DE19749872B4

DE19749872B4 - Vertikal-Drehmaschine und Bearbeitungssystem mit zwei Maschinenbereichen

Info

Publication number: DE19749872B4
Application number: DE19749872A
Authority: DE
Inventors: Akira Abiko Kosho; Satoru Abiko Togawa; Keiichi Abiko Miyagawa; Kazuhiko Abiko Oiwa
Original assignee: Mori Seiki Hitech Co Ltd
Current assignee: Mori Seiki Hitech Co Ltd
Priority date: 1996-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2017-11-12
Also published as: DE19749872A1; US6021695A; US6189427B1

Abstract

Vertikal-Drehmaschine (1) mit:
– einem Bett (2),
– einer senkrechten Support-Befestigungsfläche, die in einer Front des Betts (2) angeordnet ist,
– einem scheibenförmigen Werkzeughalterungs-Revolver (17), von welchem eine Anzahl voneinander beabstandeter Werkzeuge vorspringt;
– einem Revolver-Support (16), der auf der Support-Befestigungsfläche befestigt ist,
– einer waagerechten Führungsschiene (5) auf dem Bett (2),
– einem beweglichen Support (6), der auf der waagerechten Führungsschiene (5) verschiebbar ist,
– einer senkrechten Führungsschiene (30) an dem beweglichen Support (6),
– einem Spindelstock (31), der auf der senkrechten Führungsschiene (30) beweglich ist und
– eine zwischen Spindelstock (31) und einem ausgewählten Werkzeug angeordnete Hauptspindel (40) mit senkrechter Achsrichtung,
– einen Motor zum Drehen der Hauptspindel (40),
– ein Werkstück-Spannfutter (41) zum Halten von Werkstücken bei der Bearbeitung umfßt, das dem zur Bearbeitung ausgewählten Werkzeug gegenüberliegt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsflächen (15) des Revolver-Supports...

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Bearbeitungssystem mit zwei Maschinenbereichen.
Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Drehmaschine, bei der die Achslinie des Spindelstocks senkrecht gerichtet ist und der Spindelstock beweglich oder fest sein kann, und darüber hinaus auf ein Bearbeitungssystem mit einer Kombination von Drehmaschinen.

Eine Drehmaschine, wie etwa eine Vertikaldrehmaschine, besitzt einen Spindelstock mit einer Hauptspindel, deren Achse senkrecht gerichtet ist. Ein einzelnes Werkstück, das zu bearbeiten ist, wird gedreht, während es durch ein Spannfutter gehalten wird. Die zu bearbeitenden Werkstücke werden automatisch oder manuell eingesetzt, und die bearbeiteten Werkstücke werden ebenfalls automatisch oder manuell entnommen.

Die DE 42 12 175 A1 beschreibt einen Bausatz zum Herstellen von Bearbeitungsmaschinen, zum Beispiel von Werkzeugmaschinen für rotationssymmetrische oder kubische Werkstücke, mit einem Maschinengrundkörper, einem darauf beweglichen Kreuzschlitten, einer am Kreuzschlitten zumindest vertikal verstellbaren Motorspindel, einem Energiecontainer, der oben und von den Seiten den Maschinengrundkörper und einen Arbeitsraum teilweise umschließt, einem Speicher- und Transportband, einer am Kreuzschlitten befestigten Blechabdeckung, durch welche die Motorspindel mit einem Spindelvorsatz abgedichtet und in vertikaler Richtung verstellbar in den Arbeitsraum eintritt, sowie mit Befestigungsmitteln zum Befestigen dieser Komponenten.

Ferner offenbart die DE 43 16 166 A1 eine Drehmaschine mit zwei horizontal verfahrbaren Schlitten, von denen der erste Schlitten einen Spindelkasten trägt, dem ein ortsfester Werkzeughalter zugeordnet ist. Der zweite Schlitten trägt gegenüber einem Werkzeugträger einen ortsfesten Spindelkasten. In einer Endstellung kann der Spindelkasten ein Werkstück von einer Werkstücktransporteinrichtung aufnehmen. Entsprechend kann eine Greiferhand im Werkzeugträger ein Werkstück auf eine Werkstücktransporteinrichtung auf der anderen Seite der Drehmaschine ablegen.

Eine auf den Erfinder der vorliegenden Anmeldung zurückgehendes Bearbeitungssystem wird in der japanischen, offengelegten Patentanmeldung JP 2-46321 A beschrieben. Bei diesem System ist der Spindelstock beweglich angeordnet, mit einem schrägen Bett und ohne Roboter oder Ladeeinrichtung. Die Hauptspindel des Spindelstocks dieser Werkzeugmaschine besitzt ein Werkstück-Spannfutter, durch das Werkstücke von einer Werkstück-Lageeinrichtung aufgenommen und in diese zurückgelegt werden.

Eine derartige Drehmaschine ist wenig effektiv in bezug auf das Austragen, da geschnittene Materialien, wie etwa Späne, auf dem schrägen Bett liegenbleiben. Ebenso wie das Gestell der Maschine wird das Bett durch thermische Energie verformt, die von den Lagern und den geschnittenen Materialien übertragen werden. Diese thermische Verformung führt zu einer Verformung der Führungsflächen, auf denen die beweglichen Elemente, wie etwa Supports und Tische, geführt werden, so daß die Genauigkeit der Abmessungen verringert wird. Es ist wünschenswert, eine Verformung des Bettes zu vermeiden.

Die bekannte Drehmaschine besitzt einen Spindelstock, dessen Achslinie geneigt ist. Der Achslinie der Werkstücke in der Werkstück-Lageeinrichtung muß ebenfalls geneigt sein, so daß die Achsen der Werkstücke parallel zur Achslinie des Spindelstocks sind. Eine Einrichtung zum Neigen oder Abstützen der Werkstücke kann zur Stabilisierung der Werkstücke vorgesehen werden. Ohne jede Einrichtung zum Neigen der Werkstücke oder zum Abstützen der Werkstücke lassen sich die Werkstücke nicht gleichmäßig von der Werkstück-Lageeinrichtung an den Spindelstock heranführen und auch nicht in stabiler Weise in der Werkstück-Lageeinrichtung absetzen.

Ferner ist bei der bekannten Drehmaschine der Führungsbereich des Bearbeitungsbereichs, der ein Teil des Bearbeitungsbereichs ist, und der Führungsbereichs des Überführungsbereichs, der den Bereich der Überführung bildet, als Einbettkorpus ausgebildet. Die Ausbildung als Einbettkorpus macht es notwendig, daß dieser eine Korpus groß in den Abmessungen ist, so daß es schwierig ist, die benötigte Bodenfläche zur Aufstellung des Bettes zu verkleinern. Durch die Verwendung nur eines Bettkorpus ist die Maschine insgesamt zu groß in ihren Abmessungen im Vergleich zu der maximalen Größe der Werkstücke, so daß die benötigte Standfläche zu groß ist.

Weiterhin wird zum Stand der Technik die japanische Patentanmeldung JP 60-249501 A genannt. Diese Druckschrift zeigt und beschreibt eine NC-Drehmaschine mit einem zu öffnenden und zu schließenden Spannfutter und einem Spindelstock, dessen Hauptspindelachse senkrecht gerichtet ist. Diese bekannte NC-Drehmaschine weist eine Konstruktion auf, bei der ein Spindelstock durch einen brückenförmigen Rahmen oder einen waagerecht verlaufenden Träger abgestützt ist, und geschnittene Materialien werden auf dem Bett gesammelt, während Schneidöl über das Bett fließt. Dadurch kommt es zu thermischen Verformungen.

Es gab bisher keine Idee in bezug auf eine Erhöhung der Genauigkeit der Werkstückdimensionen. Die Genauigkeit der Werkstücke war daher aufgrund der thermischen Verformungen eingeschränkt. Thermische Verformungen führen zu einer Relativbewegung zwischen dem Spindelstock und den Werkzeugen eines Werkzeugregisters, das auf dem Bett befestigt ist. Weiterhin gäbe es keine Ideen in bezug auf eine Verringerung des in Anspruch genommenen Platzes.

Der Spindelstock wird zu einer Werkstück-Lageeinrichtung in horizontaler Richtung bewegt, so daß Werkstücke automatisch der Werkstück-Lageeinrichtung entnommen und in diese zurückgelegt werden können. Der Spindelstock ist mit einem Bett-Körper versehen, so daß der Spindelstock bewegt wird, bis er die Position der Werkstück-Lageeinrichtung erreicht. Dort weist der Bett-Körper eine waagerechte Führungsfläche zum Bewegen des Spindelstocks auf. Als Ergebnis wird der waagerechte Führungsbereich, der keine nennenswerte Steifigkeit benötigt, da die durch das Schneidwerkzeug während der Bearbeitung ausgeübte Kraft gering ist. Trotz dieser geringen Kraft ist der Korpus in einem Stück mit dem Bett-Körper ausgebildet. Eine derartige, besonders steife Konstruktion, bei der die Größe des Bett-Körpers wesentlich größer ist als die maximale Größe des bearbeiteten Werkstücks, ist unnötig und stellt daher eine Verschwendung dar. Es ist wünschenswert, daß eine Vertikal-Drehmaschine geschaffen wird, bei der die benötigte Standfläche gering ist, so daß die Produktionskosten niedriger liegen und die Wirksamkeit höher wird. Es ist weiterhin wünschenswert, daß eine Vertikal-Drehmaschine in Verbindung mit einer anderen Vertikal-Drehmaschine eingesetzt werden kann.

Bei einer herkömmlichen Drehmaschine, bei der die Achslinie der Hauptspindel gegen die Senkrechte geneigt ist, besteht das Problem, daß das Werkstück geneigt werden muß, wenn das Werkstück-Spannfutter das Werkstück aufnimmt und freigibt. Im übrigen sind die herkömmlichen Drehmaschinen auch nur als Einzelmaschinen konzipiert und nicht miteinander kombinierbar entsprechend der Anzahl und der Art der Bearbeitungsschritte.

Es ist weiterhin wünschenswert, daß eine Drehmaschine geschaffen wird, bei der die Anzahl der Werkzeuge, die Anordnung und die Gestaltung der Werkzeuge etc. frei wählbar sind. Auch dies ist bei herkömmlichen Maschinen nicht der Fall.

Es hat bisher keine Vorstellung gegeben, wie mehrere Drehmaschinen in gegenseitiger Beziehung zueinander verwendet werden könnten. Es ist weiterhin wünschenswert, daß mehrere Drehmaschinen in Beziehung zueinander stehen und zusammenwirken, je nach Bearbeitungsschritten, für die die Anzahl und die Position der Maschinen frei wählbar sein sollen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Drehmaschine, die als Einzelmaschine oder auch in Kombination mit einer weiteren Einzelmaschine im Rahmen eines Bearbeitungssystems verwendbar ist, wobei die Zusammenstellung des Bearbeitungssystems in einfacher Art und Weise durchführbar ist.

Gelöst wird die Aufgabe durch eine Vertikal-Drehmaschine gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und durch ein Bearbeitungssystem gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 8.

Eine erfindungsgemäße Drehmaschine oder ein erfindungsgemäßes Bearbeitungssystem aus Drehmaschinen kann in Form einer einzelnen Vertikal-Drehmaschine oder eines Bearbeitungssystems aus mehreren Drehmaschinen verwendet werden. Eine einzelne Drehmaschine stellt die kleinste Anzahl von Einheiten von Bearbeitungszellen dar, deren Struktur einfach ist. Ein erfindungsgemäßes Bearbeitungssystem aus Drehmaschinen kann Werkstücke automatisch und ohne Lader oder Roboter aufnehmen und austragen.

Eine erfindungsgemäße Drehmaschine umfaßt einen Bett-Korpus. Der Bett-Korpus weist eine senkrechte Oberfläche auf, an der sich eine Revolver oder ein Revolverträger befindet. Der Bett-Korpus, der identisch ist mit dem Korpus der Drehmaschine, umfaßt eine waagerechte Führungsschiene. Die waagerechte Führungsschiene ist an dem Bett-Korpus angebracht. Die Drehmaschine umfaßt einen beweglichen Support, der beweglich an der waagerech ten Führungsschiene angebracht ist. Eine senkrechte Führungsschiene ist an dem beweglichen Support vorgesehen. Die Drehmaschine umfaßt einen Spindelstock, der beweglich an der senkrechten Führungsschiene angebracht ist. Der Spindelstock umfaßt eine Hauptspindel, die drehbar in dem Spindelstock gelagert ist. Die Achslinie der Hauptspindel verläuft senkrecht. Der Spindelstock kann einen Motor zum Drehen der Hauptspindel und ein Spannfutter zum Halten eines Werkstücks während der Bearbeitung umfassen. Das Spannfutter liegt dem Revolver gegenüber.

Der Revolverträger weist zwei Befestigungsflächen für den Revolverträger auf, die sich in beiden Bereichen auf beiden Seiten einer vorgegebenen senkrechten Oberfläche befinden. Die eine Oberfläche des Revolverträgers liegt vorzugsweise symmetrisch zur anderen in bezug auf die gegebene senkrechte Fläche. Ein einzelner Revolver ist vorzugsweise an einer der Oberflächen des Revolverträgers angebracht, jedoch sind zwei Revolver ggfs. an beiden Oberflächen angebracht.

Die waagerechte Führungsschiene weist vorzugsweise einen in waagerechter Richtung verlaufenden Bereich auf, der länger ist als der Bett-Korpus. Die Werkstücke werden außerhalb des Bearbeitungsraums durch das Spannfutter aufgegriffen und abgelegt. Die Drehmaschine weist weiterhin eine Werkstück-Lageeinrichtung zum Lagern der Werkstücke auf. Die Werkstück-Lageeinrichtung kann sich in der Nähe des Bett-Korpus und des langgestreckten Bereichs befinden. Der langgestreckte Bereich kann lösbar mit der waagerechten Führungsschiene verbunden sein, die auf dem Bett-Korpus angeordnet ist. Alternativ kann der langgestreckte Bereich in einem Stück mit der waagerechten Führungsschiene ausgebildet sein. Die Werkstück-Lageeinrichtung kann fest an dem Bett-Korpus angebracht sein. Der Revolver ist drehbar und hinsichtlich des Rotationswinkels teilbar an dem Revolverträger angebracht. Ein Werkstück-Greifer ist an dem Revolver oder dem Revolverträger zum Austragen der Werkstücke angebracht.

Ein Bearbeitungssystem gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt Doppelmaschinenbereiche, von denen einer eine erste Vertikal-Drehmaschine bildet und der andere eine zweite Vertikal-Drehmaschine. Die Maschinenbereiche sind so angeordnet, daß die waagerechte Führungsschiene des einen Bereichs die waagerechte Führungsschiene des anderen Bereichs fortsetzt.

Das Bearbeitungssystem kann eine Werkstück-Lageeinrichtung zum Lagern der Werkstücke umfassen. Die Werkstück-Lageeinrichtung kann zwischen dem Bett-Korpus eines Maschinenbereichs und dem Bett-Korpus des anderen Maschinenbereichs angeordnet sein. Die Werkstück-Lageeinrichtung liegt vorzugsweise in der Nähe der waagerechten Verbindungsschiene, die die waagerechte Führungsschiene eines Maschinenbereichs mit der waagerechten Führungsschiene des anderen Maschinenbereichs verbindet.

Ferner ist gemäß der vorliegenden Erfindung eine Rückführungseinrichtung zum Rückführen der Werkstücke vorgesehen. Die Rückführungseinrichtung kann in der Nähe der Werkstück-Lageeinrichtung angeordnet sein. Jede der Drehmaschinen entspricht im wesentlichen der oben erwähnten Drehmaschine.

Die erfindungsgemäße Drehmaschine oder das System umfaßt zwei Spindelstock-Trägerflächen an beiden gegenüberliegenden Seiten, die einer vorgegebenen senkrechten Fläche gegenüberliegen. Einzelne Drehmaschinen können an einem Bereich der gegenüberliegenden Bereiche angebracht werden, Doppelspindeln an beiden gegenüberliegenden Bereichen.

Ein Bearbeitungssystem umfaßt die oben erwähnte erste Drehmaschine in Kombination mit der oben erwähnten zweiten Drehmaschine, die sich von der ersten Drehmaschine unterscheidet. Das Bearbeitungssystem umfaßt weiterhin eine waagerechte Verbindungsschiene zum Verbinden der ersten und der zweiten waagerechten Führungsschiene.

Die Drehmaschine oder die Drehmaschinen des Bearbeitungssystems weisen eine konkave Oberfläche auf, die in der Nähe der oben erwähnten senkrechten Oberfläche des Gestells vorgesehen ist. Der obere Bereich der konkaven Oberfläche ist in Richtung zu der waagerechten Führungsschiene vom unteren Bereich der konkaven Oberfläche aus geneigt, so daß die Weite des Schwenkbereichs des Revolvers vergrößert wird.

Die Drehmaschine oder die Drehmaschinen umfassen Werkzeuge sowie zwei Werkzeughalter zur Aufnahme der Werkzeuge. Jede der Werkzeugaufnahmeflächen der Werkzeughalter ist an der senkrechten Oberfläche angebracht. Die Werkzeughalter sind an beiden gegenüberliegenden Oberflächen gegenü ber dersenkrechten Oberfläche angeordnet. Eine konkave Oberfläche ist zwischen den Werkzeughalter-Oberflächen ausgebildet. Der obere Bereich der konkaven Oberfläche ist in Richtung zu der waagerechten Führungsschiene gegenüber dem unteren Bereich geneigt.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.
1 eine Vorderansicht einer ersten Ausführungsform einer Vertikal-Drehmaschine gemäß der vorliegenden Erfindung mit beweglicher Hauptspindel;
2 ist ein senkrechter Schnitt entlang der Linie II-II in 1;
3 ist eine Vorderansicht einer zweiten Ausführungsform einer Vertikal-Drehmaschine gemäß der Erfindung mit beweglicher Hauptspindel;
4 ist eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform von Vertikal-Drehmaschinen mit zwei beweglichen Hauptspindeln, bei denen eine Werkstück-Lageeinrichtung und eine Werkstück-Rückführungseinrichtung im Mittelbereich zwischen beiden vorgesehen sind;
5 ist eine Seitenansicht einer vierten Ausführungsform eines Bearbeitungssystems aus zwei Drehmaschinen mit zwei Hauptspindeln von Vertikal-Drehmaschinen gemäß der vorliegenden Erfindung, bei der eine Werkstück-Lageeinrichtung im Mittelbereich zwischen beiden und eine Rückführungseinrichtung auf deren oberen Bereich angeordnet ist;
6 ist eine Vorderansicht einer fünften Ausführungsform mit fester Spindel;
7 ist ein Schnitt entlang der Linie VII-VII in 6;
8 ist eine Seitenansicht einer sechsten Ausführungsform eines Bearbeitungssystems mit der ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vertikal-Drehmaschine und der fünften Ausführungsform der Vertikal-Drehmaschine mit fester Spindel, mit einer Werkstück-Lageeinrichtung im Mittelbereich zwischen beiden;
9 veranschaulicht andere Ausführungsformen einer Vertikal-Drehmaschine mit beweglicher Hauptspindel, bei der Werkzeuge T in konstanten Intervallen hintereinander an einem Werkstückhalter angeordnet sind;
9a zeigt eine Seitenansicht zu 9;
9b zeigt eine vergrößerte Darstellung des Werkzeugträgers.
Im folgenden sollen Ausführungsformen der Erfindung erläutert werden.
1 zeigt in der Vorderansicht einer ersten Ausführungsform eine Drehmaschine 1 mit beweglicher Hauptspindel in der Form einer Vertikal-Drehmaschine.
2 ist ein Schnitt entlang der Linie II/II in 1. Die Drehmaschine 1 umfaßt ein Bett 2, die das Gestell bildet. Das Bett 2 besitzt eine oder zwei vertikale Oberflächen, an denen ein Revolver befestigt ist. Das Gestell verleiht der Maschine Steifigkeit. Das Bett 2 umfaßt insgesamt einen kastenförmigen hinteren Bettbereich 3 und einen kastenförmigen vorderen Bettbereich 4, die von beiden Seiten hervortreten. Die beiden Bettbereiche 3 und 4 können als zusammenhängende Einheit ausgelbildet sein. Der vordere Bettbereich 4 ist niedriger als der hintere Bettbereich 3. Der hintere Bettbereich 3 weist Schienen einer linearen Rollenführung auf. Die Schienen besitzen zwei Führungsflächen 5 in Richtung der Groß-X-Achse. Ein beweglicher Support 6 ist auf den Führungsflächen 5 mit Hilfe von mehreren Rollenführungen 5a in X- Richtung verfahrbar. Die lineare Rollenführung umfaßt die Führungsflächen 5 und die Rollenführung 5a. Die Führungsflächen 5 bilden horizontale Führungsschienen. Eine in X-Richtung verlaufende Gewindespindel 7, die den beweglichen Support 6 antreibt, befindet sich etwa in der Mitte zwischen den Führungsflächen 5. Eine Spindelmutter 7a, die an dem beweglichen Support 6 angebracht ist, ist auf die Gewindespindel 7 aufgeschraubt.
Ein Endbereich der Gewindespindel 7 ist drehbar in einem nicht gezeigten Rollenlager gelagert, das mit Hilfe eines Lagerbockes 8 festgelegt ist. Der andere Endbereich der Gewindespindel 7 wird drehbar durch ein anderes, nicht gezeigtes Rollenlager abgestützt, das auf dem Bett 2 befestigt ist. Eine Zahnriemenscheibe 9 ist fest auf dem überstehenden Ende der Gewindespindel 7 montiert. Die Zahnriemenscheibe 9 steht mit einem Zahnriemen 10 in Eingriff. Der Zahnriemen 10 läuft über eine weitere Zahnriemenscheibe 11, die fest auf einer Ausgangswelle eines Servomotors 12 für die X-Richtung angebracht ist.
Der Servomotor 12 liegt in einem Hohlraum 13 innerhalb des hinteren Gestellbereichs 3. Der Servomotor 12 ist an dem Lagerbock 8 angebracht. Er dreht die Zahnriemenscheibe 11 und – über den Zahnriemen 10 – die Zahnriemenscheibe 9 und damit die Gewindespindel 7. Die Gewindespindel 7, die in die Spindelmutter 7a eingeschraubt ist, bewegt den Support 6 auf den Führungsflächen 5. Diese Bewegung des Supports 6 ist identisch mit der Bewegung eines Revolvers 17, der eine Anzahl von Werkzeugen T trägt, in X-Richtung.
Der Lagerbock 8, der an einer der Seitenflächen 51 einer Hälfte des hinteren Gestellbereichs 3 befestigt ist, kann mit der anderen Seitenfläche der gegenüberliegenden Hälfte des hinteren Gestellbereichs 3 verbunden sein. Der andere Antriebsmechanismus für die X-Richtung, der den Lagerbock 8, den Servomotor 12, die Zahnriemenscheibe 11, den Zahnriemen 10 und eine Zahnriemenscheibe umfaßt, kann an der anderen Oberfläche 51 des hinteren Gestellbereichs angebracht sein.
Die Frontfläche des hinteren Gestellbereichs 3 stimmt überein mit zwei Revolverflächen 15 und ist in zwei Teilflächen unterteilt. Eine der Revolversupport-Befestigungsflächen 15 steht jeweils für rechtshändiges oder linkshän diges Arbeiten zur Verfügung. Diese Revolversupport-Befestigungsflächen 15 können asymmetrisch ein. Eine oder beide Befestigungsflächen 15 wird jeweils entsprechend der Bearbeitungslinie, der Situation in der Fabrik, der Standposition der Maschine in der Fabrik etc. verwendet.
Der Revolver ist mit einem Revolver-Support 16 für eine schrittweise Winkeldrehung verbunden. Der Revolver 17 kann in bestimmten Positionen festgelegt werden und in bestimmten Winkelschritten gedreht werden. Die Werkzeuge T sind an dem Revolver 17 angebracht und in einer Kreislinie um die Mittellinie des Revolvers 17 herum angeordnet. Eine ebene Fläche ist als Frontfläche des Mittelbereichs des hinteren Gestellbereichs 3 ausgebildet. Vorzugsweise ist die Höhenfläche 18 senkrecht oder im wesentlichen senkrecht.
Die Höhenfläche 18 kann auch unter einem bestimmten Winkel geneigt sein, wenn der hintere Gehäusebereich 3 kastenförmig ausgebildet ist. Die Form des hinteren Gehäusebereichs 3 erleichtert das Herabfallen von Spänen oder geschnittenen Materialien, die von einem Werkstück abgehoben werden. Die Höhenfläche 18 ist konkav ausgebildet in bezug auf die Revolversupport-Befestigungsflächen 15. Das bedeutet, daß der waagerechte Abstand zwischen dem oberen Bereich der Höhenfläche 18 und den in X-Richtung verlaufenden Führungsflächen 5 kürzer ist als die Komponenten Abstand zwischen dem unteren Bereich der ebenen Höhenfläche 18 und den Führungsflächen 5. Die konkave Form der Höhenfläche 18 erleichtert die Vergrößerung des kugelförmigen Arbeitsraums des Revolvers 17.
Der kastenförmige vordere Gestellbereich 4 ist in einem Stück ausgebildet mit dem hinteren Gestellbereich 3. Der kastenförmige vordere Gestellbereich 4 bildet einen Austragraum 20 für Späne, die bei der Arbeit anfallen. Die Späne werden in den Austragraum 20 vom hinteren Bereich oder von dem seitlichen Bereich des Gestells 2 durch eine Austrageinrichtung abgegeben. Der Austragraum 20 ist im Schnitt rechtwinklig. Der obere Bereich des Austragraums 20 besitzt an der oberen Seite eine Öffnung 21. Die Späne fallen direkt in den Austragraum 20 durch die Öffnung 21 hindurch, zusammen mit Ölrückständen, die bei den Schneidarbeiten entstehen.
Späne, die nicht direkt in die Öffnung 21 hineinfallen, werden zur Öffnung durch geneigte Flächen 22 und 23 hingeleitet und fallen in den Austragraum 20. Ein nicht gezeigtes Filter befindet sich am Boden des Austragraums 20. Dadurch werden die Späne von Ölrückständen getrennt. Das abgetrennte Schneidöl verbleibt in einem Ölsammelraum 24. Das gesammelte Öl wird anschließend zurückgeführt und recycelt.
Zwei Führungsflächen 30, die in Richtung der Z-Achse verlaufen und somit senkrecht zu den Führungsflächen 5 in der X-Achse gerichtet sind, sind an der Vorderseite des beweglichen Supports 6 ausgebildet. Die Führungsflächen 30 stimmen grundsätzlich mit den bereits beschriebenen Führungsflächen 5 überein und neben Rollenführungsmechanismen auf. Ein Spindelstock 31 ist in Z-Richtung auf den Führungsflächen 30 mit Hilfe der nicht gezeigten Rollenführungen verfahrbar, die sich in Z-Richtung erstrecken. Eine in Z-Richtung verlaufende Gewindespindel 32 befindet sich etwa in der Mitte zwischen den senkrechten Führungsflächen 30. Eine Spindelmuttern 7a, die an dem Spindelstock 31 befestigt ist, ist auf die Gewindespindel 32 aufgeschraubt. Ein Endbereich der Gewindespindel 32 ist mit Hilfe eines nicht gezeigten Rollenlagers drehbar in einem Lagerbock 33 gelagert.
Der andere Endbereich der Gewindespindel 32 ist in einem anderen, nicht gezeigten Lagerbock gelagert, der an dem beweglichen Support 6 angebracht ist. Eine Zahnriemenscheibe ist auf dem überstehenden Endbereich der Gewindespindel 32 befestigt. Die Zahnriemenscheibe 34 steht in Eingriff mit einem Zahnriemen 35, der seinerseits um eine weitere Zahnriemenscheibe 36 herumläuft, die auf der Ausgangswelle eines weiteren Servomotors 37 angebracht ist.
Der Servomotor 37 befindet sich in einem nicht gezeigten Hohlraum innerhalb des Supports 6. Der Servomotor 37 treibt die Zahnriemenscheibe 36, den Zahnriemen 35, die Zahnriemenscheibe 34 und die Gewindespindel 32 an. Auf diese Weise wird der Spindelstock 31 auf den Führungsflächen 30 hin- und herbewegt.
Eine Hauptspindel 40 ist drehbar in dem Spindelstock 31 angeordnet. Die Achse der Hauptspindel 40 verläuft in Z-Richtung. Die Hauptspindel 40 wird durch einen in dem Spindelstock 31 befindlichen Motor angetrieben. Im un teren Bereich der Hauptspindel 40 ist lösbar ein Spannfutter 41, etwa ein Drei- oder Vierbackenfutter oder eine Spannzange angebracht. Im oberen Bereich 42 des Spindelstocks 31 befindet sich eine Halterung für das Spannfutter 21. Innerhalb der Halterung befindet sich eine Kodiereinrichtung zur Überwachung der Drehzahl des Motors. Die Kodiereinrichtung, das Spannfutter 41 etc. sind als solche bekannt und sollen daher nicht näher erläutert werden.
Der obere Bereich der Hauptspindel 40 ist mit einem Spannzylinder 43 versehen. Der Spannzylinder 43 bewegt zwei Spannbacken 44, die ein Werkstück spannen und freigeben können. Der obere Bereich des Spannzylinders 43 ist mit einer Drehdurchführung 45 versehen, durch die dem Spannzylinder 43 Hydrauliköl von einer Druckölquelle zugeführt wird. Die Drehdurchführung 45 besitzt einen Umfangsbereich, der in nicht gezeigter Weise in Drehrichtung festgehalten wird. Während der Drehung der Hauptspindel 40 dreht sich der achtseitige Teil der Drehdurchführung 45, während der Umfangsbereich der Drehdurchführung stehenbleibt.
Auf der Rückseite des hinteren Gestellbereichs 3 befindet sich eine Steuerkonsole mit einer NC-Steuerung, eine programmierbare Steuerung, die nicht gezeigt ist, etc.
Bei der ersten Ausführungsform wird zunächst die NC-Steuerung in Gang gesetzt und der Servomotor 12 für die X-Achse bewegt den Support 6 sowie das Spannfutter 41 zu einer nicht gezeigten Lagereinrichtung der Werkstücke. Der Spannzylinder 43 wird angetrieben, und das Spannfutter 41 hält ein zu bearbeitendes Werkstück fest. Der Revolver 17 wird in eine gewünschte Winkelposition zur Auswahl eines gewünschten Werkzeugs T gedreht.
Der Servomotor 12 für die X-Achse treibt die Zahnriemenscheibe 11, den Zahnriemen 10, die Zahnriemenscheibe 9 und die Gewindespindel 7 an, die ihrerseits den Support 6 linear über die Führungsflächen 5 bewegt. Die Drehung des Servomotors 37 für die Z-Achse führt zur Drehung der Gewindespindel 32 und zur Bewegung des Spindelstocks 31 über die senkrechten Führungsflächen 30.
Die Steuerung der Servomotoren 12 und 37 führt dazu, daß das Werkzeug linienförmig oder kreisförmig mit gesteuerter Geschwindigkeit bewegt wird. Das Werkstück wird entsprechend der gesteuerten Drehzahl der Hauptspindel 40 bearbeitet. Die Späne und das Schneidöl fallen in den Austragraum 20. Der vordere und hintere Gestellbereich 4,3 werden durch die Wärme der Späne und des Schneidöls erwärmt.
Das Schneidöl kühlt den Spitzenbereich des Werkzeugs T. Auf der anderen Seite wird die Temperatur des Schneidöls nach und nach erhöht. Die Erwärmung des Schneidöls und der Späne führt zur Erwärmung der Revolversupport-Befestigungsflächen 15 und der Höhenfläche 18. Dadurch wird der hintere Gestellbereich 3 verformt.
Die erwärmten Bereiche des hinteren Gestellbereichs 3 und der Führungsflächen 5 für die X-Achse werden leicht verformt oder beschädigt, so daß sie in Y-Richtung konvex werden, wenn die waagerechte Oberfläche in senkrechter Richtung betrachtet wird. Mit anderen Worten, der Mittelbereich des hinteren Gestellbereichs biegt sich in Y-Richtung in bezug auf die beiden Seitenbereiche. Das Werkzeug T drückt das Werkstück in X-Richtung aufgrund der Richtung der Verformung und der Richtung der Kraft. Die thermische Verformung hat geringen Einfluß auf die Genauigkeit der Bearbeitung beim Schneidvorgang. Andererseits biegt sich, von der Seite gesehen, der Spindelstock 31 in bezug auf den Revolver-Support 16. Mit anderen Worten, der Spindelstock 31 biegt sich nach unten in Richtung des Revolvers 17. Wegen dieser Biegerichtung und der oben erwähnten Kraftrichtung hat die thermische Verformung geringen Einfluß auf die Genauigkeit der Bearbeitung, etwa beim Schneiden.
3 veranschaulicht eine zweite Ausführungsform einer Drehmaschine mit beweglicher Hauptspindel, die als Vertikal-Drehmaschine bezeichnet werden kann. Die Führungsflächen 5 für die X-Achse auf dem Bett 2 der ersten Ausführungsform befinden sich im hinteren Gestellbereich 3. Daher kann sich der Spindelstock 31 nicht über den hinteren Gestellbereich 3 bewegen. Die Führungsflächen in der X-Achse bei der zweiten Ausführungsform der Drehmaschine 1 sind über ein Ende des Bettes 2 hinaus verlängert, so daß der Spindelstock 3 über das Bett hinaus gefahren werden kann. Die beiden das Werkstück haltenden Spannbacken 44 des Spindelstocks 31 können daher Werkstücke in eine Position außerhalb des Bettes 2 ablegen und von dort in den Bereich des Bettes 2 befördern.
Auf dem hinteren Gestellbereich 3 befindet sich eine verlängerte Führungsschiene 50, die sich waagerecht in X-Richtung erstreckt und entsprechend verlängerte Führungsflächen aufweist. Die verlängerten Führungsflächen schließen kontinuierlich an die Führungsflächen 5 an. Die waagerechte, verlängerte Führungsschiene 50 wird durch einen verlängerten Support 52 abgestützt. Der verlängerte Support 52 ist fest mit einer verlängerten Führungsfläche 53 verbunden, die mit einer der Seitenflächen 51 des hinteren Gestellbereichs 3 übereinstimmt. Die verlängerte Führungsfläche 53 bildet die Oberfläche, so daß der verlängerte Support 52 lösbar an dem hinteren Gestellbereich 3 angebracht ist. Der hintere Gestellbereich 3 besitzt eine weitere verlängerte Führungsfläche 53 in der X-Achse, die identisch ist mit der anderen Seitenfläche 51. Die Enden des Innengewindes öffnen sich zu der verlängerten Führungsfläche 53.
Die verlängerte Führungsfläche 50 des Supports 52, die von dem Bett 2 getrennt ist, das mit dem Hauptteil der Drehmaschine zusammenfällt, kann eine Steifigkeit, die geringer ist als diejenige des Bett 2. Die Trennung verbessert die Genauigkeit der Bearbeitung. An der Seite des Bettes 2 ist fest eine Werkstück-Lagereinrichtung 55 angebracht, die Werkstücke bereithält und abgibt. Die Werkstück-Lagereinrichtung 55, die eine Ketteglieder-Palette umfaßt, enthält sowohl bearbeitete Werkstücke W als auch nicht bearbeitete Werkstücke M.
Der allgemeine mechanische Aufbau der Werkstück-Lagereinrichtung 55 ist aus dem japanischen offengelegten Gebrauchsmuster JP 2-53337 U , der offengelegten japanischen Patentanmeldung JP 5-192841 A und weiteren Quellen bekannt. Dabei liegen die Rohteile M oder die bearbeiteten Teile W in einer Schicht oder in mehreren Schichten. Das Gestell 56 der Werkstück-Lagereinrichtung kann lösbar mit Hilfe von Schrauben an der Seitenfläche 51 des hinteren Gestellbereichs 3 angebracht sein.
Mehrere Paletten 58 befinden sich auf der oberen Oberfläche 57 des Gestells 56. Die Paletten 58 sind miteinander durch eine Kette verbunden. Bearbeitete Werkstücke W und nicht bearbeitete Materialien M befinden sich jeweils auf den Paletten. Beispielsweise 3 oder 4 Rollen 59 sind an der unteren Oberfläche jeder der Paletten 58 angebracht. Die Rollen 59 dienen zum Bewegen der Paletten auf der oberen Oberfläche 57.
Die Kette, die die Paletten miteinander verbindet, wird durch Kettenräder angetrieben. Eines der Kettenräder, das durch einen Motor angetrieben wird, bestimmt eine der Positionen, in der ein Werkstück W oder ein Rohling M bereitgehalten oder abgegeben wird. Ein Rohling wird auf die waagerechte Führungsfläche 50 und auf dieser zum Spindelstock 31 überführt, der den Rohling mit einem Paar Haltebacken 44 festhält. Nach der Bearbeitung kehrt das bearbeitete Werkstück in eine leere Position auf einer der Paletten zurück.
Die Drehmaschine 1 gemäß der zweiten Ausführungsform besitzt eine Funktion, bei der der Spindelstock 31 durch seine Bewegung Werkstücke aufnimmt und abgibt, und eine weitere Funktion, bei der die Lagereinrichtung 55 Werkstücke lagert. Das bedeutet, daß die Drehmaschine 1 mit der automatischen Funktion der Bereitstellung der Werkstücke als Werkzeugmaschine eine Bearbeitungszelle bildet.
4 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Bearbeitungssystems einer Drehmaschine, etwa einer erfindungsgemäßen Vertikal-Drehmaschine. Das Bearbeitungssystem umfaßt zwei Drehmaschinen 1. Die erste Drehmaschine 1 ist parallel zu der zweiten Drehmaschine 1 angeordnet. Eine Werkstück-Lagereinrichtung 55 und eine Werkstück-Umkehreinrichtung 60 befinden sich zwischen den Drehmaschinen 1. Eine waagerechte Verbindungsschiene 61 für die X-Achse befindet sich zwischen den Führungsflächen 5 der einen Drehmaschine 1 und den Führungsflächen 5 der anderen Drehmaschine 1. Die Führungsflächen der verlängerten Führungsschiene 61 bilden zusammen mit den Führungsflächen 5 eine durchgehende Führung. Die Führungsflächen 61 werden auf einem Support 62 abgestützt. Der Support 62 ist an der Seitenfläche 51 des hinteren Gestellbereichs 3 mit Befestigungseinrichtungen, wie etwa Bolzen, befestigt.
Jede der beiden Drehmaschinen 1 weist einen Spindelstock 31 auf, der auf der waagerechten Führungsfläche 61 beweglich ist, so daß zwei Haltebacken 44 der Spindelstock-Werkstücke W oder Rohlinge M festhalten und freigeben können. Das Gestell 63 einer Werkstück-Lagereinrichtung 55 befindet sich zwischen den beiden Drehmaschine 1. Die Werkstück-Umkehreinrichtung 60 dient zum Halten eines Werkstücks auf einer Paletten 58.
Der Rohling M, der durch zwei Haltebacken 44 gehalten wird, wird nur auf einer Seite bearbeitet. Wenn eine Seite des Werkstücks W bearbeitet ist, wird dieses auf die Palette 58 der Lagereinrichtung 55 überführt. Ein Greifer 65 der Umkehreinrichtung 60 hält das bearbeitete Werkstück W. Der Greifer 65 befindet sich an einem vorschiebbaren und zurückziehbaren Arm 66.
Der Arm 66 wird durch einen Antrieb 67 angetrieben. Die Bewegung des Arms 66 umfaßt eine Vorschub- und Rückzugsbewegung in X-Richtung, eine Bewegung aufwärts und abwärts, eine Drehung um eine vertikale Achse und eine Drehung um die Achse der Vorschubrichtung des Armes 66, so daß sich ein Werkstück W zwischen der Halteposition, in der der Greifer 65 das Werkstück W auf der Palette erfaßt, und der Rückzugsposition, in der das Werkstück W zurückgezogen ist, insofern bewegt, daß es nicht mit den Paletten 58 zusammentrifft, wenn sie sich auf dem Gestell 63 bewegen. Die Halteposition kann durch Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Greifers 65 entsprechend der Position der Werkstücks eingestellt werden, und das Werkstück kann durch Drehung des Greifers 65 umgedreht werden.
Mit diesem Bearbeitungssystem kann entweder die gleiche Bearbeitung von zwei Werkstücken durch zwei Drehmaschinen gleichzeitig erfolgen, oder ein erster Schritt kann durch die erste Drehmaschine 1 und ein zweiter Schritt durch die zweite Drehmaschine 1 durchgeführt werden, nachdem das Werkstück durch die Umkehreinrichtung 60 gedreht worden ist.
5 veranschaulicht ein Bearbeitungssystem mit zwei Drehmaschinen 1. Eine Werkstück-Lagereinrichtung 55 befindet sich zwischen den Drehmaschinen 1, die in diesem Falle Vertikal-Drehmaschinen sind, und eine Werkstück-Umkehreinrichtung 70 befindet sich oberhalb der Drehmaschinen, während die Werkstück-Umkehreinrichtung 60 nach der dritten Ausführungsform in der Mitte zwischen den Drehmaschinen liegt.
Eine Schiene 72 liegt über den Drehmaschinen 1. Die beiden Endbereiche der Schienen 72 werden abgestützt durch zwei Säulen 71, die auf den Betten 2 stehen. Auf der Schiene 72 befindet sich aufwärts und abwärts beweglich ein Greifer 73, der durch einen Antriebszylinder 74 angetrieben wird. Der Greifer 73 weist zwei Finger auf, die ein Werkstück W oder einen Rohling M halten können. Wenn das Werkstück W oder der Rohling M umzukehren sind, wird der Antriebszylinder 74 betätigt und der Greifer 73 wird aufwärts und abwärts bewegt.
Die Funktion des Greifers 73 stimmt mit der bereits beschriebenen Funktion der Umkehreinrichtung 60 überein. Auf der oberen Oberfläche 62a des Supports 62, die die beiden Drehmaschinen 1 verbinden sich Paletten 58 einer Werkstück-Lagereinrichtung 55, eine nicht gezeigte Kette, ein nicht gezeigtes Kettenrad, ein nicht gezeigter Antriebsmotor etc. Die Funktion der Lagereinrichtung 55 ist oben bereits beschrieben worden.
6 zeigt eine fünfte Ausführungsform der Erfindung, in der Form einer Vertikal-Drehmaschine 80 mit fester Hauptspindel. 7 ist ein Schnitt entlang der Linie VII-VII in 6. Ein Bett 81 der Drehmaschine 80 bildet deren Stützkonstruktion. Die Form des Bettes 81 entspricht im großen und ganzen derjenigen der Vertikal-Drehmaschine mit beweglicher Spindel. Das Bett 81 umfaßt einen vorderen Gestellbereieh 82 und einen hinteren Gestellbereich 83. Nähere Einzelheiten sollen hier fortgelassen werden.
Zwei Führungsflächen 85 in der X-Richtung befinden sich auf der oberen Oberfläche des hinteren Gestellbereichs 83. Ein Support 86 ist auf den Führungsflächen 85 in X-Richtungen mit Hilfe von Rollenführungen 85a verfahrbar. Eine Gewindespindel 87 befindet sich in der Mitte zwischen den beiden Führungsflächen 85 der X-Richtung. Die Gewindespindel 87 ist in eine nicht gezeigte Mutter eingeschraubt, die an dem Support 86 befestigt ist. Ein Endbereich der Gewindespindel 87 wird drehbar in einem nicht gezeigten Lager gehalten, das sich innerhalb eines Lagerstockes 88 befindet, das an der Seitenfläche 94 des hinteren Gestellbereichs 83 befestigt ist.
Der andere Endbereich der Gewindespindel 87 ist drehbar in einem nicht gezeigten Lager abgestützt, daß sich innerhalb des hinteren Gestellbereichs 83 befindet. Eine Zahnriemenscheibe 89 ist am Ende der Gewindespindel 87 befestigt. Die Zahnriemenscheibe 89 wirkt mit einem Zahnriemen 90 zusammen, der seinerseits über eine Zahnriemenscheibe 91 läuft, die auf der Ausgangswelle eines Servomotors 92 befestigt ist.
Der Servomotor 92 befindet sich in einem Hohlraum 93 im hinteren Gestellbereich 83. Wenn der Servomotor 92 angetrieben wird, bewegt sich die Zahnriemenscheibe 91, der Zahnriemen 90, die Zahnriemenscheibe 89 und die Gewindespindel 87, die in eine Mutter 87a eingeschraubt ist, die ihrerseits am Support 86 angebracht ist. Auf diese Weise wird der Support 86 auf den Führungsflächen 85 in X-Richtung bewegt.
Der hintere Gestellbereich 83 weist Hauptspindel-Führungsflächen 95 auf, die sich an einer vertikalen Fläche befinden. Die Führungsflächen 95 befinden sich an der Vorderseite des hinteren Gestellbereichs 83. Die Führungsflächen 85 ermöglichen die Befestigung des Spindelstocks 96. Die Führungsflächen 95 werden entsprechend den Bedürfnissen der Fabrik, der Bearbeitungslinie etc. angeordnet und ausgebildet und stehen zweckmäßigerweise auch für das Arbeiten von rechts und von links zur Verfügung.
Der Spindelstock 96 umfaßt eine Hauptspindel 97 zur Drehung eines Werkstücks um die Z-Achse. Die Hauptspindel 97 wird durch einen nicht gezeigten, eingebauten Motor, der sich innerhalb des Spindelstocks 96 befindet. Ein Spannfutter 98 ist lösbar an der oberen Seite der Hauptspindel 97 angebracht. Der innere Aufbau des Spindelstocks 96 entspricht im wesentlichen demjenigen des Spindelstocks 31 der ersten Ausführungsform und soll daher nicht erneut dargestellt werden.
Zwei Führungsflächen 100 in Z-Richtung befinden sich an der vorderen Oberfläche des Überführungs-Supports 86. Ein Revolver-Support 101 ist aus den Führungsflächen 100 mit Hilfe einer Anzahl von nicht gezeigten Rollenkörpern verfahrbar, die eine lineare Rollenführung bilden. Eine in Z-Richtung gerichtete Gewindespindel 102 befindet sich etwa in der Mitte zwischen den Führungsflächen 100. Eine Mutter 7a ist etwas an dem Revolver-Support 101 angebracht und auf die Gewindespindel 102 aufgeschraubt. Ein Endbereich der Gewindespindel 102 ist drehbar mit Hilfe eines nicht gezeigten Rollenlagers gelagert, das sich innerhalb eines Lagerbockes 103 befindet.
Der andere Endbereich der Gewindespindel 102 ist drehbar in einem nicht gezeigten anderen Rollenlager gelagert, das innerhalb des Überführungs-Supports 86 angeordnet ist. Eine Zahnriemenscheibe 104 ist fest auf dem Ende der Gewindespindel 102 angebracht. Die Zahnriemenscheibe 104 steht in Eingriff mit einem Zahnriemen 105, der seinerseits in Eingriff steht mit einer Zahnriemenscheibe 106, die fest auf der Ausgangswelle eines Servomotors 107 angebracht ist.
Der Servomotor 107 befindet sich innerhalb eines Hohlraums in dem Support 86. Wenn der Servomotor 107 die Zahnriemenscheibe 106 dreht, wird die Gewindespindel 102 über den Zahnriemen 105 und die Zahnriemenscheibe 104 gedreht. Die Gewindespindel steht in Eingriff mit einer Mutter, die am Support 101 befestigt ist und verschiebt somit den Support 101 in Z-Richtung auf den Führungsflächen 100.
Der Revolver 117 ist auf dem Revolver-Support 101 in verschiedene Winkelstellungen drehbar. An dem Revolver 117 befinden sich Werkzeug T mit ihren Enden auf einem Kreis um Mittelpunkt des Revolvers 117. Die Werkzeuge T sind radial zu dem Revolver angeordnet. Ein Werkstück-Haltemechanismus 115 weist zwei Haltebacken 116 auf. Die Haltebacken 116 halten einen Rohling M oder ein bearbeitetes Werkstück W, das in einem nicht gezeigten Werkstück-Lager gelagert ist, und übergeben dieses an das Spannfutter 98 oder sie ergreifen das in dem Spannfutter 98 gehaltene Werkstück und reichen es an dieses zurück.
Wie 6 zeigt, kann ein Werkstück-Haltemechanismus 120 auf der unteren Oberfläche des Revolver-Supports 101 angebracht sein, wenn ein großes Werkstück ohne Verwendung einer Fläche des Revolvers 117 bearbeitet werden soll. Der Werkstück-Haltemechanismus 120 weist zwei Haltefinger 121 auf, die Rohling M oder ein bearbeitetes Werkstück W festhalten, das in einer nicht gezeigten Werkstück-Lagereinrichtung gelagert ist, und überreichen dieses an das Spannfutter 98.
Eine Fläche 110 liegt im Mittelbereich der Vorderseite des hinteren Gestellbereichs 83. Die Fläche 110 ist zweckmäßigerweise als senkrechte oder im wesentlichen senkrechte Fläche ausgebildet. Vorzugsweise ist sie jedoch unter einem bestimmten Winkel gegen die Senkrechte geneigt, wenn das Gestell insgesamt kastenförmig ist, und die Form des Gestells erleichtert deshalb den Abfall der Späne, die von dem Werkstück abgearbeitet worden sind. Die Fläche 110 kann leicht gekrümmt sein. Sie kann im übrigen konkav sein in bezug auf die Seitenflächen 95, die die Hauptspindel aufnehmen. Der waa gerechte Abstand zwischen dem oberen Bereich der Fläche 110 und den Führungsflächen 85 in der X-Richtung ist kürzer als der waagerechte Abstand zwischen dem unteren Bereich der Fläche 110 und den Führungsflächen 85.
Die Arbeitsweise der fünften Ausführungsform soll anschließend erläutert werden. Wenn die NC-Steuerung eingeschaltet wird, beginnt der Betrieb der Maschine. Zunächst wird der Revolver-Support 101 bewegt und die Haltefinger des Haltemechanismus 120 erfassen einen Rohling M, der in einer nicht gezeigten Lagereinrichtung gelagert ist, und überreichen ihn an das Spannfutter 98. Anschließend wird der Revolver 117 in eine Position gedreht, in der das gewünschte Werkzeug dem Werkstück zugewandt ist. Wenn der Servomotor 92 angetrieben wird, bewegen sich die Zahnriemenscheibe 91, der Zahnriemen 90, die Zahnriemenscheibe 89 und die Gewindespindel 87. Durch die Drehung der Gewindespindel 87 wird der Support 86 auf den Führungsflächen 85 bewegt. Der Servomotor 107 für die Z-Achse treibt die entsprechende Gewindespindel 102 an, so daß der Revolver-Support 101 auf den Führungsflächen 100 der Z-Achse bewegt wird. Durch Steuerung der Motoren 92 und 107 bewegt sich das Werkzeug auf geraden und bogenförmigen Linien. Das Werkstück wird in der gewünschten Weise bearbeitet. Thermische Verformungen beeinflussen die Genauigkeit der Bearbeitung nicht.
Wenn ein Seitenbereich des Werkstücks bearbeitet wird, drehen die Haltefinger 121 des Haltemechanismus 120 das Werkstück W um, und sie führen es wiederum an das Spannfutter 98 heran. Dann wird wiederum durch Steuerung des Servomotors 92 und des Servomotors 107 das Werkzeug in Linien und Bögen an das Werkstück herangeführt. Nach der weiteren Bearbeitung wird das bearbeitete Werkstück in die Lagereinrichtung mit Hilfe des Haltemechanismus 120 abgegeben.
8 zeigt eine letzte Ausführungsform eines Bearbeitungssystems mit Drehmaschinen gemäß der vorliegenden Erfindung. In diesem Falle sind eine erste Drehmaschine entsprechend der ersten Ausführungsform, d. h. mit beweglicher Hauptspindel und in der Ausführung der Vertikal-Drehmaschine, und eine zweite Drehmaschine nach Art der fünften Ausführungsform mit fester Hauptspindel vorgesehen. Eine Werkstück-Lagereinrichtung 130 befindet sich in der Mitte zwischen den Drehmaschinen. Eine Verbindungs-Führungsschiene 131 ist in der X-Achse zwischen den Führungsflächen 5 der er sten Drehmaschine 1 und 85 der zweiten Drehmaschine 80 angeordnet. Die Führungsflächen 5 sind in Richtung der Drehmaschine 80 verlängert.
Die Verbindungs-Führungsschiene 131 wird durch einen Support 132 abgestützt, der an den Seitenflächen 93 des hinteren Gestellbereichs 83 im Bereich der Seitenflächen 94 befestigt ist.
Der Spindelstock 91 der Drehmaschine 1 und der Revolver-Support 101 der anderen Drehmaschine 80 sind auf der Verbindungs-Führungsschiene 131 in X-Richtung beweglich. Auf diese Weise können Werkstoffe W oder Rohlinge M bereitgestellt oder abgegeben werden durch die Spannbacken 44 des Spindelstocks 31 oder den Haltemechanismus 120 des Revolver-Supports 101.
Ein Gestell 133 einer Werkstück-Lagereinrichtung 130 befindet sich zwischen den beiden Drehmaschinen 1, 80. Paletten 58 der Lagereinrichtung 130 befinden sich auf dem Gestell 133. Die Drehmaschine 1 führt die oben erwähnten Arbeiten durch. Das auf diese Weise bearbeitete Werkstück wird in die Lagereinrichtung 130 zurückgebracht. Anschließend wird der Revolver-Support 101 bewegt, und die Haltefinger 121 des Haltemechanismus 120 übergeben das Werkstück an das Spannfutter 98.
Die Werkstücke können von den Spannbacken 44 des Spindelstocks 31 an die Spannbacken 98 des Spindelstocks 96 übergeben werden, wenn sich der Spindelstock 31 auf den Führungsflächen 5 und der Verbindungs-Führungsschiene 131 sowie den Führungsflächen 85 bewegt. Anschließend wird der Revolver 117 gedreht bis in eine Winkelposition, in der das gewünschte Werkzeug in geeigneter Stellung steht, und das Werkstück wird in der gewünschten Weise weiter bearbeitet. Wenn die Bearbeitung beendet ist, gibt der Haltemechanismus 115 oder 120 das bearbeitete Werkstück in die Lagereinrichtung 130 zurück. Die Werkstücke werden vorzugsweise durch die erste Drehmaschine 1 in Zusammenarbeit mit der zweiten Drehmaschine 80 bearbeitet.
9 veranschaulicht andere Ausführungsformen der Vertikal-Drehmaschine 1 mit beweglicher Hauptspindel. Werkzeuge T befinden sich in einer Reihe oder in zwei parallelen Linien in einer Werkzeugaufnahme 150 in Reihenbauweise. Die Werkzeugaufnahme 150 befindet sich auf beiden Seiten der Werk zeugaufnahmeflächen 15a, die die senkrechten Flächen des hinteren Gestellbereichs sind. Ein größerer Raum 151 befindet sich zwischen der Fläche 18, die die vordere Oberfläche des Gestellbereichs bildet, und der Werkzeugaufnahme 150. Der Raum 151 erleichtert das Herabfallen der geschnittenen Materialien in eine untere Öffnung 21. Die Drehmaschine 1 weist einen weiten Hub in X-Richtung auf, so daß die Werkzeuge in einer Reihe angeordnet werden können.
Der Revolver-Support 16 der ersten Ausführungsform ist an einer der beiden Revolver-Aufnahmeflächen 15 angebracht. Die Führungsflächen 5 in der X-Achse und die beiden Linien der Führungsflächen 85 der X-Achse der anderen Drehmaschine bilden eine gemeinsame Ebene. Das bedeutet, daß die beiden Linien der Führungsflächen 5 in einer waagerechten Ebene liegen, ebenso wie die beiden Führungsflächen 85. Die Führungen in der X- und Z-Achse sind als Rollenführungen beschrieben worden, jedoch können auch Gleitführungen vorgesehen sein. Der vordere Gestellbereich 4 und der vordere Gestellbereich 82 sind nicht notwendig, wenn Späne und Schneidöl auf andere Weise entsorgt werden können.
Die Werkstück-Haltemechanismen 115 auf dem Revolver 117 oder 120 auf dem Revolver-Support 101 der fünften Ausführungsform sind an der Oberfläche auf einer Seite angebracht und können nicht auf Oberflächen beider Seiten vorgesehen sein. Bei der dritten Ausführungsform und der vierten Ausführungsform sind zwei Vertikal-Drehmaschinen vorgesehen, jedoch können auch weitere Drehmaschinen eingesetzt werden.
Bei der zweiten Ausführungsform wird die X-Achsen-Schiene mit den Führungsflächen 5 getrennt von der verlängerten waagerechten Führungsschiene 50 dargestellt, jedoch können die Schienen 5 und 50 auch als ein zusammenhängendes Teil ausgebildet sein.
Bei der fünften Ausführungsform ist keine verlängerte Schiene mit den Führungsflächen 85 in X-Richtung dargestellt, jedoch ist auch die Verwendung einer längeren Schiene und einer Werkstück-Lagereinrichtung wie bei der zweiten Ausführungsform möglich.
Eine erfindungsgemäße Drehmaschine arbeitet automatisch an beiden Seiten des Werkstücks. Die Drehmaschinen arbeiten gleichmäßig genau, auch im Falle thermischer Verformungen und Verbiegungen aufgrund der entstehenden Wärme.

Claims

Vertikal-Drehmaschine (1) mit: – einem Bett (2), – einer senkrechten Support-Befestigungsfläche, die in einer Front des Betts (2) angeordnet ist, – einem scheibenförmigen Werkzeughalterungs-Revolver (17), von welchem eine Anzahl voneinander beabstandeter Werkzeuge vorspringt; – einem Revolver-Support (16), der auf der Support-Befestigungsfläche befestigt ist, – einer waagerechten Führungsschiene (5) auf dem Bett (2), – einem beweglichen Support (6), der auf der waagerechten Führungsschiene (5) verschiebbar ist, – einer senkrechten Führungsschiene (30) an dem beweglichen Support (6), – einem Spindelstock (31), der auf der senkrechten Führungsschiene (30) beweglich ist und – eine zwischen Spindelstock (31) und einem ausgewählten Werkzeug angeordnete Hauptspindel (40) mit senkrechter Achsrichtung, – einen Motor zum Drehen der Hauptspindel (40), – ein Werkstück-Spannfutter (41) zum Halten von Werkstücken bei der Bearbeitung umfßt, das dem zur Bearbeitung ausgewählten Werkzeug gegenüberliegt, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsflächen (15) des Revolver-Supports (16) in zwei Positionen des Betts (2) vorgesehen sind und daß der Revolver-Support (16) in einer dieser Positionen angebracht ist.
Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine konkave Fläche (18) an dem Gestell (2) der Drehmaschine (1) in der Nähe der senkrechten Support-Befestigungsfläche (15) vorgesehen ist, die von unten nach oben in Richtung waagerechte Führungsschiene geneigt ist, wobei der Revolver (17) mit dem Revolver-Support (16) zur schrittweisen Winkeldrehung verbunden ist.
Drehmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die waagerechte Führungsschiene (5) eine Verlängerung (50) aufweist, die die Führungsschiene (5) über das Bett (2) hinaus verlängert und gestattet, Werkstücke von außerhalb aufzunehmen, in den Arbeitsraum zu überführen und zurückzubringen.
Drehmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die verlängerte waagerechte Führungsschiene (5) zwei waagerechte Führungsschienenflächen (52) zur Abstützung der waagerechten Führungsschiene (5) auf diesen aufweist, wobei die verlängerten waagerechten Führungsschienenflächen (52) auf beiden Seiten des Bettes (2) ausgebildet und beide Seiten waagerecht angeordnet sind.
Drehmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Revolver-Support (16) zwei Revolver-Befestigungsflächen (15) zur Anbringung des Revolvers (17) an dem Support (16) aufweist, die sich auf beiden Seiten des Bettes (2) befinden und waagerecht angeordnet sind.
Drehmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch eine Werkstück-Lagereinrichtung (55) in der Nähe des Bettes (2) in der Nähe der Verlängerung (50) der Führungsschiene (5).
Drehmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstück-Lageeinrichtung (55) fest an dem Bett (2) angebracht ist.
Bearbeitungssystem mit zwei Maschinenbereichen (1), die jeweils ein Bett (2) mit: – einer senkrechten Oberfläche, – einem Revolver (17), – einem Revolver-Support (16) zur Aufnahme des Revolvers (17), – welcher Support (16) Befestigungsflächen für den Revolver (17) aufweist, die senkrecht gerichtet sind, – eine waagerechte Führungsschiene (5) auf dem Bett (2) , – einen beweglichen Support (6), der auf der waagerechten Führungsschiene (50) verfahrbar ist, – eine senkrechte Führungsschiene (30) an dem beweglichen Support (6), – einen Spindelstock (31), der beweglich an der senkrechten Führungsschiene (30) angebracht ist, umfassend – eine Hauptspindel (40), die drehbar gelagert ist und eine senkrechte Achse aufweist, – einen Motor zum Antreiben der Spindel (40), – ein Spannfutter (41) zum Halten von Werkstücken, das an der Hauptspindel (40) angebracht ist und dem Revolver (17) gegenüberliegt, – wobei die beiden Maschinenbereiche (1) so angeordnet sind, daß die waagerechten Führungsschienen (5) des einen Maschinenbereichs (1) und den anderen Maschinenbereichs (1) miteinander ausgerichtet sind und durch eine waagerechte Verbindungsschiene (61, 72) miteinander verbunden sind.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Werkstück-Lageeinrichtung (55) zwischen den Betten (2) des einen Maschinenbereichs (1) und des anderen Maschinenbereichs (1) angeordnet ist und sich im Bereich der waagerechten Verbindungsschiene (61, 72) befindet.
Bearbeitungssystem nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch eine Umkehreinrichtung (60, 70) zum Umkehren von Werkstücken (W) in der Lageeinrichtung (55), die sich in der Nähe der Lageeinrichtung (55) befindet.