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Die
Erfindung betrifft eine Drehmaschine umfassend ein Maschinengestell,
ein am Maschinengestell angeordnetes Spindelgehäuse, in welchem eine um eine
Spindelachse drehbare Werkstückspindel angeordnet
ist, sowie mindestens eine als Werkzeugträger und/oder Werkstücktransporteinrichtung
ausgebildete Funktionseinheit.
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Derartige
Drehmaschinen sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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Bei
diesen ist üblicherweise
die Funktionseinheit selbstständig
auf dem Maschinengestell angeordnet und relativ zur Werkstückspindel
und zum Spindelgehäuse
bewegbar, um ein in der Werkstückspindel
aufgenommenes Werkstück
zu bearbeiten.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehmaschine der gattungsgemäßen Art
derart zu verbessern, dass eine möglichst effiziente Bearbeitung
des Werkstücks
möglich
ist.
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Diese
Aufgabe wird bei einer Drehmaschine der eingangs beschriebenen Art
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Spindelgehäuse
als Ständerkörper ausgebildet
ist, dass der Ständerkörper auf einer
Seite eines Arbeitsraums angeordnet ist und an diesen angrenzt und
dass mehrere Funktionseinheiten an dem Ständerkörper angeordnet sind.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist
darin zu sehen, dass durch die Ausbildung des Spindelgehäuses als
Ständerkörper und
die Anordnung von Funktionseinheiten am Ständerkörper ein Maschinenaufbau geschaffen
wurde, der einerseits einfach konstruiert ist, eine hohe Stabilität aufweist und
andererseits in einfacher Art und Weise die Möglichkeit eröffnet, mehrere
Funktionseinheiten vorzusehen.
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Hinsichtlich
der Ausbildung des Ständerkörpers selbst
sind die unterschiedlichsten Lösungen denkbar.
Beispielsweise ist es denkbar, den Ständerkörper mitsamt der Werkstückspindel
relativ zum Maschinengestell bewegbar anzuordnen.
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Bei
einer einfachen und kostengünstigen
Lösung
ist vorzugsweise jedoch vorgesehen, dass der Ständerkörper stationär am Maschinengestell
angeordnet ist.
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Darüber hinaus
ist zweckmäßigerweise
vorgesehen, dass der Ständerkörper als
auf einem Untergestell des Maschinengestells angeordneter, sich insbesondere über dem
Untergestell erhebender, Ständerblock
ausgebildet ist, welcher insbesondere fest mit dem Untergestell
verbunden ist, so dass eine einfach aufgebaute und raumsparend ausgebildete Drehmaschine
herstellbar ist.
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Besonders
günstig
ist es, wenn die Werkstückspindel
einen Spindelmotor umfasst, dessen Stator in dem Ständerkörper gehalten
ist.
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Insbesondere
könnte
dabei der Stator noch relativ zum Ständerkörper bewegbar angeordnet sein.
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Hinsichtlich
des Aufbaus der Einheit aus Werkstückspindel und Ständerkörper ist
es besonders günstig,
wenn der Stator stationär
am Ständerkörper gehalten
ist.
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Zur
Ausdehnung des Ständerkörpers quer zur
Spindelachse wurden im Zusammenhang mit der bisherigen Erläuterung
der erfindungsgemäßen Lösung keine
näheren
Angaben gemacht.
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So
ist es günstig,
wenn der Ständerkörper quer
zur Spindelachse eine Ausdehnung aufweist, die quer zur Spindelachse
und ausgehend von dieser mindestens einem Durchmesser des Spindelmotors entspricht,
so dass der Ständerkörper über die
Werkstückspindel
hinaus eine Ausdehnung aufweist, die mindestens einem Radius des
Spindelmotors entspricht.
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Eine
andere Definition der Ausdehnung des Ständerkörpers sieht vor, dass der Ständerkörper quer
zur Spindelachse eine mindestens der Hälfte einer Ausdehnung des Arbeitsraums
in dieser Richtung entsprechende Ausdehnung aufweist.
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Besonders
günstig
ist es, wenn der Ständerkörper quer
zur Spindelachse sich mindestens bis zu Aufnahmen für die Funktionseinheiten
erstreckt, insbesondere die Aufnahmen für die Funktionseinheiten umschließend ausgebildet
ist.
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Prinzipiell
könnten
die mehreren Funktionseinheiten an dem Ständerkörper in beliebiger Art und Weise
angeordnet sein.
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Eine
besonders günstige
und effiziente Anordnung der Funktionseinheiten sieht vor, dass
die mehreren Funktionseinheiten an dem Ständerkörper um die Spindelachse herum
angeordnet sind.
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Dies
erfordert jedoch nicht, dass die Funktionseinheiten die Spindelachse
umschließend
angeordnet sind.
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Beispielsweise
ist es für
ein Erreichen der Vorteile der erfindungsgemäßen Lösung ausreichend, wenn die
mehreren Funktionseinheiten in einem Bogensegment um die Spindelachse
herum angeordnet sind, welches sich über einen Winkelbereich von
mindestens 90° erstreckt.
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Noch
besser ist es jedoch, wenn die mehreren Funktionseinheiten in einem
Bogensegment um die Spindelachse herum angeordnet sind, welches sich über einen
Winkelbereich von mindestens 120° erstreckt.
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Noch
vorteilhafter ist eine Lösung,
bei der die mehreren Funktionseinheiten in einem Bogensegment um
die Spindelachse herum angeordnet sind, welches sich über einen
Winkelbereich von mindestens 180° erstreckt.
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Besonders
vorteilhafte Lösungen
sehen sogar vor, dass die mehreren Funktionseinheiten in einem Bogensegment
um die Spindelachse herum angeordnet sind, welches sich über einen
Winkelbereich von mindestens 240° erstreckt.
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Alternativ
oder ergänzend
zu der vorstehend beschriebenen Lösung sieht eine weitere vorteilhafte Lösung der
eingangs genannten Aufgabe vor, dass das Spindelgehäuse als
Ständerkörper ausgebildet ist
und dass an dem Ständerkörper mindestens
zwei Funktionseinheiten angeordnet sind, welche relativ zur Werkstückspindel
bewegbare Funktionselemente aufweisen, die jeweils auf Funktionsbahnen
bewegbar sind.
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Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist
darin zu sehen, dass durch die zwei voneinander verschiedenen Funktionsbahnen
die Möglichkeit
geschaffen wurde, die Funktionseinheiten unabhängig voneinander und somit
gegebenenfalls zeitlich überlappend
oder gar gleichzeitig einzusetzen.
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Noch
effizienter lässt
sich eine Bearbeitung eines Werkstücks mit einer erfindungsgemäßen Drehmaschine
durchführen,
wenn an dem Ständerkörper mindestens
drei Funktionseinheiten vorgesehen sind, die relativ zur Werkstückspindel
bewegbare Funktionselemente aufweisen, die jeweils auf Funktionsbahnen
bewegbar sind.
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Noch
besser ist es, wenn bei einer erfindungsgemäßen Drehmaschine an dem Ständerkörper mindestens
vier Funktionseinheiten vorgesehen sind, die relativ zur Werkstückspindel
bewegbare Funktionselemente aufweisen, die jeweils auf Funktionsbahnen
bewegbar sind.
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Eine
besonders günstige
Lösung
sieht vor, dass die Funktionselemente auf jeweils voneinander verschiedenen
Funktionsbahnen bewegbar sind.
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Die
Funktionsbahnen weisen dabei insbesondere eine quer zur Spindelachse
verlaufende Komponente auf.
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Um
eine möglichst
weit reichende Unabhängigkeit
bei der Bewegung der Funktionselemente zu erhalten, ist vorzugsweise
vorgesehen, dass die Funktionsbahnen mindestens eines Teils der
Funktionselemente kreuzungsfrei zueinander verlaufen.
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Noch
besser ist es, wenn die Funktionsbahnen aller Funktionselemente
kreuzungsfrei zueinander verlaufen.
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Ferner
ist es günstig,
wenn die Funktionsbahnen mindestens eines Teils der Funktionselemente
berührungsfrei
zueinander verlaufen.
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Noch
besser ist es dabei, wenn die Funktionsbahnen aller Funktionselemente
berührungsfrei zueinander
verlaufen.
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Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht
vor, dass ein Teil der Funktionsbahnen mit einer quer, insbesondere
radial, zur Spindelachse verlaufenden Komponente ausführbar ist,
so dass in einfacher Weise die Funktionsbahnen zum Werkstück geführt werden
können.
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Besonders
günstig
ist es, wenn alle Funktionsbahnen mit einer quer, insbesondere radial,
zur Spindelachse verlaufenden Komponente ausführbar sind.
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Ferner
ist es für
eine effiziente Drehbearbeitung günstig, wenn ein Teil der Funktionsbahnen
mit einer ungefähr
parallel zur Spindelachse verlaufenden Komponente ausführbar ist.
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Noch
besser ist es, wenn alle Funktionsbahnen mit einer ungefähr parallel
zur Spindelachse verlaufenden Komponente ausführbar sind.
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Besonders
günstig
ist es für
die Durchführung
von Bearbeitungen von Werkstücken
in der Werkstückspindel,
wenn mindestens ein Teil der Funktionselemente unabhängig voneinander
bewegbar angeordnet ist, so dass dadurch die Funktionselemente effizient
eingesetzt werden können.
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Besonders
günstig
ist es, wenn als Werkzeuge ausgebildete Funktionselemente verschiedener als
Werkzeugträger
ausgebildeter Funktionseinheiten mechanisch unabhängig voneinander
bewegbar angeordnet sind, so dass sich zweckmäßigerweise die Werkzeuge unabhängig voneinander
einsetzen lassen.
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Der
Einsatz der Werkzeuge ist noch vorteilhafter, wenn die Werkzeuge
nur auf Funktionsbahnen bewegbar sind, die eine kollisionsfreie
Bewegung der Werkzeuge relativ zueinander zulassen. In diesem Fall
ist es nicht notwendig, bei der Programmierung der Maschine auf
Kollisionsfreiheit der Bewegungen der Werkzeuge zu achten, da diese
allein durch die mechanische Konzeption gegeben ist.
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Noch
vorteilhafter ist es, wenn die Werkzeuge nur auf Funktionsbahnen
bewegbar sind, die eine kollisionsfreie Bewegung der Werkzeuge relativ
zum Maschinengestell zulassen, so dass auch bei der Programmierung
der Werkzeuge hinsichtlich möglicher
Kollisionen mit dem Maschinengestell keine Rücksicht genommen werden muss.
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Besonders
vorteilhaft ist es bei dieser Lösung,
wenn damit die Möglichkeit
besteht, die jeweiligen Werkzeuge gleichzeitig einzusetzen und somit die
Bearbeitung der Werkstücke
mit optimaler Effizienz zu gestalten.
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Hinsichtlich
der am Ständerkörper vorzusehenden
Funktionseinheiten wurden bislang keine abschließenden Aussagen gemacht.
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So
sieht eine besonders günstige
Lösung vor,
dass an dem Ständerkörper alle
für eine
Werkstückbearbeitung
im Arbeitsraum vorgesehenen Funktionseinheiten angeordnet sind,
so dass keinerlei Notwendigkeit besteht, weitere Funktionseinheiten
an anderer Stelle des Maschinengestells anzuordnen oder abzustützen.
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Hinsichtlich
der konkreten Ausbildung der einzelnen Funktionseinheiten wurden
bislang ebenfalls keine weiteren Angaben gemacht.
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So
sieht eine vorteilhafte Lösung
vor, dass Funktionseinheiten mit ungefähr parallel zur Spindelachse
bewegbaren Funktionselementen sich ungefähr parallel zur Spindelachse
erstreckende Führungskörper aufweisen,
die in einer im Ständerkörper vorgesehenen
Führung
für die
Führungskörper ungefähr parallel
zur Spindelachse bewegbar geführt
sind. Diese Lösung
ist einerseits einfach und andererseits von großer Stabilität.
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Dabei
ist zweckmäßigerweise
vorgesehen, dass ein Antrieb für
die Bewegung der Führungskörper am
Ständerkörper angeordnet
ist, so dass dieser Antrieb in einfacher Weise montiert werden kann.
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Insbesondere
ist dabei der Antrieb auf einer dem Arbeitsraum abgewandten Seite
des Ständerkörpers angeordnet.
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Ferner
sieht eine vorteilhafte Lösung
vor, dass die Funktionseinheiten mit quer zur Spindelachse bewegbaren
Funktionselementen am Ständerkörper gehaltene
Grundkörper
aufweisen, an denen quer zur Spindelachse bewegbare Schlitten geführt sind.
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Zweckmäßigerweise
ist dabei vorgesehen, dass ein Antrieb für die Schlitten am Grundkörper und
insbesondere an einer der Werkstückspindel
abgewandten Seite angeordnet ist.
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Besonders
zweckmäßig lässt sich
das erfindungsgemäße Konzept
realisieren, wenn der Arbeitsraum von einer dem Ständerkörper gegenüberliegenden
Seite frei von Maschinengestellteilen zugänglich ist, so dass eine zeitsparende
Bestückung und
Ausrüstung
der Drehmaschine möglich
ist.
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Vorteilhaft
ist es ferner, wenn der Arbeitsraum von sich im Anschluss an den
Ständerkörper erstreckenden
Seitenbereichen frei von Maschinengestellteilen zugänglich ist,
so dass damit die Zugänglichkeit
des Arbeitsraums optimiert ist.
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Noch
vorteilhafter ist es auch, wenn der Arbeitsraum von einer an den
Ständerkörper angrenzenden
Oberseite frei von Maschinengestellteilen zugänglich ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung
sowie der zeichnerischen Darstellung einiger Ausführungsbeispiele.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Drehmaschine
mit geöffneten
Türen einer Maschinenverhaubung;
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2 einen
Schnitt in einer Ebene entsprechend Linie 2-2 in 1;
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3 eine
perspektivische Darstellung des ersten Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Drehmaschine
mit geschlossenen Türen
der Maschinenverhaubung;
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4 eine
perspektivische Darstellung einer Draufsicht auf eine Frontseite
eines Ständerkörpers mit
im Ständerkörper vorgesehenen
Aufnahmen für Funktionseinheiten;
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5 einen
Teilschnitt durch den Ständerkörper im
Bereich eines Führungskörpers für eine Funktionseinheit;
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6 einen
Schnitt längs
Linie 6-6 in 5;
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7 einen
Schnitt durch einen Schlitten einer erfindungsgemäßen Funktionseinheit;
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8 eine
Ansicht ähnlich 4 eines
zweiten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Drehmaschine
mit den vorgesehenen Funktionseinheiten;
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9 eine
perspektivische Darstellung ähnlich 1 eines
dritten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Drehmaschine;
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10 eine
Darstellung des dritten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Drehmaschine
gemäß 9 bei
einer Werkstückentnahme;
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11 eine
Darstellung ähnlich 4 eines vierten
Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Drehmaschine;
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12 eine
Darstellung ähnlich 4 eines fünften Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Drehmaschine;
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13 eine
Frontansicht des fünften
Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Drehmaschine;
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14 eine
Darstellung ähnlich 12 eines
sechsten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Drehmaschine;
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15 eine
Darstellung ähnlich 12 eines
siebten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Drehmaschine;
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16 eine
Darstellung ähnlich 12 eines
achten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Drehmaschine;
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17 eine
Frontansicht des achten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Drehmaschine;
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18 eine
Seitenansicht des achten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Drehmaschine;
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19 eine
Darstellung ähnlich 12 eines
neunten Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Drehmaschine;
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20 eine
Frontansicht des neunten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Drehmaschine
und
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21 eine
Seitenansicht des neunten Ausführungsbeispiels
der erfindungsgemäßen Drehmaschine.
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Ein
erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Drehmaschine,
dargestellt in 1 umfasst ein Maschinengestell 10 mit
einem Untergestell 12, auf welchem ein als Ganzes mit 18 bezeichneter
Ständerkörper angeordnet
ist, der ein Gehäuse für eine Werkstückspindel 22 bildet.
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Außerdem sind
an dem Ständerkörper 18 als Funktionseinheiten 20 Werkzeugträger 24a, 24b angeordnet,
sowie eine Werkstücktransporteinrichtung 26,
welche in diesem Fall als Werkstückhandhabungseinheit
ausgebildet ist.
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Der
Ständerkörper 18 grenzt
dabei, wie in 1 und 2 dargestellt,
mit einer Frontseite 28 an einen Arbeitsraum 30,
welcher sich ausgehend von dem Untergestell 12 von diesem
weg nach oben entlang der Frontseite 28 des Ständerkörpers 18 und von
diesem weg ausdehnt.
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Der
Arbeitsraum 30 liegt dabei auf einer Seite einer Ebene
E1, in welcher sich auch die Frontseite 28 des Ständerkörpers 18 erstreckt
und ist von einer Maschinenverhaubung 40 begrenzt, die
ausgehend von der Ebene E1 in einer bogenförmigen Kontur 42 verläuft, wobei
die bogenförmige
Kontur 42 in einer Ebene E2 liegt, die vorzugsweise senkrecht
zur Ebene E1 verläuft.
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Die
als Ganzes mit 40 bezeichnete Maschinenverhaubung umfasst
dabei zwei Türen 44 und 46, die
der Kontur 42 angepasst sind und längs der Kontur 42 bewegbar
sind, wobei die beiden Türen 44 und 46 in
einer der Kontur 42 folgenden und am Untergestell gehaltenen
Führung 52 geführt sind,
und sich an der Führung 52 durch
Führungselemente 54 abstützen, so
dass die Türen 44 und 46 von
der Führung 52 getragen
sind.
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Ferner
sind die Türen 44 und 46 noch
mittels Oberteilen 56 und 58 in einer Führung 62 geführt, die fest
an einem Verhaubungsgehäuse 64 angeordnet ist,
das feststehend mit dem Untergestell 12 verbunden ist und
sich im Anschluss an die Ebene E1 auf einer dem Arbeitsraum 30 abgewandten
Seite über dem
Untergestell 12 erhebt und dabei mit Seitenteilen 66 und 68 sowie
einem Oberteil 70 und einer Rückseite 72 den Ständerkörper 18 auf
der dem Arbeitsraum 30 abgewandten Seite umschließt.
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Ferner
erstrecken sich in dem Verhaubungsgehäuse 64 auch noch die
Kontur 42 in dem Verhaubungsgehäuse 64 fortsetzende
innere Abschnitte 74 und 76 der Führung 52,
die in Fortsetzung eines sich vor der Ebene E1, das heißt auf einer
dem Arbeitsraum 30 zugewandten Seite der Ebene E1, im Wesentlichen
längs eines
die Kontur 42 zum Beispiel bildenden Bogens, beispielsweise
eines Kreisbogens, verlaufen.
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Die
Abschnitte 74 und 76 der Führung 52 sind mit
ihren Enden 82 und 84 vorzugsweise im Abstand
voneinander angeordnet, so dass trotz bis zu den Enden 82 und 84 bewegter
Türen 44 und 46 ein freier
Zugangsbereich 86 für
an einer dem Arbeitsraum 30 gegenüberliegenden Rückseite 88 der Werkstückspindel 22 angeordnete
Einrichtungen 90 besteht.
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Wie
in 2 ferner dargestellt, umfasst der Ständerkörper 18 einen
Zentralbereich 100, in welchem ein Durchbruch 102 vorgesehen
ist, der sich von der Frontseite 28 bis zu einer Rückseite 104 des Ständerkörpers 18 erstreckt.
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In
dem Durchbruch 102 ist ein Stator 106 der als
Spindelmotor ausgebildeten Werkstückspindel 22 angeordnet,
für welchen
der Zentralbereich 100 des Ständerkörpers 18 ein Gehäuse darstellt.
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Innerhalb
des Stators 106 ist über
Drehlager ein Rotor 108 der als Spindelmotor ausgebildeten Werkstückspindel 22 gelagert,
an welchem eine Werkstückaufnahme 110 zum
Halten eines Werkstücks
koaxial zu einer Spindelachse 112 der Werkstückspindel 22 vorgesehen
ist, wobei mit der Werkstückspindel 22 das
Werkstück
um die Spindelachse 112 rotierend antreibbar ist.
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Vorzugsweise
ist die Werkstückspindel 22 mit
dem Ständerkörper 18 innerhalb
der Maschinenverhaubung 40 so angeordnet, dass eine Mittelachse der
Kontur 42, beispielsweise eine Zylinderachse 114 bei
einer zylindrischen Kontur 42, quer zur Spindelachse 112 verläuft und
beispielsweise diese schneidet.
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Um
die Werkstückspindel 22,
insbesondere um den Durchbruch 102, herum sind in dem Ständerkörper 18,
wie in 4 und 5 dargestellt, Aufnahmen 118 für Funktionseinheiten 20 vorgesehen, die
Führungsaufnahmen 120 und 122 umfassen,
in welchen Führungskörper 124 in
Führungsrichtungen 126,
die vorzugsweise ungefähr
parallel zur Spindelachse 112 verlaufen, verschiebbar gelagert
sind.
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Die
Führungsaufnahmen 120, 122 sitzen
dabei jeweils in frontseitigen Ständerwangen 130 und rückseitigen
Ständerwangen 132 des
Ständerkörpers 18,
die im Anschluss an den Zentralbereich 100 sich von diesem
weg erstrecken.
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Im
dargestellten Fall sind die Führungskörper 124 als
Pinolen ausgebildet, die mit ihrer Zylindermantelfläche 134 in
den als Führungsbüchsen ausgebildeten
Führungsaufnahmen 120, 122 in
der Führungsrichtung 126 verschiebbar
am Ständerkörper 18 geführt sind.
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Die
drehfeste Führung
der Führungskörper 124 relativ
zum Ständerkörper 18 sowie
eine Vorschubbewegung in der Führungsrichtung 126 erfolgt über sich
seitlich der Führungskörper 124,
vorzugsweise ungefähr
radial zur Spindelachse 112, ausgehend von den Führungskörpern 124 zwischen
den Ständerwangen 130 und 132 liegende
Arme 136, die an den Führungskörpern 124,
beispielsweise durch eine Klemmung, fixiert sind und an ihren dem
jeweiligen Führungskörper 124 abgewandten
Endbereichen 138 im Abstand voneinander angeordnete Führungsrollen 142 und 144 tragen,
welche auf gegenüberliegenden
Seiten eines Führungsträgers 148 anliegen,
der sich mit seiner Längsrichtung 150 parallel zur
Führungsrichtung 126 erstreckt
und für
die Führungsrollen 142 und 144 Laufflächen 152 und 154 aufweist,
die ebenfalls parallel zur Führungsrichtung 126 und
im Abstand voneinander verlaufen, so dass die Führungsrollen 142, 144 quer
zum Führungsträger 148 im
Wesentlichen spielfrei geführt
sind und somit über
den Arm 136 eine drehfeste Abstützung des Führungskörpers 124 bezüglich einer
Drehbewegung um die Führungsrichtung 126 bilden.
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In
dem Arm 136 sitzt ferner noch eine Spindelmutter 156 eines
als Ganzes mit 160 bezeichneten Spindelantriebs zur Verschiebung
des Arms 136 in Führungsrichtung 126,
wobei der Spindelantrieb 160 eine die Spindelmutter 156 durchsetzende
Antriebsspindel 162 aufweist, die beispielsweise im Bereich
der der Frontseite 28 abgewandten hinteren Ständerwange 132 drehbar
und axial unverschieblich gelagert ist und durch einen Antriebsmotor 164 antreibbar
ist.
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Durch
den Antriebsmotor 164 lässt
sich somit über
die Antriebsspindel 162 die Spindelmutter 156 mitsamt
dem Arm 136 in Führungsrichtung 126 verschieben
und damit ist aufgrund der starren Kopplung des Arms 136 mit
dem Führungskörper 124 auch
der Führungskörper 124 in
der Führungsrichtung 126 verschiebbar
und in beliebigen Positionen definiert festlegbar.
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Durch
Ansteuerung des Antriebsmotors 164 mittels einer Maschinensteuerung 170 besteht
somit die Möglichkeit,
die Werkzeugträger 24 oder
die Werkzeugtransporteinrichtung 26 in Richtung parallel zur
Spindelachse 112 und somit in der Z-Richtung zu verschieben
und exakt zu positionieren.
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Wie
in 4 dargestellt, sind bei dem ersten Ausführungsbeispiel
in dem Ständerkörper 18 insgesamt
drei Aufnahmen 118 vorgesehen, wobei die Aufnahmen 118a, 118b und 118c um
die Spindelachse 112 herum, beispielsweise im selben radialen
Abstand R, angeordnet sind und außerdem, bezogen auf die Spindelachse 112 einen
Winkelabstand W voneinander aufweisen, der ungefähr 90° beträgt, so dass bei dem ersten
Ausführungsbeispiel
die Aufnahmen 118a, 118b und 118c in
einem Bogensegment BS liegen, welche sich insgesamt sich über einen
Winkelbereich WB um die Spindelachse 112 von ungefähr 180° erstrecken,
und die die Funktionseinheiten 20 bildenden Werkzeugträger 24a und 24b sowie
die Werkstücktransporteinrichtung 26 ebenfalls
in dem Winkelbereich WB von ungefähr 180° um die Spindelachse 116 angeordnet
sind.
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Im
Falle der Werkzeugträger 24 sind
auf den Führungskörpern 124,
und zwar an vorderen Enden 172 derselben, Schlitteneinheiten 180 vorgesehen, welche
einen Werkzeugschlitten 182 aufweisen, der in einer Führungsrichtung 184 verschiebbar
an einer Schlittenbasis 186 geführt ist.
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An
der Schlittenbasis 186 ist außerdem ein als Ganzes mit 190 bezeichneter
Schlittenantrieb vorgesehen, welcher eine fest mit dem Werkzeugschlitten 182 verbundene
Spindelmutter 192 aufweist, welche von einer Antriebsspindel 194 durchsetzt
ist, die ihrerseits drehbar und axial unverschiebbar an der Schlittenbasis 186 gelagert
ist und durch einen Antriebsmotor 196 antreibbar ist, der
ebenfalls durch die Maschinensteuerung 170 ansteuerbar
ist, um somit den Werkzeugschlitten 182 in der Führungsrichtung 186 definiert
zu positionieren, die so ausgerichtet ist, dass diese für eine Bearbeitung
eines Werkstücks
in der Werkstückspindel 22 eine X-Richtung
darstellt, das heißt,
dass die Führungsrichtung 184 insbesondere
radial zur Spindelachse 116 verläuft.
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Somit
ist ein auf dem Werkzeugschlitten 182 montiertes Werkzeug 188 auf
beliebigen Funktionsbahnen FW bewegbar, die in einer X/Z-Ebene 198, die
in 7 der Zeichenebene entspricht, liegen.
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Im
Gegensatz zu den Werkzeugträgern 24 umfasst
die Werkstücktransporteinrichtung 26 einen an
dem Führungskörper 124 gehaltenen
Schwenkarm 200, welcher um eine Schwenkachse 202 schwenkbar
ist, die ungefähr
parallel zur Führungsrichtung 126 und
ungefähr
parallel zur Spindelachse 112 verläuft.
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Ferner
ist der Schwenkarm 200 noch mit einem Werkstückgreifer 204 versehen,
welcher in der Lage ist, ein Werkstück zu greifen und in die Werkstückspindel 22,
insbesondere in die Werkstückaufnahme 110 derselben
einzusetzen oder aus dieser zu entnehmen.
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Somit
ist der Werkstückgreifer 204 auf
beliebigen Funktionsbahnen FG bewegbar, die in einer zur Schwenkachse 202 rotationssymmetrischen
Zylinderfläche 208 liegen.
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Mit
der erfindungsgemäßen Drehmaschine steht
somit eine Drehmaschine zur Verfügung,
bei welcher der Arbeitsraum 30 bei geöffneten Türen 44, 46 der
Maschinenverhaubung 40, wie in 1 dargestellt,
optimal zugänglich
ist und welche einfach aufgebaut und einfach bedienbar ist, um insbesondere
einfache Drehteile, das heißt
Drehteile, bei deren Herstellung insgesamt wenige unterschiedliche Werkzeuge
erforderlich sind, effizient herzustellen.
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Wie
in 1 dargestellt, liegen die möglichen Funktionsbahnen FWa
des Werkzeugs 188a in der Ebene 198a, während die
möglichen
Funktionsbahnen FWb des Werkzeugs 188b in der Ebene 198b liegen,
so dass sich die Funktionsbahnen FWa und FWb nie berühren oder
schneiden können
und die Funktionselemente darstellenden Werkzeuge 188a und 188b kollisionsfrei
relativ zueinander bewegbar sind.
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Ferner
ist auch der ein Funktionselement darstellende Werkstückgreifer 204 mit
allen möglichen
Funktionsbahnen FG nur auf der Zylinderfläche 208 bewegbar,
die berührungs-
und kreuzungsfrei zu den Ebenen 198a und 198b verläuft, so
dass auch der Werkstückgreifer 204 kollisionsfrei
zu den Werkzeugen 188a und 188b bewegbar ist.
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Somit
besteht die Möglichkeit,
sowohl die Werkzeuge 188a und 188b als auch den
Werkstückgreifer 204 unabhängig voneinander
und damit zeitlich überlappend
oder gegebenenfalls gleichzeitig auf den möglichen Funktionsbahnen zu
bewegen.
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Bei
einem zweiten Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Drehmaschine,
dargestellt in 8, sind insgesamt in den im
Ständerkörper 18 vorgesehenen
Aufnahmen 118 drei Werkzeugträger 24a, 24b und 24c vorgesehen,
wobei die Werkzeugträger 24a, 24b und 24c ihrerseits
jeweils in einem Winkelabstand von jeweils ungefähr 90° relativ zueinander angeordnet
sind.
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Zusätzlich ist
noch die bereits im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel
beschriebene Werkstücktransporteinrichtung 26 vorgesehen, welche
in gleicher Weise wie beim ersten Ausführungsbeispiel aufgebaut ist.
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Damit
lassen sich von verschiedenen Seiten des Werkstücks insgesamt drei Werkzeuge
gleichzeitig zur Bearbeitung einsetzen, ohne dass sich diese Werkzeuge
gegenseitig behindern und ferner ist durch die Werkstücktransporteinrichtung
eine einfache Möglichkeit
zum Einsetzen und Auswechseln des Werkstücks in der Werkstückaufnahme 110 geschaffen.
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Bei
diesem Ausführungsbeispiel
ist auch die Werkstücktransporteinrichtung 26 in
einem Winkelabstand W sowohl von dem Werkzeugträger 24a als auch vom
Werkzeugträger 24b entfernt
angeordnet, so dass insgesamt in einem Winkelbereich von 360° um die Spindelachse 112 herum
Funktionseinheiten in Form von Werkzeugträgern 24 und/oder Werkstücktransporteinrichtungen 26 vorgesehen sind,
die alle in der im Zusammenhang mit dem ersten Ausführungsbeispiel
beschriebenen Art und Weise am Ständerkörper 18 gelagert sind.
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Bei
einem dritten Ausführungsbeispiel,
dargestellt in 9 und 10, sind
verbesserte Möglichkeiten
zum Werkstücktransport
vorgesehen. In diesem Fall sind der Werkstücktransporteinrichtung 26 mit
dem Schwenkarm 200 ein Zufuhrmagazin 210 zugeordnet,
aus welchem mit dem Werkstückgreifer 204 Werkstücke entnommen
werden können
und in die Werkstückspindel 22 eingesetzt
werden können.
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Vorzugsweise
ist das Zufuhrmagazin 210 ebenfalls an dem Ständerkörper 18 angeordnet
und von diesem getragen.
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Ferner
ist zum Entnehmen der Werkstücke aus
der Werkstückspindel 22 eine
Werkstückentnahmeeinrichtung 212 vorgesehen,
welche frontseitig des Ständerkörpers 18 angeordnet
ist und, wie in 10 dargestellt, ein ausfahrbares
Entnahmeelement 214 aufweist, welches an einer Grundeinheit 216 in
einer Ausfahrrichtung 218 ausfahrbar geführt ist
und bei fertig bearbeitetem Werkstück in der Werkstückspindel 22 in
Richtung der Werkstückspindel 22 ausgefahren
wird und dabei das fertig bearbeitete Werkstück aus der Werkstückspindel 22 aufnimmt.
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Beispielsweise
stellt das Entnahmeelement 214 eine Entnahmerutsche dar,
längs welcher
das Werkstück
durch den Arbeitsraum 30 hindurchgleiten kann.
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Bei
einem vierten Ausführungsbeispiel,
dargestellt in 11, sind in den Aufnahmen 118 ausschließlich Werkzeugträger 24 mit
den Führungskörpern 124 geführt gehalten,
wobei die Werkzeugträger 24a bis 24d jeweils
in Winkelabständen
W voneinander um die Spindelachse 112 angeordnet sind und somit
insgesamt in einem Winkelbereich von 360° um die Spindelachse 112 herum
Funktionseinheiten in Form der Werkstückträger 24a bis 24d vorgesehen sind,
deren Werkzeuge gleichzeitig einsetzbar sind.
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Bei
einem weiteren Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Drehmaschine,
dargestellt in 12, sind in dem Ständerkörper 18' zwei Werkstückspindeln 221 und 222 vorgesehen,
die zur Bearbeitung von Werkstücken dienen.
Dabei sind die Werkstückspindeln 221 und 222 derart
angeordnet, dass deren Spindelachsen 1121 und 1122 im Wesentlichen parallel zueinander
verlaufen.
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Ferner
sind jeder der Werkstückspindeln 221 und 222 Werkzeugträger 241a bis 241d sowie 242a bis 242d zugeordnet,
die Werkzeuge zur Bearbeitung der in den Werkstückspindeln 221 und 222 gehaltenen Werkstücke tragen.
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Die
Werkzeugträger 241a bis 241d sowie 242a bis 242d sind
dabei jeweils in Winkelbereichen WB angeordnet, die in der Größenordnung
von 150° liegen,
wobei die Winkelabstände
W zwischen einzelnen der Werkzeugträger 241 oder 242 entweder gleich groß sein können oder
variieren können,
jedoch stets so groß sind,
dass die Werkzeuge der einzelnen Werkzeugträger 241 oder 242 unabhängig voneinander an den Werkstücken in
den jeweiligen Werkstückspindeln 241 oder 242 unabhängig voneinander
eingesetzt werden können.
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Beispielsweise
betragen die Winkelabstände W
zwischen den Werkzeugträgern 241b , 241c und 241d jeweils ungefähr 45°, während der Winkelabstand W zwischen
dem Werkzeugträger 241a und dem Werkzeugträger 241b ungefähr 60° beträgt.
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Ferner
sind die Werkzeugträger 241a bis 241d und 242a bis 242d derart
angeordnet, dass auf einer dem Untergestell 12 gegenüberliegenden
Seite der Werkstückspindeln 221 und 222 ein
Freiraum 220 verbleibt, welcher mindestens einen Zwischenraum
zwischen zwei durch die Spindelachsen 1121 und 1122 hindurch verlaufenden vertikalen Ebenen
V1 und V2 entspricht,
so dass in dem Freiraum 220 zwischen den vertikalen Ebenen
V1 und V2 beispielsweise
die Möglichkeit
besteht, eine Werkstückzufuhr
zu den Werkstückspindeln 221 und 222 zu
realisieren.
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Wie
bei einem in 14 dargestellten sechsten Ausführungsbeispiel
realisiert, ist in dem Freiraum 220 ein Werkstückgreifer 230 bewegbar,
welcher in der Lage ist, Werkstücke
von einer Werkstückzufuhreinrichtung 232 zu
entnehmen und in die Werkstückspindeln 221 bzw. 222 einzusetzen
oder aus diesen zu entnehmen und wieder der Werkstückzufuhreinrichtung 232 zu übergeben,
die gleichzeitig in diesem Fall als Werkstückabfuhreinrichtung arbeitet.
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Der
Werkstückgreifer 230 kann
dabei seinerseits an einem durch beliebige Vorrichtungen bewegbaren
Arm 234 gehalten sein.
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Bei
einem siebten Ausführungsbeispiel,
dargestellt in 15, ist anstatt eines Werkstückgreifers 230 ein
Mehrfachgreifer 230' vorgesehen,
welcher mit der Werkstückzufuhreinrichtung 232 und
einer zusätzlichen
Werkstückabfuhreinrichtung 236 zusammenwirkt,
wobei der Mehrfachgreifer 230' in der Lage ist, gleichzeitig
aus jeder der Werkstückspindeln 221 und 222 ein
Werkstück
zu entnehmen und die fertig bearbeiteten Werkstücke zu halten und dann, vor
einem Verfahren zu der Werkstückzufuhreinrichtung 232 und
der Werkstückabfuhreinrichtung 236 ein
rohes Werkstück
in die Werkstückspindeln 221 und 222 einzusetzen,
so dass erst danach ein Verfahren des Werkstückgreifers 230' zu der Werkstückzufuhreinrichtung 232 und
der Werkstückabfuhreinrichtung 236 erfolgt,
wobei gleichzeitig wiederum aus der Werkstückzufuhreinrichtung 232 zwei
rohe Werkstücke
entnommen werden können,
während gleichzeitig
die zwei fertig bearbeiteten Werkstücke in der Werkstückabfuhreinrichtung 236 abgelegt
werden können.
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Bei
einem achten Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Drehmaschine,
dargestellt in den 16 bis 18, ist
an dem Ständerkörper 18' ein Schwenkarmroboter 240 gehalten,
welcher vorzugsweise auf einer dem Untergestell 12 gegenüberliegenden
Seite des Ständerkörpers 18' angeordnet ist
und von einer dem Untergestell 12 gegenüberliegenden Seite in der Lage
ist, mit dem Greifer 230 auf die Werkstückspindeln 221 und 222 zuzugreifen, wobei sich der Werkstückgreifer 20 ebenfalls
vorzugsweise über
den Freiraum 230 hinwegbewegen kann.
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Der
Schwenkarmroboter 240 ist dabei als Knickarmroboter ausgeführt und
weist insgesamt fünf
Schwenkachsen S1, S2,
S3, S4 und S5 auf, um welche der Werkstückgreifer 230 bewegbar
ist, um Werkstücke
in beiden Werkstückspindeln 221 und 222 greifen
und aus diesen entnehmen oder in diese einsetzen zu können, wobei
ein derartiger Schwenkarmroboter 240 mit einer zeichnerisch
nicht dargestellten geeigneten Werkstückzufuhreinrichtung und einer
geeigneten Werkstückabfuhreinrichtung
zusammenwirkend eingesetzt ist.
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Bei
einem neunten Ausführungsbeispiel, dargestellt
in 19, sind an dem Ständerkörper 18' anstelle der Werkzeugträger 241d und 242d in
den entsprechenden Aufnahmen 1181d und 1182d an den Führungskörpern 124 Schwenkarme 2501 und 2502 vorgesehen,
die endseitig Werkstückspindeln 2521 und 2522 tragen,
wobei diese Werkstückspindeln 2521 und 2522 durch
Verschwenken der Schwenkarme 2501 bzw. 2502 in zu den Werkstückspindeln 221 und 222 koaxiale Stellungen bringbar sind,
um – wie im
Zusammenhang mit der Vor- und Rückseitenbearbeitung
durch Gegenspindeln bekannt – aus
den Werkstückspindeln 221 und 222 einseitig
bearbeitete Werkstücke
auf der bearbeiteten Vorderseite aufzunehmen, zu entnehmen und durch
Verschwenken der Schwenkarme 2501 bzw. 2502 in Positionen zu bringen, in denen
eine Rückseitenbearbeitung
mit stationär
am Ständerkörper vorgesehenen
Werkzeugträgern 2541a und 2541b bzw. 2542a und 2542b durchführbar ist,
wobei die Werkzeugträger 2541a und 2541b bzw. 2542a und 2542b jeweils
so am Ständerkörper 18' angeordnet
sind, dass deren Werkzeuge 256 durch unterschiedliche Drehstellungen
der Schwenkarme 2501 bzw. 2502 relativ zum Ständerkörper 18' in Einsatz bringbar sind.
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Die
Gegenspindeln 2501 bzw. 2502 können somit
dazu eingesetzt werden, einseitig bearbeitete Werkstücke aus
den Werkstückspindeln 221 und 222 zu
entnehmen, nochmals mittels der Werkzeuge 256 durch jeweils
unterschiedliche Drehstellungen der Schwenkarme 2501 bzw. 2502 rückseitig
zu bearbeiten und die fertig bearbeiteten Werkstücke dann auf einer Werkstückabfuhreinrichtung 260 abzulegen, die
die fertig bearbeiteten Werkstücke
abtransportiert.
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Mit
der Drehmaschine gemäß 19 und 20 ist
somit eine Möglichkeit
einer Vor- und Rückseitenbearbeitung
von Werkstücken
geschaffen, die alle Vorteile der bisher beschriebenen Ausführungsbeispiele
der erfindungsgemäßen Lösung in sich
vereinigt.