DE10330909A1 - Machine tool for machining workpieces comprises a number of spindles forming a first spindle row, and a number of spindles forming a second spindle row - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine zur spanabhebenden Bearbeitung von Werkstücken. Sie betrifft insbesondere sogenannte Bearbeitungszentren, d.h. Werkzeugmaschinen, die ein Werkstück in einer Aufspannung mit verschiedenen, automatisch gewechselten Werkzeugen bearbeiten können.The The present invention relates to a machine tool for cutting Machining of workpieces. It particularly relates to so-called machining centers, i. Machine tools, the one workpiece in one setup with different, automatically changed ones Can edit tools.
Eine
gattungsgemäße Werkzeugmaschine ist
beispielsweise aus der
Aus
der
Weitere
mehrspindelige Drehmaschinen sind beispielsweise aus
Aus einem Prospekt der Firma EMAG Maschinenfabrik GmbH, 73084 Salach, Deutschland, ist ein Bearbeitungszentrum unter der Typenbezeichnung HVSC 400 MT bekannt, das sowohl eine vertikal angeordnete, um eine Horizontalachse verschwenkbare Werkstückspindel als auch eine horizontal angeordnete Werkzeugspindel aufweist. Mit dieser bekannten Maschine können Werkstücke sowohl durch Drehen als auch durch Fräsen und Bohren bearbeitet werden.Out a prospectus of the company EMAG Maschinenfabrik GmbH, 73084 Salach, Germany, is a machining center under the type designation HVSC 400 MT known that both a vertically arranged to one Horizontal axis swiveling workpiece spindle as well as a horizontal having arranged tool spindle. With this known machine can workpieces be machined by turning as well as by milling and drilling.
Des Weiteren sind von verschiedenen Herstellern Drehmaschinen oder sogenannte Drehzentren bekannt, bei denen zwei parallel angeordnete Werkstückspindeln synchron zueinander zwei Werkstücke gleichzeitig bearbeiten. Derartige Konzepte werden in der Fachsprache häufig unter der Bezeichnung "Twin" geführt. Verwiesen sei hier beispielsweise auf Maschinen des Typs VSC 160 Twin der Firma EMAG.Of Further are from different manufacturers lathes or so-called Turning centers are known in which two parallel workpiece spindles synchronously two workpieces edit at the same time. Such concepts are in the jargon often under the name "Twin" out. directed for example, on machines of the VSC 160 Twin type here Company EMAG.
Die zahlreichen und vielfältigen bekannten Maschinenkonzepte verfolgen in aller Regel das gemeinsame Ziel, Werkstücke mit möglichst hoher Qualität kostengünstig und möglichst flexibel zu fertigen. Damit stellt sich für den Maschinenkonstrukteur die Aufgabe, Maschinenkonzepte zu entwickeln, die diese, teilweise gegensätzlichen Anforderungen möglichst gut erfüllen. In der Praxis führt der Wunsch nach Flexibilität zu Maschinen, die möglichst viele Bearbeitungsvorgänge variabel ausführen können. Hierfür ist es wünschenswert, die Werkzeugmaschinen mit möglichst vielen Freiheitsgraden in Bezug auf Verfahrrichtungen, Schwenkbewegungen und andere Bewegungen auszurüsten. Vielfältige bewegliche Achsen sind andererseits aufwendig zu realisieren, was die Kosten der Maschine und in Folge davon auch die Werkstückkosten erhöht. Darüber hinaus bergen bewegliche Ma schinenteile grundsätzlich die Gefahr von Fertigungsungenauigkeiten auf Grund von Bewegungstoleranzen, Verschleiß u.a.The numerous and diverse known machine concepts usually follow the common Target, workpieces with as possible high quality economical and as possible flexible to manufacture. This raises for the machine designer the Task to develop machine concepts, these, sometimes conflicting Requirements as possible good fulfillment. In practice leads the desire for flexibility to machines that possible many editing operations run variably can. This is it desirable, the machine tools with as possible many degrees of freedom in terms of traversing directions, swivel movements and to equip other movements. diverse On the other hand, moving axes are complex to realize what the cost of the machine and consequently also the workpiece costs elevated. About that In addition, moving machine parts generally entail the danger of manufacturing inaccuracies due to movement tolerances, wear and the like
Wenngleich unter den zahlreichen bislang bekannten Maschinenkonzepten viele sind, die eine kostengünstige, flexible und/oder hochgenaue Fertigung ermöglichen, besteht weiterhin der Wunsch, die teilweise gegensätzlichen Anforderungen noch besser zu erfüllen. Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein alternatives Konzept für eine Werkzeugmaschine anzugeben, mit der sich verschiedene Werkstücke besonders kostengünstig, jedoch mit hoher Qualität (Fertigungsgenauigkeit) herstellen lassen.Although Among the many machine concepts known so far many are that cost-effective, enable flexible and / or high-precision manufacturing, persists the desire, the partially opposing To meet requirements even better. Against this background, it is an object of the present invention an alternative concept for To specify a machine tool with which different workpieces especially cost-effective, but with high quality (Manufacturing accuracy) can be produced.
Diese Aufgabe wird hier durch eine Werkzeugmaschine gelöst, mit
- – einer Vielzahl von ersten in Reihe nebeneinander angeordneten Spindeln, die starr angeordnet oder synchron miteinander bewegbar sind und eine erste Spindelreihe bilden, und
- – einer Vielzahl von zweiten in Reihe nebeneinander angeordneten Spindeln, die starr angeordnet oder synchron miteinander bewegbar sind und eine zweite Spindelreihe bilden,
- – wobei sich die erste und die zweite Spindelreihe entlang von zwei zueinander parallelen ersten und zweiten Raumachsen erstrecken, und
- – wobei die erste und die zweite Spindelreihe relativ zueinander derart verfahrbar sind, dass Werkstücke, die in den Spindeln der einen Spindelreihe eingespannt sind, mit Werkzeugen, die in den Spindeln der anderen Spindelreihe eingespannt sind, zeit- und konturgleich zueinander bearbeitet werden können.
- - A plurality of first in series juxtaposed spindles which are rigidly arranged or synchronously movable with each other and form a first spindle row, and
- A plurality of second spindles arranged in series next to one another, which are arranged rigidly or are movable synchronously with one another and form a second spindle row,
- - Wherein the first and the second spindle row extend along two mutually parallel first and second spatial axes, and
- - Wherein the first and the second spindle row relative to each other are movable such that Workpieces, which are clamped in the spindles of one row of mandrels, can be machined with tools that are clamped in the spindles of the other row of mandrels and that can be machined simultaneously with each other.
Die neue Werkzeugmaschine nutzt damit das aus dem Bereich Drehmaschinen bekannte Twin-Konzept, wonach eine Vielzahl von Spindeln in gleicher Ausrichtung nebeneinander angeordnet ist und synchron zueinander identische Bearbeitungsvorgänge an mehreren Werkstücken ausführt. Dieses Twin-Konzept wird hier jedoch nun erstmals um eine zweite Twin-Spindelreihe ergänzt, so dass sich insgesamt zumindest vier Spindeln in zwei parallelen Reihen gegenüberstehen. Eine der Spindelreihen kann zum Einspannen von Werkzeugen, die andere zum Einspannen von Werkstücken verwendet werden. Damit wird das von reinen Drehmaschinen bekannte Twin-Konzept um die Möglichkeit erweitert, auch Bohr- und Fräsvorgänge zeit- und konturgleich zueinander an mehreren Werkstücken ausführen zu können.The new machine tool thus uses the lathes sector known twin concept, which requires a large number of spindles in the same Alignment is arranged side by side and synchronous to each other identical machining operations on several workpieces performs. This twin concept will be here for the first time for a second Twin spindle series added, so that in total at least four spindles in two parallel rows face. One of the spindle rows can be used for clamping tools, the other for Clamping workpieces be used. This is what is known from pure lathes Twin concept around the possibility extended, including drilling and milling operations. and to be able to execute the same contour on several workpieces.
Die neue Verwendung von zumindest vier drehangetriebenen Spindeln erscheint auf Grund des damit verbundenen Konstruktions- und Teileaufwandes und der entsprechenden Kosten zunächst einmal kontraproduktiv im Hinblick auf eine kostengünstige Fertigung. Durch die vorgeschlagene Anordnung der Spindeln in zwei zueinander parallelen Reihen lässt sich jedoch der Steuerungsaufwand, und zwar sowohl generell als auch bei der Erstellung eines individuellen Fertigungsprogramms, konzentrieren, so dass im Ergebnis erhebliche Kosten durch erhöhte Produktivität eingespart werden können. Zudem ist die Produktivitätssteigerung bei überraschend hoher Qualität und Gleichmäßigkeit der gefertigten Werkstücke möglich. Die Anordnung der Spindeln in zwei zueinander parallelen Reihen ermöglicht nämlich eine sehr exak te und konturgenaue Steuerung aller Spindeln gleichzeitig. Überraschenderweise und entgegen aller bisher vorherherrschenden Erwartungen kann in einer solchen Anordnung somit eine Vielzahl von Werkstücken zeitgleich und mit gleichmäßig hoher Qualität gefertigt werden. Dies gilt, wie sich bei praktischen Versuchen gezeigt hat, auch und gerade für eine zeitgleiche Fräsbearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken, die jeweils für sich in den Spindeln der zweiten Reihe eingespannt sind.The new use of at least four rotary spindles appears due to the associated design and parts costs and the corresponding Costs first once counterproductive in terms of cost-effective production. The proposed arrangement of the spindles in two to each other parallel rows can be but the control effort, both in general and when creating an individualized manufacturing program, focus, As a result, significant costs are saved through increased productivity can be. In addition, the increase in productivity at surprising high quality and uniformity the finished workpieces possible. The arrangement of the spindles in two parallel rows allows namely one very exact and contour-precise control of all spindles simultaneously. Surprisingly and contrary to all prevailing expectations in Such an arrangement thus a plurality of workpieces at the same time and with equally high quality be made. This is true, as in practical experiments has shown, too, and just for a simultaneous milling a variety of workpieces, each for are clamped in the spindles of the second row.
Durch die Möglichkeit, die Vielzahl der Werkstücke in jeweils einer Aufspannung mit verschiedenen Werkzeugen und Bearbeitungsvorgängen bearbeiten zu können, lässt sich zudem eine sehr hohe Qualität erreichen, da Toleranzen beim Umspannen der Werkstücke, wie dies bei einer Vielzahl der eingangs angegebenen Werkzeugmaschinen erforderlich ist, auf ein Minimum reduziert werden.By the possibility, the variety of workpieces in one clamping with different tools and machining operations edit to be able to let yourself In addition, a very high quality because tolerances when re-clamping the workpieces, such as this in a variety of the above-mentioned machine tools is required to be reduced to a minimum.
Im Vergleich zu bislang bekannten Bearbeitungszentren, die sowohl Dreh- als auch Fräs- und Bohrbearbeitungen durchführen, wird durch die nachfolgend noch näher beschrieben, erstmalige Anwendung des Twin-Konzepts ein erheblicher Produktivitätszuwachs erreicht. Das neue Konzept ermöglicht die Realisierung hoher Fräs- und Drehleistungen in Verbindung mit einer großen Anzahl automatisch einwechselbarer Werkzeuge. Bisherige Anstrengungen, die Produktivität von Werkzeugmaschinen zu erhöhen, konzentrierten sich allein darauf, die Bearbeitungszyklen der Maschine möglichst kurz zu gestalten und Tätigkeiten, wie beispielsweise Werkzeugwechsel, möglichst zeitparallel zu anderen Bearbeitungsvorgängen, wie Werkstückpositionierung, durchzuführen. Die vorliegende Erfindung ergänzt solche Maßnahmen nun durch die Möglichkeit einer zeit- und konturgleichen Bearbeitung von mehreren Werkstücken in einer Maschine.in the Compared to previously known machining centers, which as well as milling and perform drilling operations, is described by the following in more detail, first time Application of the Twin concept, a significant increase in productivity reached. The new concept allows the realization of high milling and rotational power in conjunction with a large number automatically interchangeable Tools. Previous efforts, the productivity of machine tools to increase, focused solely on the machining cycles of the machine preferably short and activities, such as tool change, as time-parallel as possible to others Machining operations, as workpiece positioning, perform. The present invention complements such Measures now by the possibility a time and contour same processing of several workpieces in a machine.
Insgesamt hat sich gezeigt, dass mit dem neuen Maschinenkonzept eine Vielzahl von Werkstücken mit kurzen Durchlaufzeiten und gleichzeitig hohen Qualitätsanforderungen gefertigt werden können. Die genannte Aufgabe ist daher vollständig gelöst.All in all has shown that with the new machine concept a variety of workpieces with short lead times and at the same time high quality requirements can be made. The stated task is therefore completely solved.
In einer bevorzugten Ausgestaltung sind die erste und die zweite Spindelreihe relativ zueinander entlang von zumindest zwei, vorzugsweise drei, orthogonalen Linearachsen verfahrbar.In In a preferred embodiment, the first and the second spindle row relative to each other along at least two, preferably three, orthogonal linear axes movable.
In dieser Ausgestaltung werden die erste und zweite Spindelreihe jeweils "als Ganzes" relativ zueinander verfahren. Dadurch wird auf konstruktiv einfache Weise eine hohe und gleichmäßige Positioniergenauigkeit bei der parallelen Bearbeitung von mehreren Werkstücken erreicht. Die bevorzugte Bewegung entlang von drei orthogonalen Linearachsen erleichtert zudem die zeit- und konturgleiche Fertigung von komplexen Werkstücken.In In this embodiment, the first and second spindle rows are each "as a whole" relative to each other method. This is a structurally simple way a high and even positioning accuracy achieved in the parallel processing of several workpieces. The preferred movement along three orthogonal linear axes also facilitates the production of complex and time-equivalent production Workpieces.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die erste Spindelreihe entlang der zumindest zwei (bevorzugt drei) orthogonalen Linearachsen verfahrbar.In In another embodiment, the first spindle row is along the at least two (preferably three) orthogonal linear axes movable.
Diese Maßnahme vereinfacht die Konstruktion und die Programmierung der Maschine, da es für die gewünschte relative Positionierung der beiden Spindelreihen hiernach genügt, nur die erste Spindelreihe zu verfahren. Die zweite Spindelreihe kann dementsprechend ortsfest sein.These measure simplifies the design and programming of the machine, since it is for the desired Relative positioning of the two spindle rows is sufficient, only to move the first spindle row. The second spindle row can accordingly be stationary.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Spindeln der ersten Spindelreihe an einem gemeinsamen Fahrständer angeordnet, der in den zumindest zwei orthogonalen Linearachsen verfahrbar ist.In In another embodiment, the spindles of the first spindle row on a common traveling column arranged in the at least two orthogonal linear axes is movable.
Diese Ausgestaltung ist nach den praktischen Versuchen der Anmelderin besonders bevorzugt, um die erwünschte relative Positionierung der ersten und zweiten Spindelreihe mit hoher Genauigkeit und geringem Aufwand zu erreichen. Zudem ist in dieser Ausgestaltung gewährleistet, dass sämtliche Spindeln der ersten Reihe synchron zueinander in den gewünschten Raumrichtungen verfahren werden. In programmiertechnischer Hinsicht muss hier nur der Fahrständer zentral angesteuert werden, um die gewünschte synchrone Verfahrbewegung aller ersten Spindeln zu erreichen.This embodiment is after the practical experiments of the applicant particularly before zugt to achieve the desired relative positioning of the first and second spindle row with high accuracy and little effort. In addition, it is ensured in this embodiment that all spindles of the first row are moved synchronously in the desired spatial directions. In terms of programming technology, only the traveling column needs to be centrally controlled in order to achieve the desired synchronous movement of all the first spindles.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die erste und die zweite Spindelreihe um eine parallel zu den Raumachsen (der Spindelreihen) liegende Schwenkachse relativ zueinander verschwenkbar.In In another embodiment, the first and the second spindle row about a parallel to the spatial axes (the spindle rows) lying pivot axis pivotable relative to each other.
Durch diese Ausgestaltung wird auf einfache Weise ein weiterer Freiheitsgrad für die flexible Bearbeitung von Werkstücken erreicht. Zudem wird durch das relative Verschwenken der Spindelreihen "als Ganzes" wiederum die Gleichmäßigkeit aller Spindelbewegungen verbessert.By This embodiment is easily a further degree of freedom for the flexible machining of workpieces reached. In addition, by the relative pivoting of the spindle rows "as a whole" turn the uniformity improved all spindle movements.
In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahme ist nur die zweite Spindelreihe um die Schwenkachse verschwenkbar.In a further embodiment of the aforementioned measure only the second spindle row can be pivoted about the pivot axis.
Diese Ausgestaltung besitzt den Vorteil, dass eine Spindelreihe, in diesem Fall die erste Spindelreihe, von einer Raumbewe gung "befreit" wird. Die Aufhängung und Ansteuerung der getrennten Spindelreihen kann damit auf den jeweiligen Bewegungsfreiheitsgrad optimiert werden. Die Genauigkeit und Gleichmäßigkeit der relativen Spindelbewegungen lässt sich damit gerade in der neuen mehrspindeligen Reihenanordnung steigern. Darüber hinaus können durch die Reduktion der jeweils erforderlichen Antriebe Bauraum und Materialkosten eingespart werden.These Embodiment has the advantage that a spindle row, in this If the first spindle row is "released" from a movement of space. The suspension and Control of the separate rows of spindles can thus on the respective Freedom of movement can be optimized. The accuracy and uniformity The relative spindle movements can thus be just in the increase new multi-spindle arrangement. Furthermore can through the reduction of the respective required drive space and material costs are saved.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die zweite Spindelreihe als austauschbares Maschinenmodul ausgebildet.In In a further embodiment, the second spindle row is exchangeable Machine module formed.
Diese Maßnahme ist besonders vorteilhaft, um bestehende Twin-Maschinen in der erfindungsgemäßen Weise auf- oder umzurüsten. Darüber hinaus lassen sich durch einen modulartigen Aufbau Produktions- und Entwicklungskosten einsparen. Außerdem wird die Flexibilität und das Einsatzspektrum der Maschine vergrößern. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Spindeln der zweiten Reihe hierdurch auf einfache Weise entfernt werden können, um beispielsweise mit Hilfe der ersten Spindeln eine schwere Fräsbearbeitung durchzuführen, die eine starre Einspannung der Werkstücke erfordert.These measure is particularly advantageous to existing twin machines in the manner according to the invention upgrade or convert. About that In addition, a modular design allows production and save development costs. In addition, the flexibility and the Increase application range of the machine. Another advantage is that the spindles of the second row hereby to simple Way can be removed for example, with the help of the first spindles a heavy milling perform, which requires a rigid clamping of the workpieces.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Spindeln der ersten Spindelreihe als Werkzeugspindeln für eine Bohr-, Fräs- und/oder Drehbearbeitung der Werkstücke ausgebildet.In In another embodiment, the spindles of the first spindle row as tool spindles for a drilling, milling and / or turning of the workpieces educated.
Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn die Spindeln der zweiten Spindelreihe als Werkstückspindeln für eine Drehbearbeitung der Werkstücke ausgebildet sind.Of Further, it is preferable if the spindles of the second spindle row as workpiece spindles for one Turning the workpieces formed are.
Die Ausbildung der genannten Spindeln als Werkzeug- bzw. Werkstückspindeln für Bohr-, Fräs- und Drehbearbeitung beinhaltet, dass die jeweiligen Spindeln die erforderlichen Drehzahlen, Drehmomente und Leistungen aufbringen müssen, um die genannten Bearbeitungsvorgänge zu ermöglichen. Grundsätzlich ist es denkbar, alle verwendeten Spindeln in gleicher Weise auf das jeweilige Maximalerfordernis auszulegen. Damit wäre es möglich, Werkstücke und Werkzeuge wahlweise in jeder der Spindeln einzusetzen. Der hierdurch erreichbare Vorteil ist jedoch relativ gering im Vergleich zu den erhöhten Kosten, die sich daraus ergeben, dass die Spindeln der einen Reihe damit im Einzelfall überdimensioniert sind. Durch die genannte Aufgabenverteilung der Spindeln lässt sich eine vorteilhafte Kostenreduktion erreichen. Darüber hinaus kann auch die Programmierung der Maschine und damit der Aufwand für deren Betrieb vereinfacht bzw. reduziert werden.The Forming said spindles as tool or workpiece spindles for drilling, Milling and Turning involves that the respective spindles the required Speeds, torques and power have to apply to the mentioned processing operations to enable. Basically It is conceivable that all spindles used in the same way on the respective maximum requirement. This would make it possible to workpieces and Optionally use tools in each of the spindles. The result achievable advantage, however, is relatively low compared to the increased costs, which result from the fact that the spindles of one row with it in an individual case oversized. By the mentioned task distribution of the spindles can be achieve a favorable cost reduction. In addition, the programming can also be the machine and thus simplifies the effort for their operation or reduced.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Spindeln der zweiten Spindelreihe abnehmbar.In In another embodiment, the spindles of the second spindle row removable.
Dies vereinfacht die Durchführung von schweren Fräsarbeiten mit Hilfe der ersten Spindel, indem die zweiten Spindeln so einfach gegen starre Werkstückspannsysteme ausgetauscht werden können.This simplifies the implementation heavy milling work with the help of the first spindle, making the second spindles so easy against rigid workpiece clamping systems can be exchanged.
In einer weiteren Ausgestaltung weisen die Spindeln innerhalb jeder Spindelreihe einen starren Abstand voneinander auf.In In another embodiment, the spindles within each Spindle row at a rigid distance from each other.
"Starr" bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Spindeln innerhalb jeder Spindelreihe relativ zueinander allenfalls solche (geringen) Verfahrbewegungen ausführen können, die zum Ausgleich von Werkzeugtoleranzen und/oder Temperaturausdehnun gen erforderlich sind. Im Übrigen sind die Spindeln jedoch unbeweglich miteinander verbunden, wodurch die zeit- und konturgleiche Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken erleichtert und verbessert wird. In dem derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiel der Anmelderin sind die Spindeln jeder Spindelreihe sogar absolut starr miteinander verbunden, um relative Abweichungen der Spindeln innerhalb jeder Reihe so weit wie möglich zu unterbinden."Starr" means in this Related to the spindles within each spindle row relative to each other if necessary, can perform such (small) movements that to compensate for tool tolerances and / or Temperaturausdehnun conditions required are. Furthermore However, the spindles are immovably connected, causing the time- and contour-equal machining of a variety of workpieces easier and is improved. In the currently preferred embodiment Applicant's spindles of each spindle row are even absolute rigidly interconnected to relative deviations of the spindles within each row as much as possible.
In einer weiteren Ausgestaltung sind die Spindeln der ersten Spindelreihe mit demselben relativen Abstand voneinander beabstandet wie die Spindeln der zweiten Spindelreihe.In In another embodiment, the spindles of the first spindle row spaced apart with the same relative distance as the Spindles of the second spindle row.
Durch diese Ausgestaltung vereinfacht sich der Konstruktions- und Steuerungsaufwand der neuen Werkzeugmaschine noch weiter. Die Spindeln der ersten und zweiten Spindelreihe können in ihren grundsätzlichen Verfahrbewegungen wie "eine große Spindel" angesteuert werden. Eine relative Bewegung, die ein Spindelpaar aus erster und zweiter Spindel ausführt, gilt gleichermaßen und ohne weitere Betrachtungen auch für die übrigen Spindelpaare.By This configuration simplifies the design and control effort the new machine tool even further. The spindles of the first and second spindle row can in their fundamental Traversing movements like "one large spindle "to be controlled. A relative movement, the spindle pair of first and second spindle executing, applies equally and without further considerations for the other spindle pairs.
In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die neue Werkzeugmaschine eine Vielzahl von dritten in Reihe nebeneinander angeordneten Spindeln, die eine dritte Spindelreihe entlang einer dritten Raumachse bilden, wobei die zweite und dritte Spindelreihe relativ zueinander derart verfahrbar sind, dass die dritten Spindeln Werkstücke von den zweiten Spindeln unmittelbar übernehmen können.In In another embodiment, the new machine tool has a Plurality of third spindles juxtaposed in series, which form a third spindle row along a third spatial axis, wherein the second and third rows of mandrels are relative to each other are traversable that the third spindles workpieces of can take over the second spindles directly.
Diese Ausgestaltung der Erfindung ist eine vorteilhafte Weiterentwicklung des neuen Konzepts, durch die auf einfache und effiziente Weise eine konturgleiche Sechs-Seiten-Bearbeitung bei einer Vielzahl von Werkstücken möglich ist. Die neue Werkzeugmaschine besitzt hiernach zwar zumindest sechs Spindeln, was einen nochmals erhöhten Teile- und Konstruktionsaufwand bedeutet. Die erreichbaren Produktivitätsgewinne bei gleichmäßig hoher Qualität kompensieren diesen erheblichen Zusatzaufwand jedoch, wie sich in praktischen Versuchen der Anmelderin gezeigt hat.These Embodiment of the invention is an advantageous development of the new concept, through the simple and efficient way a matchless six-page editing on a variety of workpieces possible is. After all, the new machine tool has at least six Spindles, which increased again Parts and construction effort means. The achievable productivity gains compensate for evenly high quality However, this considerable additional effort, as reflected in practical Attempts of the applicant has shown.
In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die neue Werkzeugmaschine eine Vielzahl von dritten in Reihe nebeneinander angeordneten Spindeln, die eine dritte Spindelreihe entlang einer dritten Raumachse bilden, wobei die erste und die dritte Spindelreihe relativ zueinander derart verfahrbar sind, dass Werkstücke, die in den Spindeln der einen Spindelreihe eingespannt sind, mit Werkzeugen, die in den Spindeln der anderen Spindelreihe eingespannt sind, zeit- und konturgleich zueinander bearbeitet werden können.In In another embodiment, the new machine tool has a Plurality of third spindles juxtaposed in series, which form a third spindle row along a third spatial axis, wherein the first and third rows of mandrels are relative to each other are movable, that workpieces, which are clamped in the spindles of a spindle row, with Tools clamped in the spindles of the other spindle series are, can be processed in time and the same contour.
In dieser Ausgestaltung treten die Spindeln der dritten Spindelreihe gewissermaßen als „Ersatz" zu den Spindeln der zweiten Spindelreihe hinzu. Die erste Spindelreihe kann dann wahlweise mit der zweiten oder der dritten Spindelreihe zusammenarbeiten. Hierdurch wird eine noch größere Flexibilität erreicht.In this embodiment, the spindles of the third spindle row so to speak as a "replacement" to the spindles the second spindle row added. The first spindle row can then Optionally work together with the second or third spindle row. This achieves even greater flexibility.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die dritte Spindelreihe sowohl mit der ersten als auch der zweiten Spindelreihe kooperieren kann. In diesem Fall können teilbearbeitete Werkstücke von den zweiten an die dritten Spindeln übergeben werden und anschlie ßend mit Hilfe der ersten Spindeln fertiggestellt werden. Hierdurch wir eine besonders flexible und effiziente automatisierte Fertigung von Werkstücken ermöglicht.Especially it is preferred if the third spindle row with both the first as well as the second spindle series can cooperate. In this case, partially edited workpieces be transferred from the second to the third spindles and then ßend with Help the first spindles are completed. This is one of us particularly flexible and efficient automated production of workpieces.
In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahmen verläuft die dritte Raumachse parallel zu den Raumachsen der ersten und zweiten Spindelreihe.In a further embodiment of the aforementioned measures extends the third space axis parallel to the spatial axes of the first and second Spindle series.
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass die dritte Raumachse senkrecht oder „schräg" zu der ersten und zweiten Raumachse verläuft. In der bevorzugten Ausgestaltung lassen sich die Verfahrwege der zweiten und dritten Spindeln jedoch minimieren. Eine entsprechende Maschine kann damit kleinbauender und kostengünstiger realisiert werden. Darüber hinaus wird in dieser Ausgestaltung auch eine höhere Gleichmäßigkeit und Genauigkeit im Zusammenspiel der zweiten und dritten Spindeln erreicht.Basically it also possible that the third spatial axis is perpendicular or "oblique" to the first and second spatial axis runs. In the preferred embodiment, the travel paths of Minimize second and third spindles however. A corresponding Machine can thus be made smaller and cheaper. Furthermore In this embodiment, a higher uniformity and accuracy in the interaction of the second and third spindles reached.
In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die neue Werkzeugmaschine ferner zumindest eine vierte Spindel, die relativ zu den dritten Spindeln derart verfahrbar ist, dass Werkstücke, die in den dritten Spindeln eingespannt sind, mit Werkzeugen, die in der zumindest einen vierten Spindel eingespannt sind, konturgleich zueinander bearbeitet werden können.In a further embodiment, the new machine tool further at least a fourth spindle relative to the third spindles so movable is that workpieces in the third spindles are clamped, with tools in the at least a fourth Spindle are clamped, are processed equal to each other can.
Insbesondere besitzt die neue Werkzeugmaschine dieser Ausgestaltung sogar eine Vielzahl von vierten nebeneinander angeordneten Spindeln, die entlang einer vierten Raumachse eine vierte Spindelreihe bilden, wobei die vierte Raumachse parallel zu der dritten Raumachse verläuft.Especially the new machine tool of this embodiment even has one Variety of fourth juxtaposed spindles running along form a fourth spindle row a fourth axis of the spindle, wherein the fourth spatial axis parallel to the third spatial axis runs.
Die Bereitstellung einer vierten Spindel in der genannten Anordnung ermöglicht auf einfache und kostengünstige Weise eine vollautomatische Sechs-Seiten-Bearbeitung einer Vielzahl von Werkstücken. Da die sechste Seite in aller Regel weniger Bearbeitungsvorgänge benötigt als die zuvor bearbeiteten fünf Seiten, ist es grundsätzlich aber auch möglich und für manche Anwendungsfälle bevorzugt, nur eine einzige vierte Spindel in der genannten Anordnung vorzusehen, was eine besonders kostengünstige Realisierung darstellt. Außerdem kann so eine nicht-konturgleiche Bearbeitung der sechsten Seite auf einfache Weise realisiert werden. Dies ist beispielsweise dann von besonderem Vorteil, wenn die sechste Seite von mehreren teilbearbeiteten Werkstücken jeweils spiegelverkehrt oder in sonstiger Weise unterschiedlich gefertigt werden soll.The Providing a fourth spindle in said arrangement allows on simple and inexpensive Way a fully automatic six-page editing a variety of workpieces. Because the sixth page usually requires fewer editing operations than the previously edited five Pages, it is basically but also possible and for many use cases preferably, only a single fourth spindle in said arrangement provide, which represents a particularly cost-effective implementation. Furthermore can be such a non-conformist Machining the sixth page can be realized in a simple way. This is for example particularly advantageous if the sixth Side of several partially machined workpieces each mirrored or to be made differently in any other way.
Die Bereitstellung einer vierten Spindelreihe mit einer Vielzahl von vierten Spindeln besitzt demgegenüber den Vorteil, dass auch bei aufwendigen Bearbeitungen der sechsten Seite ein optimaler Werkstückdurchsatz möglich ist. Darüber hinaus kann in dieser Ausgestaltung ein Teil der Bearbeitungsvorgänge, die nicht die sechste Seite betreffen, in erfindungsgemäßer Weise mit Hilfe der dritten und vierten Spindeln durchgeführt werden, was eine weitere Optimierung des Durchsatzes der neuen Maschine ermöglicht.The provision of a fourth spindle row with a multiplicity of fourth spindles has the advantage that an optimal workpiece throughput is possible even with complex machining of the sixth side. Moreover, in this embodiment, a part of the machining operations other than the sixth page may be omitted. be carried out according to the invention with the help of the third and fourth spindles, which allows a further optimization of the throughput of the new machine.
In einer weiteren Ausgestaltung der zuvor genannten Maßnahme verlaufen die dritte und vierte Raumachse parallel zu den Raumachsen der ersten und zweiten Spindelreihe.In a further embodiment of the aforementioned measure the third and fourth spatial axis parallel to the spatial axes of the first and second spindle row.
Auch diese Ausgestaltung führt zu einer Minimierung von Verfahrwegen und zu einer Erhöhung der Gleichmäßigkeit und Genau igkeit bei der Bearbeitung von Werkstücken. Darüber hinaus verringert sich der Konstruktions- und Programmieraufwand auf Grund der konsequenten Erweiterung des neuen Maschinenkonzepts auf drei bzw. vier Spindelreihen.Also this embodiment leads to a minimization of trajectories and to an increase of uniformity and accuracy when machining workpieces. In addition, it decreases the design and programming effort due to the consistent Extension of the new machine concept to three or four spindle rows.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die zumindest eine vierte Spindelreihe relativ zu den dritten Spindeln in zumindest zwei, vorzugsweise drei, orthogonalen Linearachsen verfahrbar.In In another embodiment, the at least one fourth spindle row relative to the third spindles in at least two, preferably three orthogonal linear axes movable.
Diese Maßnahme vereinfacht auf Grund der Verfahrbarkeit der vierten oder vierten Spindelreihe "als Ganzes" den Steuerungsaufwand.These measure simplified due to the mobility of the fourth or fourth Spindle row "as Whole "the control effort.
In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die neue Werkzeugmaschine ein im Bereich der zweiten und dritten Spindelreihe angeordnetes Maschinenteil, das senkrecht zu einer durch die zweite und dritte Raumachse aufgespannten Ebene verfahrbar ist.In In another embodiment, the new machine tool has a Machine part arranged in the area of the second and third spindle row, perpendicular to a plane spanned by the second and third spatial axis Level is movable.
Diese Ausgestaltung bietet bei vergleichsweise geringem Zusatzaufwand weitere Freiheitsgrade bei der zeit- und konturgleichen Bearbeitung von mehreren Werkstücken. Da das weitere Maschinenteil im Bereich der zweiten und dritten Spindelreihe angeordnet ist, lassen sich hier vielfältige und flexible Bearbeitungsvorgänge realisieren, bei denen Werkstücke wahlweise entweder in der zweiten oder in der dritten oder sogar in beiden Spindelreihen eingespannt sind. Die bevorzugte Anordnung des weiteren Maschinenteils erlaubt zudem einen konstruktiv einfachen Aufbau, beispielsweise mit Hilfe eines im Bereich der zweiten und dritten Spindelreihe angeordneten Portals.These Design offers at comparatively little extra effort additional degrees of freedom in the processing of time and contours of several workpieces. Since the further machine part in the area of the second and third Spindle row is arranged, here can be varied and flexible machining operations realize where workpieces optionally either in the second or in the third or even are clamped in both spindle rows. The preferred arrangement Furthermore, the machine part also allows a structurally simple Construction, for example with the help of one in the field of the second and third spindle row arranged portals.
Bevorzugte Ausgestaltungen der zuvor genannten Maßnahme beinhalten, dass das Maschinenteil ein Werkzeug aufweist, um Werkstücke zu bearbeiten, insbesondere bei der Übergabe von der zweiten Spindelreihe zur dritten Spindelreihe abzutrennen. Das Abtrennen kann dabei vorteilhaft durch Abstechen oder auch durch einen Sägevorgang erfolgen.preferred Embodiments of the aforementioned measure include that Machine part has a tool to work on workpieces, in particular at the handover to be separated from the second spindle row to the third spindle row. The separation can be advantageous by parting or by a sawing process respectively.
Diese Ausgestaltung ist besonders vorteilhaft, wenn die neue Werkzeugmaschine zur Bearbeitung von stangenförmigem Werkstückmaterial verwendet wird, da in diesem Fall die ersten fünf Seiten jeder Materialstange mit den Spindeln der ersten und zweiten Spindelreihe bearbeitet werden können. Das Abtrennen der teilbearbeiteten Werkstücke von der Materialstange lässt sich dann sehr effizient und mit hoher Qualität bei der Übergabe der Werkstücke von den zweiten auf die dritten Spindeln realisieren. Während die dritten Spindeln in Verbindung mit der zumindest einen vierten Spindel dann die allseitige Bearbeitung aller Werkstücke ermöglicht, können die ersten und zweiten Spindeln bereits die nächste Vielzahl von Werkstücken an fünf Seiten bearbeiten.These Embodiment is particularly advantageous when the new machine tool for processing rod-shaped Workpiece material is used, since in this case the first five sides of each material bar machined with the spindles of the first and second spindle series can be. The separation of the partially machined workpieces from the material bar let yourself then very efficiently and with high quality in the transfer of the workpieces from the second realize on the third spindles. While the third spindles in conjunction with the at least one fourth spindle then the all-sided Processing of all workpieces allows can the first and second spindles already present the next plurality of workpieces five pages to edit.
In einer weiteren Ausgestaltung weist das Maschinenteil einen Greifer auf, um Werkstücke zu den Spindeln der zweiten und/oder dritten Spindelreihe zuzuführen.In In a further embodiment, the machine part has a gripper on to workpieces to supply to the spindles of the second and / or third spindle row.
Alternativ oder ergänzend hierzu kann eine Materialzuführung auch von anderer Stelle erfolgen, wie nachfolgend an Hand der derzeit bevorzugten Ausführungsbeispiele erläutert. Die hier beschriebene Ausgestaltung hat sich jedoch als besonders einfach, raumsparend und damit kostengünstig erwiesen, insbesonde re wenn Werkstücke aus einem Stangenmaterial herausgearbeitet werden.alternative or in addition this can be a material supply from another place, as described below preferred embodiments explained. However, the embodiment described here has proven to be special simple, space-saving and thus cost-effective, insbesonde re if workpieces be worked out of a rod material.
In einer weiteren Ausgestaltung besitzt die neue Werkzeugmaschine ein Maschinenbett, das sich in einer Richtung parallel zu der ersten und zweiten Raumachse über die zweite Spindelreihe hinaus erstreckt und dort eine Vielzahl von Werkstückspannvorrichtungen besitzt.In In another embodiment, the new machine tool has a Machine bed, which is in one direction parallel to the first and second space axis over the second spindle row extends out and there a variety of workpiece clamping devices has.
Diese Maßnahme ermöglicht die allseitige Bearbeitung mit den ersten Spindeln, was eine sehr einfache und kostengünstige Möglichkeit darstellt.These measure allows the all-round machining with the first spindles, which is a very simple and cost-effective possibility represents.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:embodiments The invention are illustrated in the drawings and in the following description explained. Show it:
In
den
Die
Werkzeugmaschine
Die
Werkzeugmaschine
Die
ersten Spindeln
Die
ersten Spindeln
Die
beiden zweiten Spindeln
Die
ersten Spindeln
In einem praktischen Ausführungsbeispiel hat sich ein Schwenkwinkel von bis zu 120° oder 130° als vorteilhaft erwiesen. Mit einem derartigen, den rechten Winkel hinreichend übersteigenden Schwenkwinkel lassen sich alle Bearbeitungsvorgänge gut realisieren, die für eine vollständige Fünf-Seiten-Bearbeitung erforderlich sind.In a practical embodiment has a tilt angle of up to 120 ° or 130 ° proved to be advantageous. With a such, the right angle sufficiently exceeding swing angle All machining operations that are required for complete five-page machining can be easily realized required are.
Gemäß einem
besonders vorteilhaften Aspekt der Erfindung sind die zweiten Spindeln
Mit
der Bezugsziffer
Mit
der Bezugsziffer
In der nachfolgenden Beschreibung von weiteren Ausführungsbeispielen bezeichnen gleiche Bezugszeichen dieselben Elemente wie zuvor.In in the following description of further embodiments the same reference numerals the same elements as before.
In
Im Übrigen entspricht
der konstruktive Aufbau der Werkzeugmaschine
In
Die
zweite Maschinenhälfte
Die
vierten Spindeln
Die
beiden Maschinenhälften
In
einer weiteren Abwandlung des in
In
In
einer weiteren Variante können
Werkstücke,
insbesondere stangenförmiges
Werkstückmaterial,
auch von vorn oder von hinten, d.h. von einer der Übergabeposition
Allen
hier gezeigten Ausführungsbeispielen ist
gemeinsam, dass die Spindeln jeder Spindelreihe praktisch identische
Bewegungen ausführen.
Wie leicht nachzuvollziehen ist, können auf diese Weise eine Vielzahl
von Werkstücken
zeit- und konturgleich zueinander hergestellt werden. Das neue Maschinenkonzept
ist dabei in bevorzugten Ausführungsbeispielen
dargestellt, bei denen die erste (und gegebenenfalls vierte) Spindelreihe
vertikal angeordnet ist und mit Hilfe des Fahrständers
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Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
8363 | Opposition against the patent | ||
R011 | All appeals rejected, refused or otherwise settled | ||
R037 | Decision of examining division or of federal patent court revoking patent now final | ||
R107 | Publication of grant of european patent rescinded |
Effective date: 20131024 |