DE19547665C1 - Werkzeugmaschine mit zwei an einem Maschinengestell angeordneten Bearbeitungsstationen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine mit zwei an einem Maschinengestell angeordneten Bearbeitungsstationen, denen ein Werkstück nacheinander zur Bearbeitung zugeführt wird, wobei die Bearbeitungsstationen jeweils einen an dem Maschinengestell gehaltenen Werkzeughalter und eine dem Werk­ zeughalter zugeordnete, an ihrem einen axialen Ende ein Spannfutter zum Halten eines Werkstückes aufweisende Arbeits­ spindel umfassen und die Arbeitsspindeln aus ihren Arbeits­ stellungen jeweils zum Greifen eines zu bearbeitenden Werk­ stücks in eine Werkstückaufnahmeposition und zum Ablegen des bearbeiteten Werkstücks in wenigstens eine Werkstückablegepo­ sition quer zu ihren Achsen verstellbar sind, und wobei die Arbeitsspindel der ersten Bearbeitungsstation an einer er­ sten Führungsschiene und die Arbeitsspindel der zweiten Bear­ beitungsstation an einer parallel zu der ersten Führungs­ schiene liegenden zweiten Führungsschiene angeordnet ist.

Derartige Werkzeugmaschinen sind bekannt und werden häufig eingesetzt, um nacheinander mehrere unterschiedliche Bearbei­ tungen an einem Werkstück vorzunehmen.

Im Betrieb dieser Werkzeugmaschine wird die Arbeitsspindel der ersten Bearbeitungsstation in ihre Werkstückaufnahmeposi­ tion oberhalb eines Transportbandes verfahren, um mit ihrem Spannfutter ein auf dem Transportband liegendes, zu bearbei­ tendes Werkstück zu greifen.

Anschließend wird die Arbeitsspindel entlang der Führungs­ schiene in ihre Arbeitsstellung bewegt, wo das Werkstück in üblicher Weise bearbeitet wird.

Nach der Bearbeitung wird die Arbeitsspindel in ihrer Werk­ stückablegeposition positioniert und das Werkstück an eine Transportvorrichtung übergeben, welche das Werkstück zur weiteren Bearbeitung der zweiten Bearbeitungsstation zu­ führt, welche im wesentlichen genauso wie die erste Bearbei­ tungsstation aufgebaut ist und arbeitet.

Diese zweite Bearbeitungsstation kann aber auch mit voll­ kommen anderen Werkzeugeinheiten bestückt werden, um z. B. Operationen wie Bohren, Fräsen, Reiben, Gewindebohren oder Verzahnen durchführen zu können.

Eine Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art ist aus der Druckschrift DE 33 37 198 C2 bekannt. Diese Druckschrift be­ schreibt eine Bearbeitungsstraße mit einer Vielzahl von auf­ einanderfolgend angeordneten Bearbeitungsstationen, die je­ weils einen Werkzeughalter und diesem zugeordnet eine an einer Führungsschiene angeordnete horizontale Arbeitsspindel aufweisen.

Die Arbeitsspindeln sind hierbei derart an den parallel und versetzt zueinander verlaufenden Führungsschienen ange­ ordnet, daß ein Werkstück jeweils von einer Arbeitsspindel an die nachfolgende Arbeitsspindel übergeben werden kann. Die Arbeitsspindeln müssen demzufolge einander zugewandt sein und in mindestens einer Stellung in einer Linie mit der Spindelachse der nachfolgenden Arbeitsspindel liegende Spin­ delachsen aufweisen.

Die bekannte Werkzeugmaschinenanordnung weist daher den Nachteil auf, daß die Werkstückübergabe im Spanbereich der Werkzeugmaschine erfolgt, so daß die Arbeitsspindeln schnell verschmutzen.

Aus der DE 43 16 166 A1 ist eine weitere Werkzeugmaschine mit zwei Bearbeitungsstationen bekannt. Bei dieser Werkzeug­ maschine liegen die Arbeitsspindeln mit ihren Spannfuttern einander zugewandt gegenüber, um die Möglichkeit zu schaf­ fen, ein Werkstück durch Verfahren einer Arbeitsspindel in das Spannfutter der anderen Arbeitsspindel zu bewegen, so daß ein Umspannen und damit eine beidseitige Bearbeitung eines Werkstückes ohne eine Wendeeinrichtung und ohne die Hilfe eines Werkstückwechslers erfolgen kann.

Bei dieser Werkzeugmaschine wird häufig als nachteilig ange­ sehen, daß die Werkstückübergabe von der einen Bearbeitungs­ station an die andere Bearbeitungsstation im Spanbereich der Werkzeugmaschine erfolgt, so daß die Werkstückübergabevor­ richtung beziehungsweise bei der aus der DE 43 16 166 A1 be­ kannten Werkzeugmaschine die zweite Arbeitsspindel schnell verschmutzen und damit zu Problemen führen kann. Außerdem haben die bekannten Werkzeugmaschinen einen hohen Platzbe­ darf.

Die Druckschrift DE 37 13 515 A1 betrifft eine flexible spa­ nende Fertigungszelle bzw. Bearbeitungszentrum mit einem drehbar gelagerten Frästisch mit vier verstellbaren Backen. Nach einer besonderen Ausgestaltung dieser Maschine sind die zu bearbeitenden Werkstücke dem Frästisch mittels einer Transportvorrichtung durch einen Tunnel zuführbar. Eine Werkzeugmaschine mit zwei Bearbeitungsstationen ist dieser Druckschrift nicht entnehmbar. Das zuvor genannte Problem bei der Werkstückübergabe tritt daher hier nicht auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Werkzeugma­ schine der eingangs genannten Art so auszubilden, daß Ver­ schmutzungen der Arbeitsspindeln bzw. der Werkstückübergabe­ vorrichtungen ausgeschlossen oder zumindest verringert wer­ den.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Arbeitsspindeln auf voneinander abgewandten Seiten der jeweiligen Führungs­ schiene angeordnet sind, und daß eine Transportvorrichtung vorgesehen ist, um ein Werkstück aus dem Bereich der Werk­ stückablegeposition der ersten Bearbeitungsstation in den Be­ reich der Werkstückaufnahmeposition der zweiten Bearbeitungs­ station zu transportieren.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine die Arbeitsspindeln nicht nebeneinander liegen, sondern auf ein­ ander abgewandten Seiten angeordnet und an getrennten Führungsschienen parallel zueinander geführt sind, baut die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine vergleichsweise klein.

Außerdem besteht keine Gefahr, daß durch eine Bearbeitung eines Werkstücks an einer Bearbeitungsstation die Arbeits­ spindel der anderen Bearbeitungsstation verschmutzt wird.

Grundsätzlich gibt es eine Reihe von Möglichkeiten, die an den beiden Führungsschienen vorgesehenen Bearbeitungsstatio­ nen miteinander zu verketten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform liegen jedoch die Werkstückaufnahmepositionen und die Werkstückablegepositio­ nen der Arbeitsspindeln jeweils auf voneinander abgewandten Seiten des zugehörigen Werkzeughalters, wobei vorzugsweise die Werkstückablegestelle einer Arbeitsspindel jeweils der Werk­ stückablegestelle der anderen Arbeitsspindel gegenüberliegt, so daß ein Werkstück an den beiden Führungsschienen in entge­ gengesetzten Richtungen von der Werkstückaufnahmeposition in die Werkstückabgabestellung verfahren wird.

Diese Anordnung hat den Vorteil, daß jeweils während der Bearbeitung ein neues Werkstück an die Werkstückaufnahmeposi­ tion transportiert werden kann.

Falls erforderlich, kann wenigstens einer Bearbeitungssta­ tion eine Prüfeinrichtung zur Überprüfung der Maß­ und/oder Formgenauigkeit eines von der Bearbeitungsstation bearbeiteten Werkstückteils zugeordnet sein, wobei die Prüf­ einrichtung dann derart mit einer Steuerung für die Arbeits­ spindel gekoppelt ist, daß innerhalb eines vorgebbaren Tole­ ranzbereiches liegende Werkstücke - Gutteile - in einer Werkstückablegeposition und außerhalb des Toleranzbereiches liegende Werkstücke - Ausschußteile - an einer anderen Werkstückablegeposition ablegt und vorzugsweise durch Förder­ vorrichtungen wegtransportiert werden.

Diese Ausgestaltung ermöglicht eine Prüfung der Werkstücke und eine Trennung der Gutteile von den Ausschußteilen direkt an der Werkzeugmaschine.

Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine wird auf die Un­ teransprüche sowie die nachfolgende Beschreibung einer erfin­ dungsgemäßen Werkzeugmaschine anhand der Zeichnung verwie­ sen.

In der Zeichnung zeigt die einzige Figur in schematischer Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine in Draufsicht.

Zu dieser Werkzeugmaschine gehören zwei Bearbeitungsstatio­ nen 2, 3, die auf voneinander abgewandten Seiten an einem Maschinengestell 1 angeordnet sind und jeweils einen statio­ nären Werkzeughalter 2a, 3a sowie eine Arbeitsspindel 2b, 3b mit vertikaler Drehachse Z aufweisen.

Die Arbeitsspindeln 2b, 3b der Bearbeitungsstationen 2, 3 sind in vertikaler Richtung verstellbar an Schlitten 11, 12 gehalten, die wiederum an Führungsschienen 5, 6 verfahrbar sind, welche in horizontaler Richtung quer zur Achsrichtung Z der Arbeitsspindeln 2b, 3b verlaufend und mit horizontalem Abstand voneinander an dem Maschinengestell 1 angeordnet sind.

Die Arbeitsspindeln 2b, 3b können jeweils zwischen einer Ar­ beitsstellung, in der die Arbeitsspindel 2b, 3b oberhalb des jeweils zugehörigen Werkzeughalters 2a, 3a positioniert ist, einer Werkstückaufnahmeposition und einer Werkstückablegepo­ sition verfahren werden, wobei die Werkstückaufnahmeposition und die Werkstückablegeposition auf voneinander abgewandten Seiten des Werkzeughalters 2a, 3a liegen.

Die Werkstückaufnahmeposition der ersten Bearbeitungsstation 2 liegt oberhalb eines Zuführbandes 10, auf dem die zu bear­ beitenden Rohlinge zugeführt werden, und die Werkstückab­ legeposition liegt oberhalb eines Transportbandes 8, das sich in horizontaler Richtung quer zwischen den Führungs­ schienen 5, 6 und unterhalb der Arbeitsspindeln 2b, 3b der Bearbeitungsstationen 2, 3 erstreckt, so daß ein Werkstück 4 allein durch eine Hubbewegung der Arbeitsspindel 2b auf dem Transportband 8 abgelegt bzw. von der Arbeitsspindel 3b der zweiten Bearbeitungsstation 3 in ihrer Werkstückaufnahmeposi­ tion gegriffen werden kann.

Die Arbeitsspindel 3b ist in ihrer Werkstückablegeposition oberhalb eines Abführbandes 9 positioniert, auf dem die bear­ beiteten Werkstücke zur weiteren Bearbeitung abtransportiert werden.

Im Betrieb wird der Werkzeugmaschine ein zu bearbeitendes Werkstück 4 auf dem Zuführband 10 zugeführt und von dem Spannfutter der oberhalb des Zuführbandes 10 positionierten Arbeitsspindel 2b der ersten Bearbeitungsstation 2 ge­ griffen. Anschließend wird die Arbeitsspindel 2b entlang der Führungsschiene 5 der ersten Bearbeitungsstation 2 in ihre Arbeitsstellung verfahren, wo das Werkstück 4 durch die am Werkstückträger 2a angeordneten Werkzeuge bearbeitet wird.

Nach der Bearbeitung wird die Arbeitsspindel 2b oberhalb des Transportbandes 8 positioniert und das Werkstück 4 mit der bearbeiteten Seite auf dem Transportband 8 abgelegt, welches das Werkstück 4 der zweiten Bearbeitungsstation 3 zuführt.

Während des Transports wird das Werkstück 4 durch eine Werk­ stückwendeeinrichtung um 180° gewendet, so daß die bereits bearbeitete Werkstückseite nach oben zeigt und von dem Spann­ futter der oberhalb des Transportbandes 8 positionierten Ar­ beitsspindel 3b der zweiten Bearbeitungsstation 3 zur Bear­ beitung gegriffen wird.

Das fertiggestellte Werkstück wird durch eine Prüfeinrich­ tung auf Maß- und / oder Formgenauigkeit geprüft, die mit der Steuerung der Werkzeugmaschine gekoppelt ist. Wenn die Abmessungen und die Form des Werkstücks 4 in einem vorgebba­ ren Toleranzbereich liegen, wird das Werkstück 4 auf dem Abführband 9 abgelegt. Anderenfalls wird das Werkstück auf einem Ausschußteiltransportband 13 abgelegt.

Bei der zuvor erläuterten Ausführungsformen der erfin­ dungsgemäßen Werkzeugmaschine werden die bei der Bearbeitung der Werkstücke anfallenden Späne durch eine zwischen und un­ terhalb von den Führungsschienen 5, 6 angeordnete Spantrans­ portvorrichtung 14 abgeführt.

Wenn mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine Verzahnungen hergestellt werden sollen, kann vorzugsweise die zweite Bearbeitungsstation mit einer Schlagwälz-Fräseinheit zum Verzahnen von Werkstücken sowie zwei Frässpindeln zum Entgraten der Verzahnungen versehen sein, während die andere Bearbeitungsstation beispielsweise als Dreheinheit ausgebildet ist.

Claims (10)

1. Werkzeugmaschine mit zwei an einem Maschinengestell (1) angeordneten Bearbeitungsstationen (2, 3), denen ein Werkstück (4) nacheinander zur Bearbeitung zugeführt wird, wobei die Bearbeitungsstationen (2, 3) jeweils einen an dem Maschinengestell (1) gehaltenen Werkzeughal­ ter (2a, 3a) und eine dem Werkzeughalter (2a, 3a) zuge­ ordnete, an ihrem einen axialen Ende ein Spannfutter zum Halten eines Werkstückes (4) aufweisende Arbeitsspindel (2b, 3b) umfassen und die Arbeitsspindeln (2b, 3b) aus ihren Arbeitsstellungen jeweils zum Greifen eines zu bearbeitenden Werkstücks (4) in eine Werkstückaufnahmepo­ sition und zum Ablegen des bearbeiteten Werkstücks (4) in wenigstens eine Werkstückablegeposition quer zu ihren Achsen (Z) verstellbar sind, und wobei die Arbeits­ spindel (2b) der ersten Bearbeitungsstation (2) an einer ersten Führungsschiene (5) und die Arbeitsspindel (3b) der zweiten Bearbeitungsstation (3) an einer parallel zu der ersten Führungsschiene (5) liegenden zweiten Führungsschiene (6) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspindeln (2b, 3b) auf voneinander abge­ wandten Seiten der jeweiligen Führungsschiene (5, 6) angeordnet sind, und daß eine Transportvorrichtung (7) vorgesehen ist, um ein Werkstück (4) aus dem Bereich der Werkstückablegeposition der ersten Bearbeitungsstation (2) in den Bereich der Werkstückaufnahmeposition der zweiten Bearbeitungsstation (3) zu transportieren.

2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (Z) der Arbeitsspindeln (2b, 3b) vertikal ausgerichtet sind.

3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspindeln (2b, 3b) oberhalb des zugehöri­ gen Werkzeughalters (2a, 3a) angeordnet und verfahrbar sind.

4. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportvorrichtung (7) ein horizontal und quer zu den Führungsschienen (5, 6) verlaufendes Transportband (8) aufweist.

5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Transportband (8) sich zwischen der Werkstücka­ blegeposition der ersten Bearbeitungsstation (2) und der Werkstückaufnahmeposition der zweiten Bearbei­ tungsstation (3) erstreckt.

6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Bearbeitungsstationen (2, 3) wenigstens eine Werkstückwendeeinrichtung zum Wenden eines Werk­ stücks (4) um vorzugsweise 180° vorgesehen ist.

7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Werkstückwendeeinrichtung der Transportvorrich­ tung (7) zugeordnet ist, um ein Werkstück (4) beim Trans­ port von der ersten Führungsschiene (5) zu der zweiten Führungsschiene (6) zu wenden.

8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahmepositionen und die Werkstückab­ legestellungen der Arbeitsspindeln (2b, 3b) jeweils auf in Führungsschienenrichtung voneinander abgewandten Seiten des zugehörigen Werkzeughalters (2a, 3a) liegen.

9. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens einer Bearbeitungsstation (3) eine Prüf­ einrichtung zur Überprüfung der Maß- und/oder Formge­ nauigkeit eines von der Bearbeitungsstation (3) bearbei­ teten Werkstücks (4) zugeordnet ist und die Prüfein­ richtung derart mit einer Steuerung für die Arbeits­ spindel (3b) gekoppelt ist, daß innerhalb eines vorgeb­ baren Toleranzbereiches für die Maß- und/oder Form­ genauigkeit liegende Werkstücke (4) an einer Werkstück­ ablegeposition und außerhalb des Toleranzbereiches lie­ gende Werkstücke (4) an einer anderen Werkstückablegepo­ sition abgelegt werden.

10. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeughalter (2a, 3a) als Trommelwerkzeughal­ ter oder Linearwerkzeughalter ausgebildet sind.