DE19528341C1 - Machine tool with relatively mobile tool holders and workstations - Google Patents

Machine tool with relatively mobile tool holders and workstations

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Abstract

The tool holders (2) are movable vertically on the sliders (3) distributed around the rim of a stationary frame (1) surmounted by a control turret (5) on a rotary support (6). The workstations (7) on the rim of the turret are rotated into position opposite the tool holders, and have vertical rotary spindles (9) driven by motors (8) and movable on sliders (10) under computerised numerical control (14). Data are transmitted contactlessly, e.g. optically, inductively or via a radio link, from stationary signalling devices (17) to underlying mobile receivers (18) on the turret.

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit mehreren an einem Maschinengestell angeordneten Werkzeugträgern und mehreren im Wechsel an den Werkzeugträgern positionierbaren Bearbeitungsstationen, wobei die Bearbeitungsstationen Ar­ beitsspindeln zur Halterung von Werkstücken aufweisen, die durch Antriebe um ihre Längsachse drehbar und in wenigstens einer Vorschubrichtung translatorisch verstellbar sind.The invention relates to a machine tool with several a machine frame arranged tool carriers and several alternately positionable on the tool carriers Processing stations, the processing stations Ar have working spindles for holding workpieces by drives rotatable about their longitudinal axis and in at least a feed direction are adjustable in translation.

Derartige Maschinen mit taktenden Bearbeitungsstationen wer­ den verwendet, um automatisch an einem Werkstück unterschied­ liche Bearbeitungsvorgänge nacheinander in einer Einspannung vorzunehmen und dabei gleichzeitig mehrere Werkstücke zu bearbeiten.Such machines with clocking processing stations who which used to automatically differentiate on a workpiece processing operations one after the other in one clamping to carry out and at the same time several workpieces to edit.

In erster Linie werden in der Praxis sogenannte Rundtakt-Ma­ schinen bzw. Mehrspindeldrehautomaten verwendet, bei denen mehrere Bearbeitungsstationen, an deren Arbeitsspindeln jeweils ein Werkstück gehalten ist, gleichmäßig am Umfang eines drehbaren Führungsturms angeordnet sind und nacheinan­ der an den am Maschinengestell stationär vorgesehenen Werk­ zeugträgern positioniert werden, um das Werkstück durch ge­ steuerte Dreh- und Vorschubbewegungen der Arbeitsspindel mit dem am Werkzeugträger gehaltenen Werkzeug zu bearbeiten.In practice, so-called rotary cycle measures are primarily used machines or multi-spindle automatic lathes used where several processing stations on their work spindles one workpiece each is held, evenly on the circumference a rotatable guide tower are arranged and one after the other the plant provided on the machine frame tool carriers are positioned to the workpiece by ge also controlled rotation and feed movements of the work spindle to process the tool held on the tool carrier.

Maschinen mit taktenden Bearbeitungsstationen erfordern be­ wegliche Leitungsverbindungen für die Energiezuführung und den Datentransfer, wobei die beweglichen Leitungsverbindung üblicherweise mit Schleifringverteilern bzw. Drehverteilern verwirklicht werden. Machines with clocking processing stations require be Movable line connections for energy supply and the data transfer, the moving line connection usually with slip ring distributors or rotary distributors be realized.  

Datenleitungen, wie sie beispielsweise zur Übertragung von Meßwerten von Meßeinrichtungen erforderlich sind, werden über Drehverteiler realisiert. Die Datenübertragung über Drehverteiler ist jedoch mit einem großen Aufwand verbunden und außerdem relativ störanfällig, weshalb eine sichere Übertragung von Daten insbesondere bei einem rauhen Werkstatteinsatz nicht sicher gewährleistet werden kann. Aus diesem Grund sind Drehverteiler nur schlecht geeignet zur kontinuierlichen Übertragung größerer Datenmengen, wie sie beispielsweise für eine CNC-Steuerung von Achsantrieben erforderlich ist.Data lines, such as those used for the transmission of Measured values from measuring devices are required realized via rotary distributors. Data transmission via Rotary distributor is, however, associated with great effort and also relatively prone to failure, which is why a safe Transmission of data especially in a rough Workshop use can not be guaranteed safely. Out for this reason rotary distributors are poorly suited for continuous transmission of larger amounts of data, like them for example for a CNC control of axis drives is required.

In der DE-PS 30 25 638 wird weiterhin vorgeschlagen, die Werkzeugträger an einem drehbaren Schalttisch anzuordnen und die Antriebsmotoren für die Arbeitsspindeln über flexible, von oben oder unten kommende und um die Achse des Schalt­ tischs verbindbare Versorgungsleitungen zu speisen, wobei der Schalttisch nach einer bestimmten Folge von Dreh­ schritten jeweils zurückgedreht wird, um ein Verdrillen der Versorgungsleitungen zu vermeiden.In DE-PS 30 25 638 it is also proposed that Arrange tool carrier on a rotating table and the drive motors for the work spindles via flexible, coming from above or below and around the axis of the switch table connectable supply lines, where the control table after a certain sequence of rotation steps is turned back to twist the Avoid supply lines.

Zur Durchführung von Bearbeitungsvorgängen, bei denen die Bewegungen mehrerer Achsen unabhängig voneinander erfolgen und miteinander synchronisiert werden müssen, wie dies bei­ spielsweise beim Schlagwälzen von Zahnrädern der Fall ist, werden daher Werkzeugmaschinen mit taktenden Bearbeitungssta­ tionen nicht eingesetzt, sondern die einzelnen Arbeitsgänge werden nacheinander an unterschiedliche NC-Maschinen ausge­ führt. Dies ist jedoch sehr zeit- und kostenaufwendig.To perform machining operations where the Movements of several axes take place independently of one another and have to be synchronized with each other, like this at for example, when rolling gears, are therefore machine tools with clocking machining sta not used, but the individual work steps are successively sent to different NC machines leads. However, this is very time consuming and costly.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Werkzeugmaschine der ein­ gangs genannten Art so auszubilden, daß sie auch Arbeitsgän­ ge ausführen kann, bei denen mehrere Bewegungen unabhängig voneinander durchgeführt und miteinander synchronisiert werden müssen.The object of the invention is to provide a machine tool gangs mentioned in such a way that they also work ge can perform multiple movements independently performed by each other and synchronized with each other Need to become.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß wenigstens einem Werkzeugträger eine CNC-Steuerung zur Synchronisierung der Antriebe der jeweils an dem Werkzeugträger positionierten Bearbeitungsstation zugeordnet ist und Steuersignale von der CNC-Steuerung an die Antriebe der an dem Werkzeugträger positionierten Bearbeitungsstation durch eine berührungslose Signalübertragungseinrichtung übertragen werden, und daß die berührungslose Signalübertragungseinrichtung einen mit der CNC-Steuerung verbundenen stationären Signalgeber sowie an jeder Bearbeitungsstation einen dem Signalgeber zugeordneten, sich mit der Bearbeitungsstation bewegenden und mit den Antrieben der Bearbeitungsstation verbundenen Empfänger aufweist, wobei der Signalgebers jeweils mit dem Empfänger der an dem Werkzeugträger positionierten Bearbeitungsstation zur Datenübertragung zusammenwirkt.This object is achieved in that at least one A CNC control system for synchronizing the tool carrier Drives of each positioned on the tool carrier Processing station is assigned and control signals from the CNC control on the drives on the tool carrier positioned processing station through a non-contact  Signal transmission device are transmitted, and that the non-contact signal transmission device one with the CNC control connected stationary signal transmitter as well as on each Processing station associated with the signal generator, with the processing station moving and with the drives of the Processing station connected receiver, wherein the Signal generator each with the receiver on the tool holder positioned processing station for data transmission interacts.

Erfindungsgemäß ist an wenigstens einem Werkzeugträger eine dezentrale CNC-Steuerung vorgesehen, durch welche die Antrie­ be der jeweils an dem Werkzeugträger positionierten takten­ den Bearbeitungsstation unabhängig voneinander angesteuert und damit synchronisiert werden können.According to the invention is at least one tool carrier decentralized CNC control provided by which the drive be the cycle positioned on the tool carrier controlled the processing station independently and can be synchronized with it.

Zur Übertragung der erforderlichen Steuersignale von der CNC-Steuerung an die Antriebe der Bearbeitungsstation ist er­ findungsgemäß eine berührungslose Signalübertragungseinrichtung mit einem stationären Signalgeber und mehreren den Bearbeitungsstationen zugeordneten und mit den Bearbeitungsstationen taktenden Empfängern, von denen jeweils einer mit dem Signalgeber zur Datenübertragung zusammenwirkt, vorgesehen. Es hat sich gezeigt, daß berührungslose Signalübertragungseinrichtungen sich gut für die Übertragung der Steuersignale einer CNC-Steuerung an die Antriebe einer Bearbeitungsstation eig­ nen und auch bei einem rauhen Werkstatteinsatz wenig störan­ fällig sind.To transmit the necessary control signals from the He is the CNC controller for the drives of the processing station according to the invention a contactless signal transmission device with a stationary signal transmitter and several processing stations assigned and with the processing stations clocking receivers, one of which is connected to the signal generator interacts for data transmission, provided. It has shown that non-contact signal transmission devices look good for the transmission of control signals one CNC control on the drives of a processing station and even with a rough workshop use little disturbance are due.

Mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ist es somit mög­ lich, Maschinen mit taktenden Bearbeitungsstationen mit unabhängigen NC-Achsen auf dem taktenden Teil zu betreiben, so daß auch komplizierte Werkstücke wie beispielsweise Zahn­ räder mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine komplett automatisch bearbeitet werden können.It is therefore possible with the machine tool according to the invention Lich, machines with clocking processing stations with to operate independent NC axes on the clocking part, so that even complex workpieces such as tooth  wheels with the machine tool according to the invention completely can be edited automatically.

Es bietet sich an, die berührungslose Signalübertragungsein­ richtung als optische Signalübertragungseinrichtung auszubil­ den, da die Datenleitungen von der CNC-Steuerung zu den zu steuernden Antrieben in der Regel ohnehin aus Lichtleitern bestehen.It lends itself to contactless signal transmission trainee as an optical signal transmission device because the data lines from the CNC control to the controlling drives usually from fiber optics anyway consist.

Alternativ können jedoch auch andere Systeme wie induktive Signalübertragungseinrichtungen oder Funk-Signalübertragungs­ einrichtungen verwendet werden.Alternatively, however, other systems such as inductive Signal transmission devices or radio signal transmission facilities are used.

Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen der erfindungsge­ mäßen Werkzeugmaschine wird auf die Unteransprüche sowie auf die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung verwiesen.With regard to advantageous embodiments of the fiction moderate machine tool is based on the subclaims as well the following description of an embodiment with reference to the accompanying drawing.

In der Zeichnung zeigtIn the drawing shows

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Werkzeugmaschine in Vorderansicht und Fig. 1 shows a machine tool according to the invention in front view and

Fig. 2 die in Fig. 1 dargestellte Werkzeugmaschine in Draufsicht. Fig. 2 shows the machine tool shown in Fig. 1 in plan view.

Die in den Figuren dargestellte Werkzeugmaschine umfaßt ein stationäres Maschinengestell 1, an dessen Umfang versetzt mehrere Werkzeugträger 2 angeordnet sind. Die Werkzeugträger 2 sind jeweils an einem Werkzeugschlitten 3 in vertikaler Richtung gegenüber dem Maschinengestell 1 bewegbar geführt und durch einen Antrieb 4 verstellbar. The machine tool shown in the figures comprises a stationary machine frame 1 , on the circumference of which several tool carriers 2 are arranged offset. The tool carriers 2 are each movably guided on a tool slide 3 in the vertical direction relative to the machine frame 1 and are adjustable by a drive 4 .

An der Oberseite des Maschinengestells 1 ist ein Führungs­ turm 5 vorgesehen und mit dem Maschinengestell 1 durch eine Dreheinheit 6 verbunden, durch welche der Führungsturm 5 gegenüber dem Maschinengestell 1 um die Gestellängsachse A drehbar ist.At the top of the machine frame 1, a guide is provided tower 5 and connected to the machine frame 1 by a rotation unit 6, through which the guide tower 5 is rotatable axis of the frame against the machine frame. 1

Der Führungsturm 5 trägt an seinem Umfang mehrere Bearbei­ tungsstationen 7, die durch eine Drehung des Führungsturms 5 gegenüber dem Maschinengestell 1 nacheinander an den am Ma­ schinengestell 1 vorgesehenen Werkzeugträgern 2 positio­ nierbar sind. Die Bearbeitungsstationen 7 umfassen jeweils eine um ihre vertikale Längsachse drehbare und durch einen Motor 8 antreibbare Arbeitsspindel 9′ die zur Ausführung einer Vorschubbewegung in vertikaler Richtung an dem Führungsturm 5 durch einen Schlitten 10 geführt und durch einen Vorschubantrieb 11 verstellbar ist.The guide tower 5 carries at its periphery a plurality of machining stations tung 7, relative to the machine frame 1 are positio definable by rotation of the guide tower 5 in succession on the provided at the frame 1 Ma schin tool carriers. 2 The processing stations 7 each include a rotatable about its vertical longitudinal axis and driven by a motor 8 work spindle 9 'which is guided to perform a feed movement in the vertical direction on the guide tower 5 by a carriage 10 and is adjustable by a feed drive 11 .

An den Arbeitsspindeln 9 sind jeweils Mittel wie beispiels­ weise Spannfutter vorgesehen, um ein zu bearbeitendes Werk­ stück an den Arbeitsspindeln 9 zu fixieren.On the work spindles 9 , means such as chucks are provided in order to fix a workpiece to be machined on the work spindles 9 .

Die elektrische und hydraulische Versorgung der Bearbeitungs­ stationen 7 erfolgt über einen zentralen Drehverteiler 12, der an der Oberseite des Führungsturms 5 angebracht und mit einer elektrischen Energiequelle 13 verbunden ist.The electrical and hydraulic supply to the machining stations 7 takes place via a central rotary distributor 12 , which is attached to the top of the guide tower 5 and is connected to an electrical energy source 13 .

Zu der Werkzeugmaschine gehört weiterhin eine CNC-Steuerung 14, um den Motor 8 und den Vorschubantrieb 11 jeweils derje­ nigen Bearbeitungsstation 7, welche an dem in Fig. 1 linken Werkzeugträger 2 positioniert ist, unabhängig voneinander an­ steuern zu können. Zur Übertragung von Steuersignalen der CNC-Steuerung 14 an die Stelleinrichtungen des Motors 8 und des Vorschubantriebs 11 für die Arbeitsspindel 9 der jewei­ ligen Bearbeitungsstation 7 ist eine berührungslose Signalübertragungseinrichtung 15 vorgesehen. Diese umfaßt einen stationären, mit der CNC-Steuerung 14 über Leitungen 16 verbundenen Signalgeber 17 sowie eine der Anzahl von Bearbei­ tungsstationen 7 entsprechende Anzahl von Empfängern 18, die je­ weils mit den Antrieben 8, 11 einer Bearbeitungsstation 7 verbunden und an dem Führungsturm 5 angebracht sind.Further part of the machine tool is a CNC controller 14 to the motor 8 and the feed drive 11 are those emanating processing station 7, which is positioned at the left in Fig. 1 Tool support 2, independently of one another to be able to control. A contactless signal transmission device 15 is provided for the transmission of control signals from the CNC control 14 to the actuating devices of the motor 8 and the feed drive 11 for the work spindle 9 of the respective processing station 7 . This includes a stationary, with the CNC control 14 connected via lines 16 signal generator 17 and a number of processing stations 7 corresponding number of receivers 18 , each connected to the drives 8 , 11 of a processing station 7 and attached to the guide tower 5 are.

Die Empfänger 18 sind an der Oberseite des Führungsturms 5 und der Signalgeber 17 ist oberhalb der Empfänger 18 auf einem konzentrisch zu der Längsachse A des Maschinengestells 1 liegenden Kreis angeordnet, so daß die Empfänger 18 bei einer Drehung des Füh­ rungsturms 5 nacheinander dem Signalgeber 17 gegenüberliegend posi­ tioniert werden, um mit dem Signalgeber 17 zur Übertragung von Steuersignalen von der CNC-Steuerung 9 an die mit dem Nehmer 18 verbundenen Antriebe 8, 11 zusammenzuwirken.The receiver 18 are on the top of the guide tower 5 and the signal generator 17 is arranged above the receiver 18 on a concentric to the longitudinal axis A of the machine frame 1 , so that the receiver 18 when the guide tower 5 rotates the signal generator 17 one after the other be posi tioned to cooperate with the signal generator 17 for the transmission of control signals from the CNC controller 9 to the drives 8 , 11 connected to the slave 18 .

An den anderen Werkzeugträgern 2 können weitere CNC-Steue­ rungen mit berührungslosen Signalübertragungseinrichtungen vorgesehen sein, wobei die Signalgeber dieser CNC-Steuerungen dann vorzugsweise ebenfalls mit den an der Oberseite des Führungs­ turms angeordneten Empfänger 18 zusammenwirken.On the other tool carriers 2 , further CNC controls with contactless signal transmission devices can be provided, the signal transmitters of these CNC controls then preferably also interacting with the receiver 18 arranged on the top of the guide tower.

Als berührungslose Signalübertragungseinrichtung 15 wird eine optische Signalübertragungseinrichtung verwendet, da die Verbindungsleitungen 16 optische Lichtfasern sind. Alternativ können jedoch auch induktive Signalübertragungs­ einrichtungen oder Funk-Signalübertragungseinrichtungen ver­ wendet werden.An optical signal transmission device is used as the contactless signal transmission device 15 since the connecting lines 16 are optical light fibers. Alternatively, however, inductive signal transmission devices or radio signal transmission devices can also be used.

Im Betrieb werden die Bearbeitungsstationen 7 durch Drehung des Führungsturms 5 nacheinander an den am Maschinengestell 1 vorgesehenen Werkzeugträgern 2 positioniert, wo die an den Arbeitsspindeln 9 der Bearbeitungsstationen 7 gehaltenen Werkstücke durch die an den Werkzeugträgern 2 vorgesehenen Werkzeuge bearbeitet werden. Hierbei führen die Arbeitsspin­ deln 9 die Arbeits- und Vorschubbewegungen aus, während die Werkzeuge stillstehen.In operation, the processing stations are successively positioned 7 by rotation of the guide tower 5 at the provided on the machine frame 1 tool supports 2, where the workpieces held on the work spindles 9 of the working stations 7 are processed by the provided on the tool carriers 2 tools. Here, the working spindles 9 perform the work and feed movements while the tools are stationary.

Claims (6)

1. Werkzeugmaschine mit mehreren an einem Maschinengestell (1) angeordneten Werkzeugträgern (2) und mehreren im Wechsel an den Werkzeugträgern (2) positionierbaren Bear­ beitungsstationen (7), wobei die Bearbeitungsstationen (7) Arbeitsspindeln (9) zur Halterung von Werkstücken aufweisen, die durch Antriebe (8, 11) um ihre Längsachse drehbar und in wenigstens einer Vorschubrichtung transla­ torisch verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einem Werkzeugträger (2) eine CNC-Steue­ rung zur Synchronisierung der Antriebe (8, 11) der je­ weils an dem Werkzeugträger (2) positionierten Bearbei­ tungsstation (7) zugeordnet ist und Steuersignale von der CNC-Steuerung (14) an die Antriebe (8, 11) der an dem Werkzeugträger (2) positionierten Bearbeitungssta­ tion (7) durch eine berührungslose Signalübertragungsein­ richtung (15) übertragen werden, und daß die berührungs­ lose Signalübertragungseinrichtung (15) einen mit der CNC-Steuerung (14) verbundenen stationären Signalgeber (17) sowie an jeder Bearbeitungsstation (7) einen dem Signalgeber (17) zugeordneten, sich mit der Bearbeitungs­ station (7) bewegenden und mit den Antrieben (8, 11) der Bearbeitungsstation (7) verbundenen Empfänger (18) aufweist, wobei der Signalgeber (17) jeweils mit dem Empfänger (18) der an dem Werkzeugträger (2) positionier­ ten Bearbeitungsstation (7) zur Datenübertragung zusam­ menwirkt. 1. A machine tool comprising a plurality of arranged on a machine frame (1) tool carriers (2) and a plurality of positionable in alternation on the tool carriers (2) Bear beitungsstationen (7), wherein the processing stations (7) have work spindles (9) for supporting workpieces which by drives ( 8 , 11 ) rotatable about their longitudinal axis and translationally adjustable in at least one feed direction, characterized in that at least one tool holder ( 2 ) has a CNC control for synchronizing the drives ( 8 , 11 ), each of which on the Tool holder ( 2 ) is assigned to the machining station ( 7 ) and control signals from the CNC control ( 14 ) to the drives ( 8 , 11 ) of the machining station ( 7 ) positioned on the tool holder ( 2 ) by a non-contact signal transmission device ( 15 ) are transmitted, and that the contactless signal transmission device ( 15 ) one with the CNC control ( 14 ) connected stationary signal transmitter ( 17 ) and at each processing station ( 7 ) a signal transmitter ( 17 ) assigned to the processing station ( 7 ) moving and connected to the drives ( 8 , 11 ) of the processing station ( 7 ) 18 ), the signal transmitter ( 17 ) interacting with the receiver ( 18 ) of the processing station ( 7 ) positioned on the tool carrier ( 2 ) for data transmission. 2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die berührungslose Signalübertragungseinrichtung (15) eine optische Signalübertragungseinrichtung ist.2. Machine tool according to claim 1, characterized in that the non-contact signal transmission device ( 15 ) is an optical signal transmission device. 3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die berührungslose Signalübertragungseinrichtung (15) eine induktive Signalübertragungseinrichtung ist.3. Machine tool according to claim 1, characterized in that the non-contact signal transmission device ( 15 ) is an inductive signal transmission device. 4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die berührungslose Signalübertragungseinrichtung (15) eine Funk-Signalübertragungseinrichtung ist.4. Machine tool according to claim 1, characterized in that the non-contact signal transmission device ( 15 ) is a radio signal transmission device. 5. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an mehreren Werkzeugträgern je eine CNC-Steuerung zur Steuerung der Antriebe der an den Werkzeugträgern positionierten Bearbeitungsstationen vorgesehen sind.5. Machine tool according to one of claims 1 to 4, characterized, that on several tool carriers one CNC control each to control the drives on the tool carriers positioned processing stations are provided. 6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugträger (2) am Umfang des Maschinenge­ stells (1) und die Bearbeitungsstationen (7) am Umfang eines gegenüber dem Maschinengestell (1) um die Gestell­ längsachse (A) drehbaren Führungsturms (5) angeordnet sind und der bzw. die Signalgeber (17) und die Empfänger (18) auf einem zu der Gestellängsachse (A) konzen­ trischen Kreis angeordnet sind.6. Machine tool according to one of claims 1 to 5, characterized in that the tool carrier ( 2 ) on the circumference of the machine frame ( 1 ) and the machining stations ( 7 ) on the circumference of a machine frame ( 1 ) around the frame longitudinal axis (A) rotatable guide tower ( 5 ) are arranged and the or the signal transmitter ( 17 ) and the receiver ( 18 ) on a to the rack axis (A) concentric circle are arranged.
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