DE1502031B2

DE1502031B2 - Mehrspindel-Drehautomat

Info

Publication number: DE1502031B2
Application number: DE1502031A
Authority: DE
Inventors: Guenter Dr.-Ing. 4800 Bielefeld Spur
Original assignee: Gildemeister AG
Current assignee: DMG Mori AG
Priority date: 1965-09-29
Filing date: 1965-09-29
Publication date: 1975-07-24
Also published as: GB1107285A; DE1502031A1; US3423812A; FR1491046A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Mehrspindel-Drehautomaten mit im Maschinengestell drehschaltbar gelagerter Werkstückspindeltrommel und am Maschinengestell gelagerten Werkzeugschlitten.

Bei den bekannten Mehrspindel-Drehautomaten werden die Vorschub- und Eilgangbewegungen der Werkzeugschlitten sowie die Schwenkbewegungen der Spindeltrommel vorzugsweise durch auf einer gemeinsamen oder einer verzweigten Steuerwelle befestigte Kurven gesteuert. Außerdem werden alle sonstigen Schaltinformationen durch Nocken vornehmlich auf der Steuerwelle gespeichert.

Derartige Mehrspindel-Drehautomaten werden vorzugsweise für die Massenbearbeitung von Werkstücken eingesetzt. Der wesentliche Vorteil dieser Automaten besteht darin, daß die Arbeitsoperationen auf mehrere Drehspindellagen verteilt sind und sich zeitlich überlagern. Dadurch ist die Mengenleistung derartiger Automaten sehr beträchtlich. Ein Nachteil dieser bekannten kurvengesteuerten Mehrspindel-Drehautomaten besteht jedoch darin, daß ein Umrüsten auf die Bearbeitung anderer Werkstücke in den meisten Fällen sehr viel Zeit in Anspruch nimmt, da dazu ein Austausch der Steuerkurven und außerdem oft die besondere Anfertigung neuer Steuerkurven erforderlich ist. Dadurch sind längere Stillstandzeiten dieser Mehrspindel-Drehautomaten unvermeidbar.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Mehrspindel-Drehautomaten zu schaffen, der ein schnelles Umrüsten auf die Bearbeitung anderer Werkstücke und in jeder Bearbeitungsstation einen optimalen technologischen Werkzeugeinsatz ermöglicht, so daß längere Stillstandzeiten beim Umrüsten vermieden werden und somit der Mehrspindler auch für die Bearbeitung kleinerer Werkstückserien wirtschaftlich einsetzbar ist.

Eine Lösung dieser Aufgabe besteht erfindungsgemäß darin, daß jeder Drehspindellage ein kurvenlos programmgesteuerter Kreuzschlitten zugeordnet ist, dessen Oberschlitten einen mit mehreren Werkzeugen bestückten ebenfalls kurvenlos programmgesteuerten Werkzeugrevolver trägt.

Eine zweite Lösung der vorstehend wiedergegebenen Aufgabe besteht darin, daß jeder Drehspindellage ein kurvenlos programmgesteuerter Kreuzschlitten zugeordnet ist, dessen Oberschlitten die Werkzeugaufnahme einer aus dieser Werkzeugaufnahme, einem Werkzeugspeicher und einer Werkzeugübergabeeinrichtung bestehenden, ebenfalls kurvenlos programmgesteuerten Werkzeugwechseleinrichtung trägt.

Eine dritte Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, daß einer Drehspindellage ein mit einem kurvenlos programmgesteuerten Mehrfachwerkzeugträger ausgestatteter, ebenfalls kurvenlos programmgesteuerter Werkzeugschlitten zugeordnet ist, während einer anderen Drehspindellage ein kurvenlos programmgesteuerter Werkzeugkreuzschlitten und. eine aus einer Werkzeugaufnahme, einem Werkzeugspeicher und einer Werkzeugübergabeeinrichtung bestehende, ebenfalls kurvenlos programmgesteuerte Werkzeugwechseleinrichtung zugeordnet ist.

Vorzugsweise erfolgt die Steuerung sämtlicher Schalt- und Weginformationen durch eine numerische Steuerung, wobei jeder Bearbeitungsstation der Maschine ein oder mehrere Wegmeßsysteme zugeordnet sind.

Die nach der Erfindung ausgebildeten Mehrspindel-Drehautomaten haben folgende Vorteile:

1. die Anfertigung und Lagerung von Steuerkurven entfällt,

2. der Schaltvorgang kann in den Steuervorgang eingeordnet werden,

3. es besteht die Möglichkeit unterschiedlicher Weginformationen von Werkzeug zu Werkzeug, also werkzeugabhängiger Vorschubwege für einen Werkzeugschlitten unabhängig von den Vorschubwegen der übrigen Werkzeugschlitten,

4. der starre automatische Arbeitsablauf wird geän-

dert in einen flexiblen Ablauf, der einen optimalen technologischen Einsatz sämtlicher Werkzeuge ermöglicht,

5. das Spannen und Entspannen der Werkstücke in einer Spindellage kann erfolgen, während in der zweiten Spindellage bzw. den übrigen Spindellagen bearbeitet wird,

6. die jeweils nicht im Einsatz befindlichen Werkzeuge können während des Betriebes auf ihren Schneidezustand überprüft oder andere Werkzeuge magaziniert werden, so daß der Automat werkzeugseitig jederzeit für die Umstellung auf ein anderes Werkstück vorbereitet ist,

7. bei Anordnung von nur zwei Werkstückspindeln in der Spindeltrommel können die Umlaufdurchmesser wie auch die Futterdurchmesser wesentlich größer sein als beispielsweise bei einem Vierspindler. Trotzdem ist eine vierspindlige Operationsfolge möglich,

8. durch Umrüstung der Maschinen mit einer Bahnsteuerung ist es möglich, den Arbeitsbereich auf Werkstücke, die bisher auf Kopierdrehmaschinen bearbeitet wurden, auszuweiten.

In den Zeichnungen ist die Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen veranschaulicht. Es zeigt

F i g. 1 die Vorderansicht eines kurvenlos programmgesteuerten Zweispindel-Drehautomaten, bei dem jeder Bearbeitungsstation ein Werkzeugkreuzschlitten mit darauf angeordnetem Werkzeugrevolver zugeordnet ist, F ig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II in Fig. 1,

Fig.3 einen Querschnitt durch einen Zweispindel-Drehautomaten, bei dem jeder Bearbeitungsstation ein Werkzeugkreuzschlitten und eine Werkzeugübergabeeinrichtung zugeordnet sind,

F ig. 4 das Arbeitsschema des zweispindligen, numerisch gesteuerten Zweispindel-Drehautomaten nach F i g. 1 und 2.

Gemäß Fig. 1 und 2 ist auf einem Maschinenbrett 1 ein Ständer 2 angeordnet, in welchem eine Spindeltrommel 3 drehschaltbar gelagert ist. In dieser Trommel 3 sind zwei Drehspindeln 4 um 180° gegeneinander versetzt drehbar gelagert. Auf das dem Ständer 2 gegenüberliegende Ende des Maschinenbettes ist eine Stütze 5 aufgesetzt. Zwischen dem Ständer 2 und der Stütze 5 befindet sich eine Traverse 6, die zwei hängende Kreuzschlitten trägt, die aus je einem Querschlitten 7 und einem Längsschlitten 8 bestehen. Auf die Längsschlitten 8 ist je ein schwenkbarer Werkzeugrevolverkopf 9 aufgesetzt.

Die Drehspindeln 4 sind mit je einem Futter 10 ausgestattet, in die je ein Werkstück 11 (Fig.l) eingespannt wird. Die Drehspindeln 4 erhalten ihren Antrieb von einem Hauptmotor 12 über ein im Getrieberaum 13 untergebrachtes Getriebe.

Die Späne werden in einer Spänewanne 15 aufgefangen, die auf dem Maschinenbett angeordnet ist. Zwischen den Bearbeitungsstationen und der Späneauffangwanne 15 ist ein von Maschinenteilen, Werkzeugen u. dgl. völlig freier Raum vorhanden, welcher einen ^₀ freien Spänefall und eine gute Zugänglichkeit zu den Bearbeitungsstationen gewährleistet.

Die Maschine nach F i g. 3 ist mit zwei trommelartigen Werkzeugspeichern 20 ausgestattet. Die Werkzeuge 16 werden in Klemmköpfen 17 gehalten und haben am hinteren Ende je eine Aufnahme 18, in denen sie von schwenkbaren Greifern 19 erfaßt werden können.

In dem Schema nach Fig.4 stellt q einen Lochstreifenleser, f einen Speicher für Schaltinformationen und weinen Speicher für Weginformationen dar.

Vorn Speicher t werden folgende Schaltinformationen weitergeleitet:

1. Schaltung des Revolverkopfes,

2. Kühlmittelzufuhr,

3. Schwenk- und Indexiergetriebe Sch G für die Spindeltrommel Sp Tr,

4. Hauptgetriebe H G zum Antrieb der Drehspindeln D,

5. Werkstückmagazin Wst Ma oder als Stillsetzinformation für das Laden der Maschine.

Vom Weginformationsspeicher w werden Weginformationen an

1. den Vergleicher b\ des Längsschlittens d\ der x-Achse,

2. den Vergleicher tn des Querschlittens di der y-Achse,

3. den Vergleicher tn des Längsschlittens ώ der Ar-Achse,

4. den Vergleicher tu des Längsschlittens ώ der /-Achse

weitergeleitet.

Von den Vergleichern b\ bis 64 werden die Impulse zu den Schlittenantrieben
ei für den Schlitten d\, ei für den Schlitten ώ, cz für den Schlitten ώ,
C4 für den Schlitten <A
weitergeleitet.

Die Rückmeldungen von Wegmeßsystemen

1. ai des Längsschlittens ώ der x-Achse geht an Vergleicher b\,

2. ai des Querschlittens di der y-Achse geht an Vergleicher te,

3. ai des Längsschlittens ώ der x-Achse geht an Vergleicher bz,

4. aA des Querschlittens c/4 der y-Achse geht an Vergleicher h\.

Bei Koinzidenz in den Vergleichern wird das entsprechende Stopp-Signal gegeben. Der Arbeitszyklus kann bei einer zweispindligen Maschine nach Fig.l und 2 bei zweimaliger 360°-Schaltung z. B. wie folgt ablaufen:

Der Arbeitszyklus der Maschine beginnt mit dem Einlegen des Werkstückes in das Spannfutter der Drehspindel. Die vom Lochstreifenleser 9 in den Speicher t für die Schaltinformationen eingelesenen Schaltbefehle für das Spannen, Einschalten einer bestimmten Spindeldrehzahl, Zufluß der Kühlflüssigkeit, Schalten des Werkzeugrevolvers und Größe der Vorschubgeschwindigkeit werden nun ausgeführt. Die in den Speicher w für die Weginformationen eingelesenen Angaben über die Bewegung der Schlitten dienen als Sollwert, der in den Vergleichern ständig mit dem durch die Wegmeßsysteme festgestellten Istwert verglichen wird. Bei Koinzidenz der Werte ist der Bewegungsschritt abgeschlossen, und ein neuer Sollwert für diese Bewegung der Schlitten wird gemäß der Programmsteuerung im Vergleicher vorgesehen. Gegebenenfalls wird durch eine entsprechende Schaltinformation eine andere Spindeldrehzahl, Vorschubgeschwindigkeit oder eine andere Revolverstellung eingestellt. Diese Arbeitsinformationen können unabhängig voneinander bei beiden Spindeln ausgeführt werden. Zu einem für die Bearbeitungsfolge günstigen Zeitpunkt erfolgt das ebenfalls durch eine Schaltinformation ausgelöste Schwenken der Spindeltrommel in

die nächste Lage, wodurch das Werkstück in den Arbeitsbereich des Werkzeugrevolvers der zweiten Spindellage gerät und dort, wie vorher beschrieben, bearbeitet werden kann. Nach dem Weiterschwenken der Spindeltrommel befindet sich das Werkstück wieder in Spindellage 1, wo es gemäß des gewählten Arbeitsablaufes weiter bearbeitet wird. Nach einer weiteren vollen Schwenkung der Spindeltrommel um 360° in zwei Schritten ist dann das Werkzeug fertiggestellt und wird ausgespannt. Es hat damit insgesamt vier Bearbeitungspositionen nacheinander durchlaufen, wobei in jeder Position je nach Bearbeitungsaufgabe mehrere Werkzeuge nacheinander in Eingriff kommen können.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Mehrspindel-Drehautomat mit einer im Maschinengestell drehbar gelagerten Werkstückspindeltrommel und am Maschinengestell gelagerten Werkzeugschlitten, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drehspindellage ein kurvenlos programmgesteuerter Kreuzschlitten (7,8) zugeordnet ist, dessen Oberschlitten (8) einen mit mehreren Werkzeugen bestückten, ebenfalls kurvenlos programmgesteuerten Werkzeugrevolver (9) trägt.

2. Mehrspindel-Drehautomat mit einer im Maschinengestell drehschaltbar gelagerten Werkstückspindeltrommel und am Maschinengestell gelagerten Werkzeugschlitten, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drehspindellage ein kurvenlos programmgesteuerter Kreuzschlitten (7,8) zugeordnet ist, dessen Oberschlitten (8) die Werkzeugaufnahme (18) einer aus dieser Werkzeugaufnahme (18), einem Werkzeugspeicher (20) und einer Werkzeugübergabeeinrichtung (19) bestehenden, ebenfalls programmgesteuerten Werkzeugwechseleinrichtung trägt.

3. Mehrspindel-Drehautomat mit einer im Maschinengestell drehschaltbar gelagerten Werkstückspindeltrommel und am Maschinengestell gelagerten Werkzeugschlitten, dadurch gekennzeichnet, daß einer Drehspindellage ein mit einem kurvenlos programmgesteuerten Mehrfachzweckträger (9) ausgestatteter, ebenfalls kurvenlos programmgesteuerter Werkzeugschlitten (7, 8) zugeordnet ist, während einer anderen Drehspindellage ein kurvenlos programmgesteuerter Werkzeugschlitten (7, 8) und eine aus einer Werkzeugaufnahme (18), einem Werkzeugspeicher (20) und einer Werkzeugübergabeeinrichtung (19) bestehende, ebenfalls kurvenlos programmgesteuerte Werkzeugwechseleinrichtung zugeordnet sind.

4. Mehrspindel-Drehautomat nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Steuerung sämtlicher Schalt- und Weginformationen eine numerische Steuerung vorgesehen ist und jeder Bearbeitungsstation der Maschine ein oder mehrere Wegmeßsysteme zugeordnet sind.

5. Zweispindel-Drehautomat nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kreuzschlitten (7,8) oberhalb der Bearbeitungsstationen in hängender Lage am Maschinengestell angeordnet sind.

6. Zweispindel-Drehautomat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Bearbeitungsstationen und einer im Maschinenbett angeordneten Auffangwanne (15) ein von Maschinenteilen, Bearbeitungswerkzeugen u.dgl. völlig freier Raum für einen ungehemmten Spänefall vorgesehen ist.