DE102010029436A1

DE102010029436A1 - manufacturing facility

Info

Publication number: DE102010029436A1
Application number: DE201010029436
Authority: DE
Inventors: Rainer Hertkorn; Joachim Körber
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-05-28
Filing date: 2010-05-28
Publication date: 2011-12-01
Also published as: WO2011147617A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Fertigungseinrichtung zur Herstellung von gleichartigen, insbesondere stangenförmigen Serienteilen, umfassend eine Anordnung von miteinander verketteten, durch einen Materialfluss (2) miteinander verbundenen Werkzeugmaschinen (M1, M2, M3, M4) zur sukzessiven Bearbeitung der Serienteile, wobei die Werkzeugmaschinen (M1, M2, M3, M4) modular aufgebaut sind und jeweils ein Grundgestell, eine um eine vertikale Achse schwenkbar auf dem Grundgestell angeordnete Grundplatte und eine auf der Grundplatte angeordnete Bearbeitungseinheit (3, 3', 3'', 3''') aufweisen.The invention relates to a production device for the production of similar, in particular rod-shaped series parts, comprising an arrangement of machine tools (M1, M2, M3, M4) linked to one another by a material flow (2) for successive machining of the series parts, the machine tools (M1 , M2, M3, M4) have a modular structure and each have a base frame, a base plate arranged on the base frame so as to be pivotable about a vertical axis and a processing unit (3, 3 ', 3 ", 3"') arranged on the base plate.

Description

Die Erfindung betrifft eine Fertigungseinrichtung zur Herstellung von gleichartigen, insbesondere stangenförmigen Serienteilen.The invention relates to a production device for producing similar, in particular rod-shaped serial parts.

Es ist bekannt, Serienteile, d. h. Werkstücke, die in hohen Stückzahlen gefertigt werden, auf Werkzeugmaschinen, insbesondere spanenden Werkzeugmaschinen herzustellen. Man unterscheidet im Stand der Technik einerseits Einzelmaschinen, z. B. Universalmaschinen oder Einzweckmaschinen und andererseits Mehrmaschinensysteme, z. B. Transferstraßen oder flexible Fertigungssysteme, welche durch die Verkettung mehrerer Bearbeitungsmaschinen bezüglich Werkstück- und Werkzeugversorgung entstehen. Die Universalmaschinen, die für alle spanenden Fertigungsverfahren konzipiert sind, zeichnen sich durch höchste Flexibilität und geringste Produktivität aus. Flexible Fertigungssysteme weisen gegenüber Universalmaschinen eine höhere Produktivität und eine geringere Flexibilität auf.It is known, series parts, d. H. Workpieces that are manufactured in large quantities to produce on machine tools, in particular cutting machine tools. One differentiates in the state of the art on the one hand individual machines, z. B. universal machines or single-purpose machines and on the other hand Mehrmaschinensysteme, z. As transfer lines or flexible manufacturing systems, which arise through the concatenation of multiple processing machines with respect to workpiece and tool supply. The universal machines, which are designed for all machining processes, are characterized by maximum flexibility and lowest productivity. Flexible manufacturing systems are more productive and less flexible than general-purpose machines.

Das der Erfindung zu Grunde liegende Problem besteht darin, für ein Spektrum von gleichartigen Teilen, insbesondere stangenförmigen Serienteilen eine geeignete Fertigungseinrichtung zu finden, die einerseits einen geringen Investitionsbedarf erfordert und andererseits eine hohe Produktivität aufweist. Insbesondere handelt es sich um die Herstellung von Großserienteilen mit gleichen Arbeitsfolgen, wie sie z. B. bei Schaltschienen oder Schaltstangen bei Getrieben auftreten.The problem underlying the invention is to find a suitable manufacturing facility for a range of similar parts, in particular bar-shaped serial parts, on the one hand requires a low investment requirement and on the other hand has a high productivity. In particular, it is the production of high-volume parts with the same work sequences as z. B. occur at shift rails or shift rails in transmissions.

Durch die DE 20 2005 004 294 U1 wurde eine Werkzeugmaschine zum Drehen von Wellenteilen bekannt, wobei eine Vielzahl von unterschiedlichen spangebenden Arbeitsgängen auf einer Maschine durchgeführt wird. Hierzu weist die Maschine eine auf einem in senkrechter Richtung verfahrbaren Schlitten angeordnete Schwenkeinheit auf, welche einen Spindelstock zur Aufnahme eines als Welle ausgebildeten Werkstückes aufweist. Ferner umfasst die bekannte Werkzeugmaschine einen Reitstock zum Einspannen des Werkstückes sowie zwei auf Kreuzschlitten angeordnete Werkzeugrevolver, welche in senkrechter und waagerechter Richtung verfahrbar sind und verschiedenste Werkzeuge zur Bearbeitung des Werkstückes aufweisen. Eine derartige Werkzeugmaschine, auf welcher das Werkstück komplett bearbeitet wird, weist zwar eine relativ hohe Flexibilität, jedoch eine relativ geringe Produktivität auf, d. h. die pro Zeiteinheit produzierten Fertigteile benötigen eine relativ hohe Fertigungszeit.By the DE 20 2005 004 294 U1 has been known a machine tool for rotating shaft parts, wherein a plurality of different cutting operations is performed on a machine. For this purpose, the machine has a pivoting unit arranged on a carriage which can be moved in the vertical direction, which has a headstock for receiving a workpiece designed as a shaft. Furthermore, the known machine tool comprises a tailstock for clamping the workpiece and two arranged on cross slide tool turrets, which are movable in the vertical and horizontal directions and have a variety of tools for machining the workpiece. Although such a machine tool, on which the workpiece is completely machined, has a relatively high flexibility, but a relatively low productivity, ie, the finished parts produced per unit time require a relatively high production time.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Fertigungseinrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche die Herstellung von gleichartigen, insbesondere stangenförmigen Serienteilen, wie Schaltschienen für Getriebe in möglichst geringen Stückzeiten erlaubt, d. h. eine Fertigungseinrichtung mit hoher Produktivität zu schaffen. Darüber hinaus sollen die Kosten für die Herstellung der Fertigungseinrichtung relativ niedrig sein. Schließlich soll die Fertigungseinrichtung sowohl nicht-automatisch als auch automatisch betreibbar sein.It is an object of the present invention to provide a manufacturing device of the type mentioned, which allows the production of similar, in particular rod-shaped serial parts, such as shift rails for transmission in the shortest possible time, d. H. To create a manufacturing facility with high productivity. In addition, the cost of manufacturing the manufacturing facility should be relatively low. Finally, the manufacturing facility should be both non-automatic and automatically operable.

Die Lösung der Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruches 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution of the problem arises from the features of independent claim 1. Advantageous embodiments will be apparent from the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist eine Anordnung von mehreren durch einen Materialfluss miteinander verbundenen Werkzeugmaschinen zur sukzessiven Bearbeitung eines Werkstückes vorgesehen, wobei das fertig bearbeitete Werkstück das Serienteil ist. Die einzelnen Werkzeugmaschinen sind modular aufgebaut d. h. sie bestehen aus austauschbaren und gleichen Modulen. Dabei weist jede Werkzeugmaschine ein Grundgestell, eine schwenkbar auf dem Grundgestell angeordnete Grundplatte und eine auf der Grundplatte fest angeordnete Bearbeitungseinheit auf. Damit wird eine aus relativ einfachen und kostengünstig herstellbaren Werkzeugmaschinen aufgebaute Fertigungseinrichtung geschaffen, welche eine wirtschaftliche Herstellung der Serienteile erlaubt, d. h. die eine relativ hohe Produktivität aufweist. Die Fertigungseinrichtung ist optimal an die für das Werkstück erforderlichen Bearbeitungsvorgänge angepasst und nur für diese Arbeitsgänge ausgelegt. Die erhöhte Produktivität wird somit mit einer verringerten Produktflexibilität erkauft. Durch das einheitliche Grundgestell aller Werkzeugmaschinen, welches vorzugsweise genormte Abmessungen aufweist, ist ein Umbau oder eine Verlagerung der gesamten Fertigungseinrichtung relativ leicht möglich. Durch die Schwenkbarkeit der Grundplatte mit der darauf befindlichen Bearbeitungseinheit wird eine Flexibilität im Hinblick auf unterschiedliche Arbeitsprozesse wie nicht-automatisiert, halbautomatisiert und automatisiert erreicht: Die Werkzeugmaschine kann einerseits von Hand durch eine Bedienperson beschickt oder automatisch mit Material versorgt werden – dazu wird die Grundplatte um 90° geschwenkt. Schließlich weisen alle Werkzeugmaschinen der Fertigungseinrichtung eine weitestgehend ähnliche, austauschbare oder gleiche Bearbeitungseinheit auf, wodurch die Herstellungs- bzw. Investitionskosten für die Fertigungseinrichtung gesenkt werden. Die Bearbeitungseinheit kann an den Fertigungsprozess angepasst werden, beispielsweise, ob eine spangebende Bearbeitung wie z. B. Drehen, Fräsen oder Bohren oder nicht-spangebende Bearbeitung des Werkstückes erforderlich ist.According to the invention, an arrangement of a plurality of machine tools connected to one another by a material flow is provided for the successive machining of a workpiece, wherein the finished workpiece is the series part. The individual machine tools are modular d. H. they consist of exchangeable and identical modules. In this case, each machine tool on a base frame, a pivotally mounted on the base frame base plate and a fixedly arranged on the base plate processing unit. In order to create a relatively simple and inexpensive to produce machine tools constructed manufacturing facility, which allows an economical production of the series parts, d. H. which has a relatively high productivity. The production device is optimally adapted to the machining operations required for the workpiece and designed only for these operations. The increased productivity is thus achieved with reduced product flexibility. Due to the uniform base frame of all machine tools, which preferably has standardized dimensions, a conversion or a displacement of the entire production device is relatively easily possible. The pivoting of the base plate with the processing unit thereon flexibility in terms of different work processes such as non-automated, semi-automated and automated achieved: The machine tool can be manually fed by an operator or automatically supplied with material - this is the base plate to Swiveled 90 °. Finally, all machine tools of the production facility have a largely similar, exchangeable or identical processing unit, which reduces the manufacturing or investment costs for the production facility. The processing unit can be adapted to the manufacturing process, for example, whether a machining such. As turning, milling or drilling or non-cutting machining of the workpiece is required.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann die Bearbeitungseinheit als spangebende Maschine oder als Einheit zum Härten des Werkstückes ausgebildet sein.According to a preferred embodiment, the processing unit may be formed as a cutting machine or as a unit for hardening the workpiece.

Nach weiteren bevorzugten Ausführungsformen kann die spangebende Maschine als Drehmaschine oder Bohrmaschine ausgebildet sein. Somit werden unterschiedliche spangebende Arbeitsgänge mit unterschiedlichen Werkzeugen, auf verschiedenen Stationen ausgeführt. According to further preferred embodiments, the cutting machine can be designed as a lathe or drill. Thus, different cutting operations are performed with different tools, on different stations.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform umfasst die spangebende Maschine eine Antriebs- und Vorschubeinheit, wobei die Antriebseinheit bevorzugt eine Spindel zur Aufnahme des Materials, d. h. des zu bearbeitenden Werkstückes aufweist. Damit wird der Vorteil erreicht, dass die spangebende Maschine äußerst einfach aufgebaut ist und damit zu geringen Kosten herstellbar ist.According to a further preferred embodiment, the cutting machine comprises a drive and feed unit, wherein the drive unit preferably has a spindle for receiving the material, d. H. having the workpiece to be machined. Thus, the advantage is achieved that the cutting machine is extremely simple and thus can be produced at low cost.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Vorschubeinheit einen verfahrbaren Schlitten auf, welcher mindestens ein Werkzeug für die Bearbeitung des Werkstückes trägt. Mit jedem Werkzeug wird ein Bearbeitungsvorgang durchgeführt.According to a further preferred embodiment, the feed unit has a movable carriage, which carries at least one tool for machining the workpiece. Each tool performs a machining operation.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Schlitten mit den Werkzeugen nur quer zur Drehrichtung der Spindel, d. h. nur in einer Richtung verfahrbar. Auch dadurch ergibt sich eine erhebliche Vereinfachung der Drehmaschine.According to a further preferred embodiment, the carriage with the tools only transverse to the direction of rotation of the spindle, d. H. only movable in one direction. This also results in a considerable simplification of the lathe.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt der Materialfluss in einer Richtung durch die Bearbeitungseinheit, im Falle einer Drehmaschine durch die Spindel. Damit werden äußerst kurze Transportzeiten von Bearbeitungsstation zu Bearbeitungsstation erreicht, d. h. die Produktivität der Fertigungseinrichtung wird erhöht.According to a further preferred embodiment, the material flow takes place in one direction through the processing unit, in the case of a lathe by the spindle. This achieves extremely short transport times from processing station to processing station, i. H. the productivity of the manufacturing facility is increased.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung sind die Werkzeugmaschinen in Form einer U-Linie angeordnet, d. h. die Belade- und Entladestation für den Materialfluss liegen nebeneinander, was einen Vorteil für den innerbetrieblichen Transport der Serienteile bedeutet. Darüber hinaus ergeben sich kurze Wege für eine Bedien- oder Kontrollperson der Fertigungseinrichtung.According to a further advantageous embodiment, the machine tools are arranged in the form of a U-line, d. H. the loading and unloading station for the material flow are adjacent, which means an advantage for the in-house transport of the series parts. In addition, there are short ways for an operator or control person of the manufacturing facility.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist die Fertigungseinrichtung mindestens drei Werkzeugmaschinen auf, wobei die erste und zweite Maschine als Drehmaschinen ausgebildet sind; die dritte Maschine kann bevorzugt als Maschine zum Drehen von Konturen ausgebildet sein. Bei den ersten beiden Maschinen erfolgt der Vorschub nur in einer Richtung, d. h. quer zur Spindelachse, während bei der dritten Maschine ein Vorschub in Plan- und Längsrichtung zur Spindelachse erfolgt. Im letzteren Falle erfolgt der Vorschub NC-gesteuert nach einer vorgegebenen Kontur.According to a further preferred embodiment, the manufacturing device has at least three machine tools, wherein the first and second machine are designed as lathes; the third machine may preferably be designed as a machine for rotating contours. In the first two machines, the feed is only in one direction, d. H. transverse to the spindle axis, while in the third machine, a feed in plan and longitudinal direction to the spindle axis. In the latter case, the feed is NC-controlled according to a predetermined contour.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist jede Werkzeugmaschine für maximal drei Bearbeitungsschritte ausgelegt, wobei jeder Bearbeitungsschritt mit einem eigenen Werkzeug erfolgt.According to another preferred embodiment, each machine tool is designed for a maximum of three processing steps, each processing step being carried out with a separate tool.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind die einzelnen Werkzeugmaschinen, d. h. die einzelnen Stationen der U-Linie durch Transporteinrichtungen miteinander verbunden. Dadurch erfolgt auf kürzestem, d. h. direktem Wege ein Weitertransport des Werkstückes von einer Werkzeugmaschine zur nächsten. Damit wird der Vorteil von kurzen Transportzeiten und erhöhter Produktivität erreicht. Die Transporteinrichtungen können als Rollenbahnen oder Förderbänder ausgebildet sein.According to a further preferred embodiment, the individual machine tools, i. H. the individual stations of the U-line connected by transport facilities. This is done on the shortest, d. H. a direct transport of the workpiece from one machine tool to the next. This achieves the advantage of short transport times and increased productivity. The transport devices can be designed as roller conveyors or conveyor belts.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert, wobei sich weitere Merkmale und/oder Vorteile aus der Beschreibung und/oder Zeichnung ergeben können. Es zeigenEmbodiments of the invention are illustrated in the drawing and are explained in more detail below, with further features and / or advantages may result from the description and / or drawings. Show it

1 eine erfindungsgemäße Fertigungseinrichtung mit verketteten Werkzeugmaschinen, 1 a production device according to the invention with linked machine tools,

2 eine erste Werkzeugmaschine zur Durchführung einer ersten und einer zweiten Arbeitsfolge, 2 a first machine tool for carrying out a first and a second work sequence,

3 die Werkzeugmaschine gemäß 2 mit um 90° gedrehter Grundplatte, 3 the machine tool according to 2 with 90 ° turned base plate,

4 ein Spektrum von herzustellenden Serienteilen, 4 a spectrum of series parts to be produced,

5 eine schematische Darstellung der ersten Werkzeugmaschine (Drehmaschine) im Schnitt 5 a schematic representation of the first machine tool (lathe) in section

6 eine vierte Werkzeugmaschine, ausgebildet als Bohrmaschine und 6 a fourth machine tool, designed as a drill and

7 eine Drehmaschine mit beiderseits angeordneten Rollenband. 7 a lathe with both sides arranged roll band.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Fertigungseinrichtung 1 zur Herstellung von Serienteilen, insbesondere Schaltstangen oder Schaltschienen für Seriengetriebe, d. h. Getriebe, die in hohen Stückzahlen, beispielsweise für Kraftfahrzeuge hergestellt werden. Die Fertigungseinrichtung 1 umfasst eine Anordnung von mehreren Werkzeugmaschinen M1, M2, M3, M4, M5, welche in Form einer U-Linie aufgestellt und durch einen Materialfluss 2 miteinander verkettet sind. Dabei erfolgen die Beladung der U-Linie mit nicht dargestelltem Rohmaterial bei 2a und die Entnahme der fertig bearbeiteten Serienteile bei 2b. Die Materialflussrichtung ist durch Pfeile F1, F2 angedeutet. Die Belade- und Entladestationen 2a, 2b liegen somit dicht nebeneinander, was für den innerbetrieblichen Transport von Vorteil ist. Darüber hinaus ergeben sich für eine Bedienperson P, P' kurze Wege zwischen den einzelnen Werkzeugmaschinen M1 bis M5. Die erste Werkzeugmaschine M1 ist als Drehmaschine in modularer Bauweise ausgebildet und weist einen schwenkbaren Aufbau 3, auch Bearbeitungseinheit 3 genannt, auf, welcher bei der Beschreibung der 2 und 3 näher erläutert wird. Die Werkzeugmaschine M2 ist ebenfalls als Drehmaschine ausgebildet und unterscheidet sich von der Drehmaschine M1 dadurch, dass der Aufbau 3' gegenüber dem Aufbau 3 um 180° gedreht ist. Damit können für die beiden ersten Bearbeitungsstationen im Grundaufbau identische Maschinen verwendet werden. Die dritte Werkzeugmaschine M3, welche am Scheitelpunkt der U-Linie aufgestellt ist, ist ebenfalls als Drehmaschine ausgebildet, allerdings für ein so genanntes Konturdrehen, bei welchem das Drehwerkzeug durch eine NC-Steuerung geführt ist. Auch diese Maschine weist einen schwenkbaren Aufbau 3'' auf, welcher entsprechend der Materialflussrichtung gedreht ist. Die Werkzeugmaschine M4 ist als Bohrmaschine ausgebildet und weist einen entsprechend der Materialflussrichtung F2 ausgerichteten schwenkbaren Aufbau 3''' auf. Die Werkzeugmaschine M5 ist nur durch gestrichelte Linien angedeutet und stellt eine Option für die dargestellte Fertigungseinrichtung 1 dar. Beispielsweise könnte die Werkzeugmaschine M5 einen als Härteeinrichtung ausgebildeten Aufbau aufweisen, wobei die Oberfläche des Werkstückes gehärtet wird, z. B. durch Induktionshärten. 1 shows a manufacturing device according to the invention 1 for the production of series parts, in particular shift rails or shift rails for series transmission, ie gearboxes that are produced in large quantities, for example for motor vehicles. The manufacturing facility 1 comprises an arrangement of several machine tools M1, M2, M3, M4, M5, which are set up in the form of a U-line and by a material flow 2 are linked together. In this case, the loading of the U-line with not shown raw material at 2a and the removal of the finished serial parts 2 B , The material flow direction is indicated by arrows F1, F2. The loading and unloading stations 2a . 2 B lie thus close together, what for the internal transport is an advantage. In addition, short distances between the individual machine tools M1 to M5 result for an operator P, P '. The first machine tool M1 is designed as a lathe in a modular design and has a pivotable structure 3 , also processing unit 3 called, on, which in the description of the 2 and 3 is explained in more detail. The machine tool M2 is also designed as a lathe and differs from the lathe M1 in that the structure 3 ' opposite the construction 3 rotated by 180 °. Thus, identical machines can be used for the first two processing stations in the basic structure. The third machine tool M3, which is set up at the vertex of the U-line, is also designed as a lathe, but for a so-called contour turning, in which the turning tool is guided by an NC control. This machine also has a pivotable construction 3 '' on, which is rotated according to the material flow direction. The machine tool M4 is embodied as a drilling machine and has a pivotable structure aligned in accordance with the material flow direction F2 3 ''' on. The machine tool M5 is indicated only by dashed lines and represents an option for the illustrated manufacturing device 1 For example, the machine tool M5 could have a construction designed as a hardening device, wherein the surface of the workpiece is hardened, for. B. by induction hardening.

2 zeigt in drei Ansichten und einem Schnitt A-A die als Drehmaschine ausgebildete Werkzeugmaschine M1. Die Drehmaschine M1 ist modular aufgebaut und umfasst ein Grundgestell 4, welches in seinen Abmessungen derart gewählt ist, dass es ohne größeren Aufwand transportfähig ist. In der Draufsicht ist das Grundgestell rechteckförmig und weist lange Seiten 4a und kurze Seiten 4b auf. Das Grundgestell 4 ist für alle in 1 dargestellten Maschinen M1 bis M5 gleich. Auf dem Grundgestell 4 ist der bereits erwähnte Aufbau 3 schwenkbar angeordnet, d. h. um eine senkrechte Achse drehbar. Der Aufbau 3 ist ebenfalls als Modul ausgebildet und umfasst eine schwenkbare Grundplatte 5, auf welcher eine Spindeleinheit 6 sowie eine Vorschubeinheit 7 befestigt sind. Die Spindeleinheit 6 umfasst eine Spindel 6a zur Aufnahme eines Werkstückes 8 in Form von Stangenmaterial sowie einen als Elektromotor ausgebildeten Spindelantrieb 6b. Die Vorschubeinheit 7 umfasst einen verfahrbaren Schlitten 7a zur Aufnahme von Werkzeugen (ohne Bezugszahl), Welche das Werkstück 8 nacheinander bearbeiten. Der Werkzeugschlitten 7a ist nur in einer Richtung, d. h. senkrecht zur Längsachse der Spindel 6a, d. h. der Drehachse verfahrbar. Dadurch ergibt sich eine einfache Bauweise für die Vorschubeinheit 7. Die horizontale Führung für den Werkzeugschlitten 7a ist in der Seitenansicht durch Pfeile X angedeutet. Eine ergänzende Beschreibung der Drehmaschine M1 erfolgt bei der Beschreibung der 5. 2 shows in three views and a section AA designed as a lathe machine tool M1. The lathe M1 is modular and includes a base frame 4 , Which is chosen in its dimensions such that it is transportable without much effort. In the plan view, the base frame is rectangular and has long sides 4a and short pages 4b on. The base frame 4 is for everyone in 1 shown machines M1 to M5 same. On the base frame 4 is the construction already mentioned 3 pivotally arranged, that is rotatable about a vertical axis. The structure 3 is also designed as a module and includes a pivotable base plate 5 on which a spindle unit 6 and a feed unit 7 are attached. The spindle unit 6 includes a spindle 6a for receiving a workpiece 8th in the form of rod material and designed as an electric motor spindle drive 6b , The feed unit 7 includes a traveling carriage 7a for holding tools (not numbered), representing the workpiece 8th edit one after the other. The tool carriage 7a is only in one direction, ie perpendicular to the longitudinal axis of the spindle 6a , ie the axis of rotation movable. This results in a simple design for the feed unit 7 , The horizontal guide for the tool slide 7a is indicated in the side view by arrows X. A supplementary description of the lathe M1 is given in the description of 5 ,

3 zeigt die Drehmaschine M1 mit einer Grundplatte 5', welche gegenüber der Darstellung in 2 um 90° gedreht ist. Das Werkstück 8 wird hier von der Zangen Seite 4a des in der Draufsicht rechteckförmig ausgebildeten Grundgestells 4 zugeführt. Die Vorschubrichtung, angedeutet durch Pfeile X in der Ansicht oben links, erfolgt somit in Längsrichtung des Grundgestells 4. Diese Position der Grundplatte 5' ist für einen nicht-automatischen Betrieb, d. h. Beschickung von Hand vorteilhaft. 3 shows the lathe M1 with a base plate 5 ' which are opposite to the representation in 2 rotated by 90 °. The workpiece 8th is here from the pliers side 4a of the rectangular in plan view formed basic frame 4 fed. The feed direction, indicated by arrows X in the top left view, thus takes place in the longitudinal direction of the base frame 4 , This position of the base plate 5 ' is advantageous for non-automatic operation, ie manual feeding.

4 zeigt ein Spektrum von Serienteilen S1–S10, welche durch die Werkzeugmaschinen M1 bis M5 bearbeitet werden können. Bei den Serienteilen S1–S10 handelt es sich um Schaltstangen oder Schaltschienen mit kreisförmigem Querschnitt, d. h. um Drehteile. Die Serienteile S1 bis S10 weisen teils gleiche, teils unterschiedliche Merkmale auf, welche in verschiedenen Arbeitsfolgen AF1, AF2, AF3, AF4 mit verschiedenen Werkzeugen bearbeitet werden. Sämtliche Serienteile S1 bis S10 weisen erste Merkmale in Form von Einstichen auf, welche durch ein Rechteck AF1 eingerahmt sind und in einer ersten Arbeitsfolge AF1 auf der Drehmaschine M1 bearbeitet werden. Die Serienteile S1 bis S3 und S7 bis S10 weisen zweite Merkmale in Form von zweiten Einstichen auf, welche durch die Rechtecke AF2 eingerahmt sind und auf der zweiten Drehmaschine M2 bearbeitet werden. Die Serienteile S2 bis S9 weisen dritte Merkmale in Form von konturierten Durchmesserverengungen auf, welche durch Kreise mit der Bezeichnung AF3 gekennzeichnet sind und auf der dritten Kontur-Drehmaschine M3 bearbeitet werden. Ein viertes Merkmal sind Querbohrungen, welche durch kleine Rechtecke mit der Bezeichnung AF4 gekennzeichnet sind. Die Querbohrungen für die Serienteile S2, S3, S4, S5, S7, S8, S9, S10 werden auf der Bohrmaschine M4 hergestellt. Darüber hinaus erfolgt im Rahmen der Arbeitsfolgen AF1 und AF2 das Plandrehen und Anfasen der Werkstückenden. Im Rahmen der Arbeitsfolgen AF1 und AF2 werden somit jeweils drei Bearbeitungsschritte, nämlich Einstechen, Plandrehen und Anfasen durchgeführt, wobei der Werkzeugschlitten jeweils nur in einer Vorschubrichtung verfahren werden muss. Die Herstellung der konturierten Durchmesserverengung im Rahmen der Arbeitsfolge AF3 erfolgt auf der NC-gesteuerten Konturdrehmaschine M3, auf der also nur ein Bearbeitungsvorgang mit Vorschub in Quer- und Längsrichtung durchgeführt wird. Der Vorschub auf der Bohrmaschine M4 erfolgt in senkrechter Richtung. 4 shows a spectrum of series parts S1-S10, which can be processed by the machine tools M1 to M5. The series parts S1-S10 are shift rails or shift rails with a circular cross-section, ie around turned parts. The series parts S1 to S10 have partly the same, partly different characteristics, which are processed in different work sequences AF1, AF2, AF3, AF4 with different tools. All series parts S1 to S10 have first features in the form of punctures, which are framed by a rectangle AF1 and are processed in a first working sequence AF1 on the lathe M1. The series parts S1 to S3 and S7 to S10 have second features in the form of second punctures, which are framed by the rectangles AF2 and processed on the second lathe M2. The series parts S2 to S9 have third features in the form of contoured diameter constrictions, which are identified by circles labeled AF3 and processed on the third contour lathe M3. A fourth feature is transverse bores characterized by small rectangles labeled AF4. The transverse bores for the series parts S2, S3, S4, S5, S7, S8, S9, S10 are produced on the drilling machine M4. In addition, as part of the work sequences AF1 and AF2, the surface turning and chamfering of the workpiece ends. As part of the work sequences AF1 and AF2 thus three processing steps, namely piercing, facing and chamfering are performed, the tool carriage must be moved only in one feed direction. The production of the contoured diameter constriction as part of the sequence AF3 takes place on the NC-controlled contour turning machine M3, on which therefore only one machining operation with feed in the transverse and longitudinal direction is performed. The feed on the drilling machine M4 takes place in the vertical direction.

5 zeigt den Aufbau 3 der Drehmaschine M1, wie sie in 2 dargestellt ist, allerdings ohne die als Fundament dienende schwenkbare Grundplatte 5. Der Aufbau 3 umfasst – wie zu 2 ausgeführt – die Spindeleinheit 6 sowie die Vorschubeinheit 7, welche hier um 90° gedreht ist (angedeutet durch punktierte Linien). Die Spindeleinheit 6 umfasst ein Lagergehäuse 10, welches an einem Halterahmen 11 befestigt ist und eine drehbar gelagerte Spindel 12 in sich aufnimmt. Die Spindel 12 ist als Hohlspindel ausgebildet, weist ein Backenfutter 13 zur Einspannung des Werkstückes 8 auf und wird über einen Riementrieb 14 angetrieben. Das Werkstück 8, welches bereits abgelängt ist, wird der Spindel 12 in der Zeichnung von links nach rechts zugeführt und schlägt stirnseitig gegen einen Anschlag 15 zur axialen Fixierung. Die Vorschubeinheit 7 umfasst einen Schlitten 16, auch Werkzeugschlitten 16 genannt, welcher über Horizontalführungen 17, 18 in X-Richtung (Doppelpfeil) gegenüber dem Halterahmen 11 geführt ist. Der Werkzeugschlitten 16 weist zwei Arme 16a, 16b auf, an welchen Werkzeuge 19, 20, 21 befestigt sind. Das Werkzeug 19 ist als Drehmeißel zum Plandrehen ausgebildet, das Werkzeug 20 ist zum Anfasen vorgesehen, und das Werkzeug 21 ist als Einstichmeißel zum Drehen einer Einstichnut ausgebildet. Wie bereits erwähnt, sind die Arme 16a, 16b mit den Werkzeugen 19, 20, 21 um 90° in die Zeichenebene gedreht. Die Vorschubrichtung der Werkzeuge 19, 20, 21 erfolgt also in X-Richtung (senkrecht zur Zeichenebene). Nach Fertigstellung der ersten Arbeitsfolge wird das Werkstück 8 entnommen oder nach Wegfahren des Anschlages 15 nach rechts in der Zeichnung ausgestoßen, wo es von einer hier nicht dargestellten Transporteinrichtung zur nächsten Maschine befördert wird. 5 shows the structure 3 the lathe M1, as in 2 is shown, but without serving as a foundation pivoting base plate 5 , The structure 3 includes - how to 2 executed - the spindle unit 6 as well as the feed unit 7 , which is rotated by 90 ° here (indicated by dotted lines). The spindle unit 6 includes a bearing housing 10 , which on a holding frame 11 is attached and a rotatably mounted spindle 12 absorbs. The spindle 12 is designed as a hollow spindle, has a jaw chuck 13 for clamping the workpiece 8th up and over a belt drive 14 driven. The workpiece 8th , which is already cut to length, becomes the spindle 12 supplied in the drawing from left to right and beats the front against a stop 15 for axial fixation. The feed unit 7 includes a carriage 16 , also tool slides 16 called, which over horizontal guides 17 . 18 in X-direction (double arrow) opposite the support frame 11 is guided. The tool carriage 16 has two arms 16a . 16b on which tools 19 . 20 . 21 are attached. The tool 19 is designed as a turning tool for facing, the tool 20 is intended for chamfering, and the tool 21 is designed as a puncture chisel for rotating a groove. As already mentioned, the arms are 16a . 16b with the tools 19 . 20 . 21 turned 90 ° into the drawing plane. The feed direction of the tools 19 . 20 . 21 thus takes place in the X direction (perpendicular to the drawing plane). After completion of the first sequence of work, the workpiece 8th removed or after driving away the stop 15 ejected to the right in the drawing, where it is transported by a transport device, not shown here to the next machine.

6 zeigt eine Ausführungsform für die Bohrmaschine M4 gemäß 1. Wie erwähnt, dient die Bohrmaschine M4 der Herstellung der Querbohrungen im Rahmen der Arbeitsfolge AF4 (vgl. 4). Die Bohrmaschine M4 ist ebenfalls modular aufgebaut und weist das Grundgestell 4 mit schwenkbarem Aufbau 3''' (vgl. 1) auf. Auf der schwenkbaren Grundplatte 5 ist eine Halteplatte 22 befestigt, welche eine in senkrechter Richtung Z verfahrbare Bohreinheit 23 mit einem Bohrer 23a trägt. Das Werkstück 8 wird über eine als Riemenband 24 ausgebildete Fördereinrichtung der Bohrmaschine M4 zugeführt, bis gegen einen Anschlag 25 gefahren und anschließend in Spanneinrichtungen 26 fixiert. Danach erfolgt das Bohren durch Absenken der Bohreinheit 23 in Z-Richtung. Nach dem Bohren wird der Anschlag 25 weggefahren und das fertig gebohrte Werkstück 8 wird über eine Transportrolle 26 und ein weiteres Förderband 27 weiter transportiert, beispielsweise in eine Ablagevorrichtung 28. 6 shows an embodiment of the drill M4 according to 1 , As mentioned, the drilling machine M4 is used to produce the transverse bores in the sequence AF4 (cf. 4 ). The drilling machine M4 is also modular and has the base frame 4 with swivel construction 3 ''' (see. 1 ) on. On the pivoting base plate 5 is a holding plate 22 fastened, which is a movable in the vertical direction Z drilling unit 23 with a drill 23a wearing. The workpiece 8th is about as a belt band 24 trained conveyor of the drill M4 supplied until against a stop 25 driven and then in tensioning devices 26 fixed. Thereafter, the drilling is done by lowering the drilling unit 23 in the Z direction. After drilling, the stop will be 25 moved away and the finished bored workpiece 8th is about a transport role 26 and another conveyor belt 27 transported further, for example, in a storage device 28 ,

7 zeigt in einer schematischen Darstellung den automatischen Transport des Werkstückes 8, welches zunächst über ein Rollenband 29 zugeführt wird. Beiderseits des Spindellagers 10, in welchem die Spindel 12 gelagert ist, sind vertikal bewegliche Transportrollen 30, 31 angeordnet, über welche das Werkstück 8 zugeführt und entnommen werden kann. Für die axiale Positionierung des Werkstückes 8 in der Spindel 12 ist ein wegfahrbarer pneumatischer Anschlag 32 vorgesehen. Nach der Bearbeitung des Werkstückes 8 wird der Anschlag 32 abgesenkt, und das Werkstück 8 wird über ein weiteres Rollenband 33 einer Ablage 34 zugeführt. 7 shows a schematic representation of the automatic transport of the workpiece 8th which initially has a roller band 29 is supplied. On both sides of the spindle bearing 10 in which the spindle 12 is stored, are vertically movable transport rollers 30 . 31 arranged over which the workpiece 8th can be supplied and removed. For the axial positioning of the workpiece 8th in the spindle 12 is a removable pneumatic stop 32 intended. After machining the workpiece 8th becomes the stop 32 lowered, and the workpiece 8th is about another roll band 33 a filing 34 fed.

Alternativ zu den dargestellten Rollenbändern 29, 33 können auch Riemenbänder als Transporteinrichtung für die Zuführung und den Weitertransport des Werkstückes vorgesehen werden. Damit ist die Fertigungseinrichtung 1 automatisiert, d. h. der Transport und die Bearbeitung des Werkstückes 8 erfolgen automatisch, d. h. ohne Mitwirkung von Bedienpersonal. Andererseits ist auch ein nicht-automatischer Betrieb – ohne Transporteinrichtungen – jedoch unter Mitwirkung einer Bedienperson möglich, welche den Transport der Halbfertigteile von einer zur anderen Maschine übernimmt.Alternative to the illustrated roller bands 29 . 33 also belt belts can be provided as a transport device for the supply and the further transport of the workpiece. This is the manufacturing facility 1 automated, ie the transport and processing of the workpiece 8th take place automatically, ie without the involvement of operating personnel. On the other hand, a non-automatic operation - without transport facilities - but with the assistance of an operator is possible, which takes over the transport of semi-finished parts from one machine to another.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Fertigungseinrichtungmanufacturing facility
22: Materialflussmaterial flow
2a2a: Beladungloading
2b2 B: Entnahmewithdrawal
33: schwenkbarer Aufbau (M1), Bearbeitungseinheitswiveling structure (M1), processing unit
3'3 ': schwenkbarer Aufbau, gedreht (M2)swiveling body, turned (M2)
3''3 '': schwenkbarer Aufbau (M3)swiveling structure (M3)
3'''3 '' ': schwenkbarer Aufbau (M4)swiveling structure (M4)
44: Grundplattebaseplate
4a4a: lange Seitelong page
4b4b: kurze Seiteshort page
55: Grundplattebaseplate
66: SpindeleinheitSpindles
6a6a: Spindelspindle
6b6b: Spindelantriebspindle drive
77: Vorschubeinheitfeed unit
7a7a: Werkzeugschlittentool slide
88th: Werkstückworkpiece
1010: Lagergehäusebearing housing
1111: Halterahmenholding frame
1212: Spindelspindle
1313: Backenfutter (Spanneinrichtung)Jaw chuck (clamping device)
1414: Riementriebbelt drive
1515: Anschlagattack
1616: Schlittencarriage
16a16a: Armpoor
16b16b: Armpoor
1717: Führungguide
1818: Führungguide
1919: WerkzeugTool
2020: WerkzeugTool
2121: WerkzeugTool
2222: HalteplatteRetaining plate
2323: Bohreinheitdrilling unit
23a23a: Bohrwerkzeugdrilling
2424: Riemenbandbelt band
2525: Anschlagattack
26 26: Transportrolletransport roller
2727: Riemenbandbelt band
2828: Ablagevorrichtungstorage device
2929: Rollenbandroll band
3030: Transportrolletransport roller
3131: Transportrolletransport roller
3232: Anschlagattack
3333: Rollenbandroll band
3434: WerkstückablageWorkpiece staging
AF1AF1: erste Arbeitsfolgefirst work sequence
AF2AF2: zweite Arbeitsfolgesecond work sequence
AF3AF3: dritte Arbeitsfolgethird work sequence
AF4AF4: vierte Arbeitsfolgefourth work sequence
F1F1: MaterialflussrichtungMaterial flow direction
F2F2: MaterialflussrichtungMaterial flow direction
M1M1: erste Werkzeugmaschinefirst machine tool
M2M2: zweite Werkzeugmaschinesecond machine tool
M3M3: dritte Werkzeugmaschinethird machine tool
M4M4: vierte Werkzeugmaschinefourth machine tool
M5M5: fünfte Werkzeugmaschinefifth machine tool
P, P'P, P ': Bedienpersonoperator
S1–S10S1-S10: Serienteilseries part
XX: Vorschubrichtungfeed direction
ZZ: Vorschubrichtungfeed direction

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 202005004294 U1 [0004]

Claims

Manufacturing device for producing similar, in particular rod-shaped, serial parts (S1-S10), comprising an arrangement of linked-together, by a material flow ( 2 ) connected to each other machine tools (M1, M2, M3, M4) for successive processing of the series parts, wherein the machine tools (M1, M2, M3, M4) are modular and each having a base frame ( 4 ), one pivotable about a vertical axis on the base frame ( 4 ) arranged base plate ( 5 ) and one on the base plate ( 5 ) arranged processing unit ( 3 . 3 ' . 3 '' . 3 ''' ) exhibit.

Manufacturing device according to claim 1, characterized in that the processing unit ( 3 . 3 ' . 3 '' . 3 ''' ) is designed as a cutting machine (M1, M2, M3, M4).

Manufacturing device according to claim 1 or 2, characterized in that the processing unit is designed as a device for hardening (M5).

Manufacturing device according to claim 2, characterized in that the cutting machine is designed as a lathe (M1, M2, M3).

Manufacturing device according to claim 2, characterized in that the cutting machine is designed as a drilling machine (M4).

Manufacturing device according to claim 2, 4 or 5, characterized in that the cutting machine (M1, M2) consists of a drive and a feed unit ( 6 . 7 ) consists.

Manufacturing device according to claim 6, characterized in that the drive unit ( 6 ) a spindle ( 6a . 12 ) for receiving a workpiece ( 8th ) having.

Manufacturing device according to claim 6 or 7, characterized in that the feed unit ( 7 ) a movable carriage ( 7a . 16 ) with tools ( 19 . 20 . 21 ) having.

Manufacturing device according to claim 8, characterized in that the carriage ( 7a . 16 ) only transversely to the direction of rotation of the spindle ( 6a . 12 ) is movable.

Manufacturing device according to one of the preceding claims, characterized in that the material flow ( 2 ) in a direction (F1, F2) by the processing unit ( 3 ) and / or the spindle ( 6a . 12 ) runs.

Manufacturing device according to one of the preceding claims, characterized in that the machine tools (M1, M2, M3, M4, M5) are arranged in a U-shaped line, wherein at the end of a U-leg, the material loading ( 2a ) and at the end of the other U-leg the removal ( 2 B ) of the finished series parts (S1-S10).

Manufacturing device according to one of the preceding claims, characterized in that the arrangement comprises at least three machine tools (M1, M2, M3, M4), wherein - seen in the material flow direction (F1) - the first two lathes (M1, M2).

Manufacturing device according to claim 12, characterized in that the third machine tool is designed as a lathe (M3) for rotating contours.

Manufacturing device according to claim 13, characterized in that the fourth machine tool is designed as a drill (M4).

Manufacturing device according to claim 14, characterized in that the fifth machine tool (M5) is designed as a device for hardening the material.

Manufacturing device according to one of the preceding claims, characterized in that each lathe (M1, M2) for a maximum of three processing steps, each with different tools ( 19 . 20 . 21 ) are designed.

Manufacturing device according to one of the preceding claims, characterized in that the machine tools by transport devices ( 24 . 26 . 27 . 29 . 30 . 31 . 33 ) for the material flow ( 2 ) are interconnected.