DE10235873A1

DE10235873A1 - Mehrspindel-Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE10235873A1
Application number: DE10235873A
Authority: DE
Inventors: Achim Feinauer; Bernd Kreissig
Original assignee: Ex Cell O GmbH
Current assignee: MAG IAS GmbH Eislingen
Priority date: 2002-07-30
Filing date: 2002-07-30
Publication date: 2004-02-26
Also published as: ES2285194T3; US20050139048A1; ATE361168T1; WO2004012888A1; EP1525065B1; AU2003250158A1; EP1525065A1; DE50307181D1; US7124666B2

Abstract

Um eine Mehrspindel-Werkzeugmaschine, umfassend ein Maschinengestell, einen ersten Spindelschlitten mit einer ersten Werkstückspindel und einen zweiten Spindelschlitten mit einer zweiten Werkstückspindel, wobei erster Spindelschlitten und zweiter Spindelschlitten linearverschieblich am Maschinengestell geführt sind, und eine Werkzeugaufnahmevorrichtung, zu schaffen, welche bei minimiertem Platzbedarf bezüglich der Werkstückspindel einfach aufgebaut ist, wird vorgeschlagen, daß am Maschinengestell eine erste Führung und eine beabstandete zweite Führung angeordnet sind, an welchen sowohl der erste Spindelschlitten als auch der zweite Spindelschlitten geführt sind, und daß die erste Werkstückspindel und die zweite Werkstückspindel zwischen den beiden Führungen angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrspindel-Werkzeugmaschine, umfassend ein Maschinengestell, einen ersten Spindelschlitten mit einer ersten Werkstückspindel und einen zweiten Spindelschlitten mit einer zweiten Werkstückspindel, wobei erster Spindelschlitten und zweiter Spindelschlitten linearverschieblich am Maschinengestell geführt sind, und eine Werkzeugaufnahmevorrichtung.
Mit einer solchen Mehrspindel-Werkzeugmaschine lassen sich gleichzeitig mehrere Werkstücke bearbeiten.

Bei einer aus der EP 0 737 544 A2 bekannten Werkzeugmaschine mit mehreren Spindeln für die gleichzeitige oder unterschiedliche, getrennte Bearbeitung mehrerer Werkstücke, sind Teilschlitten vorgesehen, welche sich gegeneinander abstützen und einen Gesamtschlitten bilden, wobei nur der Gesamtschlitten durch eine Führungsanordnung auf dem Maschinengrundkörper geführt ist.

Weitere Mehrspindel-Werkzeugmaschinen sind beispielsweise aus der US 4,197,769 , der DE 87 11 148.9 U1 , der DE 87 00 343.0 U1 , der IT 1295463 oder der DE 195 16 774 A1 bekannt.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Mehrspindel-Werkzeugmaschine zu schaffen, welche bei minimiertem Platzbedarf bezüglich der Mehrzahl an Werkstückspindeln einfach aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird bei der eingangs genannten Mehrspindel-Werkzeugmaschine erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß am Maschinengestell eine erste Führung und eine beabstandete zweite Führung angeordnet sind, an welchen sowohl der erste Spindelschlitten als auch der zweite Spindelschlitten geführt sind, und daß die erste Werkstückspindel und die zweite Werkstückspindel zwischen den beiden Führungen angeordnet sind.

Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, daß die Spindelschlitten auf den gleichen Führungen geführt sind. Dadurch ist es nicht notwendig, daß sich die Spindelschlitten gegeneinander abstützen. Da erfindungsgemäß die beiden Werkstückspindeln zwischen den beiden Führungen angeordnet sind, läßt sich der Platzbedarf für die Werkstückspindeln minimieren, da eben dieser Zwischenbereich für die Anordnung der Werkstückspindeln genutzt wird und auch keine Abstützungsanordnung zwischen den beiden Spindelschlitten notwendig ist.

Ein einfacherer Maschinenaufbau läßt sich realisieren, wenn der erste Spindelschlitten und der zweite Spindelschlitten mechanisch ungekoppelt sind, so daß sich fertigungstechnische Vorteile bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Mehrspindel-Werkzeugmaschine ergeben. Da dann auch eine Abstützung zwischen den beiden Spindelschlitten nicht vorgesehen ist, ist die Anzahl der Verschleißteile und insbesondere Führungen minimiert, so daß auch der Wartungsaufwand minimiert ist.

Eine hohe Stabilität bezüglich der Anordnung der Werkstückspindeln an den zugeordneten Spindelschlitten läßt sich erreichen, wenn der erste bzw. zweite Spindelschlitten eine größere Kontaktfläche mit der ersten bzw. zweiten Führung als mit der zweiten bzw. ersten Führung aufweist. Dadurch läßt es sich zum einen erreichen, daß sowohl der erste Spindelschlitten als auch der zweite Spindelschlitten auf den gleichen Führungen führbar sind. Zum anderen läßt sich dann ein Bereich an dem ersten Spindelschlitten bzw. dem zweiten Spindelschlitten bereitstellen, um die zugeordneten Werkstückspindeln zu halten.

Insbesondere weist dann der erste bzw. zweite Spindelschlitten eine größere Anzahl von Führungsschuhen für die erste bzw. zweite Führung auf als für die zweite bzw. erste Führung, um so entsprechend die größeren Kontaktflächen für die erste bzw. zweite Führung bereitzustellen.

Weiterhin ist es günstig, wenn der erste bzw. zweite Spindelschlitten eine L-förmige oder drieecksförmige Gestalt aufweist, insbesondere mit einem ersten Schenkel, welcher längs der ersten bzw. zweiten Führung orientiert ist, und mit einem zweiten Schenkel, welcher quer zur ersten bzw. zweiten Führung orientiert ist. Auf diese Weise ist für eine hohe Stabilität und Steifigkeit der Spindelschlitten gesorgt, so daß diese die zugeordneten Werkstückspindeln halten können und hochpräzise Bearbeitungsvorgänge durchführbar sind. Es ist dadurch auch ein Raumbereich bereitgestellt, in dem an den jeweiligen Spindelschlitten die zugeordnete Werkstückspindel gehalten werden kann. Insbesondere lassen sich dann die beiden Spindelschlitten gegenüberstellen, so daß sich die L-Form bzw. angenäherte Dreiecksform gegenüberliegend ergänzen. Dadurch wiederum lassen sich die Werkstückspindeln zwischen den beiden Führungen platzoptimiert positionieren. Die L-Gestalt bzw. Dreiecksgestalt bezieht sich dabei mindestens auf einen Bereich der entsprechenden Spindelschlitten nahe der Führungen in einer Projektion auf diese Führungen.

Insbesondere ist es dann vorgesehen, daß der zweite Schenkel des ersten Spindelschlittens bzw. zweiten Spindelschlittens an die zweite bzw. erste Führung gekoppelt ist, um so eine Verschieblichkeit beider Spindelschlitten auf den gleichen Führungen zu ermöglichen.

Weiterhin ist es dann günstig, wenn die erste bzw. zweite Werkstückspindel zwischen und/oder an den beiden Schenkeln des jeweiligen Spindelschlittens sitzt. Dadurch läßt es sich erreichen, daß die jeweiligen Werkstückspindeln einander zugeordnet zwischen den beiden Führungen sitzen und so bei hoher Stabilität ihrer Verschiebungsführung auf den Führungen und hoher Steifigkeit der Anordnung der Platzbedarf für die Werkstückspindeln minimiert ist.

Insbesondere ist es günstig, wenn die zweiten Schenkel des ersten Spindelschlittens und des zweiten Spindelschlittens parallel zueinander sind, um so den Platzbedarf zu minimieren.

Vorteilhafterweise sind die beiden Führungen parallel zueinander, um so auf einfache Weise eine Linearverschieblichkeit der beiden Spindelschlitten zu ermöglichen.

Bei einer fertigungstechnisch einfachen Ausführungsform umfassen die Führungen Führungsschienen, auf denen dann über entsprechende Führungsschuhe die Spindelschlitten geführt sind.

Für die Bearbeitung von Werkstücken besonders vorteilhaft ist es, wenn die erste Werkstückspindel und die zweite Werkstückspindel in einer Verschiebungsrichtung (Z-Richtung) jeweils linearverschieblich an dem zugeordneten Spindelschlitten angeordnet sind. Dadurch lassen sich dann Werkstücke, welche an den jeweiligen Werkstückspindeln angespannt sind, relativ zu insbesondere translationsfest am Maschinengestell angeordneten Werkzeugen verschieben. Es können dann Fräsvorgänge und Drehbearbeitungsvorgänge durchgeführt werden, um so beispielsweise Gleichlaufgelenke (homokinetische Gelenke) herzustellen.

Insbesondere ist dabei die Verschiebungsrichtung (Z-Richtung) einer Werkstückspindel quer und insbesondere senkrecht zu einer Verschiebungsrichtung (X-Richtung) des zugeordneten Spindelschlittens. Über den Spindelschlitten läßt sich dann eine Zuführung und Abführung von Werkstücken zu den Werkzeugen erreichen und darüber hinaus eine Feinpositionierung der Werkstücke relativ zu den Werkzeugen, und über die Werkstückspindeln läßt sich der Höhenabstand zwischen Werkzeugen und Werkstücken variieren.

Vorteilhafterweise sind die ersten und zweiten Führungen horizontal ausgerichtet am Maschinengestell angeordnet. Es läßt sich dann auch auf einfache Weise eine Vertikalbearbeitung eines Werkstücks realisieren, wobei hierzu insbesondere die Werkstückspindeln vertikal an dem zugeordneten Spindelschlitten geführt sind.

Weiterhin ist es günstig, wenn die Werkzeugaufnahmevorrichtung eine erste Werkzeugaufnahme und eine zweite Werkzeugaufnahme aufweist, so daß mit zwei unterschiedlichen Werkzeugen (die identisch ausgebildet sein können) zwei Werkstücke gleichzeitig bearbeitbar sind.

Um eine solche gleichzeitige Bearbeitung zu ermöglichen, sind günstigerweise die beiden Werkzeugaufnahmen zwischen den beiden Führungen angeordnet.

Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn die beiden Werkzeugaufnahmen an einer Schwinge angeordnet sind, so daß diese sich synchron bewegen lassen und insbesondere relativ zum Maschinengestell und damit zu den Werkstückspindeln verschwenken lassen.

Eine Vielzahl von Bearbeitungsmöglichkeiten eines Werkstücks ergeben sich, wenn die Werkzeugaufnahmevorrichtung schwenkbar am Maschinengestell angeordnet ist und dann um eine Achse quer und/oder parallel zur Verschiebungsrichtung der Spindelschlitten schwenkbar ist. Es lassen sich auf diese Weise beispielsweise programmierbare Laufbahnen für ein Gleichlaufgelenk als Werkstück herstellen. Es können Fräsvorgänge in einer definierten Winkelstellung bezüglich einer Z-Richtung, der Verschiebungsrichtung der Werkstückspindeln, durchgeführt werden.

Die Bewegung der Spindelschlitten, der Werkstückspindeln und der Werkzeugaufnahmevorrichtung ist insbesondere programmierbar gesteuert, um so ein Werkstück hochpräzise definiert gesteuert bearbeiten zu können.

Insbesondere ist es dabei vorgesehen, daß die beiden Spindelschlitten synchron oder unabhängig voneinander gesteuert beweglich sind. Eine synchrone Bewegung ist beispielsweise vorteilhaft, wenn in kurzen Zeiten ein größerer Weg durchschritten werden soll, ohne daß es auf höchste Präzision ankommt. Beispielsweise bei der Aufnahme von zu bearbeitenden Werkstücken und bei der Abgabe von bearbeiteten Werkstücken ist dies vorteilhaft. Ist eine hochpräzise Bearbeitung notwendig, dann ist es günstiger, wenn die Spindelschlitten unabhängig voneinander gesteuert beweglich sind, um so beispielsweise Korrekturbewegungen unabhängig voneinander durchführen zu können. Die entsprechenden Bewegungsweisen der beiden Spindelschlitten werden vorzugsweise über eine Steuerungseinrichtung gesteuert.

Es kann auch vorgesehen sein, daß die beiden Werkstückspindeln synchron oder unabhängig voneinander gesteuert beweglich sind. Diese Bewegung kann in X-Richtung und/oder Z-Richtung (über die Werkstückspindeln) gesteuert sein.

Die nachfolgende Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform dient im Zusammenhang mit der Zeichnung der näheren Erläuterung der Erfindung. Es zeigen:

1 eine seitliche Schnittansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Mehrspindel-Werkzeugmaschine;

2 eine Schnittansicht längs der Linie 2-2 gemäß 1, und

3 eine Draufsicht auf die Mehrspindel-Werkzeugmaschine gemäß 1.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Mehrspindel-Werkzeugmaschine ist eine Zweispindel-Werkzeugmaschine, welche in 1 als Ganzes mit 10 bezeichnet ist; sie umfaßt ein Maschinengestell 12, über welches die Mehrspindel-Werkzeugmaschine 10 ausgerichtet auf einer Unterlage positionierbar ist. An dem Maschinengestell 12 ist auf einem Aufsatzständer 13 ein erster Spindelschlitten 14 in einer Richtung X linearverschieblich geführt. Diese Richtung X ist insbesondere eine horizontale Richtung. Der erste Spindelschlitten 14 trägt eine erste Werkstückspindel 16, an welcher ein zu bearbeitendes Werkstück drehbar fixierbar ist. Die erste Werkstückspindel 16 ist an dem ersten Spindelschlitten 14 in einer Querrichtung Z zur Richtung X verschieblich geführt, so daß der Abstand eines an der ersten Werkstückspindel 16 gehaltenen Werkstücks relativ zum Maschinengestell 12 einstellbar ist. Eine Drehachse der ersten Werkstückspindel 16, um die ein gehaltenes Werkstück drehbar ist, ist parallel zu der Z-Richtung.
Weiterhin ist ein zweiter Spindelschlitten 18 vorgesehen, welcher ebenfalls in der X-Richtung linearverschieblich am Maschinengestell 12 geführt ist. Dieser zweite Spindelschlitten 18 hält eine zweite Werkstückspindel 20, die in der Z-Richtung linearverschieblich an dem zweiten Spindelschlitten 18 gehalten ist.
Die beiden Werkstückspindeln 16 und 20 sind insbesondere im wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet.
Zum Antrieb der ersten Werkstückspindel 16 in ihrer Verschiebungsbewegung längs der Z-Achse ist ein erster Antrieb 22 vorgesehen. Es kann sich dabei beispielsweise um einen hydraulischen Antrieb, einen Kugelgewindetrieb oder einen Linearmotor handeln. Eine Antriebseinheit des ersten Antriebs 22 sitzt an dem ersten Spindelschlitten 14 und ist mit diesem in X-Richtung mitbewegt.
Zur Führung der ersten Werkstückspindel 16 weist der erste Spindelschlitten 14 eine als Ganzes mit 24 bezeichnete Führungsvorrichtung auf, an welcher die erste Werkstückspindel 16 durch den ersten Antrieb 22 angetrieben in Z-Richtung verschiebbar ist. Die Z-Richtung ist dabei insbesondere vertikal ausgerichtet, das heißt parallel zur Schwerkraftrichtung.
Zur Bewegung der zweiten Werkstückspindel 20 relativ zum zweiten Spindelschlitten 18 ist ein zweiter Antrieb 26 vorgesehen, welcher die Linearverschiebung der zweiten Werkstückspindel 20 an einer Führungsvorrichtung 28 in Z-Richtung relativ zum zweiten Spindelschlitten 18 antreibt.
An ihren unteren Enden sind die Werkstückspindeln 16 und 20 jeweils mit einem Werkstückhalter 30, 32 versehen, an welchem die jeweiligen Werkstücke um Längsachsen 34, 36 der jeweiligen Werkstückspindeln 16, 20 rotierbar fixierbar sind.
An dem Maschinengestell 12 ist eine Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 schwenkbar angeordnet, wobei eine Schwenkachse 40 quer zur Z-Richtung und X-Richtung orientiert ist und insbesondere horizontal ausgerichtet ist. Die Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 umfaßt dabei eine erste Werkzeugaufnahme 42 und eine zweite Werkzeugaufnahme 44, welche beabstandet zueinander sind. Die Werkzeugaufnahmen 42, 44 sitzen an rotierbar angetriebenen Werkzeugspindeln 43, 45, so daß die entsprechend gehaltenen Werkzeuge wie Fräswerkzeuge oder Bohrwerkzeuge rotierbar um eine Spindelachse sind. Es lassen sich dann gleichzeitig mittels jeweiliger Werkzeuge zwei Werkstücke bearbeiten, wobei ein erstes Werkstück an der ersten Werkstückspindel 16 gehalten ist und ein zweites Werkstück an der zweiten Werkstückspindel 20.
Die beiden Werkzeugaufnahmen 42 und 44 sitzen an einer jochförmigen Schwinge 46, welche um die Schwenkachse 40 in einer Schwenkrichtung B (1) schwenkbar ist. Zur Durchführung der Schwenkbewegung ist ein Antrieb 47 vorgesehen. Innerhalb eines bestimmten Schwenkbereichs ist dabei jede Schwenkstellung der Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 einstellbar, so daß bei einer bestimmten eingestellten Schwenkstellung (bei einem bestimmten eingestellten Schwenkwinkel B) die jeweiligen an den Werkstückspindeln 16 und 20 gehaltenen Werkstücke über die an der Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 fixierten und insbesondere in den Werkzeugaufnahmen 42, 44 vorhandenen Werkzeuge bearbeitbar sind. Beispielsweise läßt sich so ein Gleichlaufgelenk herstellen, welches Kugellaufbahnen in einem Achszapfen und in einer Nabe aufweist.
Insbesondere ist es möglich, über entsprechende Werkzeuge eine Weichfräsbearbeitung, Schleifbearbeitung oder Hartfräsbearbeitung durchzuführen. Es ist auch möglich, eine Hartdrehbearbeitung durchzuführen.
Dazu sind entsprechende Zusatzeinrichtungen wie beispielsweise eine oder mehrere Drehkonsolen 49 mit entsprechendem Drehstahl (2) oder zusätzliche Spindel vorgesehen, welche im Bereich der Bearbeitungszone der Werkstücke angeordnet sind.
Es ist auch möglich, eine Folgenbearbeitung eines Werkstücks durchzuführen, indem dieses beispielsweise zuerst an der ersten Werkstückspindel 16 gehalten mit einem ersten Werkzeug bearbeitet wird und anschließend an die Werkstückspindel 20 übergeben und dann mit einem zweiten Werkstück bearbeitet wird.
In dem Maschinengestell 12 ist ein Schwenkraum 48 gebildet, damit die Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 in einem bestimmten Schwenkbereich ungehindert an dem Maschinengestell 12 schwenkbar ist. Durch diesen Schwenkraum 48 lassen sich auch Späne und dergleichen abführen.
Die Spindelschlitten 14 und 18 sind bezogen auf die Z-Richtung oberhalb der Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 in der X-Richtung verschieblich geführt. Dazu ist eine erste Führung 50 vorgesehen, welche insbesondere eine Führungsschiene umfaßt, welche in einem Abstand zu der Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 oberhalb dieser angeordnet ist. Ferner ist eine zweite Führung 52 vorgesehen, welche parallel beabstandet zu der ersten Führung 50 insbesondere auf der gleichen Höhe in Z-Richtung über der Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 angeordnet ist wie die erste Führung 50. Die zweite Führung 52 umfaßt insbesondere wiederum eine Führungsschiene. Die beiden Führungen 50 und 52 sind insbesondere horizontal angeordnet. Die Führungen 50, 52 sitzen an dem Aufsatzständer 13.
Es kann auch vorgesehen sein, daß die Führungen 50, 52 in Z-Richtung versetzt angeordnet sind, um so beispielsweise einen Spindelschlitten in seiner Höhenrichtung zusätzlich versteifen zu können, wenn dies notwendig ist.
Der erste Spindelschlitten 14 ist in seinem den Führungen 50, 52 zugewandten Bereich derart L-förmig oder dreiecksförmig ausgebildet, daß er einen ersten Schenkel 54 umfaßt, welcher längs der ersten Führung 50 orientiert ist und auf dieser geführt ist. Beispielsweise sind zwei beabstandete Führungsschuhe 56a, 56b vorgesehen, um den ersten Schenkel 54 auf der ersten Führung 50 linearverschieblich zu führen. Mit dem ersten Schenkel 54 ist ein zweiter Schenkel 58 verbunden, welcher quer zu dem ersten Schenkel 54 orientiert ist und welcher an die zweite Führung 52 gekoppelt ist, beispielsweise mittels eines Führungsschuhs 60, um den zweiten Schenkel 58 linearverschieblich auf der zweiten Führung 52 zu führen.
Zwischen den beiden Schenkeln 54 und 58 sitzt an diesen die erste Werkstückspindel 16 zwischen den beiden Führungen 50 und 52.
Die Kontaktfläche des ersten Spindelschlittens 14 mit der ersten Führung 50 zur linearverschieblichen Kopplung an diese ist größer als die Kontaktfläche zur Kopplung an die zweite Führung 52. Beispielsweise ist die erste Kontaktfläche über die zwei Führungsschuhe 56a, 56b gebildet, während sie für die zweite Führung 52 nur über den einen Führungsschuh 60 gebildet ist.
Der zweite Spindelschlitten 18 umfaßt ebenfalls einen ersten Schenkel 62, welcher längs der zweiten Führung 52 orientiert ist und beispielsweise an diese über zwei Führungsschuhe 64a, 64b gekoppelt ist. Quer zu diesem ersten Schenkel 62 sitzt ein zweiter Schenkel 66, welcher an die erste Führung 50 über einen Führungsschuh 68 gekoppelt ist. Damit hat auch der zweite Spindelschlitten 18 eine L-förmige oder dreiecksförmige Außengestalt, wobei die Kontaktfläche mit der zweiten Führung 52 größer ist als mit der ersten Führung 50. Die zweite Werkstückspindel 20 sitzt zwischen dem ersten Schenkel 62 und dem zweiten Schenkel 66 an diesen zwischen den beiden Führungen 50 und 52 und ist der anderen Werkstückspindel 16 zugewandt mit einem freien Zwischenbereich zwischen den beiden Werkstückspindeln 16, 20.
Die L-förmige oder dreiecksförmige Gestalt bezieht sich dabei auf einen Querschnitt in einer Projektion auf die durch die beiden Führungen 50, 52 aufgespannte Ebene mindestens im Bereich der Ankopplung der Spindelschlitten 14 bzw. 18 an diese Führungen 50 und 52.
Die beiden zweiten Schenkel 58 und 66 der jeweiligen Spindelschlitten 14 und 18 sind parallel zueinander orientiert. Die beiden Spindelschlitten 14 und 18 sind mechanisch ungekoppelt, so daß sie grundsätzlich unabhängig voneinander in X-Richtung beweglich sind. Die beiden Werkstückspindeln 16 und 20 sind einander zugewandt zwischen den beiden Führungen 50, 52 platzoptimiert an den jeweiligen Spindelschlitten 14 und 18 gehalten, wobei sie zwischen den jeweiligen ersten Schenkeln 54, 62 und zweiten Schenkeln 58, 66 an diesen sitzen. Dadurch ist für eine ausreichende Stabilität gesorgt und für einen Bereich gesorgt, an dem sich die entsprechenden Führungsvorrichtungen 24 und 28 für die Linearführung der Werkstückspindeln 16 und 20 in Z-Richtung ausbilden lassen.
Die erfindungsgemäße Mehrspindel-Werkzeugmaschine ist, wie in 1 angedeutet, mit einem Schutzgehäuse 70 versehen, durch welches ein Arbeitsbereich der beweglichen Spindelschlitten 14, 18, der beweglichen Werkstückspindeln 16 und 20 und der beweglichen Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 (bezüglich Schwenkbarkeit und Rotation der Werkzeuge selber) vom Außenraum abkapselbar ist.
Zur Aufnahme von beispielsweise elektrischen Versorgungseinrichtungen ist ein Schaltgehäuse 72 vorgesehen.
Über eine Bedienungstafel 74, welche insbesondere außerhalb des Schutzgehäuses 70 angeordnet ist, kann ein Bediener die entsprechenden Betriebsmodi der Werkzeugmaschine 10 einstellen.
Die Spindelschlitten 14 und 18 sind durch insbesondere unabhängige Antriebe 76 und 77 (2) bezüglich ihrer Verschiebungsbewegungen längs der X-Richtung angetrieben. Dabei kann es sich beispielsweise um Kugelgewindetriebe, hydraulische Antriebe oder Linearmotorantriebe handeln. Die Verfahrbewegungen der Spindelschlitten 14, 18 sind Programm-steuerbar.
Zur Zuführung von zu bearbeitenden Werkstücken ist eine Zuführungsrichtung 78 vorgesehen, welche insbesondere ein Zuführungsband 80 umfaßt. Über Zuführungsschieber 82 lassen sich zwei Werkstücke in einem bestimmten Abstand so positionieren, daß sie von den beiden Werkstückspindeln 16 und 20 aufnehmbar sind und dann einer Bearbeitungszone an der Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 zuführbar sind. Die Zuführungseinrichtung umfaßt insbesondere Werkstückheber 79, 81, um die Werkstücke in Z-Richtung relativ zum Maschinengestell 12 anheben zu können und damit den Werkstückspindeln 16, 20 zuführen zu können.
Über eine Abführungseinrichtung 84, welche insbesondere ein Abführungsband 86 umfaßt, lassen sich fertig bearbeitete Werkstücke abführen. Insbesondere sind Werkstückhebeeinrichtungen 85, 87 vorgesehen, um die bearbeiteten Werkstücke von den Werkstückspindeln 16, 20 auf das Abführungsband 86 heben zu können.
Die erfindungsgemäße Mehrspindel-Werkzeugmaschine 10 funktioniert wie folgt:
Die zu bearbeitenden Werkstücke werden über die Zuführungseinrichtung 78, die Zuführungsschieber 82 und die Werkstückheber 79, 81 so positioniert, daß ein erstes zu bearbeitendes Werkstück von der ersten Werkstückspindel 16 und ein zweites zu bearbeitendes Werkstück von der zweiten Werkstückspindel 20 aufnehmbar ist. Die beiden Spindelschlitten 14 und 18 werden dabei so bezüglich der Zuführungseinrichtung 78 positioniert, daß eben die Werkstückaufnahme möglich ist.
Die beiden Spindelschlitten 14 und 18 werden dann zu der Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 hin verfahren um den gewünschten Bearbeitungsvorgang in Gang setzen zu können. An den beiden Werkzeugaufnahmen 42, 44 sind die entsprechenden Werkzeuge fixiert, um beispielsweise eine Fräsbearbeitung des Rohlings zu ermöglichen. Es lassen sich gleichzeitig zwei Werkstücke bearbeiten.
Durch Programm-gesteuerte Verfahrung der Werkstückspindeln 16 und 20 in Z-Richtung läßt sich ein definierter Abstand relativ zu der Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 einstellen und so beispielsweise die Frästiefe einstellen und während der Bearbeitung zu variieren. Durch Verfahrung der Spindelschlitten 14, 18 in X-Richtung während der Bearbeitung lassen sich ebenfalls entsprechende Bearbeitungsvorgänge durchführen.
Die Werkzeugaufnahmevorrichtung 38 ist während der Bearbeitung in einer bestimmten Schwenkstellung B, um so beispielsweise in einer bestimmten Richtung Aussparungen herstellen zu können oder bestimmte Winkelanstellungen zu ermöglichen. Über die Werkstückspindeln 16 und 20 lassen sich die an ihnen gehaltenen Werkstücke drehen.
Über die erfindungsgemäße Mehrspindel-Werkzeugmaschine 10 lassen sich beispielsweise Gleichlaufgelenke (homokinetische Gelenke) herstellen. In 2 sind entsprechende Werkstücke mit dem Bezugszeichen 88 angedeutet.
Ein homokinetisches Gelenk umfaßt einen Achszapfen, eine Nabe und einen Kugelkäfig. Je nach eingestelltem Bearbeitungsprogramm lassen sich Aussparungen wie beispielsweise Kugellaufbahnen im Achszapfen schleifen, drehen und/oder fräsen, Naben schleifen, drehen und/oder fräsen, der Kugelkäfig fräsen, drehen und/oder schleifen. Mit der erfindungsgemäßen Mehrspindel-Werkzeugmaschine lassen sich alle diese Bearbeitungsvorgänge bei entsprechender Programmsteuerung durchführen.
Die beiden Spindelschlitten 14 und 20 sind unabhängig voneinander auf den Führungen 50 und 52 verschiebbar, wobei über eine Steuerungseinrichtung eine synchrone Bewegung herstellbar ist. Die beiden Spindelschlitten 14 und 18 können auch individuell unabhängig voneinander gesteuert durch die Steuerungseinrichtung verfahren werden, um insbesondere Korrekturbewegungen durchführen zu können, so daß beide Werkstücke individuell hochpräzise bearbeitbar sind.
Die L-förmige oder dreiecksförmige Ausbildung der beiden Spindelschlitten 14 und 18 bezüglich der Ankopplung an die Führungen 50 und 52 ermöglicht eine platzsparende Anordnung der Werkstückspindeln 16 und 20 bei hoher Stabilität der Schlittenführung in X-Richtung. Dadurch läßt sich bei minimierten Maschinenabmessungen eine hochpräzise Vertikalbearbeitung von zwei Werkstücken gleichzeitig durchführen.

Claims

Mehrspindel-Werkzeugmaschine, umfassend ein Maschinengestell (12), einen ersten Spindelschlitten (14) mit einer ersten Werkstückspindel (16) und einen zweiten Spindelschlitten (18) mit einer zweiten Werkstückspindel (20), wobei erster Spindelschlitten (14) und zweiter Spindelschlitten (18) linearverschieblich am Maschinengestell (12) geführt sind, und eine Werkzeugaufnahmevorrichtung (38), dadurch gekennzeichnet, daß am Maschinengestell (12) eine erste Führung (50) und eine beabstandete zweite Führung (52) angeordnet sind, an welchen sowohl der erste Spindelschlitten (14) als auch der zweite Spindelschlitten (18) geführt sind, und daß die erste Werkstückspindel (16) und die zweite Werkstückspindel (20) zwischen den beiden Führungen (50, 52) angeordnet sind.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Spindelschlitten (14) und der zweite Spindelschlitten (18) mechanisch ungekoppelt sind.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Spindelschlitten (14) eine größere Kontaktfläche mit der ersten Führung (50) als mit der zweiten Führung (52) aufweist.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Spindelschlitten (14) eine größere Anzahl von Führungsschuhen (56a, 56b; 60) für die erste Führung (50) aufweist als für die zweite Führung (52).
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spindelschlitten (18) eine größere Kontaktfläche mit der zweiten Führung (52) als mit der ersten Führung (50) aufweist.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spindelschlitten (18) eine größere Anzahl von Führungsschuhen (64a, 64b; 68) für die zweite Führung (52) aufweist als für die erste Führung (50).
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der ersten Spindelschlitten (14) einen ersten Schenkel (54) aufweist, welcher längs der ersten Führung (50) orientiert ist, und einen zweiten Schenkel (58) aufweist, welcher quer zu der ersten Führung (50) orientiert ist.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schenkel (58) an die zweite Führung (52) gekoppelt ist.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Spindelschlitten (14) mindestens in Nähe der Führungen (50, 52) eine L-förmige oder dreiecksförmige Gestalt hat.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Werkstückspindel (16) zwischen und/oder an den beiden Schenkeln (54, 58) sitzt.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spindelschlitten (18) einen ersten Schenkel (62) aufweist, welcher längs der zweiten Führung (52) orientiert ist, und einen zweiten Schenkel (66) aufweist, welcher quer zur zweiten Führung (52) orientiert ist.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schenkel (66) an die erste Führung (50) gekoppelt ist.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spindelschlitten (18) mindestens in. der Nähe der Führungen (50, 52) eine L-förmige oder dreiecksförmige Gestalt hat.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Werkstückspindel (20) zwischen und/oder an dem ersten Schenkel (62) und dem zweiten Schenkel (66) sitzt.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Schenkel (58; 66) des ersten Spindelschlittens (14) und des zweiten Spindelschlittens (18) parallel zueinander sind.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Führungen (50, 52) parallel zueinander sind.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen Führungsschienen (50; 52) umfassen.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Werkstückspindel (16) und die zweite Werkstückspindel (20) in einer Verschiebungsrichtung (Z) jeweils linearverschieblich an dem zugeordneten Spindelschlitten (14; 18) gehalten sind.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebungsrichtung (Z) einer Werkstückspindel (16; 20) quer zu einer Verschiebungsrichtung (X) des zugeordneten Spindelschlittens (14; 18) ist.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Führung (50) und zweite Führung (52) horizontal ausgerichtet am Maschinengestell (12) angeordnet sind.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückspindeln (16; 20) vertikal an dem zugeordneten Spindelschlitten (14; 18) geführt sind.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahmevorrichtung (38) eine erste Werkzeugaufnahme (42) und eine zweite Werkzeugaufnahme (44) aufweist.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Werkzeugaufnahmen (42, 44) zwischen den beiden Führungen (50, 52) angeordnet sind.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Werkzeugaufnahmen (42, 44) an einer Schwinge (46) angeordnet sind.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugaufnahmevorrichtung (38) schwenkbar an dem Maschinengestell (12) angeordnet ist.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Spindelschlitten (14; 18) synchron oder unabhängig voneinander gesteuert beweglich sind.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Werkstückspindeln (16; 20) synchron oder unabhängig voneinander gesteuert beweglich sind.
Mehrspindel-Werkzeugmaschine nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkstück an einer Werkstückspindel (16; 20) zur Drehbearbeitung rotierbar gehalten ist.