DE102019210876A1

DE102019210876A1 - Deep drilling machine

Info

Publication number: DE102019210876A1
Application number: DE102019210876.8A
Authority: DE
Inventors: Jan Wolf; Jochen Buck; Matthias Götz
Original assignee: TBT Tiefbohrteckhik GmbH and Co KG
Current assignee: TBT Tiefbohrteckhik GmbH and Co KG
Priority date: 2019-07-23
Filing date: 2019-07-23
Publication date: 2021-04-08

Abstract

Eine Tiefbohrmaschine (100) umfasst ein Maschinenbett (102), das ein Linearführungssystem (104) trägt, eine Werkzeugspindeleinheit (110), die auf dem Linearführungssystem (104) linear verfahrbar ist und wenigstens eine Werkzeugspindel (112) aufweist, die mittels eines Spindelantriebs (114) um eine Spindelachse (115) drehbar ist und eine Werkzeugaufnahme (116) zur Aufnahme eines Bohrwerkzeugs aufweist, eine Gegenhalteeinheit (120), die an einer der Werkzeugspindeleinheit (110) zugewandten Seite eine Werkstückaufnahme (126) zum Aufnehmen eines ersten Endabschnitts eines Werkstücks (W) aufweist, und eine zwischen der Werkzeugspindeleinheit (110) und der Gegenhalteeinheit (120) angeordnete Werkstückaufnahmeeinheit (130), die an der der Gegenhalteeinheit (120) zugewandten Seite eine Werkstückaufnahme (136) zum Aufnehmen des dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden zweiten Endabschnitts des Werkstücks (W) sowie eine Durchführungsöffnung zum Hindurchführen des Bohrwerkzeugs aufweist. Es ist eine Werkstück-Verschiebeeinheit (200) vorgesehen, die zwischen der Gegenhalteeinheit (120) und der Werkstückaufnahmeeinheit (130) angeordnet ist und einen Querschlitten (210) aufweist, der mittels eines Verschiebeantriebs in einer senkrecht zu der Spindelachse (115) verlaufenden Verschiebungsrichtung (215) hin - und her bewegbar ist. Der Querschlitten (210) weist für jede Werkzeugspindel eine erste Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung und eine dazu parallele zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung auf, die durch Verschieben des Querschlittens (210) parallel zu der Verschiebungsrichtung (215) zwischen einer ersten und wenigstens einer zweiten Position (P2) hin und her bewegbar sind. Die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen sind derart ausgebildet, dass ein durch eine Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung getragenes Werkstück (150) im Wesentlichen bohrbereit zu der Spindelachse (115) ausgerichtet ist, wenn sich die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung in der ersten Position befindet, und für eine Ladeoperation frei zugänglich neben der Spindelachse (115) angeordnet ist, wenn sich die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung in der zweiten befindet.A deep drilling machine (100) comprises a machine bed (102) that carries a linear guide system (104), a tool spindle unit (110) which can be moved linearly on the linear guide system (104) and has at least one tool spindle (112) which is driven by a spindle drive ( 114) is rotatable about a spindle axis (115) and has a tool holder (116) for holding a drilling tool, a counter-holding unit (120) which, on a side facing the tool spindle unit (110), has a workpiece holder (126) for holding a first end section of a workpiece (W), and a workpiece holding unit (130) arranged between the tool spindle unit (110) and the counter-holding unit (120), which on the side facing the counter-holding unit (120) has a workpiece holder (136) for receiving the second end section of the Has workpiece (W) and a feed-through opening for passing the drilling tool. A workpiece displacement unit (200) is provided, which is arranged between the counter-holding unit (120) and the workpiece receiving unit (130) and has a cross slide (210) which, by means of a displacement drive, moves in a displacement direction ( 215) can be moved back and forth. The cross slide (210) has a first workpiece pre-centering device for each tool spindle and a second workpiece pre-centering device parallel to it, which by moving the cross slide (210) parallel to the direction of displacement (215) between a first and at least one second position (P2) are movable back and forth. The workpiece pre-centering devices are designed such that a workpiece (150) carried by a workpiece pre-centering device is aligned essentially ready for drilling to the spindle axis (115) when the workpiece pre-centering device is in the first position and freely accessible for a loading operation is arranged next to the spindle axis (115) when the workpiece pre-centering device is in the second.

Description

ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIKFIELD OF APPLICATION AND STATE OF THE ART

Die Erfindung betrifft eine Tiefbohrmaschine gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a deep drilling machine according to the preamble of claim 1.

Das Tiefbohren - auch Tieflochbohren genannt - ist ein spezielles Bohrverfahren, das vor allem zur Herstellung von Bohrungen mit einem Durchmesser von 0,5 mm bis 1.500 mm bei einer Tiefe von mehr als dem Dreifachen des Durchmessers eingesetzt wird. Mittels Tiefbohren können sehr tiefe Bohrungen mit einem Tiefe/Durchmesser-Verhältnis größer 200 hergestellt werden.Deep drilling - also known as deep hole drilling - is a special drilling method that is used primarily to produce holes with a diameter of 0.5 mm to 1,500 mm at a depth of more than three times the diameter. Deep drilling can be used to produce very deep holes with a depth / diameter ratio greater than 200.

Für das Tiefbohren charakteristisch ist eine kontinuierliche Kühlschmierstoffzufuhr unter Druck und eine stetige Spanabfuhr ohne Ausspanhübe. Dies bedeutet, dass auch tiefe Bohrungen durch das Tiefbohrverfahren in einem Durchgang gefertigt werden können, und der Bohrer nicht zwischendurch zum Beseitigen der Späne aus der Bohrung entfernt werden muss. Ein weiteres Charakteristikum des Tiefbohrens besteht darin, dass sich Tiefbohrwerkzeuge selbst in der Bohrung führen, um zu vermeiden, dass die Bohrung aus der beabsichtigten Richtung der Bohrungsachse verläuft.A continuous supply of coolant under pressure and a steady chip evacuation without chip removal is characteristic of deep drilling. This means that even deep bores can be made in one pass using the deep drilling method, and the drill does not have to be removed from the bore in between to remove the chips. Another characteristic of deep drilling is that deep drilling tools guide themselves in the bore in order to avoid the bore running out of the intended direction of the bore axis.

Man unterscheidet im wesentlichen drei Tiefbohrverfahren, nämlich das Einlippen-Tiefbohren (ELB-Tiefbohren), das BTA-Tiefbohren, welches auch als STS („Single Tube System“) - Tiefbohren bezeichnet wird, und das Ejektor-Tiefbohren, das auch als Tiefbohren mit Zweirohr-System bekannt ist. Diese Verfahren unterscheiden sich in den verwendeten Tiefbohrwerkzeugen, im Kühlschmierstofffluss sowie im Spänefluss.There are essentially three deep drilling methods, namely single-lip deep drilling (ELB deep drilling), BTA deep drilling, which is also referred to as STS ("Single Tube System"), and ejector deep drilling, which is also known as deep drilling Two-pipe system is known. These processes differ in the deep drilling tools used, in the cooling lubricant flow and in the chip flow.

Eine Tiefbohrmaschine ist eine speziell für das Tiefbohren ausgelegte Werkzeugmaschine. Eine gattungsgemäße Tiefbohrmaschine hat ein Maschinenbett, welches ein Linearführungssystem trägt. Bei einer Horizontal-Tiefbohrmaschine ist dieses horizontal ausgerichtet. Auf dem Linearführungssystem ist eine Werkzeugspindeleinheit linear verfahrbar geführt. Die Werkzeugspindeleinheit hat wenigstens eine Werkzeugspindel, die mittels eines Spindelantriebs um eine Spindelachse drehbar ist und eine Werkzeugaufnahme zur Aufnahme eines Bohrwerkzeugs (z.B. Tiefbohrwerkzeug, Pilotbohrer, Wendelbohrer, Senker) aufweist. Weiterhin ist eine Gegenhalteeinheit vorgesehen, die an einer der Werkzeugspindeleinheit zugewandten Seite eine Werkstückaufnahme zum Aufnehmen eines ersten Endabschnitts eines Werkstücks aufweist. Weiterhin ist eine zwischen der Werkzeugspindeleinheit und der Gegenhalteeinheit angeordnete Werkstückaufnahmeeinheit angeordnet, die an der der Gegenhalteeinheit zugewandten Seite eine Werkstückaufnahme zum Aufnehmen des dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden zweiten Endabschnitts des Werkstücks sowie eine Durchführungsöffnung zum Hindurchführen des Bohrwerkzeugs aufweist.A deep hole drilling machine is a machine tool specially designed for deep hole drilling. A generic deep drilling machine has a machine bed which carries a linear guide system. In the case of a horizontal deep drilling machine, this is aligned horizontally. A tool spindle unit is guided in a linearly displaceable manner on the linear guide system. The tool spindle unit has at least one tool spindle which can be rotated around a spindle axis by means of a spindle drive and has a tool holder for receiving a drilling tool (e.g. deep drilling tool, pilot drill, twist drill, countersink). Furthermore, a counter-holding unit is provided which, on a side facing the tool spindle unit, has a workpiece holder for receiving a first end section of a workpiece. Furthermore, a workpiece holder unit is arranged between the tool spindle unit and the counter-holding unit and has a workpiece holder on the side facing the counter-holding unit for receiving the second end section of the workpiece opposite the first end section, as well as a feed-through opening for passing the drilling tool through.

Ein Werkstück wird also an zwei gegenüberliegenden Endabschnitten in den Werkstückaufnahmen aufgenommen. Im betriebsfertig eingespannten Zustand ist das Werkstück so angeordnet, dass die vorgesehene Bohrungsachse koaxial zur Spindelachse verläuft. Die Spindelachse kann koaxial zur Werkstückachse oder parallel versetzt zu dieser liegen. Beim Bohren wird dann das Bohrwerkzeug durch kontrollierten Vorschub der Werkzeugspindeleinheit auf dem Linearführungssystem vorgeschoben und erzeugt im beidseitig eingespannten Werkstück die Bohrung.A workpiece is thus received in the workpiece receptacles at two opposite end sections. In the ready-to-operate clamped state, the workpiece is arranged in such a way that the intended bore axis runs coaxially to the spindle axis. The spindle axis can be coaxial to the workpiece axis or offset parallel to it. When drilling, the drilling tool is then advanced on the linear guide system by the controlled advance of the tool spindle unit and creates the hole in the workpiece clamped on both sides.

Häufig ist es gewünscht, die Produktivität durch Einsatz von Automatisierungseinrichtungen für den Wechsel von Werkstücken und/oder Werkzeugen zu erhöhen. Automatisierungseinrichtungen für Tiefbohrmaschinen sind z.B. für den Werkstücktransport bekannt zur Verkettung in automatisch arbeitenden Fertigungslinien oder, um Tiefbohrmaschinen von der Präsenz des Bedienpersonals abzukoppeln. Wenn für die Serienproduktion ein automatischer Werkstückwechsel gewünscht ist, werden Tiefbohrmaschinen heutzutage häufig mit Automatisierungseinrichtungen in Form von Taktbändern ausgerüstet. Hierbei werden die zu bohrenden Werkstücke vor der Tiefbohrmaschine auf das Taktband aufgelegt und die gebohrten Fertigteile werden auf der Maschinenrückseite entnommen. Durch die Speicherfunktion des Taktbandes wird die Maschine von der Präsenz des Bedieners abgekoppelt, sodass z.B. eine Mehrmaschinenbedienung möglich ist. Ebenso wird dadurch die Integration der Maschine in eine Fertigungslinie ermöglicht, wobei die Beladeeinrichtungen noch mit Übersetzern ergänzt werden können zur Verkettung mit vor- oder nachgeschalteten Maschinen oder Anlagen (vgl. z.B. K-J. Conrad (Hrsg.) „Taschenbuch der Werkzeugmaschinen“, Fachbuchverlag Leipzig, 3. Aufl. (2015) Seiten 504, 505).It is often desirable to increase productivity by using automation equipment for changing workpieces and / or tools. Automation devices for deep hole drilling machines are known e.g. for the transport of workpieces for linking in automatically working production lines or to decouple deep hole drilling machines from the presence of the operating personnel. If automatic workpiece change is required for series production, deep drilling machines are nowadays often equipped with automation devices in the form of indexing belts. The workpieces to be drilled are placed on the indexing belt in front of the deep drilling machine and the drilled finished parts are removed from the rear of the machine. The machine is decoupled from the presence of the operator through the storage function of the indexing belt, so that, for example, multiple machine operation is possible. This also enables the machine to be integrated into a production line, whereby the loading devices can be supplemented with translators for linking with upstream or downstream machines or systems (cf. e.g. KJ. Conrad (ed.) "Taschenbuch der Werkzeugmaschinen", Fachbuchverlag Leipzig , 3rd edition (2015) pages 504, 505).

AUFGABE UND LÖSUNGTASK AND SOLUTION

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, eine Tiefbohrmaschine der eingangs erwähnten Art bereitzustellen, die einen schnellen Werkstückwechsel ermöglicht, so dass die nicht für die Bohrbearbeitung nutzbaren Nebenzeiten reduziert werden können.It is an object of the invention to provide a deep drilling machine of the type mentioned at the outset which enables a quick workpiece change, so that the non-productive times that cannot be used for drilling can be reduced.

Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine Tiefbohrmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.To solve this problem, the invention provides a deep drilling machine with the features of claim 1. Advantageous further developments are given in the dependent claims. The wording of all claims is incorporated into the content of the description by reference.

Gemäß einer Formulierung der Erfindung ist an der Tiefbohrmaschine eine Werkstück-Verschiebeeinheit vorgesehen, die zwischen der Gegenhalteeinheit und der Werkstückaufnahmeeinheit angeordnet ist. Die integrierte Werkstück-Verschiebeeinheit umfasst einen Querschlitten, der mittels eines Verschiebeantriebs in einer senkrecht zu der Spindelachse verlaufenden Verschiebungsrichtung hin und her bewegbar ist. Der Querschlitten weist eine erste Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung und eine dazu parallele zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung auf, die durch Verschieben des Querschlittens parallel zu der Verschiebungsrichtung zwischen einer ersten Position und wenigstens einer zweiten Position hin und her bewegbar sind. Die beiden Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen sind der Spindelachse zugeordnet und für die „Bedienung“ dieser Spindelachse vorgesehen. Jede der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen ist derart ausgebildet, dass ein durch eine Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung getragenes Werkstück im Wesentlichen bohrbereit zu der zugeordneten Spindelachse ausgerichtet ist, wenn sich die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung in der ersten Position befindet und dass die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung neben der Spindelachse angeordnet ist, wenn sich die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung in der zweiten Position befindet.According to one formulation of the invention, a workpiece displacement unit is provided on the deep hole drilling machine, which is arranged between the counter-holding unit and the workpiece receiving unit. The integrated workpiece displacement unit comprises a cross slide which can be moved back and forth in a displacement direction running perpendicular to the spindle axis by means of a displacement drive. The cross slide has a first workpiece pre-centering device and a second workpiece pre-centering device parallel thereto, which can be moved back and forth between a first position and at least one second position by moving the cross slide parallel to the direction of displacement. The two workpiece pre-centering devices are assigned to the spindle axis and are intended for the "operation" of this spindle axis. Each of the workpiece precentering devices is designed in such a way that a workpiece carried by a workpiece precentering device is aligned essentially ready for drilling to the assigned spindle axis when the workpiece precentering device is in the first position and that the workpiece precentering device is arranged next to the spindle axis when the workpiece pre-centering device is in the second position.

Da in der ersten Position das Werkstück eingespannt werden kann, kann die erste Position auch als Einspannposition bezeichnet werden. Die zweite Position zeichnet sich dadurch aus, dass die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung in der zweiten Position für eine Ladeoperation zugänglich ist. Daher kann die zweite Position auch als Ladeposition bezeichnet werden. Es gibt Ausführungsformen, bei denen eine Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung, die sich in der ersten Position befindet, dort auch beladen oder entladen werden kann.Since the workpiece can be clamped in the first position, the first position can also be referred to as the clamping position. The second position is characterized in that the workpiece pre-centering device is accessible for a loading operation in the second position. Therefore, the second position can also be referred to as the loading position. There are embodiments in which a workpiece precentering device which is located in the first position can also be loaded or unloaded there.

Eine Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung ermöglicht eine Vorzentrierung des davon aufgenommenen Werkstücks in Bezug auf die Spindelachse. Dies bedeutet, dass das vorzentrierte Werkstück weitgehend richtig zur Spindelachse ausgerichtet ist, wobei eine exakte Positionierung, wie sie für die Bohrbearbeitung benötigt wird, nicht erforderlich ist und in der Regel auch nicht erreicht wird. Während bei der für die Bohrbearbeitung richtigen Position die vorgesehene Bohrlochachse koaxial zur Spindelachse ausgerichtet sein muss, kann bei einem vorzentrierten Werkstück noch ein geringer Achsversatz vorliegen. Die für die Bohroperation benötigte „richtige“ Position des Werkstücks wird dann dadurch erreicht, dass das Werkstück zwischen den zugehörigen Werkstückaufnahmen der Gegenhalteeinheit einerseits und der Werkstückaufnahmeeinheit andererseits eingespannt wird. Die Werkstückaufnahmen können das vorzentrierte Werkstück durch Zusammenfahren von Gegenhalteeinheit und Werkstückaufnahmeeinheit selbsttätig übernehmen und zentrieren.A workpiece pre-centering device enables the workpiece picked up by it to be pre-centered in relation to the spindle axis. This means that the pre-centered workpiece is largely correctly aligned with the spindle axis, with exact positioning, as required for drilling, not being required and generally not being achieved either. While the intended borehole axis must be aligned coaxially to the spindle axis in the correct position for drilling, a pre-centered workpiece may still have a slight axial offset. The “correct” position of the workpiece required for the drilling operation is then achieved in that the workpiece is clamped between the associated workpiece holders of the counter-holding unit on the one hand and the workpiece holder unit on the other. The workpiece holders can automatically take over and center the pre-centered workpiece by moving the counter holding unit and workpiece holder unit together.

Durch die lineare translatorische Bewegung der Werkstück-Verschiebeeinheit parallel zur Verschiebungsrichtung ist ein direkter Transfer eines aufgenommenen Werkstücks zwischen einer zweiten Position außerhalb der Spindelachse und der ersten Position (Einspannposition) durch lineares Verschieben des Querschlittens möglich. Weitere Translationsbewegungen in andere Richtungen, wie sie beispielsweise bei Schritthub-Transporteinrichtungen vorgesehen sind, sind nicht erforderlich und auch nicht vorgesehen. Es kann sich somit um ein reines Verschiebesystem handeln. Der Querschlitten benötigt außer der linearen Beweglichkeit in Verschiebungsrichtung keine weiteren Freiheitsgrade in Richtungen senkrecht dazu, so dass sich insoweit eine konstruktiv einfache und einfach automatisierbare Lösung ergibt. Wenn sich die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung in der zweiten Position (Ladeposition) befindet, so ist sie für eine manuelle oder maschinelle Beladung und Entladung zugänglich. Dadurch, dass einer Spindelachse wenigstens zwei Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen zugeordnet sind, ist ein hauptzeitparalleles Be- und Entladen möglich, also eine Beladung oder Entladung, die wenigstens phasenweise zeitgleich mit einer laufenden Bohroperation durchgeführt wird. Dadurch können die nicht für die Bohrbearbeitung nutzbaren Nebenzeiten beim Tiefbohren im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen reduziert werden.The linear translational movement of the workpiece displacement unit parallel to the direction of displacement enables a direct transfer of a picked-up workpiece between a second position outside the spindle axis and the first position (clamping position) by moving the cross slide linearly. Further translational movements in other directions, as are provided for example in step-stroke transport devices, are not required and also not provided. It can therefore be a pure displacement system. Apart from the linear mobility in the direction of displacement, the cross slide does not require any further degrees of freedom in directions perpendicular thereto, so that in this respect a structurally simple and easily automatable solution results. When the workpiece pre-centering device is in the second position (loading position), it is accessible for manual or machine loading and unloading. Because at least two workpiece pre-centering devices are assigned to a spindle axis, loading and unloading parallel to production is possible, i.e. loading or unloading that is carried out at least in phases at the same time as an ongoing drilling operation. As a result, the non-productive times for deep drilling that cannot be used for drilling can be reduced compared to conventional solutions.

Abhängig vom Tiefbohrprozess sind unterschiedliche Ausführungen von Gegenhalteeinheit und Werkstückaufnahmeeinheit möglich. Die Gegenhalteeinheit kann beispielsweise einen koaxial zur Spindelachse angeordneten Reitstock mit einer konischen Spannaufnahme aufweisen, die in eine stirnseitig in das Werkstück eingebrachte Zentrierbohrung oder an einer Außenfase eingreift. Es ist auch möglich, dass die Gegenhalteeinheit für jede Werkzeugspindel eine drehbare Werkstückspindel aufweist, die passiv drehbar oder mithilfe eines eigenen Spindelantriebs drehbar angetrieben werden kann. Die Werkstückspindel kann koaxial zur Werkzeugspindel angeordnet und angetrieben sein, beispielsweise um das Werkstück während der Tiefbohroperation in eine zur Drehung des Tiefbohrwerkzeugs entgegengesetzte Drehrichtung zu versetzen. Die Drehachse der Werkstückspindel kann auch parallel versetzt zur Werkzeugspindelachse liegen, z.B. zum Positionieren von einer Bohrung zur nächsten Bohrung beim Fertigen von mehreren Bohrungen, die auf einem Teilkreis liegen. Auch für die Werkstückaufnahmeeinheit gibt es unterschiedliche Ausgestaltungsmöglichkeiten. Bei vielen Ausführungsformen weist die Werkstückaufnahmeeinheit einen Bohrbuchsenträger auf, der zum Beispiel in Kombination mit Einlippen-Tiefbohrwerkzeugen benutzt werden kann. Depending on the deep drilling process, different types of counter holding unit and workpiece holding unit are possible. The counter-holding unit can, for example, have a tailstock which is arranged coaxially to the spindle axis and has a conical clamping receptacle which engages in a centering hole made in the end face of the workpiece or on an outer bevel. It is also possible that the counter-holding unit has a rotatable workpiece spindle for each tool spindle, which can be driven passively rotatably or rotatably with the aid of its own spindle drive. The workpiece spindle can be arranged and driven coaxially to the tool spindle, for example in order to move the workpiece during the deep drilling operation in a direction of rotation opposite to that of the deep drilling tool. The axis of rotation of the workpiece spindle can also be offset parallel to the tool spindle axis, for example for positioning from one hole to the next when producing several holes that lie on a pitch circle. There are also different design options for the workpiece holding unit. In many embodiments, the workpiece receiving unit has a drill bushing carrier, which is shown, for example, in FIG Combination with single-lip deep drilling tools can be used.

Manchmal wird anstelle eines Bohrbuchsenträgers ein Bohrölzuführapparat oder eine Werkzeugdurchführungsöffnung vorgesehen.Sometimes a drilling oil supply apparatus or a tool passage opening is provided in place of a drill bushing carrier.

Einer Spindelachse sind (wenigstens) zwei in Verschiebungsrichtung parallel zueinander versetzt angeordnete Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen zugeordnet. Bei entsprechender Auslegung des Querhubweges des Querschlittens kann erreicht werden, dass neben jeder Spindelachse an zwei in Verfahrrichtung gegenüberliegenden Seiten der Spindelachse jeweils eine Ladeposition existiert. Es können somit pro Spindelachse zwei zweite Positionen (Ladepositionen) an gegenüberliegenden Seiten der Spindelachse geschaffen werden, die jeweils im Wechsel miteinander genutzt werden können. Dadurch ist ein effizientes Be- und Entladen bei nur kurzen Querhubbewegungen des Querschlittens möglich. Die Be- und Entladevorgänge können zeitgleich bzw. zeitlich überlappend mit der Bohroperation, also hauptzeitparallel, durchgeführt werden.(At least) two workpiece pre-centering devices arranged offset to one another in the direction of displacement are assigned to a spindle axis. With an appropriate design of the cross travel of the cross slide, it can be achieved that, in addition to each spindle axis, there is a loading position on two opposite sides of the spindle axis in the direction of travel. Two second positions (loading positions) can thus be created for each spindle axis on opposite sides of the spindle axis, which can be used alternately with one another. This enables efficient loading and unloading with only short transverse stroke movements of the cross slide. The loading and unloading processes can be carried out at the same time or overlapping in time with the drilling operation, i.e. parallel to the main time.

Bei der Tiefbohrmaschine kann es sich um eine einspindlige Tiefbohrmaschine (mit nur einer einzigen Werkzeugspindel) oder um eine mehrspindlige Tiefbohrmaschine handeln. Manche Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Werkzeugspindeleinheit wenigstens zwei Werkzeugspindeln aufweist, die um zueinander parallele Spindelachsen drehbar sind, welche in einem Spindelabstand zueinander in einer Spindelebene liegen. Die Spindelebene verläuft vorzugsweise horizontal, so dass es sich um eine Horizontal-Tiefbohrmaschine handelt. Die Gegenhalteeinheit hat dann für jede Werkzeugspindel eine Werkstückaufnahme und die Werkstückaufnahmeeinheit hat für jede Werkzeugspindel eine Werkstückaufnahme sowie eine Durchführungsöffnung zum Hindurchführen eines Bohrwerkzeuges. Der Querschlitten ist bei diesen Ausführungsformen mittels des Verschiebeantriebs parallel zu der Spindelebene hin und her bewegbar und weist für jede der Werkzeugspindeln eine erste Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung und eine dazu parallele zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung auf, die jeweils durch Verschieben des Querschlittens in der Verschiebungsrichtung zwischen einer ersten Position und wenigstens einer zweiten Position hin und her bewegbar sind. Durch Erhöhung der Anzahl von parallel betreibbaren Werkzeugspindeln kann die Produktivität der Tiefbohrmaschine erhöht werden.The deep drilling machine can be a single-spindle deep drilling machine (with only a single tool spindle) or a multi-spindle deep drilling machine. Some embodiment is characterized in that the tool spindle unit has at least two tool spindles which can be rotated about mutually parallel spindle axes which are spaced apart from each other in a spindle plane. The spindle plane is preferably horizontal, so that it is a horizontal deep drilling machine. The counter-holding unit then has a workpiece holder for each tool spindle and the workpiece holder unit has a workpiece holder for each tool spindle and a feed-through opening for passing a drilling tool through. In these embodiments, the cross slide can be moved back and forth parallel to the spindle plane by means of the displacement drive and has a first workpiece pre-centering device for each of the tool spindles and a second workpiece pre-centering device parallel to it, each of which is set between a first workpiece by moving the cross slide in the direction of displacement Position and at least a second position can be moved back and forth. The productivity of the deep hole drilling machine can be increased by increasing the number of tool spindles that can be operated in parallel.

Es können mehr als zwei Werkzeugspindeln vorgesehen sein, z.B. drei oder vier. Mehr als zwei Werkzeugspindeln können z.B. dann sinnvoll sein, wenn man bei manueller Beladung die Produktivität erhöhen möchte. Vorzugsweise weist die Werkzeugspindeleinheit genau zwei Werkzeugspindeln auf, wodurch eine erhebliche Steigerung der Produktivität bei begrenztem Zusatzaufwand bei der Konstruktion möglich ist. Die Anzahl der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen ist vorzugsweise doppelt so groß wie die Anzahl der Werkzeugspindeln, so dass bei bevorzugten Ausführungsformen die Werkstück-Verschiebeeinheit genau vier zueinander parallele Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen aufweist.There can be more than two tool spindles, e.g. three or four. More than two tool spindles can be useful, for example, if you want to increase productivity with manual loading. The tool spindle unit preferably has exactly two tool spindles, as a result of which a considerable increase in productivity is possible with limited additional expenditure in the construction. The number of workpiece pre-centering devices is preferably twice as large as the number of tool spindles, so that in preferred embodiments the workpiece displacement unit has exactly four workpiece pre-centering devices that are parallel to one another.

Vorzugsweise ist bei einer mehrspindligen Tiefbohrmaschine die Konstruktion so gewählt, dass ein Querhubweg des Querschlittens kleiner als der Spindelabstand zwischen benachbarten Spindelachsen ist, so dass für jede der Spindelachsen eine zweite Position (also eine zum Beladen geeignete Ladeposition) in einem Zwischenbereich zwischen den Spindelachsen liegt. Bei einer mehrspindligen Tiefbohrmaschine kann somit ein schneller Werkstückwechsel mithilfe einer einzigen erforderlichen linearen Bewegung des Querschlittens in Verbindung mit einem direkten Be- und Entladen auf einem Zwischenplatz zwischen den Spindelachsen realisiert werden.In the case of a multi-spindle deep hole drilling machine, the construction is preferably chosen so that a transverse stroke path of the cross slide is smaller than the spindle distance between adjacent spindle axes, so that for each of the spindle axes a second position (i.e. a loading position suitable for loading) lies in an intermediate area between the spindle axes. In the case of a multi-spindle deep hole drilling machine, a quick workpiece change can be realized with the aid of a single required linear movement of the cross slide in connection with direct loading and unloading at an intermediate location between the spindle axes.

Gemäß einer Weiterbildung weist die Gegenhalteeinheit für jede Werkzeugspindel eine achsparallel mit dieser drehbare Werkstückspindel auf, an der die Werkstückaufnahme angebracht ist. Die Drehachse der Werkstückspindel kann koaxial zur Spindelachse (Drehachse der Werkzeugspindel) oder parallel versetzt zu dieser angeordnet sein. Vorzugsweise ist der Werkstückspindel ein eigener Spindelantrieb zur aktiven Drehung der Werkstückspindel zugeordnet. Bei koaxialer Anordnung von Werkzeugspindel und Werkstückspindel kann das Werkstück während der Tiefbohroperation mithilfe dieses Spindelantriebs aktiv gedreht werden, gegebenenfalls gegenläufig mit der Rotation des Tiefbohrwerkzeugs und/oder mit anderer Drehgeschwindigkeit. Bei parallel versetzter Anordnung kann die aktive Drehung der Werkstückspindel z.B. genutzt werden, um auf einem Teilkreis liegende Bohrungen in einem Werkstück nach und nach zur Bearbeitung koaxial zur Spindelachse der Werkzeugspindel zu positionieren.According to a further development, the counter-holding unit has a workpiece spindle which can be rotated axially parallel to this and to which the workpiece holder is attached, for each tool spindle. The axis of rotation of the workpiece spindle can be arranged coaxially to the spindle axis (axis of rotation of the tool spindle) or offset parallel to it. The workpiece spindle is preferably assigned its own spindle drive for active rotation of the workpiece spindle. With a coaxial arrangement of the tool spindle and the workpiece spindle, the workpiece can be actively rotated during the deep drilling operation with the aid of this spindle drive, possibly in the opposite direction to the rotation of the deep drilling tool and / or at a different rotational speed. In the case of a parallel offset arrangement, the active rotation of the workpiece spindle can be used, for example, to gradually position bores in a workpiece that are located on a pitch circle for machining coaxially to the spindle axis of the tool spindle.

Gemäß einer Weiterbildung sind die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen in Bezug auf ihre Lage am Querschlitten einstellbar. Beispielsweise kann eine stufenlose Höhenverstellung der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen vorgesehen sein. Hierdurch ist eine einfache Anpassung der Werkstück-Verschiebeeinrichtung an die Aufnahme von Werkstücken unterschiedlicher Dimensionen möglich.According to a further development, the workpiece pre-centering devices can be adjusted with regard to their position on the cross slide. For example, a stepless height adjustment of the workpiece pre-centering devices can be provided. This enables the workpiece displacement device to be easily adapted to accommodate workpieces of different dimensions.

Manche Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass eine Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung zwei Aufnahmestrukturen aufweist, die axial versetzt zueinander angeordnet sind und jeweils zwei in einem Winkel zueinander ausgerichtete Auflageflächen aufweisen derart, dass sich die Aufnahmestrukturen nach oben erweitern. Insbesondere können prismatisch gestaltete Aufnahmestrukturen vorgesehen sein, zum Beispiel mit einer sich nach oben öffnenden V-Form. Dadurch ist eine stabile Aufnahme von beispielsweise rotationssymmetrischen Werkstücken unterschiedlicher Durchmesser möglich. Diese liegen dann an linienhaften Kontaktstellen an den schrägen Auflageflächen an. Dadurch, dass ein axialer Abstand zwischen den Aufnahmestrukturen existiert, kann der Raum zwischen den Aufnahmestrukturen eine Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung zum Aufnehmen anderer Elemente genutzt werden, beispielsweise zur Unterbringung des Verschiebeantriebs. Die Aufnahmestrukturen können separat voneinander einstellbar sein.Some embodiments are characterized in that a workpiece pre-centering device has two receiving structures, which are arranged axially offset to one another and each have two bearing surfaces aligned at an angle to one another in such a way that the receiving structures widen upwards. In particular, prismatically designed receiving structures can be provided, for example with a V-shape opening upwards. This enables stable reception of, for example, rotationally symmetrical workpieces of different diameters. These then rest on linear contact points on the inclined support surfaces. Because there is an axial distance between the receiving structures, the space between the receiving structures can be used by a workpiece pre-centering device to accommodate other elements, for example to accommodate the displacement drive. The receiving structures can be set separately from one another.

Die Werkstück-Verschiebeeinheit kann an einer festen Position auf dem Maschinenbett montiert sein. Bei bevorzugten Ausführungsformen ist jedoch vorgesehen, dass die Werkstück-Verschiebeeinheit einen Basisschlitten aufweist, der auf dem Linearführungssystem linear verfahrbar ist, wobei der Basisschlitten den Querschlitten trägt. Mithilfe des Basisschlittens ist die axiale Position der Werkstück-Verschiebeeinheit stufenlos verstellbar, so dass beispielsweise für Werkstücke unterschiedlicher Länge die Werkstück-Verschiebeeinheit optimal positioniert werden kann.The workpiece displacement unit can be mounted in a fixed position on the machine bed. In preferred embodiments, however, it is provided that the workpiece displacement unit has a base slide which can be moved linearly on the linear guide system, the base slide carrying the cross slide. With the help of the basic slide, the axial position of the workpiece displacement unit can be continuously adjusted so that, for example, the workpiece displacement unit can be optimally positioned for workpieces of different lengths.

Bei manchen Ausführungsformen bilden der Querschlitten und die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen Bestandteile einer Wechseleinheit, die als komplette Baugruppe auswechselbar am Basisschlitten angebracht ist. Dadurch ist ein einfaches Umrüsten der Tiefbohrmaschine auf andere Werkstücktypen oder andere Werkstückdimensionen möglich.In some embodiments, the cross slide and the workpiece pre-centering devices form components of an interchangeable unit, which is attached to the basic slide as a complete assembly and can be exchanged. This enables the deep drilling machine to be easily converted to other workpiece types or other workpiece dimensions.

Bevorzugte Ausführungsformen sind dadurch gekennzeichnet, dass der Querschlitten für jede der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen wenigstens eine Werkstücklünette aufweist, wobei vorzugsweise jeder der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen zwei axial versetzt zueinander angeordnete Werkstücklünetten zugeordnet sind. Mithilfe einer Werkstücklünette kann ein beidseitig eingespanntes Werkstück im Bereich zwischen seinen Endabschnitten an wenigstens einer Stelle abgestützt werden, so dass eine Durchbiegung des Werkstücks und damit Bohrungsverlaufsfehler wirksam unterbunden werden können. Eine Ausstattung mit einer oder mehreren Werkstücklünetten kann besonders bei der Tiefbohrbearbeitung von relativ langen und/oder relativ dünnen Werkstücken vorteilhaft sein. Die Werkstück-Verschiebeeinheit erhält dadurch eine Doppelfunktion, da einerseits ein schneller Werkstückwechsel unterstützt wird und andererseits im Bohrbetrieb eine zuverlässige Werkstückunterstützung bereitgestellt wird.Preferred embodiments are characterized in that the cross slide has at least one workpiece steady rest for each of the workpiece precentering devices, two workpiece steadies arranged axially offset from one another preferably being assigned to each of the workpiece precentering devices. With the help of a workpiece steady rest, a workpiece clamped on both sides can be supported at at least one point in the area between its end sections, so that bending of the workpiece and thus errors in the course of the bore can be effectively prevented. Equipping with one or more workpiece steady rests can be particularly advantageous for deep drilling of relatively long and / or relatively thin workpieces. The workpiece displacement unit thereby has a double function, since on the one hand a quick workpiece change is supported and on the other hand reliable workpiece support is provided in the drilling operation.

Die Werkstücklünetten können als selbstzentrierende Werkstücklünetten ausgestaltet sein, insbesondere mit Abstützrollen, so dass sich das Werkstück während der Bohrbearbeitung drehen kann. Eine Werkstücklünette kann vorzugsweise zwischen einer geöffneten Konfiguration und einer geschlossenen Konfiguration automatisiert umgeschaltet werden, wobei in der geöffneten Konfiguration ein Einlegen eines Werkstücks in die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung oder eine Entnahme daraus möglich ist, während beim Übergang von der geöffneten Konfiguration zur geschlossenen Konfiguration die Lünette das Werkstück übernimmt und in einer zur Spindelachse zentrierten Position unterstützt.The workpiece steady rests can be designed as self-centering workpiece steady rests, in particular with support rollers, so that the workpiece can rotate during the drilling operation. A workpiece steady rest can preferably be switched automatically between an open configuration and a closed configuration, whereby in the open configuration it is possible to insert a workpiece into the workpiece precentering device or to remove it from it, while the steady rest does the transition from the open configuration to the closed configuration The workpiece takes over and is supported in a position centered on the spindle axis.

Die Verwendung einer Werkstück-Verschiebeeinheit an einer Tiefbohrmaschine der hier behandelten Art kann den Werkstückwechsel sowohl bei manueller Be- und Entladung als auch bei automatisierter Be- und Entladung erheblich vereinfachen und beschleunigen. Manche Ausführungsformen sind durch eine der Tiefbohrmaschine zugeordnete automatische Ladeeinrichtung zum automatisierten Be- und Entladen von in einer Ladeposition befindlichen Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen gekennzeichnet. Die Ladeeinrichtung kann beispielsweise eine Robotereinheit umfassen, insbesondere in Form eines Gelenkarmroboters. Eine Integration der Ladeeinrichtung mit der Tiefbohrmaschine kann so erfolgen, dass die Ladeeinrichtung aufgrund von Steuersignalen einer Steuereinheit der Tiefbohrmaschine gesteuert wird. Dadurch können die Arbeitsbewegungen der Ladeeinrichtung und der Werkstück-Verschiebeeinrichtung über die Steuereinheit der Tiefbohrmaschine oder alternativ durch Signalaustausch zwischen den Steuerungen von Tiefbohrmaschine und Ladeeinrichtung koordiniert werden.The use of a workpiece displacement unit on a deep hole drilling machine of the type dealt with here can considerably simplify and accelerate the workpiece change, both for manual loading and unloading and for automated loading and unloading. Some embodiments are characterized by an automatic loading device assigned to the deep drilling machine for the automated loading and unloading of workpiece pre-centering devices located in a loading position. The charging device can for example comprise a robot unit, in particular in the form of an articulated arm robot. The charging device can be integrated with the deep drilling machine in such a way that the charging device is controlled on the basis of control signals from a control unit of the deep drilling machine. As a result, the working movements of the loading device and the workpiece displacement device can be coordinated via the control unit of the deep drilling machine or, alternatively, by exchanging signals between the controls of the deep drilling machine and the loading device.

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 Teilansicht einer Tiefbohrmaschine gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
2 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Werkstück-Verschiebeeinheit zur Verwendung an einer zweispindligen Tiefbohrmaschine;
3 zeigt in den 3A bis 3H verschiedene Schritte bei Arbeitsbewegungen einer Werkstück-Verschiebeeinheit an einer zweispindligen Tiefbohrmaschine gemäß einem Ausführungsbeispiel; und
4 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Werkstück-Verschiebeeinheit zur Verwendung bei einer zweispindligen Tiefbohrmaschine.

Further advantages and aspects of the invention emerge from the claims and from the following description of preferred exemplary embodiments of the invention, which are explained below with reference to the figures.

1 shows an oblique perspective partial view of a deep drilling machine according to an embodiment of the invention;
2 shows an oblique perspective view of a workpiece displacement unit for use on a two-spindle deep drilling machine;
3 shows in the 3A to 3H various steps in the work movements of a workpiece displacement unit on a two-spindle deep drilling machine according to an embodiment; and
4th shows an oblique perspective view of another embodiment of a workpiece displacement unit for use in a two-spindle deep drilling machine.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS

In 1 ist eine schrägperspektivische Teilansicht einer Tiefbohrmaschine 100 gemäß einem Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Tiefbohrmaschine 100 ist als zweispindlige Horizontal-Tiefbohrmaschine ausgelegt. Die Tiefbohrmaschine 100 hat ein Maschinenbett 102, welches in Längsrichtung (z-Richtung des Maschinenkoordinatensystems MKS) mehrfach länger ist als in der senkrecht dazu verlaufenden Querrichtung (x-Richtung des Maschinenkoordinatensystems). Auf der Oberseite des Maschinenbetts ist ein Linearführungssystem 104 mit zwei zueinander parallelen Führungsschienen 104-1, 104-2 befestigt. Das Linearführungssystem trägt eine Werkzeugspindeleinheit 110, die mithilfe eines elektromechanischen Antriebs auf dem Linearführungssystem in Längsrichtung der Tiefbohrmaschine gesteuert verfahrbar ist. Die Werkzeugspindeleinheit 110 weist genau zwei Werkzeugspindeln auf, nämlich eine näher an der dargestellten Bedienseite liegende erste Werkzeugspindel 112-1 und eine zweite Werkzeugspindel 112-2, die jeweils über einen eigenen Spindelantrieb 113-1, 113-2 um ihre jeweilige Spindelachse (erste Spindelachse 115-1 bzw. zweite Spindelachse 115-2) drehbar sind. Die horizontal verlaufenden Spindelachsen liegen in einer gemeinsamen, horizontalen Spindelebene 118 in einem Spindelabstand 117 zueinander. Jede der Werkzeugspindeln weist an ihrem freien Ende eine Werkzeugaufnahme 116-1, 116-2 zur Aufnahme jeweils eines Tiefbohrwerkzeugs auf.In 1 Figure 3 is a partial oblique perspective view of a deep hole drilling machine 100 shown according to an embodiment. The deep drilling machine 100 is designed as a two-spindle horizontal deep drilling machine. The deep drilling machine 100 has a machine bed 102 , which is several times longer in the longitudinal direction (z-direction of the machine coordinate system MKS) than in the transverse direction running perpendicular thereto (x-direction of the machine coordinate system). There is a linear guide system on the top of the machine bed 104 with two parallel guide rails 104-1 , 104-2 attached. The linear guide system carries a tool spindle unit 110 , which can be moved in a controlled manner in the longitudinal direction of the deep drilling machine using an electromechanical drive on the linear guide system. The tool spindle unit 110 has exactly two tool spindles, namely a first tool spindle which is closer to the operating side shown 112-1 and a second tool spindle 112-2 , each with its own spindle drive 113-1 , 113-2 around their respective spindle axis (first spindle axis 115-1 or second spindle axis 115-2 ) are rotatable. The horizontally running spindle axes lie in a common, horizontal spindle plane 118 at a spindle distance 117 to each other. Each of the tool spindles has a tool holder at its free end 116-1 , 116-2 for receiving a deep drilling tool.

Die Tiefbohrmaschine ist dafür ausgelegt, die zu bohrenden Werkstücke jeweils an zwei gegenüberliegenden Endabschnitten so aufzunehmen, dass die mit einer Tieflochbohrung zu versehenden Abschnitte der Werkstücke koaxial zu den Spindelachsen liegen. Hierzu ist mit Abstand vor der Werkzeugspindeleinheit eine Werkstückaufnahmeeinheit 130 in Form eines Bohrbuchsenträgers 130 sowie in weiterem Abstand zur Werkzeugspindeleinheit 110 eine Gegenhalteeinheit 120 vorgesehen. Der Bohrbuchsenträger 130 ist fest auf dem Maschinenbett montiert. Die Gegenhalteeinheit 120 ist auf einem Schlitten angebracht, der linear auf dem Linearführungssystem 104 verfahrbar ist, so dass der Abstand zwischen Werkstückaufnahmeeinheit 130 und Gegenhalteeinheit 120 stufenlos verstellbar ist. Dadurch ist die Tiefbohrmaschine leicht an unterschiedliche Werkstückdimensionen und Werkzeugtypen anpassbar.The deep drilling machine is designed to receive the workpieces to be drilled in each case at two opposite end sections in such a way that the sections of the workpieces to be provided with a deep hole are coaxial with the spindle axes. For this purpose, there is a workpiece holding unit at a distance in front of the tool spindle unit 130 in the form of a drill bush carrier 130 as well as at a further distance from the tool spindle unit 110 a counter holding unit 120 intended. The drill bushing carrier 130 is firmly mounted on the machine bed. The counter holding unit 120 is mounted on a slide, which is linear on the linear guide system 104 is movable, so that the distance between the workpiece receiving unit 130 and counter holding unit 120 is continuously adjustable. This means that the deep hole drilling machine can be easily adapted to different workpiece dimensions and tool types.

Die Gegenhalteeinheit 120 weist für jede der Werkzeugspindeln 112-1, 112-2 eine Werkstückspindel 122-1, 122-2 auf, die innerhalb eines Spindelkastens koaxial zur zugehörigen Spindelachse drehbar gelagert ist. Jeder der Werkstückspindeln ist mithilfe eines eigenen Spindelantriebs 123-1, 123-2 um ihre Spindelachse drehbar, wobei die Spindelantriebe hinsichtlich Drehgeschwindigkeit und Drehrichtung und Position steuerbar sind. Jede der Werkstückspindeln hat an derjenigen Seite, die der Werkzeugspindeleinheit 110 zugewandt ist, eine Werkstückaufnahme 126-1 bzw. 126-2, die jeweils dafür vorgesehen ist, einen werkzeugfernen ersten Endabschnitt eines Werkstücks W aufzunehmen und einzuspannen.The counter holding unit 120 assigns for each of the tool spindles 112-1 , 112-2 a workpiece spindle 122-1 , 122-2 which is rotatably mounted within a headstock coaxially to the associated spindle axis. Each of the workpiece spindles is using its own spindle drive 123-1 , 123-2 rotatable about its spindle axis, the spindle drives being controllable in terms of speed and direction of rotation and position. Each of the workpiece spindles has on the side that the tool spindle unit 110 is facing a workpiece holder 126-1 or. 126-2 , which is each provided for, a tool-remote first end portion of a workpiece W. take up and clamp.

Die Werkstückaufnahmeeinheit 130 bzw. der Bohrbuchsenträger 130 weist an der der Gegenhalteeinheit 120 zugewandten Seite ebenfalls für jede der Werkzeugspindeln eine eigene Werkstückaufnahme 136-1, 136-2 auf, die jeweils zum Aufnehmen des dem ersten Endabschnitt gegenüberliegenden, werkzeugnahen zweiten Endabschnitts des Werkstücks ausgelegt ist. Die Werkstückaufnahmeeinheit 130 hat weiterhin für jede der Spindelachsen eine Durchführungsöffnung zum Hindurchführen des jeweils an der Werkzeugspindel aufgenommenen Bohrwerkzeugs. Da Aufbau und Funktion von Bohrbuchsenträgern oder ähnlichen Einrichtungen, wie Bohrölzuführapparaten, dem Fachmann bekannt sind, wird hier auf eine weitergehende Beschreibung verzichtet.The workpiece holding unit 130 or the drill bush carrier 130 points to the counter holding unit 120 The side facing it also has its own workpiece holder for each of the tool spindles 136-1 , 136-2 each of which is designed to receive the second end section of the workpiece opposite the first end section and near the tool. The workpiece holding unit 130 furthermore has a feed-through opening for each of the spindle axes for passing the drilling tool received on the tool spindle. Since the structure and function of drill bushing supports or similar devices, such as drilling oil supply devices, are known to the person skilled in the art, a more detailed description is dispensed with here.

Die Tiefbohrmaschine 100 ist mit Einrichtungen für einen teilautomatisierten oder vollautomatisierten Werkstückwechsel ausgestattet. Ein wesentlicher Bestandteil der Automatisierungseinrichtungen ist eine Werkstück-Verschiebeeinheit 200, die in die Tiefbohrmaschine integriert ist und zwischen der Gegenhalteeinheit 120 und der Werkstückaufnahmeeinheit 130 angeordnet ist. Konstruktive Details und die Arbeitsweise der Werkstück-Verschiebeeinheit 200 werden unter anderem im Zusammenhang mit den 1, 2 und 3 näher erläutert. 4 zeigt eine alternative Ausführungsform einer Werkstück-Verschiebeeinheit.The deep drilling machine 100 is equipped with facilities for a partially or fully automated workpiece change. A workpiece displacement unit is an essential part of the automation equipment 200 , which is integrated in the deep hole drilling machine and between the counter holding unit 120 and the workpiece holding unit 130 is arranged. Construction details and the mode of operation of the workpiece displacement unit 200 are, among other things, in connection with the 1 , 2 and 3 explained in more detail. 4th shows an alternative embodiment of a workpiece displacement unit.

Die Werkstück-Verschiebeeinheit 200 weist einen Basisschlitten 202 auf, der an seiner Unterseite Gleitschuhe aufweist, die auf den Führungsschienen des Linearführungssystems 104 laufen, so dass der Basisschlitten auf dem Linearführungssystem in Längsrichtung des Maschinenkoordinatensystems (z-Richtung) verfahrbar ist. An seiner Oberseite trägt der Basisschlitten 202 einen Querschlitten 210, der auf entsprechend ausgerichteten horizontalen Führungsschienen in einer senkrecht zu den Spindelachsen 115-1, 115-2 verlaufenden, horizontalen Verschiebungsrichtung 215 hin und her verschiebbar ist. Zur Erzeugung dieser Pendelbewegung bzw. Hin- und Her-Bewegung ist ein in die Werkstück-Verschiebeeinheit 200 integrierter Verschiebeantrieb 212 vorgesehen. Dieser weist einen horizontal liegenden hydraulisch betätigbaren Zylinder 213 auf, der fest am Querschlitten montiert ist. In dem Zylinder 213 bewegt sich ein Kolben, an dem eine nach außen geführte Kolbenstange 214 befestigt ist, deren freies Ende an einem fest mit dem Basisschlitten 202 verbundenen Lagerelement 203 befestigt ist. Mithilfe des Verschiebeantriebs ist der Querschlitten zwischen zwei definierten Endlagen hin- und her über einen Querhubweg 217 verschiebbarThe workpiece displacement unit 200 has a base slide 202 on, which has sliding shoes on its underside, which are on the guide rails of the linear guide system 104 run so that the base slide can be moved on the linear guide system in the longitudinal direction of the machine coordinate system (z-direction). The base slide carries on its upper side 202 a cross slide 210 , the on appropriately aligned horizontal guide rails in a perpendicular to the spindle axes 115-1 , 115-2 running, horizontal displacement direction 215 can be moved back and forth. In order to generate this pendulum movement or to and fro movement, an in the workpiece displacement unit 200 integrated shift drive 212 intended. This has a horizontally lying hydraulically operated cylinder 213 which is firmly mounted on the cross slide. In the cylinder 213 a piston moves on which an outwardly guided piston rod 214 is attached, the free end of which is firmly attached to the base slide 202 connected bearing element 203 is attached. With the help of the sliding drive, the cross slide can be moved back and forth between two defined end positions via a cross stroke 217 movable

Der Querschlitten 210 weist eine horizontale Schlittenplatte 230 auf, die an ihrer Oberseite zwei in Querrichtung langgestreckte, vertikal stehende Rahmenelemente 232-1, 232-2 trägt, die in Längsrichtung (z-Richtung) einen Abstand zueinander aufweisen und durch mehrere in Längsrichtung verlaufende Verbindungsrippen 233 miteinander verbunden sind, so dass sich eine stabile Rahmenkonstruktion ergibt. Der Verschiebeantrieb 212 ist im Bauraum zwischen den beiden Rahmenelementen 232-1, 232-2 angeordnet.The cross slide 210 has a horizontal slide plate 230 on, the two in the transverse direction elongated, vertically standing frame elements on their upper side 232-1 , 232-2 carries, which have a distance from one another in the longitudinal direction (z-direction) and by a plurality of connecting ribs extending in the longitudinal direction 233 are connected to each other, so that a stable frame structure results. The shift drive 212 is in the installation space between the two frame elements 232-1 , 232-2 arranged.

Der Querschlitten 210 weist insgesamt vier Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen auf, und zwar für jede der beiden Werkzeugspindeln zwei zueinander parallel liegende Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen, nämlich eine erste Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-1 und eine dazu parallele zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-2. Jede der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen kann durch Verschieben des Querschlittens 210 in Verschiebungsrichtung 215 um den Querhubweg 217 zwischen zwei Positionen unterschiedlicher Funktion hin und her bewegt werden, nämlich zwischen einer Einspannposition und wenigstens einer Ladeposition. Wenn sich eine Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung in der Einspannposition befindet, ist ein durch die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung getragenes Werkstück im Wesentlichen bohrbereit zur zugeordneten Spindelachse ausgerichtet. Dies bedeutet, dass sich derjenige Bereich, in dem später die Bohrungsachse der zu erzeugenden Bohrung liegt, bereits in der Nähe der Spindelachse liegt, wobei eine exakt koaxiale Ausrichtung zwar möglich, aber nicht notwendig ist. Der Begriff „Vorzentrierung“ drückt hierbei aus, dass eine Zentrierung schon ungefähr gegeben sein sollte, eine exakte Zentrierung jedoch noch nicht erforderlich ist. Befindet sich dagegen die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung in einer Ladeposition, so befindet sie sich neben der zugeordneten Spindelachse in der Weise, dass die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung, wenn sie leer ist, mit einem noch nicht bearbeitenden Werkstück (Rohteil) beladen werden kann oder, wenn die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung ein bereits gebohrtes Werkstück (Fertigteil) trägt, dieses aus der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung entnommen bzw. entladen werden kann. Diese Be- und Entladevorgänge können jedenfalls bei vollautomatisierten Tiefbohrmaschinen zeitlich überlappend mit gleichzeitig dazu ablaufenden Bohroperationen an eingespannten Werkstücken stattfinden.The cross slide 210 has a total of four workpiece pre-centering devices, namely two workpiece pre-centering devices lying parallel to one another for each of the two tool spindles, namely a first workpiece pre-centering device 220-1 and a second workpiece pre-centering device parallel thereto 220-2 . Each of the workpiece pre-centering devices can be moved by moving the cross slide 210 in the direction of displacement 215 around the cross stroke 217 be moved back and forth between two positions of different functions, namely between a clamping position and at least one loading position. When a workpiece pre-centering device is in the clamping position, a workpiece carried by the workpiece pre-centering device is aligned essentially ready for drilling to the assigned spindle axis. This means that the area in which the bore axis of the bore to be generated later lies is already in the vicinity of the spindle axis, an exactly coaxial alignment being possible, but not necessary. The term “pre-centering” expresses that centering should already be approximate, but exact centering is not yet required. If, on the other hand, the workpiece pre-centering device is in a loading position, it is located next to the assigned spindle axis in such a way that the workpiece pre-centering device, if it is empty, can be loaded with a workpiece (blank) that has not yet been processed or, if the Workpiece pre-centering device carries an already drilled workpiece (finished part), which can be removed from or unloaded from the workpiece pre-centering device. In the case of fully automated deep hole drilling machines, these loading and unloading processes can in any case take place at a time overlapping with drilling operations running at the same time on clamped workpieces.

Um eine Vorzentrierung mit ausreichender Positionsgenauigkeit sowie ein einfaches Be- und Entladen der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen zu erleichtern, hat jede der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen im Ausführungsbeispiel von 2 zwei mit axialem Abstand zueinander angeordnete, jeweils V-förmige Aufnahmestrukturen 222. Durch den in z-Richtung gegebenen axialen Abstand wird sichergestellt, dass eine Verkippung aufgelegter Werkstücke in Längsrichtung vermieden oder wenigstens erschwert wird. Außerdem ergibt sich Bauraum zwischen den Aufnahmestrukturen, der im Beispielsfall unter anderem zur Unterbringung des Verschiebeantriebs 212 genutzt wird. Die sich nach oben öffnende V-Form der Aufnahmestrukturen 222 bietet jeweils zwei im Winkel zueinander ausgerichtete schräge Auflageflächen 223, die z.B. bei rotationssymmetrischen Werkstücken eine automatische Zentrierung beim Einlegen bewirken. Werkstücke mit zylindrischer Außenkontur liegen dabei jeweils nur entlang linienhaft schmaler Kontaktflächen an den Auflageflächen an. Es können mit ein- und derselben Aufnahmestruktur Werkstücke unterschiedlicher Außendurchmesser aufgenommen werden. Um dennoch eine ungefähre Zentrierung aufgenommener Werkstücke in Bezug auf die Spindelachse zu erreichen, sind die Aufnahmestrukturen in Bezug auf die tragenden Strukturen des Querschlittens 210 stufenlos höhenverstellbar. Plattenförmige Elemente, an denen die V-förmigen Aufnahmestrukturen ausgebildet sind, sind darüber hinaus leicht auswechselbar, so dass die Werkstück-Verschiebeeinheit 200 auf einfache Weise an unterschiedliche Werkstückdimensionen angepasst werden kann.In order to facilitate pre-centering with sufficient positional accuracy and simple loading and unloading of the workpiece pre-centering devices, each of the workpiece pre-centering devices in the embodiment of FIG 2 two axially spaced apart, each V-shaped receiving structures 222 . The axial distance given in the z-direction ensures that tilting of the workpieces placed on it is avoided or at least made more difficult in the longitudinal direction. In addition, there is installation space between the receiving structures, which in the example case, among other things, is used to accommodate the displacement drive 212 is being used. The upwardly opening V-shape of the receiving structures 222 offers two inclined support surfaces that are aligned at an angle to each other 223 which, for example, cause automatic centering when inserting rotationally symmetrical workpieces. Workpieces with a cylindrical outer contour are only in contact with the support surfaces along linearly narrow contact surfaces. Workpieces of different outside diameters can be accommodated with one and the same mounting structure. In order to achieve an approximate centering of the workpieces picked up in relation to the spindle axis, the pick-up structures are in relation to the supporting structures of the cross slide 210 infinitely adjustable in height. Plate-shaped elements, on which the V-shaped receiving structures are formed, are also easily exchangeable, so that the workpiece displacement unit 200 can be easily adapted to different workpiece dimensions.

Eine Besonderheit des Querschlittens 210 gemäß dieser Ausführungsform besteht darin, dass der Querschlitten für jede der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen zwei mit axialem Abstand zueinander angeordnete Werkstücklünetten 260-1, 260-2 aufweist. Jede der Werkstücklünetten ist als selbstzentrierende Werkstücklünette ausgelegt und hat zwei verschwenkbare Lünettenhebel, die an ihren freien Enden jeweils eine Abstützrolle tragen. Die Werkstücklünetten können über geeignete Antriebe zwischen der in 2 dargestellten geöffneten Konfiguration und einer geschlossenen Konfiguration umgeschaltet werden. In der geöffneten Konfiguration ist der lichte Abstand zwischen den einander zugewandten Seiten der Abstützrollen größer als der Außendurchmesser des einzulegenden Werkstücks, so dass ein Werkstück ohne Kollision mit der Werkstücklünette in eine Werkstück-Vorzentriereinrichtung eingelegt oder aus dieser entnommen werden kann. In der geschlossenen Konfiguration bietet die Werkstücklünette eine exakte Positionierung des aufgenommenen Werkstücks in Bezug auf die zugeordnete Spindelachse sowie eine Abstützung des Werkstücks am Ort der Werkstücklünette, so dass insbesondere bei sehr langen und/oder dünnen Werkstücken eine Durchbiegung des Werkstücks durch die Unterstützung mittels der Werkstücklünette vermieden werden kann.A special feature of the cross slide 210 According to this embodiment, the cross slide for each of the workpiece pre-centering devices has two workpiece steady rests arranged at an axial distance from one another 260-1 , 260-2 having. Each of the workpiece steadies is designed as a self-centering workpiece steady rest and has two pivotable steady rest levers, each of which has a support roller at its free end. The workpiece steady rests can be switched between the in 2 shown open configuration and a closed configuration can be switched. In the open configuration, the clear distance between the facing sides of the support rollers is greater than the outer diameter of the workpiece to be inserted, so that a workpiece can be inserted into or removed from a workpiece precentering device without colliding with the workpiece steady rest. In the closed configuration, the workpiece steady rest offers exact positioning of the recorded workpiece in relation to the assigned spindle axis as well as a support of the workpiece at the location of the workpiece steady rest, so that, in particular with very long and / or thin workpieces, bending of the workpiece can be avoided by the support of the workpiece steady rest.

Die Werkstücklünetten sind jeweils an der Außenseite der zugehörigen Rahmenelemente 232-1, 232-2 zwischen diesen und den außen liegenden V-förmigen Aufnahmestrukturen der Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen eingebaut. Geeignete Werkstücklünetten sind als Zukaufteil verfügbar und werden daher hier nicht näher beschrieben. Eine Werkstück-Verschiebeeinheit, die zusätzlich zu den Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen auch noch Werkstücklünetten aufweist, bietet mehrere für die Tiefbohrbearbeitung wichtige Funktionen, nämlich einerseits die Funktionen im Zusammenhang mit dem Werkstückwechsel und andererseits die Funktionen im Zusammenhang mit der Werkstückabstützung während des Bohrbetriebs.The workpiece steady rests are each on the outside of the associated frame elements 232-1 , 232-2 installed between these and the external V-shaped receiving structures of the workpiece pre-centering devices. Suitable workpiece steady rests are available as purchased parts and are therefore not described in more detail here. A workpiece displacement unit, which, in addition to the workpiece pre-centering devices, also has workpiece steady rests, offers several functions that are important for deep drilling, namely on the one hand the functions in connection with the workpiece change and on the other hand the functions in connection with the workpiece support during drilling operation.

Sämtliche Antriebe der Tiefbohrmaschine 100 werden durch eine (nicht dargestellte) computernumerische Steuereinheit der Tiefbohrmaschine gesteuert, so dass koordinierte Arbeitsbewegungen möglich sind.All drives of the deep drilling machine 100 are controlled by a computer-numerical control unit (not shown) of the deep drilling machine, so that coordinated work movements are possible.

Im Zusammenhang mit den 3A bis 3H wird nun eine Verwendungsmöglichkeit einer Werkstück-Verschiebeeinheit 200 bei einer zweispindligen Horizontal-Tiefbohrmaschine näher erläutert. Die Werkstück-Verschiebeeinheit 200 kann identisch oder ähnlich wie die Werkstück-Verschiebeeinheit gemäß 2 aufgebaut sein. In den Teilfiguren ist jeweils ein senkrechter Schnitt durch den Querschlitten 210 und die damit gehandhabten Werkstücke W senkrecht zu den Spindelachsen 115-1, 115-2 dargestellt. Ein Werkstück mit schraffierter Schnittebene stellt ein Werkstück in einer ersten Position oder bei der Bearbeitung dar. Die erste Position wird hier auch als Einspannposition bezeichnet. Dabei verläuft die jeweilige Spindelachse bereits durch das Werkstück. Ein Werkstückschnitt ohne Schraffur stellt ein Werkstück in einer zweiten Position dar, die im Beispielsfall eine Ladeposition ist. In dieser Position ist ein Beladen oder Entladen möglich. Das Werkstück ist dann mit Abstand neben einer Spindelachse angeordnet. Der Querschlitten bewegt sich jeweils in seinen Bewegungsphasen (horizontaler Pfeil) parallel zur horizontalen Verschiebungsrichtung 215 um einen Querhubweg 217, der geringer ist als der Spindelabstand 117. Detailliert beschrieben werden jeweils die Vorgänge im Bereich der ersten Werkzeugspindel 115-1, die näher an der in 1 vorne sichtbaren Bedienseite liegt. Analoge Vorgänge laufen im Bereich der zweiten Spindelachse ab.In connection with the 3A to 3H is now a possible use of a workpiece displacement unit 200 explained in more detail for a two-spindle horizontal deep drilling machine. The workpiece displacement unit 200 can be identical or similar to the workpiece displacement unit according to 2 be constructed. In each of the sub-figures there is a vertical section through the cross slide 210 and the workpieces handled with it W. perpendicular to the spindle axes 115-1 , 115-2 shown. A workpiece with a hatched cutting plane represents a workpiece in a first position or during processing. The first position is also referred to here as the clamping position. The respective spindle axis already runs through the workpiece. A workpiece cut without hatching represents a workpiece in a second position, which in the example is a loading position. Loading or unloading is possible in this position. The workpiece is then arranged at a distance next to a spindle axis. The cross slide moves in its phases of movement (horizontal arrow) parallel to the horizontal direction of displacement 215 by a cross stroke 217 which is less than the spindle distance 117 . The processes in the area of the first tool spindle are described in detail 115-1 that are closer to the in 1 operating side visible at the front. Similar processes take place in the area of the second spindle axis.

Der dargestellte Zyklus beginnt bei dem in 3A gezeigten Schritt S1, bei dem sich der Querschlitten 210 an seinem ersten Endanschlag auf der Bedienseite befindet. Die zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-2 befindet sich im Bereich der ersten Spindelachse 115-1 in einer ersten Position P1, die bei eingelegtem Werkstück ein Einspannen ermöglichen würde und daher auch als Einspannposition bezeichnet wird. In der dargestellten Situation ist die zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung noch leer. Die der Bedienerseite nähere erste Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-1 befindet sich in einer ersten Ladeposition P2-1, in der ein Be- und Entladen (vertikaler Doppelpfeil) möglich ist. Im Beispielsfall wird die erste Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-1 mit einem noch nicht bearbeiteten Werkstück beladen.The cycle shown begins with the in 3A Step S1 shown, in which the cross slide 210 is at its first end stop on the operating side. The second workpiece pre-centering device 220-2 is located in the area of the first spindle axis 115-1 in a first position P1 which would enable clamping with an inserted workpiece and is therefore also referred to as the clamping position. In the situation shown, the second workpiece pre-centering device is still empty. The first workpiece pre-centering device closer to the operator side 220-1 is in a first loading position P2-1 , in which loading and unloading (vertical double arrow) is possible. In the example, the first workpiece pre-centering device 220-1 loaded with a workpiece that has not yet been machined.

Dann verfährt der Querschlitten in Verschiebungsrichtung von der Bedienseite weg zu seinem hinteren Endanschlag, so dass sich die Situation in 3B mit dem Schritt S2 ergibt. Im Schritt S2 befindet sich die erste Werkstück-Vorzentriereinrichtung 220-1 mit dem vorher aufgelegten Werkstück nun in der Einspannposition P1, bei der das Werkstück in Bezug auf die erste Spindelachse 115-1 vorzentriert ist. Durch diesen Querhub wird die zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-2 von der Einspannposition in eine Ladeposition zweite P2-2 verfahren, die sich im Zwischenbereich zwischen den beiden Spindelachsen 115-1 und 115-2 befindet. Die sichtbare Werkstücklünette 260-2 ist noch geöffnet. Das Werkstück kann nun an beiden Enden in den zugeordneten Werkstückaufnahmen aufgenommen und dadurch zentriert werden.Then the cross slide moves in the direction of displacement away from the operating side to its rear end stop, so that the situation becomes 3B with step S2 results. The first workpiece pre-centering device is located in step S2 220-1 with the previously placed workpiece now in the clamping position P1 where the workpiece is in relation to the first spindle axis 115-1 is pre-centered. This transverse stroke creates the second workpiece pre-centering device 220-2 from the clamping position to a loading position second P2-2 move in the intermediate area between the two spindle axes 115-1 and 115-2 is located. The visible workpiece steady rest 260-2 is still open. The workpiece can now be received at both ends in the assigned workpiece holders and thus centered.

In einem nachfolgenden Schritt S3 (3C) werden dann die Werkstücklünetten an den mit Werkstücken beladenen Werkstück-Vorzentriereinrichtungen geschlossen, so dass das Werkstück nicht nur in Bezug auf die Spindelachse zentriert, sondern auch zwischen den eingespannten Enden noch an zwei Positionen abgestützt ist, sich aber drehen kann.In a subsequent step S3 ( 3C ) then the workpiece steady rests on the workpiece pre-centering devices loaded with workpieces are closed so that the workpiece is not only centered in relation to the spindle axis, but is also supported in two positions between the clamped ends, but can rotate.

Bei dem in 3D gezeigten Schritt S4 wird das an der ersten Spindelachse 115-1 eingespannte und zentrierte Werkstück bearbeitet und dabei durch Antreiben der Werkstückspindel an der Gegenhalteeinrichtung um seine Achse entweder gleichsinnig mit dem Tiefbohrwerkzeug und gegensinnig damit gedreht. Diese Drehbewegung kann bei anderen Verfahren entfallen. Zeitgleich mit dieser Tiefbohrbearbeitung kann nun die zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-2, die sich zwischen den Spindelachsen befindet, mit einem noch nicht bearbeiteten Werkstück beladen werden. Sollte die zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung bereits ein fertig bearbeitetes Werkstück getragen haben, so kann dieses im Schritt S4 entladen und durch ein noch nicht bearbeitetes Rohteil ersetzt werden.The in 3D Step S4 shown is that on the first spindle axis 115-1 The clamped and centered workpiece is machined and thereby rotated by driving the workpiece spindle on the counter-holding device about its axis either in the same direction as the deep drilling tool and in the opposite direction with it. This rotary movement can be omitted with other methods. The second workpiece pre-centering device can now be used at the same time as this deep drilling 220-2 , which is located between the spindle axes, can be loaded with a workpiece that has not yet been machined. If the second workpiece pre-centering device has already carried a finished workpiece, this can be unloaded in step S4 and replaced by a raw part that has not yet been machined.

Nach Abschluss der Bohrbearbeitung an der ersten Spindelachse 115-1 kann die Werkstückdrehung beendet und die zugehörigen Werkstücklünetten zur Freigabe des Werkstücks können geöffnet werden. Dieser Schritt S5 ist in 3E gezeigt.After completing the drilling operation on the first spindle axis 115-1 the workpiece rotation can be ended and the associated workpiece steady rests for releasing the workpiece can be opened. This step S5 is in 3E shown.

Danach wird der Querschlitten mittels des Verschiebeantriebs um den Querhub 217 in seinen vorderen Endanschlag auf der Bedienseite verfahren (Schritt S6 ist in 3F), so dass wieder die zweite Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-2 im Bereich der ersten Spindelachse 115-1 liegt. Das zuvor bearbeitete Werkstück liegt dann in der ersten Ladeposition P2-1 an der Bedienerseite.Then the cross slide is moved by the cross stroke by means of the sliding drive 217 move to its front end stop on the operating side (step S6 is in 3F) so that again the second workpiece pre-centering device 220-2 in the area of the first spindle axis 115-1 lies. The previously processed workpiece is then in the first loading position P2-1 on the operator side.

Im nachfolgenden Schritt S7 (3G) werden dann die Werkstücklünetten, die zur zweiten Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung 220-2 gehören, geschlossen, um eine Werkstückabstützung zwischen den eingespannten Enden zu erreichen.In the following step S7 ( 3G) then the workpiece steady rests that are used for the second workpiece pre-centering device 220-2 belong, closed in order to achieve a workpiece support between the clamped ends.

In Schritt S8 (3H) wird das an der ersten Spindelachse 115-1 eingespannte Werkstück dann bearbeitet und dabei gleichzeitig um seine Werkstückachse rotiert. Gleichzeitig bzw. zeitlich überlappend mit der Bearbeitung kann das bereits bearbeitete Werkstück, das sich nun an der vorderen Ladeposition P2-1 an der Bedienerseite befindet, entladen und durch ein neues, noch nicht bearbeitetes Rohteil ersetzt werden.In step S8 ( 3H) this is done on the first spindle axis 115-1 The clamped workpiece is then machined and rotated around its workpiece axis at the same time. At the same time or at a time overlapping with the machining, the already machined workpiece, which is now at the front loading position P2-1 located on the operator's side, unloaded and replaced by a new, not yet machined blank.

Das Be- und Entladen der in Ladeposition befindlichen Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen erfolgt bei der soeben beschriebenen Verfahrensvariante automatisiert mithilfe einer nicht dargestellten Robotereinheit. Diese ermöglicht eine Bestückung oder Entladung des Querschlittens 210 zeitgleich mit der Bohrbearbeitung an anderen Positionen ohne Gefährdung eines Bedieners. Ein exemplarischer Ablauf kann so beschrieben werden, dass zu einem gewissen Zeitpunkt die Tiefbohrmaschine zwei Werkstücke synchron bearbeitet. Zeitgleich damit können zwei mit Bohrungen versehene Fertigteile entnommen und danach zwei Rohteile in die dann frei gewordenen Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen bestückt werden. Ist die Hauptbearbeitung beendet, werden die gebohrten Werkstücke entspannt und quer zur Hauptspindelrichtung, also quer zur Längsrichtung, mithilfe des Querschlittens verfahren. Dann beginnt die Tiefbohrmaschine mit der Bearbeitung der zuvor bestückten Werkstücke. Zeitgleich damit können zwei Fertigteile entnommen und zwei noch nicht gebohrte Rohteile bestückt werden. Dieser Zyklus kann beliebig oft wiederholt werden. Dadurch kann eine Tiefbohrbearbeitung mit hoher Produktivität bei sehr geringen, für die Be- und Entladung benötigten Nebenzeiten erreicht werden.In the process variant just described, the loading and unloading of the workpiece pre-centering devices in the loading position takes place in an automated manner with the aid of a robot unit (not shown). This enables the cross slide to be loaded or unloaded 210 at the same time as drilling in other positions without endangering the operator. An exemplary process can be described in such a way that at a certain point in time the deep drilling machine machines two workpieces synchronously. At the same time, two prefabricated parts provided with holes can be removed and then two raw parts can be fitted into the workpiece pre-centering devices that have then become free. When the main machining is finished, the drilled workpieces are relaxed and moved transversely to the main spindle direction, i.e. transversely to the longitudinal direction, with the aid of the cross slide. Then the deep hole drilling machine starts machining the previously tipped workpieces. At the same time, two finished parts can be removed and two raw parts that have not yet been drilled can be fitted. This cycle can be repeated as often as required. As a result, deep drilling can be achieved with high productivity with very little non-productive times required for loading and unloading.

Das Konzept mit dem Querschlitten kann auch bei manueller Bestückung genutzt werden, um die Produktivität zu erhöhen. Hierbei ist zu beachten, dass aus Sicherheitsgründen eine manuelle Be- und Entladung nur dann erfolgen sollte, wenn die Tiefbohrmaschine nicht im Bohrbetrieb ist. Die Be- und Entladung sollte also nicht zeitgleich mit der Bohrbearbeitung stattfinden. Bei einer manuellen Bestückung kann der Ablauf wie folgt sein. Zunächst werden in eine leere Werkstück-Verschiebeeinheit mit vier Werkstück-Vorzentriereinrichtungen vier Rohteile in die Maschine bestückt. Dabei kann es sein, dass sich Werkstück-Vorzentriereinrichtungen bereits in einer ersten Position befinden, also in einer Position, die ein Einspannen erlaubt. In dieser Konstellation ist die erste Position gleichzeitig eine Ladeposition.The concept with the cross slide can also be used with manual loading in order to increase productivity. It should be noted that, for safety reasons, manual loading and unloading should only take place when the deep drilling machine is not in operation. Loading and unloading should therefore not take place at the same time as drilling. In the case of manual assembly, the process can be as follows. First, four raw parts are loaded into the machine in an empty workpiece displacement unit with four workpiece pre-centering devices. It can be the case that workpiece pre-centering devices are already in a first position, that is to say in a position that allows clamping. In this constellation, the first position is also a loading position.

Sofern sich noch keine Rohteile in einer ersten Position befinden, werden dann zwei der Rohteile in ihre erste Position (Einspannposition) gefahren, eingespannt und die Tiefbohrmaschine bearbeitet dann zwei Werkstücke zeitgleich. Ist die Hauptbearbeitung beendet, werden die Werkstücke entspannt und der Querschlitten wird quer zur Hauptspindelrichtung verfahren. Dadurch werden die zwei noch nicht bearbeiteten Rohteile in ihre Einspannposition gebracht. Diese werden nun beidseitig eingespannt und die Tiefbohrmaschine bearbeitet dann die zwei anderen Werkstücke. Ist auch diese Hauptbearbeitung beendet, werden die Werkstücke wieder entspannt. Die Werkstück-Verschiebeeinheit macht dann einen Querhub in Richtung der Bedienseite, wo ein Bediener die vier fertig gebohrten Werkstücke aus der Maschine entnehmen kann.If there are still no raw parts in a first position, then two of the raw parts are moved into their first position (clamping position), clamped and the deep drilling machine then processes two workpieces at the same time. When the main machining is finished, the workpieces are relaxed and the cross slide is moved transversely to the main spindle direction. As a result, the two raw parts that have not yet been processed are brought into their clamping position. These are now clamped on both sides and the deep drilling machine then processes the other two workpieces. When this main machining is also finished, the workpieces are relaxed again. The workpiece displacement unit then makes a transverse stroke in the direction of the operating side, where an operator can remove the four completely drilled workpieces from the machine.

Die bisher beschriebene Ausführungsform der Werkstück-Verschiebeeinheit hat dank der integrierten Werkstücklünetten eine Doppelfunktion im Rahmen des Be- und Entladens der Tiefbohrmaschine und im Rahmen der Werkstückunterstützung zwischen den beiden eingespannten Enden. Sofern eine solche Abstützung nicht notwendig oder gewünscht ist, können auch einfacher aufgebaute Werkstück-Verschiebeeinheiten genutzt werden. Die 4 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer zweiten Ausführungsform einer Werkstück-Verschiebeeinheit 400, die keine integrierten Werkstücklünetten aufweist. Ansonsten ist der Aufbau ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform gemäß 2. Gleiche oder einander entsprechende Baugruppen oder Komponenten haben daher die gleichen Bezugszeichen, erhöht um 200. Abweichend von der Ausführungsform gemäß 2 sind hier alle V-förmigen Aufnahmestrukturen, die sich an einer Seite des Querschlittens befinden, an einem gemeinsamen plattenförmigen Bauteil vorgesehen, welches höhenverstellbar an dem Rahmenelement des Querschlittens angebracht ist. Ansonsten kann bezüglich Aufbau und Funktion auf die vorhergehende Beschreibung verwiesen werden.The previously described embodiment of the workpiece displacement unit, thanks to the integrated workpiece steady rests, has a double function in the context of loading and unloading the deep drilling machine and in the context of workpiece support between the two clamped ends. If such a support is not necessary or desired, workpiece displacement units with a simpler structure can also be used. The 4th shows an oblique perspective view of a second embodiment of a workpiece displacement unit 400 that has no integrated workpiece steady rests. Otherwise, the structure is similar to that of the first embodiment shown in FIG 2 . The same or corresponding assemblies or components therefore have the same reference numerals, increased by 200. Deviating from the embodiment shown in FIG 2 Here, all V-shaped receiving structures that are located on one side of the cross slide are provided on a common plate-shaped component which is attached to the frame element of the cross slide in a height-adjustable manner. Otherwise, reference can be made to the previous description with regard to structure and function.

Es gibt auch Ausführungsformen, bei denen für jede Werkstück-Vorzentrierungseinrichtung nur eine Werkstücklünette vorgesehen ist.There are also embodiments in which only one workpiece steady rest is provided for each workpiece precentering device.

Eine Werkstück-Verschiebeeinheit zur Verwendung bei einer Tiefbohrmaschine besteht in den hier beschriebenen Fällen jeweils im Wesentlichen aus einem Basisschlitten mit einem in Längsrichtung des Maschinenbetts verfahrbaren Führungswagen bzw. Basisschlitten sowie dem davon getragenen Querschlitten, der mittels eines Verschiebeantriebs, z.B. eines Hydraulikzylinders, in einem Querhub zwischen zwei Endlagen hin und her verschoben werden kann. Optional können Werkstücklünetten zur Rotationsstabilisierung langer Werkstücke vorgesehen sein. Bei allen Ausführungsformen kann vorgesehen sein, dass der Querschlitten inklusive des Verschiebenantriebs für den Querhub, die einstellbaren Vorzentrierungen zur Werkstückablage (das heißt die Werkstück-Vorzentrierungseinrichtungen) und die gegebenenfalls vorhandenen Werkstücklünetten in Summe als Wechseleinheit ausgestaltet sind, die sich durch Lösen weniger Schrauben einfach vom Basisschlitten lösen und durch eine andere Wechseleinheit anderer Bauarten ersetzt werden kann. Somit lässt sich die Tiefbohrmaschine mit integrierter Werkstück-Verschiebeeinheit schnell auf Werkstücke anderer Dimensionen und/oder andere Tiefbauprozesse umrüsten.In the cases described here, a workpiece displacement unit for use in a deep drilling machine essentially consists of a base slide with a guide carriage or base slide that can be moved in the longitudinal direction of the machine bed and the transverse slide carried by it, which is moved in a transverse stroke by means of a displacement drive, e.g. a hydraulic cylinder can be moved back and forth between two end positions. Workpiece steadies can optionally be provided to stabilize the rotation of long workpieces. In all embodiments it can be provided that the cross slide including the displacement drive for the cross stroke, the adjustable pre-centering devices for workpiece storage (i.e. the workpiece pre-centering devices) and the workpiece steady rests that may be present are designed in total as an interchangeable unit, which can be easily removed by loosening a few screws Loosen the basic slide and can be replaced by another interchangeable unit of other types. The deep drilling machine with integrated workpiece displacement unit can thus be quickly converted to workpieces of other dimensions and / or other civil engineering processes.

Ausführungsformen der Erfindung können bei unterschiedlichen Bohrverfahren genutzt werden, insbesondere bei Tiefbohrmaschinen, die für das ELB-Tiefbohren oder das BTA-Tiefbohren oder Ejektor-Tiefbohren eingerichtet sind. Beim ELB-Tiefbohren erfolgt die Zufuhr von Kühlschmierstoff durch einen oder mehrere Kühlmittelkanäle im Innern des Bohrers. Die Ableitung des Kühlschmierstoff-Spänegemischs geschieht durch eine Längsnut bzw. Sicke an der Außenseite des Werkzeugschafts. Beim BTA- bzw. STS-Tiefbohren erfolgt die Kühlschmierstoffzufuhr von außen über eine spezielle Kühlschmierstoffzuführeinrichtung. Dabei wird der Kühlschmierstoff unter Druck in einen Ringraum zwischen der Außenseite des Bohrwerkzeugs und der Innenwand der Bohrung gefördert. Die Kühlschmierstoff- und Spänerückführung erfolgt durch einen im Inneren des Tiefbohrwerkzeugs vorgesehen Kühlmittelkanal. Das Ejektor-Tiefbohren ist eine Variante des BTA-Tiefbohrens.Embodiments of the invention can be used in different drilling methods, in particular in deep drilling machines that are set up for ELB deep drilling or BTA deep drilling or ejector deep drilling. With ELB deep drilling, cooling lubricant is supplied through one or more coolant channels inside the drill. The mixture of cooling lubricant and chips is discharged through a longitudinal groove or bead on the outside of the tool shank. With BTA or STS deep drilling, the cooling lubricant is supplied from the outside via a special cooling lubricant supply device. The cooling lubricant is pumped under pressure into an annular space between the outside of the drilling tool and the inside wall of the bore. The cooling lubricant and chips are returned through a coolant channel provided inside the deep drilling tool. Ejector deep drilling is a variant of BTA deep drilling.

Claims

Deep drilling machine (100) comprising: a machine bed (102) carrying a linear guide system (104); a tool spindle unit (110) which can be moved linearly on the linear guide system (104) and has at least one tool spindle (112) which can be rotated about a spindle axis (115) by means of a spindle drive (113) and a tool holder (116) for holding a drilling tool having; a counter-holding unit (120) which, on a side facing the tool spindle unit (110), has a workpiece holder (126) for receiving a first end section of a workpiece (W); a workpiece receiving unit (130) arranged between the tool spindle unit (110) and the counter-holding unit (120), the workpiece receiving unit (136) on the side facing the counter-holding unit (120) for receiving the second end section of the workpiece (W) opposite the first end section and a Has through opening for passing through the drilling tool; characterized by a workpiece displacement unit (200) which is arranged between the counter-holding unit (120) and the workpiece receiving unit (130) and has a cross slide (210) which, by means of a displacement drive (212), extends in a direction perpendicular to the spindle axis (115) The direction of displacement (215) can be moved back and forth, the cross slide (210) having a first workpiece pre-centering device (220-1) and a second workpiece pre-centering device (220-2) parallel thereto, which by moving the cross slide (210) parallel to the direction of displacement (215) between a first position (P1) and at least one second position (P2) can be moved back and forth, the workpiece precentering devices (220-1, 220-2) being designed such that a Workpiece pre-centering device is aligned essentially ready for drilling to the spindle axis (115) when the workpiece pre-centering ngseinrichtung is located in the first position (P1) and accessible for a loading operation next to the spindle axis (115) when the workpiece pre-centering device is in the second (P2).

Deep drilling machine after Claim 1 , characterized in that a transverse stroke (217) of the cross slide (210) is designed in such a way that, in addition to the spindle axis (115-1, 115-2), a second position (P2- 1, P2-2) exists.

Deep drilling machine after Claim 1 or 2 , characterized in that the tool spindle unit has at least two tool spindles which are rotatable about mutually parallel spindle axes (115-1, 115-2) which are at a spindle distance (117) from one another in a preferably horizontal spindle plane (118); the counter-holding unit (120) has a workpiece holder (126-1, 126-2) for each tool spindle, the workpiece holder unit (130) has a workpiece holder (116-1, 116-2) and a feed-through opening for passing a drilling tool through for each tool spindle; and the cross slide (200) can be moved back and forth parallel to the spindle plane (118) by means of the displacement drive (212) and for each of the tool spindles a first workpiece pre-centering device (220-1) and a second workpiece pre-centering device (220) parallel thereto -2), each of which can be moved back and forth between a first position and at least one second position by moving the cross slide in the direction of displacement (215).

Deep drilling machine after Claim 3 , characterized in that a transverse stroke (217) of the cross slide (210) is smaller than the spindle distance (117), so that at least one second position (P2-2) in an intermediate area between the spindle axes (115-1, 115-2) lies.

Deep drilling machine according to one of the preceding claims, characterized in that the counter-holding unit (120) for each tool spindle has a workpiece spindle (122-1, 122-2) which can be rotated axially parallel to it and to which the workpiece holder (126-1, 126-2) is attached is, wherein an axis of rotation of the workpiece spindle is arranged coaxially to the spindle axis or offset parallel to this.

Deep drilling machine after Claim 5 , characterized in that each workpiece spindle (122-1, 122-2) is assigned its own spindle drive (123-1, 123-2) for active rotation of the workpiece spindle.

Deep drilling machine according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece precentering devices (220-1, 220-2) are adjustable with regard to their position on the cross slide (210).

Deep drilling machine according to one of the preceding claims, characterized in that a workpiece pre-centering device (220-1, 220-2) has two receiving structures (222) which are arranged axially offset from one another and each has two bearing surfaces aligned at an angle to one another such that the reception structures expand upwards.

Deep drilling machine according to one of the preceding claims, characterized in that the workpiece displacement unit (200) has a base slide (202) which can be moved linearly on the linear guide system (104), the base slide carrying the cross slide (210).

Deep drilling machine after Claim 9 , characterized in that the cross slide (210) and the workpiece pre-centering devices (220-1, 220-2) form components of an exchangeable unit which is attached to the base slide (202) as an interchangeable assembly.

Deep drilling machine according to one of the preceding claims, characterized in that the cross slide (200) has at least one workpiece steady rest (260-1, 260-2) for each of the workpiece precentering devices (220-1, 220-2), wherein preferably each of the workpiece -Vorzentrierungseinrichtung two axially offset arranged workpiece steady rests (260-1, 260-2) are assigned.

Deep drilling machine after Claim 11 , characterized in that the workpiece steady rests (260-1, 260-2) are designed as self-centering workpiece steady rests, in particular with support rollers, so that the workpiece can rotate in the workpiece steady rest during drilling.

Deep drilling machine after Claim 11 or 12th , characterized in that the workpiece steady rests (260-1, 260-2) can be automatically switched between an open configuration and a closed configuration, wherein in the open configuration it is possible to insert a workpiece into the workpiece precentering device or to remove it therefrom Transition from the open configuration to the closed configuration, the workpiece steady rest takes over the workpiece and supports it in a position centered on the spindle axis.

Deep drilling machine according to one of the preceding claims, characterized by an automatic loading device assigned to the deep drilling machine for the automated loading and unloading of workpiece pre-centering devices located in a second position, the loading device preferably comprising a robot unit.