DE102010019762A1

DE102010019762A1 - Werkzeugmaschine für Dreharbeit

Info

Publication number: DE102010019762A1
Application number: DE102010019762A
Authority: DE
Inventors: Koji Yamatokoriyama Fujimoto; Kento Yamatokoriyama Komine; Tsutomu Yamatokoriyama Tokuma; Yutaka Yamatokoriyama Nishimura
Original assignee: Mori Seiki Co Ltd
Current assignee: DMG Mori Co Ltd
Priority date: 2009-05-08
Filing date: 2010-05-07
Publication date: 2010-11-11
Also published as: US20100282037A1; CN201855953U; US8549964B2; JP2010260146A; JP5385675B2

Abstract

Ein mehrachsiges Drehzentrum (1b) für Dreharbeit umfasst einen Maschinenkörper (2), ein Werkzeugauflagemittel (3) zum Halten eines Werkzeugs (6, 7), einen ersten Spindelstock (4) zum Halten eines Werkstücks (8) und einen dem ersten Spindelstock (4) gegenüber stehenden zweiten Spindelstock (5a) zum Halten eines Werkstücks (8). Der zweite Spindelstock (5a) besitzt ein vorderes Spannfutter (34) und ein hinteres Spannfutter (36) zum Ergreifen jeweiliger Werkstücke (8). Der zweite Spindelstock (5a) übt durch Schwenken um eine Mittelachse (CL1) eine Werkstückwechselfunktion aus. Das mehrachsige Drehzentrum ist, während es einen Bearbeitungsprozess ausführt, fähig, die Werkstücke (8) selbst und automatisch zu wechseln, ohne eines Werkstückwechslers zu bedürfen. Das mehrachsige Drehzentrum muss zum Wechseln von Werkstücken seinen Bearbeitungsprozess nicht anhalten, was zu einer Erhöhung seines Nutzungsgrads führt.

Description

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf Werkzeugmaschinen und insbesondere auf eine Werkzeugmaschine zum Ausführen wenigstens von Dreharbeit, die einen ersten Spindelstock zum Halten eines Werkstücks und einen dem ersten Spindelstock gegenüber stehenden zweiten Spindelstock zum Halten eines Werkstücks umfasst.
Aus JP 5-57506-A ist ein Bearbeitungszentrum zum Bearbeiten von Stäben bekannt. Das offenbarte Bearbeitungszentrum besitzt einen Drehtisch (der einem ersten Spindelstock gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht) zum Ergreifen eines Werkstücks und einen dem oben erwähnten Drehtisch gegenüber stehenden weiteren Drehtisch (der einem zweiten Spindelstock gemäß der vorliegenden Erfindung entspricht) zum Ergreifen eines Werkstücks.
Aus JP 7-88702-A ist ein Verfahren zum Zuführen eines Werkstücks zu einer Drehmaschine und zum Auswerfen des Werkstücks aus dieser bekannt. Gemäß dem offenbarten Verfahren ist an jeder Seite eines Handträgers ein Paar Roboterhände angeordnet, die Werkstücke an einem Spindelstock der Drehmaschine wechseln.
Bei dem aus JP 5-57506-A bekannten Bearbeitungszentrum schwenkt der weitere Drehtisch in einer horizontalen Ebene. JP 5-57506-A sagt über jegliche Art, ein bearbeitetes Werkstück aus dem Bearbeitungszentrum sanft auszuwerfen, ohne eine Beschädigung am Werkstück herbeizuführen, nichts aus.
Gemäß dem Verfahren, das aus JP 7-88702-A bekannt ist, ergreifen die Roboterhände das Werkstück und transportieren das Werkstück zum Spindelstock der Drehmaschine hin und von diesem weg. Die Drehmaschine selbst benötigt eine Vorrichtung zum Zuführen und Auswerfen des Werkstücks.
Allgemeine Werkzeugmaschinen zum Durchführen von Dreharbeit gemäß dem Stand der Technik sind zumeist ohne Werkstückwechsler ausgeführt. Wenn eine solche Werkzeugmaschine ein Werkstück bearbeitet hat, stoppt sie ihren Bearbeitungsprozess und wartet darauf, dass die Bedienungsperson sie bedient. Nach Ankunft an der Werkzeugmaschine nimmt die Bedienungsperson das bearbeitete Werkstück aus ihr heraus und führt ihr ein unbearbeitetes Werkstück zu. Danach nimmt die Werkzeugmaschine ihren Bearbeitungsprozess am unbearbeiteten Werkstück, das an ihrem Spindelstock montiert ist, wieder auf.
Da die allgemeinen Werkzeugmaschinen gemäß dem Stand der Technik zum Wechseln von Werkstücken ihren Bearbeitungsprozess stoppen müssen, sinkt zumeist ihr Nutzungsgrad. Außerdem ist es lästig für die Bedienungsperson, die Werkstücke an den Werkzeugmaschinen zu wechseln.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Werkzeugmaschine für Dreharbeit zu schaffen, die, während sie einen Bearbeitungsprozess ausführt, Werkstücke selbst und automatisch wechseln kann, so dass sie keinen Werkstückwechsler benötigt und der Bearbeitungsprozess zum Wechseln von Werkstücken nicht unterbrochen werden muss, womit sich ihr Nutzungsgrad erhöht und Arbeitskosten eingespart werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, 5 oder 7. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird eine Werkzeugmaschine für Dreharbeit geschaffen, die ein Werkstück, das an seinen entgegengesetzten axialen Enden erfolgreich bearbeitet worden ist, sanft auswerfen kann, indem das Werkstück durch Schwerkraft schräg nach unten bewegt wird, ohne eine Beschädigung daran herbeizuführen.
Eine Werkzeugmaschine zum Ausführen wenigstens von Dreharbeit gemäß der oben genannten Aufgabe umfasst:
einen Maschinenkörper,
ein am Maschinenkörper beweglich montiertes Werkzeugauflagemittel zum Halten eines Werkzeugs,
einen am Maschinenkörper montierten ersten Spindelstock zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks und
einen am Maschinenkörper beweglich montierten und dem ersten Spindelstock gegenüber stehenden zweiten Spindelstock zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks,
wobei der zweite Spindelstock ein an einer Vorderseite einer Mittelachse davon angeordnetes vorderes Spannfutter zum lösbaren Ergreifen des Werkstücks und ein an einer Hinterseite der Mittelachse davon angeordnetes hinteres Spannfutter zum lösbaren Ergreifen des Werkstücks besitzt und
wobei der zweite Spindelstock eine Werkstückwechselfunktion ausübt, indem er um eine parallel zu einer Y-Achsenrichtung verlaufende Mittelachse schwenkt.
Vorzugsweise kann die Werkzeugmaschine ein mehrachsiges Drehzentrum umfassen und kann das Werkzeugauflagemittel eine erste Werkzeugauflage, die einen Revolverkopf mit mehreren daran montierten Werkzeugen zum Bearbeiten des Werkstücks besitzt, und eine zweite Werkzeugauflage mit einem lösbar an einer Werkzeugspindel montierten Werkzeug zum Bearbeiten des Werkstücks umfassen.
Alternativ kann die Werkzeugmaschine eine Drehmaschine umfassen und kann das Werkzeugauflagemittel eine oder mehrere Werkzeugauflagen umfassen, die einen Revolverkopf mit mehreren daran montierten Werkzeugen zum Bearbeiten des Werkstücks besitzen.
Vorzugsweise umfasst die Werkzeugmaschine ferner: eine Werkstücktransporteinheit zum Auswechseln eines bearbeiteten Werkstücks durch ein unbearbeitetes Werkstück am zweiten Spindelstock, wobei die Werkstücktransporteinheit das unbearbeitete Werkstück in eine Werkstückwechselposition, die außerhalb eines Bearbeitungsbereichs liegt, zuführt und das in die Werkstückwechselposition ausgeworfene bearbeitete Werkstück entfernt und wobei der zweite Spindelstock das in die Werkstückwechselposition zugeführte unbearbeitete Werkstück ergreift und danach das bearbeitete Werkstück in die Werkstückwechselposition platziert.
Eine Werkzeugmaschine zum Ausführen wenigstens von Dreharbeit gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst:
einen Maschinenkörper,
ein am Maschinenkörper beweglich montiertes Werkzeugauflagemittel zum Halten eines Werkzeugs,
einen am Maschinenkörper montierten ersten Spindelstock zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks und
einen am Maschinenkörper beweglich montierten und dem ersten Spindelstock gegenüber stehenden zweiten Spindelstock zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks,
wobei die Werkzeugmaschine ein mehrachsiges Drehzentrum umfasst,
wobei das Werkzeugauflagemittel eine erste Werkzeugauflage, die einen Revolverkopf mit mehreren daran montierten Werkzeugen zum Bearbeiten des Werkstücks besitzt, und eine zweite Werkzeugauflage mit dem lösbar an einer Werkzeugspindel montierten Werkzeug zum Bearbeiten des Werkstücks umfasst und
wobei der zweite Spindelstock fähig ist, um eine parallel zu einer Y-Achsenrichtung verlaufende Mittelachse zu schwenken.
Vorzugsweise sind, während das Werkstück durch den ersten Spindelstock und die erste Werkzeugauflage bearbeitet wird, ein vorderes Spannfutter des zweiten Spindelstocks und die Werkzeugspindel der zweiten Werkzeugauflage schräg orientiert, derart, dass ein störender Eingriff mit dem ersten Spindelstock und/oder der ersten Werkzeugauflage und/oder dem Werkstück umgangen wird, und ein weiteres Werkstück wird durch den zweiten Spindelstock und die zweite Werkzeugauflage bearbeitet.
Eine Werkzeugmaschine zum Ausführen wenigstens von Dreharbeit gemäß einem nochmals weiteren Aspekt der Erfindung umfasst:
einen Maschinenkörper,
ein am Maschinenkörper beweglich montiertes Werkzeugauflagemittel zum Halten von Werkzeugen,
einen am Maschinenkörper montierten ersten Spindelstock zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks und
einen am Maschinenkörper beweglich montierten und dem ersten Spindelstock gegenüber stehenden zweiten Spindelstock zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks,
wobei die Werkzeugmaschine eine Drehmaschine umfasst,
wobei das Werkzeugauflagemittel eine erste Werkzeugauflage umfasst, die einen Revolverkopf mit mehreren daran montierten Werkzeugen zum Bearbeiten des Werkstücks besitzt und
wobei der zweite Spindelstock fähig ist, um eine parallel zu einer Y-Achsenrichtung verlaufende Mittelachse zu schwenken.
Die Werkzeugmaschine zum Ausführen wenigstens von Dreharbeit gemäß dem zuerst erwähnten Aspekt der Erfindung, die wie oben beschrieben konstruiert ist, kann, wenn sie einen Bearbeitungsprozess ausführt, die Werkzeuge selbst und automatisch wechseln, so dass sie keinen Werkstückwechsler benötigt und zum Wechseln von Werkstücken der Bearbeitungsprozess nicht unterbrochen werden muss. Daher besitzt die Werkzeugmaschine einen relativ hohen Nutzungsgrad erhöht spart Arbeitskosten ein. Wenn die Werkzeugmaschine mit einer Werkstücktransporteinheit kombiniert ist, kann sie als unbeaufsichtigte automatische Werkzeugmaschine arbeiten.
Die Werkzeugmaschine zum Ausführen wenigstens von Dreharbeit gemäß dem anderen Aspekt der Erfindung, die wie oben beschrieben konstruiert ist, kann ein Werkstück, das nacheinander an seinen entgegengesetzten axialen Enden bearbeitet worden ist, sanft aus der Werkzeugmaschine auswerfen, indem das Werkstück durch Schwerkraft schräg nach unten bewegt wird, ohne eine Beschädigung daran herbeizuführen.
Weitere Merkmale, Aspekte und Vorteile der Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung und der angehängten Ansprüche, die auf die folgenden Abbildungen Bezug nehmen.
1 ist eine Vorderansicht eines mehrachsigen Drehzentrums als Werkzeugmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 ist eine perspektivische Ansicht des in 1 gezeigten mehrachsigen Drehzentrums;
3 ist eine Vorderansicht des in 1 gezeigten mehrachsigen Drehzentrums;
4 ist eine Vorderansicht des in 1 gezeigten mehrachsigen Drehzentrums, die die Art und Weise, in der das mehrachsige Drehzentrum zwei Werkstücke gleichzeitig bearbeitet, zeigt;
5 ist eine perspektivische Ansicht eines zweiten Spindelstocks des in 1 gezeigten mehrachsigen Drehzentrums;
6 ist eine Querschnittsansicht des in 5 gezeigten zweiten Spindelstocks;
7A bis 7D sind Vorderansichten, die eine Prozedur vom Bearbeiten beider Enden eines Werkstücks mit dem in 1 gezeigten mehrachsigen Drehzentrum bis zum Auswerfen der Werkstücke aus dem mehrachsigen Drehzentrum zeigen;
8A bis 8D sind Vorderansichten, die eine Prozedur vom Bearbeiten beider Enden eines Werkstücks mit einer Drehmaschine gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform bis zum Auswerfen der Werkstücke aus der Drehmaschine zeigen;
9 ist eine Vorderansicht eines mehrachsigen Drehzentrums als Werkzeugmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
10 ist eine zu 5 ähnliche perspektivische Ansicht eines zweiten Spindelstocks des in 9 gezeigten mehrachsigen Drehzentrums;
11A bis 11D sind Vorderansichten, die eine Prozedur vom Bearbeiten beider Enden eines Werkstücks mit dem in 9 gezeigten mehrachsigen Drehzentrums bis zum Auswerfen der Werkstücke aus dem mehrachsigen Drehzentrum zeigen;
12 ist eine zu 4 ähnliche perspektivische Ansicht des in 9 gezeigten mehrachsigen Drehzentrums, die die Art und Weise, in der das mehrachsige Drehzentrum zwei Werkstücke gleichzeitig bearbeitet, zeigt;
13 ist eine Vorderansicht der Drehmaschine gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform;
14(A) bis 14(I) und 15(J) bis 15(Q) sind Vorderansichten, die einen Prozess des Ladens, Bearbeitens und Entladens eines Werkstücks an der in 13 gezeigten Drehmaschine zeigen; und
16 ist eine perspektivische Ansicht einer Drehmaschine gemäß einer weiteren Modifikation der zweiten Ausführungsform.
In den gesamten Abbildungen sind gleiche oder entsprechende Teile mit gleichen oder entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.
Bislang haben Bearbeitungszentren häufig ihre eigenen automatischen Werkstückwechsler, weil sie eine relativ lange Zeit zum Bearbeiten eines einzelnen Werkstücks brauchen. Jedoch kommen bei Werkzeugmaschinen zum Ausführen von Dreharbeit und insbesondere bei Drehmaschinen keine automatischen Werkstückwechsler zum Einsatz, da die Zeit, die sie zum Bearbeiten eines einzelnen Werkstücks benötigen, viel kürzer ist.
Da in jüngster Zeit Drehmaschinen komplexere Bearbeitungsvorgänge ausführen müssen und mehrachsige Drehzentren immer weitere Verbreitung gefunden haben, ergibt sich, dass Drehmaschinen und mehrachsige Drehzentren mehr Zeit zum Bearbeiten eines einzelnen Werkstücks benötigen. Die Erfinder haben die vorliegende Erfindung angesichts des Bedarfs auf dem Fachgebiet nach einer Technik zum automatischen Wechseln von Werkstücken an Werkzeugmaschinen zum Ausführen von Dreharbeit wie etwa an mehrachsigen Drehzentren und Drehmaschinen ersonnen.
Eine Werkzeugmaschine zum Ausführen wenigstens von Dreharbeit gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst ein Werkzeugauflagemittel zum Halten eines Werkzeugs, einen ersten Spindelstock zum Halten eines Werkstücks und einen dem ersten Spindelstock gegenüber stehenden zweiten Spindelstock zum Halten eines Werkstücks.
Der zweite Spindelstock besitzt ein an einer Vorderseite davon längs einer Achse davon angeordnetes vorderes Spannfutter zum lösbaren Ergreifen des Werkstücks und ein an einer Hinterseite davon längs einer Achse davon angeordnetes hinteres Spannfutter zum lösbaren Ergreifen des Werkstücks. Der zweite Spindelstock kann durch Schwenken um eine zu einer Y-Achsenrichtung parallele Mittelachse eine Werkstückwechselfunktion ausüben.
Die so konstruierte Werkzeugmaschine ist fähig, Werkstücke selbst und automatisch zu wechseln, während sie einen Bearbeitungsprozess ausführt, ohne eines Werkstückwechslers zu bedürfen. Als Folge muss die Werkzeugmaschine zum Wechseln der Werkstücke ihren Bearbeitungsprozess nicht unterbrechen, womit sich ihr Nutzungsgrad erhöht und die Werkzeugmaschine selbst arbeitssparend wirkt. Wenn die Werkzeugmaschine mit einer Werkstücktransporteinheit kombiniert ist, kann sie als unbeaufsichtigte automatische Werkzeugmaschine arbeiten.
Eine Werkzeugmaschine zum Ausführen von wenigstens Dreharbeit gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein mehrachsiges Drehzentrum, das ein Werkzeugauflagemittel zum Halten eines Werkzeugs, einen ersten Spindelstock zum Halten eines Werkstücks und einen dem ersten Spindelstock gegenüber stehenden zweiten Spindelstock zum Halten eines Werkstücks umfasst. Das Werkzeugauflagemittel umfasst eine erste Werkzeugauflage, die einen Revolverkopf mit mehreren daran montierten Werkzeugen zum Bearbeiten des Werkstücks besitzt, und eine zweite Werkzeugauflage mit dem an einer Werkzeugspindel lösbar montierten Werkzeug zum Bearbeiten des Werkstücks. Der zweite Spindelstock ist fähig, um eine zu einer Y-Achsenrichtung parallele Mittelachse zu schwenken.
Wenn die Werkzeugmaschine eine Drehmaschine ist, umfasst sie ein Werkzeugauflagemittel zum Halten eines Werkzeugs, einen ersten Spindelstock zum Halten eines Werkstücks und einen dem ersten Spindelstock gegenüber stehenden zweiten Spindelstock zum Halten eines Werkstücks. Das Werkzeugauflagemittel umfasst eine erste Werkzeugauflage, die einen Revolverkopf mit mehreren daran montierten Werkzeugen zum Bearbeiten des Werkstücks besitzt. Der zweite Spindelstock ist fähig, um eine zu einer Y-Achsenrichtung parallele Mittelachse zu schwenken.
Nachdem die Werkzeugmaschine das Werkstück nacheinander an seinen entgegengesetzten axialen Enden bearbeitet hat, wirft sie das Werkstück sanft aus, indem es durch Schwerkraft schräg nach unten bewegt wird, ohne eine Beschädigung daran herbeizuführen.
Gemäß Ausführungsformen und Modifikationen, die in den 1 bis 16 gezeigt sind, umfassen Werkzeugmaschinen mehrachsige Drehzentren und Drehmaschinen und führen wenigstens Dreharbeit aus.
Eine erste Ausführungsform der Erfindung und eine Modifikation davon sowie eine zweite Ausführungsform der Erfindung und Modifikationen davon werden im Folgenden nacheinander beschrieben.
(Erste Ausführungsform)
Die 1 bis 8D zeigen eine erste Ausführungsform der Erfindung und eine Modifikation davon. 1 ist eine Vorderansicht eines mehrachsigen Drehzentrums als Werkzeugmaschine gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, die 2 und 3 sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine Vorderansicht des in 1 gezeigten mehrachsigen Drehzentrums, 4 ist eine Vorderansicht des in 1 gezeigten mehrachsigen Drehzentrums, die die Art und Weise zeigt, in der das mehrachsige Drehzentrum zwei Werkstücke gleichzeitig bearbeitet, die 5 und 6 sind eine perspektivische Ansicht bzw. eine Querschnittsansicht eines zweiten Spindelstocks des in 1 gezeigten mehrachsigen Drehzentrums, und die 7A bis 7D sind Vorderansichten, die eine Prozedur vom Bearbeiten beider Enden eines Werkstücks durch das in 1 gezeigte mehrachsige Drehzentrum bis zum Auswerfen des Werkstücks aus dem mehrachsigen Drehzentrum zeigen.
Wie in den 1 bis 6 gezeigt ist, umfasst die Werkzeugmaschine gemäß der ersten Ausführungsform der Erfindung ein mehrachsiges Drehzentrum 1, das einen Maschinenkörper 2, ein Werkzeugauflagemittel 3, einen ersten Spindelstock 4 und einen zweiten Spindelstock 5 besitzt. Das mehrachsige Drehzentrum 1 führt wenigstens Dreharbeit aus.
Der Maschinenkörper 2 umfasst eine auf einem Boden FL montierte Basis 13. Das Werkzeugauflagemittel 3, das Werkzeuge, z. B. Werkzeuge 6, 7 hält, ist am Maschinenkörper 2 beweglich montiert.
Das Werkzeugauflagemittel 3 umfasst eine erste Werkzeugauflage 10, die einen Revolverkopf 9 mit mehreren daran montierten Werkzeugen 7 zum Bearbeiten eines Werkstücks besitzt, und eine zweite Werkzeugauflage 11 mit einem an einer Werkzeugspindel 27 lösbar montierten Werkzeug 6 zum Bearbeiten eines Werkstücks.
Der erste Spindelstock 4 ist am Maschinenkörper 2 montiert, wobei ein zu bearbeitendes Werkstück 8 durch den ersten Spindelstock 4 drehbar gehalten wird. Alternativ kann das Werkstück 8 durch ein erstes Spannfutter 28 ergriffen, in eine bestimmte Winkelposition geschaltet und durch den ersten Spindelstock 4 in der Winkelposition undrehbar gehalten werden.
Der zweite Spindelstock 5 ist dem ersten Spindelstock 4 gegenüber stehend am Maschinenkörper 2 beweglich montiert. Das Werkstück 8 wird durch den zweiten Spindelstock 5 drehbar gehalten. Der zweite Spindelstock 5 ist fähig, in der durch den Pfeil B1 angegebenen Richtung um eine Mittelachse CL1, die parallel zu einer Y-Achsenrichtung, d. h. horizontal, verläuft, zu schwenken. Alternativ kann die Mittelachse CL1 schräg zur Y-Achsenrichtung verlaufen.
Das mehrachsige Drehzentrum 1 bearbeitet das Werkstück 8 nacheinander an seinen entgegengesetzten Enden, die längs einer Achse CL2 des Werkstücks 8 voneinander beabstandet sind, wobei sich die Werkzeuge an der ersten Werkzeugauflage 10 bzw. der zweiten Werkzeugauflage 11 befinden, und verlagert anschließend das bearbeitete Werkstück 8 durch Schwerkraft schräg nach unten, ohne eine Beschädigung daran herbeizuführen.
Genauer verlagert das mehrachsige Drehzentrum 1 das bearbeitete Werkstück 8 durch Schwerkraft schräg nach unten unter einem Winkel θ (siehe 7D) zur horizontalen Richtung und wirft es dadurch sanft aus, ohne eine Beschädigung daran herbeizuführen.
Wie oben beschrieben worden ist, besitzt die erste Werkzeugauflage 10 den Revolverkopf 9 mit mehreren Werkzeugen 7, z. B. Drehwerkzeugen, die daran montiert sind, um ein Werkstück 8 zu bearbeiten, z. B. um einen Drehvorgang an diesem auszuführen. Die zweite Werkzeugauflage 11 besitzt ein Werkzeug 6, z. B. ein an der Werkzeugspindel 27 lösbar montiertes Drehwerkzeug, um ein Werkstück 8 zu bearbeiten, z. B. um einen Schneidvorgang an diesem auszuführen.
Das mehrachsige Drehzentrum 1 kann zwei Werkstücke 8 gleichzeitig bearbeiten. Genauer wird, während ein Werkstück 8, das durch den ersten Spindelstock 4 gehalten wird, durch das Werkzeug 7 an der ersten Werkzeugauflage 10 gedreht wird, ein Werkstück 8, das durch den zweiten Spindelstock 5 gehalten wird, durch das Werkzeug 6 an der zweiten Werkzeugauflage 11 geschnitten.
Bei Betrachtung des mehrachsigen Drehzentrums 1 von vorn wird die vertikale Richtung als X-Achsenrichtung bezeichnet, die anteroposteriore Richtung (Richtung von vorn nach hinten) als Y-Achsenrichtung und die horizontale Richtung als Z-Achsenrichtung bezeichnet.
Das mehrachsige Drehzentrum 1 wird durch eine Steuereinrichtung, die eine NC-Vorrichtung (numerisch gesteuerte Vorrichtung) und eine PLC (programmierbare logische Steuereinrichtung) umfasst, gesteuert. Die Steuereinrichtung besitzt eine Steuerkonsole 12, die an einer vorgegebenen Stelle im mehrachsigen Drehzentrum 1 angeordnet ist und ein Bedienfeld 14 umfasst (siehe 1).
Die erste Werkzeugauflage 10 mit dem Revolverkopf 9 ist durch einen ersten Werkzeugauflageaktor 19 in der horizontalen Richtung, d. h. der Z-Achsenrichtung, die durch den Pfeil B2 angegeben ist, beweglich. Der Revolverkopf 9 ist durch einen Revolverkopf-X-Achsenaktor 20 in der vertikalen Richtung, d. h. in der X-Achsenrichtung, die durch den Pfeil B6 angegeben ist, beweglich. Der Revolverkopf 9 ist durch einen Schwenkaktor 25 winklig beweglich, um ein gewünschtes Werkzeug 7 in eine Schaltposition zu schalten bzw. zu indizieren.
Die zweite Werkzeugauflage 11 ist durch einen zweiten Werkzeugauflage-X-Achsenaktor 21 in der vertikalen Richtung, d. h. der X-Achsenrichtung, die durch den Pfeil B3 angegeben ist, beweglich. Die zweite Werkzeugauflage 11 ist außerdem durch einen zweiten Werkzeugauflage-Y-Achsenaktor 22 in der anteroposterioren Richtung, d. h. der Y-Achsenrichtung, die durch den Pfeil B4 angegeben ist, beweglich. Die zweite Werkzeugauflage 11 ist zur Bewegung in der horizontalen Richtung, d. h. der Z-Achsenrichtung, an der Basis 13 des Maschinenkörpers 2 unterstützt.
Somit ist die zweite Werkzeugauflage 11 in drei zueinander quer verlaufenden Achsenrichtungen, d. h. der X-Achsenrichtung, der Y-Achsenrichtung und der Z-Achsenrichtung, bezüglich eines Werkstücks 8, das am ersten Spindelstock 4 oder am zweiten Spindelstock 5 unterstützt ist, oder bezüglich Werkstücken 8, die am ersten Spindelstock 4 bzw. am zweiten Spindelstock 5 unterstützt sind, beweglich. Das Werkzeug 6, das durch die zweite Werkzeugauflage 11 gehalten wird, führt einen Schneidvorgang oder einen Drehvorgang am Werkstück 8 oder an den Werkstücken 8 aus.
Die zweite Werkzeugauflage 11 ist durch einen Werkzeugauflageaktor 26 winklig um eine durch den Pfeil B7 angegebene Mittelachse CL3 beweglich, um das Werkzeug 6 in eine gewünschte Schaltposition zu schalten. Die Mittelachse CL3 verläuft horizontal in der anteroposterioren Richtung, d. h. der Y-Achsenrichtung. Die zweite Werkzeugauflage 11 besitzt die Werkzeugspindel 27, an der das Werkzeug 6 lösbar montiert ist.
Das Werkzeug 6, das an der Werkzeugspindel 27 montiert ist, ist um seine eigene Achse drehbar. Die zweite Werkzeugauflage 11 umfasst einen Einspann- und Ausspannmechanismus, nicht gezeigt, zum Einspannen und Ausspannen des an der Werkzeugspindel 27 montierten Werkzeugs 6.
Das Werkzeug 6, das an der Werkzeugspindel 27 lösbar montiert ist, wird um seine eigene Achse gedreht, um einen Schneidvorgang an einem Werkstück 8 auszuführen. Jedoch kann ein undrehbares Drehwerkzeug 6 an der Werkzeugspindel 27 lösbar montiert sein, um einen Drehvorgang an einem Werkstück 8 auszuführen. Mit anderen Worten, das Werkzeug 6 ist an der zweiten Werkzeugauflage 11 drehbar unterstützt, um den Schneidvorgang an einem Werkstück 8 auszuführen, und undrehbar an der zweiten Werkzeugauflage 11 unterstützt, um den Drehvorgang an einem Werkstück 8 auszuführen.
Eine erste Spindel 29 ist im ersten Spindelstock 4 drehbar unterstützt. Der erste Spindelstock 4 mit der darin drehbar unterstützten ersten Spindel 29 ist an einer linken Seite der Basis 13, wenn diese von vorn betrachtet wird, angeordnet. Das erste Spannfutter 28 ist am distalen Ende der ersten Spindel 29 lösbar montiert.
Die erste Spindel 29 ist durch einen Drehaktor 33 um ihre eigene Achse drehbar. Die erste Spindel 29 und das erste Spannfutter 28 weisen ein darin mittig axial definiertes Durchgangsloch 31 auf, um ein Stabwerkstück 30 (siehe 7A) einzuführen.
Das Werkstück 8 wird durch das erste Spannfutter 28 ergriffen und ist durch die erste Spindel 29, die durch den Drehaktor 33 betätigt wird, um eine Mittelachse CL4 drehbar. Beim Schneiden des Werkstücks 8 mit einem Drehwerkzeug 6 an der zweiten Werkzeugauflage 11 wird zum Betätigen der ersten Spindel 29 der erste Spindelstock 4 so gesteuert, dass das Werkstück 8 winklig bewegt wird, um dieses über einen gewünschten Winkel in eine gewünschte Schaltposition zu schalten.
Der zweite Spindelstock 5 ist dem ersten Spindelstock 4 gegenüber stehend an einer rechten Seite der Basis 13, wenn diese von vorn betrachtet wird, angeordnet. Der zweite Spindelstock 5 ist durch einen zweiten Spindelstockaktor 23 in der horizontalen Richtung, d. h. der Z-Achsenrichtung, die durch den Pfeil B5 angegeben ist, beweglich.
Der zweite Spindelstock 5 ist durch einen Schwenkaktor 24 über einen gewünschten Winkel um die Mittelachse CL1 beweglich, wie durch den Pfeil B1 angegeben ist. Da die Mittelachse CL1 in der anteroposterioren Richtung, d. h. parallel zur Y-Achsenrichtung, verläuft, ist der zweite Spindelstock 5 in einer vertikalen Ebene, die die X-Achse und die Z-Achse enthält, winklig beweglich.
Die Mittelachse CL1 kann schräg zur horizontalen Richtung verlaufen. Wenn die Mittelachse CL1 schräg zur horizontalen Richtung verläuft, ist der zweite Spindelstock 5 in einer schiefen Ebene winklig beweglich.
Der zweite Spindelstock 5 umfasst eine Schwenkeinheit 48, in der eine zweite Spindel 35 drehbar unterstützt ist. Die Schwenkeinheit 48 ist um die Mittelachse CL1 winklig beweglich. Ein zweites Spannfutter 34 ist am distalen Ende der zweiten Spindel 35 lösbar montiert. Durch das zweite Spannfutter 34 wird ein Werkstück 8 lösbar ergriffen. Das zweite Spannfutter 34 wird durch einen zweiten Spannfutteraktor 38 des zweiten Spindelstocks 5 betätigt, um das Werkstück 8 wahlweise zu ergreifen und freizugeben.
Das Werkstück 8, das durch das zweite Spannfutter 34 ergriffen wird, ist durch die zweite Spindel 35 um eine Mittelachse CL5 drehbar. Die zweite Spindel 35 wird nicht durch einen Aktor betätigt, sondern ist um die Mittelachse CL5 frei reversibel drehbar. Jedoch kann die zweite Spindel 35 in eine gewünschte Winkelposition geschaltet und in dieser undrehbar gehalten werden.
Die Mittelachse CL5, um die die zweite Spindel 35 drehbar ist, und die Mittelachse CL1, um die die Schwenkeinheit 48 winklig beweglich ist und die parallel zur anteroposterioren Richtung, d. h. der Y-Achsenrichtung, verläuft, erstrecken sich senkrecht zueinander. Hieraus ergibt sich eine Stabilisierung der Drehbewegung der zweiten Spindel 35 und der Schwenkbewegung der Schwenkeinheit 48.
Obwohl zum Drehen der zweiten Spindel 35 des zweiten Spindelstocks 5 bei der vorliegenden Ausführungsform kein Aktor vorgesehen ist, sollte der zweite Spindelstock 5 vorzugsweise einen Aktor zum Drehen der zweiten Spindel 35 besitzen. Wenn der zweite Spindelstock 5 einen Aktor zum Drehen der zweiten Spindel 35 besitzt, kann das durch den zweiten Spindelstock 5 ergriffene Werkstück 8 gedreht werden, um zu ermöglichen, dass eines oder beide der Werkzeuge, die an der ersten Werkzeugauflage 10 und der zweiten Werkzeugauflage 11 einen Drehvorgang am Werkzeug 8 ausführen.
Ein Werkstück 8 kann lediglich durch das erste Spannfutter 28 des ersten Spindelstocks 4 ergriffen und drehbar oder undrehbar gemacht werden. Ein Werkstück 8 kann auch lediglich durch das zweite Spannfutter 34 des zweiten Spindelstocks 5 ergriffen und frei drehbar oder undrehbar gemacht werden.
Ferner kann das linke Ende eines Werkstücks 8 durch das erste Spannfutter 28 des ersten Spindelstocks 4 ergriffen werden und das rechte Ende des Werkstücks 8 durch das zweite Spannfutter 34 des zweiten Spindelstocks 5. In diesem Fall kann das Werkstück 8 drehbar oder undrehbar gemacht werden, während seine entgegengesetzten Enden unterstützt sind.
Das mehrachsige Drehzentrum 1 besitzt eine Funktion als Drehmaschine, um zu veranlassen, dass das Werkzeug 7 an der ersten Werkzeugauflage 10 einen Drehvorgang am Werkstück 8, das durch das erste Spannfutter 28 des ersten Spindelstocks 4 ergriffen wird, ausführt.
Das mehrachsige Drehzentrum 1 besitzt auch eine Funktion als Bearbeitungszentrum, um zu veranlassen, dass das Werkzeug 6 an der zweiten Werkzeugauflage 11 sich dreht und einen Schneidvorgang am Werkstück 8, das durch das erste Spannfutter 28 des ersten Spindelstocks 4 undrehbar ergriffen wird, oder das Werkstück 8, das durch das zweite Spannfutter 34 des zweiten Spindelstocks 5 undrehbar ergriffen wird, ausführt.
Das mehrachsige Drehzentrum 1 umfasst einen ATC (Automatic Tool Changer, Automatischen Werkzeugwechsler) 45 und ein Magazin 46, die am Maschinenkörper 2 angebracht sind. Der ATC 45 und das Magazin 46 sind auf der linken Seite der Basis 13 angeordnet. Der ATC 45 ist über dem ersten Spindelstock 4 angeordnet. Das Magazin 46 ist vor dem ersten Spindelstock 4 angeordnet.
Das Magazin 46 ist fähig, mehrere Werkzeuge 6 zu speichern. Der ATC 45 dient dazu, die Werkzeuge 6 zwischen der Werkzeugspindel 27 und dem Magazin 46 zu wechseln. Die Werkzeuge 6 wie etwa rotierende Werkzeuge oder drehende Werkzeuge, die an der Werkzeugspindel 27 der zweiten Werkzeugauflage 11 lösbar montiert sind, werden durch den ATC 45 gewechselt.
Wenn das mehrachsige Drehzentrum 1 als Bearbeitungszentrum verwendet wird, wird das Werkzeug 6, das an der Werkzeugspindel 27 der zweiten Werkzeugauflage 11 montiert ist, durch die Werkzeugspindel 27 um seine eigene Achse gedreht, wobei es entweder am Werkstück 8, das durch das erste Spannfutter 28 des ersten Spindelstocks 4 oder das zweite Spannfutter 34 des zweiten Spindelstocks 5 undrehbar ergriffen wird, oder am Werkstück 8, das durch das erste Spannfutter 28 bzw. das zweite Spannfutter 34 undrehbar ergriffen wird, einen Schneidvorgang ausführt. Hierbei übt die zweite Werkzeugauflage 11 eine Funktion als Spindelkopf des Bearbeitungszentrums aus.
Wenn die zweite Werkzeugauflage 11 einen Drehvorgang ausführt, dreht sich ein Drehwerkzeug, das an der Werkzeugspindel 27 montiert ist, nicht. Vielmehr wird das Werkstück 8, das durch das erste Spannfutter 28 des ersten Spindelstocks 4 ergriffen wird, gedreht, wobei das an der Werkzeugspindel 27 montierte Drehwerkzeug einen Drehvorgang an dem so durch das erste Spannfutter 28 ergriffenen Werkstück 8 ausführt.
Im Folgenden wird der zweite Spindelstock 5 näher besprochen. Der zweite Spindelstock 5 wird durch den zweiten Spindelstockaktor 23 längs einer Linearführung 49 in der horizontalen Richtung, d. h. der Z-Achsenrichtung, geführt und bewegt.
Der zweite Spindelstock 5 umfasst einen Hauptkörper 47, der zur Bewegung in der horizontalen Richtung, d. h. der Z-Achsenrichtung, an der Basis 13 unterstützt ist, und die Schwenkeinheit 48, die zur Schwenkbewegung am Hauptkörper 47 unterstützt ist. Eine Kegelumlaufspindel 50 zum Bewegen des zweiten Spindelstocks 5 besitzt eine Schneckenwelle 51, die horizontal verläuft und an der Basis 13 angeordnet ist. Die Schneckenwelle 51 läuft durch eine Kugelmutter 59, die am Hauptkörper 47 befestigt ist.
Der zweite Spindelstockaktor 23, der einen Servomotor umfasst, ist an der Basis 13 montiert und mit einem Ende der Schneckenwelle 51 gekoppelt. Wenn die Schneckenwelle 51 durch den zweiten Spindelstockaktor 23 um ihre eigene Achse gedreht wird, bewegt sie die Kugelmutter 59 und folglich den mit ihr verbundenen zweiten Spindelstock 5 längs der Linearführung 49 in der horizontalen Richtung, d. h. der Z-Achsenrichtung.
Die erste Werkzeugauflage 10 wird ebenfalls längs der Linearführung 49 in der horizontalen Richtung, d. h. der Z-Achsenrichtung, geführt und bewegt.
Die Linearführung 49 umfasst ein Paar vertikal beabstandeter Führungsschienen 52, die an der Basis 13 montiert sind. Die Führungsschienen 52 verlaufen in der horizontalen Richtung, d. h. der Z-Achsenrichtung, und sind an der Basis 13 angebracht. Der zweite Spindelstock 5 und die erste Werkzeugauflage 10 sind an den Führungsschienen 52 horizontal beweglich unterstützt.
Am Hauptkörper 47 des zweiten Spindelstocks 5 sind ein Paar vertikal beabstandeter Läufer 53 montiert. Die Läufer 53 verlaufen parallel zueinander in der horizontalen Richtung, d. h. der Z-Achsenrichtung. Die Führungsschienen 52 und die Läufer 53, die jeweils mit den Führungsschienen 52 in Gleiteingriff sind, bilden gemeinsam die Linearführung 49 zum Führen des zweiten Spindelstocks 5.
Die Linearführung 49 hindert den zweiten Spindelstock 5 an einer Bewegung in der anteroposterioren Richtung, d. h. der Y-Achsenrichtung, und der vertikalen Richtung, d. h. der X-Achsenrichtung, und übt dadurch eine Funktion aus, die verhindert, dass der zweite Spindelstock 5 taumelt, d. h. seitlich schwingt und angehoben wird.
Die Schwenkeinheit 48 kann um die Mittelachse CL1, die parallel zur Y-Achsenrichtung verläuft, schwenken. Genauer kann die Schwenkeinheit 48 in der durch den Pfeil B1 angegebenen Richtung um die Mittelachse CL1, die in der anteroposterioren Richtung, d. h. der Y-Achsenrichtung, orientiert ist und horizontal verläuft, schwenken. Die Schwenkeinheit 48 ist am Hauptkörper 47 und dort an einer oberen, vorderen Stelle winklig beweglich unterstützt. Der Hauptkörper 47 nimmt in seinem oberen Abschnitt den Schwenkaktor 24 auf.
Die Schwenkeinheit 48 besitzt eine Gehäuse 54, wobei in diesem die zweite Spindel 35 durch Lager 55 reversibel drehbar unterstützt ist und das zweite Spannfutter 34 am distalen Ende der zweiten Spindel 35 lösbar montiert ist. Die zweite Spindel 35 und das zweite Spannfutter 34 sind um die Mittelachse CL5 frei reversibel drehbar.
Die Schwenkeinheit 48 umfasst ein Verriegelungsmittel 56 zum Verriegeln der zweiten Spindel 35 gegen Drehung. Ein exzentrisches Element 57, das an der zweiten Spindel 35 befestigt ist, besitzt eine äußere Umfangsfläche mit einer Form, z. B. einer Herzform, die bezüglich der Mittelachse CL5 exzentrisch ist.
Das Verriegelungsmittel 56 besitzt eine Druckvorrichtung 58, die zum exzentrischen Element 57 hin und von diesem weg in der durch den Pfeil B8 angegebenen Richtung beweglich ist. Wenn die Druckvorrichtung 58 vom exzentrischen Element 57 zurückgezogen wird, wird das Element 57 aus einem Kontakt mit der Druckvorrichtung 58 gebracht, wobei das exzentrische Element 57 und die zweite Spindel 35 frei reversibel gedreht werden können.
Wenn umgekehrt die Druckvorrichtung 58 in einen Kontakt mit einem äußeren Umfangsflächenabschnitt des exzentrischen Elements 57 gebracht wird, der näher zur Mittelachse CL5 liegt, werden das exzentrische Element 57 und die zweite Spindel 35 gegen Drehung verriegelt. Im Ergebnis wird das Werkstück 8, das durch das zweite Spannfutter 34 ergriffen wird, undrehbar in Position gehalten. Wenn das Werkzeug 6 an der zweiten Werkzeugauflage 11 dann gedreht wird, schneidet es das Werkstück 8.
Das mehrachsige Drehzentrum 1 besitzt einen Bearbeitungsbereich SP, der durch einen Spritzschutz 65 abgedeckt ist, um zu verhindern, dass das Kühlmittel ausgesprüht wird und Späne ausgestreut werden. Der Spritzschutz 65 besitzt eine Tür 66 (siehe 1), die wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann.
Der Spritzschutz 65 besitzt außerdem eine Verschlussklappe, die wahlweise geöffnet und geschlossen werden kann. Wenn die Verschlussklappe geöffnet ist, schafft sie eine Öffnung, damit ein Werkzeugwechselarm des ATC 45 hindurchgehen und die Werkzeuge 6 an der Werkzeugspindel 27 wechseln kann. Wenn die Verschlussklappe geschlossen ist, ist der Bearbeitungsbereich SP durch den Spritzschutz 65 abgedeckt.
Wie in 4 gezeigt ist, sind während des Bearbeitens eines Werkstücks 8 durch den ersten Spindelstock 4 und die erste Werkzeugauflage 10 das zweite Spannfutter (vordere Spannfutter) 34 des zweiten Spindelstocks 5 und die Werkzeugspindel 27 der zweiten Werkzeugauflage 11 schräg orientiert, um einen störenden Eingriff mit dem ersten Spindelstock 4 und/oder der ersten Werkzeugauflage 10 und/oder dem Werkstück 8, das durch den ersten Spindelstock 4 und die erste Werkzeugauflage 10 bearbeitet wird, zu umgehen.
Zu dieser Zeit wird durch den zweiten Spindelstock 5 und die zweite Werkzeugauflage 11 ein weiteres Werkstück 8 bearbeitet. Folglich ist das mehrachsige Drehzentrum 1 fähig, zwei Werkstücke 8 gleichzeitig zu bearbeiten.
Mit Bezug auf die 2 bis 7D wird nachstehend eine Prozedur vom Bearbeiten beider Enden eines Werkstücks 8 durch das mehrachsige Drehzentrum 1 bis zum Auswerfen des Werkstücks 8 aus diesem beschrieben.
Zuerst wird das Stabwerkstück 30 in Form eines langgestreckten Rohwerkstücks dem ersten Spindelstock 4 zugeführt. Wie in 7A gezeigt ist, wird das Stabwerkstück 30 durch einen mit dem ersten Spindelstock 4 kombinierten Stabbeschicker, nicht gezeigt, von der linken Seite des Maschinenkörpers 2 nach rechts bewegt und dem ersten Spindelstock 4 zugeführt.
Das Stabwerkstück 30 bewegt sich durch das Durchgangsloch 31, das in der im ersten Spindelstock 4 unterstützten ersten Spindel 29 definiert ist, und das erste Spannfutter 28. Ein Endabschnitt des Stabwerkstücks 30, der von der ersten Spindel 29 vorsteht, wird durch das erste Spannfutter 28 ergriffen.
Der erste Spindelstock 4 wird undrehbar gemacht und das Stabwerkstück 30 über einen gewünschten Winkel in eine gewünschte Schaltposition geschaltet. Das Werkzeug 6 an der zweiten Werkzeugauflage 11 wird dann gedreht, um an einem Ende, d. h. am vorderen Ende, des Stabwerkstücks 30 längs der Mittelachse CL2 einen Schneidvorgang auszuführen.
Alternativ kann das Stabwerkstück 30 durch die erste Spindel 49 des ersten Spindelstocks 4 gedreht werden, wobei das Werkzeug 7 an der ersten Werkzeugauflage 10 einen Drehvorgang am vorderen Ende des Stabwerkstücks 30 ausführen kann.
Nachdem ein Ende, d. h. das vordere Ende, des Stabwerkstücks 30 längs der Mittelachse CL2 bearbeitet worden ist, wird der zweite Spindelstock 5 nach links bewegt, wie in 7B gezeigt ist, wobei das zweite Spannfutter 34 das vordere Ende des Stabwerkstücks 30 ergreift.
Das Stabwerkstück 30 ist nun sowohl vom ersten Spindelstock 4 als auch vom zweiten Spindelstock 5 erfasst. Dann dreht die erste Spindel 29 des ersten Spindelstock 4 das Stabwerkstück 30 um seine eigene Achse. Danach schneidet das Werkzeug 7 an der ersten Werkzeugauflage 10 oder das Werkzeug 6 an der zweiten Werkzeugauflage 11 in das Stabwerkstück 30 und schneidet von diesem ein Werkstück 8 ab. Wenn in dieser Weise das Stabwerkstück 30 abgeschnitten worden ist, wird das abgetrennte Werkstück 8 aus dem ersten Spindelstock 4 ausgeschieden und zum zweiten Spindelstock 5 transportiert.
Dann wird, wie in 7C gezeigt ist, der zweite Spindelstock 5 nach rechts bewegt, womit ein Raum auf seiner linken Seite hinterlassen wird, wo ein Ende, d. h. ein rechtes Ende, des Werkstücks 8 durch das zweite Spannfutter 34 ergriffen wird.
In jenem Raum wird dann das andere Ende, d. h. das linke Ende, des Werkstücks 8 bearbeitet. Genauer wird aufgrund dessen, dass der zweite Spindelstock 5 keinen Aktor zum Drehen des Werkstücks 8 besitzt, die Druckvorrichtung 58 des Verriegelungsmittels 56 eingeschoben, um die Spindel 35 undrehbar zu halten. Das Werkstück 8, das durch das zweite Spannfutter 34 des zweiten Spindelstocks 5 ergriffen wird, wird ebenfalls undrehbar gehalten. Das Werkzeug 6 an der zweiten Werkzeugauflage 11 wird dann gedreht, um am anderen Ende, d. h., am linken Ende, des Werkstücks 8 einen Schneidvorgang auszuführen.
Der mit dem ersten Spindelstock 4 kombinierte Stabbeschicker wird betätigt, um das Stabwerkstück 30 nach rechts zu schieben, wobei ein Endabschnitt des Stabwerkstücks 30, der von der ersten Spindel 29 vorsteht, durch das erste Spannfutter 28 ergriffen wird. Das Stabwerkstück 30 wird dann, wie oben beschrieben wurde, durch das Werkzeug 6 an der zweiten Werkzeugauflage 11 oder das Werkzeug 7 an der ersten Werkzeugauflage 10 bearbeitet.
Anschließend wird, wie in 7D gezeigt ist, die Schwenkeinheit 48 des zweiten Spindelstocks 5 geschwenkt, um das bearbeitete Werkstück 8 über eine Rutsche 68 zu positionieren. Die Rutsche 68 ist am Maschinenkörper 2 montiert oder in der Nähe von diesem angeordnet und erstreckt sich zu einem Beschickungsförderer 67.
Die Rutsche 68 besitzt eine Führungsfläche, die unter einem Winkel θ zur horizontalen Ebene nach unten geneigt ist. Wenn der Winkel θ 45 Grad beträgt, wird die Schwenkeinheit 48 im Uhrzeigersinn um 225 Grad um die Mittelachse CL1 aus der in 7C gezeigten Winkelposition in die in 7D gezeigte Winkelposition geschwenkt.
Nachdem die Schwenkeinheit 48 um die Mittelachse CL1 geschwenkt worden ist, um das Werkstück 8 über der Rutsche 68 zu positionieren, spannt das zweite Spannfutter 34 das Werkstück 8 aus, das von ihr freigegeben und die Rutsche 68 hinab auf den Beschickungsförderer 67 geleitet wird. Hierbei wird das Werkstück 8 durch Schwerkraft schräg nach unten vom mehrachsigen Drehzentrum 1 ausgeworfen.
Wie oben beschrieben worden ist, bearbeitet das mehrachsige Drehzentrum 1 das Werkstück 8 nacheinander an seinen entgegengesetzten axialen Enden. Danach wird das bearbeitete Werkstück 8, ohne eine Beschädigung an ihm herbeizuführen, durch Schwerkraft schräg die Rutsche 68 hinab verlagert. Genauer gesagt verlagert sich das bearbeitete Werkstück 8 längs der unter dem Winkel θ zur horizontalen Ebene geneigten Führungsfläche durch Schwerkraft schräg nach unten. Das bearbeitete Werkstück 8 wird in dieser Weise sanft, ohne eine Beschädigung an ihm herbeizuführen, vom mehrachsigen Drehzentrum 1 ausgeworfen.
Der Beschickungsförderer 67 kann durch einen Rüsttisch ersetzt sein. Wenn anstelle des Beschickungsförderers 67 der Rüsttisch verwendet wird, wird das bearbeitete Werkstück 8, das die Rutsche 68 hinab ausgeworfen wird, auf den Rüsttisch entladen und von der Bedienungsperson wegbefördert.
Mit Bezug auf die 8A bis 8D wird nachstehend eine Drehmaschine 1a gemäß einer Modifikation der ersten Ausführungsform beschrieben.
Die 8A bis 8D sind Vorderansichten, die eine Prozedur vom Bearbeiten beider Enden eines Werkstücks mit der Drehmaschine 1a bis zum Auswerfen des Werkstücks 8 von der Drehmaschine 1a zeigen. Die Drehmaschine 1a gleicht dem mehrachsigen Drehzentrum 1 gemäß der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme, dass bei der Drehmaschine 1a die zweite Werkzeugauflage 11 und deren Aktor fehlen.
Wie in den 2 bis 6 und den 8A bis 8D gezeigt ist, dient die Drehmaschine 1a als Werkzeugmaschine für Dreharbeit. Die Drehmaschine 1a umfasst einen Maschinenkörper 2, eine am Maschinenkörper 2 beweglich montierte erste Werkzeugauflage 10 als Werkzeugauflagemittel zum Halten eines Werkzeugs wie etwa eines Werkzeugs 7, einen am Maschinenkörper 2 montierten ersten Spindelstock 4 zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks 8 und einen dem ersten Spindelstock 4 gegenüber stehenden und am Maschinenkörper 2 beweglich montierten zweiten Spindelstock 5 zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks 8. Die Drehmaschine 1a führt Dreharbeit am Werkstück 8 aus.
Der zweite Spindelstock 5 ist fähig, um eine Mittelachse CL1, die parallel zur Y-Achsenrichtung, d. h. horizontal, verläuft, zu schwenken. Die erste Werkzeugauflage 10, die als das Werkzeugauflagemittel 3 dient, besitzt einen Revolverkopf 9, an dem mehrere Werkzeuge 7, 7a für Dreharbeit und zum Bearbeiten des Werkstücks 8 montiert sind.
Da die Drehmaschine 1a nicht die zweite Werkzeugauflage 11 des mehrachsigen Drehzentrums 1 gemäß der ersten Ausführungsform aufweist, ist die Werkzeugauflage 10 an einer gegebenen Stelle im Bearbeitungsbereich SP angeordnet.
Mit Bezug auf die 8A bis 8D wird nachstehend eine Prozedur vom Bearbeiten beider Enden eines Werkstücks 8 mit der Drehmaschine 1a bis zum Auswerfen des Werkstücks 8 aus der Drehmaschine 1a beschrieben.
Wie in 8A gezeigt ist, wird ein Stabwerkstück 30 durch das erste Spannfutter 28 des ersten Spindelstocks 4 ergriffen und um seine eigene Achse gedreht. Das Werkzeug 7 an der ersten Werkzeugauflage 10 führt dann am Stabwerkstück 30 einen Drehvorgang aus. Wenn das Werkzeug 7 an der ersten Werkzeugauflage 10 ein Drehwerkzeug ist, wird das Stabwerkstück 30 undrehbar gemacht, wobei das Drehwerkzeug 7 einen Schneidvorgang am Stabwerkstück 30 ausführt.
In dieser Weise wird beim Schneidvorgang oder beim Drehvorgang ein axiales Ende, d. h. ein rechtes Ende, des Stabwerkstücks 30 durch das Werkzeug 7 bearbeitet.
Dann wird, wie in 8B gezeigt ist, der zweite Spindelstock 5 nach links bewegt, wobei das zweite Spannfutter 34 des zweiten Spindelstocks 5 das bearbeitete Ende des Stabwerkstücks 30 ergreift. Der erste Spindelstock 4 dreht dann das Stabwerkstück 30 um seine eigene Achse.
Danach schneidet das Werkzeug 7a für Dreharbeit an der ersten Werkzeugauflage 10 in das Stabwerkstück 30 und schneidet von diesem das Werkstück 8 ab. Wenn in dieser Weise das Stabwerkstück 30 geschnitten worden ist, wird das abgetrennte Werkstück 8 aus dem ersten Spindelstock 4 ausgeschieden und zum zweiten Spindelstock 5 transportiert.
Dann wird, wie in 8C gezeigt ist, der zweite Spindelstock 5, an dem durch das zweite Spannfutter 34 ein Ende, d. h. ein rechtes Ende, des Werkstücks 8 ergriffen wird, nach rechts bewegt. Das Verriegelungsmittel 56 verriegelt das Werkstück 8 gegen Drehung, worauf das Werkzeug 6 an der zweiten Werkzeugauflage 11 oder das Werkzeug 7 an der ersten Werkzeugauflage 10 den Schneidvorgang am anderen Ende, d. h. einem linken Ende, des Werkstücks 8 ausführt.
Wie in 8D gezeigt ist, wird die Schwenkeinheit 48 des zweiten Spindelstocks 5 im Uhrzeigersinn geschwenkt, um das bearbeitete Werkstück 8 über der Rutsche 68 zu positionieren. Das zweite Spannfutter 34 spannt das Werkstück 8 aus, das von ihm freigegeben und die Rutsche 68 hinab auf den Beschickungsförderer 67 geleitet wird.
Wie oben beschrieben worden ist, bearbeitet die Drehmaschine 1a das Werkstück 8 nacheinander an seinen entgegengesetzten axialen Enden. Danach wird das bearbeitete Werkstück 8, ohne eine Beschädigung an ihm herbei zuführen, durch Schwerkraft schräg die Rutsche 68 hinab verlagert und somit sanft aus der Drehmaschine 1a ausgeworfen, ohne eine Beschädigung an ihm herbeizuführen. Daher bietet die Drehmaschine 1a die gleichen Vorteile wie das mehrachsige Drehzentrum 1.
(Zweite Ausführungsform)
Die 9 bis 16 zeigen eine zweite Ausführungsform der Erfindung und Modifikationen davon. 9 ist eine Vorderansicht eines mehrachsigen Drehzentrums 1b als Werkzeugmaschine gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung, 10 ist eine zu 5 ähnliche perspektivische Ansicht eines zweiten Spindelstocks 5a des mehrachsigen Drehzentrums 1b, die 11A bis 11D sind Vorderansichten, die eine Prozedur vom Bearbeiten beider Enden eines Werkstücks durch das mehrachsige Drehzentrum 1b bis zum Auswerfen des Werkstücks aus dem mehrachsigen Drehzentrum 1b zeigen, und 12 ist eine zu 4 ähnliche Vorderansicht des mehrachsigen Drehzentrums 1b, die die Art und Weise, in der das mehrachsige Drehzentrum 1b zwei Werkstücke 8 gleichzeitig bearbeitet, zeigt.
Wie in den 9 bis 12 gezeigt ist, besitzt das mehrachsige Drehzentrum 1b, das als Werkzeugmaschine für Dreharbeit dient, im Wesentlichen dieselbe Struktur wie das mehrachsige Drehzentrum 1 gemäß der ersten Ausführungsform, mit Ausnahme, dass der zweite Spindelstock ein hinteres Spannfutter enthält.
Das mehrachsige Drehzentrum 1b besitzt einen Maschinenkörper 2, ein am Maschinenkörper 2 beweglich montiertes Werkzeugauflagemittel 3 zum Halten von Werkzeugen 6, 7, einen am Maschinenkörper 2 montierten ersten Spindelstock 4 zum daran drehbaren Halten des Werkstücks 8 und einen am Maschinenkörper 2 beweglich montierten und dem ersten Spindelstock 4 gegenüber stehenden zweiten Spindelstock 5a zum daran drehbaren Halten des Werkstücks B. Das mehrachsige Drehzentrum 1b führt wenigstens Dreharbeit aus.
Der zweite Spindelstock 5a weist ein zweites Spannfutter 34 als vorderes Spannfutter und ein gegenüber dem zweiten Spannfutter 34 angeordnetes drittes Spannfutter 36 als hinteres Spannfutter auf. Der zweite Spindelstock 5a übt eine Werkstückwechselfunktion aus, indem er um die Mittelachse CL1, die parallel zur Y-Achsenrichtung, d. h. horizontal oder schräg, verläuft, schwenkt.
Das zweite Spannfutter 34 ist an einer Vorderseite des zweiten Spindelstocks 5a längs der Mittelachse CL5 angeordnet und ergreift das Werkstück 8 lösbar. Das dritte Spannfutter 36 ist an einer Hinterseite des zweiten Spindelstocks 5a längs der Mittelachse CL5 angeordnet und ergreift das Werkstück 8 lösbar. Das dritte Spannfutter 36 wird durch einen dritten Spannfutteraktor 39 im zweiten Spindelstock 5a betätigt, um das Werkstück 8 wahlweise zu ergreifen und freizugeben.
Die Mittelachse CL5 der zweiten Spindel 35 und die Mittelachse CL1 der Schwenkeinheit 48 verlaufen senkrecht zueinander. Hieraus ergibt sich eine Stabilisierung der Drehbewegung der zweiten Spindel 35 und der Schwenkbewegung der Schwenkeinheit 48.
Das Werkzeugauflagemittel 3 umfasst eine erste Werkzeugauflage 10, die einen Revolverkopf 9 mit mehreren daran montierten Werkzeugen 7 zum Bearbeiten des Werkstücks, z. B. zum Ausführen eines Drehvorgangs an einem Werkstück, besitzt, und eine zweite Werkzeugauflage 11 mit einem an einer Werkzeugspindel 27 montierten Werkzeug 6 zum Bearbeiten des Werkstücks, z. B. zum Ausführen eines Schneidvorgangs.
Wie in 12 gezeigt ist, sind während des Bearbeitens des Werkstücks 8 durch den ersten Spindelstock 4 und die erste Werkzeugauflage 10 das vordere Spannfutter 34 des zweiten Spindelstocks 5a und die Werkzeugspindel 27 der zweiten Werkzeugauflage 11 schräg orientiert, um einen störenden Eingriff mit dem ersten Spindelstock 4 und/oder der ersten Werkzeugauflage 10 und/oder dem Werkstück 8, das durch den ersten Spindelstock 4 und die erste Werkzeugauflage 10 bearbeitet wird, zu umgehen.
Zu dieser Zeit wird durch den zweiten Spindelstock 5a und die zweite Werkzeugauflage 11 ein weiteres Werkstück 8 bearbeitet. Folglich ist das mehrachsige Drehzentrum 1b fähig, zwei Werkstücke 8 gleichzeitig zu bearbeiten.
Das mehrachsige Drehzentrum 1b weist außerdem eine Werkstücktrans porteinheit 37 zum Austauschen eines bearbeiteten Werkstücks durch ein unbearbeitetes Werkstück am zweiten Spindelstock 5a auf. Genauer führt die Werkstücktransporteinheit 37 das unbearbeitete Werkstück in eine Werkstückwechselposition P (siehe 11A), die außerhalb des Bearbeitungsbereichs SP liegt, zu und entfernt das in die Werkstückwechselposition P ausgeworfene bearbeitete Werkstück.
Der zweite Spindelstock 5a ergreift das in die Werkstückwechselposition P zugeführte unbearbeitete Werkstück und platziert danach das bearbeitete Werkstück in die Werkstückwechselposition P. In dieser Weise kann der zweite Spindelstock 5a eine Werkstückwechselfunktion ausüben.
Das mehrachsige Drehzentrum 1b kann die Werkstücke 8 selbst und automatisch wechseln, während es einen Bearbeitungsprozess ausführt, ohne eines Werkstückwechslers zu bedürfen. Im Ergebnis muss der durch das mehrachsige Drehzentrum 1b abgewickelte Bearbeitungsprozess zum Wechseln der Werkstücke nicht unterbrochen werden. Daher besitzt das mehrachsige Drehzentrum 1b einen hohen Nutzungsgrad und spart Arbeitskosten.
Da der zweite Spindelstock 5a die Werkstückwechselfunktion ausübt, muss die Bedienungsperson das mehrachsige Drehzentrum 1b nicht ständig beaufsichtigen, weshalb mit dem mehrachsigen Drehzentrum 1 Arbeitskosten eingespart werden.
Mit Bezug auf die 11A bis 11D wird nachstehend eine Prozedur des Bearbeitens beider Enden des Werkstücks 8 mit dem mehrachsigen Drehzentrum 1b beschrieben.
Wie in 11A gezeigt ist, führt die Werkstücktransporteinheit 37 ein unbearbeitetes Werkstück 8 in die Werkstückwechselposition P zu. Dann wird der zweite Spindelstock 5a nach rechts bewegt, wobei das dritte Spannfutter 36 das unbearbeitete Werkstück 8 ergreift.
Dann wird die Schwenkeinheit 48 des zweiten Spindelstocks 5a im Uhrzeigersinn um 180 Grad geschwenkt, wie durch den Pfeil B1 angegeben ist. Das dritte Spannfutter 36 und das auf diese Weise ergriffene Werkstück 8 stehen nun dem ersten Spindelstock 4 gegenüber. Dann wird der zweite Spindelstock 5a nach links bewegt.
Wie in 11B gezeigt ist, gelangt das durch das dritte Spannfutter 36 ergriffene unbearbeitete Werkstück 8 mit dem ersten Spannfutter 28 des ersten Spindelstocks 4 in Eingriff. Nachdem das erste Spannfutter 28 das unbearbeitete Werkstück 8 ergriffen hat, spannt das dritte Spannfutter 36 das unbearbeitete Werkstück 8 aus. Das unbearbeitete Werkstück 8 wird nun vom zweiten Spindelstock 5a freigegeben und zum ersten Spindelstock 4 transportiert.
Dann wird, wie in 11C gezeigt ist, das durch den ersten Spindelstock 4 unterstützte Werkstück 8 durch eines oder beide der Werkzeuge an der ersten Werkzeugauflage 10 und der zweiten Werkzeugauflage 11 bearbeitet. In dieser Weise wird ein axiales Ende, d. h. ein rechtes Ende, des Werkstücks 8 bearbeitet.
Anschließend wird, wie in 11D gezeigt ist, der zweite Spindelstock 5a nach links bewegt und das Werkstück 8 vom ersten Spindelstock 4 zum zweiten Spindelstock 5a transportiert. Das durch das zweite Spannfutter 34 des zweiten Spindelstocks 5a ergriffene Werkstück 8 wird durch eines oder beide der Werkzeuge an der ersten Werkzeugauflage 10 und der zweiten Werkzeugauflage 11 bearbeitet. In dieser Weise wird das andere axiale Ende, d. h. ein linkes Ende, des Werkstücks 8 bearbeitet.
Wenn das Werkstück 8 vollständig bearbeitet worden ist, wird die Schwenkeinheit 48 des zweiten Spindelstocks 5a im Uhrzeigersinn geschwenkt, wie durch den Pfeil B1 angegeben ist. Das bearbeitete Werkstück 8 wird vom zweiten Spindelstock 5a freigegeben und in die Werkstückwechselposition P der Werkstücktransporteinheit 37 platziert.
Während das mehrachsige Drehzentrum 1b den Bearbeitungsprozess ausführt, entfernt die Werkstücktransporteinheit 37 das in die Werkstückwechselposition P ausgeworfene bearbeitete Werkstück 8 und führt ein nächstes unbearbeitetes Werkstück in die Werkstückwechselposition P zu.
Die Werkstücktransporteinheit 37 wiederholt den obigen Vorgang, um die unbearbeiteten Werkstücke 8 nacheinander dem zweiten Spindelstock 5a zuzuführen und die bearbeiteten Werkstücke 8 nacheinander vom zweiten Spindelstock 5a auszuwerfen.
Da die Schwenkeinheit 48 des zweiten Spindelstocks 5a winklig beweglich ist, wie durch den in 12 gezeigten Pfeil B1 angegeben ist, kann ein durch den zweiten Spindelstock 5a ergriffenes Werkstück 8 durch das Werkzeug an der zweiten Werkzeugauflage 11 bearbeitet werden, während zur selben Zeit ein durch den ersten Spindelstock 4 ergriffenes anderes Werkstück 8 durch das Werkzeug an der ersten Werkzeugauflage 10 bearbeitet werden kann. In dieser Weise kann das mehrachsige Drehzentrum 1b zwei Werkstücke 8 gleichzeitig bearbeiten.
Mit Bezug auf 13, die 14(A) bis 14(I) und die 15(J) bis 15(Q) wird nachstehend eine Drehmaschine 1c gemäß einer Modifikation der zweiten Ausführungsform beschrieben.
13 ist eine Vorderansicht der Drehmaschine 1c, und die 14(A) bis 14(I) und die 15(J) bis 15(Q) sind Vorderansichten, die einen Prozess, des Ladens, Bearbeitens und Entladens eines Werkstücks 8 an der Drehmaschine 1c zeigen.
Gemäß der Modifikation fehlen bei der Drehmaschine 1c, die als Werkzeugmaschine für Dreharbeit dient, die zweite Werkzeugauflage 11 des mehrachsigen Drehzentrums 1b und deren Aktor. Die anderen Details der Drehmaschine 1c sind zu jenen des mehrachsigen Drehzentrums 1b gleich. Da bei der Drehmaschine 1c die zweite Werkzeugauflage 11 fehlt, ist die erste Werkzeugauflage 10 an einer gegebenen Stelle im Bearbeitungsbereich SP angeordnet.
Die Drehmaschine 1c umfasst einen Maschinenkörper 2, eine erste Werkzeugauflage 10 (oder mehrere erste Werkzeugauflagen 10), die am Maschinenkörper 2 beweglich montiert ist (sind), zum Halten von Werkzeugen wie etwa eines Werkzeugs 7, einen am Maschinenkörper 2 montierten ersten Spindelstock 4 zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks 8 und einen am Maschinenkörper 2 beweglich montierten und dem ersten Spindelstock 4 gegenüber stehenden zweiten Spindelstock 5a zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks 8. Die Drehmaschine 1c führt wenigstens Dreharbeit am Werkstück 8 aus.
Die erste Werkzeugauflage 10 besitzt einen Revolverkopf 9 mit mehreren daran montierten Werkzeugen 7 zum Bearbeiten des Werkstücks 8, z. B. zum Ausführen eines Drehvorgangs am Werkstück B. Der zweite Spindelstock 5a gleicht in der Struktur und in der Funktion dem zweiten Spindelstock 5a des mehrachsigen Drehzentrums 1b.
Mit Bezug auf die 14(A) bis 14(I) und die 15(J) bis 15(Q) wird nachstehend ein Prozess des Ladens, Bearbeitens und Entladens des Werkstücks 8 an der Drehmaschine 1c beschrieben.
Zuerst führt, wie in 14(A) gezeigt ist, die Werkstücktransporteinheit 37 ein unbearbeitetes Werkstück 8 in die Werkstückwechselposition P, die außerhalb des Bearbeitungsbereichs SP liegt, zu. Zu dieser Zeit ist der zweite Spindelstock 5a in einer Position in der Nähe der Werkstückwechselposition P angeordnet, wobei das dritte Spannfutter 36 in Richtung der Werkstückwechselposition P weist.
Dann wird, wie in 14(B) gezeigt ist, der zweite Spindelstock 5a nach rechts bewegt. Nachdem das dritte Spannfutter 36 das unbearbeitete Werkstück 8 in der Werkstückwechselposition P ergriffen hat, wird der zweite Spindelstock 5a nach links bewegt (siehe 14(C).
Dann wird, wie in 14(D) gezeigt ist, die Schwenkeinheit 48 des zweiten Spindelstocks 5a um 180 Grad in einer vertikalen Ebene geschwenkt. Wie in den 14(E) und 14(F) gezeigt ist, wird der zweite Spindelstock 5a nach rechts bewegt und ein durch das zweite Spannfutter 34 ergriffenes bearbeitetes Werkstück 8 in die Werkstückwechselposition P platziert.
Danach wird, wie in 14(G) gezeigt ist, der zweite Spindelstock 5a nach links vom bearbeiteten Werkstück 8 weg in der Werkstückwechselposition P bewegt. Dann wird, wie in 14(H) gezeigt ist, der zweite Spindelstock 5a um 180 Grad geschwenkt.
Anschließend wird, wie in den 14(I) und 15(J) gezeigt ist, der zweite Spindelstock 5a nach links bewegt, wobei er den ersten Spindelstock 4 erreicht. Das zweite Spannfutter 34 des zweiten Spindelstocks 5a ergreift ein bearbeitetes Werkstück 8, das durch den ersten Spindelstock 4 ergriffen worden ist. Das bearbeitete Werkstück 8 wird nun vom ersten Spindelstock 4 auf den zweiten Spindelstock 5a umgesetzt.
Dann wird, wie in den 15(K) und 15(L) gezeigt ist, der zweite Spindelstock 5a nach rechts bewegt und danach um 180 Grad geschwenkt. Wie in den 15(M) und 15(N) gezeigt ist, ist das durch den zweiten Spindelstock 5a ergriffene unbearbeitete Werkstück 8 zum ersten Spindelstock 4 hin orientiert. Der zweite Spindelstock 5a wird nach links bewegt. Wenn der zweite Spindelstock 5a den ersten Spindelstock 4 erreicht, setzt der zweite Spindelstock 5a das unbearbeitete Werkstück 8 auf den ersten Spindelstock 4 um.
Danach wird, wie in den 15(O) und 15(P) gezeigt ist, der zweite Spindelstock 5a nach rechts bewegt und um 180 Grad geschwenkt. Wie in 15(Q) gezeigt ist, ist der zweite Spindelstock 5a in der Nähe der Werkstückwechselposition P positioniert, wobei das dritte Spannfutter 36 in Richtung der Werkstückwechselposition P weist. Der zweite Spindelstock 5a ist somit in der in 14(A) gezeigten Ausgangsposition.
Beim Ausführen des in den 14(A) bis 14(I) und den 15(J) bis 15(Q) dargestellten obigen Prozesses wechselt der zweite Spindelstock 5a automatisch Werkstücke 8, während die Drehmaschine 1c ihren Bearbeitungsprozess ausführt, d. h. während die Drehmaschine 1c das durch den ersten Spindelstock 4 ergriffene Werkstück 8 bearbeitet.
Folglich muss zum Wechseln von Werkstücken 8 der durch die Drehmaschine 1c ausgeführte Bearbeitungsprozess nicht unterbrochen werden. Daher besitzt die Drehmaschine 1c einen hohen Nutzungsgrad und erfordert keinen Werkstückwechsler.
Die Drehmaschine 1c bietet dieselben Vorteile wie das mehrachsige Drehzentrum 1b. Insofern als der zweite Spindelstock 5a die Werkstückwechselfunktion besitzt und die Drehmaschine 1c die Werkstücktransporteinheit 37 besitzt, kann die Drehmaschine 1c als unbeaufsichtigte automatische Werkzeugmaschine arbeiten.
16 ist eine perspektivische Ansicht einer Drehmaschine 1d gemäß einer weiteren Modifikation der zweiten Ausführungsform. Gemäß der in 16 gezeigten Modifikation besitzt die Drehmaschine 1d, die als Werkzeugmaschine für Dreharbeit dient, ein geneigtes Bett 75. Bei der Drehmaschine 1d fehlt die zweite Werkzeugauflage 11 des mehrachsigen Drehzentrums 1b und deren Aktor.
Die Drehmaschine 1d umfasst einen Maschinenkörper 2d mit dem geneigten Bett 75, ein am Maschinenkörper 2d beweglich montiertes Werkzeugauflagemittel 3d zum Halten eines Werkzeugs, einen am Maschinenkörper 2d montierten ersten Spindelstock 4 zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks und einen zweiten Spindelstock 5d. Die Drehmaschine 1d führt wenigstens Dreharbeit aus.
Der zweite Spindelstock 5d ist dem ersten Spindelstock 4 gegenüber stehend am Maschinenkörper 2d beweglich montiert und hält ein Werkstück drehbar daran. Der zweite Spindelstock 5d weist ein vorderes Spannfutter 34, das an einer Vorderseite einer Mittelachse davon angeordnet ist, zum daran lösbaren Ergreifen des Werkstücks und ein hinteres Spannfutter 36, das an einer Hinterseite der Mittelachse davon angeordnet ist, zum daran lösbaren Ergreifen des Werkstücks. Der zweite Spindelstock 5d übt eine Werkstückwechselfunktion aus, indem er um eine Mittelachse CL6, die parallel zur Y-Achsenrichtung verläuft, d. h. die schräg verläuft, schwenkt.
Das Werkzeugauflagemittel 3d besitzt mehrere Werkzeugauflagen 10d, 10e (zwei bei dieser Modifikation). Die Werkzeugauflage 10d, die auch als untere Werkzeugauflage 10d bezeichnet wird, besitzt einen Revolverkopf 9d mit mehreren Werkzeugen zum Bearbeiten des Werkstücks. Die Werkzeugauflage 10e, die auch als obere Werkzeugauflage 10e bezeichnet wird, besitzt einen Revolverkopf 9e mit mehreren Werkzeugen zum Bearbeiten des Werkstücks. Die Werkzeugauflagen 10d, 10e sind an jeweiligen gegebenen Stellen im Bearbeitungsbereich angeordnet.
Die untere Werkzeugauflage 10d ist durch einen Z2-Achsenaktor in horizontaler Richtung, d. h. Z2-Achsenrichtung, die durch den Pfeil B9 angegeben ist, beweglich. Der Revolverkopf 9d ist durch einen Revolverkopf-X2-Achsenaktor in schräg anteroposteriorer Richtung, d. h. X2-Achsenrichtung, längs einer geneigten Oberfläche 76 des Betts 75 beweglich, wie durch den Pfeil B10 angegeben ist. Der Revolverkopf 9d ist außerdem durch einen Schwenkaktor winklig beweglich, um ein gewünschtes Werkzeug in eine gewünschte Schaltposition zu schalten.
Die obere Werkzeugauflage 10e ist durch einen Z1-Achsenaktor in horizontaler Richtung, d. h. Z1-Achsenrichtung, die durch den Pfeil B11 angegeben ist, beweglich. Der Revolverkopf 9e ist durch einen Revolverkopf-X1-Achsenaktor in schräg anteroposteriorer Richtung, d. h. X1-Achsenrichtung, längs der geneigten Oberfläche 76 des Betts 75 beweglich, wie durch den Pfeil B12 angegeben ist.
Der Revolverkopf 9e ist außerdem durch einen Y-Achsenaktor in schräg vertikaler Richtung, d. h. Y-Achsenrichtung, senkrecht zur geneigten Oberfläche 76 des Betts 75 beweglich, wie durch den Pfeil B13 angegeben ist. Der Revolverkopf 9e ist außerdem durch einen Schwenkaktor winklig beweglich, um ein gewünschtes Werkzeug in eine gewünschte Schaltposition zu schalten.
Der zweite Spindelstock 5d ist durch einen zweiten Spindelstockaktor in der horizontalen Richtung, d. h. der Z-Achsenrichtung, die durch den Pfeil B5 angegeben ist, beweglich.
Die Mittelachse CL6 verläuft in schräg vertikaler Richtung senkrecht zur geneigten Oberfläche 76 des Betts 75 und ist parallel zur Y-Achsenrichtung orientiert. Der zweite Spindelstock 5d ist durch einen Schwenkaktor über einen gewünschten Winkel um die zur Y-Achsenrichtung parallele Mittelachse CL6 winklig beweglich, wie durch den Pfeil B1 angegeben ist.
Die Drehmaschine 1d mit dem geneigten Bett 75 sollte vorzugsweise mit der Werkstücktransporteinheit 37 (siehe 14 und 15) zum Austauschen eines bearbeiteten Werkstücks durch ein unbearbeitetes Werkstück am zweiten Spindelstock 5d kombiniert sein.
Die Werkstücktransporteinheit 37, die in Kombination mit der Drehmaschine 1d verwendet wird, führt das unbearbeitete Werkstück in eine Werkstückwechselposition P, die außerhalb des Bearbeitungsbereichs SP liegt, zu und entfernt das in die Werkstückwechselposition P ausgeworfene bearbeitete Werkstück. Der zweite Spindelstock 5d ergreift das in die Werkstückwechsel position P zugeführte unbearbeitete Werkstück und platziert danach das bearbeitete Werkstück in die Werkstückwechselposition P.
Daher können dann, wenn die Werkstücktransporteinheit 37 in Kombination mit der Drehmaschine 1d verwendet wird, Werkstücke 8 in derselben Weise wie bei dem in den 14(A) bis 14(I) und den 15(J) bis 15(Q) dargestellten Prozess geladen, bearbeitet und entladen werden. Die mit der Werkstücktransporteinheit 37 gekoppelte Drehmaschine 1d bietet somit dieselben Vorteile wie die in 13 gezeigte Drehmaschine 1c.
Werkzeugmaschinen für Dreharbeit gemäß dem Stand der Technik wechseln Werkstücke in ihrem Bearbeitungsbereich. Stets dann, wenn Werkstücke zu wechseln sind, ist die Bedienungsperson gehalten, die Tür des Spritzschutzes zu öffnen und zu schließen und in Vorbereitung für das Wechseln der Werkstücke einen Rüstprozess auszuführen.
Der Rüstprozess ist für die Bedienungsperson lästig. Wenn die Tür des Spritzschutzes geöffnet ist, ist es möglich, dass aus dem Bearbeitungsbereich Kühlmittel ausspritzt und Späne ausstreuen.
Mit dem mehrachsigen Drehzentrum 1b und den Drehmaschinen 1c, 1d gemäß der Erfindung jedoch, liegt die Werkstückwechselposition P, in der Werkstücke 8 durch den zweiten Spindelstock 5a oder 5d gewechselt werden, außerhalb der Werkzeugmaschine, d. h. außerhalb des Bearbeitungsbereichs SP. Im Ergebnis ist jegliche Last, die der Bedienungsperson zum Wechseln von Werkstücken aufgebürdet wird, relativ klein und es wird die Umgebung um die Werkzeugmaschine sauber gehalten.
Bei dem mehrachsigen Drehzentrum 1b und den Drehmaschinen 1c, 1d gemäß der Erfindung besitzt der zweite Spindelstock 5a oder 5d das zweite Spannfutter (vordere Spannfutter) 34 und das dritte Spannfutter (hintere Spannfutter) 36.
Daher können das erste Spannfutter 28 des ersten Spindelstocks 4 und das zweite und das dritte Spannfutter 34 bzw. 36 des zweiten Spindelstocks 5a bzw. 5d Werkstücke 8 ergreifen. Im Ergebnis können das mehrachsige Drehzentrum 1b und die Drehmaschinen 1c, 1d drei Werkstücke 8 gleichzeitig ergreifen, um sie zu bearbeiten und zu wechseln.
Wenn zum Drehen der zweiten Spindel 35 des zweiten Spindelstocks 5a oder 5d ein Aktor hinzugefügt ist, kann die erste Werkzeugauflage 10 oder die Werkzeugauflagen 10d oder 10e einen Drehvorgang an einem Werkstück 8 ausführen, das durch die zweite Spindel 35 des zweiten Spindelstocks 5a oder 5d gedreht wird.
Werkstücke 8 können somit nacheinander an ihren axial entgegengesetzten Enden bearbeitet und die bearbeiteten Werkstücke 8 automatisch nacheinander aus der Werkzeugmaschine ausgeworfen werden.
Die Prinzipien der Erfindung sind nicht nur auf mehrachsige Drehzentren und Drehmaschinen anwendbar, sondern auch auf alle Werkzeugmaschinen zum Ausführen wenigstens von Dreharbeit.
Obwohl bestimmte bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung gezeigt und hier ausführlich beschrieben worden sind, können daran selbstverständlich verschiedene Änderungen und Abwandlungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der angehängten Ansprüche abzuweichen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- JP 5-57506- A [0002, 0004, 0004]
- JP 7-88702- A [0003, 0005]

Claims

Werkzeugmaschine (1b; 1c; 1d) zum Ausführen wenigstens von Dreharbeit, die umfasst: einen Maschinenkörper (2; 2d); ein am Maschinenkörper (2; 2d) beweglich montiertes Werkzeugauflagemittel (3; 3d) zum Halten eines Werkzeugs (6, 7); einen am Maschinenkörper (2; 2d) montierten ersten Spindelstock (4) zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks (8); und einen am Maschinenkörper (2; 2d) beweglich montierten und dem ersten Spindelstock (4) gegenüber stehenden zweiten Spindelstock (5a; 5d) zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks (8), wobei der zweite Spindelstock (5a; 5d) ein an einer Vorderseite einer Mittelachse (CL5) davon angeordnetes vorderes Spannfutter (34) zum lösbaren Ergreifen des Werkstücks (8) und ein an einer Hinterseite der Mittelachse (CL5) davon angeordnetes hinteres Spannfutter (36) zum lösbaren Ergreifen des Werkstücks (8) besitzt und wobei der zweite Spindelstock (5a; 5d) eine Werkstückwechselfunktion ausübt, indem er um eine parallel zu einer Y-Achsenrichtung verlaufende Mittelachse (CL1; CL6) schwenkt.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine ein mehrachsiges Drehzentrum (1b) umfasst und das Werkzeugauflagemittel (3) eine erste Werkzeugauflage (10), die einen Revolverkopf (9) mit mehreren daran montierten Werkzeugen (7) zum Bearbeiten des Werkstücks besitzt, und eine zweite Werkzeugauflage (11) mit einem lösbar an einer Werkzeugspindel (27) montierten Werkzeug (6) zum Bearbeiten des Werkstücks umfasst.
Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugmaschine eine Drehmaschine (1c) umfasst und das Werkzeugauflagemittel (3) eine oder mehrere Werkzeugauflagen (10) umfasst, die einen Revolverkopf (9) mit mehreren daran montierten Werkzeugen (7) zum Bearbeiten des Werkstücks besitzen.
Werkzeugmaschine (1b; 1c; 1d) nach Anspruch 1, 2 oder 3, gekennzeichnet durch: eine Werkstücktransporteinheit (37) zum Austauschen eines bearbeiteten Werkstücks durch ein unbearbeitetes Werkstück am zweiten Spindelstock (5a; 5d), wobei die Werkstücktransporteinheit (37) das unbearbeitete Werkstück in eine Werkstückwechselposition (P), die außerhalb eines Bearbeitungsbereichs (SP) liegt, zuführt und das in die Werkstückwechselposition (P) ausgeworfene bearbeitete Werkstück entfernt und der zweite Spindelstock (5a; 5d) das in die Werkstückwechselposition (P) zugeführte unbearbeitete Werkstück ergreift und danach das bearbeitete Werkstück in die Werkstückwechselposition (P) platziert.
Werkzeugmaschine (1; 1b) zum Ausführen wenigstens von Dreharbeit, die umfasst: einen Maschinenkörper (2); ein am Maschinenkörper (2) beweglich montiertes Werkzeugauflagemittel (3) zum Halten eines Werkzeugs (6, 7); einen am Maschinenkörper (2) montierten ersten Spindelstock (4) zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks (8); und einen am Maschinenkörper (2) beweglich montierten und dem ersten Spindelstock (4) gegenüber stehenden zweiten Spindelstock (5; 5a) zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks (8); wobei die Werkzeugmaschine ein mehrachsiges Drehzentrum (1; 1b) umfasst; wobei das Werkzeugauflagemittel (3) eine erste Werkzeugauflage (10), die einen Revolverkopf (9) mit mehreren daran montierten Werkzeugen (7) zum Bearbeiten des Werkstücks besitzt, und eine zweite Werkzeugauflage (11) mit dem lösbar an einer Werkzeugspindel (27) montierten Werkzeug (6) zum Bearbeiten des Werkstücks umfasst und wobei der zweite Spindelstock (5; 5a) fähig ist, um eine parallel zu einer Y-Achsenrichtung verlaufende Mittelachse (CL1) zu schwenken.
Werkzeugmaschine (1; 1b) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass, während das Werkstück (8) durch den ersten Spindelstock (4) und die erste Werkzeugauflage (10) bearbeitet wird, ein vorderes Spannfutter (34) des zweiten Spindelstocks (5; 5a) und die Werkzeugspindel (27) der zweiten Werkzeugauflage (11) schräg orientiert sind, derart, dass ein störender Eingriff mit dem ersten Spindelstock (4) und/oder der ersten Werkzeugauflage (10) und/oder dem Werkstück (8) umgangen wird, und durch den zweiten Spindelstock (5; 5a) und die zweite Werkzeugauflage (11) ein weiteres Werkstück (8) bearbeitet wird.
Werkzeugmaschine (1a) zum Ausführen wenigstens von Dreharbeit, die umfasst; einen Maschinenkörper (2); ein am Maschinenkörper (2) beweglich montiertes Werkzeugauflagemittel zum Halten von Werkzeugen (7; 7a); einen am Maschinenkörper (2) montierten ersten Spindelstock (4) zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks (8); und einen am Maschinenkörper (2) beweglich montierten und dem ersten Spindelstock (4) gegenüber stehenden zweiten Spindelstock (5) zum daran drehbaren Halten eines Werkstücks (8); wobei die Werkzeugmaschine eine Drehmaschine (1a) umfasst, wobei das Werkzeugauflagemittel eine erste Werkzeugauflage (10) umfasst, die einen Revolverkopf (9) mit mehreren daran montierten Werkzeugen (7; 7a) zum Bearbeiten des Werkstücks besitzt und wobei der zweite Spindelstock (5) fähig ist, um eine parallel zu einer Y-Achsenrichtung verlaufende Mittelachse (CL1) zu schwenken.