DE1602951B2 - Mehrspindel-Bohrmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrspindel-Bohrmaschine mit einem Arbeitstisch und mindestens einem Maschinenständer, an dem eine in Arbeitsrichtung verfahrbare Bearbeitungseinheit angeordnet ist, deren auswechselbare mehrspindlige Bohr- und Gewindeschneidköpfe in einem Magazin gespeichert sind.

Es sind Mehrspindel-Bohrmaschinen mit Bohrkopfwechselautomaten bekannt, bei denen die Speicherung der austauschbaren Bohrköpfe in einem oder zwei seitlich des Arbeitstisches angeordneten Magazinen erfolgt, die in besonderen Magazinständern gehalten sind (»Maschinenmarkt«, 71. Jahrgang 1965, Nr. 89, S. 68). Diese Magazinständer verhindern die durchlaufend geradlinige Zu- und Abführung der zu bearbeitenden Werkstücke. Um dem abzuhelfen, hat man auch schon die Bohrköpfe rings um den Maschinenständer magaziniert (»Maschinenmarkt«, 71. Jahrgang 1965, Nr. 89, S. 68). Beiden bekannten Ausführungen haftet aber der weitere Nachteil an, daß beim Transport eines Bohrkopfes vor die Bearbeitungseinheit das ganze Magazin mit allen Bohrköpfen gedreht werden muß, wozu ein entsprechend hoher Kraftaufwand erforderlich ist. Hinzu kommt, daß die Gesamtzeit für die Bearbeitung des Werkstückes nicht unwesentlich dadurch verlängert wird, daß der An- und Abtransport der beiden im Arbeitsverlauf jeweils aufeinanderfolgenden Bohrköpfe . eine größere Pause zwischen zwei Arbeitsgängen zur Folge hat. Diese Nebenzeit wirkt sich dann besonders ungünstig aus, wenn mehrere Bohrkopfwechsel in einer Aufspannung erforderlich sind und wenn die zeitlich aufeinanderfolgenden Bohrköpfe im Magazin nicht auch räumlich aufeinanderfolgen.

Aus der US-PS 32 86 595 ist eine Mehrspindel-Bohrmaschine mit auswechselbaren Bohrköpfen bekannt, bei der das Magazin von einem hinter dem Maschinenständer angeordneten Rundtisch gebildet ist. Der auszutauschende Bohrkopf wird der Bohrmaschine mittels einer Transportvorrichtung zugeführt. Alsdann übernimmt eine Wechselvorrichtung diesen und den Bohrkopf aus der Bearbeitungsstation, hebt beide an, dreht sich um 180°, so daß nunmehr der auszutauschende Bohrkopf vor der Bearbeitungsstation und der ausgetauschte Bohrkopf vor der Wechselstation zu liegen kommen. Dieser Werkzeug-Wechselvorgang ist sehr

aufwendig und zeitraubend. Die Bohrmaschine ist nur für horizontale Bearbeitung geeignet. Das schränkt ihre Einsatzmöglichkeit ein. Außerdem kann das Magazin nur zwei Bohrköpfe aufnehmen und muß zum Bohrkopfwechsel horizontal gedreht werden. Das bedeutet, daß im Magazin für jeden Bohrkopfwechsel ein neuer Bohrkopf durch eine nicht dargestellte Vorrichtung oder von Hand zugeführt werden muß. Der für den nächsten Arbeitsgang benötigte Bohrkopf wid dann in aufwendiger Weise von einer weiteren Drehvorrichtung übernommen und der Bearbeitungseinheit übergeben. Der Bohrkopfwechsel wäre auch ohne das Magazin (Rundtisch) denkbar, nämlich derart, daß der auszutauschende Bohrkopf der Bohrmaschine direkt von Hand oder mittels einer nicht dargestellten Vorrichtung zugeführt wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Mehrspindel-Bohrmaschine der eingangs genannten Gattung so zu gestalten, daß sie einen gradlinigen Transport der zu bearbeitenden Werkstücke ermöglicht, daß der Bohrkopfwechsel mit geringem Kraftaufwand in kürzerer Zeit als bei den bekannten Bohrmaschinen durchzuführen ist und daß je Arbeitsgang nur die beiden auszutauschenden Bohrköpfe gradlinig bewegt werden.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Magazin aus hintereinanderliegenden Speichern besteht und die Transportvorrichtung gebildet ist von mindestens einer an den Längsseiten des Magazins angeordneten Transportbahn und mindestens einem Transportwagen zum Überführen der Bohrköpfe.

Im einzelnen kann die Bohrmaschine nach der Erfindung in verschiedener Weise weiter ausgestaltet werden. Zweckmäßig sind an den Längsseiten des Magazins zwei einander gegenüberliegende Transportbahnen mit je einem Transportwagen angeordnet. Ein Transportwagen ist zum Aufnehmen des für den nächsten Arbeitsgang ausgewählten Bohrkopfes aus dem Speicher zum Transport zur und Einschieben in die Bearbeitungseinheit und der andere Transportwagen zum Aufnehmen, Transport und Einschieben des nicht mehr benötigten Bohrkopfes in das Magazin vorgesehen.

Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die beiden Transportwagen mit einem gemeinsamen Antrieb versehen, derart, daß sie sich gleichzeitig und einander gegenüberstehend auf ihrer zugehörigen Transportbahn bewegen. Hierbei sind die beiden Transportwagen mit einem derart gesteuerten Querantrieb für die Bohrköpfe ausgestattet, daß derjenige Transportwagen, der den für den nächsten Arbeitsgang vorgesehenen Bohrkopf trägt, diesen in die Bearbeitungseinheit schiebt und dabei gleichzeitig den bisher arbeitenden Bohrkopf in den anderen Transportwagen drückt, daß alsdann dieser letztere Transportwagen seinen Bohrkopf nach dem Zurückfahren neben einen Magazinspeicher in diesen Speicher schiebt und dabei den hier gespeicherten und für den nunmehr nächstfolgenden Arbeitsgang vorgesehenen Bohrkopf in den erstgenannten Transportwagen drückt, der dann seinerseits zur Bearbeitungseinheit in Bereitstellung fährt.

Es ist jedoch auch möglich, daß jeder der beiden Transportwagen einen eigenen Antrieb hat. Dann werden beide Wagen derart gegeneinander verriegelt, daß der Quertransport der Bohrköpfe erst dann erfolgen kann, wenn beide Wagen die vorgewählte, gegenüberliegende Position erreicht haben.

Der Antrieb für den Bohrkopf-Quertransport kann aber auch nur auf einem Transportwagen angeordnet werden. Durch diesen Antrieb wird sowohl der für den nächsten Arbeitsgang vorgesehene Bohrkopf in die Bearbeitungseinheit geschoben und der bisher hier befindliche in den anderen Transportwagen gedrückt, als auch der auf dem letztgenannten Wagen befindliche Bohrkopf in den Speicher und der hier befindliche in den mit dem Querantrieb ausgerüsteten Transportwagen gezogen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß an einem Arbeitstisch zwei Maschinenständer mit Bearbeitungseinheit gegenüberstehend angeordnet sind und von denen jeder ein eigenes Magazin zum Speichern von Bohr- und Gewindeschneidköpfen hat.

Im nachfolgenden werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung an Hand der Zeichnung erläutert. Es zeigt im einzelnen

F i g. 1 eine vertikale Mehrspindelbohrmaschine in der Seitenansicht,

F i g. 2 die Bohrmaschine nach F i g. 1 in der Ansicht von rückwärts gegen das Magazin,

F i g. 3 die Bohrmaschine nach F i g. 1 in der Ansicht von oben,

F i g. 4 eine andere als in F i g. 3 dargestellte Ausführungsart des Bohrkopf-Quertransportes für die Mehrspindelbohrmaschine nach F i g. 1,

F i g. 5 einen Querschnitt durch den Quertransport entsprechend der Linie V-V in F i g. 4,

F i g. 6 einen Querschnitt durch den Quertransport entsprechend der Linie VI-VI in F i g. 4,

F i g. 7 eine andere Ausführungsform, nämlich eine horizontale Mehrspindelbohrmaschine mit zwei sich gegenüberliegenden Bohrkopfwechselautomaten in der Seitenansicht,

F i g. 8 die Bohrmaschine nach F i g. 7 in der Draufsicht.

Die vertikale Mehrspindelbohrmaschine nach F i g. 1 bis 3 besteht aus einem automatisch arbeitenden Rundtisch (Arbeitstisch) 1, einem Maschinenständer 2 und einer in senkrechter Richtung mittels Schlitten verschiebbaren Bearbeitungseinheit 3, die von einem Untersetzungsgetriebe 4 mit Antriebsmotor 5 zum Antrieb des Mehrspindelbohrkopfes 6 und der Bohrkopfwechselaufnahme 7 gebildet wird. An der Rückseite des Maschinenständers 2 ist ein Bohrkopfmagazin 8 befestigt, das an seinem rückwärtigen Ende auf Stützen 9 ruht und beliebig viele, in ihrer Anzahl nur durch den zur Verfügung stehenden Raum begrenzte Speicher 10 aufnimmt. In diesen Speichern und in der Bohrkopfwechselaufnahme 7 werden die Bohrköpfe 11 mit Führungsleisten in entsprechenden Nuten geführt. Zu beiden Seiten des Maschinenständers 2 und des Magazins 8 sind je zwei Transportbahnen 12 angeordnet, die das Verfahren von Transportwagen 13 und 14 von der Bearbeitungseinheit 3 bis zu den einzelnen Speichern 10 des Magazins 8 ermöglichen. Durch den gemeinsamen Antrieb der Transportwagen 13 und 14 über Ketten 15 und 16, Kettenräder 17, eine Antriebswelle 18, ein EiI-gang-Schleichgang-Getriebe 19 durch Elektromotore 20 und 21 ist sichergestellt, daß sich beide Transportwagen in jeder Fahrstellung genau gegenüberstehen. Der Antrieb kann jedoch auch über ein stufenloses hydraulisches Getriebe oder durch einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder bzw. getrennt für jeden Transportwagen erfolgen. Auf den Transportwagen 13 und 14 angeordnete Quertransportketten 22 und 23 schieben den transportierten Bohrkopf in die Bohrkopfwechsel-

aufnahme 7 bzw. in einen der Speicher 10. Der Antrieb der Quertransportketten 22 und 23 erfolgt durch Elektromotore 24 und 25 über Untersetzungsgetriebe 26 und 27. Das Ausschieben des Bohrkopfes kann aber auch durch einen Hydraulik- oder Pneumatikzylinder oder andere mechanische Einrichtungen erfolgen.

Der automatische Bohrkopfwechsel geschieht folgendermaßen:

Der Mehrspindelbohrkopf 6 befindet sich in der Bohrkopfwechselaufnahme 7 der Bearbeitungseinheit 3 mit dieser verklammert und mit dem Getriebe 4 gekuppelt in Arbeitsstellung und bearbeitet ein auf dem Arbeitstisch befestigtes Werkstück. Nach Beendigung des Arbeitsganges wird die Bearbeitungseinheit programmgesteuert aufwärts gefahren, bis die Nuten in der Bohrkopfwechselaufnahme 7 und diejenigen der neben der Bearbeitungseinheit 3 in Wartestellung stehenden Transportwagen 13 und 14 in einer Höhe stehen. Der im Transportwagen 14 bereit gehaltene, für den nächsten Arbeitsgang erforderliche Bohrkopf 11 wird über den Mitnehmerbolzen 29, über die Quertransportkette 23 und das Übersetzungsgetriebe 27 durch den Elektromotor 25 in die Bohrkopfaufnahme 7 geschoben und dabei der hier befindliche Bohrkopf 6 nach Entklammern und Entkuppeln in die Nuten des Transportwagens 13 gedrückt. Der neu in die Aufnahme 7 geschobene Bohrkopf 11 wird verklammert mit dem Getriebe gekuppelt und fährt abwärts in Arbeitsstellung. Danach fahren die beiden Transportwagen 13 und 14 in Richtung des Magazins nach rückwärts neben denjenigen Speicher, der den für den dann folgenden Arbeitsgang erforderlichen Bohrkopf enthält.

Die Speicherauswahl erfolgt programmgesteuert in folgender Weise: Durch eine binär verschlüsselte Kombination von Schaltnocken ist jeder der Bohrköpfe 6 und 11 mit einem speziellen Code versehen und kann dadurch, unabhängig von einer bestimmten Lage in dem Magazin 8, von den Transportwagen 13 und 14 aufgefunden werden, 'n dieser Stellung wird dann der im Wagen 13 ruhende Bohrkopf 6 über den Transportnocken 28, über die Quertransportkette 22 und über das Untersetzungsgetriebe 26 durch den Elektromotor 24 in den vorgewählten Speicher 10 geschoben und der dort befindliche, für den nächsten Arbeitsgang benötigte Bohrkopf 11 in die Nuten des Transportwagens 14 gedruckt. Durch die besondere Anordnung von Transportnocken 28 und 29 an den Transportketten 22 und 23 im Scheitelpunkt des Krümmungsradius steigt die Geschwindigkeit der zu verschiebenden Bohrköpfe in der einen Endstellung von Null bis Nenngeschwindigkeit sinusförmig an und nimmt in gleichem Maße in der anderen Endstellung wieder ab, so daß hier ein Eilgang-Schleichgang-Getriebe nicht erforderlich ist. Danach fahren die beiden Transportwagen 13 und 14 neben die Bearbeitungseinheit 3, wo sie bis zur Beendigung des laufenden Arbeitsganges in Bereitstellung bleiben, um dann, wie vorbeschrieben, den Bohrkopfwechsel durchzuführen". Das Ver- und Entklammern, Ein- und Auskuppeln an den Bohrköpfen geschieht in allgemein bekannter Art und wird daher hier nicht näher beschrieben.

Der automatische Bohrkopfwechsel mit dem Quertransport nach F i g. 4 bis 6 unterscheidet sich von dem nach F i g. 3 dadurch, daß während des Hochfahrens der Bearbeitungseinheit 3 in eine Nut 30 eines auf der linken Seite des Bohrkopfes 6 angeordneten Mitnehmers 31 ein entsprechender Vorsprung 32 eines auf der rechten Seite des in Bereitschaft stehenden Bohrkopfes 11 angeordneten Mitnehmers 33 eingreift. In gleicher Weise ist der Bohrkopf 11 auf seiner linken Seite mit der hier im einzelnen nicht dargestellten Quertransportvorrichtung gekuppelt, d. h., ein Vorsprung 34 eines an der Quertransportvorrichtung angeordneten Mitnehmers 35 greift in die Nut 30 des auf der linken Seite des Bohrkopfes 11 angeordneten Mitnehmers 31. Der Bohrkopfwechsel erfolgt durch Quertransport in Pfeilrichtung A, nach Erreichen der oberen Endstellung der Bearbeitungseinheit 3, nach Entklammern und Entkuppeln des Bohrkopfes, bzw. seines Antriebes. Danach fahren beide Transportwagen 13 und 14 neben den vorgewählten Speicher. Dabei fahren, wie F i g. 6 zeigt, der Vorsprung 34 des Mitnehmers 35 an der Quertransportvorrichtung und die Nut 30 des Mitnehmers 31 auf der linken Seite des Bohrkopfes 6 in die entsprechende Nut 30 des Mitnehmers 31 auf der linken Seite und den entsprechenden Vorsprung 32 des Mitnehmers 33 auf der rechten Seite des Bohrkopfes 11. Der Quertransport des Bohrkopfes 6 aus dem Transportwagen 13 in den Speicher und des nunmehr für den nächsten Arbeitsgang benötigten Bohrkopfes 11 aus dem Speicher in den Transportwagen 14 erfolgt in Pfeilrichtung B.

Die horizontale Mehrspindel-Bohrmaschine gemäß F i g. 7 und 8 besteht aus einem Arbeitstisch 40 und zwei sich gegenüberstehenden Maschinenständern mit je einer Bearbeitungseinheit. Deren Bohrkopfwechselautomaten unterscheiden sich von den vorher beschriebenen der vertikalen Mehrspindel-Bohrmaschine dadurch, daß ihre Schlitteneinheiten 41 und 42 horizontal in Maschinenständern 43 und 44 verschiebbar sind. Im übrigen wurden für die gegenüber der zuvor beschriebenen Ausführungsform entsprechenden Teile die gleichen Bezeichnungszahlen gewählt.

Die erfindungsgemäße Mehrspindel-Bohrmaschine weist gegenüber den bisher bekannten Ausführungen gleicher Gattung folgende wesentlichen Vorteile auf:

Durch die Anordnung des Magazins hinter dem Maschinenständer, ist ein durchlaufend geradliniger Transport der Werkstücke ermöglicht. Beim Werkzeugwechsel werden jeweils nur maximal zwei Bohrköpfe bzw. Gewindeschneidköpfe transportiert. Dieser Transport findet während des Bearbeitungsganges mit dem sich in der Bearbeitungseinheit befindlichen Bohrkopf statt. Dje Gesamtfertigungszeit eines Werkstückes wird mithin wesentlich verringert, weil die Bearbeitungszeit mit einem Bohrkopf in der Regel länger dauert als der Transport des nächsten Bohrkopfes neben die Bearbeitungseinheit. Die Zeitersparnis wirkt sich besonders dann aus, wenn mehrere Arbeitsgänge mit verschiedenen Bohrköpfen während einer Aufspannung durchgeführt werden müssen. Die Anordnung der Bohrköpfe in dem Magazin ist hinsichtlich der Aufeinanderfolge ohne Belang. In besonderen Fällen ist an einem Arbeitstisch die Anordnung weiterer Maschinenständer mit Bearbeitungseinheiten und Bohrkopfspeichern gemäß der Erfindung möglich, wobei diese in jedem beliebigen Winkel arbeiten können.

Ein weiterer Vorteil besteht in dem geringen Platzbedarf der Maschine. Das Magazin kann um zwei Speicher kleiner sein als Bohrköpfe in der Maschine zum Einsatz kommen sollen. Die Anordnung der elektrischen Schaltschränke erfolgt nach F i g. 1 und 2 unter und nach F i g. 7 und 8 auf den Magazinen.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Mehrspindel-Bohrmaschine mit einem Arbeitstisch und mindestens einem Maschinenständer, an dem eine in Arbeitsrichtung verfahrbare Bearbeitungseinheit angeordnet ist, deren auswechselbare mehrspindlige Bohrköpfe in einem Magazin gespeichert sind, welches hinter dem Maschinenständer angeordnet ist und bei der eine Transportvorrichtung die Zu- und Rückführung der Bohrköpfe zwischen der Bearbeitungseinheit und dem Magazin durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß das Magazin (8) aus hintereinanderliegenden Speichern (10) besteht und die Transportvorrichtung gebildet ist von mindestens einer an der Längsseite des Magazins (8) angeordneten Transportbahn (12) und mindestens einem Transportwagen (13) zum Führen der Bohrköpfe.

2. Mehrspindel-Bohrmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den Längsseiten des Magazins (8) zwei sich einander gegenüberliegende Transportbahnen (12) mit je einem Transportwagen (13, 14) angeordnet sind und daß ein Transportwagen (13 oder 14) zum Aufnehmen des für den nächsten Arbeitsgang ausgewählten Bohrkopfes (11) aus dem Speicher und zum Transport zur und Einschieben in die Bearbeitungseinheit (3,4, 5, 7) und der andere Transportwagen (14 oder 13) zum Aufnehmen, Transportieren und Einschieben des nicht mehr benötigten Bohrkopfes (6) in das Magazin (8) vorgesehen sind.

3. Mehrspindel-Bohrmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transportwagen (13 und 14) mit einem gemeinsamen Antrieb (15 bis 21) versehen sind und sich gleichzeitig und einander gegenüberstehend auf ihrer zugehörigen Transportbahn (12) bewegen.

4. Mehrspindel-Bohrmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der beiden Transportwagen (13 und 14) einen eigenen Antrieb für die Längsbewegung hat, der Quertransport der Bohrköpfe (6 und 11) aber erst dann erfolgen kann, wenn beide Wagen (13 und 14) die vorgewählte, gegenüberliegende Position erreicht haben.

5. Mehrspindel-Bohrmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Transportwagen (13 und 14) mit einem derart gesteuerten Querantrieb (22 bis 27) für die Bohrköpfe (6 und 11) ausgestattet sind, daß ein Transportwagen (13 oder 14) zum gleichzeitigen Einschieben des neuausgewählten Bohrkopfes (11) in die Bearbeitungseinheit (3,4,5,7) und Ausschieben des bisherigen Bohrkopfes (6) auf den anderen Transportwagen (14 oder 13) und daß dieser Transportwagen zum gleichzeitigen Einschieben des bisherigen (6) und Ausschieben des danach benötigten Bohrkopfes (11) auf den zuerst genannten Transportwagen (13 oder 14) zur Bereitstellung vor der Bearbeitungseinheit (3,4,5,7) vorgesehen sind.

6. Mehrspindel-Bohrmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß nur ein Transportwagen (13 oder 14) mit einer Quertransportvorrichtung versehen ist, mittels der sowohl der für den nächsten Bearbeitungsvorgang vorgesehene Bohrkopf (11) in die Bearbeitungseinheit (3. 4, 5, 7) hinein und der bisher hier befindliche Bohrkopf (6) aus ihr heraus auf den

anderen Transportwagen (14 oder 13) als auch der auf diesem Transportwagen befindliche Bohrkopf (6) in den Speicher (10) und der hier befindliche Bohrkopf (11) auf den erstgenannten mit dem Querantrieb versehenen Transportwagen (14) zu ziehen sind.

7. Mehrspindel-Bohrmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Arbeitstisch (1) zwei Maschinenständer (2) mit Bearbeitungseinheit (3, 4, 5, 7) einander gegenüberstehend angeordnet sind, von denen jeder ein eigenes Magazin (8) zum Speichern von Bohrköpfen (6, 11) und Gewindeschneidköpfen hat.

8. Mehrspindel-Bohrmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Raum unter oder über dem Magazin (8) für die Anordnung der zur Steuerung der Werkzeugmaschine erforderlichen Elektro-Schaltschränke vorgesehen ist.