DE102011118747B4 - Verfahren und Werkzeugmaschine zur Komplettbearbeitung wellenförmiger Werkstücke - Google Patents

Verfahren und Werkzeugmaschine zur Komplettbearbeitung wellenförmiger Werkstücke Download PDF

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Abstract

Verfahren zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke (15) auf einer Werkzeugmaschine (1) mit einem Maschinengestell (9), mit einer ersten und einer zweiten Spannvorrichtung (2, 3) für die Werkstücke (15) und mit einem ersten und einem zweiten Werkzeugträger (7, 8), mit einer Zuführstation (16) und einer Abführstation (17) für die Werkstücke (15), wobei die Werkzeugträger (7, 8) Werkzeuge (18) zur Bearbeitung und Greifvorrichtungen (19, 20, 21) zum Transport der Werkstücke (15) aufweisen, wobei die Werkzeugträger (7, 8) am Maschinengestell (9) in zwei zueinander orthogonalen Richtungen beweglich geführt sind, wobei die Werkstücke (15) in der einer der beiden Spannvorrichtungen (2, 3) teilbearbeitet und in der anderen fertig bearbeitet werden, wobei die Werkstücke (15) zum Be- und Entladen von den Greifvorrichtungen (19, 20, 21) ergriffen und durch Verfahren der Werkzeugträger (7, 8) bewegt werden und wobei das Be- und Entladen mit folgenden Verfahrensschritten durchgeführt wird: a) Entnahme eines teilbearbeiteten Werkstücks (15') aus der ersten Spannvorrichtung (2) durch die erste Greifvorrichtung (19) am zweiten Werkstückträger (8) und gleichzeitige Entnahme eines unbearbeiteten Werkstücks (15) aus der Zuführstation (16) durch die zweite Greifvorrichtung (20) am ersten Werkstückträger (7) b) Einsetzen des unbearbeiteten Werkstücks (15) in die erste Spannvorrichtung (2) c) Entnahme des fertig bearbeiteten Werkstücks (15'') aus der zweiten Spannvorrichtung (3) d) Einsetzen des teilbearbeiteten Werkstücks (15') in die zweite Spannvorrichtung (3) e) Ablage des fertig bearbeiteten Werkstücks (15'') in der Abführstation (17), dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrenschritte c) und e) mit einer dritten Greifvorrichtung (21) am zweiten Werkstückträger (8) ausgeführt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Werkzeugmaschine zur Komplettbearbeitung wellenförmiger Werkstücke nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. nach dem Oberbegriff des Vorrichtungsanspruchs 4. Aus der EP 1 418 019 A1 ist eine Werkzeugmaschine mit mehreren aufeinanderfolgenden Bearbeitungsstationen bekannt. Links und rechts jeder Bearbeitungsstation sind jeweils Werkzeugrevolver mit je einer Greifvorrichtung angeordnet. Die Werkzeugrevolver sind so verfahrbar, dass die Bearbeitung und das Greifen der Werkstücke in einer Bearbeitungsstation durch Werkzeuge und Greifvorrichtungen beider Werkzeugrevolver erfolgen können. Für eine nach diesem Prinzip arbeitende Werkzeugmaschine mit zwei Bearbeitungsstationen werden drei Werkzeugrevolver benötigt. Die US 5,081,889 A offenbart eine Maschinenanordnung zur paarweisen beidseitigen Bearbeitung von Werkstücken. Dazu sind zwei doppelspindlige Maschinen nebeneinander angeordnet. Sie werden von zwei Greifeinrichtungen an einem Portal verfahrbaren Greifeinrichtungen be- und entladen.
  • Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ein Verfahren und eine Werkzeugmaschine mit einem kostengünstigen Transport der Werkstücke aufzuzeigen und gleichzeitig die Nebenzeiten, in denen keine Werkstückbearbeitung erfolgt, zu verkürzen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst mit einem Verfahren nach Patentanspruch 1 und einer Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 4.
  • Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung werden bei einer Werkzeugmaschine mit zwei Bearbeitungsstationen nur zwei Werkzeugrevolver benötigt.
  • Im Folgenden wird die Erfindung an Hand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
  • Es zeigen:
  • 1: Eine Vorderansicht der Werkzeugmaschine
  • 1a: Einen Werkzeugträger in der Draufsicht in vergrößerter Darstellung
  • 2 bis 5: Den Bewegungsablauf beim Be- und Entladen
  • 1 zeigt eine Werkzeugmaschine 1 zur Durchführung des Verfahrens. Nicht erfindungswesentliche Details der Werkstückzuführung, der Steuerung und des Gehäuses sind nicht dargestellt. Die wellenförmigen Werkstücke 15 werden in der ersten Spannvorrichtung 2, bestehend aus der Motorspindel 4 und dem Reitstock 6 zwischen den Spitzen 5 eingespannt und in Rotation versetzt. Der erste Werkzeugträger 7 und der zweite Werkzeugträger 8 sind als Werkzeugrevolver ausgeführt. Diese sind um ihre Schwenkachsen 22 drehbar gelagert und relativ zum Maschinengestell 9 in zwei zueinander orthogonalen Richtungen (X- und Z-Achse) gesteuert beweglich. Dazu sind am Maschinengestell 9 vertikale Führungen 10 für die Vertikalschlitten 11, 11' vorgesehen. Diese werden zur Durchführung von Vorschubbewegungen in Richtung der Z-Achse von den Motoren 12 bewegt. Die Vertikalschlitten 11, 11' tragen ihrerseits horizontale Führungen 13 für die Horizontalschlitten 14, 14'. Die auf beiden Seiten der Spannvorrichtung 2 angeordneten Werkzeugträger 7, 8 sind mit Werkzeugen 18 zur vierachsigen Bearbeitung ausgestattet. In der ersten Spannvorrichtung 2 werden die Werkstücke 15' teilbearbeitet. Zum besseren Verständnis zeigt 1a den zweiten Werkzeugträger 8 in der Draufsicht. Dieser ist mit Werkzeugen 18 zur Umfangsbearbeitung und einem Bohrer 23 zur stirnseitigen Bearbeitung bestückt. Außer den Werkzeugen sind zwei Greifvorrichtungen 19, 21 für Werkstücke 15', 15'' vorgesehen. Da beide Greifvorrichtungen 19, 21 gemeinsam bewegt werden, wird im Gegensatz zum Stand der Technik kein drittes Zweiachsaggregat benötigt. In 1 ist links neben dem Reitstock 6 die zweite Spannvorrichtung 3 angeordnet. Diese ist als Motorspindel mit einem Spannfutter ausgeführt. Darin werden die Werkstücke 15' von der Stirnseite her fertig bearbeitet. Die unbearbeiteten Werkstücke 15 werden in der Zuführstation 16 beispielsweise über ein Förderband bereitgestellt und die fertig bearbeiteten Werkstücke 15'' verlassen die Werkzeugmaschine über die Abführstation 17. Der Bewegungsablauf wird in den 2 bis 5 genauer beschrieben. Ein neuer Zyklus beginnt damit, dass die erste Greifvorrichtung 19 am Werkstückträger 8 das Werkstück 15' in der ersten Spannvorrichtung 2 ergreift und gleichzeitig die zweite Greifvorrichtung 20 am Werkstückträger 7 ein Werkstück 15 in der Zuführeinrichtung 16 aufnimmt. Sodann drehen sich beide Werkzeugträger 7, 8 um ihre Schwenkachsen 22 und verfahren entlang der horizontalen Führungen 13. Wie aus 3 ersichtlich wird das unbearbeitete Werkstück 15 in die erste Spannvorrichtung 2 eingespannt und kann bereits mit den Werkzeugen 18 des ersten Werkzeugträgers 7 bearbeitet werden. Gleichzeitig wird das fertig bearbeitete Werkstück 15'' mit der dritten Greifervorrichtung 21 aus der zweiten Spannvorrichtung 3 entnommen. Anschließend werden das teilbearbeitete Werkstück 15' in die zweite Spannvorrichtung 3 eingespannt (4) und das fertig bearbeitete Werkstück 15'' in der Abführstation 17 abgelegt. Dann wird das Werkstück 15 in der ersten Spannvorrichtung 2 vierachsig bearbeitet wie in 1 dargestellt.
  • Ein Bearbeitungszyklus wird mit der stirnseitigen Bearbeitung des Werkstücks 15' in der zweiten Spannvorrichtung 3 abgeschlossen. In 5 ist beispielsweise das Anbringen einer Bohrung mit dem Bohrer 23 dargestellt. Parallel kann bei Bedarf auch das Werkstück 15 in der ersten Spannvorrichtung 2 mit Werkzeugen 18 des ersten Werkstückträgers 7 bearbeitet werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Werkzeugmaschine
    2
    erste Spannvorrichtung
    3
    zweite Spannvorrichtung
    4
    Motorspindel
    5
    Spitzen
    6
    Reitstock
    7
    erster Werkzeugträger
    8
    zweiter Werkzeugträger
    9
    Maschinengestell
    10
    vertikale Führung
    11
    Vertikalschlitten
    11'
    Vertikalschlitten
    12
    Motor
    13
    horizontale Führung
    14
    Horizontalschlitten
    14'
    Horizontalschlitten
    15
    Werkstück
    15'
    teilbearbeitetes Werkstück
    15''
    Werkstück
    16
    Zuführstation
    17
    Abführstation
    18
    Werkzeug
    19
    erste Greifvorrichtung
    20
    zweite Greifvorrichtung
    21
    dritte Greifvorrichtung
    22
    Schwenkachse
    23
    Bohrer

Claims (7)

  1. Verfahren zur Bearbeitung wellenförmiger Werkstücke (15) auf einer Werkzeugmaschine (1) mit einem Maschinengestell (9), mit einer ersten und einer zweiten Spannvorrichtung (2, 3) für die Werkstücke (15) und mit einem ersten und einem zweiten Werkzeugträger (7, 8), mit einer Zuführstation (16) und einer Abführstation (17) für die Werkstücke (15), wobei die Werkzeugträger (7, 8) Werkzeuge (18) zur Bearbeitung und Greifvorrichtungen (19, 20, 21) zum Transport der Werkstücke (15) aufweisen, wobei die Werkzeugträger (7, 8) am Maschinengestell (9) in zwei zueinander orthogonalen Richtungen beweglich geführt sind, wobei die Werkstücke (15) in der einer der beiden Spannvorrichtungen (2, 3) teilbearbeitet und in der anderen fertig bearbeitet werden, wobei die Werkstücke (15) zum Be- und Entladen von den Greifvorrichtungen (19, 20, 21) ergriffen und durch Verfahren der Werkzeugträger (7, 8) bewegt werden und wobei das Be- und Entladen mit folgenden Verfahrensschritten durchgeführt wird: a) Entnahme eines teilbearbeiteten Werkstücks (15') aus der ersten Spannvorrichtung (2) durch die erste Greifvorrichtung (19) am zweiten Werkstückträger (8) und gleichzeitige Entnahme eines unbearbeiteten Werkstücks (15) aus der Zuführstation (16) durch die zweite Greifvorrichtung (20) am ersten Werkstückträger (7) b) Einsetzen des unbearbeiteten Werkstücks (15) in die erste Spannvorrichtung (2) c) Entnahme des fertig bearbeiteten Werkstücks (15'') aus der zweiten Spannvorrichtung (3) d) Einsetzen des teilbearbeiteten Werkstücks (15') in die zweite Spannvorrichtung (3) e) Ablage des fertig bearbeiteten Werkstücks (15'') in der Abführstation (17), dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrenschritte c) und e) mit einer dritten Greifvorrichtung (21) am zweiten Werkstückträger (8) ausgeführt werden.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (15') in der zweiten Spannvorrichtung (3) von einer Stirnseite her bearbeitet werden.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Werkstücke (15) in einer der Spannvorrichtungen (2, 3) an beiden Enden eingespannt und vierachsig bearbeitet werden.
  4. Werkzeugmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, mit einem Maschinengestell (9), mit einer ersten Spannvorrichtung (2) mit einer Motorspindel (4) und einem Reitstock (6) zum Einspannen von Werkstücken (15) zwischen Spitzen (5), mit einer zweiten Spannvorrichtung (3) in der die Werkstücke (15) einseitig einspannbar sind, mit einem ersten (7) und einem zweiten Werkzeugträger (8) mit Werkzeugen (18) zur Bearbeitung und Greifvorrichtungen (19, 20, 21) zum Transport der Werkstücke (15), mit einer Zuführstation (16) und einer Abführstation (17) für die Werkstücke (15), wobei die Werkstücke (15) in der ersten Spannvorrichtung (2) mit den Werkzeugen (18) des ersten und zweiten Werkzeugträgers (7, 8) bearbeitbar sind, wobei die Werkstücke (15) mit der Greifvorrichtung (20) des ersten Werkzeugträgers (7) aus der Zuführstation (16) in die erste Spannvorrichtung (2) bewegbar und einsetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Greifvorrichtungen (19, 20, 21) an den Werkzeugträgern (7, 8) angeordnet sind und dass der zweite Werkzeugträger (8) zwei Greifvorrichtungen (19, 21) zur gleichzeitigen Aufnahme von zwei Werkstücken (15', 15'') aufweist.
  5. Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die fertig bearbeiteten Werkstücke (15'') mit der Greifvorrichtung (21) aus der zweiten Spannvorrichtung (3) in die Abführstation (17) bewegbar sind.
  6. Werkzeugmaschine nach Patentanspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die teilbearbeiteten Werkstücke (15') mit der Greifvorrichtung (19) aus der ersten Spannvorrichtung (2) in die zweite Spannvorrichtung (3) bewegbar sind.
  7. Werkzeugmaschine nach einem der Patentansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeugträger (7, 8) auf einem Vertikalschlitten (11, 11') auf vertikalen Führungen (10) am Maschinengestell (9) verfahrbar sind, dass Horizontalschlitten (14, 14') auf horizontalen Führungen (13) an den Vertikalschlitten (11, 11') geführt sind und dass die Werkzeugträger (7, 8) an den Horizontalschlitten (14, 14') um vertikale Schwenkachsen (23) drehbar gelagert sind.
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