DE19504368A1 - Werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine, insbesondere eine Rundschalttisch-Maschine, umfassend ein Maschinenge­ stell, einen am Maschinengestell angeordneten und gegenüber diesem um eine Drehachse drehbaren Spindelträgertisch, an dem Spindelträgertisch in unterschiedlichen Spindelpositionen an­ geordnete Werkstückspindeln mit quer zur Drehachse ausgerich­ teten Spindelachsen und ein Werkzeug zur Bearbeitung eines in einer Werkstückspanneinrichtung einer der Werkstückspindeln gehaltenen Werkstücks.

Derartige Werkzeugmaschinen sind beispielsweise aus dem Arti­ kel "Siebenspindel-Waagerechtautomat zum Bearbeiten großer Werkstücke" von E. Dornhöfer aus der VDI-Zeitschrift Bd. 87, Nr. 31/32, 7. August 1943, S. 489 bis 492 bekannt.

Bei diesen bekannten Werkzeugmaschinen sind die Werkstück­ spindeln fest auf dem Spindelträgertisch montiert und die Werkzeuge durch auf dem Maschinengestell angeordnete Werk­ zeugschlitten relativ zu dem jeweils in der Werkstück-Spindel gespannten Werkstück bewegbar.

Bei derartigen Werkzeugmaschinen besteht der Nachteil, daß die Herstellung von Werkstücken mit hoher Genauigkeit Pro­ bleme bereitet, da durch die Größe des Spindelträgertisches und die bei dieser Größe vorhandenen Teilungsfehler bei der Anordnung der Werkstückspindeln auf dem Spindelträgertisch und die Fehler bei der Ausrichtung der Bearbeitungsachsen relativ zur Spindelachse die erreichbare Genauigkeit begren­ zen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Werk­ zeugmaschine der gattungsgemäßen Art derart zu verbessern, daß auf dieser Teile mit höherer Genauigkeit hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Werk­ stückspindeln relativ zum Spindelträgertisch in Richtung ihrer Spindelachse unabhängig voneinander bewegbar sind und daß jeder Werkstückspindel ein eigener Linearantrieb zur Be­ wegung derselben in Richtung der Spindelachse zugeordnet ist.

Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß dadurch, daß jeder Werkstückspindel ein eigener Linear­ antrieb zugeordnet ist, eine präzise Steuerung der Linearbe­ wegungen der Werkstückspindeln längs ihrer Spindelachsen möglich ist und so beispielsweise eine Drehbearbeitung eines Werkstücks, beispielsweise mit einem stehenden Werkzeug und einer Linearverschiebung der Werkstückspindel, die eine opti­ male Rundlaufgenauigkeit gewährleistet, möglich ist, ohne daß sich Positionsfehler relativ zur Spindelachse dabei aus­ wirken. Vorzugsweise sind hierdurch insbesondere zylindrische Flächen mit großer Präzision herstellbar.

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist darin zu sehen, daß die Werkstückspindeln aufgrund ihrer Bewegbar­ keit in ihrer Spindelachse auch dazu eingesetzt werden kön­ nen, Werkstücke, insbesondere Rohlinge, in definierten Positionen zu greifen und ebenso fertig bearbeitete Werk­ stücke, in definierten Positionen abzulegen oder zu über­ geben.

Um eine besonders hohe Genauigkeit bei der Bewegung der Werk­ stückspindeln längs ihrer Spindelachse zu erreichen, ist es besonders vorteilhaft, wenn jede Werkstückspindel ständig mit dem zugeordneten Linearantrieb gekoppelt ist. Dadurch entfal­ len sämtliche Genauigkeitsprobleme, die mit dem An- und Ab­ koppeln des Linearantriebs verbunden sind.

Diese Lösung läßt sich zweckmäßigerweise dadurch realisieren, daß der Linearantrieb mit dem Spindelträgertisch drehbar an­ geordnet ist.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiesen, wenn jede Werkstückspindel bezüglich ihrer Bewegung in Richtung der Spindelachse mittels des jeweiligen Linearantriebs definiert positionierbar und fixierbar ist, da damit separate Fixie­ rungsmittel für die Fixierung der Werkstückspindel in einer definierten Position entfallen können.

Ferner ist es für die Genauigkeit der erfindungsgemäßen Werk­ zeugmaschine besonders förderlich, wenn jede Werkstückspindel relativ zum Spindelträgertisch ausschließlich linear bewegbar ist, so daß lediglich die Bewegung der Werkstückspindel rela­ tiv zum Spindelträgertisch längs einer Achse erfolgt und so­ mit die Führung und Lagerung der Werkstückspindel am Spindel­ trägertisch mit einfachen Mitteln auch bei hohen Genauig­ keitsanforderungen möglich ist.

Der Linearantrieb für die Bewegung der Werkstückspindel längs ihrer Spindelachse kann in unterschiedlichster Art und Weise ausgebildet sein, es könnte beispielsweise vorgesehen sein, als Linearantrieb einen kurvengesteuerten Antrieb zu verwen­ den. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Linearantrieb als Spindelantrieb ausgebildet ist, da ein derartiger Linearan­ trieb in einfacher Weise eine genaue Fixierung der Werk­ stückspindel in der gewünschten Position erlaubt.

Die Verschiebbarkeit der Werkstückspindel relativ zum Spin­ delträger kann in unterschiedlichster Weise realisiert sein.

Beispielsweise wäre es durchaus denkbar, die Werkstück­ spindeln in Pinolen anzuordnen und die Pinolen ihrerseits mit Linearführungen relativ zum Spindelträgertisch zu führen. Ei­ ne besonders einfache und eine ausreichende Präzision gewähr­ leistende Lösung sieht vor, daß jede der Werkstückspindeln auf einem linear in Richtung der Spindelachse bewegbaren Schlitten angeordnet sind.

Beim Bewegen des Schlittens in Richtung der Spindelachse der Werkstückspindel wäre ein Antrieb beispielsweise durch einen am Spindelträgertisch montierten Linearantrieb möglich. Be­ sonders zweckmäßig ist es jedoch, insbesondere hinsichtlich eines möglichst kompakten Aufbaus der einzelnen Einheiten, wenn der Linearantrieb einen auf dem Schlitten sitzenden An­ triebsmotor umfaßt, so daß dieser mit der Werkstückspindel gemeinsam auf dem Schlitten bewegbar ist.

Aus Platzgründen hat es sich dabei als zweckmäßig erwiesen, wenn der Antriebsmotor auf einer dem Schlitten gegenüber­ liegenden Seite der Werkstückspindel angeordnet ist.

Eine erfindungsgemäß besonders zweckmäßige Lösung, insbeson­ dere dann, wenn die mechanische Bearbeitung mit einem Zugrei­ fen auf ein Werkstück oder einem Ablegen des Werkstücks kombiniert werden soll, sieht vor, daß jede der Werkstück­ spindeln in Richtung ihrer Spindelachse mittels einer NC-ge­ steuerten Achse bewegbar ist, so daß einerseits Eilgang­ bewegungen mit präzisem Zugreifen auf ein Werkstück problem­ los realisierbar sind und andererseits aber auch ein mög­ lichst hohes und präzises Bewegen der Werkstückspindel nebst ihrer Spindelachse zum Bearbeiten des Werkstücks.

Insbesondere, um eine möglichst kompakte Bauweise zu errei­ chen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Werk­ stückspindel als Motorspindel ausgebildet ist.

Zur Bearbeitung ist vorzugsweise vorgesehen, daß das Werkzeug auf einem quer zur Spindelachse der jeweiligen Werkstückspin­ del bewegbaren Werkzeugträger sitzt. In diesem Fall sind Positionierungsfehler zwischen der Achse, längs welcher der Werkzeugträger bewegt wird, und der Spindelachse ohne Auswir­ kung auf die Rundlaufgenauigkeit und die zylindrische Form des hergestellten Werkstücks.

Besonders zweckmäßig ist es, wenn der Werkzeugträger durch eine NC-gesteuerte Achse relativ zur Spindelachse der jewei­ ligen Werkstückspindel bewegbar ist, da damit eine besonders flexible und genaue Positionierung des Werkzeugträgers mög­ lich ist.

Insbesondere um auch bei der Bewegung des Werkzeugträgers relativ zur Spindelachse eine hohe Genauigkeit zu erreichen, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Werkzeugträger ausschließlich quer zur Spindelachse der jeweiligen Werk­ stückspindel bewegbar ist, wobei hierunter auch eine Bewegung des Werkzeugträgers in einer quer zur Spindelachse der Werk­ stückspindel verlaufenden Ebene zu verstehen ist. Damit ent­ fallen alle Probleme mit Ungenauigkeiten, die durch eine Bewegbarkeit des Werkzeugträgers in Richtung der Spindelachse auftreten könnten.

Bei der bisherigen Erläuterung der Erfindung wurde nicht dar­ auf eingegangen, wo das quer zur Spindelachse bewegbare Werk­ zeug angeordnet sein soll. Es ist im Rahmen der Erfindung grundsätzlich möglich, das Werkzeug in einzelnen Spindel­ stationen am Maschinengestell anzuordnen und den Spindel­ trägertisch mit den Werkstückspindeln in die einzelnen Spindelstationen zu bewegen, in welchen ein derartiges Werk­ zeug angeordnet ist. Der Vorteil dieser Lösung ist darin zu sehen, daß die Bearbeitungsstationen durch die Spindel­ stationen, in denen ein Werkzeug angeordnet ist, vorgegeben sind und eine besonders einfache Einstellung und Ansteuerung der Bewegung der Werkzeuge bei diesen Spindelstationen mög­ lich ist.

Ferner ist ein Vorteil darin zu sehen, daß die gesamten Ein­ richtungen für die Bewegbarkeit der Werkzeuge in Richtung der Bearbeitungsachsen einfach zugänglich am Maschinengestell, vorzugsweise radial außenliegend zum Spindelträgertisch, an­ geordnet werden können.

Alternativ dazu ist es jedoch bei dem erfindungsgemäßen Kon­ zept ebenfalls möglich, die Bearbeitung nicht nur auf die Spindelstationen zu beschränken, in welchem die Werkstück­ spindeln positionierbar sind, oder die Bearbeitung in ein­ zelnen definierten Spindelstationen völlig aufzugeben, da­ durch, daß der Werkzeugträger am Spindelträgertisch angeord­ net ist und mit der Werkstückspindel gemeinsam bewegbar ist. Diese Lösung hat den großen Vorteil, daß während der gesamten Drehbewegung des Spindelträgertisches eine Bearbeitung der Werkstücke erfolgen kann, so daß die Nebenzeiten, die für die Drehung des Spindelträgertischs erforderlich sind, sich nicht negativ auf die Bearbeitung des Werkstücks auswirken.

Besonders vorteilhaft lassen sich jedoch am Spindelträger­ tisch angeordnete Werkzeugträger und auch stationär einzelne Spindelpositionen am Maschinengestell angeordnete Werkzeug­ träger miteinander kombinieren.

Besonders zweckmäßig ist eine erfindungsgemäße Werkzeug­ maschine ausgebildet, wenn mindestens eine der Spindelsta­ tionen als Be- und/oder Entladestation ausgebildet ist, so daß in vorteilhafter Weise ein ständiges Beladen oder Ent­ laden eines Werkstücks in dieser Spindelstation bei all den diese Spindelstation anfahrenden Werkstückspindeln möglich ist.

Vorzugsweise ist in der Be- und/oder Entladestation das Werk­ stück zum Zugriff durch die Werkstückspindeln mittels einer Beladeeinrichtung in einer Beladeposition positionierbar, wo­ bei in diesem Fall die Beladeeinrichtung einfach ausgebildet sein kann und nur in der Lage sein muß, das Werkstück in ei­ ner Richtung zu bewegen.

Ferner ist es zweckmäßig, wenn in der Be- und/oder Entlade­ station das Werkstück durch die lineare Bewegung einer Werk­ stückspindel in Richtung der Spindelachse in einer Entlade­ position der Entladeeinrichtung positionierbar ist.

Alternativ zum Positionieren eines Werkstücks, beispielsweise in Form eines Rohlings, in einer der Spindelstationen ist bei einem weiteren Ausführungsbeispiel vorgesehen, daß einer Spindelstation eine Stangenzuführung zugeordnet ist und daß durch die Bewegbarkeit der Werkstückspindel in Richtung ihrer Spindelachse eine Materialstange der Stangenzuführung end­ seitig spannbar und aus der Stangenzuführung herausziehbar ist. Hiermit entfällt das vorbereitende Herstellen von ein­ zelnen Werkstückrohlingen und das Zuführen derselben mit ei­ ner Beladeeinrichtung, da die Werkzeugmaschine kombiniert mit einer derartigen Stangenzuführung in der Lage ist, die Werk­ stückrohlinge selbst von der Materialstange, beispielsweise mittels eines Abstechwerkzeugs abzutrennen.

Die Stangenzuführung kann dabei als Stangenlademagazin ausge­ bildet sein oder eine Richtstrecke umfassen, in welcher Ma­ terial von einem Materialwickel herab herstellbar sind.

Eine weitere bevorzugte Ausführung einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine sieht vor, daß diese zwei Spindelträger­ tische mit in Spindelpositionen derselben angeordneten Werk­ stückspindeln aufweist, welche gegenüber dem Spindelträger­ tisch in Richtung ihrer Spindelachsen bewegbar sind.

Vorzugsweise sind diese beiden Spindelträgertische so relativ zueinander angeordnet, daß eine Übergabestation entsteht, in welcher die Werkstückspindeln beider Spindelträgertische mit zueinander fluchtenden Spindelachsen stehen und ein Werkstück durch Linearbewegung mindestens einer der beiden Werkstück­ spindeln längs ihrer Spindelachse von der einen Werkstück­ spindel in die andere Werkstückspindel übergebbar ist.

Mit dieser Lösung läßt sich in besonders einfacher und vor­ teilhafter Weise die Zahl der bei einer derartigen Werkzeug­ maschine möglichen Bearbeitungsschritte steigern, insbeson­ dere ist damit eine Vor- und Rückseitenbearbeitung eines Werkstücks, beispielsweise eines Futterteils möglich.

Darüber hinaus schafft diese Lösung auch noch den Vorteil, daß die Erhöhung der Bearbeitungsmöglichkeiten durch zwei als Standardbaugruppen hergestellte Spindelträgertische mit dar­ auf montierten Werkstückspindeln möglich ist, wobei diese Spindelträgertische entweder einzeln in einer erfindungs­ gemäßen Werkzeugmaschine oder in der vorstehend beschriebenen Art miteinander kombiniert durch die Übergabestation einge­ setzt werden können.

Hinsichtlich der Drehbewegung des Spindelträgertisches wurden bislang keine näheren Ausführungen gemacht. Beispielsweise wäre es möglich, den Spindelträgertisch - wie aus dem Stand der Technik bekannt - stets in einer Richtung zu drehen, ins­ besondere von Spindelstation zu Spindelstation.

Alternativ hierzu ist es besonders vorteilhaft, wenn der Spindelträgertisch von einer Ausgangsstellung um einen Maxi­ malwinkel in eine Endstellung und von dieser wieder zurück in die Ausgangsstellung drehbar ist und wenn zwischen dem Ma­ schinengestell und dem Spindelträgertisch ein flexibler Ver­ sorgungsstrang angeordnet ist, welcher endseitig einerseits mit dem Maschinengestell und andererseits mit dem Spindel­ trägertisch fest verbunden ist und durch seine Flexibilität der Drehbewegung um den Maximalwinkel folgt. Diese Lösung bietet den großen Vorteil, daß eine unabhängig von der Dreh­ bewegung des Spindelträgertisches erfolgende Versorgung der Werkstückspindeln und Steuerung derselben möglich ist, ohne hierzu die anfälligen Drehzuführungen vorsehen zu müssen, so daß dadurch beispielsweise die Möglichkeit besteht, die Werk­ stückspindeln auch während des Drehens des Spindelträger­ tisches von einer Spindelstation zur anderen zu verfahren und definiert zu positionieren, beispielsweise zur Vorbereitung der nächsten Bearbeitung.

Neben den vorstehend beschriebenen Merkmalen der erfindungs­ gemäßen Werkzeugmaschine wird die Aufgabe aber auch durch ein Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks in einer Werkzeug­ maschine, insbesondere entsprechend den vorstehend beschrie­ benen Ausführungsbeispielen, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Bearbeiten des Werkstücks die Relativbewegung zwi­ schen dem Werkzeug und dem Werkstück längs einer Z-Achse durch eine Linearbewegung der Werkstückspindel erfolgt.

Hierbei ergeben sich die eingangs erläuterten Vorteile hin­ sichtlich der Genauigkeit bei der Bearbeitung. Darüber hinaus ist es - um kompliziertere Bearbeitungen vorzunehmen - von Vorteil, wenn die Relativbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werkstück längs einer X-Achse durch eine Bewegung des Werkzeugs längs der X-Achse erfolgt. Diese Lösung hat den großen Vorteil, daß die beiden Achsen separat angeordnet wer­ den können und somit eine hohe Steifigkeit und Präzision er­ reichbar ist.

Ein weiteres vorteilhaftes Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß das Werkstück in einer Spindelstation von einer Beladeeinrichtung positioniert wird, von der in dieser Spindelstation stehenden Werkstückspindel durch eine Linearbewegung in Richtung deren Spindelachse mit­ tels deren Werkstückspanneinrichtung gespannt und durch Linearbewegung der Werkstückspanneinrichtung aus der Beladeeinrichtung entnommen wird.

Darüber hinaus sieht eine weitere vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens vor, daß das Werkstück nach Be­ arbeitung desselben in eine Entladestation gebracht und dort durch Linearbewegung der Werkstückspindel in Richtung ihrer Spindelachse in einer Entladeeinrichtung positioniert wird.

Insbesondere das Beladen ist bei einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders effizient dadurch möglich, daß mittels der Linearbewegung der Werkstückspindel ein Ende einer Rohmaterialstange durch die Werkstückspann­ einrichtung gespannt, die Rohmaterialstange aus einer Stangenzuführung herausgezogen und beispielsweise mittels eines Abstechwerkzeugs ein Werkstückrohling von der Roh­ materialstange abgestochen wird.

Eine weitere vorteilhafte Variante des erfindungsgemäßen Ver­ fahrens sieht vor, daß in einer Übergabestation das Werkstück von der Werkstückspanneinrichtung einer Werkstückspindel in die Werkstückspanneinrichtung der anderen Werkstückspindel durch Linearbewegung mindestens einer der Werkstückspindeln längs deren Spindelachse übergeben und in der anderen Werk­ stückspanneinrichtung gespannt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung sowie der zeichnerischen Dar­ stellung einiger Ausführungsbeispiele. In der Zeichnung zei­ gen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine mit längs ihrer Spindel­ achsen zu einer Drehachse eines Spindelträ­ gertisches zurückgefahrenen Werkstückspindel;

Fig. 2 einen Schnitt längs Linie II-II in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs Linie III-III in Fig. 2;

Fig. 4 einen Schnitt ähnlich Fig. 3 bei spiralförmig eingerolltem Versorgungsstrang;

Fig. 5 einen Schnitt ähnlich Fig. 2 durch ein zwei­ tes Ausführungsbeispiel einer erfindungs­ gemäßen Werkzeugmaschinen mit Stangenlademagazin; und

Fig. 6 eine Draufsicht ähnlich Fig. 1 aufeine er­ findungsgemäße Werkzeugmaschine mit zwei Spindelträgertischen.

Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeug­ maschine, insbesondere einer Rundschalttisch-Maschine umfaßt, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt, ein als Ganzes mit 10 be­ zeichnetes Maschinengestell, welches auf einer Grundfläche 12 steht. Das Maschinengestell 10 weist in einem mittigen Be­ reich einen Unterbau 14 auf, an welchem ein als Ganzes mit 16 bezeichneter Spindelträgertisch um eine Drehachse 18, die die Grundfläche 12 durchstößt und sich von dieser weg erstreckt, drehbar gelagert ist. Vorzugsweise steht die Drehachse 18 senkrecht auf der Grundfläche 12. Die Lagerung des Spindel­ trägertisches 16 am Unterbau 14 erfolgt mittels eines ring­ förmigen Drehlagers 20, auf welchem sich der Spindelträger­ tisch mit einer Unterseite 22 abstützt und welches in einem Oberteil 24 des Unterbaus 14 angeordnet ist.

Zum Antrieb des Spindelträgertisches 16 trägt dieser in einem mittigen Bereich unterhalb seiner Unterseite 22 einen Zahn­ kranz 26, in welchen ein Zahnritzel 28 eines Antriebsmotors 30 eingreift, der seinerseits am Unterbau 14 gehalten ist.

Auf einer der Unterseite 22 gegenüberliegenden Oberseite 32 des Drehtisches ist eine Vielzahl von Werkstückspindeln 34a bis 34h angeordnet, deren Spindelachsen 36a bis h senkrecht zur Drehachse 18 verlaufen, diese schneiden und einen kon­ stanten Winkelabstand voneinander aufweisen.

Jede der Werkstückspindeln 34 umfaßt, wie in Fig. 2 darge­ stellt, einen Spindelkasten 38, in welchem ein Spindelrohr 40 zu zwei im Abstand voneinander angeordneten Drehlagern 42 und 44 drehbar gelagert ist. Das Spindelrohr 40 trägt an einem der Drehachse 18 gegenüberliegenden äußeren Ende 46, welches über das Drehlager 42 bezüglich der Drehachse 18 radial nach außen übersteht, als Werkstückspanneinrichtung ein Werk­ stückspannfutter 48, in welchem ein Werkstück W zur Bearbei­ tung gespannt werden kann.

Zur Betätigung dieses Werkstückspannfutters 48 erstreckt sich durch das Spindelrohr 40 hindurch ein Spannrohr 50 bis zu ei­ nem dem Ende 46 gegenüberliegenden Ende 52, welches über das Drehlager 44 in Richtung der Drehachse 18 übersteht, und an welchem ein hydraulischer Spannzylinder 54 angeordnet ist, welcher über das Spannrohr 50 auf das Werkstückspannfutter 48 wirkt, um dieses zum Spannen des Werkstücks W zu betätigen.

Jede Werkstückspindel 34 ist vorzugsweise als Motorspindel ausgebildet und trägt daher auf dem Spindelrohr 40 einen zwi­ schen den Drehlagern 42 und 44 angeordneten Läufer 56, der seinerseits von einem im Spindelkasten 38 angeordneten Stator 58 umgeben ist und gemeinsam mit dem Stator 58 einen Einbau­ motor 60 bildet.

Zum Verschieben der Werkstückspindeln 34 relativ zum Spindel­ trägertisch 16 in Richtung der Spindelachse 36 ist der Spin­ delkasten 38 auf einem Schlitten 70 angeordnet, welcher seinerseits auf einer fest auf der Oberseite 32 am Spindel­ trägertisch 16 montierten Schlittenführung 72 in Richtung der Spindelachse 36 und somit radial zur Drehachse 18 linear bewegbar geführt ist.

Zum Antrieb des Schlittens 70 sitzt auf einer dem Schlitten 70 gegenüberliegenden Seite des Spindelkastens 38 ein An­ triebsmotor 74, welcher über ein Zahnriemengetriebe 76 eine Kugelgewindespindel 78 antreibt, die an ihrem der Drehachse 18 zugewandten Ende mittels eines Lagers 80 in axialer und radialer Richtung am Schlitten 70 gelagert ist und sich in einer auf einer Unterseite des Schlittens angeordneten Aus­ nehmung 82 zur Aufnahme der Kugelgewindespindel 78 parallel zur Spindelachse 36 erstreckt. Die Kugelgewindespindel 78 durchsetzt ihrerseits eine Kugelgewindemutter 84, welche fest mit dem Spindelträgertisch 16 verbunden ist.

Um den Unterbau 14 herum verläuft ein Spänesumpf 90, an den sich wiederum radial außenliegend ein Sockel 92 des Maschi­ nengestells 10 anschließt, welcher seinerseits bezüglich des Spänesumpfs 90 radial außenliegend angeordnet ist und vor­ zugsweise ringförmig um diesen umläuft.

Der Sockel 92 des Maschinengestells 10 trägt eine Schlitten­ führung 94, an welcher ein senkrecht zur Spindelachse 36 be­ wegbarer Schlitten 96 verschiebbar gelagert ist, wobei die Richtung 98, in welcher der Schlitten 96 bewegbar ist, vor­ zugsweise parallel zur Drehachse 18 verläuft. Am Schlitten 96 ist seinerseits wiederum ein Antriebsmotor 100 angeordnet, welcher eine Kugelgewindespindel 102 antreibt, die sich in eine Ausnehmung 104 in der Schlittenführung 94 hinein­ erstreckt und eine in dieser Ausnehmung 104 angeordnete Kugelgewindemutter 106 durchsetzt, die fest mit der Schlittenführung 94 verbunden ist.

Auf dem Schlitten 96 sitzt ein Werkzeugträger 110, welcher seinerseits ein Bearbeitungswerkzeug 112 trägt, das sich in Richtung des Werkstücks W erstreckt.

Eine Bearbeitung des Werkstücks W mittels des Werkzeugs 112 ist nun durch eine Relativbewegung des Werkzeugs 112 zum Werkstück W möglich, wobei die Relativbewegung längs einer Z-Achse, die parallel zur Spindelachse 36 verläuft, durch Ver­ schieben der Werkstückspindel 34 längs der Spindelachse 36 erfolgt, und die Relativbewegung längs einer X-Achse durch Verschieben des Werkzeugs 112 mittels des Schlittens 96 in Richtung 98. Bei einer Variante dieses Ausführungsbeispiels ist auch noch zusätzlich eine Relativbewegung längs einer Y-Achse vorgesehen.

Zur Versorgung der insgesamt acht, auf den Spindelträgertisch 16 angeordneten Werkstückspindeln 34a bis h mit Energie zum Antrieb der Einbaumotoren 60 und zum Antrieb der Antriebs­ motoren 74 zur Bewegung der Werkstückspindeln 34 in Richtung der Spindelachse 36 sowie zur Steuerung derselben ist es er­ forderlich, eine Vielzahl von Versorgungs- und Steuerleitun­ gen vom Maschinengestell zum Spindelträgertisch 16 zu führen.

Hierzu ist der Spindelträgertisch 16 wie in Fig. 2, 3 und 4 dargestellt, durch einen Versorgungsstrang 120 mit stationär, beispielsweise am Maschinengestell angeordneten Einrichtungen verbunden, welcher eine flexible Segmentkette 122 und an die­ ser geführte flexible Versorgungsleitungen 124 aufweist. Der Versorgungsstrang 120 ist mit einem Ende 126 fest an einem Trägerrohr 128 gehalten, das seinerseits am Spindelträger­ tisch 16 sitzt, und an einem anderen, gegenüberliegenden Ende 130 fest mit dem Maschinengestell 10 verbunden ist. Ferner liegt die Segmentkette 122 auf einer Trägerscheibe 132 auf, welche sich senkrecht zur Drehachse 18 erstreckt und außerdem ist der Versorgungsstrang durch ein Schneckengehäuse 134 mit seinem das Trägerrohr 128 umschließenden Teilbereich geführt, wobei das Schneckengehäuse 134 eine Auslauföffnung 136 für den aus diesem heraustretenden Teil des Versorgungsstrangs 120 aufweist. Dreht sich das koaxial zum Spindelträgertisch 16 angeordnete Trägerrohr 128 mit dem mit diesem fest verbun­ denen Ende 126 des Versorgungsstrangs 120 von einer Ausgangs­ stellung in der in Fig. 3 eingezeichneten Drehrichtung 138, so wird der Versorgungsstrang 120 in dem Schneckengehäuse 134 spiralförmig um das Trägerrohr 128 aufgewickelt, wobei der außerhalb des Schneckengehäuses 134 liegende Teil des Versor­ gungsstrangs 120 teilweise durch die Auslauföffnung 136 in das Schneckengehäuse hineingezogen wird.

Dreht sich dagegen das Trägerrohr 128 von der in Fig. 4 dar­ gestellten Endstellung in Drehrichtung 140, so wickelt sich der spiralförmig um das Trägerrohr 128 gewickelte Versor­ gungsstrang innerhalb des Schneckengehäuses 134 auf und schiebt sich teilweise durch die Auslauföffnung 136 aus dem Schneckengehäuse 134 heraus.

Wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, ist durch einen derartig an­ geordneten Versorgungsstrang 120 mit flexiblen Versorgungs­ leitungen 124 eine Drehung des Spindelträgertisches 16 um 360° möglich, wobei der flexible Versorgungsstrang 120 eine stets bestehende Verbindung zwischen dem nicht drehenden, am Maschinengestell 10 angeordneten Teil und beispielsweise auch fest mit einer am Maschinengestell 10 angeordneten Steuerungs- und Versorgungseinrichtung mit allen auf dem Spindelträgertisch 16 angeordneten Einheiten möglich ist, ohne daß hierzu die empfindlichen Drehzuführungen erforder­ lich sind.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine arbeitet dabei so, daß ausgehend von der Ausgangsstellung bei Durchlaufen mehrerer Bearbeitungsstellungen eine Drehung des Spindelträgertischs 16 um maximal 360°, vorzugsweise 360-360/(Zahl der Stationen) erfolgt, im vorliegenden Fall von 315 Grad, und ausgehend von dieser Endstellung nicht - wie üblich - eine Weiterdrehung, sondern ein schnelles Zurückdrehen wieder in die Ausgangs­ stellung erfolgt, von welcher ausgehend wieder ein Weiter­ drehen in der ursprünglichen Richtung möglich ist.

Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine arbeitet nun so, daß für die Werkstückspindel 34a bis h einzelne Spindelstationen 150a bis 150h vorgesehen sind, welche in gleichen Winkelab­ ständen wie die Werkstückspindeln 34 um die Drehachse 18 herum angeordnet sind, so daß jede Werkstückspindel 34a bis h in jeder der Spindelstationen 150 bis 150h durch Drehen des Spindelträgertischs 16 positionierbar ist. Vorzugsweise er­ folgt ein Weiterdrehen des Spindelträgertischs 16 derart, daß jede Werkstückspindel, beispielsweise die Werkstückspindel 34a, von einer Spindelstation, beispielsweise 150a, zur je­ weils nächsten Spindelstation, beispielsweise 150b, wandert, daß dort eine Bearbeitung oder ein Be- oder Entladen des Werkstücks W erfolgt und daß danach wiederum ein Weiter­ schalten der Werkstückspindel, beispielsweise 34a zur nächst­ folgenden Station, beispielsweise 150c erfolgt, in welcher wieder entweder ein Bearbeiten oder ein Be- und Entladen des Werkstücks W möglich ist.

Die Aufteilung der einzelnen Bearbeitungsschritte oder die Positionierung der einzelnen Be- und Entlademöglichkeiten in den einzelnen Spindelstationen 150a bis 150h erfolgt entspre­ chend den für das jeweilige Werkstück W erforderlichen Bear­ beitungsschritten.

Wie in Fig. 1 dargestellt, ist beispielsweise in der Spindel­ station 150f eine Be- und Entladeeinrichtung vorgesehen, mit welcher ein Rohling Wr koaxial zur Spindelachse 36 der in dieser Spindelstation stehenden Werkstückspindel 34f positio­ nierbar ist. Durch Bewegen der Werkstückspindel 34f in Rich­ tung ihrer Spindelachse 36 zu dem Rohling Wr, kann der Rohling Wr direkt in der Be- und Entladeeinrichtung 152 mit­ tels des Werkstückspannfutters 48 gespannt und aus der Be- und Entladeeinrichtung 152 durch Bewegen der Werkstückspindel 34f von dieser weg entnommen werden. Nach Bewegen der Werk­ stückspindel 34f in die nächst folgende Spindelstation, bei­ spielsweise in die Spindelstation 150g, kann in dieser Spindelstation 150g eine Bearbeitung in der bereits beschrie­ benen Weise durch Relativbewegung des Werkzeugs 112 relativ zum Werkstück W erfolgen.

Alternativ zum Entnehmen eines Rohlings Wr aus der Zuführ­ einrichtung 152 ist bei einem anderen Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, wie in Fig. 5 darge­ stellt, nicht die Spindelstation 150f mit der Zuführeinrich­ tung 152 für Rohlinge vorgesehen, sondern ein als Ganzes mit 160 bezeichnetes Stangenlademagazin, in welchem Material­ stangen 162 geladen sind. Eine zum Herstellen von Werkstück­ rohlingen Wr vorgesehene Materialstange 164 ist dabei in einer Stangenführung 166 drehbar und in Richtung ihrer Längs­ achse 168 verschiebbar gelagert. Eine derartige Stangenfüh­ rung 166 lagert beispielsweise die Materialstange 164 in einem Führungskanal 170 mittels eines Ölfilms 172.

In der Stangenführung 166 ist die Materialstange 164 mit ih­ rer Längsachse 168 so ausgerichtet, daß diese mit der Spin­ delachse 36 der in der Spindelstation 150f stehenden Werkstückspindel 34f fluchtet. Ein in Richtung des Werk­ stückrohlings Wr ist dadurch herstellbar, daß die Werkstück­ spindel 34f in Richtung ihrer Spindelachse 36 auf dieses Ende 174 zu bewegt und dieses Ende 174 mittels des Werkstück-Spann­ futters 48 gespannt wird. Durch Zurückfahren der Werk­ stückspindel 34 von der Stangenführung 166 weg, kann nun die in den Kanal 170 mittels des Ölfilms 172 um ihre Längsachse 168 drehbare und in Richtung derselben verschiebbare Mate­ rialstange 164 aus der Stangenführung herausgezogen werden.

Der Werkstückrohling Wr wird nun dadurch hergestellt, daß der Spindelstation 150f ein auf einem Schlitten 176 sitzendes Ab­ stechwerkzeug 178 zugeordnet ist, wobei der Schlitten 176 radial zur Spindelachse 36, also ebenfalls in Richtung der X-Achse numerisch gesteuert bewegbar ist, wobei in diesem Fall der die Schlittenführung 180 auf einer dem Spindelträgertisch 16 zugewandten Seite des Sockels 92 sitzt, so daß das Ab­ stechwerkzeug 178 parallel zur Drehachse 18 von seiten des Spänesumpfes 90 her auf die in dem Werkstück-Spannfutter 48 mit dem Ende 174 gespannte Materialstange 164 zu bewegbar ist, um den Rohling Wr von der Materialstange 164 abzu­ stechen.

Vorzugsweise ist dabei das Stangenlademagazin 160 so angeord­ net, daß sich die Stangenführung 166 mit ihrem der Werkstück­ spindel 34f zugewandtem Ende auf dem Sockel 92 abstützt.

Nach Abstechen des Rohlings Wr kann dieser durch Weiter­ schalten des Spindelträgertischs 16 in den nächstfolgenden Spindelstationen 150g und h bearbeitet werden, während mit der in der Spindelstation 150f stehenden nächstfolgenden Werkstückspindel 34e die Materialstange wiederum im Bereich ihres nunmehr freien Endes 182 gespannt, aus der Stangen­ führung 166 herausgezogen und wiederum durch Abstechen mittels des Abstechwerkzeugs 178 ein Rohling Wr abgestochen werden kann.

Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, dargestellt in Fig. 6, sind zwei Spindel­ trägertische 16 und 16′ mit zueinander parallelen Drehachsen 18 und 18′ nebeneinander angeordnet. Beispielsweise sind je­ doch auf dem Spindelträgertisch 16′ lediglich sechs Werk­ stückspindeln 34a′ bis 34f′ angeordnet, welche in Spindel­ stationen 150a′ bis 150f′ durch Drehen des Spindelträger­ tisches 16′ positionierbar sind.

Ferner sind die Spindelstationen 150a′ und 150e so angeord­ net, daß in diesen die Spindelachsen 36 und 36′ bei den in diesen Stationen 150a′ und 150e stehenden Spindeln 34a′ und 34e miteinander fluchtend und außerdem die Werkstück-Spann­ futter 48 und 48′ einander zugewandt angeordnet sind.

Die Verschiebbarkeit der Werkstückspindeln 34e und 34a′ in Richtung ihrer Spindelachsen 36 und 36′ ist so groß, daß bei den in diesen Spindelstationen 150e und 150a′ stehenden Werk­ stückspindeln 34e und 34a′ eine Übergabe des Werkstücks W, beispielsweise von dem Werkstück-Spannfutter 48 in das Werk­ stück-Spannfutter 48′, möglich ist, wobei gleichzeitig ein Wechseln der Spannseite des Werkstücks W erfolgt. Ist bei­ spielsweise das Werkstück W durch die in Fig. 6 dargestellte Beladeeinrichtung 152 in der Spindelposition 150f von dem Werkstück-Spannfutter 48 der in dieser Spindelposition ste­ henden Werkstückspindel 34 gespannt und auf seiner Seite S1 beim Durchlaufen der Spindelstationen 150g bis 150d bearbei­ tet worden, so erfolgt beim Übergeben des Werkstücks W in der Spindelstation 150e in die Spindelstation 150a′ ein Spannen desselben auf der Seite S1 mittels des Werkstück-Spannfutters 48′, während nunmehr die Seite S2, mit welcher dieses bislang in dem Werkstück-Spannfutter 48 gespannt war, zur Bearbeitung frei ist, so daß eine Bearbeitung dieser Seite in den Spin­ delstationen 150b′ bis 150f′ möglich ist. In der Spindel­ station 150f′ kann das nunmehr auf den Seiten S1 und S2 bearbeitete Werkstück W durch Bewegen der in dieser Spindel­ station 150f′ stehenden Spindel 34f′ in Richtung der Spin­ delachse 36′ zur Entladeeinrichtung 154 in dieser abgelegt werden, um von der Entladeeinrichtung 154 abtransportiert zu werden.

Somit ist insgesamt ein Durchlauf des mittels der Beladeein­ richtung 152 zugeführten Rohlings Wr durch die Spindelstatio­ nen 150f bis 150e und die Spindelstationen 34a′ bis 34f′ möglich, so daß nach Durchlaufen derselben das auf den Seiten S1 und S2 bearbeitete Werkstück W als fertig bearbeitetes Werkstück in der Entladeeinrichtung 154 abgelegt werden kann.

Claims (25)

1. Werkzeugmaschine, insbesondere Rundschalttisch-Ma­ schine, umfassend ein Maschinengestell, einen am Maschinengestell angeordneten und gegenüber diesem um eine Drehachse drehbaren Spindelträgertisch, an dem Spindelträgertisch in unterschiedlichen Spindel­ positionen angeordnete Werkstückspindeln mit quer zur Drehachse ausgerichteten Spindelachsen und mindestens ein Werkzeug zur Bearbeitung eines in einer Werkstück-Spann­ einrichtung einer der Werkstückspindeln gehaltenen Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückspindeln (34) relativ zum Spindel­ trägertisch (16) in Richtung ihrer Spindelachse (36) unabhängig voneinander bewegbar sind und daß jeder Werkstückspindel (34) ein eigener Linearantrieb (74, 78, 84) zur Bewegung derselben in Richtung der Spindel­ achse (36) zugeordnet ist.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß jede Werkstückspindel (34) ständig mit dem zu­ geordneten Linearantrieb (74, 78, 84) gekoppelt ist.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Linearantrieb (74, 78, 84) mit dem Spin­ delträgertisch (16) drehbar angeordnet ist.

4. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß jede Werkstückspindel (34) bezüglich ihrer Bewegung in Richtung der Spindel­ achse (36) mittels des jeweiligen Linearantriebs (74, 78, 84) definiert positionierbar und fixierbar ist.

5. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß jede Werkstückspindel (34) relativ zum Spindelträgertisch (16) ausschließlich linear bewegbar ist.

6. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Werkstück­ spindeln (34) auf einem linearen in Richtung der Spindelachse (36) bewegbaren Schlitten (70) angeordnet ist.

7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß der Linearantrieb (74, 78, 84) einen auf dem Schlitten (70) sitzenden Antriebsmotor (74) umfaßt.

8. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Werkstück­ spindeln (34) in Richtung ihrer Spindelachse (36) mittels einer NC-gesteuerten Achse bewegbar ist.

9. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (112) auf einem quer zur Spindelachse (36) der jeweiligen Werk­ stückspindel (34) bewegbaren Werkzeugträger (110) sitzt.

10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß der Werkzeugträger (110) durch eine NC-gesteu­ erte Achse relativ zur Spindelachse (36) der jeweiligen Werkstückspindel (34) bewegbar ist.

11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Werkzeugträger (110) ausschließ­ lich quer zur Spindelachse (36) der jeweiligen Werkstückspindel (34) bewegbar ist.

12. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (110) in einzelnen Spindelstationen (150) am Maschinengestell (10) angeordnet ist und daß die Werkstückspindeln (34) durch Drehen des Spindelträgertischs (16) in die ein­ zelnen Spindelstationen (150) bringbar sind.

13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 12, dadurch gekennzeich­ net, daß eine der Spindelstationen (150) als Be- oder Entladestation ausgebildet ist.

14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Be- und/oder Entladestation das Werk­ stück (W) zum Zugriff durch die Werkstückspindel (34) mittels einer Beladeeinrichtung (152) in einer Belade­ position positionierbar ist.

15. Werkzeugmaschine nach Anspruch 13 oder 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß in der Be- und/oder Entladestation (150) das Werkstück durch die lineare Bewegung der Werkstückspindel (34) in Richtung der Spindelachse (36) in einer Entladeposition der Entladeeinrichtung (152) positionierbar ist.

16. Werkzeugmaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß einer Spindelstation (150) eine Stangenzufüh­ rung (160) zugeordnet ist und daß durch die Bewegbarkeit der Werkzeugspindel (34) in Richtung ihrer Spindelachse (36) eine Materialstange (164) der Stangenzuführung (160) endseitig spannbar, aus dem Stangenlademagazin (160) herausziehbar und mittels eines Abstechwerkzeugs (178) ein Werkstückrohling (Wr) abstechbar ist.

17. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Spindel­ trägertische (16, 16′) mit in Spindelpositionen derselben angeordneten Werkstückspindeln (34, 34′) auf­ weist, wobei die Werkstückspindeln (34, 34′) mindestens eines der Spindelträgertische (16, 16′) in Richtung ihrer Spindelachse (36, 36′) bewegbar sind.

18. Werkzeugmaschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Spindelträgertische (16, 16′) so relativ zueinander angeordnet sind, daß eine Übergabe­ station (150e, 150a′) entsteht, in welcher die Werk­ stückspindeln (34, 34′) beider Spindelträgertische (16, 16′) mit zueinander fluchtenden Spindelachsen (36, 36′) stehen und ein Werkstück (W) durch Linearbewegung min­ destens einer der beiden Werkstückspindeln (34, 34′) längs ihrer Spindelachse (36, 36′) von der einen Werk­ stückspindel (34) in die andere Werkstückspindel (34′) übergebbar ist.

19. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden Ansprü­ che, dadurch gekennzeichnet, daß der Spindelträgertisch (16) von einer Ausgangsstellung um einen Maximalwinkel in eine Endstellung und von dieser wieder zurück in die Ausgangsstellung drehbar ist und daß zwischen dem Ma­ schinengestell (10) und dem Spindelträgertisch (16) ein flexibler Versorgungsstrang (120) angeordnet ist, wel­ cher endseitig einerseits mit dem Maschinengestell (10) und andererseits mit dem Spindelträgertisch (16) fest verbunden ist und durch seine Flexibilität der Drehbe­ wegung um den Maximalwinkel folgt.

20. Verfahren zum Bearbeiten eines Werkstücks in einer Werkzeugmaschine, insbesondere entsprechend einem der vorstehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Bearbeiten des Werkstücks die Relativbewegung zwi­ schen dem Werkzeug und dem Werkstück längs einer Z-Achse durch eine Linearbewegung der Werkstückspindel erfolgt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung zwischen dem Werkzeug und dem Werk­ stück längs einer X-Achse durch eine Bewegung des Werk­ zeugs längs der X-Achse erfolgt.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück in einer Spindel­ station von einer Beladeeinrichtung positioniert wird, von der in dieser Spindelstation stehenden Werkstück­ spindel durch eine Linearbewegung in Richtung deren Spindelachse mittels deren Werkstückspanneinrichtung aus der Beladeeinrichtung entnommen wird.

23. Werkzeugmaschine nach Anspruch 22, dadurch gekennzeich­ net, daß das Werkstück nach Bearbeitung desselben in eine Entladestation gebracht und durch Linearbewegung der Werkstückspindel in Richtung ihrer Spindelachse in einer Entladeeinrichtung positioniert wird.

24. Werkzeugmaschine nach einem der voranstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mittels der Linearbewegung der Werkstückspindel ein Ende einer Rohmaterialstange durch die Werkstückspanneinrichtung gespannt, die Rohmaterialstange aus einer Stangenzu­ führung herausgezogen und mittels eines Abstechwerk­ zeugs ein Rohling von der Rohmaterialstange abgestochen wird.

25. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Übergabestation das Werkstück von der Werkstückspanneinrichtung einer Werkstückspindel in die Werkstückspanneinrichtung der anderen Werkstückspindel durch Linearbewegung minde­ stens einer der Werkstückspindeln längs deren Spindel­ achse übergeben und in der anderen Werkstückspann­ einrichtung gespannt wird.