CH695486A5

CH695486A5 - Revolving transfer machine e.g. for work turning and cutting etc, uses direct drive rotary table rotatable relative to fixed base

Info

Publication number: CH695486A5
Application number: CH02276/01A
Authority: CH
Inventors: Hans Daniel Borer
Original assignee: Hug Maschinenfabrik Ag
Priority date: 2001-12-13
Filing date: 2001-12-13
Publication date: 2006-06-15

Abstract

A revolving-type transfer machine has a fixed base (2) for holding a number of processing units (6) and a rotary table (8) turning relative to the base with a rotary plate (10), The table (8) has a direct drive and a device for exact angular positioning and fixing of the table (8) and in which the rotary plate (10) has work holder devices with revs-controlled work spindles (9). For fixing the rotary table (8) a hydraulically actuated clamping device is provided.

Description

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Beschreibung description

[0001] Die Erfindung betrifft eine Rundtaktmaschine nach Patentanspruch 1. The invention relates to a rotary indexing machine according to claim 1.

[0002] Rundtaktmaschinen sind Werkzeugmaschinen, die einen um eine vertikale Schaltachse drehbaren Drehtisch mit einem Drehteller aufweisen, auf dem eine Anzahl von Werkstückaufnahmevorrichtungen im Kreis angeordnet sind. Am Umfang des Drehtisches ist üblicherweise eine gleiche Anzahl von Werkstückbearbeitungseinheiten ortsfest angebracht. Zur Bearbeitung der Werkstücke wird dabei der Drehtisch von einer Werkstückbearbeitungseinheit zur nächsten weitergedreht bzw. weitergetaktet. Ein einzelnes Werkstück kann so stufenweise zur Weiterbearbeitung an die nächste Werkstückbearbeitungseinheit «weitergereicht» werden. In den Werkstückbearbeitungseinheiten kann so die Gesamtheit aller Werkstücke gleichzeitig auf verschiedenen Bearbeitungsstufen bearbeitet werden. Rotary transfer machines are machine tools that have a turntable rotatable about a vertical axis axis turntable with a turntable on which a number of workpiece receiving devices are arranged in a circle. At the periphery of the turntable usually an equal number of workpiece machining units is fixedly mounted. For machining the workpieces while the turntable is further rotated from a workpiece processing unit to the next or weiterergetaktet. A single workpiece can be "passed on" step by step to the next workpiece processing unit for further processing. In the workpiece processing units so the entirety of all workpieces can be processed simultaneously at different processing stages.

[0003] Das Weitertakten des drehbaren Drehtisches von einer Bearbeitungsposition zur nächsten erfordert, dass der Drehtisch in den jeweiligen Bearbeitungspositionen fixierbar bzw. arretierbar ist. Diese Fixierung muss mit hoher Winkelgenauigkeit erfolgen. Die Werkstückaufnahmevorrichtungen (zum Teil in der Literatur auch Satelliten genannt) können selbst wiederum über eine Achse verfügen, in denen die jeweiligen Werkstücke zur Bearbeitung fest oder drehbar gehalten werden. Sind die Werkstücke drehbar gehalten, aber zur Bearbeitung in einer bestimmten Winkelposition vorgesehen, so müssen naturgemäss auch die Satellitendrehachsen mit hoher Winkelgenauigkeit fixierbar sein. The indexing of the rotary turntable from one processing position to the next requires that the turntable in the respective processing positions can be fixed or locked. This fixation must be done with high angular accuracy. The workpiece receiving devices (sometimes referred to in the literature as satellites) may in turn have an axis in which the respective workpieces are held fixed or rotatable for processing. If the workpieces are rotatably supported, but provided for machining in a certain angular position, the satellite axes of rotation must of course also be fixable with high angular accuracy.

[0004] Rundtaktmaschinen gängiger Bauart haben deshalb meist Mittel zur genauen Winkelpositionierung und Fixierung des Drehtellers und/oder der auf dem Drehteller angebrachten Werkstückaufnahmevorrichtungen. Rotary transfer machines common design therefore usually have means for accurate angular positioning and fixation of the turntable and / or attached to the turntable workpiece receiving devices.

[0005] Die WO 99/43 464 beschreibt eine derartige Rundtaktmaschine bei der als Hauptantriebsmotor ein hochdynamischer Torque-Motor für den Direktantrieb des Drehtisches verwendet wird. Die Maschine hat zudem eine Messvorrichtung zur Winkelpositionsmessung des Drehtisches sowie eine Positions- und Geschwindigkeitsregelung für den Drehtisch, mit der eine sehr hohe Laststeifigkeit erreicht wird. In der Folge ist ein Festklemmen des Drehtisches in den jeweiligen Schaltpositionen nicht mehr nötig. Die Werkstückaufnahmevorrichtungen sind mittels Satellitenantriebsvorrichtungen um jeweilig senkrecht angeordnete Satellitenachsen drehbar. Die Satellitenantriebsvorrichtungen dienen jedoch lediglich einer Grobpositionierung der Satelliten während des Drehens des Drehtisches um die Schaltachse. Am oberen Ende der Satellitenwelle ist eine Spannvorrichtung zum Aufspannen eines oder mehrerer Werkstücke fest an der Satellitenwelle angeordnet. Die Feinpositionierung der Satellitenachse erfolgt über eine zuschaltbare und vertikal zustellbare Hirth-Verzahnung. Mittels der Hirth-Verzahnung erfolgt eine Arretierung der Satellitenachse gegenüber einem mittleren Abschnitt der Basiseinheit, also gegenüber einem ortsfesten Teil der Rundtaktmaschine: Diese Lösung hat den Nachteil, dass für die präzise Winkelpositionierung der Werkstückaufnahmevorrichtungen wichtige Zeit, die für das Zustellen und Lösen der Hirth-Verzahnung gebraucht wird, auf Kosten der Bearbeitungszeit verloren geht. Die erreichbare mechanische Genauigkeit (Wiederholgenauigkeit) liegt bei +/- 3 Winkelsekunden. Ebenso können infolge der speziellen Ausgestaltung der Werkstückaufnahmevorrichtungen nur Werkstücke bestimmter Formen bearbeitet werden. Dadurch weist diese Maschine insgesamt eine relativ geringe Effizienz und wenig Flexibilität auf. WO 99/43 464 describes such a rotary transfer machine in which a highly dynamic torque motor for the direct drive of the turntable is used as the main drive motor. The machine also has a measuring device for angular position measurement of the turntable and a position and speed control for the turntable, with which a very high load rigidity is achieved. As a result, a clamping of the turntable in the respective switching positions is no longer necessary. The workpiece receiving devices are rotatable by means of satellite drive devices about respective vertically arranged satellite axes. However, the satellite propulsion devices only serve to roughly position the satellites while rotating the turntable about the indexing axis. At the upper end of the satellite shaft, a tensioning device for clamping one or more workpieces is fixedly arranged on the satellite shaft. The fine positioning of the satellite axis takes place via a switchable and vertically deliverable Hirth serration. By means of the Hirth toothing, the satellite axis is locked relative to a central portion of the base unit, ie opposite a fixed part of the rotary indexing machine. This solution has the disadvantage that important time is required for the precise angular positioning of the workpiece receiving devices. Gearing is needed at the expense of processing time is lost. The achievable mechanical accuracy (repeatability) is +/- 3 arcseconds. Likewise, only workpieces of certain shapes can be processed due to the special design of the workpiece receiving devices. As a result, this machine has a relatively low overall efficiency and little flexibility.

[0006] Eine weitere neuere Lösung einer Rundtaktmaschine für Dreh- und Nacharbeit vom Typ «Transturn TT312» ist aus einem Informationsprospekt der Firma Wirth & Gruffat bekannt. Für den Drehtisch wird anscheinend ebenfalls ein Direktantrieb eingesetzt. Die Feinpositionierung des Drehtellers erfolgt hier über eine dreifache Hirth-Verzahnung. Somit besteht auch hier der Nachteil, dass Zeit, die für das Zustellen und Lösen der Hirth-Verzahnung gebraucht wird, auf Kosten der Bearbeitungszeit verloren geht. Zudem gibt es infolge der Hirth-Verzahnung einen Grenzwert für die erreichbare Indexiergenauigkeit bzw. für die Wiederholgenauigkeit bei der Positionierung des Drehtellers, der bei etwa +/- 3 Winkelsekunden liegt. Bei der Transturn TT312 sind die Werkstückaufnahmevorrichtungen jedoch als sogenannte «C-Achsen» ausgebildet. Dieser aus dem Gebiet der NC-Maschinen stammende Begriff bezeichnet eine angetriebene Achse, die üblicherweise bezüglich Winkelgeschwindigkeit und/oder Winkelposition Steuer- oder regelbar ist. Die C-Achsen der TT312 sind so ausgebildet, dass Spindelbetrieb von 0-6000 U/Min. möglich ist. Mittel zur Winkelpositionssteuerung oder Regelung sind den technischen Daten nicht zu entnehmen, dennoch wird aber darauf hingewiesen, dass die Maschine für klassische Bearbeitungen wie Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden etc. geeignet sei. Mittel zur individuellen Arretierbarkeit der C-Achsen werden ebenfalls nicht erwähnt, so dass unklar bleibt, mit welchen Mitteln die Eignung für die genannten Bearbeitungsarten erreicht wird. Da auch bei dieser Maschine eine Hirth-Verzahnung eingesetzt wird, resultiert dies insgesamt wiederum in einer relativ geringen Effizienz bezüglich der Indexierzeit. Another recent solution of a rotary transfer machine for lathe and rework of the type «Transturn TT312» is known from an information brochure of the company Wirth & Gruffat. For the turntable apparently also a direct drive is used. The fine positioning of the turntable is done here via a triple Hirth toothing. Thus, there is also the disadvantage here that time that is needed for the delivery and release of the Hirth toothing is lost at the expense of processing time. In addition, there is a limit for the achievable Indexiergenauigkeit or for the repeatability of the positioning of the turntable due to the Hirth toothing, which is about +/- 3 arc seconds. With the Transturn TT312, however, the workpiece receiving devices are designed as so-called "C-axes". This originating from the field of NC machines term refers to a driven axle, which is usually controlled or regulated with respect to angular velocity and / or angular position. The TT312 C-axes are designed to allow spindle operation from 0-6000 rpm. is possible. Means for angular position control or regulation can not be found in the technical data, but it is nevertheless pointed out that the machine is suitable for conventional machining operations such as milling, drilling, thread cutting, etc. Means for individual lockability of the C-axes are also not mentioned, so that it remains unclear by what means the suitability for the mentioned types of processing is achieved. Since Hirth serration is also used in this machine, this in turn results in a relatively low indexing time efficiency.

[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Rundtaktmaschine anzugeben, die bezüglich Flexibilität und Effizienz eine Verbesserung darstellt und die insbesondere in Bezug auf die Eignung hinsichtlich einer Vielzahl von klassischen Bearbeitungsmethoden wie Drehen, Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden etc. optimale Verhältnisse schafft. The object of the present invention is to provide a rotary transfer machine, which is an improvement in terms of flexibility and efficiency and which creates optimum conditions, in particular with regard to the suitability in terms of a variety of classical machining methods such as turning, milling, drilling, tapping, etc.

[0008] Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 genannten Merkmale gelöst. This object is solved by the features mentioned in claim 1.

[0009] Die Lösung der Aufgabe beinhaltet, dass man bei der Vorrichtung zur genauen Winkelpositionierung und Fixierung des Drehtisches auf die gängige Lösung mit einer Hirth-Verzahnung verzichtet und eine hydraulisch betätigbare Klemmvorrichtung einsetzt. The solution to the problem that dispenses with the device for precise angular positioning and fixation of the turntable on the standard solution with a Hirth toothing and uses a hydraulically actuated clamping device.

[0010] Bearbeitungsmethoden wie Fräsen erfordern eine sehr stabile und insbesondere schwingungsfreie oder sehr schwingungsarme Fixierung des Werkstückes während des Bearbeitungsprozesses. Es hat sich gezeigt, dass hydraulisch betätigbare Klemmeinrichtungen für die Rotationsachsen hier wesentliche Verbesserungen bringen. Da diese Forderung für eine universell und flexibel einsetzbare Rundtaktmaschine nicht nur für den Hauptantrieb zu erfüllen ist, werden vorteilhaft für die Fixierung der Werkstückspindeln der Werkstückaufnahmevorrichtung hydraulisch betätigbare Klemmhülsen eingesetzt. Machining methods such as milling require a very stable and in particular vibration-free or very low vibration fixation of the workpiece during the machining process. It has been found that hydraulically actuated clamping devices for the axes of rotation bring here significant improvements. Since this requirement is not only to be met for a universal and flexible rotary transfer machine for the main drive, hydraulically actuated clamping sleeves are advantageously used for the fixation of the workpiece spindles of the workpiece receiving device.

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[0011] Die Flexibilität einer Rundtaktmaschine wird natürlich wesentlich erhöht, wenn sowohl für die Winkelpositionierung des Drehtisches wie auch für die Winkelpositionierung der Werkstückspindeln elektronische Winkelpositionsmess-und Regelsysteme vorhanden sind. Da bei universellen Maschinen sowohl der sog. «Teilapparatebetrieb» als auch der Spindelbetrieb der Werkstückaufnahmevorrichtungen möglich sein muss, ist das Regelungssystem der Werkstückspindeln üblicherweise nicht nur für eine Winkelpositions-, sondern auch für eine Winkelgeschwindigkeitsregelung ausgelegt. Die durchgängige realisierte Kombination von Winkelpositionsmess- und Regelsystemen mit hydraulisch betätigbaren Klemmeinrichtungen bei den positionierbaren Drehachsen ergibt den Vorteil, dass sowohl Indexierung und Fixierung des Drehtisches wie auch Neueinstellungen und Fixierungen im Teilapparatebetrieb der Werkstückaufnahmevorrichtungen effizient und ohne zeitraubende Feineinstellungen mittels einer Hirth-Verzahnung vorgenommen werden können. The flexibility of a rotary indexing machine is of course substantially increased if both the angular positioning of the turntable and the angular positioning of the workpiece spindles electronic Winkelpositionsmess and control systems are available. Since in the case of universal machines both the so-called "dividing attachment operation" and the spindle operation of the workpiece receiving devices must be possible, the control system of the workpiece spindles is usually designed not only for angular position control but also for angular velocity control. The continuous realized combination of Winkelpositionsmess- and control systems with hydraulically actuated clamping devices in the positionable rotary axes has the advantage that both indexing and fixation of the turntable as well as new settings and fixations in the dividing unit operation of the workpiece receiving devices can be made efficiently and without time-consuming fine adjustments by means of a Hirth toothing ,

[0012] Versuche haben gezeigt, dass unter Verwendung heute handelsüblicher Antriebsmotoren, Winkelmesssysteme, Regeleinrichtungen und hydraulisch betätigbarer Klemmeinrichtungen die erreichbare Wiederholgenauigkeit für die Positionierung des Drehtisches unter +/- 1 Winkelsekunde liegt und üblicherweise sogar Werte von +/- 0.5 Winkelsekunden erreicht werden. Bei den Spindelachsen liegen die entsprechenden Werte bei +/- 2 Winkelsekunden bzw. +/- 1 Winkelsekunde. Experiments have shown that using today commercially available drive motors, angle measuring systems, control devices and hydraulically actuated clamping devices the achievable repeatability for the positioning of the turntable is less than +/- 1 arcseconds and usually even values of +/- 0.5 arcseconds can be achieved. For the spindle axes, the corresponding values are +/- 2 arc seconds or +/- 1 arcseconds.

[0013] Weitere Flexibilitäts- und Effizienzsteigerungen lassen sich durch zusätzliche Massnahmen erreichen. So können beispielsweise die Werkstückaufnahmevorrichtungen (als ganze Einheiten) austauschbar sein oder es können an den Werkstückaufnahmevorrichtungen Spannsysteme eingesetzt werden, die in Kombination (Werkstückaufnahmevorrichtung mit Spannsystem) ein wiederholgenaues Einsetzen der Spannsysteme sowohl bezüglich Positionierung in achsialer Richtung als auch bezüglich Positionierung in Drehrichtung erlauben. Werden dazu geeignete (und an sich bekannte) Spannsysteme verwendet, so erleichtert dies zudem auch die Weitergabe an andere Werkstückbearbeitungsmaschinen, was wiederum die gesamte Durchlaufzeit zur Herstellung eines Werkstückes beträchtlich verkleinern kann. Mit derartigen Systemen lassen sich Wiederholgenauigkeiten von besser als +/- 0.002 mm (Positionierung in achsialer Richtung) bzw. besser als +/-3 Winkelsekunden (Positionierung in Drehrichtung) erreichen. Further increases in flexibility and efficiency can be achieved by additional measures. Thus, for example, the workpiece receiving devices (as whole units) can be interchangeable or clamping systems can be used on the workpiece receiving devices that allow in combination (workpiece receiving device with clamping system) a repeatable insertion of the clamping systems both with respect to positioning in the axial direction as well as positioning in the direction of rotation. If suitable (and known per se) clamping systems are used, this also facilitates the transfer to other workpiece processing machines, which in turn can considerably reduce the overall throughput time for producing a workpiece. Repeat accuracies of better than +/- 0.002 mm (positioning in the axial direction) or better than +/- 3 angular seconds (positioning in the direction of rotation) can be achieved with such systems.

[0014] Ausserdem sind die Bearbeitungseinheiten vorteilhaft mit 3 orthogonal zueinander angeordneten Bearbeitungsachsen ausgeführt. Auf diese Weise wird grösstmögliche Flexibilität für den Einsatz als Mehrstationen Dreh-, Fräs- und Bohrzentrum erreicht. Im Weiteren ist vorgesehen, dass die Bearbeitungseinheiten sowohl zur radialen als auch zur achsialen Bearbeitung von Werkstücken eingesetzt werden können. In addition, the processing units are advantageously carried out with 3 orthogonally arranged processing axes. In this way, the greatest possible flexibility is achieved for use as a multi-station turning, milling and drilling center. Furthermore, it is provided that the machining units can be used both for radial and axial machining of workpieces.

[0015] Wesentlich zum Erreichen einer möglichst grossen Flexibilität ist auch eine Ausführungsweise, bei der die Zuleitung der elektrischen Signale zur Steuerung und Regelung der Werkstückspindeln bzw. der Werkstückaufnahmevorrichtungen über Schleifringe geführt wird. Es wird angestrebt, dass möglichst wenig oder gar keine Steuerungselektronik auf dem Drehtisch selber angeordnet ist, dies nicht nur wegen der üblicherweise schlechten Zugänglichkeit zwecks Wartung sondern auch wegen der Reduktion der zu bewegenden Massen. Die Schleifringe sind deshalb vorteilhaft an einer Schleifringsäule über dem Drehteller angeordnet. Essential for achieving the greatest possible flexibility is also an embodiment in which the supply of electrical signals for controlling and regulating the workpiece spindles or the workpiece receiving devices is guided via slip rings. It is desirable that as little or no electronic control unit is arranged on the turntable itself, not only because of the usually poor accessibility for the purpose of maintenance but also because of the reduction of the masses to be moved. The slip rings are therefore advantageously arranged on a slip ring column on the turntable.

[0016] Selbstverständlich muss zur Erreichung der angegebenen Ziele eine Steuervorrichtung zur Steuerung des Drehtisches, der Bearbeitungseinheiten, der Werkstückspindeln und der hydraulischen Klemmeinrichtungen vorhanden sein. Die Steuerungsfunktionen der Steuervorrichtung müssen eine flexible Steuerung der genannten Funktionen erlauben, um einen Einsatz der erfindungsgemässen Rundtaktmaschine als Mehrstationen- Dreh-, Fräs- und Bohrzentrum sicherzustellen. Insbesondere muss die eingesetzte Software in der Lage sein, Parameterübergaben (von einer Bearbeitungseinheit an die nächste) verarbeiten zu können. Da heute für solche Steuerungszwecke vielfach bereits gängige Hardware und Software eingesetzt wird, beispielsweise das System SINUMERIK von Siemens, wird davon ausgegangen, dass die notwendigen Komponenten und Funktionen dem Fachmann bekannt sind. Deshalb wird im Folgenden auf detaillierte Erläuterungen zu den Steuerungsfunktionen verzichtet. Of course, to achieve the stated objectives, a control device for controlling the turntable, the processing units, the workpiece spindles and the hydraulic clamping devices must be present. The control functions of the control device must allow flexible control of said functions in order to ensure use of the rotary indexing machine according to the invention as a multi-station turning, milling and drilling center. In particular, the software used must be able to process parameter transfers (from one processing unit to the next). Since common hardware and software are often already used today for such control purposes, for example the SINUMERIK system from Siemens, it is assumed that the necessary components and functions are known to the person skilled in the art. Therefore, detailed explanations of the control functions will be omitted below.

[0017] Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erklärt. Es zeigen In the following the invention will be explained with reference to an embodiment. Show it

Fig. 1 eine Rundtaktmaschine in räumlicher Darstellung, teilweise ohne Maschinenhaube, 1 is a rotary transfer machine in a spatial representation, partially without machine hood,

Fig. 2 eine Rundtaktmaschine gemäss Fig. 1 in einem Vertikalschnitt, 2 shows a rotary indexing machine according to FIG. 1 in a vertical section, FIG.

Fig. 3 einen teilweisen Vertikalschnitt durch einen Drehtisch mit aufgesetztem Gehäuse mit zwei darin eingesetzten Werkstückspindeln, und Fig. 3 is a partial vertical section through a turntable with attached housing with two workpiece spindles inserted therein, and

Fig. 4 ein Längsschnitt durch eine Werkstückspindel. Fig. 4 is a longitudinal section through a workpiece spindle.

[0018] Die Fig. 1 zeigt eine Rundtaktmaschine in räumlicher Darstellung, etwa zur Hälfte ohne Maschinenhaube 1. Ein Maschinensockel 2 aus Polymerbeton mit besten Dämpfungseigenschaften und guter Stabilität sorgt für optimale AbStützung der Maschine. Der Maschinensockel 2 ist dabei so ausgeführt, dass die Späne ins Zentrum geführt und durch eine horizontale Aussparung mit einem Späneförderer abtransportiert werden können. Um den Maschinensockel 2 ist ein Auffangblech 3 befestigt, welches das Kühlmittel in das Zentrum der Maschine zurückführt. Fig. 1 shows a rotary transfer machine in a three-dimensional view, about half without a machine hood 1. A machine base 2 made of polymer concrete with best damping properties and good stability ensures optimal support of the machine. The machine base 2 is designed so that the chips can be guided to the center and transported away by a horizontal recess with a chip conveyor. To the machine base 2, a collecting plate 3 is fixed, which returns the coolant in the center of the machine.

[0019] Die kreisrunde Maschinenhaube 1 dient zur vollständigen Kapselung der Rundtaktmaschine, sie ist in das Auffangblech 3 gestellt und an einem Kabelträger 4 befestigt. Der Kabelträger 4 ist mit fünf vertikalen Profilen an einem Einheitenträger 5 befestigt, wobei der Einheitenträger 5 seinerseits wiederum am Maschinensockel 2 befestigt ist. The circular machine hood 1 is used for complete encapsulation of the rotary transfer machine, it is placed in the collecting plate 3 and attached to a cable carrier 4. The cable carrier 4 is fixed with five vertical profiles on a unit carrier 5, wherein the unit carrier 5 in turn is secured to the machine base 2.

[0020] Aussen am Umfang des Maschinensockels 2 sind gegen das Zentrum hin gerichtete Bearbeitungseinheiten 6 angebracht. Mit den Bearbeitungseinheiten 6 können Werkstücke achsiai bearbeitet werden. Mit weiteren Bearbeitungseinheiten 6', die von dem Einheitenträger 5 gestützt werden, können die Werkstücke radial bearbeitet werden. Der Ka- Outside on the circumference of the machine base 2 directed towards the center machining units 6 are attached. With the processing units 6 workpieces achsiai can be edited. With further processing units 6 ', which are supported by the unit carrier 5, the workpieces can be processed radially. The Ka

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beiträger 4 dient zur Zuführung von Kabeln zu den Bearbeitungseinheiten 6, 6' zwecks elektrischer Energieversorgung und Steuerung. Die Bearbeitungseinheiten 6, 6' sind dabei vorzugsweise als (möglicherweise sogar standardisierte) 3-Achs-Einheiten ausgebildet und können wahlweise entweder zur radialen Bearbeitung am Einheitenträger 5 oder zur achsialen Bearbeitung am Maschinensockel 2 angebracht werden. Zum Zweck der Befestigung sind die Bearbeitungseinheiten 6, 6' mit Anschraubflächen 7 versehen. Da die Bearbeitungseinheiten 6, 6' von gleicher Bauweise sein können, verbessert sich die Austauschbarkeit und die Konstruktion der Rundtaktmaschine vereinfacht sich. The carrier 4 is used to supply cables to the processing units 6, 6 'for the purpose of electrical power supply and control. The processing units 6, 6 'are preferably designed as (possibly even standardized) 3-axis units and can optionally be attached either to the radial processing on the unit carrier 5 or for axial machining on the machine base 2. For the purpose of attachment, the processing units 6, 6 'are provided with attachment surfaces 7. Since the processing units 6, 6 'can be of the same construction, the interchangeability improves and the construction of the rotary transfer machine is simplified.

[0021] Die Bearbeitungseinheiten 6, 6' ihrerseits haben 3 translatorische Linearachsen zur Verstellung in X-, Y- und Z-Richtung. Sie können mit einer Spindel für Fräs- und Bohrarbeiten, oder mit festen Werkzeugen, in der Art eines Linearrevolvers, für Drehoperationen bestückt werden. The processing units 6, 6 'in turn have 3 translational linear axes for adjustment in the X, Y and Z directions. They can be equipped with a spindle for milling and drilling work, or with fixed tools, in the manner of a linear turret, for turning operations.

[0022] Zentrisch gelagert auf dem Maschinensockel 2 befindet sich ein Drehtisch 8. Auf dem Drehtisch 8 sind in kreisförmiger Anordnung Werkstückaufnahmevorrichtungen, die als Werkstückspindeln 9 ausgebildet sind, angebracht. Centrally mounted on the machine base 2 is a turntable 8. On the turntable 8 are in a circular arrangement workpiece receiving devices, which are designed as workpiece spindles 9, attached.

[0023] Die Fig. 2 zeigt die Rundtaktmaschine gemäss Fig. 1 in einem Vertikalschnitt. Der Drehtisch 8 beinhaltet einen Drehteller 10, der mit einem kippsteifen Kreuzrollenlager 11 zentrisch und mit hoher Rundlaufgenauigkeit im Maschinensockel 2 gelagert ist. Der Drehteller 10 dient zur Aufnahme von 10 Werkstückspindeln 9. Je nach Grösse und Bauweise der Rundtaktmaschine kann es natürlich auch eine andere Anzahl von Werkstückspindeln sein, beispielsweise 8, 12 oder 16. Der Drehtisch 8 wird dabei von einem hochdynamischen Torque-Motor 12 angetrieben. Zur genauen Positionierung wird ein hochauflösendes Messsystem 13 verwendet. Eine Drehdurchführung 14 im Zentrum des Drehtisches 8 verteilt die Hydraulik, Kühlmittel und Luft auf die Werkstückspindeln 9. Während der Bearbeitung wird der Drehtisch 8 mit einem hydraulisch beaufschlagten Klemmring 15 (siehe Fig. 3) fixiert. Damit wird eine Positionsabweichung des Drehtisches 8 verhindert. 2 shows the rotary indexing machine according to FIG. 1 in a vertical section. The turntable 8 includes a turntable 10 which is mounted with a tilt-rigid cross roller bearing 11 centrally and with high concentricity in the machine base 2. Depending on the size and design of the rotary transfer machine, it may of course also be a different number of workpiece spindles, for example 8, 12 or 16. The turntable 8 is driven by a highly dynamic torque motor 12. For accurate positioning, a high-resolution measuring system 13 is used. A rotary feedthrough 14 in the center of the turntable 8 distributes the hydraulics, coolant and air to the workpiece spindles 9. During machining, the turntable 8 is fixed with a hydraulically loaded clamping ring 15 (see FIG. 3). Thus, a positional deviation of the turntable 8 is prevented.

[0024] Im Weiteren zeigt die Fig. 2 noch Teile der Zuführung der elektrischen Leistung und der Datensignale zu den Werkstückspindeln 9. Diese erfolgt über einen im Zentrum des Kabelträgers 4 befestigten stationären Teil einer Schleifringsäule 16. Die Schleifringsäule mit den Schleifringen ist somit über dem Drehteller 10 angeordnet. Am rotierenden Teil der Schleifringsäule 16 sind Kabelausgänge in der Höhe der Werkstückspindeln 9 radial angebracht. Dadurch können die Leitungsstränge zu den Werkstückspindeln sehr kurz gehalten werden und die Bauweise ermöglicht unbegrenzte und kontinuierliche Drehbewegungen des Drehtisches, weil die Leitungsstränge sich nicht verwinden können. 2 shows still parts of the supply of electrical power and the data signals to the workpiece spindles 9. This is done via a mounted in the center of the cable carrier 4 stationary part of a slip ring column 16. The slip ring column with the slip rings is thus over the Turntable 10 is arranged. On the rotating part of the slip ring column 16 cable exits are mounted radially in the height of the workpiece spindles 9. As a result, the line strands to the workpiece spindles can be kept very short and the design allows unlimited and continuous rotational movements of the turntable, because the strands of wire can not be twisted.

[0025] Angedeutet ist weiterhin eine zentrale Leitungszuführung 17 über die die Rundtaktmaschine von einer zentralen Steuervorrichtung 18 gesteuert wird. Als Steuervorrichtung 18 kann ein gängiges System, wie beispielsweise das SINU-MERIK-System von Siemens eingesetzt werden. Also indicated is a central supply line 17 via which the rotary indexing machine is controlled by a central control device 18. As a control device 18, a common system, such as the SINU-MERIK system from Siemens can be used.

[0026] Die Fig. 3 zeigt noch einen teilweisen Vertikalschnitt durch den Drehtisch 8 mit einem darauf aufgeschraubten Gehäuse 19 in das die Werkstückspindeln sternförmig einsetzbar sind. Im dargestellten Beispiel sind zwei Werkstückspindeln 9 horizontal angeordnet und in das Gehäuse 19 eingesetzt. Der Drehteller 10 und das Gehäuse 19 weisen eine sehr hohe Steifigkeit zur Aufnahme der Bearbeitungskräfte auf. 3 shows a partial vertical section through the turntable 8 with a housing 19 screwed thereon into which the workpiece spindles can be inserted in a star shape. In the example shown, two workpiece spindles 9 are arranged horizontally and inserted into the housing 19. The turntable 10 and the housing 19 have a very high rigidity for receiving the machining forces.

[0027] Schliesslich zeigt die Fig. 4 noch einen Längsschnitt durch eine Werkstückspindel 9. Die Werkstückspindel wird beispielsweise von einem wassergekühlten Einbaumotor 20 angetrieben. Mit einer hydraulisch beaufschlagbaren Klemmhülse 21 wird die Werkstückspindel fixiert. Damit wird eine Positionsabweichung der Werkstückspindel verhindert. Zur genauen Positionierung wird ein weiteres hochauflösendes Messsystem 22 verwendet. Zur hydraulischen Betätigung einer Werkstückaufnahmevorrichtung ist eine weitere Drehdurchführung 23 vorhanden. Finally, Fig. 4 shows a longitudinal section through a workpiece spindle 9. The workpiece spindle is driven for example by a water-cooled built-in motor 20. With a hydraulically actuated clamping sleeve 21, the workpiece spindle is fixed. This prevents a positional deviation of the workpiece spindle. For accurate positioning, another high resolution measuring system 22 is used. For the hydraulic actuation of a workpiece receiving device, a further rotary feedthrough 23 is present.

[0028] Die Werkstückspindel 9 ist zudem so ausgeführt, dass Werkstückaufnahmevorrichtungen modular eingesetzt werden können. So können Werkstückaufnahmen beispielsweise in den folgenden Varianten verwendet werden: The workpiece spindle 9 is also designed so that workpiece receiving devices can be used modularly. For example, workpiece holders can be used in the following variants:

A) Werkstückaufnahmen mit Palettensystem für bereits vorgespannte Werkstücke, z.B. mit einem handelsüblichen EROWA-Spannfutter. A) Workpiece fixtures with pallet system for already prestressed workpieces, e.g. with a commercially available EROWA chuck.

B) Werkstückaufnahmen mit Spannzangen zur Bearbeitung von Stangenmaterial, z.B. handelsübliche Spannsysteme von HAINBUCH. B) Workpiece holders with collets for processing bar stock, e.g. Commercially available clamping systems from HAINBUCH.

C) Werkstückaufnahmen mit Backenfutter zur Bearbeitung kubischer Werkstücke, z.B. handelsübliche 2-Backenfutter der Firma RÖHM. C) workpiece holders with jaw chuck for machining cubic workpieces, e.g. Commercially available 2-jaw chucks from RÖHM.

[0029] Die Werkstückspindeln 9 können zur Erfüllung der vielfältigen Anforderungen in zwei Betriebsarten betrieben werden. Zum Ersten ist dies der sogenannte Spindelbetrieb als Drehspindel, der Dreharbeiten ermöglicht. Zum Zweiten ist dies der sogenannte C-Achsbetrieb oder Betrieb als Teilapparat, was auch Fräs- und Bohrarbeiten und dergleichen ermöglicht. Im Unterschied zum Spindelbetrieb kann hier die Achse der Werkstückspindel in einer beliebigen Winkelposition angehalten und fixiert werden. Die beiden Betriebsarten erfordern, dass sowohl ein Geschwindigkeits-ais auch eine Winkelpositionsregelung vorhanden ist. The workpiece spindles 9 can be operated to meet the diverse requirements in two modes. First, this is the so-called spindle operation as a rotary spindle, which allows shooting. Second, this is the so-called C-axis operation or operation as a dividing apparatus, which also allows milling and drilling and the like. In contrast to spindle operation, here the axis of the workpiece spindle can be stopped and fixed in any desired angular position. The two modes require that both velocity and angular position control be present.

[0030] In einer weiteren Ausgestaltung der Werkstückspindeln 9 können dieselben auch noch so ausgebildet sein, dass die Werkstückaufnahmevorrichtungen für den Einsatz von speziellen Spannsystemen zum repetiergenauen Einsetzen sowohl bezüglich Positionierung in achsialer Richtung als auch bezüglich Positionierung in Drehrichtung geeignet sind. Derartige Systeme sind an sich ebenfalls bekannt. Sie ermöglichen die positioniergenaue Weitergabe derartiger Spannsysteme inklusive der darin eingespannten Werkstücke zwecks Weiterbearbeitung an andere Werkstückbearbeitungsmaschinen. Es hat sich gezeigt, dass mit derartigen Systemen Wiederholgenauigkeiten bezüglich Positionierung von besser als +/- 0.002 mm (Positionierung in achsialer Richtung) bzw. besser als +/- 3 Winkelsekunden (Positionierung in Drehrichtung) erreichbar sind. In a further embodiment of the workpiece spindles 9, the same can also be designed so that the workpiece receiving devices for the use of special clamping systems for repetiergenauen insertion both with respect to positioning in the axial direction and with respect to positioning in the direction of rotation are suitable. Such systems are also known per se. They enable the precise positioning of such clamping systems including the workpieces clamped therein for further processing on other workpiece processing machines. It has been shown that with such systems repeatability in terms of positioning better than +/- 0.002 mm (positioning in the axial direction) or better than +/- 3 arc seconds (positioning in the direction of rotation) can be achieved.

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Claims

CH 695 486 A5 Overall, the described construction method of the rotary transfer machine enables a wide variety of processing options. This results in particular from the different operating possibilities of the spindle axes (spindle operation and dividing unit operation) as well as the low tendency to undesired vibrations due to the use of hydraulic clamping devices. The possibilities of the control in turn allow the indexing of the respective individual workpiece spindle axes, which are assigned to the respective fixed machining units 6, 6 ', as the turntable 10 advances, as well as the delivery of the respective previously machined workpiece spindle axes. The indexing of the turntable 8 can thus be carried out synchronously with the indexing of the respective axis or axis data entered in the "axis container". It has been found that can be achieved with a rotary transfer machine of the type disclosed repeatability in terms of the positioning of the turntable of better than +/- 1 arc second and even to +/- 0.5 arc seconds. The stated values designate the achieved accuracy after successful positioning of the turntable 8 with the position control and subsequent fixation by means of the hydraulic clamping ring 15. These values, as mentioned, are achieved without the use of a Hirth toothing. It has further been shown that with a rotary transfer machine of the type disclosed repeat accuracies with respect to the positioning of the workpiece spindles of better than +/- 2 arc seconds and even can reach +/- 1 angle second. The indicated values designate the achieved accuracy after successful positioning of the workpiece spindle 9 with the associated position control and subsequent fixation by means of the hydraulic clamping sleeve 21. The abovementioned accuracy values are achievable if standard methods are used for the measuring systems for determining the angular position of the turntable and the workpiece spindles Products such as angle measuring systems from Heidenhain (eg type ERA 180/512) can be used. Of course, the angle measuring systems must allow for measuring accuracies which are at least equal to or better than the best values stated above. Another characteristic is the achievable Indexierzeit or the so-called entire turntable indexing. This refers to the time it takes to move and lock the turntable from one position to the next. It is composed of the time required by the position control and the time required to build up the hydraulic force in the hydraulic clamping ring. Here, too, it has been shown that indexing times of 0.8 seconds can be achieved with the usual components in a rotary indexing machine with 10 stations. A decisive advantage here, however, is that due to the no longer required Hirth toothing all necessary Zustellmanipulationen completely eliminated. Further increases in flexibility are possible by, for example, an automatic loading and unloading station (not shown) is provided. Thus, the workpieces to be machined and / or the clamping devices can be automatically fed or removed from the workpiece receiving devices. With regard to improved operator guidance, it is also possible to provide, for example, a revolving human-machine interface with touch-screen user guidance (likewise not shown). Reference numerals: [0037]

1

engine hood

2

machine base

3

drip tray

4

cable carriers

5

unit Base

6

processing unit

6 '

further processing unit

7

Anschraubflache

8th

turntable

9

Workpiece spindle

10

turntable

11

Crossed roller bearings

12

Torque motor

13

measuring system

14

Rotary union

15

Clamping ring (hydraulically actuated)

16. Rotary transfer machine according to one of the claims 1 to 15, characterized in that a rotating man-machine interface is present.

6

16

Slip ring column

17

line feed

18

control device

19

casing

20

built-in motor

21

Clamping sleeve (hydraulically actuated)

22

another measuring system

23

further rotary feedthrough

5

CH 695 486 A5

claims

1. Rotary indexing machine with a stationary, for holding a plurality of processing units (6, 6 ') formed machine base (2) and with respect to the machine base (2) about a vertical switching axis rotatable turntable (8) with a turntable (10), wherein the Turntable (8) has a direct drive and a device for accurate angular positioning and fixing of the turntable (8) is provided and wherein on the turntable (10) workpiece receiving devices with speed-controlled workpiece spindles (9) are mounted, characterized in that for fixing the turntable (8 ) a hydraulically actuable clamping device is present.

2. Rotary transfer machine according to claim 1, characterized in that the device for accurate angular positioning and fixing of the turntable includes an electronic Winkelpositionsmess- and control system.

3. rotary transfer machine according to claim 2, characterized in that in the combination of the electronic Winkelpositionsmess- and control system with a clamping ring (15) formed hydraulically actuated clamping device Repeat accuracy of the turntable (8) of equal or better +/- 1 angular second can be achieved.

4. rotary transfer machine according to one of the claims 1 to 3, characterized in that for each workpiece spindle (9), a further electronic Winkelpositionmess- and control system and an angular velocity measuring and control system is present.

5. rotary transfer machine according to claim 4, characterized in that for each workpiece spindle (9) a hydraulic clamping sleeve (21) for selective angular position fixation is present.

6. rotary transfer machine according to claim 5, characterized in that in the combination of further electronic Winkelpositionsmess- and control system per workpiece spindle (9) with the hydraulic clamping sleeve (21) per workpiece spindle (9) a repeatability of the respective workpiece spindle (9) of the same or better +/- 2 angular seconds is achievable.

7. rotary transfer machine according to one of the claims 1 to 6, characterized in that the workpiece receiving devices are designed to be interchangeable.

8. rotary transfer machine according to one of the claims 1 to 7, characterized in that the supply of drive and control signals to the workpiece spindles (9) via slip rings.

9. rotary transfer machine according to claim 8, characterized in that the slip rings are mounted on a slip ring column (16) which is arranged above the turntable (10).

10. rotary transfer machine according to one of the claims 1 to 9 with a central control device (18) for controlling the turntable (8), the processing units (6, 6 ') and the workpiece spindles (9), characterized in that the rotary transfer machine by means of the control functions of Control device (18) and hydraulic clamping devices can be used as a multi-station turning, milling and drilling center.

11. rotary transfer machine according to claim 10, characterized in that the control functions of the control device (18) are designed for short switching or indexing times of equal to or better than 1 second.

12. rotary transfer machine according to one of the claims 1 to 11, characterized in that the processing units have three orthogonal to each other arranged processing axes.

13. rotary transfer machine according to one of the claims 1 to 12, characterized in that the workpiece receiving devices clamping systems for repeated insertion both with respect to positioning in the axial direction and with respect to positioning in the direction of rotation, with which a repeatability better than +/- 0.002 mm or better than +/- 3 angular seconds is achievable.

14. Rotary transfer machine according to claim 13, characterized in that the clamping systems are designed for transfer to a further processing or handling machine.

15. rotary transfer machine according to claim 14, characterized in that an automatic loading and unloading station for the supply and removal of workpieces and / or clamping systems to or from the workpiece receiving devices is present.