit, by means of which the step drive and / or the spindle drives and / or the revolver drives and / or the carriage drives and / or the actuators and / or the rotary drives are controlled.
  • the drives can ever ⁇ wells independently controlled individually ⁇ to.
  • control unit is adapted to control at least one of the drives of the working units, ie the spindle drives and / or at least one of the carriage drives and / or the actuators, such that the workpiece arranged in the working space during a working phase at least temporarily at three Sei ⁇ be processed, measured or tested simultaneously. It is ensured by the control unit that one side of a workpiece in each case only by a Tool of a work unit edited or measured or checked. For processing a respective workpiece side, each work unit to all this erforder ⁇ handy tools.
  • the control unit can also be set up to cause a workpiece change after the end of a work phase, ie after the machining or measurement or testing of a workpiece.
  • the step ⁇ drive of the workpiece carrier is controlled, so that the ⁇ ser moves from the current rotational position in the other rotational position. The existing so far in the loading station workpiece is thereby moved into the working space and vice versa.
  • control unit is set up to control at least one drive of the working units before and / or during activation of the stepper drive in such a way that the workpieces of the work units are moved out of a swivel range of the workpiece carrier and the workpieces held in the workpiece clamping units.
  • This movement of the at least one drive Wenig ⁇ each work unit so that colli ⁇ emissions are avoided coordi ⁇ defined with the rotation of the workpiece carrier.
  • the control unit can move out of the swivel range via the at least one carriage drive and / or via the actuator.
  • only the actuators can be used for this purpose.
  • the work spindle axis can be moved into the position in which it is needed for the subsequent machining of the next workpiece via the respectively at least one carriage drive , so that a feed movement through the actuator can be made as soon as the workpiece is in the work area after the end of the stepping movement of the workpiece carrier.
  • a collecting trough for chips and / or coolant is present below the working area.
  • the space between a arranged in the working area and the workpiece collecting trough is free of machine components.
  • no moving machine parts are arranged in this room. This ensures a free chip fall into the drip pan.
  • the optionally ge ⁇ formed by a tool during the machining chips do not fall freely into the collecting trough and interfere with other moving machine parts, in particular other working ⁇ units.
  • the single figure shows a schematic block diagram similar ⁇ plan view of a preferred exporting ⁇ approximately example of a machine tool with a single La ⁇ destation, a single work station and three horizontally oriented work units.
  • a machine tool for machining and / or testing and / or measuring workpieces 11 is illustrated, wherein the machine tool 10 is configured, for example, to process T-fittings 12.
  • the machine tool 10 has a machine frame on which a machine housing 13 is arranged.
  • the machine housing 13 surrounds a working space 14 of the machine tool, which can be closed by walls. There may also be one or more doors or flaps in the walls to allow access to the work space.
  • To the machine housing 13 includes a drip pan 15 which is disposed below the working space 14. During machining chips and / or coolant are collected in the drip pan 15 and discharged from the working space 14 via a drain channel 16 arranged below the machine housing 13.
  • the machine housing 13 has a hexagonal plan in the embodiment.
  • the machine housing 13 has a first support structure 13a, a second support structure 13b opposite the first support structure 13a, and a third support structure 13c.
  • the three support structures 13a, 13b, 13c preferably have the same dimensions.
  • the first and second support structures 13a, 13b extend in planes that are parallel to each other and aligned in parallel.
  • the machine housing 13 preferably has an outer ⁇ outline, which is symmetrically to a plane of symmetry E ⁇ leads. At least the floor plan of the machine housing 13 is symmetrical to the plane of symmetry E.
  • the third support structure 13c extends at right angles in a plane to the plane of symmetry E.
  • the first and second support structure 13a, 13b of the plane of symmetry E are arranged relative to opposite ⁇ opposite sides.
  • an operating side 20 of the machine housing 13 be ⁇ there is a charging station 21.
  • the operator side 20 is disposed be ⁇ réelle of the working chamber 14 opposite to the drit ⁇ th carrying structure 13c.
  • Adjacent to the operating ⁇ side 20, a workpiece ⁇ carrier 22 is disposed within the machine housing 13.
  • the workpiece carrier 22 has two carrier sides pointing in opposite directions, on each of which a workpiece clamping unit 23 is arranged.
  • the one workpiece clamping unit 23 is located in the La ⁇ tion 21 and the other workpiece clamping unit
  • the workpiece carrier 22 can be rotated about a vertical indexing axis A between two defined rotational positions in a clockwise or alternatively counterclockwise. The stepping movement between the two rotational positions is 180 ° in each case.
  • each rotational position of the workpiece carrier 22 is one of the two workpiece clamping units 23 in the loading station 21, while the other workpiece clamping unit 23 in the workstation
  • the stepper drive 25 is controlled by a control unit 26 by means of a step switching signal SW ⁇ .
  • the two workpiece clamping units 23 can optionally be rotated by a respective horizontal axis of rotation D by means of a respective zugeord ⁇ Neten rotary actuator 27.
  • This may example as ⁇ be used to a workpiece 11 and a T- Fitting 12 in the workstation 24 to rotate 90 ° about the axis of rotation D, so that more pages of the workpiece 11 can be edited by already existing working units 28 and / or measured and / or checked.
  • the control unit 26 each generate a respective rotation signal SD1, SD2.
  • the machine tool is the loading station 21 outside of the machine housing 13 and au ⁇ ßerraum of the working chamber 14 10.
  • the loading station 21 may be an already machined workpiece 11 removed from the workpiece-holding unit 23, and a not yet machined workpiece 11 in the Workpiece clamping unit 23 are used.
  • this is illustrated schematically ⁇ table by the corresponding block arrows with the workpieces 11 representing T-fittings 12.
  • Stepping movement about the step axis A instead.
  • the machine tool 10 For machining and / or measuring and / or testing a T-fitting 12 in the workstation 24, the machine tool 10 has three working units 28, namely one the first supporting structure 13a disposed first working unit 28a, an arranged on the second supporting structure 13b second operating unit 28b and arranged at the third carry ⁇ gagture third 13c working unit 28c.
  • the three working units 28 are constructed identically when housesbei ⁇ game. The working units 28 are therefore described below with reference to the first working ⁇ unit 28 a.
  • the first working unit 28a has a first work ⁇ spindle axis Wl, which is aligned horizontally.
  • a spindle drive 32 is controlled by the control unit 26 via a first drive signal Sla.
  • a work spindle 33 of the first working unit 28a can be driven.
  • the work spindle 33 is arranged koa ⁇ xial to the first work spindle axis Wl and serves to actuate a tool 34 of the first working unit 28a and in particular to drive rotating.
  • the first working unit 28a has a plurality of tools 34, which are each arranged in a tool holder 35.
  • the tool holder 35 is arranged according to the example on a turret 36 of a tool turret 37.
  • the turret 36 is drivable by means of a turret drive 38 about a turret axis R in predetermined rotational angle steps, so that always one of the tools 34 and one of the tool holders 35 is in a working position in which a movement coupling or drive connection of the tool 34 with the work spindle 33rd is made.
  • the arranged outside the working position tools 34 of the turret 37 are unconfirmed or not driven.
  • the turret axis R is inclined to the first working ⁇ spindle axis Wl aligned, for example, in a Win ⁇ angle of 45 ° or 135 °, depending on whether the acute or the obtuse angle is measured.
  • the respective axis of a tool holder extends along or parallel to the first work spindle axis Wl.
  • the tool holders 35 on the turret 36 are ⁇ as inclined relative to the turret R aligned.
  • the first working unit 28a is arranged in a translationally movable manner on the first support structure 13a via a carriage 39.
  • the carriage 39 can 28a two directions in space and thus in a plane, for example according to a vertical plane are moved at right angles to the first work spindle axis, the first Wl Ar ⁇ beitsech.
  • the carriage has, for example according to two slide drives 40, the S2a, and a third drive signal S3a are controlled independently from each other by a second drive signal through the Steuerein ⁇ integrated 26th
  • the turret drive 38 can be actuated by the control unit 26 via a fourth control signal S4a.
  • the turret 37 of the first working unit 28a is seated at one end of a guide tube 41, which is arranged movable relative to the carriage 39 in parallel or along the first work spindle axis Wl.
  • an actuator 42 To translatori ⁇ rule movement of the guide tube 41 relative to the carriage 39 is an actuator 42.
  • Beitsspindel 33 the seated on the guide tube 41 spindle drive 32 and the tool head 37 moves translationally. Thereby, the tools can be moved to the 34 arranged in the Hästa ⁇ tion 24 T-fitting 12 toward or away from.
  • all work units 28 are identically constructed.
  • the work spindle 33 of the second working unit 28b extending along a second work spindle axis W2 and the work spindle 33 of the third working ⁇ unit 28c extending along a third working ⁇ spindle axis W3.
  • the first work spindle axis W1 and the second work spindle axis W2 are aligned parallel to one another.
  • the first working unit 28a and the second Ar ⁇ beitsvenez 28b face each other on opposite sides with respect to the plane of symmetry E.
  • a tool 34 of the first working unit 28a therefore operates a T-fitting 12 on a first side and a tool 34 of the second working unit 28b on the second side of the T-fitting 12 opposite the first side.
  • the third work spindle axis W3 is aligned at right angles to the two other work spindle axes W1, W2. It extends, for example according to parallel to the Sym ⁇ metrieebene E.
  • the third working unit 28c is arranged on the charging station 21 the opposite side of the machine housing. 13
  • the working units 28 can be moved independently of one another via the respective carriage drives 40 and the movable mounting by the carriages 39 vertically and at right angles to the respective work spindle axis W1, W2, W3.
  • For each working unit 28 are generated at five ⁇ control signals Sl to S5, wherein the marking by the lower case letter indicates the assignment to the respective unit of work.
  • the work spindle axes W1 can be arranged in a common horizontal plane or in two or three different horizontal planes.
  • an occlusive ⁇ bare opening in the machine housing 13 can provide access to the tools 34 and to the working space fourteenth
  • the machine housing section connecting the first support structure 13a to the third support structure 13c may be aligned obliquely to the two adjacent support structures 13a, 13c. Accordingly, the machine housing section connecting the second support structure 13b to the third support structure 13c can be aligned obliquely to the two adjacent support structures 13b, 13c.
  • the machine tool 10 operates as follows:
  • a raw T-fitting 12u is inserted into the workpiece clamping unit 23 in the loading station 21, which will be ⁇ currently in the charging station 21st
  • a rotation of the workpiece carrier 22 by the step ⁇ switching axis A is carried out via the step drive 25.
  • the unprocessed T-fitting 12u is moved into the workstation 24 in the working space 14.
  • the other workpiece clamping unit 23, which does not yet hold any workpiece 11 or T-fitting 12 at this time, is fitted in the loading station 21 with an unprocessed T-fitting 12u.
  • the subsequent procedure can be executed cyclically.
  • the arranged in the workstation 24 T-fitting 12 is processed during a working phase by the tools 34 of the working units 28 or measured or measured.
  • the tools 34 of the working units 28 processes the first working unit 28a, the T-fitting 12 on a first side
  • the second working unit 28b processes the T-fitting 12 to a
  • the working unit 28c processes the T-fitting 12 on one of the workpiece-holding unit 23 from ⁇ turned third page.
  • the machining on the three sides of the T-fitting 12 takes place at least temporarily during the working phase simultaneously on all three sides.
  • Each working unit 28 can change the tool 34 one or more times. This depends on which machining and / or measuring and / or test steps must be carried out on the respective side of the T-fitting. For example, threads are cut into the respective pipe end of the T-fitting 12 situated on the side and / or holes drilled in connecting flanges, etc.
  • the drives of the various working units 28 are controlled independently of one another by the control unit 26 during the working
  • the control unit 26 causes the tools 34 to consist of a pivoting region B of the workpiece carrier 22 and of the T-fitting 12 held on the workpiece clamping units 23 of the workpiece carrier 22 be moved out.
  • the control unit 26 controls one or more of the on ⁇ gearboxes of the working units 28 at.
  • the tools 34 by means of the actuators 42 and / or the carriage 40 drives are
  • the control unit 26 controls the step drive 25 of the workpiece carrier 22, so that the ⁇ ser is moved from its current rotational position in the other rotational position.
  • Characterized the processed T- fitting 12b is transported into the loading station 21 while the previously content duck in the workpiece-holding unit 23 in the Ladesta ⁇ tion 21, unprocessed T-fitting is transported into the Ar ⁇ beitsstation 24 12u.
  • the processed T-fitting 12 b can be removed from the workpiece clamping unit 23 in the loading station 21 and a still unprocessed T-fitting 12 u can be inserted into this workpiece clamping unit 23 in the loading station 21.
  • the control unit 26 controls the working units 28 for processing the arranged in the workstation 24 T-fitting 12 at.
  • the stepping movement of the workpiece carrier 22 around its indexing axis A takes place again.
  • the invention relates to a machine tool 10 or a method for processing and / or measuring and / or testing T-fittings 12.
  • the machine tool 10 has a first working unit 28a, a second working unit 28b and a third working unit 28c.
  • the Häseinhei ⁇ th 28 a, 28 b, 28 are arranged horizontally offset by 90 °.
  • a workpiece carrier 22 is between exactly two Rotary positions about a vertical step axis A rotating ⁇ bar.
  • a workpiece clamping unit 23 is arranged on the workpiece carrier 23. In each rotational position is a workpiece clamping unit 23 in a loading station 21 and the other workpiece clamping unit 23 in a workstation 24 within a working space 14 of the machine tool 10.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine (10) bzw. ein Verfahren zur Bearbeitung und/oder zum Messen und/oder zum Prüfen von T-Fittings (12). Die Werkzeugmaschine (10) hat eine erste Arbeitseinheit (28a), eine zweite Arbeitseinheit (28b) und eine dritte Arbeitseinheit (28c). Die Arbeitseinheiten (28a, 28b, 28c) sind horizontal um jeweils 90° versetzt angeordnet. Ein Werkstückträger (22) ist zwischen genau zwei Drehstellungen um eine vertikale Schrittschaltachse (A) drehbar. Auf gegenüberliegenden Seiten ist jeweils eine Werkstückspanneinheit (23) am Werkstückträger (23) angeordnet. In jeder Drehstellung befindet sich eine Werkstückspanneinheit (23) in einer Ladestation (21) und die jeweils andere Werkstückspanneinheit (23) in einer Arbeitsstation (24) innerhalb eines Arbeitsraumes (14) der Werkzeugmaschine (10). Die Bearbeitung des T-Fittings, das in der Arbeitsstation (24) gehalten wird, erfolgt über die drei Arbeitseinheiten (28) zumindest zeitweise gleichzeitig an drei unterschiedlichen Seiten. Vertikal oberhalb und vertikal unterhalb des Arbeitsraumes sind keine Arbeitseinheiten bzw. Bearbeitungs- oder Prüf- oder Messmittel angeordnet. Ein freier Spänefall in eine Auffangwanne (15) ist gewährleistet.

Description

Werkzeugmaschine mit horizontalen Arbeitsspindein
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur Bear¬ beitung eines Werkstücks. Die Werkzeugmaschine weist we¬ nigstens eine Arbeitseinheit mit wenigstens einem Werkzeug auf. Das Werkstück kann in einem Arbeitsraum der Werkzeugmaschine durch eine Werkstückspanneinheit gehalten und be¬ arbeitet werden. Anstelle einer spanenden Bearbeitung kann die Arbeitseinheit alternativ oder zusätzlich auch Mess- und/oder PrüfWerkzeuge aufweisen, um das Werkstück zu messen bzw. zu prüfen.
DE 43 Ol 393 AI beschreibt beispielsweise eine Rund¬ takt-Werkzeugmaschine mit einem drehbaren Werkstückträger, an dem mehrere Werkstücke in jeweils einer Werkstückspanneinheit gehalten werden können. In jeder Drehposition des Werkstückträgers ist einem Werkstück wenigstens eine Ar¬ beitseinheit mit wenigstens einem Werkzeug zugeordnet. Nach jedem Bearbeitungsschritt wird der Werkstückträger um eine vertikale Schrittschaltachse weitergedreht, so dass eine sequenzielle Bearbeitung des Werkstücks in den unterschied¬ lichen Drehstellungen des Werkstückträgers erfolgt.
Bei der Bearbeitung von Werkstücken kann es abhängig vom Werkstück erforderlich sein, eine Bearbeitung an mehreren Seiten vorzunehmen. Dies ist bei der bekannten Werkzeugmaschine in mehreren aufeinanderfolgenden Arbeitstakten möglich, wenn das Werkstück mit Hilfe der Werkstückspan- neinheit um eine Drehachse der Werkstückspanneinheit ge¬ dreht wird.
Ausgehend hiervon kann es als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden die bekannte Werkzeugmaschine zu verbessern .
Diese Aufgabe wird durch eine Werkzeugmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 12 gelöst.
Die Werkzeugmaschine weist einen um eine vertikale Schrittschaltachse drehbar gelagerten Werkstückträger auf, der auf zwei entgegengesetzten Trägerseiten jeweils eine Werkstückspanneinheit zum Aufspannen eines Werkstücks auf¬ weist. Über einen Schrittantrieb kann der Werkstückträger zwischen zwei Drehstellungen um die vertikale Schritt¬ schaltachse gedreht werden, wobei die Schrittschaltbewegung vorzugsweise abwechselnd in und entgegen dem Uhrzeigersinn um jeweils 180° zwischen den beiden Drehstellungen ausgeführt wird. Es erfolgt in diesem Fall also keine vollstän¬ dige 360°-Drehung um die Schrittschaltachse wie bei einer Rundtaktmaschine. In beiden Drehstellungen befindet sich jeweils eine der beiden Werkstückspanneinheiten in einem Arbeitsraum der Werkzeugmaschine, während sich die andere Werkstückspanneinheit in einer Ladestation außerhalb des Arbeitsraumes befindet. In der Ladestation kann ein bearbeitetes Werkstück entnommen und ein noch unbearbeitetes Werkstück eingesetzt bzw. aufgespannt werden.
Die Werkzeugmaschine weist drei Arbeitseinheiten auf, die jeweils eine durch einen Spindelantrieb um eine hori- zontale Arbeitsspindelachse antreibbare Arbeitsspindel auf¬ weisen. Über die antreibbare Arbeitsspindel kann ein Werk¬ zeug der Arbeitseinheit betätigt und/oder angetrieben wer¬ den. Es ist auch möglich, dass jede Arbeitseinheit mehrere Werkzeuge aufweist, von denen jeweils eines ausgewählt und mit der Arbeitsspindel gekoppelt werden kann. Dazu kann das betreffende Werkzeug in eine Arbeitsposition an der Arbeitseinheit bewegt werden, in der es mit der Arbeitsspindel bewegungsgekoppelt ist.
Die Werkzeugmaschine verfügt über eine erste Arbeits¬ einheit, eine zweite Arbeitseinheit und eine dritte Ar¬ beitseinheit. Sämtliche Arbeitsspindelachsen sind horizontal ausgerichtet, wobei sie sich in einer gemeinsamen oder in unterschiedlichen Horizontalebenen befinden können. Die Arbeitsspindelachsen der ersten und der zweiten Arbeitseinheit sind parallel zueinander ausgerichtet, wobei die erste und die zweite Arbeitseinheit auf sich gegenüberliegenden Seiten des Arbeitsraumes der Werkzeugmaschine angeordnet sind. Die Arbeitsspindelachse der dritten Arbeitseinheit ist rechtwinklig zu den beiden anderen Arbeitsspindelachsen ausgerichtet. Die drei Arbeitsspindelachsen können sich in unterschiedlichen Horizontalebenen befinden und somit in Vertikalrichtung betrachtet versetzt zueinander angeordnet sein. In diesem Fall schneiden sich die Arbeitsspindelachsen nicht. Befinden sich die zwei oder drei Arbeitsspindelachsen in einer gemeinsamen Horizontalebene, können sie einen oder mehrere Schnittpunkte bilden.
Vorzugsweise weist zumindest eine der Arbeitseinheiten oder weisen alle Arbeitseinheiten einen Schlitten auf, mittels dem die Arbeitseinheit relativ zu einem Maschinenge- stell der Werkzeugmaschine rechtwinklig zur jeweiligen Arbeitsspindelachse bewegbar gelagert ist. Über den Schlitten kann die Arbeitsspindel und das wenigstens eine Werkzeug der Arbeitseinheit vorzugsweise in zwei rechtwinklig zuei¬ nander stehenden Raumrichtungen und somit in einer Ebene rechtwinkelig zu der Arbeitsspindelachse bewegbar angeord¬ net sein. Zum Antrieb des Schlittens dient jeweils wenigs¬ tens ein Schlittenantrieb. Zur Bewegung in unterschiedliche Raumrichtungen können jedem Schlitten mehrere Schlittenantriebe zugeordnet sein.
Durch die horizontale Ausrichtung der Arbeitseinheiten ist ein freier Spänefall beim Bearbeiten des Werkstücks im Arbeitsraum sichergestellt. Bei der spanenden Bearbeitung eines Werkstücks vertikal von unten oder vertikal von oben können Späne von einer Arbeitseinheit auf eine andere Ar¬ beitseinheit fallen und die Bearbeitung oder bewegte Ma¬ schinenelemente stören, was bei der Erfindung vermieden ist. Dadurch, dass sich alle Arbeitseinheiten horizontal neben dem Werkstückträger befinden, ist für eine Bedienperson eine ergonomische Zugänglichkeit zu den Arbeitseinhei¬ ten bzw. den Werkzeugen möglich. Das rechtwinklige Anordnen der Arbeitsspindelachsen gewährleistet, dass im Bereich zwischen zwei unmittelbar benachbarten Arbeitseinheiten der Zugang zu den Werkzeugen bzw. zum Arbeitsraum ungehindert erfolgen kann.
Die Werkzeugmaschine ist insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens zur Bearbeitung von Werkstücken eingerichtet, die an drei Seiten bearbeitet werden sollen, bei¬ spielsweise T-Fittings. Die Werkstücke oder T-Fittings kön¬ nen in einer einzigen Aufspannung gleichzeitig von drei Seiten bearbeitet und nach der Bearbeitung durch eine Drehung des Werkstückträgers zurück in die Ladestation trans¬ portiert werden. Somit ist eine sehr effiziente Bearbeitung möglich. Eine Drehbarkeit der Werkstückspanneinheit um eine horizontale Drehachse ist nicht notwendig. Im einfachsten Fall kann der Werkstückträger daher nur einen Bewegungsfreiheitsgrad aufweisen, nämlich die Drehbarkeit um die Schrittschaltachse .
Wenigstens eine und vorzugsweise jede Arbeitseinheit kann einen Werkzeugrevolver mit einem Revolverkopf aufweisen. An diesen Revolverkopf sind mehrere Werkzeugaufnahmen angeordnet, so dass der Werkzeugrevolver mehrere Werkzeuge aufnehmen kann. Insbesondere ist der Revolverkopf mittels eines Revolverantriebs um eine Revolverschaltachse drehbar. Die Revolverschaltachse ist - vorzugsweise um einen Betrag von 45° oder 135° - geneigt gegenüber der betreffenden Arbeitsspindelachse. Durch Drehen des Revolverkopfes um die Revolverschaltachse kann ein Werkzeug in eine Arbeitsposi¬ tion gedreht und in dieser Arbeitsposition mit der Arbeitsspindel bewegungsgekoppelt werden. Werkzeugwechselsysteme mit Greifern zum Austauschen von Werkzeugen können entfallen. Währen sich ein Werkstück im Arbeitsraum befindet, kann es durch ein oder mehrere Werkzeuge über die jeweilige Arbeitseinheit bearbeitet werden.
Die Werkzeugmaschine ist vorzugsweise dazu eingerich¬ tet, dass jede Arbeitseinheit ausschließlich einer Seite des Werkstücks zugeordnet ist und lediglich an dieser Seite am Werkstück angreift oder an dieser Seite in eine Öffnung am Werkstück eingreift. Bei der gleichzeitigen Bearbeitung des Werkstücks während einer Arbeitsphase an mehreren Sei¬ ten greift ein Werkzeug einer Arbeitseinheit ausschließlich von der der jeweiligen Arbeitseinheit zugewandten Seite des Werkstücks an bzw. in das Werkstück ein.
Wenigstens eine und vorzugsweise jede Arbeitseinheit kann einen Stellantrieb aufweisen. Mittels des Stellantriebs ist die Arbeitsspindel gemeinsam mit dem wenigstens einen Werkzeug entlang bzw. parallel zu der Arbeitsspindelachse verschiebbar. Dadurch kann das Werkzeug auf die zu bearbeitende Seite des Werkstücks zubewegt bzw. von der zu bearbeitenden Seite wegbewegt werden.
Bei einem Ausführungsbeispiel kann jede Werkstückspan¬ neinheit jeweils über einen Drehantrieb um eine horizontale Drehachse drehbar sein. Auf diese Weise kann eine 5-Seiten- Bearbeitung des Werkstücks in einer Aufspannung erfolgen.
Vorzugsweise verfügt die Werkzeugmaschine über eine Steuereinheit, mittels der der Schrittantrieb und/oder die Spindelantriebe und/oder die Revolverantriebe und/oder die Schlittenantriebe und/oder die Stellantriebe und/oder die Drehantriebe angesteuert werden. Die Antriebe können je¬ weils unabhängig voneinander individuell angesteuert wer¬ den .
Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, wenigstens jeweils einen der Antriebe der Arbeitseinheiten, also die Spindelantriebe und/oder wenigstens jeweils einen der Schlittenantriebe und/oder die Stellantriebe, derart anzusteuern, dass das im Arbeitsraum angeordnete Werkstück während einer Arbeitsphase zumindest zeitweise an drei Sei¬ ten gleichzeitig bearbeitet bzw. gemessen bzw. geprüft wird. Dabei wird durch die Steuereinheit sichergestellt, dass eine Seite eines Werkstücks jeweils nur durch ein Werkzeug einer Arbeitseinheit bearbeitet bzw. gemessen bzw. geprüft wird. Für die Bearbeitung einer jeweiligen Werkstückseite weist jede Arbeitseinheit alle hierfür erforder¬ lichen Werkzeuge auf.
Die Steuereinheit kann außerdem dazu eingerichtet sein, nach dem Ende einer Arbeitsphase, also nach der Bearbeitung bzw. Messung bzw. Prüfung eines Werkstücks, einen Werkstückwechsel zu veranlassen. Hierfür wird der Schritt¬ antrieb des Werkstückträgers angesteuert, so dass sich die¬ ser aus der aktuellen Drehstellung in die jeweils andere Drehstellung bewegt. Das bislang in der Ladestation vorhandene Werkstück wird dadurch in den Arbeitsraum bewegt und umgekehrt .
Es ist außerdem vorteilhaft, wenn die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, vor und/oder während der Ansteuerung des Schrittantriebes zumindest jeweils einen Antrieb der Arbeitseinheiten so anzusteuern, dass die Werkezuge der Arbeitseinheiten aus einem Schwenkbereich des Werkstückträgers und der in den Werkstückspanneinheiten gehaltenen Werkstücke herausbewegt werden. Diese Bewegung des wenigs¬ tens einen Antriebs jeder Arbeitseinheit erfolgt koordi¬ niert mit der Drehung des Werkstückträgers, so dass Kolli¬ sionen vermieden werden. Insbesondere kann die Steuereinheit über den wenigstens einen Schlittenantrieb und/oder über den Stellantrieb aus dem Schwenkbereich herausbewegen. Vorzugsweise können hierfür ausschließlich die Stellantriebe verwendet werden. Gleichzeitig oder im Anschluss da¬ ran kann über den jeweils wenigstens einen Schlittenantrieb die Arbeitsspindelachse in die Position bewegt werden, in der sie für die nachfolgende Bearbeitung des nächsten Werkstücks benötigt wird, so dass eine Zustellbewegung durch den Stellantrieb erfolgen kann, sobald sich das Werkstück nach Ende der Schrittschaltbewegung des Werkstückträgers im Arbeitsbereich befindet.
Insbesondere ist unterhalb des Arbeitsbereichs eine Auffangwanne für Späne und/oder Kühlmittel vorhanden. Vor¬ zugsweise ist der Raum zwischen einem im Arbeitsbereich angeordneten Werkstück und der Auffangwanne frei von Maschinenbestandteilen. Insbesondere sind keine beweglichen Maschinenteile in diesem Raum angeordnet. Dadurch ist ein freier Spänefall in die Auffangwanne sichergestellt. Die von einem Werkzeug bei der Bearbeitung gegebenenfalls ge¬ bildeten Späne fallen frei in die Auffangwanne und stören andere bewegte Maschinenteile, insbesondere andere Arbeits¬ einheiten nicht.
Mit Hilfe dieser Werkzeugmaschine können Werkstücke, insbesondere T-Fittings gleichzeitig an drei Seiten mit je¬ weils einer zugeordneten Arbeitseinheit effizient bearbei¬ tet und/oder gemessen und/oder geprüft werden. Die Werkzeugmaschine weist lediglich zwei Stationen auf, nämlich eine Ladestation und eine Arbeitsstation im Arbeitsraum, in der sich die Werkstücke befinden können. Die an einer Seite des Werkstücks erforderliche Bearbeitung, Messung oder Prü¬ fung wird durch die jeweils zugeordnete Arbeitseinheit vollständig in einer Aufspannung des Werkstücks durchge¬ führt. Eine Bewegung des Werkstücks innerhalb der Arbeits¬ station kann vorteilhafterweise entfallen.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und der Zeichnung. Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausfüh- rungsbeispiel der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.
Die einzige Figur zeigt eine schematische, block¬ schaltbildähnliche Draufsicht auf ein bevorzugtes Ausfüh¬ rungsbeispiel einer Werkzeugmaschine mit einer einzigen La¬ destation, einer einzigen Arbeitsstation und drei horizontal ausgerichteten Arbeitseinheiten.
In der Figur ist eine Werkzeugmaschine zur Bearbeitung und/oder Prüfung und/oder Messung von Werkstücken 11 veranschaulicht, wobei die Werkzeugmaschine 10 beispielsgemäß dazu eingerichtet ist, T-Fittings 12 zu bearbeiten. Die Werkzeugmaschine 10 hat ein Maschinengestell, an dem ein Maschinengehäuse 13 angeordnet ist. Das Maschinengehäuse 13 umgibt einen Arbeitsraum 14 der Werkzeugmaschine, der durch Wände abgeschlossen sein kann. In den Wänden können auch eine oder mehrere Türen oder Klappen vorhanden sein, um den Zugang zum Arbeitsraum zu ermöglichen.
Zu dem Maschinengehäuse 13 gehört eine Auffangwanne 15, die unterhalb des Arbeitsraumes 14 angeordnet ist. Bei der spanenden Bearbeitung werden Späne und/oder Kühlmittel in der Auffangwanne 15 aufgefangen und über einen unterhalb des Maschinengehäuses 13 angeordneten Ablaufkanal 16 aus dem Arbeitsraum 14 abgeführt.
Das Maschinengehäuse 13 hat beim Ausführungsbeispiel einen sechseckigen Grundriss. Das Maschinengehäuse 13 weist eine erste Tragstruktur 13a, eine der ersten Tragstruktur 13a gegenüberliegende zweite Tragstruktur 13b sowie einer dritte Tragstruktur 13c auf. Die drei Tragstrukturen 13a, 13b, 13c haben vorzugsweise dieselben Dimensionen. Die erste und die zweite Tragstruktur 13a, 13b erstrecken sich in Ebenen, die parallel zueinander und parallel ausgerichtet sind.
Das Maschinengehäuse 13 hat vorzugsweise eine Außen¬ kontur, die symmetrisch zu einer Symmetrieebene E ausge¬ führt ist. Zumindest der Grundriss des Maschinengehäuses 13 ist symmetrisch zur Symmetrieebene E ausgeführt. Die dritte Tragstruktur 13c erstreckt sich in einer Ebene rechtwinklig zu der Symmetrieebene E. Die erste und zweite Tragstruktur 13a, 13b sind bezüglich der Symmetrieebene E auf gegenüber¬ liegenden Seiten angeordnet.
An einer Bedienseite 20 des Maschinengehäuses 13 be¬ findet sich eine Ladestation 21. Die Bedienseite 20 ist be¬ züglich des Arbeitsraumes 14 gegenüberliegend zu der drit¬ ten Tragstruktur 13c angeordnet. Benachbart zu der Bedien¬ seite 20 ist innerhalb des Maschinengehäuses 13 ein Werk¬ stückträger 22 angeordnet. Der Werkstückträger 22 hat zwei in entgegengesetzte Richtungen weisende Trägerseiten, an denen jeweils eine Werkstückspanneinheit 23 angeordnet ist. Die eine Werkstückspanneinheit 23 befindet sich in der La¬ destation 21 und die jeweils andere Werkstückspanneinheit
23 befindet sich in einer Arbeitsstation 24 innerhalb des Arbeitsraumes 14. Über einen Schrittantrieb 25 kann der Werkstückträger 22 um eine vertikale Schrittschaltachse A zwischen zwei definierten Drehstellungen im Uhrzeigersinn oder alternativ entgegen des Uhrzeigersinns gedreht werden. Die Schrittschaltbewegung zwischen den beiden Drehstellungen beträgt jeweils 180°. In jeder Drehstellung des Werkstückträgers 22 befindet sich eine der beiden Werkstückspanneinheiten 23 in der Ladestation 21, während die jeweils andere Werkstückspanneinheit 23 in der Arbeitsstation
24 angeordnet ist. Der Schrittantrieb 25 wird durch eine Steuereinheit 26 mittels eines Schrittschaltsignals SW an¬ gesteuert .
Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel können die beiden Werkstückspanneinheiten 23 optional um jeweils eine horizontale Drehachse D mittels eines jeweils zugeord¬ neten Drehantriebs 27 gedreht werden. Dies kann beispiels¬ weise dazu verwendet werden, ein Werkstück 11 bzw. ein T- Fitting 12 in der Arbeitsstation 24 um 90° um die Drehachse D zu drehen, so dass weitere Seiten des Werkstücks 11 durch ohnehin vorhandene Arbeitseinheiten 28 bearbeitet und/oder gemessen und/oder geprüft werden können. Zur Ansteuerung der Drehantriebe 27 kann die Steuereinheit 26 jeweils ein betreffendes Drehsignal SD1, SD2 erzeugen.
Wie in der Figur veranschaulicht, befindet sich die Ladestation 21 außerhalb des Maschinengehäuses 13 und au¬ ßerhalb des Arbeitsraumes 14 der Werkzeugmaschine 10. In der Ladestation 21 kann ein bereits bearbeitetes Werkstück 11 aus der Werkstückspanneinheit 23 entnommen und ein noch nicht bearbeitetes Werkstück 11 in die Werkstückspanneinheit 23 eingesetzt werden. In der Figur ist dies schema¬ tisch durch die entsprechenden Blockpfeile mit den die Werkstücke 11 darstellenden T-Fittings 12 veranschaulicht. Nach dem Abschluss einer Schrittschaltbewegung des Werkstückträgers 22 um seine Schrittschaltachse A wird das be¬ reits bearbeitete T-Fitting 12b aus der sich in der La¬ destation 21 befindenden Werkstückspanneinheit 23 entnommen und ein noch nicht durch die Werkzeugmaschine 10 bearbeite¬ tes, unbearbeitetes T-Fitting 12u in die Werkstückspanneinheit 23 eingesetzt. Dieser Werkstückwechsel in der Ladesta¬ tion 21 kann durch eine Bedienperson oder alternativ automatisiert durch eine Greifeinrichtung ausgeführt werden. Der Transport der Werkstücke 11 bzw. T-Fittings 12 zwischen der Ladestation 21 und der Arbeitsstation 24 findet ausschließlich durch den Werkstückträger 22 und dessen
Schrittschaltbewegung um die Schrittschaltachse A statt.
Zur Bearbeitung und/oder Messung und/oder Prüfung eines T-Fittings 12 in der Arbeitsstation 24 weist die Werkzeugmaschine 10 drei Arbeitseinheiten 28, nämlich eine an der ersten Tragstruktur 13a angeordnete erste Arbeitseinheit 28a, eine an der zweiten Tragstruktur 13b angeordnete zweite Arbeitseinheit 28b und eine an der dritten Trags¬ truktur 13c angeordnete dritte Arbeitseinheit 28c auf.
Die drei Arbeitseinheiten 28 sind beim Ausführungsbei¬ spiel identisch aufgebaut. Die Arbeitseinheiten 28 werden daher nachfolgend unter Bezugnahme auf die erste Arbeits¬ einheit 28a beschrieben.
Die erste Arbeitseinheit 28a weist eine erste Arbeits¬ spindelachse Wl auf, die horizontal ausgerichtet ist. Ein Spindelantrieb 32 wird über ein erstes Antriebssignal Sla durch die Steuereinheit 26 angesteuert. Über den Spindelan¬ trieb 32 kann eine Arbeitsspindel 33 der ersten Arbeitseinheit 28a angetrieben werden. Die Arbeitsspindel 33 ist koa¬ xial zu der ersten Arbeitsspindelachse Wl angeordnet ist und dazu dient ein Werkzeug 34 der ersten Arbeitseinheit 28a zu betätigen und insbesondere rotierend anzutreiben.
Bei dem hier veranschaulichten Ausführungsbeispiel weist die erste Arbeitseinheit 28a mehrere Werkzeuge 34 auf, die jeweils in einer Werkzeugaufnahme 35 angeordnet sind. Die Werkzeugaufnahme 35 ist beispielsgemäß an einem Revolverkopf 36 eines Werkzeugrevolvers 37 angeordnet. Der Revolverkopf 36 ist mittels eines Revolverantriebs 38 um eine Revolverachse R in vorgegebenen Drehwinkelschritten antreibbar, so dass sich immer eines der Werkzeuge 34 bzw. eine der Werkzeugaufnahmen 35 in einer Arbeitsposition befindet, in der eine Bewegungskopplung bzw. Antriebsverbindung des Werkzeugs 34 mit der Arbeitsspindel 33 hergestellt ist. Die außerhalb der Arbeitsposition angeordneten Werkzeuge 34 des Revolverkopfes 37 sind unbetätigt bzw. nicht angetrieben .
Die Revolverachse R ist geneigt zur ersten Arbeits¬ spindelachse Wl ausgerichtet, beispielsgemäß in einem Win¬ kel von 45° bzw. 135°, je nachdem ob der spitze oder der stumpfe Winkel gemessen wird. In der Arbeitsposition erstreckt sich die jeweilige Achse einer Werkzeugaufnahme entlang oder parallel zur ersten Arbeitsspindelachse Wl . Dazu sind die Werkzeugaufnahmen 35 am Revolverkopf 36 wie¬ derum geneigt gegenüber der Revolverachse R ausgerichtet.
Die erste Arbeitseinheit 28a ist über einen Schlitten 39 translatorisch bewegbar an der ersten Tragstruktur 13a angeordnet. Mittels des Schlittens 39 kann die erste Ar¬ beitseinheit 28a zwei Raumrichtungen und somit in einer Ebene, beispielsgemäß einer Vertikalebene, rechtwinkelig zu der ersten Arbeitsspindelachse Wl bewegt werden. Hierfür hat der Schlitten beispielsgemäß zwei Schlittenantriebe 40, die unabhängig voneinander durch ein zweites Antriebssignal S2a und ein drittes Antriebssignal S3a durch die Steuerein¬ heit 26 ansteuerbar sind.
Der Revolverantrieb 38 ist über ein viertes Ansteuer- signal S4a durch die Steuereinheit 26 ansteuerbar.
Der Revolverkopf 37 der ersten Arbeitseinheit 28a sitzt an einem Ende eines Führungsrohres 41, das relativ zum Schlitten 39 parallel oder entlang der ersten Arbeitsspindelachse Wl bewegbar angeordnet ist. Zur translatori¬ schen Bewegung des Führungsrohres 41 relativ zum Schlitten 39 dient ein Stellantrieb 42. Gemeinsam mit dem Führungs¬ rohr 41 wird somit die im Führungsrohr 41 angeordnete Ar- beitsspindel 33, der am Führungsrohr 41 sitzende Spindelantrieb 32 und der Werkzeugkopf 37 translatorisch bewegt. Dadurch können die Werkzeuge 34 auf das in der Arbeitssta¬ tion 24 angeordnete T-Fitting 12 zu bzw. von diesem weg bewegt werden.
Wir erläutert, sind alle Arbeitseinheiten 28 identisch aufgebaut. Die Arbeitsspindel 33 der zweiten Arbeitseinheit 28b erstreckt sich entlang einer zweiten Arbeitsspindelachse W2 und die Arbeitsspindel 33 der dritten Arbeits¬ einheit 28c erstreckt sich entlang einer dritten Arbeits¬ spindelachse W3. Die erste Arbeitsspindelachse Wl und die zweite Arbeitsspindelachse W2 sind parallel zueinander aus¬ gerichtet. Die erste Arbeitseinheit 28a und die zweite Ar¬ beitseinheit 28b liegen sich auf entgegengesetzten Seiten bezüglich der Symmetrieebene E gegenüber. Ein Werkzeug 34 der ersten Arbeitseinheit 28a bearbeitet ein T-Fitting 12 daher an einer ersten Seite und ein Werkzeug 34 der zweiten Arbeitseinheit 28b an der der ersten Seite entgegengesetzten zweiten Seite des T-Fittings 12.
Die dritte Arbeitsspindelachse W3 ist rechtwinklig zu den beiden anderen Arbeitsspindelachsen Wl, W2 ausgerichtet. Sie erstreckt sich beispielsgemäß parallel zu der Sym¬ metrieebene E. Die dritte Arbeitseinheit 28c ist auf der der Ladestation 21 entgegengesetzten Seite des Maschinengehäuses 13 angeordnet.
Die Arbeitseinheiten 28 lassen sich über die jeweiligen Schlittenantriebe 40 und die bewegliche Lagerung durch die Schlitten 39 vertikal und rechtwinklig zur jeweiligen Arbeitsspindelachse Wl, W2, W3 in einer Ebene unabhängig voneinander bewegen. Hierfür werden die Arbeitseinheiten 28 durch die entsprechenden Ansteuersignale der Steuereinheit 26 angesteuert. Für jede Arbeitseinheit 28 werden fünf An¬ steuersignale Sl bis S5 erzeugt, wobei die Kennzeichnung durch den Kleinbuchstaben die Zuordnung zu der jeweiligen Arbeitseinheit angibt. Somit können die Arbeitsspindelach¬ sen Wl in einer gemeinsamen Horizontalebene oder in zwei o- der drei unterschiedliche Horizontalebenen angeordnet sein.
Im Bereich zwischen zwei unmittelbar benachbarten Arbeitseinheiten 28a, 28c oder 28b, 28c kann eine verschlie߬ bare Öffnung im Maschinengehäuse 13 einen Zugang zu den Werkzeugen 34 bzw. zum Arbeitsraum 14 ermöglichen. Der die erste Tragstruktur 13a mit der dritten Tragstruktur 13c verbindende Maschinengehäuseabschnitt kann schräg zu den beiden angrenzenden Tragstrukturen 13a, 13c ausgerichtet sein. Entsprechend kann der die zweite Tragstruktur 13b mit der dritten Tragstruktur 13c verbindende Maschinengehäuse¬ abschnitt schräg zu den beiden angrenzenden Tragstrukturen 13b, 13c ausgerichtet sein.
Die Werkzeugmaschine 10 arbeitet wie folgt:
Zu Beginn des Betriebs wird in der Ladestation 21 ein unbearbeitetes T-Fitting 12u in die Werkstückspanneinheit 23 eingesetzt, die sich aktuell in der Ladestation 21 be¬ findet. Im Anschluss daran wird über den Schrittantrieb 25 eine Drehung des Werkstückträgers 22 um die Schritt¬ schaltachse A ausgeführt. Dadurch wird das unbearbeitete T- Fitting 12u in die Arbeitsstation 24 im Arbeitsraum 14 bewegt. Die andere Werkstückspanneinheit 23, die zu diesem Zeitpunkt noch kein Werkstück 11 bzw. T-Fitting 12 hält, wird in der Ladestation 21 mit einem unbearbeiteten T-Fitting 12u bestückt. Das sich anschließende Verfahren kann zyklisch ausgeführt werden.
Das in der Arbeitsstation 24 angeordnete T-Fitting 12 wird während einer Arbeitsphase durch die Werkzeuge 34 der Arbeitseinheiten 28 bearbeitet bzw. geprüft bzw. gemessen. Beispielsweise bearbeitet die erste Arbeitseinheit 28a das T-Fitting 12 an einer ersten Seite, die zweite Arbeitseinheit 28b bearbeitet das T-Fitting 12 an einer entgegenge¬ setzten zweiten Seite und die Arbeitseinheit 28c bearbeitet das T-Fitting 12 an einer der Werkstückspanneinheit 23 ab¬ gewandten dritten Seite. Die Bearbeitung an den drei Seiten des T-Fittings 12 erfolgt zumindest zeitweise während der Arbeitsphase gleichzeitig an allen drei Seiten. Dabei kann jede Arbeitseinheit 28 das Werkzeug 34 ein oder mehrmals wechseln. Dies hängt davon ab, welche Bearbeitungs- und/ oder Mess- und/oder Prüfschritte an der jeweiligen Seite des T-Fittings ausgeführt werden müssen. Beispielsweise werden Gewinde in das jeweils an der Seite befindliche Rohrende des T-Fittings 12 geschnitten und/oder Löcher in Verbindungsflansche gebohrt, usw. Die Antriebe der ver¬ schiedenen Arbeitseinheiten 28 werden durch die Steuereinheit 26 während der Arbeitsphase unabhängig voneinander angesteuert .
Nachdem die Bearbeitung des im Arbeitsraum 14 bzw. der Arbeitsstation 24 angeordneten T-Fittings 12 abgeschlossen ist, veranlasst die Steuereinheit 26, dass die Werkzeuge 34 aus einem Schwenkbereich B des Werkstückträgers 22 sowie der an den Werkstückspanneinheiten 23 des Werkstückträgers 22 gehaltenen T-Fittings 12 herausbewegt werden. Hierfür steuert die Steuereinheit 26 einen oder mehrere der An¬ triebe der Arbeitseinheiten 28 an. Beispielsweise können die Werkzeuge 34 mit Hilfe der Stellantriebe 42 und/oder der Schlittenantriebe 40 aus dem Schwenkbereich B herausbe¬ wegt werden.
Koordiniert mit dem Bewegen der Werkzeuge 34 aus dem Schwenkbereich B heraus steuert die Steuereinheit 26 den Schrittantrieb 25 des Werkstückträgers 22 an, so dass die¬ ser aus seiner aktuellen Drehstellung in die jeweils andere Drehstellung bewegt wird. Dadurch wird das bearbeitete T- Fitting 12b in die Ladestation 21 transportiert, während das zuvor in der Werkstückspanneinheit 23 in der Ladesta¬ tion 21 gehaltente, unbearbeitete T-Fitting 12u in die Ar¬ beitsstation 24 transportiert wird.
Anschließend kann das bearbeitete T-Fitting 12b aus der Werkstückspanneinheit 23 in der Ladestation 21 entnommen und ein noch unbearbeitetes T-Fitting 12u in diese Werkstückspanneinheit 23 in der Ladestation 21 eingesetzt werden. Während diesem Werkstückwechsel in der Ladestation 21 steuert die Steuereinheit 26 die Arbeitseinheiten 28 zur Bearbeitung des in der Arbeitsstation 24 angeordneten T- Fittings 12 an. Sobald die Bearbeitung abgeschlossen und der Werkstückwechsel in der Ladestation 21 ausgeführt wurde, erfolgt erneut die Schrittschaltbewegung des Werkstückträgers 22 um seine Schrittschaltachse A.
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine 10 bzw. ein Verfahren zur Bearbeitung und/oder zum Messen und/oder zum Prüfen von T-Fittings 12. Die Werkzeugmaschine 10 hat eine erste Arbeitseinheit 28a, eine zweite Arbeitseinheit 28b und eine dritte Arbeitseinheit 28c. Die Arbeitseinhei¬ ten 28a, 28b, 28 sind horizontal um jeweils 90° versetzt angeordnet. Ein Werkstückträger 22 ist zwischen genau zwei Drehstellungen um eine vertikale Schrittschaltachse A dreh¬ bar. Auf gegenüberliegenden Seiten ist jeweils eine Werkstückspanneinheit 23 am Werkstückträger 23 angeordnet. In jeder Drehstellung befindet sich eine Werkstückspanneinheit 23 in einer Ladestation 21 und die jeweils andere Werkstückspanneinheit 23 in einer Arbeitsstation 24 innerhalb eines Arbeitsraumes 14 der Werkzeugmaschine 10. Die Bear¬ beitung des T-Fittings 12, das in der Arbeitsstation 24 gehalten wird, erfolgt über die drei Arbeitseinheiten 28 zumindest zeitweise gleichzeitig an drei unterschiedlichen Seiten. Vertikal oberhalb und vertikal unterhalb des Ar¬ beitsraumes 14 sind keine Arbeitseinheiten bzw. Bearbei- tungs- oder Prüf- oder Messmittel angeordnet. Ein freier Spänefall in eine Auffangwanne 15 ist gewährleistet.
Bezugs zeichenliste :
10 Werkzeugmaschine
11 Werkstücke
12 T-Fitting
12b bearbeitetes T-Fitting
12u unbearbeitetes T-Fitting
13 Maschinengehäuse
13a erste Tragstruktur 13b zweite Tragstruktur 13c dritte Tragstruktur
14 Arbeitsraum
15 Auffangwanne
16 Abfuhrkanal
20 Bedienseite
21 Ladestation
22 Werkstückträger
23 Werkstückspanneinheit
24 Arbeitsstation
25 Schrittantrieb
26 Steuereinheit
27 Drehantrieb
28 Arbeitseinheit
28a erste Arbeitseinheit
28b zweite Arbeitseinheit
28c dritte Arbeitseinheit
32 Spindelantrieb
33 Arbeitsspindel
34 Werkzeug
35 Werkzeugaufnahme 39 Schlitten
40 Schlittenantrieb
41 Führungsrohr
42 Stellantrieb
A Schrittschaltachse
B Schwenkbereich
D Drehachse
E Symmetrieebene
R Revolverschaltachse
Sla erstes Antriebssignal für (die <erste Arbeitseinheit
Slb erstes Antriebssignal für (die zweite Arbeitseinheit
Sic erstes Antriebssignal für (die 'dritte Arbeitseinheit
S2a zweites Antriebssignal für die erste Arbeitseinheit
S2b zweites Antriebssignal für die zweite Arbeitseinheit
S2c zweites Antriebssignal für die dritte Arbeitseinheit
S3a drittes Antriebssignal für die erste Arbeitseinheit
S3b drittes Antriebssignal für die zweite Arbeitseinheit
S3c drittes Antriebssignal für die dritte Arbeitseinheit
S4a viertes Antriebssignal für die erste Arbeitseinheit
S4b viertes Antriebssignal für die zweite Arbeitseinheit
S4c viertes Antriebssignal für die dritte Arbeitseinheit
S5a fünftes Antriebssignal für die erste Arbeitseinheit
S5b fünftes Antriebssignal für die zweite Arbeitseinheit
S5c fünftes Antriebssignal für die dritte Arbeitseinheit
SD1 Drehsignal
SD2 Drehsignal
SW Schrittschaltsignal
Wl erste Arbeitsspindelachse
W2 zweite Arbeitsspindelachse
W3 dritte Arbeitsspindelachse

Claims

Patentansprüche :
1. Werkzeugmaschine (10) mit einem um eine vertikale Schrittschaltachse (A) drehbar gelagerten und durch einen Schrittantrieb (25) zwischen zwei verschiedenen Drehstellungen weiterdrehbaren Werkstückträger (22), der auf entgegengesetzten Trägerseiten jeweils eine Werkstückspanneinheit (23) zum Aufspannen jeweils eines Werkstücks (11) aufweist, wobei sich in den beiden Drehstellungen jeweils eine Werkstückspanneinheit (23) in einem Arbeitsraum (14) und die andere Werkstückspanneinheit (23) in einer La¬ destation (21) außerhalb des Arbeitsraumes (14) befin¬ det, mit drei Arbeitseinheiten (28) die jeweils eine mittels eines Spindelantriebs (32) um eine horizontale Arbeits¬ spindelachse (Wl, W2, W3) antreibbare Arbeitsspindel (33) aufweisen, um jeweils wenigstens ein Werkzeug (34) der jeweiligen Arbeitseinheit (28) zu betätigen oder anzutreiben, wobei eine erste Arbeitseinheit (28a) und eine zweite Arbeitseinheit (28b) der drei Arbeitseinheiten (28) auf gegenüberliegenden Seiten des Arbeitsraumes (14) angeordnet sind und eine dritte Arbeitseinheit (28c) der drei Arbeitseinheiten (28) derart angeordnet ist, dass ihre Arbeitsspindelachse (W3) rechtwinkelig zu den bei¬ den Arbeitsspindelachsen (Wl, W2) der ersten und zweiten Arbeitseinheit (28a, 28b) ausgerichtet ist.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass jede Arbeitseinheit (28) einen Werkzeugrevolver (37) mit einem Revolverkopf (36) aufweist, an dem mehrere Werkzeugaufnahmen (35) ange¬ ordnet sind.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass der Revolverkopf (36) mit¬ tels eines Revolverantriebs (38) um eine Revolver¬ schaltachse (R) drehbar ist, die gegenüber der Arbeits¬ spindelachse (Wl, W2, W3) der Arbeitseinheit (28) ge¬ neigt ist.
4. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass jede Arbeitseinheit (28) einen Schlitten (39) aufweist, der mittels wenigstens eines Schlittenantriebs (40) in einer oder zwei Rich¬ tungen rechtwinkelig zu der jeweiligen Arbeitsspindelachse (Wl, W2, W3) bewegbar ist.
5. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitsspindel (33) und das wenigstens eine Werkzeug (34) jeder Arbeitsein¬ heit (28) mittels eines Stellantriebs (42) entlang und/oder parallel zu der jeweiligen Arbeitsspindelachse (Wl, W2, W3) verschiebbar sind.
6. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass den Werkstückspanneinhei¬ ten (23) jeweils ein Drehantrieb (27) zugeordnet ist, mittels dem die Werkstückspanneinheit (23) um eine ho¬ rizontale Drehachse (D) drehbar ist.
7. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit (26) vorhanden ist, die dazu eingerichtet ist, den Schritt¬ antrieb (25) und/oder die Spindelantriebe (32) und/oder die Revolverantriebe (38) und/oder die Schlittenan¬ triebe (40) und/oder die Stellantriebe (42) und/oder die Drehantriebe (27) anzusteuern.
8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (26) dazu eingerichtet ist, die Spindelantriebe (32) und/o¬ der die Schlittenantriebe (40) und/oder die Stellan¬ triebe (42) derart anzusteuern, dass ein im Arbeitsraum (14) angeordnetes Werkstück (11) während einer Arbeits¬ phase mittels der drei Arbeitseinheiten (28) zumindest zeitweise an drei Seiten gleichzeitig bearbeitet und/o¬ der gemessen und/oder geprüft wird.
9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (26) dazu eingerichtet ist, nach dem Ende einer Arbeits¬ phase, während der ein im Arbeitsraum (14) befindliches Werkstück (11) bearbeitet wird, einen Werkstückwechsel zu veranlassen und dabei den Schrittantrieb (25) anzu¬ steuern, so dass dieser eine Drehung des Werkstückträ¬ gers (22) ausführt.
10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinheit (26) dazu eingerichtet ist, vor und/oder während der Ansteu- erung des Schrittantriebs (25) zumindest jeweils einen Schlittenantrieb (40) und/oder jeweils den Stellantrieb (42) der Arbeitseinheiten (28) derart anzusteuern, dass das wenigstens eine Werkzeug (34) der Arbeitseinheiten (28) aus einem Schwenkbereich (B) des Werkstückträgers (22) und der in den Werkstückspanneinheiten (23) gehaltenen Werkstücke (11) heraus bewegt wird.
11. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass unterhalb des Arbeitsbe¬ reichs (14) eine Auffangwanne (15) für Späne vorhanden ist, wobei der Bereich zwischen dem im Arbeitsbereich
(14) angeordneten Werkstück (11) und der Auffangwanne
(15) frei ist von Maschinenbestandteilen.
12. Verfahren zum Betreiben einer Werkzeugmaschine (10), mit einem um eine vertikale Schrittschaltachse (A) drehbar gelagerten und durch einen Schrittantrieb (25) zwischen zwei verschiedenen Drehstellungen weiterdrehbaren Werkstückträger (22), der auf entgegengesetzten Trägerseiten jeweils eine Werkstückspanneinheit (23) zum Aufspannen jeweils eines Werkstücks (11) aufweist, wobei sich in den beiden Drehstellungen jeweils eine Werkstückspanneinheit (23) in einem Arbeitsraum (14) und die andere Werkstückspanneinheit (23) in einer La¬ destation (21) außerhalb des Arbeitsraumes (14) befin¬ det, mit drei Arbeitseinheiten (28) die jeweils eine mittels eines Spindelantriebs (32) um eine horizontale Arbeitsspindelachse (Wl, W2, W3) antreibbare Arbeits¬ spindel (33) aufweisen, um jeweils wenigstens ein Werk- zeug (34) der jeweiligen Arbeitseinheit (28) anzutrei¬ ben oder zu betätigen, wobei eine erste Arbeitseinheit (28a) und eine zweite Arbeitseinheit (28b) der drei Ar¬ beitseinheiten (28) auf gegenüberliegenden Seiten des Arbeitsraumes (14) angeordnet sind und eine dritte Ar¬ beitseinheit (28c) der drei Arbeitseinheiten (28) der¬ art angeordnet ist, dass ihre Arbeitsspindelachse (W3) rechtwinkelig zu den beiden Arbeitsspindelachsen (Wl, W2) der ersten und zweiten Arbeitseinheit (28a, 28b) ausgerichtet ist, mit folgenden Schritten:
- Bearbeiten und/oder Messen und/oder Prüfen eines im Arbeitsraum (14) durch die eine Werkstückspanneinheit (23) gehaltenen Werkstücks (11) während einer Arbeits¬ phase, wobei zumindest zeitweise während der Arbeits¬ phase gleichzeitig an drei Seiten des Werkstücks (11) eine Bearbeitung und/oder Messung und/oder Prüfung durch die Arbeitseinheiten (28) ausgeführt wird,
- Herausbewegen der Werkzeuge (34) der Arbeitseinheiten (28) aus einem Schwenkbereich (B) des Werkstückträgers (22) und der in den Werkstückspanneinheiten (23) gehaltenen Werkstücke (11) und Drehen des Werkstückträgers
(22) um die Schrittschaltachse (A) in seine andere Drehstellung,
- Entnehmen des bearbeiteten Werkstücks (11) aus der in der Ladestation (21) angeordneten Werkstückspanneinheit
(23) und Einsetzen eines anderen, unbearbeiteten Werkstücks (11) in die in der Ladestation (21) angeordneten Werkstückspanneinheit (23) .
13. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte zyklisch wiederholt ausgeführt werden.
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