-
Die Erfindung betrifft eine Drehmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Drehmaschinen dieser Gattung, wie sie aus der DE 34 16 660 C2 bekannt sind, haben
sich in vielfacher Weise bewährt. Bei diesen Werkzeugmaschinen wird das Werkstück
mittels Spannmitteln hängend an einer vertikalen motorisch angetriebenen
Arbeitsspindel montiert. Die Arbeitsspindel ist mittels eines Kreuzschlittensystems in der
vertikalen Z1-Richtung und in der horizontalen X1-Richtung verfahrbar. Dadurch kann
die Arbeitsspindel zwischen einer Werkstückübergabestelle und einer Arbeitsstelle
verfahren werden. In der Werkstückübergabestelle nimmt die Arbeitsspindel ein zu
bearbeitendes Werkstück auf bzw. gibt ein bearbeitetes Werkstück ab. In der
Arbeitsstelle wird das Werkstück durch ein feststehendes Werkzeug drehend bearbeitet,
indem die Arbeitsspindel den Z1- und den X1-Stellvorschub für die Bearbeitung
durchführt.
-
DE 196 07 883 A1 beschreibt eine Drehmaschine mit der Möglichkeit, ein Werkstück
zwischen zwei Spannfuttern je einer Arbeitsspindel zu übergeben und in beiden
Spannungen mit einem Werkzeug zu bearbeiten. In diesem Fall ist keine gleichzeitige
Bearbeitung mit zwei Werkzeugen der Werkstücke möglich, wenn das eine Werkzeug
arbeitet, ist das zweite blockiert. Ein Ausführungsbeispiel in DE 196 07 883 A1, Fig.
14 und Fig. 15 zeigt die Anbringung eines dritten Werkzeugträgers, um so ein
Werkstück in einer definierten Bearbeitungsposition mit zwei Werkzeugen zu bearbeiten.
Dabei ist ein Werkzeug feststehend, das zweite entlang einer Achse bewegbar. Da sich
das zweite Werkzeug nur entlang einer Achse senkrecht zur Rotationsachse des zu
bearbeitenden Werkstücks bewegt, ist jedoch keine gleichzeitige Bearbeitung mit zwei
unterschiedlichen Werkzeugen vorgesehen, sondern nur ein möglichst rascher
Wechsel von der Bearbeitung mit dem ersten Werkzeug zur Bearbeitung mit dem zweiten
Werkzeug.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugmaschine dieser Gattung so
weiter zu bilden, daß eine vielseitigere Bearbeitung möglich ist.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Werkzeugmaschine mit den
Merkmalen des Anspruchs 1.
-
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
-
Erfindungsgemäß weist die Werkzeugmaschine neben dem feststehenden Werkzeug
der herkömmlichen Vertikaldrehmaschine einen weiteren Werkzeugträger auf, der
einen Steilvorschub in zwei Achsen ermöglicht. Dadurch kann das Werkstück
gleichzeitig zu der Bearbeitung mit dem ersten Werkzeug und unabhängig von diesem ersten
Werkzeug mit einem zweiten Werkzeug bearbeitet werden. Die zwei Achsen des
zweiten Werkzeugträgers ermöglichen eine vollständige Drehbearbeitung unabhängig von
der Drehbearbeitung durch das erste Werkzeug. Die einfachste Steuerung ergibt sich
dabei, wenn der zweite Werkzeugträger in Z2- und X2-Richtung parallel zu den
Achsen der Arbeitsspindel verfahrbar ist. Die Bearbeitung des Werkstücks mit dem ersten
Werkzeug wird durch den Stellvorschub der Arbeitsspindel bestimmt. Der
Stellvorschub des zweiten Werkzeuges ist von dem Stellvorschub der Arbeitsspindel
unabhängig, wird jedoch steuerungstechnisch so mit dem Stellvorschub der Arbeitsspindel
synchronisiert und abgestimmt, daß sich aus der Überlagerung der Stellvorschübe der
Arbeitsspindel und des zweiten Werkzeugträgers die gewünschte Bearbeitung des
Werkstückes ergibt.
-
Mit der erfindungsgemäßen Drehmaschine kann ein Werkstück gleichzeitig mit zwei
Werkzeugen bearbeitet werden, wobei die beiden Werkzeuge eine voneinander
unabhängige Drehbearbeitung durchführen können. Bearbeitungsschritte, die bei
herkömmlichen Pick-up Drehmaschinen aufeinander folgend durchgeführt werden müssen,
können hierdurch gleichzeitig durchgeführt werden, so daß sich eine Reduzierung der
Bearbeitungszeit ergibt. Beispielsweise können Innenkontur und Außenkontur eines
Werkstückes oder axial aneinander anschließende Abschnitte eines Werkstückes
simultan bearbeitet werden.
-
Die Werkzeugträger können als Revolver-Trägerscheiben ausgebildet sein, so daß
unterschiedliche Werkzeuge in die Arbeitsposition geschaltet werden können.
-
Ebenso ist es auch möglich, angetriebene Werkzeugsysteme zu verwenden, so daß
zusätzlich zu der Drehbearbeitung auch Bohren, Fräsen oder Schleifen des Werkstückes
möglich ist. Solche angetriebenen Werkzeugsysteme können als Einzel-Werkzeug
vorgesehen sein oder in eine Revolver-Trägerscheibe integriert sein.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen
-
Fig. 1 eine Seitenansicht des Maschinenständers der
Drehmaschine gemäß der Erfindung,
-
Fig. 2 eine Stirnansicht des Maschinenständers,
-
Fig. 3 in einer Seitendarstellung den Arbeitsraum der
Drehmaschine,
-
Fig. 4 eine Stirnansicht auf das Kreuzschlitten-System des zweiten
Werkzeugträgers gemäß Linie B-B,
-
Fig. 5 einen Horizontalschnitt durch dieses Kreuzschlitten-System
gemäß Linie D-D in Fig. 3.
-
Der in den Fig. 1 und 2 dargestellte Maschinenständer der Drehmaschine weist ein
Maschinenbett 10 auf, von welchem zwei Ständersäulen 12 nach oben ragen. In dem
in Fig. 1 rechten Endbereich des Maschinenständers ist das Maschinenbett 10 auf
seiner Oberfläche als Werkstück-Übergabestelle 14 ausgebildet. Die Werkstück-
Übergabestelle 14 dient zum Zuführen und Abführen von Werkstücken. Die
Ständersäulen 12 ragen an der Oberseite des Maschinengestells frei über die Werkstück-
Übergabestelle 14, wie dies insbesondere in Fig. 1 deutlich wird.
-
In dem in Fig. 1 linken Teilbereich des Maschinenständers ist ein Arbeitsraum 16
ausgebildet, der sich zwischen den Ständersäulen 12 und oberhalb des
Maschinenbettes 10 befindet. Der Arbeitsraum 16 ist gegen die beiden Seiten des Maschinenständers
hin offen, um den Arbeitsraum 16 für das Bedienungspersonal zugänglich zu machen.
Nach unten ist der Arbeitsraum 16 offen, um einen freien Spänefall in ein unter dem
Arbeitsraum 16 durch das Maschinenbett 10 führenden Späneförderer zu ermöglichen.
-
Auf der Oberkante der Ständersäulen 12 und ihres über die Werkstück-Übergabestelle
14 ragenden Teiles sind horizontale X1-Führungen 18 angebracht. Auf diesen X1-
Führungen 18 läuft der X1-Schlitten eines ersten Kreuzschlitten-Systems 19. An dem
X1-Schlitten ist vertikal verschiebbar ein Z1-Schlitten des ersten Kreuzschlitten-
Systems 19 angebracht. Der Z1-Schlitten trägt eine vertikale motorisch angetriebene
Arbeitsspindel, die an ihrem unteren Ende ein Werkstück-Spannmittel 20 trägt. Die
Arbeitsspindel verläuft mittig zwischen den Ständersäulen 12.
-
Zwischen der Werkstück-Übergabestelle 14 und dem Arbeitsraum 16 ist zwischen den
Ständersäulen 12 ein erster Werkzeugträger 22 auf dem Maschinenbett 10 angebracht.
Der erste Werkzeugträger 22 ragt in den Arbeitsraum 16 und trägt ein erstes
feststehendes Drehwerkzeug 24.
-
Insoweit arbeitet die Drehmaschine nach dem Prinzip der an sich bekannten Pick-up-
Vertikaldrehmaschine. Die zu bearbeitenden Roh-Werkstücke werden über ein nicht
dargestelltes Transportsystem an die Werkstück-Übergabestelle 14 befördert. Die
Arbeitsspindel wird mittels des X1-Schlittens über die Werkstück-Übergabestelle 14
gefahren. Dort wird die Arbeitsspindel mittels des Z1-Schlittens abgesenkt, so daß sie
das Roh-Werkstück mit den Spannmitteln 20 aufnehmen kann. Das Werkstück wird
mittels des ersten Kreuzschlitten-Systems zwischen den Ständersäulen 12 hindurch in
den Arbeitsraum 16 gebracht. Dort wird das Werkstück mittels des ersten Werkzeuges
24 drehbearbeitet. Die Drehbearbeitung erfolgt dabei bei feststehendem Werkzeug 24,
wobei der axiale Bearbeitungsvorschub durch den Z1-Schlitten und der radiale
Bearbeitungshub durch den X1-Schlitten gesteuert werden. Das bearbeitete Werkstück wird
mittels des ersten Kreuzschlitten-Systems 19 wieder über die Werkstück-
Übergabestelle 14 bewegt und dort auf die nicht dargestellte Transporteinrichtung
abgelegt.
-
Erfindungsgemäß wird diese Bearbeitungsmöglichkeit, wie sie der herkömmlichen
Pick-up-Vertikaldrehmaschine entspricht, in nachfolgend beschriebener Weise
ergänzt.
-
Auf der dem ersten Werkzeugträger 22 gegenüberliegenden Seite des Arbeitsraumes
16 ist auf dem Maschinenbett 10 zwischen den Ständersäulen 12 ein zweites
Kreuzschlitten-System 30, 34 angeordnet. Dieses zweite Kreuzschlitten-System 30, 34 weist
horizontale X2-Führungen 28 auf, die parallel zu den X1-Führungen 18 verlaufen und
zwischen den Ständersäulen 12 auf dem Maschinenbett 10 angebracht sind. Auf diesen
X2-Führungen 28 läuft ein X2-Schlitten 30. Der X2-Schlitten 30 trägt vertikale Z2-
Führungen 32, auf denen vertikal verschiebbar ein Z2-Schlitten 34 geführt ist. Parallel
zu den Z2-Führungen 32 sind zwei Kugelrollspindeln 36 vorgesehen, die über einen
gemeinsamen Servoantrieb 38 angetrieben werden, um den Z2-Schlitten 34 mit hoher
Genauigkeit zuzustellen. Der X1-Zustellvorschub wird in entsprechender Weise durch
eine Kugelrollspindel 40 und einen Servoantrieb 42 bewirkt, die horizontal und
parallel zwischen den X2-Führungen 28 angeordnet sind. Die X2- und
Z2-Bewegungsrichtungen sind in Fig. 3 entsprechend gekennzeichnet.
-
An der dem Arbeitsraum 16 zugewandten vertikalen Stirnfläche des Z2-Schlittens 34
ist eine Revolver-Trägerscheibe 44 angeordnet, die um eine zur X2-Achse parallele
horizontale Achse geschaltet schwenkbar ist. An der Revolver-Trägerscheibe 44
können zweite Werkzeugträger 46 angebracht werden, die zweite Drehwerkzeuge 48tragen. In Fig. 3 ist ein solcher zweiter Werkzeugträger 46 mit einem Drehwerkzeug
48 dargestellt. Anstelle von zweiten Werkzeugträgern 46 können auch antreibbare
Werkzeug-Einheiten an der Revolver-Trägerscheibe 44 integriert sein.
-
Mittels des zweiten Werkzeuges 48 kann das Werkstück 26 gleichzeitig mit der
Bearbeitung durch das erste Werkzeug 24 bearbeitet werden. Die Steuerung des zweiten
Kreuzschlitten-Systems 30, 34 in Z2- und X2-Richtung ist dabei von der Steuerung
des ersten Kreuzschlitten-Systems 19 in der Z1- und X1-Richtung getrennt. Die
Steuerung des zweiten Kreuzschlitten-Systems 30, 34 ist jedoch mit der Steuerung des
ersten Kreuzschlitten-Systems 19 zeitlich exakt synchronisiert. Außerdem ist die
Steuerung des zweiten Kreuzschlitten-Systems 30, 34 rechnerisch so auf die Steuerung des
ersten Kreuzschlitten-Systems 19 abgestimmt, daß sich die Vorschubbewegung des
zweiten Werkzeuges 48 gegenüber dem Werkstück 26 aus der rechnerischen
Überlagerung der Vorschub-Steuerungen des ersten 19 und des zweiten Kreuzschlitten-
Systems 30, 34 ergeben.
-
Dadurch können durch das erste Werkzeug 24 und das zweite Werkzeug 48
gleichzeitig zwei verschiedene Bereich des Werkstückes 26 bearbeitet werden. Ist das
Werkstück 26 beispielsweise ein Fahrzeugrad, so kann mit dem ersten Werkzeug 24 die
Innenkontur und gleichzeitig mit dem zweiten Werkzeug 48 die Außenkontur gedreht
werden. Ebenso ist es möglich, mit dem ersten Werkzeug 24 einen ersten axialen
Bereich der Kontur und mit dem Werkzeug 48 einen anschließenden zweiten axialen
Bereich der Kontur gleichzeitig zu drehen. Es ergibt sich hierdurch insgesamt eine
Reduzierung, insbesondere eine Halbierung, der Bearbeitungszeit.
-
Das zweite Kreuzschlitten-System 30, 34 mit der Revolver-Trägerscheibe 44 und den
zugehörigen Antrieben ist vorzugsweise zu einem Baumodul zusammengefaßt, das auf
dem Maschinenbett 10 zwischen den Ständersäulen 12 montiert werden kann. Dadurch
ist es möglich, die Vertikaldrehmaschine wahlweise mit oder ohne die
erfindungsgemäße zusätzliche Bearbeitungsmöglichkeit herzustellen. Ebenso ist ein einfaches
Nachrüsten mit der zusätzlichen Bearbeitung möglich.
Bezugszeichenliste
10 Maschinenbett
12 Ständersäulen
14 Werkstück-Übergabestelle
16 Arbeitsraum
18 X1-Führungen
19 erstes Kreuzschlitten-System
20 Spannmittel
22 Erster Werkzeugträger
24 Erstes Werkzeug
28 X2-Führungen
30 X2-Schlitten
32 Z2-Führungen
34 Z2-Schlitten
36 Kugelrollspindeln
38 Servoantrieb
40 Kugelrollspindel
42 Servoantrieb
44 Revolver-Trägerscheibe
46 Zweiter Werkzeugträger
48 Zweites Werkzeug