DE102016205537B4 - Honing machine with several workstations and production line with it - Google Patents
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Abstract
Honmaschine (100) zur Durchführung von Honoperationen an mindestens einer Bohrung in einem Werkstück (W), insbesondere zur Honbearbeitung von Zylinderbohrungen in einem Zylinderkurbelgehäuse, mit:einer Maschinenbasis (110);einer der Maschinenbasis zugeordneten Innensäule (150);einem von der Innensäule getragenen Maschinenoberteil (120), das mit Abstand oberhalb der Maschinenbasis (110) angeordnet ist;einem Umlauf-Transportsystem (130) zum Transportieren von Werkstücken (W) auf einer um die Innensäule (150) herum verlaufenden Transportbahn (132); undmehreren entlang der Transportbahn (132) angeordneten Arbeitsstationen (140, 160-1, 160-2), wobei ein Werkstück durch Fortbewegung des Umlauf-Transportsystems (130) nacheinander an unterschiedliche Arbeitsstationen (140, 160-1, 160-2) der Honmaschine (100) transportierbar ist;wobei mindestens eine der Arbeitsstationen eine Honstation (160-1, 160-2) ist, die mindestens eine Honeinheit (180-1, 180-2, 180-3, 180-4) aufweist, die eine Honspindel (184) hat, welche um eine vertikale Spindelachse drehbar und parallel zur Spindelachse hin und her bewegbar ist,wobei die Honeinheit (180-1, 180-2, 180-3, 180-4) von dem Maschinenoberteil (120) getragen wird, wobei die Honeinheit (180-1, 180-2, 180-3, 180-4) an einem horizontal verfahrbaren Schlitten (190-2) angebracht ist, der von dem Maschinenoberteil (120) getragen wird und entlang einer Verfahrrichtung verfahrbar ist, welche tangential zu einem zentrisch zur Innensäule (150) liegenden Referenzkreis verläuft.Honing machine (100) for carrying out honing operations on at least one bore in a workpiece (W), in particular for honing cylinder bores in a cylinder crankcase, with: a machine base (110); an inner column (150) assigned to the machine base; one carried by the inner column Machine head (120) which is arranged at a distance above the machine base (110); a circulating transport system (130) for transporting workpieces (W) on a transport path (132) running around the inner column (150); and a plurality of work stations (140, 160-1, 160-2) arranged along the transport path (132), whereby a workpiece is successively transferred to different work stations (140, 160-1, 160-2) of the honing machine by moving the circulating transport system (130) (100) is transportable; wherein at least one of the work stations is a honing station (160-1, 160-2) which has at least one honing unit (180-1, 180-2, 180-3, 180-4), which is a honing spindle (184) which is rotatable about a vertical spindle axis and can be moved back and forth parallel to the spindle axis, the honing unit (180-1, 180-2, 180-3, 180-4) being carried by the machine head (120), wherein the honing unit (180-1, 180-2, 180-3, 180-4) is attached to a horizontally movable slide (190-2) which is carried by the machine head (120) and which can be moved along a direction of travel which runs tangentially to a reference circle located centrally to the inner column (150).
Description
ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIKFIELD OF APPLICATION AND STATE OF THE ART
Die Erfindung bezieht sich auf eine Honmaschine zur Durchführung von Honoperationen an mindestens einer Bohrung in einem Werkstück, insbesondere zur Honbearbeitung von Zylinderbohrungen in einem Zylinderkurbelgehäuse. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Fertigungsanlage mit mehreren Bearbeitungsmaschinen zur Bearbeitung eines Werkstücks und mit einem Fördersystem zur Förderung von Werkstücken zu den Bearbeitungsmaschinen und von den Bearbeitungsmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 19.The invention relates to a honing machine for carrying out honing operations on at least one bore in a workpiece, in particular for honing cylinder bores in a cylinder crankcase. The invention also relates to a production system with several processing machines for processing a workpiece and with a conveyor system for conveying workpieces to and from the processing machines according to the preamble of claim 19.
Das Honen ist ein Zerspanungsverfahren mit geometrisch unbestimmten Schneiden, bei dem ein vielschneidiges Honwerkzeug mit gebundenem Schneidmittel während einer Honoperation in der Bohrung eine aus zwei Komponenten bestehende Arbeitsbewegung ausführt, die zu einer charakteristischen Oberflächenstruktur der bearbeiteten Innenfläche führt, in der Regel mit überkreuzten Bearbeitungsspuren. Die von einer Honspindel einer Honmaschine auf das Honwerkzeug übertragene Arbeitsbewegung besteht daher in der Regel aus einer axial hin- und hergehenden Hubbewegung und einer dieser überlagerten Drehbewegung. Durch Honen sind endbearbeitete Oberflächen herstellbar, die extrem hohen Anforderungen bezüglich Maß- und Formtoleranzen sowie hinsichtlich der Oberflächenstruktur genügen. Dementsprechend werden beispielsweise beim Motorenbau Zylinderlaufflächen, d.h. Innenflächen von Zylinderbohrungen in einem Zylinderkurbelgehäuse (ZKG) oder in einer in ein Zylinderkurbelgehäuse einzubauenden Zylinderhülse, Lagerflächen für Wellen, z.B. in einer Kurbelwellenlagerbohrung, oder die zylindrischen Innenflächen in Pleuelaugen einer Honbearbeitung unterzogen. Auch Lagerflächen an Pleueln, Zahnrädern oder Bauteilen für andere Kraft- und Arbeitsmaschinen, beispielsweise Kompressoren, werden häufig mittels Honen bearbeitet.Honing is a machining process with geometrically indeterminate cutting edges, in which a multi-edged honing tool with bonded cutting material executes a work movement consisting of two components in the bore during a honing operation, which leads to a characteristic surface structure of the machined inner surface, usually with crossed machining tracks. The working movement transmitted from a honing spindle of a honing machine to the honing tool therefore generally consists of an axially reciprocating stroke movement and a rotary movement superimposed on this. Finished surfaces can be produced by honing, which meet extremely high requirements with regard to dimensional and shape tolerances as well as with regard to the surface structure. Accordingly, in engine construction, for example, cylinder sliding surfaces, i.e. inner surfaces of cylinder bores in a cylinder crankcase or in a cylinder sleeve to be built into a cylinder crankcase, bearing surfaces for shafts, e.g. in a crankshaft bearing bore, or the cylindrical inner surfaces in connecting rod eyes are subjected to honing. Bearing surfaces on connecting rods, gears or components for other engines and machines, such as compressors, are also often machined by means of honing.
Bei der Bearbeitung von Zylinderlaufflächen werden typischerweise mehrere unterschiedliche, aufeinander folgende Honoperationen durchgeführt, z.B. ein Vorhonen zur Erzeugung der erforderlichen Grundform und ein Fertighonen, mit dem die letztendlich benötigte Oberflächenstruktur erzeugt wird. Durch Messschritte kann der Bearbeitungserfolg überprüft werden.When machining cylinder running surfaces, typically several different, successive honing operations are carried out, e.g. pre-honing to create the required basic shape and finish honing, with which the ultimately required surface structure is created. The success of the processing can be checked by measuring steps.
Bei der Massenfertigung von Zylinderkurbelgehäusen und anderen durch Honen zu bearbeitenden Werkstücken werden häufig mehrspindlige Honmaschinen eingesetzt, die beispielsweise eine Vorhoneinheit und eine Fertighoneinheit umfassen, wobei ein vorgehontes Werkstück innerhalb der Honmaschine unmittelbar an die Fertighoneinheit übergeben werden kann. Einrichtungen für weitere Prozesse, wie Messen und Entgraten, können in eine solche Honmaschine integriert sein. Zur Erhöhung der Fertigungskapazität kann eine Honanlage mehrere Honmaschinen in einer mit Hilfe eines Fördersystems verketteten Anordnung enthalten.In the mass production of cylinder crankcases and other workpieces to be machined by honing, multi-spindle honing machines are often used, which include, for example, a pre-honing unit and a finished honing unit, with a pre-honed workpiece within the honing machine being able to be transferred directly to the finished honing unit. Equipment for further processes, such as measuring and deburring, can be integrated into such a honing machine. To increase the production capacity, a honing system can contain several honing machines in an arrangement linked with the aid of a conveyor system.
Das deutsche Patent
Die
Die
Die Gebrauchsmusterschrift
Die
Die
Die
AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Honmaschine bereitzustellen, mit der an einem Werkstück verschiedene Honoperationen und ggf. auch andere Bearbeitungsoperationen in kurzen Taktzeiten durchgeführt werden können. Die Honmaschine soll bedienerfreundlich sein und sich flexibel mit unterschiedlichen externen Fördersystemen kombinieren lassen. Insbesondere soll eine Honmaschine bereitgestellt werden, mit der eine Komplettbearbeitung von Zylinderbohrungen an Zylinderkurbelgehäusen bei möglichst kurzen, nicht für die Bearbeitung verfügbaren Nebenzeiten möglich ist.The invention is based on the object of providing a honing machine with which various honing operations and possibly also other machining operations can be carried out on a workpiece in short cycle times. The honing machine should be user-friendly and can be flexibly combined with different external conveyor systems. In particular, a honing machine is to be provided with which complete machining of cylinder bores on cylinder crankcases is possible with the shortest possible non-productive times that are not available for machining.
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine Honmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Weiterhin wird eine Fertigungsanlage mit den Merkmalen von Anspruch 19 bereitgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.To achieve this object, the invention provides a honing machine with the features of claim 1. Furthermore, a production system with the features of claim 19 is provided. Advantageous further developments are given in the dependent claims. The wording of all claims is incorporated into the content of the description by reference.
Der Begriff „Honmaschine“ bezeichnet eine numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine, mit der mindestens eine Honoperation an einem Werkstück durchgeführt werden kann, so dass die Bearbeitungsmaschine insoweit zum Honen geeignet ist. Es können ggf. zusätzlich auch andere, typischerweise Material abtragende, Bearbeitungsoperationen an einem Werkstück durchgeführt werden, z.B. eine oder mehrere Bohroperationen, eine Entgratoperation oder eine Fluidstrahloperation.The term “honing machine” denotes a numerically controlled processing machine with which at least one honing operation can be carried out on a workpiece, so that the processing machine is suitable for honing. If necessary, other, typically material-removing, machining operations can also be carried out on a workpiece, e.g. one or more drilling operations, a deburring operation or a fluid jet operation.
Der Maschinenbasis bzw. dem Maschinenunterteil der Honmaschine ist eine Innensäule zugeordnet, so dass ein fester räumlicher Bezug zwischen Maschinenbasis und Innensäule besteht.. Die Innensäule kann z.B. auf der Maschinenbasis angeordnet bzw. montiert sein, so dass die Maschinenbasis die Innensäule trägt. Die Innensäule kann auch direkt auf dem Boden stehen und lediglich mit der Maschinenbasis verschraubt sein, so dass diese hauptsächlich als seitliche Stütze für die Innensäule fungiert.An inner column is assigned to the machine base or the machine base of the honing machine, so that there is a fixed spatial relationship between the machine base and the inner column. The inner column can, for example, be arranged or mounted on the machine base so that the machine base carries the inner column. The inner column can also stand directly on the floor and only be screwed to the machine base so that it mainly functions as a lateral support for the inner column.
Die Innensäule trägt ein Maschinenoberteil, welches mit vertikalem Abstand oberhalb der Maschinenbasis angeordnet ist. Zwischen der Maschinenbasis und dem Maschinenoberteil liegt ein Arbeitsraum der Honmaschine.The inner column carries a machine head, which is arranged at a vertical distance above the machine base. A working area of the honing machine is located between the machine base and the machine head.
Die Innensäule ist ein tragendes Element für das Maschinenoberteil. Außerdem dient sie als Abstandhalter zwischen Maschinenbasis und Maschinenoberteil. Der Begriffsbestandteil „Säule“ steht hier allgemein für eine frei stehende, tragfähige, in sich stabile Baugruppe, die aus einem einzigen Bauteil bestehen oder aus mehreren miteinander verbundenen Bauteilen zusammengesetzt sein kann. Die in Vertikalrichtung gemessene Höhe ist in der Regel mehrfach größer als die Querschnittsdimension der Innensäule. Wesentlich ist die Tragefunktion für das Maschinenoberteil und daran angebrachte Komponenten. Diese Tragefunktion kann die Haupt-Funktion der Innensäule sein, so dass diese für die Tragefunktion optimiert sein kann. Die Innensäule kann z.B. durch ein Rohr mit hohlem Innenraum gebildet sein, wodurch bei vergleichsweise moderatem Gewicht und Materialeinsatz eine hohe Stabilität und Last-Tragfähigkeit erzielbar ist. Das Rohr kann ein zylindrisches Rohr (mit kreisförmigem Querschnitt) sein, auch andere Querschnittsformen, z.B. polygonale Formen, wir z.B. eine dreieckige, viereckige, insbesondere quadratische, oder eine sechseckige (hexagonale) Querschnittsform sind möglich. Die Innensäule kann auch einen oder mehrere T-Träger oder einen oder mehrere Doppel-T-Träger aufweisen oder durch eine solche Komponente gebildet sein. Die Innensäule kann eine verwindungsstabile Strebenkonstruktion aufweisen, die offen oder außen verkleidet sein kann. Die Innensäule kann mehrere übereinander gestapelte Säulenabschnitte aufweisen, die miteinander lösbar oder fest verbunden sind.The inner column is a supporting element for the machine head. It also serves as a spacer between the machine base and the machine head. The term “column” here generally stands for a free-standing, load-bearing, inherently stable assembly that can consist of a single component or be composed of several interconnected components. The height measured in the vertical direction is usually several times greater than the cross-sectional dimension of the inner column. The carrying function for the machine head and the components attached to it is essential. This carrying function can be the main function of the inner column, so that it can be optimized for the carrying function. The inner column can be formed, for example, by a tube with a hollow interior, whereby a high level of stability and load-bearing capacity can be achieved with a comparatively moderate weight and use of material. The tube can be a cylindrical tube (with a circular cross-section), other cross-sectional shapes, e.g. polygonal shapes, such as a triangular, square, especially square, or a hexagonal (hexagonal) cross-sectional shape are possible. The inner column can also have one or more T-beams or one or more double T-beams or be formed by such a component. The inner column can have a torsion-resistant strut construction, which can be open or clad on the outside. The inner column can have a plurality of column sections stacked one on top of the other, which are detachably or firmly connected to one another.
Ein Säulenabschnitt der Innensäule kann vor dem Zusammenbau der Gesamt-Anordnung bereits mit dem Maschinenoberteil z.B. mittels Schrauben oder durch Verschweißen verbunden sein, entsprechendes kann für das Maschinenunterteil bzw. die Maschinenbasis gelten. Ein Säulenabschnitt kann vor dem Zusammenbau der Gesamt-Anordnung bereits mit dem Maschinenoberteil z.B. mittels Schrauben oder durch Verschweißen verbunden sein, entsprechendes kann für die Maschinenbasis gelten. Die Innensäule ist nicht zwingend ein eigenes Bauteil. Diese kann in einem Bauteil oder mehreren Bauteilen (wie z.B. Ständer oder Maschinenoberteil) integriert sein.A pillar section of the inner pillar can already be connected to the upper machine part before the assembly of the entire arrangement, e.g. by means of screws or by welding; the same can apply accordingly to the lower machine part or the machine base. A pillar section can already be connected to the machine head before the assembly of the entire arrangement, e.g. by means of screws or by welding; the same can apply to the machine base. The inner column is not necessarily a separate component. This can be integrated in one component or several components (such as a stand or machine head).
An der Außenseite der Innensäule ist vorzugsweise keine Bearbeitungseinheit montiert. Vorzugsweise sind an der Innensäule auch keine Einrichtung zum Befestigen einer Bearbeitungseinheit vorhanden. Alle Bearbeitungseinheiten können mit Abstand zur Innensäule an dem von der Innensäule getragenen Maschinenoberteil montiert sein. Bei Bedarf können an der Innensäule sekundäre Funktionseinheiten angebracht werden. Beispielsweise kann an einer Honstation ein zustellbarer Gegenhalter zum Fixieren des Werkstücks während der Bearbeitung an der Innensäule vorgesehen sein. Es ist auch möglich, die Innensäule als Träger für Medienzuführungen zu nutzen, z.B. indem an der Außenseite Rohre oder Schläuche zur Kühlschmierstoffzuführung angebracht werden.Preferably, no processing unit is mounted on the outside of the inner column. Preferably, there is also no device for attaching a processing unit to the inner column. All machining units can be mounted at a distance from the inner column on the machine head supported by the inner column. If necessary, secondary functional units can be attached to the inner column. For example, at a honing station, an adjustable counterholder can be provided for fixing the workpiece on the inner column during processing. It is also possible to use the inner column as a carrier for media supplies, e.g. by attaching pipes or hoses for cooling lubricant supply to the outside.
Das Maschinenoberteil ragt an einer oder mehreren Seiten in horizontaler Richtung über die Außenkontur der Innensäule hinaus, so dass eine an dem Maschinenoberteil angebrachte Bearbeitungseinheit in einem geeigneten radialen oder horizontalen Abstand zur Innensäule bzw. zu deren Außenseite angebracht werden kann. Es besteht somit Freiheit bezüglich der relativen Anordnung von Innensäule und Bearbeitungseinheit(en).The upper machine part protrudes on one or more sides in the horizontal direction beyond the outer contour of the inner column, so that a machining unit attached to the upper machine part can be attached at a suitable radial or horizontal distance from the inner column or its outside. There is thus freedom with regard to the relative arrangement of the inner column and processing unit (s).
Die Honmaschine weist ein Umlauf-Transportsystem zum Transportieren von Werkstücken auf einer Transportbahn auf. Das Umlauf-Transportsystem kann z.B. auf der Maschinenbasis montiert sein. Es ist auch möglich, dass die Innensäule als Träger für das Umlauf-Transportsystem dient. Der Begriff „Transportbahn“ bezeichnet hierbei den Weg, den ein transportiertes Werkstück beim Transport nehmen kann. Dieser Weg bzw. Pfad kann durch eine Bahnkurve beschrieben werden. Die Transportbahn verläuft um die Innensäule herum. Die Innensäule ist somit im Inneren der Transportbahn bzw. in dem von der Transportbahn umschlossenen Bereich und mit Abstand vom Randbereich der Maschinenbasis angeordnet. Die Transportbahn ist vorzugsweise in Umlaufrichtung geschlossenen, dies ist aber nicht zwingend.The honing machine has a circulating transport system for transporting workpieces on a transport path. The circulation transport system can, for example, be mounted on the machine base. It is also possible that the inner column serves as a carrier for the circulation transport system. The term “transport track” describes the path that a transported workpiece can take during transport. This path or path can be described by a trajectory. The transport path runs around the inner column. The inner column is thus arranged in the interior of the transport path or in the area enclosed by the transport path and at a distance from the edge area of the machine base. The transport path is preferably closed in the direction of rotation, but this is not mandatory.
Entlang der Transportbahn sind mehrere Arbeitsstationen angeordnet. Ein Werkstück kann durch Fortbewegung des Umlauf-Transportsystems nacheinander an unterschiedliche Arbeitsstationen der Honmaschine transportiert werden. Dadurch, dass die Innensäule im Inneren der Transportbahn angeordnet ist, wird die Zugänglichkeit der Transportbahn von außen durch dieses tragende Element nicht beeinträchtigt. Der Arbeitsraum kann somit von mehreren Seiten her für einen Bediener zugänglich sein.Several work stations are arranged along the transport path. A workpiece can be transported to different work stations of the honing machine one after the other by moving the circulation transport system. Because the inner column is arranged inside the transport path, the accessibility of the transport path from the outside is not impaired by this load-bearing element. The work area can thus be accessible to an operator from several sides.
Wenn einer Arbeitsstation mindestens eine Bearbeitungseinheit zur Durchführung einer das Werkstück verändernden Bearbeitungsoperation am Werkstück zugeordnet ist (z.B. eine Honeinheit zum Honen, eine Bohreinheit zum Bohren, eine Entgrateinheit zum Entgraten etc.), kann die Arbeitsstation auch als Bearbeitungsstation bezeichnet werden. Es sind auch nichtbearbeitende Arbeitsoperationen möglich, z.B. eine Messstation zur Durchführung von Messungen an Werkstücken.If a work station is assigned at least one processing unit for performing a processing operation on the workpiece that changes the workpiece (e.g. a honing unit for honing, a drilling unit for drilling, a deburring unit for deburring, etc.), the work station can also be referred to as a processing station. Non-machining work operations are also possible, for example a measuring station for carrying out measurements on workpieces.
Das Umlauf-Transportsystem bildet ein maschineninternes Transfersystem, mit dem ein schneller Transfer der Werkstücke zwischen den einzelnen Arbeitsstationen realisiert werden kann. The circulation transport system forms a machine-internal transfer system with which the workpieces can be transferred quickly between the individual workstations.
Durch den maschineninternen Transfer entlang der umlaufenden Transportbahn ist es möglich, mit einer einzigen Ladestation zum Beladen und Entladen der Werkstückaufnahmen auszukommen. Im Gegensatz zu Transfermaschinen ist es also möglich, dass die Werkstücke die Honmaschine an der gleichen Stelle verlassen, an der sie der Honmaschine zugeführt wurden. Dies erleichtert das Be- und Entladen und insbesondere auch die Ankopplung der Honmaschine an ein externes Fördersystem. Es können auch zwei Ladestationen an unterschiedlichen Positionen entlang der Transportbahn vorgesehen sein, z.B. eine zum Beladen und eine andere zum Entladen des Umlauf-Transportsystems.Thanks to the machine-internal transfer along the circulating transport path, it is possible to get by with a single loading station for loading and unloading the workpiece holders. In contrast to transfer machines, it is possible for the workpieces to leave the honing machine at the same point at which they were fed to the honing machine. This facilitates loading and unloading and, in particular, the coupling of the honing machine to an external conveyor system. Two loading stations can also be provided at different positions along the transport path, e.g. one for loading and another for unloading the circulating transport system.
Mit Hilfe eines externen Fördersystems kann die Honmaschine bei Bedarf mit anderen Honmaschinen und/oder mit sonstigen Bearbeitungsmaschinen (z.B. Feinbohrmaschinen) zur Bildung einer Fertigungsanlage verkettet werden. Die Anordnung ist in Kombination mit unterschiedlichen Be- und Entladekonzepten nutzbar.With the help of an external conveyor system, the honing machine can be linked with other honing machines and / or with other processing machines (e.g. fine boring machines) to create a production system. The arrangement can be used in combination with different loading and unloading concepts.
Bei der Honmaschine wird mindestens eine Honeinheit von dem Maschinenoberteil getragen. Die Honeinheit ist dabei so positioniert oder positionierbar, dass eine Bohrung eines Werkstücks, welches mit Hilfe des Umlauf-Transportsystems in die Nähe oder in eine Arbeitsposition bzw. Bearbeitungsposition der Honstation transportiert wurde, mittels eines von der Honspindel getragenen Honwerkzeugs durch Honen bearbeitet werden kann. Wenn das Umlauf-Transportsystem so eingerichtet ist, dass ein Werkstück mit Hilfe des Umlauf-Transportsystems unmittelbar in eine Arbeitsposition bzw. Bearbeitungsposition der Honstation transportiert wird, werden die Funktionen des Werkstück-Transports und der Werkstück-Positionierung durch das Umlauf-Transportsystem realisiert und es ist kein gesondertes Umsetzen erforderlich. Es ist auch möglich, die Funktionen des Werkstück-Transports und der Werkstück-Positionierung zu trennen. Dann reicht es, wenn das Werkstück mithilfe des Umlauf-Transportsystems derart in die Nähe einer Arbeitsposition oder Bearbeitungsposition transportiert wird, dass das Werkstück danach durch eine einfache weitere Operation in die gewünschte Arbeitsposition bzw. Bearbeitungsposition gebracht wird.In the honing machine, at least one honing unit is carried by the machine head. The honing unit is positioned or positionable in such a way that a bore of a workpiece, which has been transported into the vicinity of or into a working position or processing position of the honing station with the aid of the circulation transport system, can be honed by means of a honing tool carried by the honing spindle. If the circulating transport system is set up in such a way that a workpiece is transported directly into a working position or machining position of the honing station with the aid of the circulating transport system, the functions of workpiece transport and workpiece positioning are implemented by the circulating transport system and it no separate repositioning is required. It is also possible to separate the functions of workpiece transport and workpiece positioning. It is then sufficient if the workpiece is transported into the vicinity of a working position or processing position with the aid of the circulation transport system in such a way that the workpiece is then brought into the desired working position or processing position by a simple further operation.
Gemäß der beanspruchten Erfindung ist eine Honeinheit an einem horizontal verfahrbaren Schlitten angebracht, der von dem Maschinenoberteil getragen wird und entlang einer Verfahrrichtung verfahrbar ist, welche tangential zu einem Referenzkreis verläuft, der die Innensäule umschließt. Der Mittelpunkt des Referenzkreises kann im Inneren der Innensäule, insbesondere in deren Zentrum liegen. Der Radius (Halbmesser) des Referenzkreises kann dabei so bemessen sein, dass die Honspindel der von dem Schlitten getragenen Honeinheit durch Verfahren des Schlittens entlang der Verfahrrichtung koaxial zu einer zu bearbeitenden Bohrung positioniert werden kann, aber auch an tangential dazu versetzte Positionen.According to the claimed invention, a honing unit is attached to a horizontally movable carriage which is carried by the machine head and which can be moved along a direction of movement which is tangential to a reference circle which surrounds the inner column. The center point of the reference circle can lie in the interior of the inner column, in particular in its center. The radius (radius) of the reference circle can be dimensioned in such a way that the honing spindle of the honing unit carried by the carriage can be positioned coaxially to a bore to be machined by moving the carriage along the direction of travel, but also in tangentially offset positions.
Wenn es sich bei dem Werkstück um ein Zylinderkurbelgehäuse handelt, kann dieses für die Bearbeitung so in einer Werkstückaufnahme angeordnet werden, dass mit einer Honspindel nacheinander unterschiedliche Bohrungen des Zylinderkurbelgehäuses zur Bearbeitung angefahren werden können. Um dies zu ermöglichen, ist bei manchen Ausführungsformen eine Werkstückaufnahme an einer Honstation zur Aufnahme eines Zylinderkurbelgehäuses mit mehreren in Reihe angeordneten Zylinderbohrungen mit zueinander parallelen Zylinderachsen derart ausgebildet, dass alle Zylinderachsen in einer gemeinsamen Tangentialebene an dem Referenzkreis liegen, wenn das Zylinderkurbelgehäuse in seiner Bearbeitungsposition an der Honstation positioniert ist.If the workpiece is a cylinder crankcase, it can be arranged in a workpiece holder for machining in such a way that a honing spindle can be used to approach different bores in the cylinder crankcase for machining. To make this possible, in some embodiments a workpiece holder at a honing station for holding a cylinder crankcase with several cylinder bores arranged in series with cylinder axes parallel to one another is designed in such a way that all cylinder axes lie in a common tangential plane on the reference circle when the cylinder crankcase is in its machining position the honing station is positioned.
Der Schlitten, welcher eine Honeinheit trägt, ist vorzugsweise an einer Seitenfläche des Maschinenoberteils angeordnet. An der Seitenfläche können sich zueinander parallele Führungsschienen zum Führen der Schlittenbewegung in Verfahrrichtung befinden.The carriage, which carries a honing unit, is preferably arranged on a side surface of the machine head. On the side surface there can be parallel guide rails for guiding the slide movement in the direction of travel.
Bei manchen Ausführungsformen ist zusätzlich zu der Innensäule keine weitere Säule zum Tragen des Maschinenoberteils vorgesehen, so dass das Maschinenoberteil ausschließlich durch die Innensäule getragen wird. Hierdurch ist prinzipiell eine freie Zugänglichkeit des Arbeitsraums von allen Seiten realisierbar, da alle Einrichtungen, die zum Tragen des Maschinenoberteils vorgesehen sind, im Inneren der Transportbahn angeordnet sind.In some embodiments, in addition to the inner column, no further column is provided for supporting the upper machine part, so that the upper machine part is carried exclusively by the inner column. In this way, in principle, free access to the work space from all sides can be achieved, since all the devices that are provided for carrying the machine head are arranged inside the transport path.
Bei manchen Ausführungsformen bilden die Innensäule und das Maschinenoberteil eine T-förmige Anordnung, wobei sich das Maschinenoberteil in einer Längsrichtung der Honmaschine horizontal erstreckt und in Längsrichtung an beiden Seiten über die Innensäule hinausragt. Das Maschinenoberteil bildet sozusagen einen horizontalen „Querbalken“ der T-förmigen Anordnung, während die vertikal ausgerichtete Innensäule den „Stamm“ der T-förmigen Anordnung bildet.In some embodiments, the inner column and the machine head form a T-shaped arrangement, the machine head extending horizontally in a longitudinal direction of the honing machine and in the longitudinal direction on both sides protrudes over the inner column. The upper part of the machine forms, so to speak, a horizontal “cross beam” of the T-shaped arrangement, while the vertically aligned inner column forms the “trunk” of the T-shaped arrangement.
Eine besonders stabile Anordnung ergibt sich dann, wenn ein Massenschwerpunkt des Maschinenoberteils vertikal oberhalb einer Grundfläche der Innensäule liegt. Somit kann die durch das Gewicht des Maschinenoberteils verursachte Last gut durch die Innensäule abgestützt werden, ohne dass relevante Kippmomente entstehen. Eine symmetrische T-Anordnung kann günstig sein, ist jedoch nicht zwingend. Das Maschinenoberteil kann in Längsrichtung auch unterschiedlich lang über die Innensäule hinausragen.A particularly stable arrangement is obtained when a center of gravity of the machine head lies vertically above a base area of the inner column. In this way, the load caused by the weight of the machine head can be well supported by the inner column without relevant tilting moments occurring. A symmetrical T-arrangement can be beneficial, but is not mandatory. The machine head can also protrude from the inner column of different lengths in the longitudinal direction.
In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, zur Abstützung des Maschinenoberteils zusätzlich zur Innensäule weitere Konstruktionselemente vorzusehen. Bei manchen Ausführungsformen ist zusätzlich zur Innensäule eine weitere Säule zum Tragen des Maschinenoberteils vorgesehen, so dass das Maschinenoberteil durch die Innensäule und die weitere Säule getragen wird. Diese Ausgestaltung kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das Maschinenoberteil an gegenüberliegenden Seiten unterschiedlich weit lateral über die Innensäule hinausragt. Die weitere Säule kann an derjenigen Seite angebracht sein, die weiter von der Innensäule abragt.In some cases it can be advantageous to provide additional structural elements in addition to the inner column to support the machine head. In some embodiments, in addition to the inner column, a further column is provided for supporting the upper machine part, so that the upper machine part is carried by the inner column and the further column. This configuration can be advantageous in particular when the machine head protrudes laterally beyond the inner column to different extents on opposite sides. The further column can be attached to that side which protrudes further from the inner column.
Ein in der Regel vorhandener lateraler Abstand zwischen der Innensäule und der weiteren Säule kann den Erfordernissen angepasst werden. Obwohl es möglich ist, dass die weitere Säule ebenfalls in dem von der Transportbahn umschlossenen Innenraum angeordnet ist, ist die weitere Säule vorzugsweise außerhalb der Transportbahn angeordnet, so dass ein Abschnitt der Transportbahn durch eine Unterführung verläuft, die seitlich von der Innensäule und der weiteren Säule sowie nach oben vom Maschinenoberteil begrenzt wird. Die weitere Säule kann im Randbereich der Maschinenbasis auf der Maschinenbasis angeordnet sein. Da in der Regel die Innensäule weiterhin die Hauptlast des Maschinenoberteils und daran angebrachter Bearbeitungseinheiten trägt, kann die weitere Säule schlanker und raumsparender konstruiert sein als die Innensäule, dies ist jedoch nicht zwingend. Die weitere Säule kann beispielsweise durch ein Rohr geeigneten Querschnitts (z.B. kreisrund, oval, polygonal) oder eine Strebenkonstruktion oder durch einen T-Träger oder Doppel-T-Träger oder dergleichen gebildet sein.A lateral distance that is usually present between the inner column and the further column can be adapted to the requirements. Although it is possible that the further column is also arranged in the interior space enclosed by the transport path, the further column is preferably arranged outside the transport path, so that a section of the transport path runs through an underpass that is laterally of the inner column and the further column and is limited at the top by the machine head. The further column can be arranged in the edge area of the machine base on the machine base. Since, as a rule, the inner pillar continues to bear the main load of the machine head and the processing units attached to it, the further pillar can be designed to be slimmer and more space-saving than the inner pillar, but this is not mandatory. The further column can be formed, for example, by a tube of suitable cross section (e.g. circular, oval, polygonal) or a strut construction or by a T-beam or double-T-beam or the like.
Obwohl zusätzlich zu der Innensäule und der weiteren Säule ein oder mehrere weitere Abstützelemente vorgesehen sein können, sind bei bevorzugten Ausführungsformen nur zwei Säulen, nämlich die Innensäule und die weitere Säule, zur Abstützung des Maschinenoberteils vorgesehen.Although one or more further support elements can be provided in addition to the inner column and the further column, in preferred embodiments only two columns, namely the inner column and the further column, are provided to support the upper part of the machine.
Es ist möglich, dass an einer Honstation nur eine einzige Honeinheit vorgesehen ist, welche vorzugsweise mittels eines Schlittens horizontal verfahrbar ist. Bei vielen Ausführungsformen gibt es dagegen mindestens eine Honstation, an der mindestens zwei Honeinheiten, vorzugsweise genau zwei Honeinheiten, vorgesehen sind. Vorzugsweise ist jede der Honeinheiten einer Honstation an einem horizontal verfahrbaren Schlitten angebracht, wobei die Schlitten unabhängig voneinander entlang der gleichen Verfahrrichtung verfahren werden können. Dadurch ist es unter anderem möglich, an einem Werkstück gleichzeitig zwei Bohrungen zu bearbeiten und die Honmaschine durch Änderung des Abstands zwischen den Honspindeln an unterschiedliche Bohrachsenabstände anzupassen. Es ist somit möglich, dass wenigstens eine Honstation zwei oder mehr Honeinheiten aufweist, die zeitgleich arbeiten können.It is possible that only a single honing unit is provided at a honing station, which is preferably movable horizontally by means of a slide. In contrast, in many embodiments there is at least one honing station at which at least two honing units, preferably exactly two honing units, are provided. Each of the honing units of a honing station is preferably attached to a horizontally displaceable slide, it being possible for the carriages to be moved independently of one another along the same direction of displacement. This makes it possible, among other things, to machine two bores on a workpiece at the same time and to adapt the honing machine to different drilling axis distances by changing the distance between the honing spindles. It is thus possible for at least one honing station to have two or more honing units that can work at the same time.
Das Maschinenkonzept mit Innensäule ist besonders dafür geeignet, eine Honmaschine mit mehr als einer Honstation entlang der Transportbahn aufzubauen. Bei manchen Ausführungsformen weist die Honmaschine wenigstens zwei Arbeitsstationen auf, die als Honstationen ausgebildet sind. Insbesondere können zwei Honstationen an diametral einander gegenüberliegenden Seiten des Maschinenoberteils bzw. der Innensäule angeordnet sein. Hierdurch kann auch eine relativ gleichmäßige Gewichtsverteilung der durch die Honeinheiten verursachten Lasten befördert werden, die durch die Innensäule zuverlässig abgestützt werden können.The machine concept with an inner column is particularly suitable for setting up a honing machine with more than one honing station along the transport path. In some embodiments, the honing machine has at least two work stations that are designed as honing stations. In particular, two honing stations can be arranged on diametrically opposite sides of the machine upper part or the inner column. As a result, a relatively even weight distribution of the loads caused by the honing units can be conveyed, which loads can be reliably supported by the inner column.
Manche Ausführungsformen haben genau zwei Honstationen mit jeweils genau zwei Honeinheiten. Bei Bedarf kann mindestens eine weitere Honstation, also eine dritte Honstation, vorgesehen sein. Die mindestens eine Honeinheit der dritten Honstation kann beispielsweise an einer Stirnseite des Maschinenoberteils oberhalb des Verlaufs der Transportbahn angeordnet sein.Some embodiments have exactly two honing stations, each with exactly two honing units. If necessary, at least one further honing station, that is to say a third honing station, can be provided. The at least one honing unit of the third honing station can be arranged, for example, on an end face of the upper machine part above the course of the transport path.
Im Rahmen der beanspruchten Erfindung können unterschiedliche Umlauf-Transportsysteme genutzt werden, so dass eine flexible Anpassung an unterschiedliche örtliche Gegebenheiten und an unterschiedliche Fertigungsprozesse möglich ist. Manche Ausführungsformen zeichnen sich dadurch aus, dass das Umlauf-Transportsystem einen Rundtisch aufweist, der um eine vertikale Rundtischachse drehbar ist und mehrere Werkstückaufnahmen aufweist, die mit radialem Abstand zur Rundtischachse in Umfangsrichtung zueinander versetzt derart angeordnet sind, dass ein in einer Werkstückaufnahme aufgenommenes Werkstück durch Drehung des Rundtischs nacheinander an unterschiedliche Arbeitsstationen der Honmaschine transportiert werden kann. Die Transportbahn ist in diesem Falle eine Kreisbahn. Der Rundtisch ist so auszulegen, dass im Inneren der Transportbahn ausreichend Platz für die Innensäule vorhanden ist. Der Rundtisch kann eine zentrische Öffnung aufweisen, in welcher die Innensäule angeordnet ist. Der Rundtisch kann insoweit auch als Ringtisch bezeichnet werden.In the context of the claimed invention, different circulating transport systems can be used, so that flexible adaptation to different local conditions and to different manufacturing processes is possible. Some embodiments are characterized in that the circulating transport system has a rotary table which can be rotated about a vertical rotary table axis and has several workpiece holders that are offset from one another in the circumferential direction at a radial distance from the rotary table axis such that a workpiece held in a workpiece holder passes through Rotation of the rotary table one after the other to different Workstations of the honing machine can be transported. In this case, the transport path is a circular path. The rotary table must be designed in such a way that there is sufficient space for the inner column inside the transport track. The rotary table can have a central opening in which the inner column is arranged. In this respect, the rotary table can also be referred to as a ring table.
Die Konstruktion kann so ausgeführt sein, dass die Werkstückaufnahmen am Rundtisch gleichzeitig auch als Werkstückaufnahmen für die Bearbeitung fungieren, so dass der Rundtisch die Werkstücke jeweils unmittelbar in ihre Bearbeitungsposition an einer Bearbeitungsstation bringt und ein Umsetzen des Werkstücks in eine für die Bearbeitung vorgesehene Werkstückaufnahme nicht erforderlich ist. Es ist jedoch auch möglich, dass der Rundtisch lediglich zum Transport der Werkstücke dient und diese für die Bearbeitung in eine andere Werkstückaufnahme (Bearbeitungs-Werkstückaufnahme) umgesetzt werden.The construction can be designed in such a way that the workpiece holders on the rotary table also function as workpiece holders for machining, so that the rotary table brings the workpieces directly into their machining position at a machining station and it is not necessary to transfer the workpiece to a workpiece holder intended for machining is. However, it is also possible that the rotary table only serves to transport the workpieces and that these are converted into another workpiece holder (machining workpiece holder) for machining.
Bei manchen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Rundtisch am Ort einer Werkstückaufnahme eine Aussparung aufweist, die derart dimensioniert ist, dass eine Werkstück-Stützeinrichtung bei einer vertikalen Relativbewegung zwischen dem Rundtisch und der Werkstück-Stützeinrichtung kollisionsfrei durch die Aussparung hindurchpasst bzw. mit dieser „kämmt“. Hierdurch ist es möglich, ein Werkstück zwischen der Werkstückaufnahme am Rundtisch und der vom Rundtisch gesonderten Werkstück-Stützeinrichtung durch relative Hubbewegung zwischen Werkstück-Stützeinrichtung und Rundtisch umzusetzen.In some embodiments it is provided that the rotary table has a recess at the location of a workpiece holder which is dimensioned such that a workpiece support device fits through the recess or meshes with it collision-free during a vertical relative movement between the rotary table and the workpiece support device ". This makes it possible to move a workpiece between the workpiece holder on the rotary table and the workpiece support device, which is separate from the rotary table, by means of a relative stroke movement between the workpiece support device and the rotary table.
Wenn die Aussparung in Radialrichtung offen ist, sind Ladebewegungen in Radialrichtung möglich, so dass für die Be- und Entladung auch Einrichtungen genutzt werden können, die eine radiale Einfahrmöglichkeit benötigen. Mithilfe einer radial außen offenen Aussparung am Rundtisch ist es möglich, die Be- und Entladung des Rundtischs an einer Ladestation besonders einfach und effizient zu gestalten.If the recess is open in the radial direction, loading movements in the radial direction are possible, so that facilities that require a radial entry facility can also be used for loading and unloading. With the help of a radially outwardly open recess on the rotary table, it is possible to make loading and unloading of the rotary table at a loading station particularly easy and efficient.
Bei manchen Ausführungsformen ist der Rundtisch mittels eines Hubantriebs vertikal zwischen einer unteren Position und einer oberen Position verfahrbar. Der Rundtisch ist also als Hub-Rundtisch ausgelegt, welcher insbesondere dazu genutzt werden kann, den Werkstücktransport nach Art eines Rundschritthubs auszuführen. So ist es z.B. möglich, an einer Honstation eine maschinenfeste Werkstück-Stützeinrichtung vorzusehen, auf die das Werkstück für die Bearbeitung aufgesetzt wird. Der Rundtisch kann dann für den Antransport von Werkstücken vor der Bearbeitung an der Honstation und für den Abtransport des bearbeiteten Werkstücks nach Bearbeitung an der Honstation genutzt werden.In some embodiments, the rotary table can be moved vertically between a lower position and an upper position by means of a lifting drive. The rotary table is thus designed as a lifting rotary table, which can be used in particular to carry out the workpiece transport in the manner of a circular stepping stroke. For example, it is possible to provide a machine-fixed workpiece support device at a honing station on which the workpiece is placed for processing. The rotary table can then be used to transport workpieces before machining at the honing station and for transporting the machined workpiece away after machining at the honing station.
Das Maschinenkonzept erlaubt die Verwendung unterschiedlicher Umlauf-Transportsysteme. Als Alternative zu einem Rundtisch kann das Umlauf-Transportsystem beispielsweise als Paletten-Automationssystem ausgelegt sein. Das Umlauf-Transportsystem kann z.B. als ein Schlepprahmen-Transportsystem ausgestaltet sein. Es ist auch möglich, dass das Umlauf-Transportsystem eine Vielzahl von Paletten mit Eigenantrieb aufweist, die gegebenenfalls mithilfe von Führungsschienen entlang der Transportbahn geführt werden können.The machine concept allows the use of different circulation transport systems. As an alternative to a rotary table, the circulation transport system can be designed, for example, as a pallet automation system. The circulating transport system can, for example, be designed as a towing frame transport system. It is also possible for the circulating transport system to have a large number of self-propelled pallets which, if necessary, can be guided along the transport path with the aid of guide rails.
Auch hinsichtlich des Verlaufs der Transportbahn gibt es zahlreiche Möglichkeiten. Bei Verwendung eines Rundtischs hat die Transportbahn eine Kreisform. Bei anderen Ausführungsformen hat die Transportbahn einen von der Kreisform abweichenden Bahnverlauf. Die Transportbahn kann beispielsweise einen ovalen Bahnverlauf mit parallel zur Längsrichtung der Honmaschine verlaufenden geraden Bahnabschnitten aufweisen. Hierdurch wird es möglich, unterschiedliche Arbeitsstationen der Honmaschine in unterschiedlichen radialen Abständen zur Innensäule anzuordnen. Gegebenenfalls ist es auch möglich, entlang mindestens eines geraden Bahnabschnitts zwei oder mehr Arbeitsstationen anzuordnen, beispielsweise mindestens eine Honstation und zusätzlich eine Messstation. Es ist auch möglich, dass die Transportbahn einen im Wesentlichen rechteckigen Bahnverlauf mit parallel zur Längsrichtung verlaufenden geraden Bahnabschnitten und parallel zur Querrichtung verlaufenden geraden Bahnabschnitten aufweist. Zwischen den geraden Bahnabschnitten können gekrümmte Bahnabschnitte, beispielsweise kreisbogenförmig gekrümmte Bahnabschnitte, in den Eckbereichen liegen. Es kann auch ein Bahnverlauf in T-Form vorgesehen sein. Wie erwähnt, ist die Transportbahn in der Regel geschlossen, was aber nicht zwingend ist.There are also numerous possibilities with regard to the course of the transport path. When using a rotary table, the transport path has a circular shape. In other embodiments, the transport path has a path that deviates from the circular shape. The transport path can, for example, have an oval path with straight path sections running parallel to the longitudinal direction of the honing machine. This makes it possible to arrange different work stations of the honing machine at different radial distances from the inner column. If necessary, it is also possible to arrange two or more work stations along at least one straight path section, for example at least one honing station and additionally a measuring station. It is also possible for the transport path to have an essentially rectangular path with straight path sections running parallel to the longitudinal direction and straight path sections running parallel to the transverse direction. Between the straight path sections, curved path sections, for example path sections curved in the shape of a circular arc, can lie in the corner regions. A T-shaped path can also be provided. As mentioned, the transport track is usually closed, but this is not mandatory.
In vielen Fällen ist es günstig, wenn die Honmaschine für einen automatischen Werkzeugwechsel ausgelegt ist, um die Honeinheiten mit unterschiedlichen Honwerkzeugen bestücken zu können. Hierdurch kann die Produktivität erheblich gesteigert werden. Es können unterschiedliche Werkzeugwechselsysteme genutzt werden. Beispielsweise kann mindestens eine Werkzeugwechseleinrichtung vorgesehen sein, die ein Werkzeugmagazin aufweist, welches mehrere Bearbeitungswerkzeuge aufnehmen kann.In many cases it is advantageous if the honing machine is designed for an automatic tool change in order to be able to equip the honing units with different honing tools. This can significantly increase productivity. Different tool changing systems can be used. For example, at least one tool changing device can be provided which has a tool magazine which can accommodate several machining tools.
Bei denjenigen Varianten, die einen horizontal verfahrbaren Schlitten aufweisen, der eine Honeinheit trägt, kann im Arbeitsbereich des Schlittens eine Werkzeugwechseleinrichtung derart angeordnet sein, dass die Honeinheit für einen Werkzeugwechsel zwischen der Honstation und der Werkzeugwechseleinrichtung verfahren werden kann. Die Werkzeugwechseleinrichtung ist in der Regel außerhalb der Transportbahn angeordnet, beispielsweise im Randbereich der Maschinenbasis. Vorzugsweise ist jeder Honstation eine eigene Werkzeugwechseleinrichtung zugeordnet. Es ist auch möglich, die Werkzeugwechseleinrichtung mit einer mit dem Schlitten mitfahrenden Werkzeugwechsel auszustatten. Auch einfahrende Werkzeugwechselmagazine sind möglich.In those variants that have a horizontally movable slide carrying a honing unit, a tool changing device can be arranged in the working area of the slide in such a way that the honing unit can be moved between the honing station and the tool changing device for a tool change. The tool changing device is usually outside of the Transport track arranged, for example in the edge area of the machine base. Each honing station is preferably assigned its own tool changing device. It is also possible to equip the tool changing device with a tool changing device that moves along with the slide. Retracting tool change magazines are also possible.
Die Benutzung eines Umlauf-Transportsystems erlaubt es, mit einer einzigen Arbeitsstation auszukommen, die als Ladestation zum Beladen und Entladen des Umlauftransportsystems vorgesehen ist. Die Ladestation kann an jeder geeigneten Stelle entlang der Transportbahn liegen, ist jedoch häufig an einer Querseite der Maschinenbasis angeordnet.The use of a circulating transport system makes it possible to manage with a single work station, which is provided as a loading station for loading and unloading the circulating transport system. The loading station can be at any suitable location along the transport path, but is often located on a transverse side of the machine base.
Für die Beladung bzw. Entladung des Umlauf-Transportsystems im Bereich der Ladestation gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Bei manchen Varianten ist der Ladestation ein Pendelschlitten zugeordnet, der zwischen einer inneren Endposition zum Be- und Entladen des Umlauf-Transportsystems und einer äußeren Endposition mit Abstand von der Transportbahn verfahrbar ist. Der Pendelschlitten kann beispielsweise in einer radial zur Mittellängsachse der Innensäule verlaufenden Richtung verfahrbar sein.There are different options for loading and unloading the circulation transport system in the area of the loading station. In some variants, the loading station is assigned a pendulum slide which can be moved between an inner end position for loading and unloading the circulating transport system and an outer end position at a distance from the transport path. The pendulum slide can, for example, be displaceable in a direction running radially to the central longitudinal axis of the inner column.
Die Umsetzung eines Werkstücks vom Pendelschlitten zum Umlauf-Transportsystem und umgekehrt kann mithilfe einer vom Pendelschlitten gesonderten Umsetzeinrichtung (z.B. Roboter mit Greifer) erfolgen. Bei manchen Varianten ist eine direkte Umsetzung eines Werkstücks vom Pendelschlitten zum Umlauf-Transportsystem und umgekehrt möglich. Hierzu kann der Pendelschlitten einen Hubtisch mit einer vertikal verfahrbaren Stützeinrichtung aufweisen, die an einer Oberseite erste Stützstrukturen zum Abstützen in einem ersten Stützbereich an einer Unterseite des Werkstücks aufweist. An einer Werkstückaufnahme des Umlauf-Transportsystems können zweite Stützstrukturen zum Abstützen in einem außerhalb des ersten Stützbereichs liegenden zweiten Stützbereich an einer Unterseite des Werkstücks vorgesehen sein. Die zweiten Stützstrukturen können beispielsweise am Rande einer nach unten offenen Ausnehmung an einer Werkstückaufnahme des Umlauf-Transportsystems liegen. Wenn dieses einen Rundtisch aufweist, können die zweiten Stützstrukturen beispielsweise am Rand einer radial außen offenen Aussparung liegen, die am Ort einer Werkstückaufnahme des Rundtischs liegt.A workpiece can be moved from the pendulum slide to the circulating transport system and vice versa with the help of a transfer device (e.g. robot with gripper) that is separate from the pendulum slide. With some variants, a direct transfer of a workpiece from the pendulum slide to the circulation transport system and vice versa is possible. For this purpose, the pendulum slide can have a lifting table with a vertically movable support device, which has first support structures on an upper side for support in a first support area on an underside of the workpiece. Second support structures for supporting in a second support area lying outside the first support area on an underside of the workpiece can be provided on a workpiece holder of the circulating transport system. The second support structures can, for example, lie on the edge of a recess that is open at the bottom on a workpiece holder of the circulating transport system. If this has a rotary table, the second support structures can, for example, lie on the edge of a recess that is open radially on the outside and is located at the location of a workpiece holder on the rotary table.
Das Maschinenoberteil kann in Richtung der Ladestation so kurz sein, dass eine der Ladestation zugewandte Stirnseite des Maschinenoberteils innerhalb der Transportbahn liegt, so dass die Ladestation bzw. die Transportbahn im Bereich der Ladestation von oben zugänglich ist. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn zur Beladung und Entladung des Umlauf-Transportsystems im Bereich der Ladestation ein Portallader mit einem horizontal und vertikal verfahrbaren Greifarm vorgesehen ist, gegebenenfalls auch im Falle der Verwendung eines Laderoboters zum Be- und Entladen des Umlauf-Transportsystems.The upper machine part can be so short in the direction of the loading station that an end face of the upper machine part facing the loading station lies within the transport path, so that the loading station or the transport path is accessible from above in the area of the loading station. This can be particularly advantageous if a gantry loader with a horizontally and vertically movable gripper arm is provided for loading and unloading the circulating transport system in the area of the loading station, possibly also in the case of using a loading robot for loading and unloading the circulating transport system.
Die Erfindung betrifft auch eine Fertigungsanlage mit mehreren Bearbeitungsmaschinen zur Bearbeitung eines Werkstücks und mit einem Fördersystem zur Förderung von Werkstücken zu den Bearbeitungsmaschinen und von den Bearbeitungsmaschinen. Die Fertigungsanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Bearbeitungsmaschinen eine Honmaschine der hier beschriebenen Art ist.The invention also relates to a production system with several processing machines for processing a workpiece and with a conveyor system for conveying workpieces to and from the processing machines. The manufacturing plant is characterized in that at least one of the processing machines is a honing machine of the type described here.
Für die Beladung und Entladung des Umlauf-Transportsystems der Honmaschine im Bereich der Ladestation der Honmaschine kann mindestens eine der folgenden Einrichtungen vorgesehen sein: ein Portallader mit einem horizontal und vertikal verfahrbaren Greifarm; ein Laderoboter; ein Pendelschlitten.For the loading and unloading of the circulating transport system of the honing machine in the area of the loading station of the honing machine, at least one of the following devices can be provided: a portal loader with a horizontally and vertically movable gripping arm; a loading robot; a pendulum slide.
FigurenlisteFigure list
Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.
-
1 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule; -
2 zeigt in 2A eine schräg perspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule und Pendelschlitten und in 2B einen Ausschnitt eines Randbereichs des Rundtischs mit Aussparung; -
3 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule und weiterer Säule; -
4 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule und weiterer Säule sowie Messstation und Pendelschlitten; -
5 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule und Rundschritthub; -
6 zeigt in 6A und 6B unterschiedliche Phasen eines Werkstücktransports mittels Rundschritthub; -
7 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule, weiterer Säule und ovaler Transportbahn; -
8 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule, weiterer Säule, Rundtischtransfer und Portalgreifer zum Be- und Entladen; -
9 zeigt eine schräg perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule, weiterer Säule, Rundtischtransfer und Laderoboter zum Be- und Entladen; -
10 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Fertigungsanlage mit mehreren Honmaschinen gemäß einer Ausführungsform.
-
1 shows an oblique perspective view of an embodiment of an inner column honing machine; -
2 FIG. 2A shows an oblique perspective view of another embodiment of a honing machine with an inner column and pendulum slide, and FIG. 2B shows a section of an edge region of the rotary table with a recess; -
3 shows an oblique perspective view of another embodiment of a honing machine with an inner column and a further column; -
4th shows an oblique perspective view of another embodiment of a honing machine with an inner column and a further column as well as a measuring station and pendulum slide; -
5 shows an oblique perspective view of an embodiment of a honing machine with an inner column and a circular stepping stroke; -
6th 6A and 6B shows different phases of workpiece transport by means of a circular step stroke; -
7th shows an oblique perspective view of an embodiment of a honing machine with an inner column, a further column and an oval transport path; -
8th shows an oblique perspective view of an embodiment of a honing machine with inner column, further column, rotary table transfer and portal gripper for loading and unloading; -
9 shows an oblique perspective view of an embodiment of a honing machine with inner column, further column, rotary table transfer and loading robot for loading and unloading; -
10 FIG. 11 shows an oblique perspective view of a production system with a plurality of honing machines according to an embodiment.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELENDETAILED DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS
Die Honmaschine hat eine rechteckige Maschinenbasis
Auf der Maschinenbasis ist etwa mittig zwischen den Längsseiten und den Breitseiten eine vertikale Säule montiert, die hier als Innensäule
Im Bereich des oberen Endes der Innensäule
Das Maschinenoberteil
Die Innensäule
Die vier unabhängig voneinander steuerbaren Honeinheiten
Die Honeinheit
Die Honeinheit hat ein Zustellsystem, das zwei unabhängig voneinander betätigbare Zustelleinrichtungen umfasst, um ggf. Honwerkzeuge mit Doppelaufweitung ansteuern zu können. Eine erste Zustelleinrichtung hat einen ersten Aufweitantrieb mit einem Servomotor, der auf eine zentrisch durch die Honspindel hindurch laufende Druckstange wirkt und diese axial verschieben kann. Diese Druckstange ist innerhalb einer hohlen Druckstange koaxial mit dieser und relativ zu dieser beweglich angeordnet. Die hohle Druckstange gehört zu einer elektromechanischen zweiten Zustelleinrichtung mit einem elektromechanischen Zustellantrieb. Da der Aufbau von doppelt aufweitenden Zustellsystemen an sich bekannt ist, wird auf eine detaillierte Beschreibung hier verzichtet.The honing unit has a feed system that can be operated independently of one another Includes feed devices in order to be able to control honing tools with double expansion if necessary. A first infeed device has a first expansion drive with a servomotor which acts on a push rod running centrally through the honing spindle and can move it axially. This push rod is arranged within a hollow push rod coaxially with this and movable relative to this. The hollow push rod belongs to an electromechanical second feed device with an electromechanical feed drive. Since the structure of double-expanding delivery systems is known per se, a detailed description is dispensed with here.
Jede der Honeinheiten ist auf einem separaten Schlitten (zum Beispiel Schlitten
An der in
Der Bereich zwischen der Unterseite des Maschinenoberteils und der Oberseite der Maschinenbasis enthält den Arbeitsraum
Auf der Maschinenbasis
Am Umfang des Rundtischs sind an dessen Oberseite vier Werkstückaufnahmen
Die Honmaschine
Bei der dargestellten Konfiguration hat die Honmaschine zwei Honstationen, die jeweils an den einander gegenüberliegenden Längsseiten der Maschinenbasis diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Zur ersten Honstation
Der Rundtisch dient als maschineninternes Transfersystem in der Weise, dass ein in einer Werkstückaufnahme aufgenommenes Werkstück durch Drehung des Rundtischs nacheinander an die unterschiedlichen Arbeitsstationen der Honmaschine transportiert werden kann. In der dargestellten Konfiguration von
Durch Drehung des Rundtischs um 90° im Uhrzeigersinn wird ein aufgenommenes Werkstück zunächst in eine Bearbeitungsposition an der ersten Honstation
Beim Beispiel von
In
Die Maschinenbasis
Zum Be- und Entladen der Werkstückaufnahmen des Rundtischs ist eine Be- und Entladeeinrichtung vorgesehen, die einen horizontal verfahrbaren Pendelschlitten (Shuttle)
Am Verfahrweg des Pendelschlittens ist zwischen der inneren Endposition und der äußeren Endposition eine Messstation
Die Messeinheiten sind parallel zueinander mit vertikalen Achsen angeordnet und werden von einem gemeinsamen Schlitten
Die Übergabe des Werkstücks zwischen Umlauf-Transportsystem (bzw. Rundtisch) und dem Pendelschlitten kann unmittelbar ohne Zwischenschaltung eines weiteren Transfersystems erreicht werden. Hierzu hat der Pendelschlitten
In
Folgende Unterschiede sind besonders bemerkenswert. Die Honmaschine
Jede Werkzeugwechseleinrichtung hat ein drehbares Werkzeugmagazin, das mehrere Bearbeitungswerkzeuge aufnehmen kann. Die Einrichtungen zum Abkoppeln eines Honwerkzeugs und Absetzen in einer solchen Werkzeugaufnahme sowie zum Aufnehmen von Honwerkzeugen und Ankoppeln an eine Honspindel sind an sich bekannt und daher aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.Each tool changing device has a rotatable tool magazine that can accommodate several machining tools. The devices for uncoupling a honing tool and placing it in such a tool holder and for receiving honing tools and coupling them to a honing spindle are known per se and are therefore not shown for reasons of clarity.
Jede der Werkzeugwechseleinrichtungen ist im Arbeitsbereich der auf der gleichen Seite angeordneten Schlitten (z.B. Schlitten
Um den im Vergleich zur Variante von
Eventuelle Probleme, die aus dieser ungleichmäßigen Belastung resultieren könnten, werden bei dem Ausführungsbeispiel dadurch vermieden, dass zusätzlich zu der Innensäule
In
Bei den Ausführungsbeispielen der
Unterschiede gibt es vor allem hinsichtlich derjenigen Komponente, die für den Werkstücktransport und für die Positionierung der Werkstücke an den Arbeitsstationen bzw. Bearbeitungsstationen (Honstationen) zuständig sind.There are differences primarily with regard to those components that are responsible for transporting the workpiece and for positioning the workpieces at the workstations or processing stations (honing stations).
An jeder der Bearbeitungsstationen, also an jeder der Honstationen, ist auf der Maschinenbasis
Der Ringtisch bzw. Rundtisch
Der Rundtisch bzw. der Vorrichtungsträger des Rundtischs weist einen konzentrisch zur Rundtischachse bzw. zur Längsmittelachse der Innensäule liegenden Innenring
Es ist aus den
Ein Rundschritthub der hier beschriebenen Art kann unabhängig von den sonstigen Konstruktionsmerkmalen der Honmaschine vorteilhaft sein, beispielsweise auch bei Honmaschinen, bei denen einige oder alle Bearbeitungseinheiten an einer Innensäule angebracht sind oder bei Varianten ohne Innensäule, z.B. gemäß
Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Umlauf-Transportsystem jeweils so ausgebildet, dass die Transportbahn, auf welcher die Werkstücke zwischen den Arbeitsstationen transportiert werden, eine Kreisbahn ist. Dies ist jedoch nicht zwingend.
Das Maschinenoberteil
Die Honmaschine
Beim Beispiel von
Eine Honstation kann beispielsweise für eine Honoperation des klassischen Honens ausgelegt sein, bei dem das Honwerkzeug im Prinzip der bereits in vorgeschalteten Bearbeitungsschritten präzise positionierten Bohrung folgt. Es ist auch möglich, eine Honstation für eine positionsbestimmende Honoperation zu konfigurieren, bei der das Werkstück an einer präzise vorgegebenen Bearbeitungsposition positioniert wird und das Honwerkzeug starr an die Honspindel angekoppelt ist, um gegebenenfalls die Bohrungsachse durch ungleiche Materialabtragung mittels Honen in die gewünschte Ist-Position verlagern zu können (Path-Honen). Es ist auch möglich, mindestens eine Arbeitsstation als Bearbeitungsstation für eine Bohroperation auszulegen (beispielsweise zum Feinbohren bzw. Feinspindeln) oder für eine Entgratoperation.A honing station can, for example, be designed for a conventional honing operation, in which the honing tool basically follows the bore that has already been precisely positioned in the preceding machining steps. It is also possible to configure a honing station for a position-determining honing operation, in which the workpiece is positioned at a precisely specified machining position and the honing tool is rigidly coupled to the honing spindle in order to move the bore axis into the desired actual position through uneven material removal by means of honing to be able to relocate (path honing). It is also possible to design at least one work station as a processing station for a drilling operation (for example for fine boring or fine spindles) or for a deburring operation.
Anstelle der Messstation
Wie schon erwähnt, eignen sich Honmaschinen gemäß der beanspruchten Erfindung bzw. einer ihrer Ausführungsbeispiele gut zur Ankopplung an unterschiedliche Werkstück-Fördersysteme. Als Alternative zur Be- und Entladung mithilfe eines Pendelschlittens kommt beispielsweise die Be- und Entladung mithilfe eines Portalladers in Betracht.
Wie das Ausführungsbeispiel von
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