AT513209A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken - Google Patents

Abstract

Die Vorrichtung dient zur Bearbeitung von Werkstücken, die auf einem Tischeingespannt sind. Er ist um eine Achse drehbar und im Bereich zwischenzwei Bearbeitungseinheiten angeordnet. Sie sind jeweils mit wenigstenseiner Werkzeugeinheit versehen, mit denen die Werkstücke vorzugsweise anden Enden bearbeitet werden. Wenigstens eine Werkzeugeinheit ist zwischenihren beiden Stationen verstellbar. Der Tisch weist wenigstens zweiSpanneinrichtungen inklusive eventuell vorhandener Ausrichtapparaturenauf, in die jeweils ein Werkstück eingespannt wird. Die beiden Werkstückeliegen in Höhe der beiden Stationen, in welche die Werkzeugeinheit verstellbarist. Möglichst zeitgleich zum Ent-/Beladevorgang sowie der evtl. vorhandenenWerkstückausrichtung wird das der einen verstelibaren Werkzeugeinheitzugewandte weniger zeitintensive Ende des zuvor eingelegten erstenWerkstückes bearbeitet. Diese Werkzeugeinheit pendelt nach Bearbeitungsabschlussdes einen Wellenendes am ersten Werkstück zum Ende des neueingelegten zweiten Werkstücks mit dem längeren Bearbeitungsaufwand, umdieses vorzuarbeiten. Während dieser Pendelbewegung führt die Werkzeugeinheitzeitneutral einen Werkzeugwechsei durch.

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruches 9.

Es sind Vorrichtungen und Verfahren bekannt, bei denen sich auf einem Maschinenbett zwei oder mehr Werkstücke befinden, die mit der Werkzeugeinheit einer Bearbeitungseinheit an den Enden bearbeitet werden. Die Bearbeitungseinheit wird hierbei längs des Maschinenbettes vom einen Werkstück zum Nächsten verfahren. Hauptzeitparallel können die schon komplett fertig bearbeiteten Werkstücke entladen und durch unbearbeitete Rohteile ausgetauscht werden. Da die Werkstücke jeweils nacheinander durch die gleiche Bearbeitungseinheit bearbeitet werden, ergeben sich verhältnismäßig lange Bearbeitungstaktzeiten.

Es ist auch bekannt, die Bearbeitungseinheit mit der Werkzeugeinheit starr am Maschinenbett vorzusehen und die Werkstücke auf einem Pendeltisch aufzuspannen, mit dem die Werkstücke nacheinander der Bearbeitungseinheit zugeführt werden. Die Werkstücke werden hierbei nacheinander jeweils an ihren Enden fertig bearbeitet. Hauptzeitparallel können die komplett fertig bearbeiteten Werkstücke entladen und durch unbearbeitete Rohteile ausgetauscht werden. Auch bei einer solchen Vorgehensweise ergeben sich verhältnismäßig lange Bearbeitungstaktzeiten pro Werkstück. 2/23 2

Es ist schließlich auch bekannt, mehrere Schwenktische, die ihrerseits selbst auf einem großen Teiltisch platziert sind, mit jeweils zwei oder mehr, parallel zueinander liegenden Werkstücken zu beladen. Hierbei liegen alle Schwenktische neben der Drehachse des großen Teiltisches.

Nachdem die der einzigen Bearbeitungseinheit zu gewandten Werkstückenden eines Schwenktisches bearbeitet sind, schwenkt dieser um 180°, um die noch unbearbeiteten Enden der Bearbeitungseinheit zuzu führen. Nach erfolgter Bearbeitung erfolgt die Weitertaktung des Teiltisches, so dass die Werkstücke eines nächsten Schwenktisches in den Arbeitsbereich der Bearbeitungseinheit gelangen und auf gleiche Weise bearbeitet werden. Auch bei einer solchen Vorgehensweise ergeben sich sehr lange Bearbeitungstaktzeiten pro Werkstück. Hauptzeitparallel können die komplett fertig bearbeiteten Werkstücke der aus dem Wirkbereich der Bearbeitungseinheit herausgedrehten Schwenktische entladen und durch unbearbeitete Rohteile getauscht werden.

Allen vorgenannten Verfahren gemein ist lediglich die Einsparung von Be-und Entladezeiten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung und das gattungsgemäße Verfahren so auszubilden, dass sich möglichst kurze Taktzeiten bei Werkstücken mit unterschiedlich lang andauernden Bearbeitungen der einzelnen Enden ergeben. Der konstruktive Aufwand ist dabei möglichst einfach und kostengünstig zu halten.

Diese Aufgabe wird bei der gattungsgemäßen Vorrichtung erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und beim gattungsgemäßen Verfahren erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 9 gelöst.

Mit der hier beschriebenen Vorrichtung ist es möglich, zwei Werkstücke gleichzeitig so zu bearbeiten, dass sich durch optimale Prozessaufteilung 3/23 3 eine sehr kurze Bearbeitungstaktzeit je Werkstück ergibt. Wenigstens eine Werkzeugeinheit kann hierbei aus einer ersten Station in eine zweite Station verstellt werden. Da die beiden Werkstücke bei dieser Vorrichtung so angeordnet sind, dass sie mit ihren Enden in Höhe dieser beiden Stationen der einen Werkzeugeinheit liegen, ist es möglich, in der einen Station das Ende des ersten Werkstückes und in der anderen das Ende des zweiten Werkstückes zu bearbeiten. Zeitparallel erfolgt hierbei, sinngemäß stationsfest, die Bearbeitung mit der gegenüberliegenden anderen Werkzeugeinheit. Da die verstellbare Werkzeugeinheit zwischen den beiden Stationen pendelt, können trotz des konstruktiv einfachen (sparsamen) und kostengünstigen Aufbaus mit wenigen Funktionsteilen enorme Zeitvorteile pro Werkstück erreicht Werden. Für die Verstellung der entsprechenden Werkzeugeinheit können Linearführungen vorgesehen sein, mit denen sich eine einfache Verstellung der Werkzeugeinheit erreichen lässt. Für die Verstellung der in den Spannvorrichtungen fixierten und evtl, durch Ausrichtapparaturen lagedefinierten Werkstücke kann ein Rundtisch mit 180° Teilung dienen, der die Werkstückenden den jeweiligen Werkzeugeinheiten zuführt.

Die verstellbare Werkzeugeinheit kann je nach Ausbildung der Vorrichtung in x- Fig. 1 bzw. in y-Richtung Fig.2 zwischen ihren beiden Stationen pendeln.

Die Werkzeugeinheit ist in vorteilhafter Weise eine mehrspindelige Einheit mit oder ohne Werkzeugwechselsystem, vorzugsweise ein Werkzeugrevolver. Hierdurch werden an den Enden der Werkstücke die unterschiedlichsten Bearbeitungen, wie z.B. Zentrier-, Bohr-, Überdreh- oder Fräsoperationen, ohne Rüstzeitenunterbrechung ermöglicht.

Anwendungsgemäß ist die verstellbare Werkzeugeinheit mindestens 2-achsig in z- Richtung und in x-Fig.1 oder y-Richtung Fig.2 und die andere Werkzeugeinheit mindestens 1-achsig in z- Richtung ausgeführt. Zur Steigerung der Bearbeitungsflexibilität ist jedoch jeweils eine 3-achsige Ausführungsform vorteilhaft. 4/23 4

Der Tisch, auf dem die Werkstücke aufgespannt sind, ist funktiona! um 180° teilbar ausgebildet, wodurch sich die beiden Werkstücke einfach in die unterschiedlichen Positionen verstellen lassen, in denen die Werkstückenden durch beide Werkzeugeinheiten bearbeitet werden können.

Das Be-/Entladen der Maschine mit Werkstücken ist händisch oder automatisch mit Portalgreifer an geeigneten Bereichen der Maschine (vgl. Fig. 1 und Fig.2) vorzunehmen.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren wird möglichst zeitsynchron mit dem Ent-ZBeladevorgang und der sich daran anschließenden evtl, notwendigen Werkstückausrichtung das der einen verstellbaren (zwischen 2 Stationen pendelnden) Werkzeugeinheit zugewandte weniger zeitintensive Ende des zuvor eingelegten ersten Werkstückes gefertigt. Die beiden Werkstücke sind bei diesem Verfahren so angeordnet, dass sie mit ihren Enden in Höhe dieser beiden Stationen der pendelnden Werkzeugeinheit liegen. Demzufolge kann diese nach der Bearbeitung des einen Wellenendes am ersten Werkstück das Ende des zweiten Werkstücks mit dem längeren Bearbeitungsaufwand vorbearbeiten. Die pendelnde Werkzeugeinheit führt zeitgleich mit der Verfahrbewegung einen Werkzeugwechsel durch.

Die bisher geschilderten Vorgänge finden hierbei allesamt zeitparaliel zur Fertigbearbeitung des zeitintensiven Endes des ersten Werkstücks durch die andere gegenüberliegende Werkzeugeinheit statt. Nach Abschluss eines Bearbeitungstaktes teilt der Rundtisch um 180° weiter, so dass das an beiden Enden fertig bearbeitete erste Werkstück entnommen, ein neues eingelegt und, falls nötig, ausgerichtet wird, während die verfahrbare Werkzeugeinheit sich wieder in Ausgangsstellung bewegt und gleichzeitig das für die Vorbearbeitung benötigte Werkzeug eingewechselt wird, sodass der Zyklus von vorne beginnen kann. 5/23 5

Idealerweise führt die mit der Fertigbearbeitung des zeitintensiven Endes des ersten Werkstücks betraute Werkzeugeinheit einen Werkzeugwechsel zeitgleich mit der Weiterteilung des Rundtisches aus.

Die beiden Werkstücke werden vorteilhaft parallel zueinander liegend, jedoch um 180° verdreht zueinander eingespannt. Dadurch ergibt sich eine sehr zeitsparende Umstellung der beiden Werkstücke bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise.

Vorteilhaft liegen hierbei die beiden Werkstücke beiderseits der Drehachse des Rundtisches.

Der Anmeldungsgegenstand ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch durch alle in den Zeichnungen und der Beschreibung offenbarten Angaben und Merkmale. Sie werden, auch wenn sie nicht Gegenstand der Ansprüche sind, als erfindungswesent-lich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen

Fig, 1 in schematischer Darstellung sowie in Draufsicht eine erste Aus-führungsform einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung, bei der optional beide Werkzeugeinheiten pendelnd ausgeführt sind,

Fig. 2 in schematischer Darstellung sowie in Vorderansicht eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung, bei der optional beide Werkzeugeinheiten pendelnd ausgeführt sind, 6/23 6

Fig. 3 eine Hilfsskizze zur Erläuterung der mathematischen Zusammenhänge für die Ermittlung der optimalen Zeitaufteilung von Vorbearbeitung zu Fertigbearbeitung eines Werkstücks mit unterschiedlich langen Bearbeitungszeiten der Enden,

Fig. 4 einen anschaulichen Funktionszusammenhang zwischen dem normierten Taktzeitbedarf und dem Zeitenverhältnis beider Enden des Werkstückes.

Mit der Vorrichtung ist es möglich, mit nur zwei mehrspindligen Werkzeugeinheiten gleichzeitig an bis zu vier Stationen unterschiedliche Bearbeitungen an den Enden eines Werkstückes durchzuführen, das eine Kurbelwelle, eine Nockenwelle oder ein anderes wellenförmiges Werkstück ist. Dadurch lassen sich sehr niedrige Taktzeiten bei einfach gehaltenem konstruktiven Aufbau erreichen, so dass die Bearbeitungsvorrichtung eine hohe Ausbringung erzielt und gleichzeitig ideal für Werkstücke mit unterschiedlich lang andauernden Bearbeitungen der einzelnen Enden ist.

Die Bearbeitungsvorrichtung gemäß Fig. 1 (horizontales Pendelzentrum) besitzt ein horizontales Bett 1, auf dem zwei mehrspindlige Bearbeitungseinheiten 2, 3 angeordnet sind. Zwischen den beiden Bearbeitungseinheiten ist auf dem Bett um eine B-Achse 4 drehbar ein Rundtisch 5 gelagert, auf dem sich zwei Spanneinrichtungen 6, 7 befinden. Mit ihnen können auf dem Rundtisch zwei zu bearbeitende Werkstücke 8, 9 eingespannt und durch die Bearbeitungseinheiten zerspant werden. Die Spanneinrichtungen sind bekannt und werden darum auch nicht im Einzelnen erläutert.

Sie sind so auf dem Rundtisch angeordnet, dass die Werkstücke parallel zueinander liegend gespannt werden können. Die Werkstücke liegen dann beiderseits der B-Achse.

Die beiden Bearbeitungseinheiten sind jeweils auf Schienen 10, 11 in 7/23 7 z-Richtung auf dem Bett verfahrbar. Vorteilhaft sind jeweils zwei mit Abstand einander gegenüberliegende Schienen 10, 11 vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Schienen 10, 11 fluchtend zueinander. Die Schienen 10 definieren eine ζ-ι-Achse und die Schienen 11 eine z2-Achse.

Zumindest die eine Bearbeitungseinheit, vorzugsweise jedoch beide Bearbeitungseinheiten sind außerdem in x-Richtung auf dem Bett verfahrbar.

Beide Bearbeitungseinheiten haben als Werkzeugeinheit vorteilhaft jeweils einen Werkzeugrevolver 12, 13, mit dem an den Enden der Werkstücke unterschiedliche Operationen vorgenommen werden können. Die Werkzeugrevolver sind jeweils um eine parallel zur zi- bzw. z2-Achse liegende Achse drehbar. Weiter sind sie auf mit Schienen 29, 31 bestückten Schlitten 30, 32 montiert, die ihrerseits in y1- bzw. y2-Richtung auf Ständern 14, 15 verfahrbar sind. Die Ständer wiederum sind jeweils auf Schienen 16, 17 verfahrbar, die sich in x1- bzw. x2-Richtung erstrecken und auf Kreuzschlitten 18,19 montiert sind. Mit Hilfe der Kreuzschlitten 18, 19 können die Werkzeugrevolver 12, 13 in z1- bzw. z2- Richtung verfahren.

Die langhubige Verstellung der Ständer in x-Richtung macht es möglich, die Werkzeugrevolver jeweils in zwei Bearbeitungsstationen zu verbringen, die in Fig. 1 mit I bis IV bezeichnet sind. Dadurch besteht die Möglichkeit, dass die beiden Werkzeugrevolver zeitgleich, jedoch räumlich versetzt, an beiden Werkstücken arbeiten. Hierbei wird vorausgesetzt, dass an den beiden Enden 21, 22 eines Werkstückes mit den Werkzeugrevolvern unterschiedlich lange gearbeitet wird. Beispielhaft befinden sich die beiden Werkzeugrevoi-ver In der Bearbeitungsstation I und II. Dann wird vom Werkzeugrevolver 12 das vorbearbeitete Ende 21 des Werkstückes 9 fertigbearbeitet, während nacheinander ein bereits komplett fertig bearbeitetes Werkstück 8a der Spanneinrichtung 6 entnommen, ein unbearbeitetes Werkstück 8b eingelegt und, falls notwendig, ausgerichtet wird. Möglichst zeitneutral zum Ent-/Belade- und dem evtl, durchzuführenden Ausrichtvorgang schließt der 8/23 8

Werkzeugrevolver 13 die Bearbeitung am weniger zeitkritischen Ende 22 vom vorauseilenden Werkstück 9 ab und pendelt vorteilhaft unter Ausführung eines Werkzeugwechsels von Station II auf Station III, um mit der Vorbearbeitung am zeitkritischen Weilenende 21 des soeben eingelegten, unbearbeiteten Werkstückes 8b zu beginnen. Nach erfolgter Vorbearbeitung begibt sich der Werkzeugrevolver 13 wieder in Bearbeitungsstation II, während der Rundtisch um 180° weitertaktet, so dass das komplett fertig bearbeitete Werkstück 9 vom Bediener 20 oder auch von einem über der Maschine angeordneten Portalgreifer im Be-/Entladebereich 33 entnommen werden kann. Das andere Werkstück 8b hingegen befindet sich nun in derselben Ausgangstage wie zuvor das Werkstück 9. Der Zyklus beginnt von vorn.

Zur weiteren Minimierung der Taktzeit führt die Werkzeugeinheit 12 einen Werkzeugwechsel simultan zur Drehung des Rundtisches 5 aus. Die Werkzeugeinheit 13 führt einen Werkzeugwechsel idealerweise während der Verfahrbewegung von Station III nach II aus.

Zur Ermittlung der optimalen Zeitaufteilung von Vorbearbeitung zu Fertigbearbeitung eines Werkstücks mit unterschiedlich langen Bearbeitungszeiten der Enden wird folgendes definiert und anhand von Fig.3 abgeleitet:

Tn \ Vorbearbeitung des zeitintensiven Wellenendes 21 Tn: Fertigbearbeitung des zeitintensiven Wellenendes 21 Tf: Gesamtzeltbedarf des zeitintensiven Wellenendes 21 T2: Gesamtzeitbedarf des zeitunkritischen Wellenendes 22 Tb&e+V : Be-& Entladezeit + Zeitbedarf für Ausrichtoptionen Tf Α = γ-ι Zeitenquotient Tc = Tn; Zykluszeit 9/23 9 HINWEIS: untergeordnete Nebenzeiten, wie z.B. das Weiterteilen des Dreh-tisches/Werkzeugrevolvers sowie das Verfahren einzelner Achsen, werden in diesem Ansatz nicht berücksichtigt.

Es gilt der logische Zusammenhang: 7>. + Tf2= Tf

Die Zielgleichung für das Aufteilungsproblem lautet somit wie folgt: F(Tfl,Tfl) = Tz + Tfl + T*- Tf2 -> Minimum; F( 7),, r/2) * 0 J,* _ j^b&e+F ~ Tz fiir Tb&e+V > rl "1 0 MrT^ZT,]

Fall 1. Tb&e+V > Tz F(r/2) - Tj + Tb&e+y — 2 Tf2 — 0

Tf * rr - J -T • , rp _ Tf + ^b&e+V i/l 2 ’ 1/2 2

Fall 2. Tbste+y ^ Tz F(7>2)= 7;+ Tj. — 2Tf2- 0 •i II 1 i _ T*+Tf x/i 2 ’ 4/2 2

Den Einfluß zeitlich differierender Bearbeitungsinhalte der Enden eines Werkstücks, bezogen auf die Leistungsfähigkeit des beschriebenen Pendelprozesses, veranschaulicht Fig. 4. Diese bedient sich der errechneten idealen Zeitaufteilung gemäß Fall 2,

Hierbei erkennt man, dass dieses Konzept gegenüber einer nichtpendeln-den, aber ansonsten identischen Ausführungsform mit Rundtisch und separatem Be-/Entladebereich für die hauptzeitneutrale Werkstückbeschickung 10/23 10 einen wesentlichen Zeitvorteil bietet, der bis zu 50% betragen kann. Im Umkehrschluss bedeutet dies im Idealfall, dass die Hälfte der Produktionsmittel eingespart werden können, was einer Ressourcenschonung in den Bereichen Stellplatz sowie Energie gleichkommt. Darüber hinaus ergeben sich weitere Kosteneinspareffekte, die auf der Nutzung ein und desselben Werkzeuges für beide Enden eines Werkstückes basieren. Wird beispielsweise an beiden Enden ein vom Durchmesser her identisches Bohrloch gefordert, so genügt es, ausschließlich die pendelnde Werkzeugeinheit mit dem entsprechenden Werkzeug auszustatten.

Eine ideale Anwendung für dieses Verfahren wäre beispielsweise das Tieflochbohren von Nocken- oder Getriebewellen. Eine nicht pendelnde Ausführung solch einer Maschine würde hier den Nachteil langer Wartezeiten einer Bearbeitungseinheit mit sich bringen und zugleich die Maschinentaktzeit erhöhen.

Mit Hilfe eines Beispiels wird diese Taktzeitoptimierung nun näher erläutert. Hierbei sind wie schon in der Herleitung untergeordnete Nebenzeiten, wie z.B. das Weiterteilen des Drehtisches/Werkzeugrevolvers sowie das Verfahren einzelner Achsen, nicht berücksichtigt.

Es wird angenommen, dass das Werkstück 8, 9 an beiden Enden 21, 22 unterschiedliche Bearbeitungsinhalte aufweist, die verschiedentlich lange dauern. Die Be-/Entladezeit sowie die Ausrichtung für das Werkstück 8, 9 soll hierbei 14 sec betragen.

Weiter wird angenommen, dass die Gesamtbearbeitungszeit des Werkstückendes 21 48 sec und die des anderen Endes 22 14 sec beträgt. Die taktzeitbestimmende Bearbeitung von 48 sec kann mit den Vorrichtungen gemäß den Fig. 1 und 2 wie folgt ideal aufgeteilt werden.

In der Station III erfolgt der Ent-/Beladevorgang sowie die Ausrichtung in 14 sec. Nach der Bearbeitung des Endes 22 von Werkstück 9 auf Station II 11/23 11 durch den Werkzeugrevolver 13 innerhalb 14 sec. pendelt dieser auf Station III und führt die anteilige Bearbeitung des Endes 21 von Werkstück 8b in 17 sec. aus. Zeitsynchron zur EnWBeladung, Ausrichtung, Fertigbearbeitung am Ende 22 des Werkstücks 9 sowie der Vorbearbeitungsoperation am Ende 21 von Werkstück 9 bearbeitet der Werkzeugrevolver 12 das Ende 21 von Werkstück 9 auf Station I in 31 sec. fertig. Diese Zeit ergibt sich daraus, dass im Beispiel eine Gesamtzeit von 48 sec für die Bearbeitung des Werkstückendes 21 angenommen worden ist und an diesem Werkstückende 21 in der Station III mit dem Werkzeugrevolver 13 bereits 17 sec gearbeitet wurde. Der Rundtisch 5 taktet um 180° um die B-Achse 4 weiter, während sich der Werkzeugrevolver 13 wieder in Ausgangsstellung aus Station II begibt. Ein neuer Zyklus beginnt. Somit ergibt sich eine Gesamtbearbeitungstaktzeit je Werkstück von nur 31 sec. Im Vergleich zu den vorab beschriebenen, herkömmlich pendelnden Vorrichtungen und Verfahren entspricht dies einer Taktzeitverringerung von 50%.

Beim beispielhaft beschriebenen Verfahrensablauf wurde der Werkzeugrevolver 13 durch den Pendelvorgang zwischen den Stationen II und III in x2-Richtung verschoben. Wie sich aus Fig. 1 ergibt, kann die Vorrichtung optional auch so ausgebildet werden, dass auch der Werkzeugrevolver 12 in Xr Richtung zwischen den Stationen I und IV verfahren werden kann. Es ist dadurch auch mit dem Werkzeugrevolver 12 möglich, die beiden auf dem Rundtisch 5 eingespannten Werkstücke in der 0°- und in der 180°-Position zu bearbeiten, wie dies zuvor in Bezug auf den Werkzeugrevolver 13 beschrieben worden ist.

Die optimale Bearbeitungstaktzeit ergibt sich schon, wie bereits ausführlich geschildert, bei einer Vorrichtung, bei der nur einer der beiden Werkzeugrevolver 12 oder 13 zwischen zwei Stationen verfahrbar ist. Sind, wie in den Fig. 1 bis 2 dargestellt, beide Werkzeugrevolver 12, 13 zwischen zwei Stationen verfahrbar, dann kann je nach Gestaltung des Werkstückes 8, 9 der Werkzeugrevolver 12 oder 13 von der Station I in die Station IV bzw. von der Station II in die Station III verfahren werden. Die damit verbundenen 12/23 12

Vorteile liegen in der Flexibilität der Vorrichtung begründet. Verschieben sich z.B. die Bearbeitungsinhalte der jeweiligen Enden in der Form, dass das zunächst zeitintensive Ende 21 zum zeitunkritischen Ende 22 wird und ist ein spiegelverkehrtes Einlegen der Werkstücke in die Spanneinrichtung mitsamt Ausrichtapparaturen nicht ohne weiteres möglich, so kann anhand der Ausführungsform mit den zwei pendelnden Einheiten ohne wesentlichen Mehraufwand eine universell einsetzbare Vorrichtung erhalten werden.

Bei Vorrichtungen, wie aus dem Stand der Technik bekannt, bei denen zwei oder mehr Werkstücke nebeneinander auf einem Maschinenbett angeordnet sind und die Bearbeitungseinheit zwischen diesen beiden Werkstücken verfahren wird, ergibt sich bei den beispielhaft angenommenen Zeiten eine Bearbeitungstaktzeit pro Werkstück von 62 sec {48 sec. für Werkstückende 21 und 14 sec. für Werkstückende 22}.

Gleichwohl liegt bei solchen bekannten Vorrichtungen, bei denen die Bearbeitungseinheit stationär ausgeführt ist, dafür aber zwei oder mehr Werkstücke nacheinander der Bearbeitungseinheit zugeführt werden, die Bearbeitungstaktzeit je Werkstück bei 62 sec {48 sec. für Werkstückende 21 und 14 sec. für Werkstückende 22}.

Aber auch bei Vorrichtungen, bei denen zwei oder mehr Werkstücke auf mehreren Schwenktischen vorgesehen sind, die ihrerseits wieder auf einem Teiltisch angeordnet sind, deren Drehachsen parallel zur Teiltischachse verlaufen, werden keine kürzeren Taktzeiten als 62 sec. erreicht. {48 sec. für Werkstückende 21 und 14 sec. für Werkstückende 22}.

Die Vorrichtung nach Fig. 2 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 lediglich dadurch, dass die Pendelbewegung der Werkzeugrevolver 12,13 nicht in horizontaler, sondern in vertikaler y-Richtung zwischen den Stationen I und IV bzw. II und III erfolgt. Die Werkzeugrevolver 12, 13 sind wiederum Bestandteil der beiden Bearbeitungseinheiten 2, 3, die sich 13/23 13 beiderseits des Rundtisches 5 befinden, der nun um die A-Achse 4a drehbar ist. Die A-Achse 4a liegt bei dieser Ausführungsform horizontal.

Die beiden Bearbeitungseinheiten sind jeweils auf Schienen 39, 40 in z-Richtung auf dem Vertikalbett 41 verfahrbar. Vorteilhaft sind jeweils zwei mit Abstand einander gegenüberliegende Schienen 39, 40 vorgesehen. Im dargestellten Ausführungsbeispiel liegen die Schienen 39, 40 fluchtend zueinander. Die Schienen 39 definieren eine Zi-Achse und die Schienen 40 eine Z2-Achse.

Die Werkzeugrevolver 12, 13 sitzen auf mit Schienen 34, 36 bestückten Schlitten 35, 37, die längs der Ständer 23, 24 in x1- bzw. x2-Richtung verfahrbar sind. Die Ständer wiederum sind auf Schienen 27, 28 versetzbar, die sich in y-r bzw. in y2-Richtung erstrecken und auf Kreuzschlitten 25, 26 montiert sind. Mit Hilfe der Kreuzschlitten 25, 26 können die Werkzeugrevolver 12, 13 in z1- bzw. z2- Richtung verfahren.

Beladen wird diese in Fig. 2 als vertikales Pendelzentrum bezeichnete Vorrichtung mit Hilfe eines über der Maschine angeordneten Portals im Be-/Entladebereich 38 oder manuell In der Opposition.

Voilständigkeitshalber soll noch erwähnt werden, dass in derartigen Anlagen, ob in horizontaler (Fig. 1) oder in vertikaler Ausführung (Fig.2) die Werkstückausrichtapparaturen teilweise oder auch vollständig außerhalb des Rundtisches angebracht werden können. Ist dies der Fall, so können jene stationär am Maschinenbett oder mit z.B. den Bearbeitungseinheiten verfahrbar ausgeführt werden.

Ist Letzteres der Fall, ergeben sich weitere Kosteneinsparpotentiale, da jene Ausrichtapparaturen dann naturgemäß von wesentlich geringerer Komplexität sind als jene, die eine zusätzliche Dynamik aufweisen müssen, um ihrer Funktion gerecht zu werden. Als Nachteil manifestiert sich hierbei jedoch eine erhöhte Zykluszeit, da während des Ausrichtvorganges die Bearbeitungseinheit nicht für den Zerspanungsprozess zur Verfügung steht. Dieser 14/23 14

Mehrbedarf wird anhand der folgenden adaptierten Zielgieichung berechnet und zeigt sich wie zuvor in der Fertigbearbeitungszeit Tn des zeitintensiven

Wellenendes 21. F(Tfi,Tf2)= Tz + Tfl + Tv + r - Tf2 Minimum; F(Tfi,Tf2)> 0 Tv \ Zeitbedarf für Ausrichtoptionen rp· _ i^l&e — ^2 fir Tb Sie > Tz | "1 0 fürTb&e^Tz]

Tb&e: Be-& Entladezeit Für Fall 1: Tb&e >TZ ergibt sich demnach die optimale Zeitaufteilung zu:

Tn = Τί-Τ",-Τ,' _ Τ,+Γ„,+Γ, 2 ’ /2 2 Für Fall 2: Tb&e <TZ gilt analog: T “ Tf~Tz ~TV _ r Τ,+7>+η 1n 2 ’ /2 2 15/23

Claims (13)

15 Ansprüche 1. Vorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken, die auf einem Tisch ein· gespannt sind, der um eine Achse drehbar und im Bereich zwischen zwei Bearbeitungseinheiten angeordnet ist, die jeweils mit wenigstens einer Werkzeugeinheit versehen sind, mit denen die Werkstücke vorzugsweise an den Enden bearbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Werkzeugeinheit (12 oder 13) zwischen ihren beiden Stationen (I und IV oder II und III) verstellbar ist, dass der Tisch (5) wenigstens zwei Spanneinrichtungen (6, 7) inklusiv evtl, vorhandener Ausrichtapparaturen aufweist, in die jeweils ein Werkstück (8, 9) einspannbar ist, und dass die beiden Werkstücke (8, 9) in Höhe der beiden Stationen liegen, in welche die Werkzeugeinheit verstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine verstellbare (pendelnde) Werkzeugeinheit (12, 13) in x- bzw. in y-Richtung zwischen ihren beiden Stationen (I und IV, II und III) verstellbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugeinheit (12, 13) ein- oder mehrspindelig ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugeinheit (12, 13) ein Werkzeugrevolver oder ein Ein- bzw. Mehrspindler mit Werkzeugwechsler ist. 16/23 16

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Werkzeugeinheit (12, 13) in z-Richtung verstellbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Werkzeugeinheit (12,13) mit weiteren zusätzlichen Achsen ausgeführt werden kann.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (5) um 180° um die Achse (4) drehbar ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine einen Be-/Entladebereich (33, 38) vorsieht, der manuell oder automatisch bedient werden kann.

9. Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem die Bearbeitung an den beiden Enden des Werkstückes mit jeweils einer Werkzeugeinheit unterschiedliche Bearbeitungszeiten erfordert, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Werkstücke (8, 9) eingespannt sind, von denen zunächst das schon an beiden Enden (21, 22) fertig bearbeitete Werkstück (8a) entnommen, ein neues (8b) eingelegt und falls notwendig ausgerichtet wird, während möglichst zeitgleich mit der zweiten Werkzeugeinheit (13) in Station (II) das weniger zeitintensive Ende (22) des vorauseilenden Werkstücks (9) gefertigt wird, so dass im nächsten Schritt nach Verfahren der zweiten Werkzeugeinheit (13) in Station ( lil) mit der Vorbearbeitung des zeitintensiven Endes (21) am Werkstück (8b) begonnen werden kann, und dass zeitparallel, beginnend mit dem Entladen des Werkstücks (8a), die erste Werkzeugeinheit (12) das schon vorbearbeitete zeitintensive Ende (21) des vorauseilenden Werkstücks (9) fertig bearbeitet. 17/23 17

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das nacheilende Werkstück (8b) nach der Fertigbearbeitung beider Enden (21,22) des vorauseilenden Werkstückes (9) so versetzt wird (von 180°- in 0°-Position), dass das vorbearbeitete Ende (21) durch die erste Werkzeugeinheit (12) fertigbearbeitet wird, und dass zeitgleich das voreilende, fertig bearbeitete Werkstück (9) in der 180°-Position entladen werden kann, während die zweite Werkzeugeinheit (13) sich wieder auf Station (II) begibt.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Werkstücke (8b, 9) mittels eines Rundtisches (5) versetzt werden.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Werkstücke (8, 9) parallel zueinander liegend, jedoch um 180° versetzt zueinander eingespannt sind.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Werkstücke (8, 9) beiderseits der Drehachse (4) des Rundtisches (5) liegen. 18/23