DE102006015078A1

DE102006015078A1 - Zusammengesetzte Drehmaschine

Info

Publication number: DE102006015078A1
Application number: DE200610015078
Authority: DE
Inventors: Yukinaga Yamatokoriyama Sasazawa; Kazuhiko Yamatokoriyama Matsumoto; Tsutomu Yamatokoriyama Tokuma
Original assignee: Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2005-04-01
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2006-11-16
Anticipated expiration: 2026-04-01
Also published as: DE102006015078B4

Abstract

Um eine zusammengesetzte Drehmaschine zu schaffen, die das Überlappen der Bewegungsbereiche gestattet ohne Verminderung einer Lagerungssteifigkeit einer Werkzeugstütze und so eine erhöhte Bearbeitungsfähigkeit verwirklicht. Eine XY-Lagerungsebene A, durch die eine Werkzeugstütze 5 gelagert ist, um in Richtung einer X-Achse bewegbar zu sein, ist nicht-parallel zu einer XZ-Lagerungsebene B festgelegt, durch die eine dritte Spindel 6 gelagert wird, um in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein, und eine Achse der Bewegung in Richtung der X-Achse der Werkzeugstütze 5 ist in Richtung einer Y-Achse getrennt von einer Achse der Bewegung der dritten Spindel 6 in Richtung der X-Achse festgelegt.

Description

1. GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft eine zusammengesetzte Drehmaschine, enthaltend: einen ersten und einen zweiten Spindelstock, angeordnet auf einem Bett; eine Werkzeugstütze, angeordnet zwischen dem ersten und zweiten Spindelstock, um in Richtung einer X-Achse bewegbar zu sein, und eine dritte Spindel, angeordnet auf dem Bett, um in Richtung der X-Achse, in Richtung einer Y-Achse und in Richtung einer Z-Achse bewegbar zu sein.

2. BESCHREIBUNG DES ZUGEHÖRIGEN STANDES DER TECHNIK

Ein Beispiel einer zusammengesetzten Drehmaschine dieses Typs ist so aufgebaut, daß ein Spindelstock auf einem Bett angeordnet ist, und eine untere Werkzeugstütze und eine obere Werkzeugstütze sind an einer äußeren unteren Seite und einer inneren oberen Seite einer vertikalen Linie angeordnet, die jeweils durch eine Achse des Spindelstockes verläuft, um in Richtung einer X-Achse und in Richtung einer Z-Achse bewegbar zu sein.

Diese zusammengesetzte Drehmaschine verwendet einen Aufbau derart, daß eine X-Achsen-Führung, durch die die obere Werkzeugstütze gelagert ist, um in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein, und eine X-Achsen-Führung, durch die die untere Werkzeugstütze gelagert ist, um in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein, in derselben Ebene angeordnet sind (siehe z.B. Patentdokument 1).

[Patent Dokument 1] Japanische Patentanmeldungs-Offenlegungsschrift Nr. Hei 6-106438

Übrigens sind in dem Aufbau, bei dem die obere Werkzeugstütze und die untere Werkzeugstütze in derselben Ebene bewegt werden, wie dies in der vorerwähnten, herkömmlichen Drehmaschine der Fall ist, die Bewegungsbereiche der Schneidpunkte der oberen und unteren Werkzeugstützen begrenzt, jeden von ihnen verbietend, sich in den Bewegungsbereich der jeweils anderen zu bewegen, woraus eine begrenzte Bearbeitbarkeit resultiert.

Hier, z.B. um den Bewegungsbereich des Schneidpunktes der oberen Werkzeugstütze in einen Bereich, querend den Schneidpunkt der unteren Werkzeugstütze, zu erstrecken, ist es erforderlich, zu veranlassen, daß die obere Werkzeugstütze von einer Oberfläche der X-Achsen-Führung überhängt, die die obere Stütze bewegbar lagert. Solch ein Aufbau neigt jedoch dazu, die Lagerungsteifigkeit der oberen Werkzeugstütze herabzusetzen und gibt einen nachteiligen Einfluß auf die Bearbeitungsgenauigkeit.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wurde unter Berücksichtigung der vorerwähnten Umstände gemacht, und es ist ein Ziel derselben, eine zusammengesetzte Drehmaschine zu schaffen, die ein Überlappen der Bewegungsbereiche gestattet, ohne daß eine Lagerungssteifigkeit einer Werkzeugstütze sich verringert, und die so eine verbesserte Bearbeitbarkeit verwirklicht.

In einer Erfindung enthält eine zusammengesetzte Drehmaschine ein Bett; einen ersten und einen zweiten Spindelstock, angeordnet auf dem Bett, um einander zugewandt zu sein und miteinander koaxial zu sein; eine Werkzeugstütze, angeordnet zwischen dem ersten Spindelstock und dem zweiten Spindelstock, um in Richtung einer X-Achse (aufwärts/abwärts) bewegbar zu sein; und eine dritte Spindel, angeordnet auf dem Bett, um in Richtung der X-Achse, einer Richtung einer Y-Achse (vorwärts/rückwärts) und einer Richtung einer Z-Achse (links/rechts) bewegbar zu sein, wobei eine XY-Lagerungsebene, die parallel zu der X-Achse und Y-Achse ist, und durch die die Werkzeugstütze gelagert ist, um in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein, sich mit einer XZ-Lagerungsebene schneidet, die parallel zu der X-Achse und Z-Achse verläuft, und durch die die dritte Spindel gelagert wird, um in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein, und wobei eine Bewegungsachse in Richtung der X-Achse der Werkzeugstütze getrennt in der Richtung der Y-Achse von der XZ-Lagerungsebene festgelegt ist, und eine Bewegungsachse der dritten Spindel in Richtung der X-Achse getrennt in Richtung der Z-Achse von der XY-Lagerungsebene festgelegt ist.

Bei der Erfindung wird die XY-Lagerungsebene, durch die die Werkzeugstütze gelagert wird, um in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein, so festgelegt, daß sie sich mit der XZ-Lagerungsebene schneidet, durch die die dritte Spindel gelagert ist, um in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein, und die Bewegungsachsen der Werkzeugstütze und der dritten Spindel in Richtung der X-Achse sind getrennt von der XZ-Lagerungsebene und der XZ-Lagerungsebene festgelegt. Daher ist es möglich, den Bewegungsbereich des Schneidpunktes der dritten Spindel in den Bereich unter dem Schneidpunkt der Werkzeugstütze zu erstrecken, ohne eine Kollision zwischen der Werkzeugstütze und der dritten Spindel, und der Bewegungsbereich des Schneidpunktes der Werkzeugstütze und der Bewegungsbereich des Schneidpunktes der dritten Spindel können einander überlappen, wodurch die Bearbeitbarkeit erhöht werden kann. Da in diesem Fall die Werkzeugstütze und die dritte Spindel nicht überhängen müssen, tritt keine Beeinträchtigung in der Lagerungsteifigkeit derselben auf.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die XY-Lagerungsebene, die parallel zu der X-Achse und der Y-Achse ist, und die XZ-Lagerungsebene, die parallel zu der X-Achse und der Z-Achse ist, rechtwinklig zueinander.

In dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist die XY-Lagerungsebene parallel zu der X-Achse und der Y-Achse gemacht, und die XZ-Lagerungsebene ist parallel zu der X-Achse und der Z-Achse gemacht, so daß beide Lagerungsebenen rechtwinklig zueinander sind, was sicherer gestattet, daß die vorerwähnten beiden Bewegungsbereiche einander überlappen.

In einem weiteren, bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Schneidpunkt der Werkzeugstütze vertikal unter einer geraden Linie positioniert, die die Achsen des ersten Spindelstockes und des zweiten Spindelstockes miteinander verbindet, und ein Bewegungsbereich eines Schneidpunktes der dritten Spindel erstreckt sich nach oben zu einem Bereich niedriger als der Schneidpunkt der Werkzeugstütze, positioniert an einem sich erhebenden Ende in Richtung der X-Achse.

In dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Schneidpunkt der Werkzeugstütze vertikal unter der geraden Linie, die die Achsen des ersten und zweiten Spin delstockes miteinander verbindet, positioniert, und der Bewegungsbereich der dritten Spindel wird zu der Position unter dem Schneidpunkt der Werkzeugstütze erstreckt, die an dem sich erhebenden Ende in Richtung der X-Achse positioniert ist. Daher kann eine Werkzeugplattenkanten-Position der Werkzeugstütze und eine Werkzeugplatten-Kantenposition der dritten Spindel durch einen Voreinsteller gemessen werden. Im Ergebnis ist es möglich, die Werkzeugpositionen mit einem einfachen Aufbau und mit niedrigen Kosten zu messen.

In noch einem weiteren, bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält die dritte Spindel eine Werkzeugspindel, und die Werkzeugspindel ist rotierend um die Y-Achse weiterschaltbar.

In dem vorbeschriebenen Ausführungsbeispiel, da die Werkzeugspindel der dritten Spindel gelagert ist, so daß sie drehend um die Y-Achse weiterschaltbar ist, ist eine komplizierte Bearbeitung durch sogenanntes B-Achsen-Antreiben möglich gemacht.

KURZE ERLÄUTERUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine perspektivische Darstellung einer zusammengesetzten Drehmaschine nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist eine Seitenansicht der zusammengesetzten Drehmaschine;
3 ist eine perspektivische Ansicht eines Bettes der zusammengesetzten Drehmaschine;
4 ist eine perspektivische Ansicht des Bettes;
5 ist eine Vorderansicht einer Lagerungsvorrichtung für eine dritte Spindel der zusammengesetzten Drehmaschine;
6 ist eine Seitenansicht des ersten Spindelstockes und einer Werkzeugstütze, angeordnet auf dem Bett;
7(a), 7(b), und 7(c) sind Ansichten, die Arbeitsweisen des ersten Spindelstockes, eines zweiten Spindelstockes und der Werkzeugstütze zeigen,
8 ist eine perspektivische Ansicht des ersten Spindelstockes;
9 ist eine perspektivische Ansicht des ersten Spindelstockes;
10 ist eine perspektivische Ansicht des ersten Spindelstockes;
11(a) und 11(b) sind Ansichten des ersten Spindelstockes;
12 ist eine perspektivische Ansicht eines Kühlölmantels des ersten Spindelstockes;
13 ist eine perspektivische Ansicht der Werkzeugstütze;
14 ist eine Seitenansicht der Werkzeugstütze;
15 ist eine Vorderansicht der Werkzeugstütze;
16 ist eine perspektivische Ansicht eines Lagerungssteiles der Werkzeugstütze;
17 ist eine perspektivische Ansicht, die einen Hub der dritten Spindel in Richtung einer X-Achse zeigt, und
18 ist eine Seitenansicht, die einen Hub der dritten Spindel in Richtung einer Y-Achse zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend, basierend auf den beigefügten Zeichnungen, beschrieben.
1 bis 18 sind Ansichten, um eine zusammengesetzte Drehmaschine nach einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung zu illustrieren. 1 und 2 sind jeweils eine perspektivische Ansicht und eine rechte Seitenansicht der zusammengesetzten Drehmaschine, 3 und 4 sind perspektivische Ansichten eines Bettes, auf dem ein erster Spindelstock und eine Werkzeugstütze montiert sind, 5 ist eine Vorderansicht einer Lagerungsvorrichtung, die eine dritte Spindel lagert, 6 ist eine rechte Seitenansicht des ersten Spindelstockes und der Werkzeugstütze, 7(a) bis 7(c) sind Vorderansichten, die Arbeitsweisen des ersten Spindelstockes, eines zweiten Spindelstockes und der Werkzeugstütze zeigen, 8 bis 11(a), (b) sind Ansichten des ersten Spindelstockes, 12 ist eine perspektivische Ansicht eines Kühlölmantels des ersten Spindelstockes, 13 bis 16 sind Ansichten der Werkzeugstütze und 17 und 18 sind Ansichten, die Hübe der dritten Spindel in Richtung der X-Achse und in Richtung der Y-Achse zeigen. Es wird darauf hingewiesen, daß vom/hinten und links/rechts, erwähnt in diesem Ausführungsbeispiel, bedeuten vom/hinten und links/rechts, wenn die Maschine von einer Vorderseite gesehen wird, sofern nicht anders angegeben.
In den Zeichnungen bezeichnet 1 die zusammengesetzte Drehmaschine. Wenn von der Vorderseite der Maschine, gezeigt in 1, her gesehen, enthält die zusammengesetzte Drehmaschine 1: ein Bett 2; einen ersten Spindelstock, angeordnet auf einem linken Endabschnitt des Bettes 2; einen zweiten Spindelstock 4, angeordnet auf der rechten Seite des ersten Spindelstockes 3, um koaxial mit dem ersten Spindelstock 3 zu sein, und um in Richtung einer Z-Achse (links/rechts) bewegbar zu sein; eine Werkzeugstütze 5, angeordnet zwischen dem ersten und zweiten Spindelstock 3, 4, um in Richtung einer X-Achse (aufwärts/abwärts) und in Richtung der Z-Achse bewegbar zu sein; und eine dritte Spindel 6, angeordnet auf dem Bett 2, um in Richtung der X-Achse, der Richtung einer Y-Achse (vorwärts/rückwärts) und der Richtung der Z-Achse bewegbar zu sein. Auf einem hinteren linken Endabschnitt auf dem Bett 2 ist ein Werkzeugwechsler 7 vorgesehen, der automatisch ein vorhergehendes Prozesswerkzeug, verbunden mit der dritten Spindel 6 gegen ein Folgeprozesswerkzeug wechselt.
Wie in 3 gezeigt ist, besteht das Bett 2 aus einem vorderen Bettteil 2a und einem hinteren Bettteil 2b, die einstückig geformt sind. Eine erste und eine zweite Montageoberfläche 2a' und 2a'' sind auf dem vorderen Bettteil 2a und dritte Montageoberfläche 2b' sind auf dem hinteren Bettteil 2b ausgebildet, wobei alle diese Oberflächen horizontal entlang der Richtung der Z-Achse und der Richtung der Y-Achse verlaufen.
Im Vergleich mit der zweiten Montageoberfläche 2a'' des vorderen Bettteiles 2a ist die erste Montageoberfläche 2a' höher als die zweite Montageoberfläche 2a'' angeordnet, und die dritten Montageoberflächen 2b' des rückseitigen Bettteiles 2b sind niedriger angeordnet als die erste Montageoberfläche 2a' und sind höher angeordnet als die zweite Montageoberfläche 2a'', so daß sie in einer stufenförmigen Weise ausgebildet sind.
Der erste Spindelstock 3 ist auf der ersten Montageoberfläche 2a' montiert. Auf der zweiten Montageoberfläche 2a'' sind der zweite Spindelstock 4 und der Werkzeugständer 5 beweglich montiert. Außerdem ist auf den dritten Montageoberflächen 2b' eine Spindellagerungsvorrichtung 10 montiert, der beweglich die dritte Spindel 6 lagert.
Die Spindellagerungsvorrichtung 10 enthält: eine Säule 11 in einer rechteckigen Rahmenform, die auf den dritten Montageoberflächen 2b' des hinteren Bettteiles 2b angeordnet sind, um sich vertikal aufwärts zu erstrecken; einen Sattel 12 in einer rechteckigen Rahmenform, der an einer Vorderseite der Säule 11 gelagert ist, um in Richtung der Z-Achse bewegbar zu sein; einen Querschlitten 13, gelagert an einer Vorderseite des Sattels 12, um in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein, und einen Gegenhalter 14, gelagert durch den Querschlitten 13, um in Richtung der Y-Achse bewegbar zu sein und die dritte Spindel 6 zu lagern.
Die Säule 11 ist so aufgebaut, daß linke und rechte Lagerungsstützen 11c, 11d und obere und untere Trägerteile 11a, 11b, die die oberen und unteren Enden der linken und rechten Lagerungsstützen 11c, 11d koppeln, einstückig geformt sind. Die Säule 11 ist fest auf den dritten Montageoberflächen 2b' des hinteren Bettteiles 2b fixiert.
Vergleichbar zur Säule 11 ist der Sattel 12 so aufgebaut, daß linke und rechte Lagerungsstützen 12a, 12b und obere und untere Trägerteile 12c, 12d, die die oberen und unteren Enden der linken und rechten Lagerungsstützen 12a, 12b koppeln, einstückig geformt sind. Der Sattel 12 ist durch ein Paar oberer und unterer Z-Achsen-Führungsschienen 15, 15, die parallel zur Z-Achse an Vorderseiten der oberen und unteren Trägerteile 11a, 11b der Säule 11 angeordnet sind, um in Richtung der Z-Achse bewegbar zu sein. Z-Achsen-Kugelspindeln 16, 16 sind in die Mutternteile 12e, 12e, ausgebildet in den oberen und unteren Trägerteilen 12d, 12d, des Sattels 12, geschraubt. Der Sattel 12 wird angetrieben, um in Richtung der Z-Achse, sich hin- und hergehend zu bewegen, wenn die Z-Achsen-Kugelspindeln 16, 16 synchron durch die Servomotoren 16a, 16a angetrieben werden. Es wird darauf hingewiesen, daß die Z-Achsen-Kugelspindeln 16, 16 parallel zur Z-Achse an den Vorderseiten der oberen und unteren Trägerteile 11a, 11b der Säule 11 angeordnet sind.
Der Querschlitten 13 ist in einer rechteckigen flachen Plattenform ausgebildet und ist durch ein Paar linker und rechter X-Achsen-Führungsschienen 17, 17, die parallel zur X-Achse an den Vorderseiten der linken und rechten Lagerungsstützen 12a, 12b des Sattels 12 angeordnet sind, in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein. X-Achsen-Kugelspindeln 18, 18 sind in Mutternteile geschraubt, die an linken und rechten Seiten des Querschlittens 13 ausgebildet sind. Der Querschlitten 13 wird angetrieben, um in Richtung der X-Achse sich hin- und hergehend zu bewegen, wenn die X-Achsen-Kugelspindeln 18, 18 rotierend durch die Servomotoren 18a, 18a angetrieben werden. Es wird darauf hingewiesen, daß die X-Achsen-Kugelspindeln 18, 18 parallel zur X-Achse an den Vorderseiten der linken und rechten Lagerungsstützen 12a, 12b des Sattels 12 angeordnet sind.
Der Gegenhalter 14 ist in eine Gegenhalter-Führungsbohrung 13a eingesetzt, ausgebildet in dem Querschlitten 13, und ist durch Führungsplatten (nicht gezeigt), die an einer inneren Umfangsfläche der Gegenhalter-Führungsbohrung 13a unter einem vorbestimmten Winkel voneinander getrennt, angeordnet sind, gelagert, um in Richtung de Y-Achse bewegbar zu sein. Eine Y-Achsen-Kugelspindel 21, angeordnet in einem unteren Abschnitt einer auf eine Breite bezogenen Mitte des Querschlittens 13 ist in einen Mutternteil des Gegenhalters 14 eingeschraubt. Der Gegenhalter 14 wird angetrieben, um in Richtung der Y-Achse sich hin- und hergehend zu bewegen, wenn die Y-Achsen-Kugelspindel 21 rotierend durch einen Servomotor angetrieben wird.
Die dritte Spindel 6 ist drehbar in den Gegenhalter 14 eingesetzt. An einer Spitze der dritten Spindel 6 ist eine Werkzeugspindel 6a angeordnet, mit ihrer Achse rechtwinklig gerichtet zur Y-Achse. Ein Werkzeug ist mit einer Spitze der Werkzeugspindel 6a verbunden und die Werkzeugspindel 6a wird rotierend durch einen Antriebsmotor 6b angetrieben. Außerdem kann die dritte Spindel dreh-indexierend um die Y-Achse bewegt werden, zur Positionierung durch die eingebaute Dreh-Indexiervorrichtung (nicht gezeigt).
Das vordere Bettteil 2a enthält: ein erstes Montageteil 2d, das die erste Montageoberfläche 2a' aufweist, ausgebildet an einer Oberfläche desselben; und ein zweites Montageteil 2e, das die zweite Montageoberfläche 22' besitzt, die so ausgebildet ist, daß sie niedriger positioniert ist als die erste Montageoberfläche 2a'.
Das erste Montageteil 2d hat eine Aussparung 2f, die sich von der zweiten Montagefläche 2a'' erstreckt, und ein Boden der Aussparung 2f ist niveaugleich mit der zweiten Montageoberfläche 2a''. Daher weist die erste Montagefläche 2a' eine U-Form auf, wenn man von oben sieht.
Außerdem ist eine Mittelöffnung 2c in einer Nutform, deren obere Seite offen ist, in einem Mittelabschnitt in Vorwärts/Rückwärts-Richtung der zweiten Montageoberfläche 2a'' des vorderen Bettteiles 2a ausgebildet. An einer rechten Wand des vorderen Bettteiles 2a ist die Mittelöffnung 2c zur Außenseite hin offen. In der Mittelöffnung 2c ist ein (nicht gezeigter) Späneförderer angeordnet, der die Späne zur Außenseite hin durch die Öffnung fördert.
Auf der zweiten Montageoberfläche 2a'' des vorderen Bettteiles 2a sind ein Paar vorderer und hinterer zweiter Spindelführungsschienen 24, 24 parallel zur Z-Achse angeordnet, durch die der zweite Spindelstock 4 so gelagert ist, daß er in Richtung der Z-Achse bewegbar ist. Die zweiten Spindelführungsschienen 24 erstrecken sich beide zur Innenseite der Aussparung 2f des ersten Montageteiles 2d. Auf einer Innenseite der und benachbart zu der vorderseitigen Führungsschiene 24 unter den beiden zweiten Spindelführungsschienen 24 ist eine zweite Spindelkugelspindel 25 angeordnet, um die hin- und hergehende Bewegung des zweiten Spindelstockes 4 in Richtung der Z-Achse anzutreiben. Außerdem ist an einer Innenseite und benachbart zu der gegenüberliegenden Führungsschiene 24 eine Werkzeugständer-Kugelspindel 32 angeordnet, um die hin- und hergehende Bewegung des Werkzeugständers 5 in Richtung der Z-Achse anzutreiben.
Der zweite Spindelstock 4 enthält: eine bewegbare Basis 4a, montiert auf den zweiten Spindelführungsschienen 24, 24, um in Richtung der Z-Achse gleitbar zu sein; und einen Spindelstock-Hauptkörper 4b, befestigt auf der beweglichen Basis 4a und versehen mit einem zylindrischen Teil. Eine zweite Spindel 26, die dem ersten Spindelstock 3 zugewandt ist, ist drehbar in den Spindelstock-Hauptkörper 4b eingesetzt. Die zweite Spindel 26 enthält ein Spannfutter 26a, das ein Werkstück hält und wird rotierend durch einen eingebauten Antriebsmotor angetrieben.
Wenn, gesehen in Richtung der Z-Achse, enthält der erste Spindelstock 3: linke und rechte Schenkelteile 3a, 3a in einer weiten flachen Plattenform, positioniert links und rechts; ein zylindrisches Spindelgehäuseteil 3b, das die oberen Enden der Schenkelteile 3a kuppelt; und ein Kupplungsteil 3c, das das Spindelgehäuseteil 3b und die linken und rechten Schenkelteile 3a, 3a an einer entgegengesetzten Seite des zweiten Spindelstockes 4 kuppelt, und diese Komponenten des ersten Spindelstockes 3 sind einstückig geformt. Daher ist ein Tunnelteil 3d, umgeben durch die Schenkelteile 3a, das Spindelgehäuseteil 3b und das Kupplungsteil 3c in dem ersten Spindelstock 3 ausgebildet.
Von oben gesehen bildet das Kupplungsteil 3c eine V-Form, die sich von den linken und rechten Schenkelteilen 3a aus fortsetzt, um sich zu der gegenüberliegenden Seite des 2. Spindelstockes 4 zu erstrecken, und, wenn man von der Seite sieht, bildet es eine dreieckige Form, die sich von dem Spindelgehäuseteil 3b fortsetzt, um sich in Richtung zu einer Richtung schräg nach unten zu erweitern. Ein Flanschteil 3e, das nach außen vorsteht, ist einstückig entlang des gesamten Umfangs der unteren Enden der linken und rechten Schenkelteile 3a, 3a und des Kupplungsteiles 3c ausgebildet. Das Flanschteil 3a ist fest mit der ersten Montageoberfläche 2a' verschraubt.
Der erste Spindelstock 3 ist so ausgebildet, um thermisch symmetrisch zu sein. Hier bedeutet „thermisch symmetrisch" einen Zustand, in dem ein linker Teil und ein rechter Teil über einer Symmetrieebene im Wesentlichen gleich in dem Betrag der thermischen Ausdehnung sind und die ganze Anordnung sich entlang dieser Symmetrieebene ausdehnt. Konkret, wenn ein Querschnitt, genommen entlang einer Ebene, die die X-Achse und die Y-Achse enthält, in Richtung der Z-Achse gesehen wird (siehe 11(a)), ist eine Ebene, die eine vertikale Linie „b", die durch eine Achse „a" des Spindelgehäuseteiles 3b hindurchgeht, eine Symmetrieebene und die linken und rechten Schenkelteile 3a, 3a des Kupplungsteiles 3c und das Spindelgehäuseteil 3b sind so ausgebildet, daß sie nahezu seitlich symmetrisch in Bezug auf die Symmetrieebene sind. Mit diesem Aufbau dehnt sich der erste Spindelstock 3 thermisch nur in der Richtung der vertikalen Linie „b" aus.
Andererseits, wenn ein Querschnitt des ersten Spindelstockes 3 entlang einer Ebene, die die X-Achse und die Z-Achse enthält, in Richtung der Y-Achse gesehen wird, ist der Querschnitt nicht symmetrisch (siehe 11(b)) in diesem Ausführungsbeispiel. Daher ist, genau genommen, die vorerwähnte thermische Symmetrie schwierig zu verwirklichen. Daher greift dieses Ausführungsbeispiel eine Anordnung auf, derart, daß ein Kühlölmantel 40 in dem ersten Spindelstock 3 ausgebildet ist, wie dies in 12 gezeigt ist, um sicherer die vorerwähnte thermische Symmetrie durch Kühlen durch den Kühlölmantel 40 zu verwirklichen.
Insbesondere sind in der Kühlanordnung nach diesem Ausführungsbeispiel die Schenkelteile 3a, 3a und das Kupplungsteil 3c sicherer gekühlt durch eine große Menge von Kühlöl als das Spindelgehäuseteil 3b, so daß die vorerwähnte Achse „a" sich nur nach oben entlang der vertikalen Linie „b" infolge der thermischen Ausdehnung bewegt. Genauer weist der Kühlölmantel 40 auf: einen Spindel-Kühlölkanal 40a in einer gewickelten Form, ausgebildet an einem äußeren Umfangsabschnitt des Spindelgehäuseteiles 3b; ein Paar oberer und unterer oberer Schenkel-Kühlölkanäle 40b, 40b, ausgebildet entlang eines oberen Abschnittes jedes der linken und rechten Schenkelteile 3a, 3a; untere Schenkel-Kühlölkanüle 40c, 40c, ausgebildet entlang unterer Abschnitte der linken und rechten Schenkelteile 3a, 3a; und einen Kupplungsteil-Kühlölkanal 40d, ausgebildet entlang eines unteren Abschnittes des Kupplungsteiles 3c. Im Vergleich mit dem Spindel-Kühlölkanal 40a sind die anderen Kühlölkanäle 40b bis 40d im Durchmesser größer. Diese Anordnung macht es möglich, sicherer die Schenkelteile 3a, 3a zu kühlen, was möglicherweise die Verwirklichung der vorerwähnten thermischen Symmetrie hindern kann, so daß im Ganzen der erste Spindelstock 3 sich nur in die aufwärtige Richtung entlang der vertikalen Linie „b" ausdehnen kann.
Das Kühlöl wird von einem Zuführungsanschluß, vorgesehen in der Mitte des oberen Kühlölkanals 40b, angeordnet auf einer Rückseite in 12, zugeführt. Das Kühlöl bewegt sich in die rechte Richtung in der Zeichnung in dem oberen Kühlölkanal 40b, bewegt sich in der Zeichnung in der linken Richtung in den Kühlölkanal 40b unmittelbar darunter über ein äußeres Rohr, geht abwärts, bewegt sich in 40c auf der Rückseite in der Zeichnung, und 40d, bewegt sich in 40c auf der Vorderseite in der Zeichnung, geht nach oben, bewegt sich in die rechte Richtung in der unteren Seite 40b, angeordnet an der Vorderseite in der Zeichnung, bewegt sich in die linke Richtung in 40b unmittelbar darüber über ein äußeres Rohr, bewegt sich spiralig in 40a und wird von einem Auslaß, gebildet in 40a, abgegeben.
Eine erste Spindel 28 ist drehbar in das Spindelgehäuseteil 3b eingesetzt, um koaxial mit der zweiten Spindel 26 zu sein. Die erste Spindel 28 enthält ein Spannfutter 28a, das ein Werkstück hält und wird rotierend durch einen eingebauten Antriebsmotor angetrieben.
Ein Voreinsteller 38 ist außerdem mit dem ersten Spindelstock 3 verbunden, wie dies in 8 gezeigt ist. Der Voreinsteller 38 ist zum Messen einer Plattenkantenposition eines Werkzeuges vor der Bearbeitung beabsichtigt und führt die Messung sowohl für ein Werkzeug eines Revolverkopfes 31 als auch für ein Werkzeug der dritten Spindel 6 aus, wie später beschrieben wird.
Der Werkzeugständer 5 hat den Revolverkopf 31 und ein Lagerungsteil 30, durch das der Revolverkopf 31 so gelagert wird, daß er in Richtung der X-Achse bewegbar ist. Der Revolverkopf 31 enthält: einen Revolverkopf-Kopf 31a, mit dessen äußerem Umfangsabschnitt eine große Anzahl von Werkzeugen T verbunden sind, die unter einem vorbestimmten Winkel voneinander getrennt sind; und eine Dreh-Weiterschaltvorrichtung 31b, die den Revolverkopf-Kopf 31a rotierend weiterschaltbar lagert. Die Dreh-Weiterschaltvorrichtung 31b schaltet ein gewünschtes Werkzeug T rotierend in eine vorbestimmte Bearbeitungsposition weiter, um es in der Bearbeitungsposition zu spannen. Ein Weiterschaltmotor 31c der Dreh-Weiterschaltvorrichtung 31b ist an einer Rückseite des Revolverkopfes 31 angeordnet, wenn man von der rechten Seite in Richtung der Z-Achse sieht.
Das Lagerungsteil 30 ist ein geformtes Produkt in einer rechteckförmigen Rahmenform und hat: linke und rechte Schenkelteile 30a, 30a, angeordnet auf der linken und rechten Seite, wenn gesehen in Richtung der Z-Achse; einen oberen Trägerteil 30b, der einstückig die oberen Enden beider Schenkel 30a, 30a kuppelt; und einen unteren Trägerteil 30c, der einstückig die unteren Enden kuppelt. Daher ist ein Bereich innerhalb des Rahmens des Lagerungsteils 30 ein rechteckiger Raum.
Die jeweiligen Schenkelteile 30a haben: vertikale Wandteile 30d, 30d, in einer breiten flachen Plattenform; und Lagerungsteile 30e, 30e, ausgebildet in unteren Abschnitten der Außenwände der jeweiligen vertikalen Wandteile 30d und sich in Richtung der Z-Achse erstreckend. Wenn in Richtung der Y-Achse gesehen wird, sind die linken Enden 30f der jeweiligen Lagerungsteile 30e in Übereinstimmung mit linken Endflächen der vertikalen Wandteile 30d, während rechte Enden 30f derselben sich bis in die Nähe eines Mittelabschnittes des Revolverkopf-Kopfes 31a über rechte Endflächen der vertikalen Wandteile 30d erstrecken.
In dem Lagerungsteil 30 sind Linearführungen 30g, angeordnet auf Bodenflächen von beiden Längsenden der jeweiligen Lagerungsteile 30e, 30e durch die vorerwähnten vorderen und hinteren zweiten Spindelführungsschienen 24, 24 gelagert, so daß das Lagerungsteil 30 in Richtung der Z-Achse bewegbar ist. Außerdem ist ein Mutternteil 30h in einem unteren Abschnitt des rechten Lagerungsteiles 30e angeordnet, und die Werkzeugständer-Kugelspindel 32, vorgesehen auf der Innenseite der rückseitigen Spindelführungsschiene 24 ist in das Mutternteil 30h eingeschraubt. Das Lagerungsteil 30 geht in Richtung der Z-Achse hin und her, wenn die Werkzeugständer-Kugelspindel 32 durch einen Servomotor 32a gedreht wird.
Wenn von einer rechten Seite in Richtung der Z-Achse gesehen, sind Revolverkopf-Führungsschienen 33, 33, die sich in Richtung der X-Achse erstrecken, auf Vorderflächen (Flächen an der Vorderseite) der linken und rechten Schenkelteile 30a, 30a des Lagerungsteiles 30 vorgesehen. Linearführungen 33a, 33a sind durch die Revolverkopf-Führungsschienen 33, 33 gelagert, um in Richtung der X-Achse gleitbar zu sein, und die Linearführungen 33a sind auf der Rückseite des Revolverkopfes 31 befestigt. Mit diesem Aufbau ist der Revolverkopf 31 durch das Lagerungsteil 30 gelagert, um in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein.
Außerdem ist eine Revolverkopf-Kugelspindel 34 parallel zur X-Achse in dem Lagerungsteil 30 angeordnet, so daß sie sich zwischen den oberen und unteren Trägerteilen 30b, 30c erstreckt. Ein Mutternteil 34a ist auf die Revolverkopf-Kugelspindel 34 geschraubt, und das Mutternteil 34a ist einstückig vorgesehen an der Rückseite des Revolverkopfes 31.
Außerdem ist in dem Lagerungsteil 30 ein Verlängerungsteil 30f in dem unteren Trägerteil 30c ausgebildet, um sich in eine rückwärtige Richtung von dem Schenkelteil 30a zu erstrecken, und ein Servomotor 35 ist auf dem Verlängerungsteil 30f angeordnet. Der Servomotor 35 ist mit der Revolverkopf-Kugelspindel 34 über einen Zeitgeberriemen 36 gekuppelt. Der Revolverkopf 31 bewegt sich in Richtung der X-Achse hin und her, wenn die Kugelspindel 34 rotierend durch den Servomotor 35 angetrieben wird.
Hier, wenn gesehen in Richtung der Z-Achse, wie in 16 gezeigt, sind die Revolverkopf-Kugelspindel 34 und der Servomotor 35 angeordnet, um in Richtung der rechten Seite von der Mittellinie des Lagerungsteiles 30 abzuweichen. Daher ist ein linker Teil des rechteckigen Raumes des Lagerungsteiles 30 ein Raum, in dem Rohre, Verdrahtung und dergleichen angeordnet werden können. Es wird darauf hingewiesen, daß der Weiterschaltmotor (nicht gezeigt) der Dreh-Weiterschaltvorrichtung 31b in einer im Wesentlichen Mittelposition in dem rechteckigen Raum des Lagerungsteiles 30 angeordnet ist und sich in Übereinstimmung mit der in Richtung der X-Achse erfolgenden Bewegung des Revolverkopfes 31 bewegt.
Die Form und Abmessung des Lagerungsteiles 30 sind so festgelegt, daß es sich in den/heraus aus dem Tunnelteil 3d des ersten Spindelstockes 3 bewegen kann. In einem Zustand, in dem das Lagerungsteil 30 in dem Tunnelteil 3d aufgenommen ist, ist der Revolverkopf 31 direkt unter der ersten Spindel 28 positioniert. Im einzelnen ist ein Schneidpunkt durch ein Werkzeug, positioniert in der Bearbeitungsposition unter den Werkzeugen T, verbunden mit dem Revolverkopf 31, beständig auf der vertikalen Linie „b" positioniert, die durch die vorerwähnte Achse „a" verläuft.
Der zweite Spindelstock 4 ist in eine Zuführungsposition bewegbar, in der er direkt ein Werkstück, verbunden mit der ersten Spindel 28 des ersten Spindelstockes 3, aufnehmen kann. Konkret ist der zweite Spindelstock 4 in Richtung der Z-Achse bis zu einer Position bewegbar, so daß Vorderflächen der Spannfutter der ersten und zweiten Spindel 28, 26 aneinander anstoßend einander zugewandt sind (siehe 7(c)).
Wenn die erste und zweite Spindel 28, 26 aneinander anstoßen, kann die Werkzeugstütze 5 direkt unter dem ersten Spindelstock 3 positioniert werden, so daß der Schneidpunkt „c" vertikal unter der Achse „a" des ersten und zweiten Spindelstockes 3, 4 angeordnet ist. Daher ist eine Werkstück-Schneidrichtung des Werkzeuges des Revolverkopfes 31 in Übereinstimmung mit der vertikalen Linie „b". Genauer, wenn gesehen von der rechten Seite in Richtung der Z-Achse, wie in 6 gezeigt, sind der Schneidpunkt „c" und eine Drehmitte „d" des Revolverkopfes 31 colinear auf der vertikalen Linie „b", die durch die Achse „a" des ersten und zweiten Spindelstockes 3, 4 verläuft. Außer dem geht die vertikale Linie „b" durch die Mitte eines Intervalls hindurch, zwischen den zweiten Spindel-Führungsschienen 24, 24.
Außerdem ist ein Werkzeuggreifer der dritten Spindel 6 beständig innerhalb eines Bereiches positioniert, der durch das vorerwähnte Paar von oberen und unteren Z-Achsen-Führungsschienen 15, 15 und einem Paar linker und rechter X-Achsen-Führungsschienen 17, 17 umgeben ist. Ein Bewegungsbereich eines Schneidpunktes der dritten Spindel 6 überlappt einen Bewegungsbereich des Schneidpunktes „c" der Werkzeugstütze 5 und enthält außerdem einen Bereich unter dem Schneidpunkt „c", wenn gesehen in Richtung der Z-Achse.
Hier, wenn von oben gesehen wird, ist eine XY-Lagerungsebene A (siehe 15) parallel zur X-Achse und zur Y-Achse, durch die der Revolverkopf 31 der Werkzeugstütze 5 gelagert ist, um in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein, orthogonal zu einer XZ-Lagerungsebene B (siehe 2). Parallel zu der X-Achse und der Z-Achse, durch die die dritte Spindel 6 gelagert ist, um in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein. Um detaillerter zu sein, bedeutet die XY-Lagerungsebene A eine Ebene, die beide Gleitoberflächen der linken und rechten Revolverkopf-Lagerungsschienen 33, 33 des Lagerungsteiles 30 enthält. Außerdem deutet die XZ-Lagerungsebene B eine Ebene, die beide Gleitoberflächen der linken und rechten X-Achsen-Führungsschienen 17, 17 des Sattels 12 bedeuten.
Außerdem, wie in 2 gezeigt ist, ist eine X-Achs-Richtungs-Bewegungslinie (die vorerwähnte vertikale Linie „b") des Revolverkopfes 31 in der Werkzeugstütze 5 einen vorbestimmten Abstand „t" getrennt in Richtung der Y-Achse von der XZ-Lagerungsebene B der dritten Spindel angeordnet. Außerdem, wie in 15 gezeigt ist, in einem Zustand, in dem die dritte Spindel 6 das kürzeste Werkstück bearbeitet, gehalten an dem ersten Spindelstock 3, ist eine Bewegungslinie „f' der dritten Spindel 6 in Richtung einer X-Achse einen vorbestimmten Abstand t' getrennt von der XY-Lagerungsebene A des Revolverkopfes 31 angeordnet.
In der zusammengesetzten Drehmaschine nach diesem Ausführungsbeispiel, während das Werkstück durch den ersten Spindelstock 3 oder den zweiten Spindelstock 4 gedreht wird, schneidet die Werkzeugstütze 5 in das Werkstück, um Schneidarbeit auszuführen, und die dritte Spindel 6 führt eine Bearbeitung wie z.B. Schleifen und Bohren aus.
Nach diesem Ausführungsbeispiel ist die XY-Lagerungsebene A, durch die der Revolverkopf 31 der Werkzeugstütze 5 gelagert ist, um in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein, rechtwinklig zu der XZ-Lagerungsebene B, durch die die dritte Spindel 6 gelagert ist, um in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein, und die X-Achsen-Bewegungslinien der Revolverkopfstütze 5 und der dritten Spindel 6 sind von der XY-Lagerunsebene A und der XZ-Lagerungsebene B getrennt festgelegt, was es gestattet, den Bewegungsbereich des Schneidpunktes „c" der Werkzeugstütze 5 mit dem Bewegungsbereich des Schneidpunktes der dritten Spindel 6 zu überlappen, wodurch eine erhöhte Bearbeitbarkeit erreicht wird. Außerdem stören sich die Lagerungsebenen A, B nicht gegenseitig, müssen weder die Werkzeugstütze 5 noch die dritte Spindel 6 überhängen und, daher, wird die Lagerungssteifigkeit der Werkzeugstütze 5 und der dritten Spindel 6 nicht herabgesetzt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist der Schneidpunkt „c" der Werkzeugstütze 5 vertikal unter der geraden Linie angeordnet, die die Achsen „a" des ersten und zweiten Spindelstockes verbindet, und die Werkzeugstütze 5 ist unter den Achsen „a" des ersten und zweiten Spindelstockes 3, 4 angeordnet. Daher ist es möglich, die Abmessung des Maschinenhauptrahmens in Vorwärts/Rückwärts-Richtung im Vergleich mit dem Aufbau zu reduzieren, bei dem die Werkzeugstütze an der Vorderseite angeordnet ist, wenn von der Vorderseite der Maschine her gesehen, was eine Größenverminderung erreicht.
Außerdem, da der Bewegungsbereich der dritten Spindel 6 zu der Position unter dem Schneidpunkt „c" der Werkzeugstütze 5 erweitert ist, kann eine Position einer Werkzeugplattenkante der Werkzeugstütze 5 und eine Position einer Werkzeugplattenkante der dritten Spindel 6 durch den einzigen Voreinsteller 38 gemessen werden. Im Ergebnis ist es möglich, mit einem einfachen Aufbau und mit niedrigen Kosten die Werkzeugpositionen zu messen, um die Werkzeuge in eine vorbestimmte Position zu versetzen.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Werkzeugspindel 6a der dritten Spindel 6 so gelagert, daß sie rotierend um die Y-Achse weiterschaltbar ist, was eine komplizierte Bearbeitung durch sogenannten B-Achsen-Antrieb gestattet.
Die Erfindung kann in anderen spezifischen Formen verwirklicht werden, ohne daß vom Wesen oder wesentlichen Charakteristika derselben abgewichen wird.
Die vorliegenden Ausführungsbeispiele sind daher in dieser Hinsicht als illustrierend und nicht beschränkend zu verstehen, der Umfang der Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche eher als die vorangehende Beschreibung angegeben und alle Abänderungen, die innerhalb der Bedeutung und des Äquivalenzbereiches der Ansprüche sich bewegen, sind daher als hiermit umfaßt beabsichtigt.

Claims

Zusammengesetzte Drehmaschine mit: einem Bett; einem ersten und einem zweiten Spindelstock, angeordnet auf dem Bett, um einander zugewandt zu sein und koaxial miteinander zu sein; eine Werkzeugstütze, angeordnet zwischen dem ersten Spindelstock und dem zweiten Spindelstock, um in Richtung einer X-Achse (aufwärts/abwärts) bewegbar zu sein; und eine dritte Spindel, angeordnet auf dem Bett, um in Richtung der X-Achse einer Richtung einer Y-Achse (vorwärts/rückwärts) und einer Richtung einer Z-Achse (links/rechts) bewegbar zu sein, wobei eine XY-Lagerungsebene, die parallel zu der X-Achse und der Y-Achse ist, und durch die die Werkzeugstütze gelagert ist, um in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein, sich mit einer XZ-Lagerungsebene schneidet, die parallel zu der X-Achse und der Z-Achse ist, und durch die die dritte Spindel gelagert wird, um in Richtung der X-Achse bewegbar zu sein, und wobei eine Achse der Bewegung in Richtung der X-Achse der Werkzeugstütze in Richtung der Y-Achse gegenüber der XZ-Lagerungsebene versetzt ist und eine Achse der Bewegung in Richtung der X-Achse der dritten Spindel in Richtung der Z-Achse getrennt von der XY-Lagerungsebene festgelegt ist.
Zusammengesetzte Drehmaschine nach Anspruch 1, wobei die XY-Lagerungsebene, die parallel zu der X-Achse und der Y-Achse ist, und die XZ-Lagerungsebene, die parallel zu der X-Achse und der Z-Achse ist, rechtwinklig zueinander sind.
Zusammengesetzte Drehmaschine nach Anspruch 1, wobei ein Schneidpunkt der Werkzeugstütze vertikal unter einer geraden Linie positioniert ist, die die Achsen des ersten Spindelstockes und des zweiten Spindelstockes verbindet, und ein Bewegungsbereich eines Schneidpunktes der dritten Spindel sich bis zu einem Bereich niedriger als der Schneidpunkt der Werkzeugstütze, positioniert an einem ansteigenden Ende in Richtung der X-Achse, sich erstreckt.
Zusammengesetzte Drehmaschine nach Anspruch 1, wobei die dritte Spindel eine Werkzeugspindel enthält und die Werkzeugspindel rotierend um die Y-Achse weiterschaltbar ist.