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PATENTANSPRÜCHE
1. Bearbeitungszentrum mit einer Werkzeugwechsel- und einer Werkzeugzuführeinrichtung sowie einem Werkstückpalettenwechsler, dadurch gekennzeichnet, dass es mehrere achsparallele, in einer Horizontalebene liegende Arbeitsspindeln (1, 1') aufweist, wobei alle Arbeitsspindeln bis auf eine (1') mit Bezugauf ihren Spindelstock (3) axial verschiebbar sind, dass die Werkzeugwechseleinrichtung mehrere bewegbare voneinander getrennt angeordnete Werkzeugmagazine (4) und die Werkzeugzuführeinheit mehrere drehbare Wechselarme (6) mit jeweils zwei Greifern (7) zum Ergreifen jeweils eines Werkzeuges (5) eines Magazins (4) und jeweils eines Werkzeuges (5) einer Arbeitsspindel (1, 1') oder zum Ergreifen von jeweils mehreren Werkzeugen (5) eines Magazins (4) und von jeweils mehreren Werkzeugen (5) von mehreren Arbeitsspindeln (1,
1') umfasst, und dass der Werkstückpa lettenwechsier einen Tisch (9) mit mindestens vier Paletten (8, 8') aufweist, welcher Tisch (9) mit den Paletten (8, 8') um höchstens 1800 drehbar ist.
2. Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass alle Arbeitsspindeln (1, 1') eine feste Achsdistanz haben und mit der gleichen Drehzahl drehbar sind.
3. Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die axial verschiebbaren Arbeitsspindeln (1) mit ihren Pinolen (2) mittels einer Kugelrollspindel (16) und eines mit ihr in Verbindung stehenden Schrittmotors (17) betätigbar sind.
4. Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Bereitschaftstellungen der Magazine (4) stehenden Werkzeuge (5) sowie die in den Arbeitsspindeln (1, 1') eingesetzten Werkzeuge (5) durch die Greifer (7) der Wechselarme (6) gleichzeitig erfassbar sind.
5. Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 4, mit zwei Wechselarmen, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Wechselarme, um 1800 um jeweils eine Achse drehbar sind, die in Draufsicht zur Längsachse (a) des Bearbeitungszentrums in einem Winkel von 450 geneigt liegt.
6. Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Werkstückpalette (8) auf der Bearbeitungsseite auf einer Drehspindel (11) eines Rundtisches (10) aufgesetzt und durch Planzahnringe (15) positioniert und jede Werkstückpalette (8') auf der Bedienungsseite auf einem Ablegetisch (18) aufgelegt und durch Planzahnringe (15) positioniert ist.
7. Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dassjede Werkstückpalette (8) auf der Bearbeitungsseite mittels einer innerhalb der Drehspindel (11) an einem Bolzen (12) angeordneten Feder (13) spannbar und mittels eines hydraulischen Kolbenzylinders (19) dessen Kolbenstange (20) mit dem Bolzen (12) in Berührung steht, von einer am anderen Ende des Bolzens (12) angeordneten geschlitzten Zange (14) lösbar ist.
8. Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in jedem Rundtisch (10) ein Schneckenantrieb (21) vorgesehen ist, mittels welchen der Drehspindel (11) und somit der gespannten Werkstückpalette (8) auf der Bearbeitungsseite eine Drehbewegung erteilt wird.
9. Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass jede Werkstückpalette (8, 8') mit dem Tisch (9) von der Drehspindel (11) und somit dem Rundtisch (10) bzw. dem Ablegetisch (18) abhebbar und nach der im abgehobenen Zustand durchgeführten Umdrehung wieder absenkbar ist.
10. Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneckenantriebe (21) der Rundtische (10) miteinander mittels einer Metallbalgkupplung-(22) verbunden sind, wodurch die Verschiebung von Rundtischen (10) im beschränkten Ausmass zu- und voneinander ermöglicht wird.
11. Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Rundtischen (10) jeweils eine Abstimmplatte (23) einsetzbar ist, um den genauen Abstand der beiden Rundtische (10) einzuhalten.
12. Bearbeitungszentrum nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tisch (9) an seinem Rand mit einem zur Ebene des Tisches (9) senkrecht verlaufenden Labyrinth (24) versehen ist.
Die Erfindung geht aus von einem Bearbeitungszentrum mit einer Werkzeugwechsel- und einer Werkzeugzuführeinrichtung sowie einem Werkstückpalettenwechsler.
In der DE-OS 2064 863 ist eine waagrechte Bohr- und Fräsmaschine beschrieben, die mit einer Werkzeugwechseleinrichtung und einer Werkzeugzuführeinrichtung ausgestattet ist. Die Werkzeugwechseleinrichtung besteht aus einem Werkzeugmagazin und einem Transportschlitten und die Werkzeugzuführeinrichtung besteht aus Greiferarmen, an deren Enden Werkzeuggreifer sitzen. Die Greiferarme sind in dem Führungskopf parallel zueinander angeordnet und in diesem axial verschiebbar. Der Führungskopfist an einem Transportschlitten schwenkbar gelagert. Die Greiferarme werden von Drucköl betätigt.
Die hier beschriebene Werkzeugzuführeinrichtung besteht aus mehreren Teilen, wie einem Führungskopf, der schwenkbar ist, Transportschlitten und Drucköl-Zuführrohr. Dadurch ist die Einrichtung kompliziert und aufwendig. Die Werkzeuge im Magazin und in der Arbeitsspindel werden nicht durch die Greifer eines einzigen Wechselarmes gleichzeitig erfasst.
Aus der CH-PS 623 257 ist ebenfalls eine Werkzeugmaschine mit einer Werkzeugwechsel- und einer Werkzeugüberführungsvorrichtung bekannt. Die Werkzeugwechselvorrichtung ist an einer Seite des Ständers der Werkzeugmaschine angeordnet und mit einer Mehrzahl von Werkzeugen ausgestattet, die von einem Werkzeugmagazin getragen sind.
Das Werkzeugmagazin umfasst einen äusseren Kreis und einen konzentrischen inneren Kreis von Fassungen mit Werkzeugen. Die Werkzeugüberführungseinrichtung ist an einer Drehplatte angeordnet und besteht aus einem ausziehbaren Arm mit einem einzigen Greifer. Durch den Greifer wird das gewünschte Werkzeug aus dem inneren oder äusseren Kreis erfasst und in einer Bereitschaftsfassung eingesetzt, aus welcher das Werkzeug mittels eines Werkzeugwechselarmes herausgezogen wird. Durch den Werkzeugwechselarm wird das verwendete Werkzeug aus der Arbeitsspindel und gleichzeitig das neue Werkzeug aus der Bereitschaftsfassung herausgezogen. Der Werkzeugwechselarm wird dann um 1800 gedreht, um die Stellungen der beiden Werkzeuge auszutauschen.
An einem Werkstücktisch ist ein Drehtisch angeordnet an welchem ein Werkstück festzuklemmen ist. Der Drehtisch wird gedreht, um verschiedene Seiten des Werkstückes einem in der Arbeitsspindel getragenen Schneidwerkzeug darzubieten.
Die oben beschriebene Maschine arbeitet eigentlich mit zwei unterschiedlichen Werkzeugüberführungseinrichtungen, wodurch die Konstruktion kompliziert und die Herstellungskosten verhältnismässig hoch sind.
Aus dem Prospekt BMC- 5B der Firma Toshiba Machine Co. Ltd. Japan ist eine Horizontalbohr- und Fräsmaschine bekannt, die mit einer Werkzeugwechseleinrichtung in
Form eines Magazins, einer Werkzeugzuführeinrichtung in Form eines einzigen Wechselarmes mit zwei Greifern und einem Werkstückpalettenwechsler arbeitet, der aus zwei Werkstückpaletten besteht, deren die eine auf der Bearbeitungsseite und die andere auf der Bedienungsseite positioniert ist. Die Arbeitsspindel dieser Maschine ist in drei Achsen bewegbar.
Bei dieser Maschine, wie auch bei den beiden schon vorher beschriebenen Maschinen, ist jedoch immer nur ein Werkzeug im Einsatz, so dass auch nur jeweils ein Stück bearbeitet werden kann.
Im Gegensatz dazu sind bei Rundtaktmaschinen, Transferstrassen oder Sondermaschinen meist.mehrere Werkzeuge gleichzeitig im Eingriff. Diese Maschinen werden jedoch für ein in grossen Serien anfallendes Werkstück oder Werkstückfamilien eingerichtet. Ein Umrichten auf andere Werkstücke ist demzufolge sehr zeitraubend oder überhaupt nicht möglich. Solche Maschinen haben zwar eine grosse Produktivität, sind jedoch sehr unflexibel.
Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Bearbeitungszentrum zu schaffen, das einerseits die volle Flexibilität und andererseits eine entsprechend hohe Produktivität erreicht. Insbesondere soll ein solches Bearbeitungszentrum möglichst wenig Stillstandzeiten haben und die Produktion soll nicht von der Bedienungsperson abhängig sein. Die Werkstücke sollen in einem Arbeitsgang möglichst rundum bearbeitet werden. Bei einem solchen Bearbeitungszentrum soll auch die Möglichkeit für den Einsatz von Robotern gegeben werden.
Diese Aufgaben werden bei einem Bearbeitungszentrum nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 dadurch gelöst, dass es mehrere achsparallele, in einer Horizontalebene liegende Arbeitsspindeln aufweist, wobei alle Arbeitsspindeln bis auf eine mit Bezug auf ihren Spindelstock axial verschiebbar sind, dass die Werkzeugwechseleinrichtung mehrere bewegbare voneinander getrennt abgeordnete Werkzeugmagazine und die Werkzeugzuführeinheit mehrere drehbare Wechselarme mit jeweils zwei Greifern zum Ergreifen jeweils eines Werkzeugs eines Magazins und jeweils eines Werkzeuges einer Arbeitsspindel oder zum Ergreifen von jeweils mehreren Werkzeugen eines Magazins und von jeweils mehreren Werkzeugen von mehreren Arbeitsspindeln umfasst, und dass der Werkstückpalettenwechsler einen Tisch mit mindestens vier Paletten aufweist,
welcher Tisch mit den Paletten um höchstens 1800 drehbar ist.
Der Erfindungsgegenstand wird nachstehend anhand der Zeichnungen beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht des erfindungsgemässen Bearbeitungszentrums,
Fig. 2 eine Stirnansicht desselben,
Fig. 3 eine Draufsicht auf dasselbe,
Fig. 4 eine Teildraufsicht im Schnitt auf zwei in einer Horizontalebene liegende Arbeitsspindeln,
Fig. 5 einen Längsschnitt entlang der Linie V-V der Fig. 3,
Fig. 6 eine schematische Ansicht von zwei Rundtischen mit Werkstückpaletten auf der Bearbeitungsseite und
Fig. 7 eine Draufsicht auf die zwei Rundtische mit Werkstückpaletten nach Fig. 6.
Das Bearbeitungszentrum nach den Fig. 1 bis 3 ist mit zwei achsparallelen Arbeitsspindeln 1, 1' ausgestattet, die in einer Horizontalebene liegen. Es ist aber auch möglich, dass das Arbeitszentrum mit mehreren als zwei Arbeitsspindeln ausgestattet wird. Die beiden Arbeitsspindeln 1, 1' haben eine feste Achsdistanz und drehen mit der gleichen Drehzahl.
Sie sind durch einen Gleichstrom- oder Drehstrommotor 25 angetrieben. Die Arbeitsspindeln l, 1' mit den eingesetzten Werkzeugen 5 sind mit Vorteil numerisch gesteuert und können sich in drei Achsen X, Y, Z bewegen. Die eine 1 der Arbeitsspindeln ist mit ihrer Pinole 2 inbezug auf den Spindelstock 3 axial verschiebbar. Wenn mehr als zwei Arbeitsspindeln vorhanden sind, sind alle Arbeitsspindeln bis auf die eine axial verschiebbar. Durch diese Massnahme wird ermöglicht, dass die Werkstücke auch bei leicht unterschiedlicher Werkzeugslänge (z. B. durch Schärfung) auf die genaue Tiefe bearbeitet werden.
Die sich nicht im Einsatz befindenden Werkzeuge 5 sind in einer Werkzeugwechseleinrichtung angeordnet, die aus zwei bewegbaren, voneinander getrennt angeordneten Werkzeugmagazinen 4 besteht. An Stelle von zwei Werkzeugmagazinen 4 können auch mehrere vorhanden sein. Die Werkzeugmagazine 4 sind um eine gemeinsame Horizontalachse drehbar angeordnet. Am Umfang jedes kreisrunden Magazins 4 sind Werkzeuge 5 abgelegt. Magazine dieser Art, bzw.
Kettenmagazine usw. sind bekannt und werden nicht näher beschrieben:
Für den automatischen Werkzeugwechsel fährt der Spindelstock 3 in die Wechselstellung. Für den Wechsel der Werkzeuge 5 werden sowohl die in den Arbeitsspindeln 1., 1' eingesetzten als auch die beiden in Bereitschaftsstellung stehenden Werkzeuge der Magazine 4 durch Greifer 7 von zwei Wechselarmen 6 gleichzeitig erfasst und gleich anschliessend ausgefahren. Die Wechselarme 6 drehen dann um 1800 um jeweils eine Achse, die in Draufsicht zur Längsachse a des Bearbeitungszentrums in einem Winkel von 450 geneigt liegt.
Durch diese Drehbewegung der Wechselarme 6 werden die neuen Werkzeuge 5 in die Arbeitsspindeln 1, 1' und die alten Werkzeuge 5 in die Magazine 4 eingefahren. Nach dem Spannen der neuen Werkzeuge 5 in den Arbeitsspindeln 1, 1' und dem Öffnen der Greifer 7 der Wechselarme 6 ist das Bearbeitungszentrum für die Bearbeitung von Werkstücken mit den neuen Werkzeugen 5 bereit.
Je nach der möglichen höheren Anzahl als zwei der Arbeitsspindeln und der Werkzeugmagazine kann auch die Anzahl der Wechselarme angepasst werden. Es ist auch denkbar, dass durch die Greifer 7 der Wechselarme 6 mehrere Werkzeuge der Magazine und mehrere Werkzeuge der Arbeitsspindeln erfasst werden können.
Die axiale Verschiebung der Arbeitsspindel 1 mit ihrer Pinole 2 geschieht mittels einer Kugelrollspindel 16 mit einer Platte 26 die sich auf die Pinole 2 der Arbeitsspindel 1 abstützt. Die Kugelrollspindel 16 ist mittels eines Schrittmotors
17 betätigbar (siehe Fig. 4).
Die nicht dargestellten Werkstücke sind für die Bearbeitung durch in Werkzeugspindeln 1, 1' eingesetzte Werkzeuge 5 auf vier Paletten 8, 8' gespannt. Jede der zwei Werkstückpaletten 8 auf der Bearbeitungsseite ist auf einer Drehspindel 11 eines Rundtisches 10 aufgesetzt und durch Planzahnringe
15 positioniert. Die Spannung jeder Werkstückpalette 8 auf der Bearbeitungsseite erfolgt durch eine Feder 13, die an einem Bolzen 12 angeordnet ist. Das Lösen der Werkstückpalette 8 auf der Bearbeitungsseite erfolgt mittels eines hydraulischen Kolbenzylinders 19 dessen Kolbenstange 20 mit einem Ende des Bolzens 12 in Berührung steht. Am anderen Ende des Bolzens 12 ist eine geschlitzte Zange 14 angeordnet, die beim Lösen der Werkstückspalette 8 mit dem Ansatz derselben ausser Eingriff kommt.
In jedem Rundtisch 10 ist ein Schneckenantrieb 21 vorgesehen, mittels welchen der Drehspindel 11 und somit der gespannten Werkstückpalette 8 auf der Bearbeitungsseite eine Drehbewegung erteilt wird (siehe Fig. 5).
Auf der Bedienungsseite sind zwei Werkstückpaletten 8' vorgesehen, während jede auf einem Ablegetisch 18 aufgelegt und durch Planzahnringe 15 positioniert ist.
Jede Werkstückspalette 8, 8' ist mittels eines Tisches 9 von der Drehspindel 11 und somit dem Rundtisch 10 bzw.
dem Ablegetisch 18 abhebbar und nach der im abgehobenen Zustand durchgeführten Umdrehung um 180 wieder absenkbar. Nachdem die unbearbeiteten Werkstücke auf der Bedienungsseite auf den Paletten 8' aufgespannt wurden, gibt der Bedienungsmann der Steuerung ein Freigabesignal, um die Paletten 8 auf der Bearbeitungsseite gegen die Paletten 8' auf der Bedienungsseite auszuwechseln.
Der Funktionsablauf beim Palettenwechsel ist also wie folgt: - die gespannten Werkzeugpaletten 8 auf der Bearbeitungsseite werden durch die Betätigung des Kolbenzylinders 19 gelöst - der Tisch 9 mit allen vier Werkzeugpaletten 8, 8' wird abgehoben - der Tisch 9 mit allen vier Werkzeugpaletten 8, 8' wird um 180 gedreht - der Tisch 9 mit allen vier Werkzeugpaletten 8, 8' wird abgesenkt - die Werkstückpaletten 8 auf der Bearbeitungsseite werden mittels der Feder 12 gespannt, wobei der hydraulische Kolbenzylinder 19 drucklos bleibt.
Es ist durchaus denkbar, dass bei zwei Arbeitsspindeln auch mehr als vier Werkstückpaletten, z. B. sechs oder acht, vorgesehen sind, wobei die Umdrehung des Tisches 9 weniger als 180- betragen würde. Es ist auch klar, dass bei mehr als zwei Arbeitsspindeln die Anzahl der Werkstückpaletten auf der Bearbeitungsseite derjenigen der Arbeitsspindeln entsprechen muss.
Bei mehrspindliger Bearbeitung von Werkstücken müssen folgende Punkte in Betracht gezogen werden: a) die Abstände zwischen den Rundtischachsen und den Arbeitsspindelachsen müssen genau gleich sein und b) die Orientierung der Werkstückpaletten auf dem Rundtisch muss sehr genau sein.
Zur Erfüllung dieser Erfordernisse sind die zwei Rundtisehe 10 miteinander mittels einer Metallbalgkupplung 22 verbunden. Dadurch wird eine geringe Verschiebung der Rundtische 10 zu- oder voneinander ermöglicht, so das der Achsabstand der Rundtische 10 genau demjenigen der Arbeitsspindeln 1, 1' entspricht. Um nach eventueller Demontage der Rundtische 10 den Achsabstand der Rundtische 10 wieder genau erzielen zu können, wird eine Abstimmplatte 23 vorgesehen, die auf das genaue erforderliche Mass geschliffen ist. Dieses Abstimmen des Achsabstandes erfolgt bei Inbetriebnahme des Bearbeitungszentrums (siehe Fig. 6 und 7).
Die Orientierung der Werkstückpaletten 8 auf der Bearbeitungsseite auf den Rundtischen 10 sowie derjenigen 8' auf den Ablegetischen 18 erfolgt durch gehärtete und geschliffene Planzahnringe 15. Durch diese werden die Werkstückpaletten 8, 8' sehr genau orientiert; sie sind aber andererseits schmutzempfindlich. Bei der Bearbeitung sowie bei dem Palettenwechsel sind diese Planzahnringe.15 gegen Späne und Kühlmittel einwandfrei durch ein Labyrinth 24 geschützt.
Das Labyrinth 24 ist am Rand des Tisches 9 angeordnet. Es verläuft senkrecht zur Ebene des Tisches 9. Die Abschützung kann aus dem Grunde realisiert werden, weil die Werkstückpaletten 8 auf der Bearbeitungsseite während der Bearbeitung keine translatorischen Bewegungen ausführen.
Mit dem oben beschriebenen Bearbeitungszentrum können zwei oder mehrere gleiche Werkstücke automatisch durch zwei oder mehrere Werkzeuge simultan bearbeitet werden. Die Werkzeuge können simultan durch die Werk.
zeugzuführeinrichtung ausgewechselt werden. Nach vollendeter Bearbeitung eines Werkstücksatzes werden die verarbeiteten Werkstücke durch den Palettenwechsler automatisch ausgewechselt.
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PATENT CLAIMS
1. Machining center with a tool changing and a tool feeding device as well as a workpiece pallet changer, characterized in that it has several axially parallel working spindles (1, 1 ') lying in a horizontal plane, all working spindles except one (1') with reference to their headstock ( 3) are axially displaceable such that the tool changing device has several movable tool magazines (4) which are arranged separately from one another and the tool supply unit has several rotatable changing arms (6) with two grippers (7) each for gripping a tool (5) of a magazine (4) and one each Tool (5) of a work spindle (1, 1 ') or for gripping several tools (5) from a magazine (4) and several tools (5) from several work spindles (1, 1)
1 ') and that the workpiece pallet changer has a table (9) with at least four pallets (8, 8'), which table (9) with the pallets (8, 8 ') can be rotated by a maximum of 1800.
2. Machining center according to claim 1, characterized in that all work spindles (1, 1 ') have a fixed axis distance and can be rotated at the same speed.
3. Machining center according to claim 1, characterized in that the axially displaceable work spindles (1) with their quills (2) can be actuated by means of a ball screw (16) and a stepping motor (17) connected to it.
4. Machining center according to claim 1, characterized in that the tools (5) which are in the readiness positions of the magazines (4) and the tools (5) used in the work spindles (1, 1 ') by the grippers (7) of the change arms ( 6) can be recorded simultaneously.
5. Machining center according to claim 4, with two interchangeable arms, characterized in that the two interchangeable arms are rotatable about 1800 about an axis which is inclined at an angle of 450 in plan view to the longitudinal axis (a) of the machining center.
6. Machining center according to claim 1, characterized in that each workpiece pallet (8) is placed on the machining side on a rotating spindle (11) of a rotary table (10) and positioned by face gear rings (15) and each workpiece pallet (8 ') on the operating side on one Laying table (18) is placed and positioned by face tooth rings (15).
7. Machining center according to claim 6, characterized in that each workpiece pallet (8) on the machining side can be tensioned by means of a spring (13) arranged on a bolt (12) within the rotating spindle (11) and its piston rod (20) by means of a hydraulic piston cylinder (19) ) is in contact with the bolt (12), can be detached from a slotted pliers (14) arranged at the other end of the bolt (12).
8. Machining center according to claim 6, characterized in that in each rotary table (10) a worm drive (21) is provided, by means of which the rotary spindle (11) and thus the clamped workpiece pallet (8) is given a rotary movement on the machining side.
9. Machining center according to claim 6, characterized in that each workpiece pallet (8, 8 ') with the table (9) from the rotating spindle (11) and thus the rotary table (10) or the depositing table (18) can be lifted off and according to the lifted state can be lowered again.
10. Machining center according to claim 6, characterized in that the worm drives (21) of the rotary tables (10) are connected to one another by means of a metal bellows coupling (22), whereby the displacement of rotary tables (10) to and from each other is made possible to a limited extent.
11. Machining center according to claim 10, characterized in that between two rotary tables (10) a tuning plate (23) can be used in order to maintain the exact distance between the two rotary tables (10).
12. Machining center according to claim 1, characterized in that the table (9) is provided at its edge with a labyrinth (24) running perpendicular to the plane of the table (9).
The invention is based on a machining center with a tool changing and a tool feeding device and a workpiece pallet changer.
DE-OS 2064 863 describes a horizontal drilling and milling machine which is equipped with a tool changing device and a tool feeding device. The tool changing device consists of a tool magazine and a transport slide and the tool feeding device consists of gripper arms, at the ends of which tool grippers are seated. The gripper arms are arranged parallel to one another in the guide head and can be axially displaced therein. The guide head is pivotally mounted on a transport carriage. The gripper arms are actuated by pressure oil.
The tool feeder described here consists of several parts, such as a guide head that can be pivoted, transport carriage and pressure oil feed pipe. This makes the setup complicated and time-consuming. The tools in the magazine and in the work spindle are not gripped by the grippers of a single changeable arm at the same time.
A machine tool with a tool changing and a tool transfer device is also known from CH-PS 623 257. The tool changing device is arranged on one side of the stand of the machine tool and is equipped with a plurality of tools which are carried by a tool magazine.
The tool magazine comprises an outer circle and a concentric inner circle of holders with tools. The tool transfer device is arranged on a rotary plate and consists of an extendable arm with a single gripper. The desired tool is gripped by the gripper from the inner or outer circle and inserted in a standby holder, from which the tool is pulled out by means of a tool changing arm. The tool change arm pulls the tool used out of the work spindle and at the same time pulls the new tool out of the standby socket. The tool change arm is then rotated around 1800 to exchange the positions of the two tools.
A turntable on which a workpiece is to be clamped is arranged on a workpiece table. The turntable is rotated to present different sides of the workpiece to a cutting tool carried in the work spindle.
The machine described above actually works with two different tool transfer devices, which complicates the construction and the manufacturing costs are relatively high.
From the BMC-5B brochure from Toshiba Machine Co. Ltd. Japan is known a horizontal drilling and milling machine that with a tool changing device in
Form of a magazine, a tool feeder in the form of a single change arm with two grippers and a workpiece pallet changer that consists of two workpiece pallets, one of which is positioned on the machining side and the other on the operating side. The working spindle of this machine can be moved in three axes.
With this machine, as with the two previously described machines, only one tool is used, so that only one piece can be machined at a time.
In contrast, with rotary transfer machines, transfer lines or special machines, several tools are usually in operation at the same time. However, these machines are set up for a large-scale workpiece or workpiece families. Conversion to other workpieces is therefore very time consuming or not possible at all. Such machines have great productivity, but are very inflexible.
The invention specified in claim 1 is based on the object of creating a machining center which, on the one hand, achieves full flexibility and, on the other hand, correspondingly high productivity. In particular, such a machining center should have as little downtime as possible and production should not be dependent on the operator. The workpieces should be machined as completely as possible in one operation. With such a machining center, the possibility of using robots should also be given.
These tasks are solved in a machining center according to the preamble of claim 1 in that it has several axially parallel working spindles lying in a horizontal plane, with all working spindles except one being axially displaceable with respect to their headstock in that the tool changing device arranges several movable ones separately from one another Tool magazines and the tool feed unit comprise a plurality of rotatable change arms, each with two grippers for gripping one tool of a magazine and one tool of a work spindle or for gripping each of several tools of a magazine and each of several tools of several work spindles, and that the workpiece pallet changer includes a table has at least four pallets,
which table with the pallets can be rotated at most 1800.
The subject matter of the invention is explained in more detail below with reference to the drawings, for example. Show it:
1 is a schematic side view of the machining center according to the invention,
2 is an end view of the same,
3 is a plan view of the same,
4 is a partial plan view in section on two working spindles lying in a horizontal plane,
5 shows a longitudinal section along the line V-V of FIG. 3,
Fig. 6 is a schematic view of two rotary tables with workpiece pallets on the machining side and
7 shows a plan view of the two rotary tables with workpiece pallets according to FIG. 6.
The machining center according to FIGS. 1 to 3 is equipped with two axially parallel working spindles 1, 1 'which lie in a horizontal plane. However, it is also possible for the work center to be equipped with more than two work spindles. The two work spindles 1, 1 'have a fixed axis distance and rotate at the same speed.
They are driven by a DC or three-phase motor 25. The work spindles 1, 1 'with the tools 5 used are advantageously numerically controlled and can move in three axes X, Y, Z. One 1 of the work spindles is axially displaceable with its quill 2 in relation to the headstock 3. If there are more than two work spindles, all but one of the work spindles can be moved axially. This measure enables the workpieces to be machined to the exact depth even with slightly different tool lengths (e.g. by sharpening).
The tools 5 which are not in use are arranged in a tool changing device which consists of two movable tool magazines 4 which are arranged separately from one another. Instead of two tool magazines 4, several can also be present. The tool magazines 4 are arranged rotatably about a common horizontal axis. Tools 5 are stored on the circumference of each circular magazine 4. Magazines of this type, or
Chain magazines etc. are known and are not described in more detail:
Headstock 3 moves into the change position for automatic tool change. For changing the tools 5, both the tools of the magazines 4 used in the work spindles 1, 1 'and the two tools in the standby position are gripped by grippers 7 of two changing arms 6 at the same time and then extended immediately. The interchangeable arms 6 then rotate around 1800 around an axis which is inclined at an angle of 450 in plan view to the longitudinal axis a of the machining center.
As a result of this rotary movement of the change arms 6, the new tools 5 are moved into the work spindles 1, 1 'and the old tools 5 into the magazines 4. After clamping the new tools 5 in the work spindles 1, 1 'and opening the grippers 7 of the change arms 6, the machining center is ready for machining workpieces with the new tools 5.
Depending on the possible higher number than two of the work spindles and the tool magazine, the number of change arms can also be adjusted. It is also conceivable that several tools of the magazines and several tools of the work spindles can be gripped by the grippers 7 of the changeable arms 6.
The axial displacement of the work spindle 1 with its quill 2 takes place by means of a ball screw 16 with a plate 26 which is supported on the quill 2 of the work spindle 1. The ball screw 16 is by means of a stepper motor
17 operable (see Fig. 4).
The workpieces, not shown, are clamped on four pallets 8, 8 'for processing by tools 5 inserted in tool spindles 1, 1'. Each of the two workpiece pallets 8 on the machining side is placed on a rotating spindle 11 of a rotary table 10 and by face tooth rings
15 positioned. Each workpiece pallet 8 is tensioned on the machining side by a spring 13 which is arranged on a bolt 12. The workpiece pallet 8 on the machining side is released by means of a hydraulic piston cylinder 19 whose piston rod 20 is in contact with one end of the bolt 12. At the other end of the bolt 12, slotted pliers 14 are arranged which, when the workpiece pallet 8 is released, disengage from the base thereof.
In each rotary table 10, a worm drive 21 is provided, by means of which the rotary spindle 11 and thus the clamped workpiece pallet 8 is given a rotary movement on the machining side (see FIG. 5).
Two workpiece pallets 8 ′ are provided on the operating side, while each is placed on a deposit table 18 and positioned by face tooth rings 15.
Each workpiece pallet 8, 8 'is by means of a table 9 from the rotating spindle 11 and thus the rotary table 10 or
can be lifted off the lay-down table 18 and lowered again by 180 after the rotation carried out in the raised state. After the unprocessed workpieces on the operating side have been clamped on the pallets 8 ', the operator gives the control system an enable signal to replace the pallets 8 on the processing side with the pallets 8' on the operating side.
The functional sequence when changing pallets is as follows: - The clamped tool pallets 8 on the machining side are released by actuating the piston cylinder 19 - The table 9 with all four tool pallets 8, 8 'is lifted off - The table 9 with all four tool pallets 8, 8 'is rotated by 180 - the table 9 with all four tool pallets 8, 8' is lowered - the workpiece pallets 8 on the machining side are clamped by means of the spring 12, the hydraulic piston cylinder 19 remaining depressurized.
It is quite conceivable that with two work spindles more than four workpiece pallets, e.g. B. six or eight, are provided, the rotation of the table 9 would be less than 180-. It is also clear that if there are more than two work spindles, the number of workpiece pallets on the machining side must correspond to that of the work spindles.
When machining workpieces with multiple spindles, the following points must be taken into account: a) the distances between the rotary table axes and the work spindle axes must be exactly the same and b) the orientation of the workpiece pallets on the rotary table must be very precise.
To meet these requirements, the two round tables 10 are connected to one another by means of a metal bellows coupling 22. This allows a slight displacement of the rotary tables 10 to or from each other, so that the center distance of the rotary tables 10 corresponds exactly to that of the work spindles 1, 1 '. In order to be able to achieve the center distance of the rotary tables 10 again exactly after possible disassembly of the rotary tables 10, a tuning plate 23 is provided which is ground to the exact required dimension. This adjustment of the center distance takes place when the machining center is started up (see FIGS. 6 and 7).
The orientation of the workpiece pallets 8 on the machining side on the rotary tables 10 and on those 8 ′ on the depositing tables 18 is carried out by hardened and ground face toothed rings 15. These are used to orient the workpiece pallets 8, 8 ′ very precisely; on the other hand, they are sensitive to dirt. During processing and when changing pallets, these facing toothed rings.15 are perfectly protected against chips and coolant by a labyrinth 24.
The labyrinth 24 is arranged on the edge of the table 9. It runs perpendicular to the plane of the table 9. The protection can be implemented for the reason that the workpiece pallets 8 on the machining side do not perform any translatory movements during machining.
With the machining center described above, two or more identical workpieces can be automatically machined simultaneously by two or more tools. The tools can go through the factory simultaneously.
tool feeder can be replaced. After a workpiece set has been processed, the processed workpieces are automatically replaced by the pallet changer.