DE19529071C2

DE19529071C2 - Vorrichtung zur Front- und Rückseitenbearbeitung von Werkstücken

Info

Publication number: DE19529071C2
Application number: DE19529071A
Authority: DE
Inventors: Holger Wuerthner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-08-08
Filing date: 1995-08-08
Publication date: 1998-04-30
Anticipated expiration: 2015-08-09
Also published as: US5832590A; DE19529071A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Front- und Rück seitenbearbeitung von Werkstücken gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Vorrichtungen dieser Art wird ein Werkstück oder Drehteil zunächst auf seiner Frontseite in einem Dreh automaten bearbeitet. Sodann wird ein Abgreifspindelmotor an das Werkstück herangefahren und dieses im Spannfutter des Abgreifspindelmotors eingespannt. Nach dem Abstechen des auf der Frontseite bearbeiteten Drehteils wird der Abgreifspin delmotor zurückgefahren und seitlich zu einer oder nacheinan der zu mehreren Rückseiten-Bearbeitungsstationen jeweils in einzelnen Verfahrensschritten bewegt. Durch die langen Ver fahrwegzeiten ist es unmöglich, komplex bearbeitete Drehteile in kurzer Taktzeit herzustellen, da bei einer kurzen Frontbe arbeitungs-Drehzeit, z. B. 3 Sekunden, keine Möglichkeit besteht, die folgenden Verfahrensschritte zu beschleunigen.

Auch ist es bei den bekannten Vorrichtungen nicht möglich, ohne Hauptspindelstop an der Drehteilfrontseite komplexe Bearbeitungsvorgänge anzubringen, die einen Drehstop der Drehautomatenspindel erfordern.

Aus DE-AS 12 64 927 ist eine Vorrichtung der eingangs genann ten Art bekannt, bei der auf einem Drehteller in gleichen Winkelabständen um ihre Achse in Drehung versetzte Werkstück einspannvorrichtungen vorgesehen sind, welche gemeinsam von einer Zentralwelle aus über eine Gelenkwelle und einen Kegel radantrieb, d. h. also mit gleicher Drehzahl, angetrieben werden. Diese Drehzahl ist mit der Drehzahl eines dem Dreh teller gegenüber angeordneten Drehautomaten synchronisiert. Damit ist ein Abgreifen des im Drehautomaten eingespannten Werkstücks nach der frontseitigen Bearbeitung möglich. Nach Fortschalten des Drehtellers kann in zwei folgenden Bearbei tungsstationen eine Bearbeitung der Werkstückrückseite bei gleicher Drehzahl des Werkstücks erfolgen. Für das Abgreifen des Werkstücks am Drehautomaten muß außerdem ein den Drehtel ler tragender Schlitten zusammen mit diesem verfahren werden. Während der für das Hin- und Herfahren des Schlittens erfor derlichen Zeit ist eine Bearbeitung aller in den verschiede nen Werkstückeinspannvorrichtungen eingespannten Werkstücke nicht möglich. Außerdem ist das Verfahren des gesamten Dreh tellers mit Schlitten verhältnismäßig schwerfällig und daher aufwendig.

Nachteilig ist bei der bekannten Vorrichtung ferner die Tatsache, daß die Werkstücke, die in den sich mit der Dreh zahl des Drehautomaten drehenden Werkzeugeinspannvorrichtun gen eingespannt sind, an ihrer Rückseite ebenfalls nur dre hend bearbeitet werden können. Andere Bearbeitungsvorgänge an den sich schnell drehenden Werkzeugen sind nicht möglich.

Aus der DE-PS 9 36 176 ist es zwar bekannt, auf einem Drehtel ler in Radialrichtung verschiebbare Werkstückeinspannvorrich tungen vorzusehen. Allerdings sind diese Werkstückeinspann vorrichtungen nicht in Drehung um ihre Achse zu versetzen, so daß nur eine Bearbeitung bei feststehendem Werkstück möglich ist. Für die Rückseitenbearbeitung ist sodann in recht auf wendiger Weise ein zweiter, im wesentlichen gleichartiger fortschaltbarer Drehteller erforderlich.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung nach der DE-AS 12 64 927 so zu verbessern, daß mit einem einzigen, nicht verfahren Drehteller beliebige Bearbeitungen der Front- und Rückseiten der Werkstücke bei drehendem und nichtdrehendem Werkstück und minimalem Ausfall an Bearbeitungszeit durchgeführt werden können.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung der eingangs genann ten Art durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat die folgenden Vorteile gegenüber dem Stand der Technik:

1. Durch das Vorfahren des synchronisierten Abgreifspindel motors, der sich gegenüber dem Drehautomaten befindet, kann ein in kurzer Zeit (ca. 3 Sekunden) am Drehautoma ten auf seiner Frontseite bearbeitetes Drehteil lagerich tig abgenommen werden und auf wenigstens einer, vorzugs weise mehreren, z. B. sechs, nachfolgenden Bearbeitungs stationen auf der Drehteilrückseite vielschichtig bear beitet werden.
2. Durch den in kürzester Zeit hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch axial vor- und zurückfahrenden synchronisier ten Abgreifspindelmotor ist ein extrem kurzer Drehteilab nahme-Zyklus möglich. Der ultraschnelle Drehteilabgreif vorgang ermöglicht somit eine extrem schnelle Drehteil rückseitenbearbeitung.
3. Jeder der verfahrbaren, synchronisierten und auf dem Schaltteller indexierbaren AC-Spindelmotoren wird in den verschiedenen Haltestellungen des weiterschaltbaren Schalttellers im Wechsel als Abgreifspindelmotor, Bear beitungsspindelmotor sowie Teileauswurfspindelmotor verwendet. Somit kommt zur Anzahl der Bearbeitungsspin delmotoren am Schaltteller immer je ein Teileauswurf spindelmotor sowie ein Abgreifspindelmotor hinzu.
4. Die Rückseiten-Bearbeitungstaktzeit richtet sich aus schließlich nach Drehteile-Stückbearbeitungszeit, Spin delmotor-Abgreifzeit und Schaltteller-Indexierzeit (Fortschaltzeit). Die gesamte Teilestückzeit richtet sich immer nach dem längsten Bearbeitungszyklus.
5. Durch das Spindelmotor-Abgreifsystem ist es möglich, Drehteile mit kurzen Stückbearbeitungszeiten (ca. 3 Sekunden) lagerichtig abzunehmen und auf der Teilerückseite mehrere Rückseitenbearbeitungen durchzu führen. Somit können auch kleinste Teilemengen kosten günstig komplett bearbeitet werden.
6. Durch die drehzahlgesteuerten, mit dem Schaltteller indexierbaren Spindelmotoren sind auch komplexe Bearbei tungsvorgänge je nach Ausstattung der Bearbeitungssta tionen an der Drehteilrückseite möglich.
7. Das Spindelmotor-Abgreifsystem-Drehzentrum kann als kostengünstiges 3-Stationen-System für einfache rücksei tenbearbeitete Drehteile sowie als komplexes Vielstatio nen-Komplettbearbeitungs-Drehzentrum mit verhältnismäßig großer Anzahl von Bearbeitungsstationen rings um den Drehteller aufgebaut werden.
8. Das Abgreifen des am Drehautomaten auf der Frontseite bearbeiteten und abgestochenen Drehteils mit dem Ab greifspindelmotor gegenüber dem Drehautomaten bewirkt eine Teilewendung von 180°. Dadurch ist es möglich, an der Drehteilrückseite diverse Operationen in Längs- sowie Querachse des Drehteils auszuführen. Ein Stop der Drehautomatenspindel bei frontseitigen Bearbeitungsvor gängen, die nur bei Stillstand des Drehteils möglich sind, z. B. außer der Drehachsenmitte Bohren, Querbohren, Fräsen, Gewindeschneiden usw., kann entfallen, wenn auf dem Drehteller eine 180° Teilewendestation montiert ist.
9. Die für das Indexieren oder Fortschalten des Drehteils erforderliche Zeit kann für das Zurückfahren und das anschließende Wiedervorfahren des Abgreifspindelmotors zur jeweils nachfolgenden Bearbeitungsstation bzw. Auswurfstation ausgenützt werden, so daß eine extrem schnelle Weiterschaltung möglich wird.

Anhand der Figuren wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 (Ansicht A) eine Seitenansicht der Spindelmotorabgreif- Vorrichtung und

Fig. 2 (Ansicht B) eine Aufsicht auf die in Fig. 1 dargestellte Spindelmotorabgreif-Vorrichtung.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung arbeitet in der nachfolgend geschilderten Weise.

Der Drehautomat 1 fertigt ein nicht gezeigtes Drehteil oder Werkstück an der mitlaufenden Führungsbuchse 17 mit den im Werkzeughalter 15 befestigten Werkzeugen in einer kurzen Drehstückzeit von ca. 3 Sekunden bis zum Beginn des Drehteil abstechvorgangs.

Der mit dem Drehautomaten-Spindelmotor 16 drehzahlsynchroni sierte, AC-gesteuerte Spindelmotor 13 steht zum Teileabgriff auf Abgreifspindelposition 10. Die Abgreifspindelposition liegt exakt linear auf der Drehautomatenachsmitte 2. Der Spindelmotor 13 in Abgreifposition 10 wird blitzschnell hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch über das am Drehau tomaten 1 gefertigte Drehteil über den Verfahrweg 6 gescho ben. Das Spannsystem (Spannzange) fixiert das Drehteil im Spindelmotor 13. Nach dem Drehteilabstechvorgang im Drehauto maten 1 wird der Spindelmotor 13 über den Verfahrweg 6 mit dem im Spannsystem befindlichen Drehteil in seine Ausgangsposition nahe der Mitte des Drehtellers 3 zurückge fahren, und dadurch zur Zeitersparnis gleichzeitig der Schalt- oder Drehteller 3 in die erste Rückseiten-Bearbei tungsstation 9 verschwenkt.

Nachdem der Spindelmotor 13 den Drehteilabgreifvorgang abge schlossen hat und seine erste Rückseiten-Bearbeitungsstation 9 erreicht hat, steht auf dem Drehteller 3 ein drehteilfrei er, drehzahlsynchronisierter, AC-gesteuerter Abgreifspindel motor 13 gegenüber dem Drehautomaten 1 in der Abgreifposition 10 zur Abnahme eines neuen Drehteils bereit.

Während der Bearbeitung eines zweiten Drehteils am Drehauto maten 1 kann zeitgleich an der ersten Nach- oder Rückseiten bearbeitungsstation 9 eine weitere Bearbeitung stattfinden.

Wenn der Teileabgreifvorgang für das zweite Drehteil in der Position 10 abgeschlossen ist, kann der Schaltteller 3 wieder um eine Station weitergeschaltet werden. Der Abgreifspindel motor 13 wird dabei vom Drehautomaten 1 zur Rückseiten-Bear beitungsstation 9 weitergeschaltet, während der bisher gegen über der Rückseiten-Bearbeitungsstation 9 stehende Abgreif spindelmotor 13 sich an der zweiten Nach- oder Rückseiten- Bearbeitungsstation 7 zur Durchführung eines weiteren Rück seiten-Bearbeitungsvorgangs positioniert.

Nach dem Fertigdrehen des dritten Drehteils am Drehautomaten 1 und Beendigung des Spindelmotor-Abgreifvorgangs wird der Schaltteller 3 wieder um eine Station weitergeschaltet, so daß nun sämtliche Rückseiten-Bearbeitungstationen 9, 7 sich im Operationsprozeß befinden.

Jetzt befindet sich der Abgreifspindelmotor 13 mit dem ersten am Drehautomaten 1 gedrehten Werkstück in der Fertigteile- Auswurfposition 12 und wirft das komplett bearbeitete Dreh teil in den Fertigteilebehälter 11. Dieser Abgreifspindelmo tor 13 ist nun drehteilfrei und wird kurz vor Fertigstellung des vierten Drehteiles am Drehautomaten 1 durch den Drehtel ler 3 in Schaltrichtung 14 wieder in die Abgreifspindelposi tion 10 gebracht. Die geschilderte Prozeßreihenfolge beginnt wieder und setzt sich in einem Endloszyklus fort.

Alle zum Einsatz kommenden Abgreifspindelmotoren sind in Rollenbahnführungen 5 zum Zweck der präzisen, widerstandarmen und somit extrem schnellen Verfahrbarkeit über den Abgreifweg 6 auf dem Drehteller 3 montiert. Es wird bemerkt, daß in Ansicht A die Rückseiten-Bearbeitungsstation 9 zur übersicht licheren Darstellung weggelassen ist.

Zur Bearbeitung von kurzen sowie extrem langen Drehteilen kann die gesamte Rückseiten-Bearbeitungs-Drehtellereinheit in der Drehmaschinen-Längsachse entlang des Verstellweges 8 ver stellt werden.

Bezugszeichenliste

1

Drehautomat (Frontseitenbearbeitung)

2

Axialfertigungsdrehachse

3

Dreh- oder Schaltteller

4

Rückseiten-Bearbeitungsstationen, die jeweils eine mit der Drehautomatenspindel synchronisierbare, AC-gesteuerte Bearbeitungsspindel enthalten

5

Rollenführungsbahn

6

Abgreifweg für Abgreifspindelmotor

7

Rückseiten-Bearbeitungsstation, in 3 Achsen verstellbar

8

Verstellweg für komplette Rückseiten-Bearbeitungsstation zum Ausgleich größerer Längenunterschiede der Werkstücke

9

Rückseiten-Bearbeitungsstation, in 3 Achsen verstellbar

10

Abgreifspindelposition, deren Spindeldrehzahl mit der Drehautomatenspindel

16

synchronisiert ist

11

Fertigteile-Auswurfbehälter

12

Fertigteile-Auswurfposition

13

Synchronisierte, AC-gesteuerte Spindelmotoren, deren Anzahl je nach Drehtellerausführung 3, 4, 5, 6, 8 oder noch mehr beträgt

14

Dreh- oder Schaltteller-Drehrichtung

15

Werkzeughalter am Drehautomaten

16

Synchronisierter, AC-gesteuerter Spindelmotor des Drehau tomaten

17

Mitlaufende oder feste Führungsbuchse am Drehautomaten.

Claims

1. Vorrichtung zur Front- und Rückseitenbearbeitung von Werkstücken, mit einem Drehautomaten, einer in Arbeits stellung in der Achse des Drehautomaten angeordneten, synchron mit dem Drehautomaten drehbaren Werkstückein spannvorrichtung zur Aufnahme des vom Drehautomaten bearbeiteten Werkstücks und mit Einrichtungen zum Ver fahren der Werkstückeinspannvorrichtung zu weiteren Bearbeitungsstationen, wobei wenigstens drei Werkstück einspannvorrichtungen in gleichen Winkelabständen auf einem Drehteller montiert sind, welcher in Drehrichtung derart weiterschaltbar ist, daß in jeder seiner Halte stellungen die Achsen der Werkstückeinspannvorrichtungen jeweils entweder mit der Achse des Drehautomaten zur Frontsei ten-Bearbeitung des Werkstücks, mit wenigstens einer Bearbeitungsstation zur Rückseiten-Bearbeitung des Werkstücks oder mit der Öffnung eines Fertigteilebehäl ters ausgerichtet sind, wobei die Werkstückeinspannvor richtungen in der Achse des Drehautomaten verfahrbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückeinspann vorrichtungen als bezüglich des Drehtellers (3) in Radialrichtung desselben verfahrbare Abgreifspindelmoto ren (13) ausgebildet sind und daß die Abgreifspindelmo toren (13) bezüglich des Drehautomaten (1) drehzahlsyn chronisiert und bezüglich der Bearbeitungsstationen (6, 7) AC-gesteuert sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das radiale Verfahren jedes Abgreifspindelmotors (13) hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch erfolgt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß auf dem Drehteller (3) eine 180°-Teilewende station montiert ist.