DE19608350A1 - Method of drilling workpieces using two parallel spindles on a headstock - Google Patents

Method of drilling workpieces using two parallel spindles on a headstock

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DE19608350A1 DE1996108350 DE19608350A DE19608350A1 DE 19608350 A1 DE19608350 A1 DE 19608350A1 DE 1996108350 DE1996108350 DE 1996108350 DE 19608350 A DE19608350 A DE 19608350A DE 19608350 A1 DE19608350 A1 DE 19608350A1
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Abstract

The method of drilling workpieces entails spacing of the spindles which can be varied by means of a powered adjuster (6), one working spindle at least adjusting at right angles to its rotation axis as against spindle (1) which may be fixed in the headstock (3). The adjustable spindle (2) can be joined to a guide strip as movably carried in a guide secured to the headstock, with spindle and strips mounted on a U-shaped slide (4) enclosing the spindle. An arm (5) that may be fixed at the side to the spindle and guide strips can be in turn connected to the spindle adjuster. A magazine disc allocated to the headstock may rotate round an axis parallel to the central axis of the spindle and has a pair of tool holders in each of several magazining pockets.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken mit zwei parallel zueinander angeordneten Arbeitsspindeln, die auf einem Spindelstock angeordnet sind und auf eine Werkzeugmaschine, insbesondere für numerisch gesteuerte Bearbeitungszentren, zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for machining workpieces with two working spindles arranged parallel to each other, on one Headstock are arranged and on a machine tool, in particular for numerically controlled machining centers, to carry out the Procedure.

Stand der Technik sind zweispindlige Bearbeitungszentren mit horizontaler Spindellage (z. B. Hüller Hille, nb-h twin) oder vertikaler Spindellage (z. B. Werner DUOMATIK) mit automatischem Werkzeugwechsler aber fester Spindellage. Diese Maschinen unterscheiden sich gegenüber einspindligen Maschinen durch eine weitere Erhöhung der Produktionsleistung bei gleichzeitiger Wahrung der Flexibilität. Auf diesen Maschinen werden üblicherweise zwei Werkstücke parallel bearbeitet, wobei die Werkstücke dem festen Spindelabstand entsprechend auf einer Vorrichtung gespannt sind. Durch den festen Abstand der Spindeln ist das Einsatzfeld dieser Maschinen zwangsläufig begrenzt, die gleichzeitige Bearbeitung mehrerer Positionen an einem Werkstück ist nur in Ausnahmefällen möglich. Die Veränderung des Spindelabstandes an diesen Maschinen verursacht hohe Kosten.State of the art are two-spindle machining centers with horizontal Spindle position (e.g. Hüller Hille, nb-h twin) or vertical spindle position (e.g. Werner DUOMATIK) with automatic tool changer but firmer Spindle position. These machines differ from single-spindle machines Machines by further increasing production output while maintaining flexibility. On these machines usually machined two workpieces in parallel, the workpieces fixed spindle distance are clamped accordingly on a device. Due to the fixed spacing of the spindles, the field of application of these machines is necessarily limited to the simultaneous processing of several positions a workpiece is only possible in exceptional cases. The change in Spindle distance on these machines causes high costs.

Ein weiterer Nachteil von Maschinen mit festem Spindelabstand ist die immer vorhandene, durch Erwärmung verursachte, Abstandsänderung der Spindeln, die sich auch durch bekannte Ausgleichsmaßnahmen, z. B. Kühlung, nur eingeschränkt beherrschen läßt.Another disadvantage of machines with a fixed spindle distance is always existing change in the distance of the spindles caused by heating, which can also be achieved through known compensatory measures, e.g. B. cooling, only limited control.

Da die bekannten Doppelspindeln einen gemeinsamen Antrieb besitzen, ist es auch nicht möglich, mit Werkzeugen unterschiedlichen Durchmessers gleichzeitig zu arbeiten. Es ist bei diesem Maschinenaufbau nämlich nicht möglich, die zwangsläufig unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten über angepaßte Spindeldrehzahlen auszugleichen.Since the known double spindles have a common drive, it is also not possible with tools of different diameters  to work at the same time. It is not with this machine structure possible, the inevitably different peripheral speeds compensate for adapted spindle speeds.

Des weiteren ist die Werkzeugversorgung dieser Doppelspindeln mit z. B. zwei Werkzeugmagazinen bei horizontaler Anordnung der Spindeln oder Kettenmagazine mit zwei bis vier Werkzeuggreifern in einem Übergabearm bei vertikaler Anordnung der Doppelspindeln mit erheblichem Kostenaufwand verbunden.Furthermore, the tool supply of these double spindles with z. B. two Tool magazines with horizontal arrangement of the spindles or Chain magazines with two to four tool grippers in a transfer arm vertical arrangement of the double spindles with considerable cost connected.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren, vorzgusweise für NC- Bearbeitungszentren, vorzugschlagen, das geeignet ist für die Parallelbearbeitung von z. B. Bohrungen an einem oder zwei Werkstücken mit auch unterschliedlichem Durchmesser.The invention has for its object to provide a method, preferably for NC Machining centers to propose that is suitable for the Parallel processing of z. B. holes on one or two workpieces also different diameters.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen der Ansprüche 1 und 2 angegeben. Die Unteransprüche 2 bis 10 enthalten sinnvolle Ausführungsformen dazu.The solution to this problem is in the characterizing part of claims 1 and 2 specified. The sub-claims 2 to 10 contain meaningful Embodiments therefor.

Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß der Abstand der beiden in einem Spindelstock angeordneten Arbeitsspindeln mit Hilfe einer Verstelleinrichtung verändert wird. Diese Verstellung kann sowohl kontinuierlich als auch diskontinuierlich vor jedem einzelnen Bearbeitungsvorgang vorgenommen werden. Dabei kann auch automatisch nach Festellung bestimmter Maßabweichungen eine Korrektur des Achsabstandes vorgenommen werden, ohne daß ein Bedienungsmann von außen eingreifen muß.According to the invention it is proposed that the distance between the two in one Headstock arranged work spindles with the help of an adjustment device is changed. This adjustment can be both continuous and made discontinuously before each individual machining operation will. It can also be determined automatically after certain Dimensional deviations, a correction of the center distance can be made, without an operator having to intervene from outside.

Die Erfindung sieht weiterhin eine Werkzeugmaschine, insbesondere für numerisch gesteuerte Bearbeitungszentren, zur Bearbeitung von Werkstücken mit insbesondere zwei oder auch zwei Gruppen von parallel zueinander an einem Spindelstock angeordneten Arbeitsspindeln vor, bei dem mindestens eine Arbeitsspindel senkrecht zu ihrer Drehachse verstellbar angeordnet ist. Es können aber auch beide Spindeln oder auch beide Gruppen von Spindeln in dem Gehäuse des Spindelstockes verstellbar angeordnet sein.The invention further provides a machine tool, in particular for numerically controlled machining centers, for machining workpieces with in particular two or two groups of parallel to each other  arranged in front of a headstock in which at least a work spindle is arranged adjustable perpendicular to its axis of rotation. It but can also both spindles or both groups of spindles in the housing of the headstock can be arranged adjustable.

Bei der üblichen Anordnung von zwei neben- oder übereinander angeordneten Motorspindeln können die verstellbaren Spindeln in Verstellrichtung mit senkrecht oder waagerecht angeordneten Führungsleisten verbunden und gegenüber dem Gehäuse in fest am Gehäuse befestigten Führungselementen verstellbar gelagert sein. Es hat sich dabei als günstig erwiesen, wenn die verstellbare Spindel in einen U-förmigen Schlitten gelagert ist, wobei an den freien Schenkeln die Führungsleisten angeordnet sind und in entsprechenden Führungselementen gleitend gelagert sind. Außen an dem U-förmigen Schlitten und/oder der Führungsleiste kann ein- oder beidseitig eine Konsole befestigt sein, die wiederum mit einer parallel zum Schlitten oder den Führungsleisten verlaufenden Verstelleinrichtung verbunden ist.In the usual arrangement of two arranged side by side or one above the other Motor spindles can be adjusted with the adjustable spindles vertically or horizontally arranged guide rails connected and opposite the housing in guide elements firmly attached to the housing be adjustable. It has proven to be beneficial if the adjustable spindle is mounted in a U-shaped slide, with the free legs the guide strips are arranged and in corresponding Guide elements are slidably mounted. Outside on the U-shaped sled and / or a guide bracket can be attached on one or both sides be in turn with a parallel to the slide or the guide rails extending adjustment device is connected.

Durch die erfindungsgemäße Verstellbarkeit des Abstandes der beiden Spindeln beziehungsweise Spindelgruppen ist eine sehr weitgehende Anpassung des Bearbeitungszentrums an verschiedene Werkstücke möglich, ohne daß es irgendwelcher größerer Umbauarbeiten bedarf. Auch schon bei größeren Maßungenauigkeiten einer Serie von sonst an sich gleichen Werkstücken kann mit der erfindungsgemäßen Einrichtung die Bearbeitungsmaschine entsprechend angepaßt werden.Due to the inventive adjustability of the distance between the two Spindles or spindle groups is a very extensive one Adaptation of the machining center to different workpieces possible, without any major renovation work. Even with larger inaccuracies in a series of otherwise the same Workpieces can with the device according to the invention Processing machine can be adjusted accordingly.

Die Werkzeugmaschine kann außerdem, wie in den Ansprüchen 7 bis 10 näher beschrieben, mit einer speziellen Magazinscheibe versehen werden, bei der die beiden Werkzeuge des Spindelstockes gleichzeitig in entsprechenden Werkzeughaltern der Magazinscheibe abgelegt bzw. aus dieser übernommen werden können. The machine tool can also, as in claims 7 to 10 in more detail described, can be provided with a special magazine disc in which the two tools of the headstock simultaneously in corresponding Tool holders of the magazine disc stored or taken over from this can be.  

Ein in der Magazinscheibe angeordneter sektorartiger Ausschnitt kann dabei etwa der Außenkontur des Arbeitsraumes entsprechen und die volle Nutzung des Arbeitsraumes der Maschine gestatten, ohne daß sie zusätzlich in x- oder y-Richtung verfahren werden muß.A sector-like cutout arranged in the magazine disc can be used correspond approximately to the outer contour of the work area and the full use allow the working space of the machine without it being additionally in x or y direction must be moved.

Zweckmäßigerweise ist an dem sektorförmigen Ausschnitt der Magazinscheibe eine entsprechend geformte Verschlußklappe befestigt, die in der Bearbeitungsstellung gemeinsam mit der übrigen Magazinverkleidung eine geschlossene Kammer bildet. Beim Drehen der Magazinscheibe in die Werkzeugwechselposition wird die Verschlußklappe in die Kammer hinein- oder herausgedreht und diese dadurch geöffnet oder geschlossen.It is expedient on the sector-shaped cutout of the magazine disc a correspondingly shaped flap attached in the Machining position together with the rest of the magazine cover forms a closed chamber. When turning the magazine disc into the Tool change position, the closure flap is in the chamber or unscrewed and opened or closed.

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Fig. 1 bis 3 beispielsweise näher erläutert. Es zeigenThe invention is explained in more detail, for example, with the aid of the attached FIGS . Show it

Fig. 1 in der Seitenansicht die Anordnung zweier Arbeitsspindeln in einem Spindelstock Fig. 1 in side view the arrangement of two work spindles in a headstock

Fig. 2 einen waagerechten Schnitt zu Fig. 1 Fig. 2 shows a horizontal section to Fig. 1

Fig. 3 in der Seitenansicht die erfindungsgemäße Magazinscheibe. Fig. 3 in side view of the magazine disc according to the invention.

Nach Fig. 1 ist der Spindelstock 3 mit den beiden Arbeitsspindeln 1,2 in üblicher Weise insgesamt in x- und y-Richtung verfahrbar, während die beiden als Motorspindeln ausgebildeten Arbeitsspindeln 1, 2 zur Bearbeitung in z- Richtung bewegt werden. Die Arbeitsspindel 1 ist im Gehäuse des Spindelstockes 3 radial fest gelagert und die Antriebsspindel 2 ist in einem U- förmigen Schlitten 4 gelagert und kann gemeinsam mit dem Schlitten 4 um den Hub H verstellt werden. Dazu besitzt der Schlitten 4 an seinen beiden freien Enden Führungsleisten 8, die im Führungselement 9 des Gehäuses des Spindelstockes 3 bewegt werden. An dem einen Arm des Schlittens 4 ist außen eine Konsole 5 angebracht, die über eine Verstelleinrichtung 6 mit dem Gehäuse 3 verbunden ist. Zur Verstelleinrichtung 6 gehört ein Riemenantrieb 10, ein Getriebe und eine Kugelrollspindel 7. Auf der der Konsole 5 abgewandten Seite des Schlittens 4 ist außerdem ein Maßstab 11 zur Überwachung des Verstellweges der Arbeitsspindel 2 gegenüber der Arbeitsspindel 1 angebracht.According to Fig. 1 of the headstock 3 can be moved with the two work spindles 1,2 in the usual manner in a total of x and y-direction, while the two work spindles designed as motor spindles 1, 2 are moved to the processing in the z direction. The work spindle 1 is radially fixed in the housing of the headstock 3 and the drive spindle 2 is mounted in a U-shaped slide 4 and can be adjusted together with the slide 4 by the stroke H. For this purpose, the carriage 4 has guide strips 8 at its two free ends, which are moved in the guide element 9 of the housing of the headstock 3 . On one arm of the carriage 4 , a console 5 is attached on the outside, which is connected to the housing 3 via an adjusting device 6 . The adjusting device 6 includes a belt drive 10 , a gear and a ball screw spindle 7 . On the side of the carriage 4 facing away from the console 5 there is also a scale 11 for monitoring the adjustment path of the work spindle 2 relative to the work spindle 1 .

In Fig. 3 sind für ein Bearbeitungszentrum zwei Magazinscheiben 13 dargestellt, wobei vom Prinzip her eine Magazinscheibe ausreicht. Es ist daher die eine Hälfte der Fig. 3 nur gestrichelt dargestellt, um anzudeuten, daß die Magazinscheibe 13 auch entweder nur auf der linken oder nur auf der rechten Seite angeordnet sein kann. Der Spindelstock 3 kann in x- und y-Richtung verfahren werden. Der Werkzeugwechsel erfolgt in der dargestellten Position des Spindelstockes 3 (oben links bzw. oben rechts in der Fig. 3). Die Magazinscheibe 13 wird dazu zunächst um ihre zentrale Drehachse 14 gedreht, wobei die an der Magazinscheibe 13 befestigte Verschlußklappe 20 innerhalb der Magazinverkleidung 18 in die Kammer gedreht wird bis eine taschenartige Aussparung 17 und die zugehörigen Werkzeughalter 19 zur Aufnahme oder Abgabe der Werkzeuge 12 von oder an den Spindelstock 3 bereit sind. Die beiden Werkzeughalter 12 an der Magazinscheibe 13 zur Aufnahme der beiden Werkzeuge 12 sind jeweils auf konzentrisch angeordneten Teilkreisen 15 und 16 innerhalb von im Umfangsbereich der Magazinscheibe 13 angeordneten taschenförmigen Aussparungen 17 angeordnet. Die Werkzeughalter 19 auf den inneren und äußeren Teilkreisen 15 oder 16 sind um die Drehachse 14 gegeneinander um einen bestimmten Winkel so gegeneinander verdreht angeordnet, daß der Abstand zweier Werkzeughalter 19 dem Abstand der beiden Arbeitsspindeln 1,2 entspricht.In Fig. 3, two magazine discs 13 are shown for a machining center, said in principle sufficient, a magazine disk. One half of FIG. 3 is therefore only shown in dashed lines to indicate that the magazine disk 13 can also be arranged either only on the left or only on the right side. The headstock 3 can be moved in the x and y directions. The tool change takes place in the illustrated position of the headstock 3 (top left or top right in FIG. 3). The magazine disc 13 is first rotated about its central axis of rotation 14 , the closure flap 20 attached to the magazine disc 13 being rotated into the chamber within the magazine cladding 18 until a pocket-like recess 17 and the associated tool holder 19 for receiving or dispensing the tools 12 from or are ready on the headstock 3 . The two tool holders 12 on the magazine disk 13 for receiving the two tools 12 are each arranged on concentrically arranged partial circles 15 and 16 within pocket-shaped recesses 17 arranged in the peripheral region of the magazine disk 13 . The tool holder 19 on the inner and outer pitch circles 15 or 16 are arranged rotated relative to each other about a certain angle about the axis of rotation 14 such that the distance between two tool holders 19 corresponds to the distance between the two work spindles 1, 2 .

BezugszeichenlisteReference list

1 Arbeitsspindel, Motorspindel (radial fest)
2 Arbeitsspindel, Motorspindel (radial verstellbar)
3 Spindelstock
4 Schlitten (U-förmig; verstellbar gegenüber 1 zw. 3)
5 Konsole an 4
6 Verstelleinrichtung (Getriebe)
7 Verstellspindel (Kugelrollspindel)
8 Führungsleiste (verstellbar)
9 Führungselemente (fest an 3)
10 Riemenantrieb
11 Maßstab zur Messung des Verstellweges
12 Werkzeug
13 Magazinscheibe
14 Drehachse von 13
15, 16 konzentrisch angeordnete Teilkreise
17 Taschen, Aussparungen
18 Magazinverkleidung
19 Werkzeughalter an 13
20 Verschlußklappe
21 sektorartiger Ausschnitt
H Hub, Verstellweg von 2, 4, 5 1 work spindle, motor spindle (radial fixed)
2 work spindles, motor spindles (radially adjustable)
3 headstock
4 slides (U-shaped; adjustable in relation to 1 or 3 )
5 console to 4
6 adjusting device (gear)
7 adjusting spindle (ball screw)
8 guide bar (adjustable)
9 guide elements (fixed to 3 )
10 belt drive
11 Scale for measuring the adjustment path
12 tools
13 magazine disc
14 axis of rotation of 13
15 , 16 concentrically arranged pitch circles
17 pockets, cutouts
18 magazine cover
19 tool holders on 13
20 flap
21 sector-like section
H stroke, adjustment range of 2 , 4 , 5

Claims (10)

1. Verfahren zur Bearbeitung von Werkstücken mit zwei parallel zueinander angeordneten Arbeitsspindeln, die auf einem Spindelstock angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Arbeitsspindeln mit Hilfe einer angetriebenen Verstelleinrichtung verändert wird.1. A method for machining workpieces with two parallel work spindles, which are arranged on a headstock, characterized in that the distance between the work spindles is changed with the aid of a driven adjusting device. 2. Werkzeugmaschine, insbesondere für numerisch gesteuerte Bearbeitungszentren, zur Bearbeitung von Werkstücken mit zwei parallel zueinander an einem Spindelstock angeordneten Arbeitspindeln, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Arbeitsspindel (2) senkrecht zu ihrer Drehachse verstellbar angeordnet ist.2. Machine tool, in particular for numerically controlled machining centers, for machining workpieces with two work spindles arranged parallel to one another on a headstock, characterized in that at least one work spindle ( 2 ) is arranged to be adjustable perpendicular to its axis of rotation. 3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Arbeitsspindel (1) fest im Gehäuse des Spindelstockes (3) und die zweite Arbeitsspindel (2) senkrecht zu ihrer Drehachse verstellbar angeordnet ist.3. Machine tool according to claim 2, characterized in that a work spindle ( 1 ) fixed in the housing of the headstock ( 3 ) and the second work spindle ( 2 ) is arranged perpendicular to its axis of rotation. 4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Arbeitsspindel (2) mit mindestens einer in Verstelleinrichtung angeordneten Führungsleiste (8) verbunden ist, die in mindestens einem fest mit dem Gehäuse des Spindelstockes (3) verbundenen Führungselement (9) verschieblich gelagert ist.4. Machine tool according to claim 2 or 3, characterized in that the adjustable work spindle ( 2 ) is connected to at least one guide bar arranged in the adjusting device ( 8 ), which is connected in at least one guide element ( 9 ) fixed to the housing of the headstock ( 3 ) is slidably mounted. 5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die verstellbare Arbeitsspindel (2) und/oder die Führungsleiste(n) (8) an einem die Arbeitsspindel (2) umfassenden U- förmigen Schlitten (4) befestigt ist. 5. Machine tool according to claim 2, 3 or 4, characterized in that the adjustable work spindle ( 2 ) and / or the guide bar (s) ( 8 ) on a work spindle ( 2 ) comprising U-shaped carriage ( 4 ) is attached. 6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an den Führungsleisten (8) und/oder dem Schlitten (4) seitlich mindestens eine Konsole (5) befestigt ist, die mit einer Verstelleinrichtung (6) verbunden ist.6. Machine tool according to one of claims 2 to 5, characterized in that on the guide strips ( 8 ) and / or the carriage ( 4 ) laterally at least one console ( 5 ) is attached, which is connected to an adjusting device ( 6 ). 7. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Spindelstock (3) mit den beiden parallel zueinander angeordneten Arbeitsspindeln (1, 2) eine Magazinscheibe (13) mit einer zentralen zur Spindelachse parallelen Drehachse (14) zugeordnet ist, wobei in taschenförmigen Ausnehmungen (17) jeweils zwei Werkzeughalter (19) angeordnet sind, die auf zwei konzentrisch gelagerten Teilkreisen (15, 16) innerhalb des Außendurchmessers der Magazinscheibe (13) angeordnet sind und deren Winkelteilung so gegeneinander verschoben ist, daß der Abstand zweier zusammengehöriger Werkzeughalter (19) dem Abstand der beiden Arbeitsspindeln (1, 2) entspricht.7. Machine tool according to one of claims 2 to 6, characterized in that the headstock ( 3 ) with the two parallel working spindles ( 1 , 2 ) is assigned a magazine disc ( 13 ) with a central axis of rotation parallel to the spindle axis ( 14 ), Wherein two tool holders ( 19 ) are arranged in pocket-shaped recesses ( 17 ), which are arranged on two concentrically mounted pitch circles ( 15 , 16 ) within the outer diameter of the magazine disc ( 13 ) and whose angular division is shifted so that the distance between two related Tool holder ( 19 ) corresponds to the distance between the two work spindles ( 1 , 2 ). 8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Maganzinscheibe (13) einen sektorartigen Ausschnitt (21) besitzt.8. Machine tool according to claim 7, characterized in that the magnetic disk ( 13 ) has a sector-like cutout ( 21 ). 9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an dem sektorartigen Ausschnitt (21) eine entsprechend geformte Verschlußklappe (20) befestigt ist.9. Machine tool according to claim 8, characterized in that a correspondingly shaped closure flap ( 20 ) is attached to the sector-like cutout ( 21 ). 10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußklappe (20) für die Werkzeugwechselposition in die Kammer, in der die Magazinscheibe (13) drehbar angeordnet ist, bewegbar ist.10. Machine tool according to claim 9, characterized in that the closure flap ( 20 ) for the tool change position in the chamber in which the magazine disc ( 13 ) is rotatably arranged is movable.
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