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Die
Erfindung betrifft eine Beschickungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine
nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Bei
vertikalen Werkzeugmaschinen ist ein Spindelstock zur Aufnahme einer
Spindel in vertikaler Richtung bzw. in einem zur vertikalen Richtung geneigten
Winkel vorgesehen, wobei der Spindelstock in Axialrichtung (Z-Achse)
der Hauptspindel und einer weiteren Richtung (X-Achse) senkrecht
zur Axialrichtung der Hauptspindel beweglich ist. Hierbei wird ein
Werkstück
mittels eines Spannfutters am unteren Ende der Spindel gehalten.
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Bei
einer Drehbank ist das Spannfutter am unteren Ende der Hauptspindel
montiert, die auf- und abwärts
verfahrbar ist, vgl. beispielsweise JP 62-166902 A und JP 62-199301
A, die eine vertikale Drehbank mit numerischer Steuerung beschreiben. Diese
sind jedoch in ihrem Aufbau kompliziert, da hierbei die Werkstücke zum
Laden und Entladen relativ zum Spannfutter in vertikaler Richtung
zu bewegen sind.
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Bei
der aus JP 2-46321 A bekannten Drehbank wird eine Hauptspindel bewegt,
so daß ein
am unteren Ende der Hauptspindel angeordnetes Spannfutter direkt
ein Werkstück
zwecks Bearbeitung ergreifen und klemmen kann. Außerdem ist
hierbei eine Beschickungseinrichtung zum automatischen Beschicken
mit Werkstücken
vorgesehen. Wenn jedoch Rohlinge zu bearbeiten sind, sind diese häufig nicht
gleichmäßig in ihren
Abmessungen (beispielsweise im Durchmesser und in der axialen Erstreckung).
Auch bei solchen Ungleichförmigkeiten ist
es notwendig, eine übermäßige Beanspruchung des
Spannfutters zum Klemmen der nichtbearbeiteten Werkstücke zu vermeiden,
die eine zusätzliche Beanspruchung
der Werkzeugmaschine bewirken würde
(insbesondere der Lager zur Aufnahme der Hauptspindel). Außerdem ist
es in Werkzeugmaschinen notwendig, das nichtbearbeitete Werkstück in innigen
Kontakt mit dem Spannfutter zu bringen und das Werkstück mit hoher
Präzision
zu halten. Diesen Anforderungen wird die in JP 2-46321 A beschriebene
Werkzeugmaschine nicht gerecht.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine Beschickungseinrichtung für eine Werkzeugmaschine nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu schaffen, die es ermöglicht,
Werkstücke
mit ungleichmäßigen Abmessungen
derart zu- und abzuführen,
daß das Spannfutter
der Werkzeugmaschine diese Werkstücke ohne große Belastung
der Hauptspindel mit hoher Präzision
einspannen kann.
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Diese
Aufgabe wird entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Weitere
Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung
und den Unteransprüchen
zu entnehmen.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand von in den beigefügten Abbildungen
dargestellten Ausführungsbeispielen
näher erläutert.
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1 zeigt
eine Draufsicht auf eine vertikale Drehbank mit einer Beschickungseinrichtung.
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2 zeigt
eine Frontansicht der Drehbank von 1.
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3 zeigt
ausschnittweise einen Schnitt durch die Beschickungseinrichtung
der Drehbank von 1.
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4 zeigt
einen Schnitt längs
der Linie IV-IV von 3.
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5 zeigt
einen Ausschnitt einer Draufsicht auf die Beschickungseinrichtung
mit einer Ausführungsform
einer Zentriereinrichtung.
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6 zeigt
ausschnittweise eine Draufsicht auf die Beschickungseinrichtung
mit einer weiteren Ausführungsform
einer Zentriereinrichtung.
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7 zeigt
ausschnittweise eine Ausführungsform
von Drehbank und Beschickungseinrichtung mit Werkstücktypenidentifizierung.
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8 und 9 zeigen
Fälle von 7,
wo andere Werkstücktypen
identifiziert werden.
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Obwohl
in den Abbildungen von einer Drehbank ausgegangen wird, läßt sich
die Beschickungseinrichtung stattdessen auch für andere Werkzeugmaschinen,
etwa eine Schleifmaschine, eine sonstige spanabhebende Maschine
oder dergleichen, die eine entsprechend in Vertikalrichtung angeordnete Spindel
mit Spannfutter aufweist, verwenden.
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In 1 bis 5 ist
eine vertikale Drehbank 1 mit beweglicher Hauptspindel
dargestellt, die einen Rahmen 2 und eine Beschickungseinrichtung benachbart
zum Rahmen 2 umfaßt,
um in jeweils einem Zuführschritt
ein Werkstück
in eine vorbestimmte Position zu bringen, und durch eine NC-Steuerung (nicht
dargestellt) gesteuert wird.
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Die
Drehbank 1 umfaßt
bewegliche Teile wie einen Spindelstock 4 und eine Hauptspindel 5,
die in Richtung einer Z-Achse beweglich sind, bei der es sich um
eine Axialrichtung C der Hauptspindel 5 handelt. Die beweglichen
Teile sind längs
eines linearen Weges Co in einer Richtung
parallel zu einer X-Achse senkrecht zu der Z-Achse zwischen einer
Bearbeitungsposition und einer Werkstückfreigabe-/-aufnahmeposition
D der Beschickungseinrichtung 3 beweglich.
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Ein
Spannfutter klemmt und nimmt ein nichtbearbeitetes Werkstück 7 wie
etwa einen Rohling direkt von der Beschickungseinrichtung 3 auf.
Das Spannfutter 6 gibt die Klemmung eines bearbeiteten Werkstücks 8 auf
der Beschickungseinrichtung 3 nach Bearbeitung des Werkstücks in der
Bearbeitungsposition frei und übergibt
damit das bearbeitete Werkstück 8 an
die Beschickungseinrichtung 3.
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Bei
diesem Drehbanktyp, bei dem der Spindelstock 4 und die
Hauptspindel 5 in Richtung der X-Achse und der Z-Achse
bewegt werden, dient die Hauptspindel 5 auch zum Befördern des
Werkstücks.
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Ein
Bearbeitungsbereich 17 und ein Abgabe-/Aufnahmebereich 18 für Werkstücke sind
vorgesehen. Der Bearbeitungsbereich 17 wird durch einen Spritzschutz 9 abgeschirmt.
Der Abgabe-/Aufnahmebereich 18 befindet sich benachbart
zu dem Bearbeitungsbereich 17. Im Abgabe-/Aufnahmebereich 18 erfolgt
die Abgabe bzw. Aufnahme eines Werkstücks zwischen Spannfutter 6 und
Beschickungseinrichtung 3. Der Spindelstock 4 und
die Hauptspindel 5 werden zwischen den beiden Bereichen 17 und 18 verfahren.
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Die
Beschickungseinrichtung 3 ist am Abgabe-/Aufnahmebereich 18 angeordnet.
Ein Teil der Beschickungseinrichtung 3 (beispielsweise
an der Abgabe-/Aufnahmeposition D) befindet sich in dem Abgabe-/Aufnahmebereich 18,
wohingegen der andere Teil der Beschickungseinrichtung 3 in
einem Bereich angeordnet ist, wohin das bearbeitete Werkstück 8 abgeführt und
wo das nichtbearbeitete Werkstück 7 aufgelegt
wird.
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Die
Abgabe-/Aufnahmeposition D ist in der Beschickungseinrichtung 3 eingestellt.
Die Position D umfaßt
eine Aufnahmeposition 30 für ein nichtbearbeitetes Werkstück 7 und
eine Abgabeposition 31 für ein bearbeitetes Werkstück 8.
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In
der Aufnahmeposition 30 wird, um ein Werkstück durch
die Drehbank 1 zu bearbeiten, eine Auflage 19 schrittweise
bewegt, um gegenüber
dem Spannfutter 6 angeordnet und positioniert zu werden. In
der Aufnahmeposition 30 wird ein nichtbearbeitetes Werkstück 7,
das sich auf der Oberseite der Auflage 19 befindet, durch
eine Vielzahl von Klemmbacken des Spannfutters 6 geklemmt
und aufgenommen.
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Die
Auflage 19 wird so schrittweise bewegt, daß sie auch
gegenüber
von dem Spannfutter 6 in der Abgabeposition 31 gegenüber von
der Aufnahmeposition 30 angeordnet wird. In der Abgabeposition
wird ein von der Drehbank 1 bearbeitetes Werkstück 8 auf
der Auflage 19 abgelegt, indem das Spannfutter 6 die
Klemmung des Werkstücks 8 in
der Abgabeposition 31 freigibt.
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Eine
derartige Anordnung von Aufnahme- und Abgabeposition 30, 31 ist
bevorzugt, jedoch ist es auch möglich,
das bearbeitete Werkstück 8 auf
einer Auflage 19 abzulegen, von der ein nichtbearbeitetes
Werkstück 7 nicht
aufgenommen wurde.
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Ein
Paar von Führungsschienen 11 ist
parallel zur X-Achse auf der Oberseite eines Maschinenbetts 10 der
Drehbank 1 montiert. Ein Schlitten 12 ist in Richtung
der X-Achse auf den beiden Führungsschienen 11 verschiebbar
angeordnet. Die Führungsschienen 11 und
ein nicht dargestellter Gleitkörper des
Schlittens 12 bilden eine lineare Rollführung.
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Ein
Bügel 10a ist
an einer Stirnseite des Maschinenbettes 10 auf der Seite
der Beschickungseinrichtung 3 über Schrauben befestigt. Die
Führungsschienen 11 werden
von dem Maschinenbett 10 und dem Bügel 10a getragen.
Es ist aber auch möglich, den
Bügel 10a und
das Maschinenbett 10 einstückig miteinander auszubilden.
Auch ist es möglich,
eine einzelne Führungsschiene
durch zusammengebaute Justierung zu bilden, indem jede Führungsschiene 11 in
einen Abschnitt auf dem Bett 10 und dem Bügel 10a unterteilt
wird.
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Indem
so die Führungsschienen 11 unterteilt und
der Bügel 10a vom
Maschinenbett 10 getrennt wird, so daß diese Komponenten später zusammengebaut
werden können,
ist es möglich,
eine normale vertikale Drehbank in eine vertikale Drehbank umzufunktionieren,
die es ermöglicht,
Werkstücke
von einer Beschickungseinrichtung 3 aufzunehmen bzw. an
diese abzugeben.
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Eine
Kugelrollspindel 13 eines entsprechenden Antriebs für die X-Achse
ist parallel zu der Führungsschiene 11 in
einer Zwischenposition zwischen den beiden Führungsschienen 11 angeordnet.
Eine am Schlitten 12 befestigte Mutter 14 steht
mit der Kugelrollspindel 13 in Eingriff.
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Beide
Enden der Kugelrollspindel 13 sind in Lagern 15 und 16 gelagert.
Die Kugelrollspindel 13 wird durch einen Servomotor 20 für die X-Achse
in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung über gezahnte
Riemenscheiben 13a und 13b und einen Zahnriemen 13c angetrieben.
Stattdessen kann der Servomotor 20 auch mit der Kugelrollspindel 13 über ein
entsprechendes Verbindungsglied direkt gekoppelt sein.
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Wenn
die Kugelrollspindel 13 vom Servomotor 20 betätigt wird,
wird der Schlitten 12 über
die Mutter 14 und die Führungsschienen 11 geführt und bewegt
sich in Richtung der X-Achse entsprechend hin und her, so daß dementsprechend
der Schlitten 12 relativ zu einem Werkzeug 22 eines
Revolverkopfes 21 bewegt wird.
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Die
Führungsschienen 11 und
die Kugelrollspindel 13 erstrecken sich bis zu einer Position
auf die Beschickungseinrichtung 3. Dementsprechend wird
der Verfahrweg des Schlittens 12 in Richtung der X-Achse
bis zur Beschickungseinrichtung 3 verlängert.
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Die
Hauptspindel 5 ist längs
des Bewegungsweges Co zwischen einer Bearbeitungsposition innerhalb
des Bearbeitungsbereichs 17 und der Abgabe-/Auf nahmeposition
D der Beschickungseinrichtung 3 in dem Abgabe-/Aufnahmebereich
beweglich.
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Die
Beschickung der Hauptspindel 5 mit einem nichtbearbeiteten
Werkstück 7 und
die Abgabe eines bearbeiteten Werkstücks 8 werden direkt
durch das Spannfutter 6 vorgenommen, das am unteren Ende
der Hauptspindel 5 montiert ist.
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Der
Bewegungsweg Co ist eine gerade Linie, die die Bearbeitungsposition,
einen Mittelpunkt C31 (4)
der Abgabeposition 31 und einen Mittelpunkt C30 (4)
der Aufnahmeposition 30 verbindet und in Richtung der X-Achse
gerichtet ist.
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Ein
Werkzeugmagazin 23 ist auf dem Maschinenbett 10 montiert.
Der Revolverkopf 21 ist in das Werkzeugmagazin 23 um
eine Achse parallel zur X-Achse
drehbar und schrittweise beweglich. Eine Vielzahl von Werkzeugen 22 sind
radial auf dem Revolverkopf 21 montierbar. Ein Paar von
Führungsschienen 24 ist
parallel zur Richtung der Z-Achse stirnseitig am Schlitten 12 montiert.
Der Spindelstock 4 steht mit den Führungsschienen 24 über einen Schlitten 25 in
Richtung der Z-Achse beweglich in Eingriff. Die Führungsschienen 24 und
der Schlitten 25 bilden eine lineare Rollführung.
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Ein
Servomotor 26 für
die Z-Achse ist am oberen Abschnitt des Schlittens 12 montiert.
Eine Kugelrollspindel eines Z-Achsen-Antriebs (nicht dargestellt)
ist direkt mit der Ausgangswelle des Servomotors 26 gekoppelt,
um drehbar angetrieben werden zu können. Die Drehbewegung kann
auch durch ein Getriebe, einen Zahnriementrieb oder dergleichen erfolgen.
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Eine
nicht dargestellte, am Spindelstock 4 befestigte Mutter
steht mit der Kugelrollspindel des Z-Achsen-Antriebs in Eingriff.
Wenn dementsprechend diese Kugelrollspindel über den Servomotor 26 gedreht
wird, wird der Spindelstock über
die Mutter und die Führungsschienen 24 in
Richtung der Z-Achse aufwärts
und abwärts
bewegt.
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Die
Hauptspindel 5 wird drehbar von dem Spindelstock 4 getragen.
Die Hauptspindel wird gedreht, wenn ein Werkstück vom Spannfutter 6 am
unteren Ende der Hauptspindel 5 klemmend aufgenommen ist.
Die Hauptspindel 5 wird über einen nicht dargestellten
Motor drehend angetrieben, der im Inneren des Spindelstocks 4 angeordnet
ist.
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Das
Spannfutter 6 ist mit einer Vielzahl (beispielsweise drei)
Klauen 27 zum Klemmen eines Werkstücks versehen. Ein Spannzylinder 28 ist
im oberen Abschnitt der Hauptspindel 5 vorgesehen. Wenn
der Spannzylinder 28 betätigt wird, werden die Klauen 27 radial
verschoben, so daß ein
Werkstück geklemmt
oder freigegeben werden kann.
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Wenn
ein nichtbearbeitetes Werkstück 7 entsprechend
den Befehlen der NC-Steuerung der Drehbank 1 bearbeitet
werden soll, wird der Servomotor 20 in Gang gesetzt und
der Schlitten 12 zur Beschickungseinrichtung 3 in
Richtung der X-Achse bewegt. Mit dem Schlitten 12 wird
die Hauptspindel 5 längs
des Weges Co in die Aufnahmeposition 30 der Beschickungseinrichtung 3 bewegt.
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Anschließend wird
der Servomotor 26 in Gang gesetzt, um die Hauptspindel 5 zusammen
mit dem Spindelstock 4 abwärts zu bewegen. Der Spannzylinder 28 wird
betätigt
und die Klauen 27 des Spannfutters 6 hierdurch
bewegt, um direkt ein nichtbearbeitetes Werkstück 7 zu klemmen. Der
Spindelstock 4 wird aufwärts in eine vorbestimmte Position nach
dem Klemmvorgang des Spannfutters 6 bewegt.
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Nachfolgend
wird der Servomotor 20 in Gang gesetzt, so daß der Schlitten 12 über die
Führungsschienen 11 längs der
X-Achse geführt
in die Bearbeitungsposition bewegt wird. Der Servomotor 26 wird
in Gang gesetzt, so daß der
Spindelstock 4 durch die Führungsschienen 24 in
Richtung der Z-Achse bewegt wird.
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Damit
wird die Hauptspindel 5 in die Bearbeitungsposition längs des
Weges Co bewegt. Danach wird der Revolverkopf 21 verdreht
und schrittweise bewegt, um hierdurch ein gewünschtes auf dem Revolverkopf 21 montiertes
Werkzeug in Bearbeitungsstellung zu bringen. Danach werden die Servomotoren 20 und 26 ebenso
wie die Drehgeschwindigkeit der Hauptspindel 5 durch die
NC-Steuerung gesteuert, um die spanabhebende Bearbeitung mit dem Werkzeug 22 durchzuführen.
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Nachdem
die Bearbeitung beendet ist, werden die Servomotoren 20 und 26 angetrieben,
um den Spindelstock 4 und die Hauptspindel 5 aus
der Bearbeitungsposition in die Abgabeposition 31 zu bewegen.
Das bearbeitete Werkzeug 8 wird von dem Spannfutter 6 freigegeben
und auf der Auflage 19, die sich in der Abgabeposition 31 befindet,
abgelegt.
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In
dem Fall, in dem ein nächstes
Werkzeug zu bearbeiten ist, wird der Spindelstock 4 aus
der Freigabeposition 31 in die Aufnahmeposition 30 bewegt.
In der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben, werden die Schritte
zur Aufnahme eines nichtbearbeiteten Werkstücks 7 und dessen Bearbeitung sowie
Abgabe wiederholt.
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In
der Beschickungseinrichtung 3 wird eine intermittierende
Umlaufbewegung bezüglich
der Auflagen 19 vorgenommen, um nichtbearbeitete Werkstücke 7 in
die Aufnahmeposition 30 zu bringen. Der Umlauf findet in
einer Horizontalebene statt.
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Die
Beschickungseinrichtung 3 besitzt einen Rahmen 32,
der in einer vorbestimmten Position benachbart zum Rahmen 2 der
Drehbank angeordnet ist. Der Rahmen 32 steht auf dem Boden 33 neben und
unabhängig
vom Rahmen 2.
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Da
es ausreicht, die Beschickungseinrichtung 3 an einer vorbestimmten
Position relativ zum Rahmen 2 anzuordnen, kann der Rahmen 32 einstückig mit
oder getrennt vom Rahmen 2 ausgebildet sein. Beispielsweise
kann der Rahmen 32 einstückig mit oder getrennt vom
Maschinenbett 10 oder dem Bügel 10a montiert sein.
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Wie
in den 1 bis 5 dargestellt, ist die Beschickungseinrichtung 3 mit
einer Umlaufeinrichtung versehen, die über einen Antrieb antreibbar
ist und eine Vielzahl von Auflagen 19 aufweist. Die Auflagen 19 sind
auf der Umlaufeinrichtung montiert und oberseitig vom Rahmen 32 beweglich
angeordnet, so daß Werkstücke 7 und 8 auf
jede Auflage 19 abnehmbar auflegbar sind.
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Bei
dieser Ausführungsform
wird eine Kette 41, eine Endloskette für die Umlaufeinrichtung, verwendet,
die auf dem Rahmen 32 vorgesehen und durch eine Kettenantriebseinrichtung 40 antreibbar ist.
Die Vielzahl von Auflagen 19 stehen mit der Kette 41 in
Eingriff.
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Außerdem ist
die Beschickungseinrichtung 3 mit einer im Rahmen 32 angeordneten
Aufnahmeeinrichtung im Abgabe-/Aufnahmeabschnitt D versehen, wo
die Auflage 19 sich an der Stelle zur Aufnahme/Abgabe eines
Werkstücks
vom Spannfutter 6 befindet.
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Die
Aufnahmeeinrichtung 42 trägt die Auflage 19 in
der Position D in der Axialrichtung C der Hauptspindel 5 auf-
und abbeweglich. Dementsprechend gibt die Beschickungseinrichtung 3 das
Werkstück
unter der Bedingung ab, daß dieses gegen
das Spannfutter 6 mit einer vorbestimmten Last gedrückt wird,
und nimmt dieses auch entsprechend wieder auf.
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Gemäß dieser
Ausführungsform
ist die Aufnahmeeinrichtung in der Aufnahmeposition 30 angeordnet.
Die Aufnahmeeinrichtung 42 trägt die Auflage 19,
die in der Aufnahmeposition 30 angeordnet ist, in Axialrichtung
C der Hauptspindel 5 auf- und abwärts beweglich sowie schräg beweglich.
Gleichzeitig spannt die Aufnahmeeinrichtung 42 die Auflage 19 in Axialrichtung
C der Hauptspindel 5 zum Spannfutter 6 hin vor.
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Obwohl
bei der vorliegenden Ausführungsform
nur eine Aufnahmeeinrichtung 42 in der Aufnahmeposition 30 vorgesehen
ist, ist es auch möglich, eine
weitere Aufnahmeeinrichtung 42 in der Abgabeposition 31 vorzusehen.
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In
letzterem Falle kann ein bearbeitetes Werkstück 8 praktisch stoßfrei auf
der entsprechenden Auflage 19 aufgelegt werden, so daß eventuelle Beschädigungen
vermieden werden können.
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Der
Kettenantrieb 40 besitzt einen Antriebsmotor 43 mit
einem Untersetzungsgetriebe (hier 4), ein
Kettenrad 44 und ein weiteres Kettenrad 45 oder
dergleichen. Das Kettenrad 44 ist drehbar auf dem Rahmen 32 angeordnet
und von dem Motor 43 in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung um einen Drehmittelpunkt
C1 an der Antriebsseite drehbar angetrieben.
Das andere Kettenrad 45 ist auf dem Rahmen 32 angeordnet
und in Vorwärts-
und Rückwärtsrichtung
um einen weiteren Drehmittelpunkt C2 drehbar.
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Das
Kettenrad 44 ist drehbar gelagert und mit einer Welle 86 verbunden,
die von einem oberen Teil 49 des Rahmens 32 getragen
wird.
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Die
Kette 41 ist um die Kettenräder 44, 45 herumgelegt
und aus Metall, bestehend aus einer Vielzahl von Kettengliedern,
bestehend aus Platten 41a und 41b, Stiften 41c,
Rollenabschnitten 41d (3 und 4).
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Ein
Zahnrad 46 mit großem
Durchmesser ist koaxial und parallel zu dem Kettenrad 44 angeordnet, so
daß es
sich mit letzterem dreht. Das Zahnrad 46 kämmt mit
einem Zahnrad 48 mit kleinerem Durchmesser auf einer Abtriebswelle 47 des
Motors 43, so daß ein
Untersetzungsgetriebe gebildet wird.
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Eine
Führungsplatte 50 ist
auf der Oberseite des Teils 49 montiert. Die Führungsplatte 50 besitzt eine
langgestreckte Form entsprechend der Kette 41 und erstreckt
sich horizontal. Die Kette 41 ist oberhalb und parallel
zu der Führungsplatte 50 angeordnet.
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Die
Auflage 19 wird über
wenigstens eine, insbesondere mehrere, vertikal angeordnete Verbindunsstangen
von einem Träger 52 getragen.
Die planen und scheibenartigen Auflagen 19 und die zugehörigen Träger 52 sind
parallel und koaxial zueinander horizontal angeordnet. Die Verbindungsstangen 51 sind
an der Auflage 19 und an dem Träger 52 durch Befestigungsmittel
wie Schrauben 53 und 54 befestigt.
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Die
Auflagen 19 können
auch irgendeine andere Form, etwa eine quadratische Form, besitzen.
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Rolleinrichtungen,
um in irgendeiner gewünschten
Richtung auf der Oberseite der Führungsplatte 50 zu
rollen, sind unter dem Träger 52 vorgesehen.
Bei der dargestellten Ausführungsform
ist eine Vielzahl von (beispielsweise vier) freilaufenden Rollen 55 für jede Auflage 19 vorgesehen.
Jede Rolle 55 hat ein Freilaufrad 56, das geradeaus
laufen und sich drehen kann.
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Die
Verbindungsstangen 51 sind über Verbindungsmittel 57 mit
der Kette 41 verbunden. Die Verbindungsmittel 57 werden
im wesentlichen aus rechteckigen, horizontal angeordneten Platten
gebildet, die mit unteren Abschnitten von bestimmten Kettengliedern 41 durch
ein Befestigungsmittel wie Schrauben 58 befestigt sind.
Die Vielzahl (beispielsweise insgesamt vierzehn) der Verbindungsmittel 57 ist
mit konstantem Teilungsabstand P zueinander an der Kette 41 vorgesehen.
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Bohrungen 59,
durch die sich die Verbindungsstangen 51 erstrecken, sind
in den Verbindungsmitteln 57 vorgesehen. Die Verbindungsstangen 51 sind
in den Bohrungen 59 auf- und abbeweglich.
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Dementsprechend
ist die Vielzahl von Auflagen 19, die mit den Verbindungsstangen 51 und
den Verbindungsgliedern 57 mit der Kette 41 verbunden sind, über der
Führungsplatte 50 in
konstantem Teilungsabstand P zueinander angeordnet, um umlaufen
zu können.
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Auf
der Welle 86 des Kettenrades 44 sind eine Scheibe 87,
die ein Detektionsglied darstellt, das mit dem Kettenrad 44 zum
Einstellen auf eine Teilmarke drehbar ist, und eine Sensormontageplatte 87a zum
Detektieren einer Teilung mit einem Bolzen 87c montiert.
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Ein
auf der Platte 87a zum Detektieren einer Teilung montierter
Sensor detektiert eine in der Scheibe 87 gebildete Wellung
und steuert die Drehung des Motors 43 entsprechend einem
Ausgangssignal des Sensors 87b. Eine Teilungs positionsdetektionseinrichtung 88 kann
ein Kodierer oder dergleichen sein, der die Teilungsposition der
Auflage 19 detektiert.
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Dementsprechend
laufen die Auflagen 19 im Gegenuhrzeigersinn, wie durch
den Pfeil G angedeutet, um, wobei sie gleichzeitig intermittierend
um eine Teilung P bewegt werden, um in vorbestimmten Positionen
entsprechend der Teilung angeordnet zu sein.
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Gegebenenfalls
können
die Auflagen 19 auch im Uhrzeigersinn umlaufen, wenn der
Motor 43 entsprechend gedreht wird.
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In
der Aufnahmeposition 30 ist in der Führungsplatte 50 und
in dem Teil 49 ein Öffnungsabschnitt 60 ausgebildet.
Da bei der dargestellten Ausführungsform
der Öffnungsabschnitt 60 keilförmig ist, ist
ein Hubglied 61 von kreisförmiger ebener Form unter Belassung
eines vorbestimmten Spaltes 60a in dem Öffnungsabschnitt 60 angeordnet.
Wenn das Hubglied 61 in einer oberen Position angeordnet
ist, fluchtet seine Oberfläche 81 im
wesentlichen mit der Oberseite der Führungsplatte 50. Der Öffnungsabschnitt 60 des
Rahmens 32 und damit die Form des Hubgliedes 61 können aber
auch jede andere Form aufweisen, beispielsweise rechteckig sein.
Es genügt,
daß das
Hubglied 61 unter einem vorbestimmten Spalt in dem Öffnungsabschnitt 60 angeordnet ist.
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Die
Aufnahmeeinrichtung 42 trägt das Hubglied 61 auf-
und abbeweglich in Axialrichtung C der Hauptspindel 5 und
relativ zum Rahmen 32 und zur Führungsplatte 50 schräg beweglich.
Die Aufnahmeeinrichtung 42 spannt das Hubglied 61 aufwärts (d.h. in
einer Richtung zum Spannfutter 6) in Axialrichtung C der
Hauptspindel 5 durch eine Druckfeder 62 vor.
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Der
Rahmen 32 ist mit einer scheibenartigen Grundplatte 64 versehen.
Letztere ist an dem Teil 49 durch eine Vielzahl (beispielsweise
vier) von Verbindungsgliedern 63 verbunden, die in Umfangsrichtung in
gleichem Abstand angeordnet sind. Die Grundplatte 64 ist
im wesentlichen parallel zum Teil 49 angeordnet.
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Das
Hubglied 61 besitzt eine kreisförmige Scheibe 65,
die unter Belassung eines vorbestimmten Spaltes 60a in
dem Öffnungsabschnitt 60 angeordnet
ist, und ein Anschlagglied 67, das an der Unterseite der
Scheibe 65 durch Befestigungsmittel wie Schrauben 66 befestigt
ist.
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Das
Anschlagglied 67 besitzt einen plattenförmigen, kreisförmig ausgebildeten
Abschnitt 68, der mit der Unterseite der Scheibe 65 über die Schrauben 66 verschraubt
ist, einen zylindrischen, mit dem Abschnitt 68 verbundenen
Abschnitt 69, der sich abwärts erstreckt, und einen Flansch 70.
Der ringförmige
Flansch 70 befindet sich am unteren Ende des Abschnitts 69 und
erstreckt sich radial auswärts.
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Die
Druckfeder 62 ist zwischen dem Abschnitt 68 und
einer unteren Trägerplatte 71 zum
Vorspannen des Hubglieds 61 in Aufwärtsrichtung eingespannt. Die
Trägerplatte 71,
die Grundplatte 64, das Anschlagglied 67 und die
Scheibe 65 sind im wesentlichen parallel zueinander und
koaxial zur Mittelachse C30 der Aufnahmeposition 30 angeordnet.
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Die
Unterseite der Trägerplatte 71 wird
von einer Vielzahl von (beipielsweise vier) Schrauben 72 getragen,
die in die Grundplatte 64 eingeschraubt und in Umfangsrichtung
in gleichem Abstand zueinander angeordnet sind. So ist es möglich, die
Federkraft der Feder 62 durch Einstellen der Schrauben 72 einzustellen,
wodurch dementsprechend die Trägerplatte 71 auf-
bzw. abwärts
bewegt wird.
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Eine
Stange 73 ist durch Schrauben in einer mittleren Position
des Abschnitts 68 befestigt. Die Stange 73 verläuft durch
eine Bohrung 74 in der Trägerplatte 71 und eine
Bohrung 75 in der Grundplatte 64. Die Stange 73 ist
zusammen mit dem Hubglied 61 beweglich.
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Da
die Stange 73 durch die Bohrung 74 der Trägerplatte 71 paßt, steht
die Trägerplatte 71 immer in
Eingriff mit den Schrauben 72, ohne daß eine seitliche Verschiebung
auftritt.
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Ein
Detektionsabschnitt 76 ist am unteren Ende der Stange 73 einstellbar
montiert. Ein Detektor 77, etwa ein Mikroschalter, ein
photoelektrischer Sensor oder dergleichen, ist an dem Rahmen 32 zum Feststellen
einer Untergrenze montiert.
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Wenn
das Spannfutter das nichtbearbeitete Werkstück 7 herunterdrückt, um
dieses zu ergreifen, wird dann, wenn der Detektionsabschnitt 76 unter eine
vorbestimmte Position abgesenkt wird, dieser durch den Detektor 77 detektiert,
so daß die
Erzeugung eines Störungssignals
bewirkt werden kann.
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Eine
reguläre
Hubbewegungsposition des Spindelstocks 4 in der Aufnahmeposition 30 wird
vorab programmiert. In dem Fall, in dem eine axiale Dimension (Dicke)
h des zugeführten
nichtbearbeiteten Werkstücks 7 die
normale Dimension überschreitet, wenn
die Klauen 27 des Spannfutters 6 das nichtbearbeitete Werkstück 7 herunterdrücken, werden
die Auflage 19, das Hubglied 61, die Stange 73 und
dergleichen über
eine vorbestimmte Distanz hinaus abgesenkt.
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Da
dann der Detektor 77 die untere Betriebsposition des Detektionsabschnitts 76 feststellt,
wird über
die NC-Steuerung aufgrund des Detektionssignals bewirkt, daß die Absenkbewegung
der Hauptspindel 5 gestoppt und ein Alarmsignal erzeugt
wird.
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Dementsprechend
wird gemeldet, daß ein nichtbearbeitetes
Werkstück 7,
das aus dem Standard herausfällt,
zugeführt
wurde. Hierdurch wird ein Bearbeitungsfehler vorab abgewendet.
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Die
Oberseite 81 der Aufnahmeeinrichtung 42 zum Tragen
der Auflage 19 ist im wesentlichen fluchtend mit der Oberseite
der Führungsplatte 50 des
Rahmens 32, wenn das Spannfutter 6 das nichtbearbeitete
Werkstück 7 (oder
das bearbeitete Werkstück 8)
in Axialrichtung C der Hauptspindel 5 nicht herunterdrückt. Daher
kann die Auflage 19 bewegt werden.
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Aus
diesem Grunde ist eine Vielzahl (beispielsweise vier) von Schrauben 78 als
erste Anschläge
in den Flansch 70 geschraubt, die in Umfangsrichtung gleichmäßig beabstandet
sind. Die Schrauben 78 sind zu dem Zweck vorgesehen, die Aufwärtsbewegung
des Hubglieds 61 zu begrenzen. Obere Endabschnitte 79 der
Schrauben 78 werden mit der Unterseite 80 des
Teils 49 infolge der Vorspannung der Feder 62 in
Eingriff gebracht.
-
Wenn
die Schrauben 78 justiert sind, ist es möglich, das
Hubglied 61 in Vertikalrichtung zu bewegen. Dementsprechend
ist es möglich,
die höhenmäßige Position
der Scheibe 65 zu justieren, so daß die Oberseite 81 der
Scheibe 65 und die Oberseite der Führungsplatte 50 im
wesentlichen miteinander fluchten. Damit werden die Rollen 55 längs der
Oberseiten der Führungsplatte 50 und
der Scheibe 65 stoßfrei
gedreht.
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Unter
der Bedingung, daß die
Hauptspindel 5 nicht bewegt wird, um ein nichtbearbeitetes
Werkstück 7 aufzunehmen,
werden die oberen Endabschnitte 79 der Schrauben 78 mit
der Unterseite 80 des oberen Teils 49 in Berührung gebracht,
so daß die
Scheibe 65 und die Führungsplatte 50 im
wesentlichen miteinander fluchten, um auf die Hauptspindel 5 zu
warten.
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Eine
Vielzahl (beispielsweise vier) von Schrauben 82 sind als
zweite Anschläge
in die Grundplatte 64 geschraubt und in Umfangsrichtung gleichmäßig zueinander
beabstandet. Die Schrauben 82 sind dazu vorgesehen, die
Abwärts bewegung des
Hubglieds 61 zu begrenzen. Die oberen Endabschnitte 83 der
Schrauben 82 sind zur Unterseite des Flansches 70 gerichtet.
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Wenn
das Hubglied 61 gegen die Kraft der Feder 62 abgesenkt
und der Flansch 70 in Kontakt mit den Schrauben 82 gebracht
wird, wird das Hubglied 61 nicht länger unter diese Position abgesenkt. Durch
Justieren der Schrauben 82 ist es möglich, einen maximalen Hub
S (d.h. die unterste Stellung der Scheibe 65) der Hubbewegung
des Hubglieds 61 einzustellen.
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Ein
Anschlag 84 (4), der sich aufwärts zur
Vermeidung der Drehung erstreckt, ist an dem Flansch 70 befestigt.
Sein oberer Abschnitt steht in Eingriff mit einer Eingriffsöffnung (nicht
dargestellt) im oberen Teil 49, und zwar in Axialrichtung
beweglich, zum Festlegen des Hubglieds 61, unter der nichtdrehenden
Bedingung.
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Wenn
das Spannfutter 6 dabei ist, ein nichtbearbeitetes Werkstück 7 zu
ergreifen, ist der Bewegungshub des Spindelstocks 4 in
Richtung der Z-Achse programmiert, etwas groß zu sein, so daß das Spannfutter 6 das
Werkstück 7 etwas
abwärtsdrückt, so
daß der
Greifvorgang unter der Bedingung durchgeführt werden kann, daß die Feder 62 zusammengedrückt ist.
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Dementsprechend
wird in dem Fall, in dem das Spannfutter 6 das Werkstück 7 aufnimmt,
selbst nachdem die Klauen 27 in Kontakt mit dem Werkstück 7 gebracht
worden sind, die Hauptspindel 5 etwas weiter in Axialrichtung
C der Hauptspindel 5 abwärts bewegt.
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Die
Auflage 19, die Verbindungsstangen 51, der Träger 52,
die Rollen 55 und das Hubglied 61 werden zusammen
mit dem Werkstück 7 gegen
die Kraft der Feder 62 entsprechend der Abwärtsbewegung
der Hauptspindel 5 abgesenkt. In diesem abgesenkten Zustand
in der vorbestimmten Position werden die Klauen 27 geschlossen,
um das Werkstück 7 zu
ergreifen.
-
Selbst
wenn es eine geringe Ungleichförmigkeit
in der Abmessung h des nichtbearbeiteten Werkstücks 7 in Axialrichtung
C der Hauptspindel 5 gibt, wird die Ungleichmäßigkeit
durch die Deformation der Feder 62 absorbiert, so daß das Werkstück 7 in innigen
Kontakt mit den Endflächen 85 der
Klauen 27 des Spannfutters 6 ohne Fehlschlag gebracht
wird.
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Dementsprechend
ist es möglich,
die Positionierung in Axialrichtung C der Hauptspindel 5 und den
Greifvorgang bezüglich
des Werkstücks 7 durch das Spannfutter 6 ohne
Fehlschlag und mit hoher Präzision
unter gleichzeitigem Zentrieren durch die Klauen 27 durchzuführen.
-
Außerdem werden
die Klauen 27 und das Werkstück 7 miteinander gegen
die Kraft der Feder 62 in Kontakt gebracht. Dementsprechend
ist es möglich,
das Werkstück 7 unter
der Bedingung zu ergreifen, daß die
Endflächen 85 der
Klauen 27 und das Werkstück 7 in innigen Kontakt
miteinander ohne Ausüben
einer übermäßigen Last
auf die Hauptspindel 5 gebracht werden. Eine Detektionseinrichtung 90 für die Anwesenheit
bzw. Abwesenheit eines Werkstücks 7 und
eine Detektionseinrichtung 91 für die An- bzw. Abwesenheit
eines bearbeiteten Werkstücks 8 sind
an der Beschickungseinrichtung 3 vorgesehen (siehe 5).
Hierbei können
die Detektionseinrichtungen 90, 91 photoelektrische
Schalter mit Photoemittern 92 bzw. 94 und Photoempfängern 93 bzw. 95 sein,
die auf dem Rahmen 32 und/oder der Führungsplatte 50 montiert
sind. Bei den photoelektrischen Detektionseinrichtungen 90, 91 kann
es sich um solche vom Rückkopplungsreflextyp
oder vom Diffusionsreflextyp oder dergleichen handeln. Photoemitter
und Photoempfänger
können
auch umgekehrt angeordnet sein.
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Wenn
die Detektoreinrichtung 91 ein Detektionssignal erzeugt,
das repräsentativ
für die
Anwesenheit eines Werkstücks 8 auf
einem Träger 19 in der
Abgabeposition 31 ist, wenn die Hauptspindel 5 in
die Abgabeposition 31 bewegt wird, besteht die Gefahr,
daß das
von dem Spannfutter 6 ergriffene Werkstück und das bearbeitete Werkstück 8 auf
der Auflage 19 miteinander kollidieren.
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Wenn
die Detektoreinrichtung 91 ein Detektionssignal erzeugt,
das für
die Abwesenheit eines bearbeiteten Werkstücks 8 repräsentativ
ist, besteht somit der Zustand, daß sich die Hauptspindel 5 in
die Abgabeposition 31 bewegen kann. Dann wird das Werkstück 8 auf
der Auflage in der Abgabeposition 31 abgelegt.
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Wird
dagegen ein Detektionssignal erzeugt, das die Anwesenheit eines
bearbeiteten Werkstücks 8 anzeigt,
wird eine Sperrung bewirkt, so daß sich die Hauptspindel 5 nicht
in die Abgabeposition 31 bewegen kann, so daß einer
Kollision vorgebeugt wird.
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Die
Detektoreinrichtung 90 dient dazu, ein erneutes Bearbeiten
eines bearbeiteten Werkstücks oder
eine Leerlaufbearbeitung zu verhindern.
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Wenn
die Detektoreinrichtung 90 ein Signal liefert, das repräsentativ
für die
Anwesenheit eines Werkstücks 7 auf
einer Auflage 19 in der Aufnahmeposition 30 ist,
wird die Hauptspindel 5 in die Aufnahmeposition 30 bewegt,
um das Werkstück 7 zu
ergreifen.
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Dementsprechend
wird verhindert, daß ein Ergreifungsvorgang
bei nicht vorhandenem Werkstück 7 in
der Aufnahmeposition 30 stattfindet. Dies erhöht die Effizienz
der Bearbeitung unter Vermeidung von Freilaufbearbeitungen.
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Außerdem ist
es möglich,
ein erneutes Bearbeiten eines bearbeiteten Werkstücks 8 zu
vermeiden.
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Eine
Zentriereinrichtung 100 dient dazu, ein nichtbearbeitetes
Werkstück 7 auf
der Auflage 19 in einer vorbestimmten Position zu positionieren
und zu zentrieren, aus der das Werkstück 7 durch das Spannfutter 6 aufgenommen
werden kann, wenn die Auflage 19 in die Aufnahmeposition 30 befördert wird.
Die Zentriereinrichtung 100 ist in der Aufnahmeposition 30 angeordnet
und in dem Rahmen 32 vorgesehen.
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Eine
Mittellinie C3 der Zentriereinrichtung 100 ist
in einer Position in einem schrägen
Winkel relativ zur Längsmittelachse
C4 der Beschickungseinrichtung 3 vorgesehen.
Die Zentriereinrichtung 100 behindert die Umlaufbewegung
der die Werkstücke 7, 8 tragenden
Auflagen 19 ebensowenig wie das Ergreifen oder Freigeben
von Werkstücken
durch die Hauptspindel in den Positionen 30, 31.
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Die
Zentriereinrichtung 100 ist mit einem stationären Zentrierglied 101,
das auf der Mittellinie C3 vorgesehen ist,
und einem beweglichen Zentrierglied 102 versehen, das automatisch
vom Maschinenprogramm gesteuert wird.
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Das
stationäre
Zentrierglied 101 ist auf dem Rahmen 32 in einer
positionseinstellbaren Weise in einer radialen Richtung des Werkstücks 7 auf
der Oberseite einer Auflage 19 in der Aufnahmeposition 30 vorgesehen.
Das Zentrierglied 101 ist zu einer gewünschten Position in Richtung
der Mittellinie C3 durch Befestigungsmittel
wie Schrauben 103 fest positioniert. Das Zentrierglied 100 kann
mit einer Seite eines Außenumfangs
des Werkstücks 7 in
Kontakt gebracht werden.
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Die
Bolzen 103 stehen positionsmäßig justierbar mit einem Langloch 109 in
Eingriff, das in Längsrichtung
der Mittellinie C3 in dem stationären Zentrierglied 101 ausgebildet
ist, und werden in einer gewünschten
Position entsprechend dem Durchmesser des nichtbearbeiteten Werkstücks 7 positioniert und
fixiert.
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Das
bewegliche Zentrierglied 102 ist längs der Mittellinie C3 angeordnet und auf dem Rahmen 32 gegenüber von
dem stationären
Zentrierglied 101 vorge sehen und durch eine Vorschub-/Rückholeinrichtung
wie einen Luftzylinder 104 antreibbar. Hierfür können Führungsschienen 104a vorgesehen sein.
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Ein
Stößel 105 an
der Stirnseite des beweglichen Zentrierglieds 102 ist längs der
Mittellinie C3 durch den Luftzylinder 104,
d.h. in Radialrichtung des nichtbearbeiteten Werkstücks 7,
hin- und herbeweglich. Der Stößel 105 drückt das
Werkstück 7 zum Zentrieren
gegen das stationäre
Zentrierglied 101 von der anderen Seite des Außenumfangs
des Werkstücks 7.
-
Das
stationäre
Zentrierglied 101 wird von einem Bügel 106 getragen,
der an dem Rahmen 32 befestigt und in horizontaler Richtung
angeordnet ist.
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Das
dem Werkstück 7 zugewandte
Ende 107 des stationären
Zentrierglieds 101 ist V-förmig, um das Werkstück 7 an
zwei Seiten halten zu können. Die
zentrierte Position des Werkstücks 7 sollte
identisch mit dem Mittelpunkt C30 der Aufnahmeposition 30 auf
der Mittellinie C3 sein. Das stationäre Zentrierglied 101 ist
in Form einer Platte ausgebildet und etwas oberhalb der Oberseite
der Auflage 19 angeordnet.
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Das
Werkstück 7,
das in die Aufnahmeposition 30 befördert wurde, wird durch die
Zentriereinrichtung 100 zentriert und durch das Spannfutter 6 der
Hauptspindel 5 geklemmt. Danach wird die Auflage 19 in
der Aufnahmeposition 30 leer.
-
Selbst
wenn eine vorbereitende Betätigung zum
Zurückziehen
des stationären
Zentrierglieds 101 nicht vorgenommen wird, kann sich die
Auflage 19 unter dem stationären Zentrierglied 101 hindurch
aus der Aufnahmeposition 30 ohne Behinderung durch das
stationäre
Zentrierglied 101 um eine Teilung in die Abgabeposition 31 bewegen.
-
Dementsprechend
ist es unnötig,
irgendwelche Änderungen
bezüglich
des stationären
Zentrierglieds 101 vorzunehmen, solange die Werkstücke den
gleichen Durchmesser besitzen.
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Das
bewegliche Zentrierglied 102 ist auf einem Bügel 108 montiert,
der am Rahmen 32 befestigt ist, und etwas oberhalb der
Auflage 19 angeordnet.
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Der
Stößel 105 ist
in einer Ebene senkrecht zur Mittellinie C3 eben
oder V-förmig ausgebildet.
Der Stößel 105 wird
in Richtung der Mittellinie C3 bewegt und
mit einer Seitenfläche
des Werkstücks 7 in
Kontakt gebracht, um das nichtbearbeitete Werkstück 7 gegen den Endabschnitt 107 des
stationären Zentrierglieds 101 zu
drücken.
Der Stößel 105 bewirkt, daß der Mittelpunkt
des Werkstücks 7 mit
dem Mittelpunkt C30 der Aufnahmeposition 30 zusammenfällt.
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Nach
dem Zentrieren wird der Stößel 105 in eine
zurückgezogene
Position zurückgeführt. Dann ist
es für
die Auflage 19 möglich,
ohne Behinderung durch den Stößel 105 die
Umlaufbewegung vorzunehmen.
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Während der
Inbetriebnahme der Drehbank 1 ist in der Beschickungseinrichtung 3 wenigstens eine
Auflage 19 leer und die nichtbearbeiteten Werkstücke 7 werden
auf alle oder auf die restlichen Auflagen 19 aufgelegt.
Anschließend
werden die Werkstücke 7 durch
die Beschickungseinrichtung 3 zur Bearbeitung durch die
Drehbank 1 zugeführt
und bearbeitete Werkstücke 8 zur
Beschickungseinrichtung 3 zurückgeführt.
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Während ein
nichtbearbeitetes Werkstück 7 auf
der Auflage 19 in der Aufnahmeposition 30 liegt, ist
die in der Abgabeposition 31 befindliche Auflage frei.
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Die
Hauptspindel 5, die das Werkstück über das Spannfutter 6 ergreift,
wird durch den Antriebsmotor der Hauptspindel 5 gedreht,
die Servomotoren 20, 26 werden ebenso wie die
Drehgeschwindigkeit der Hauptspindel 5 gesteuert, um das
Werkstück durch
das Werkzeug 22 zu bearbeiten.
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Nach
Beendigung der Bearbeitung, wenn ein Werkstückaustauschbefehl für das nächste Werkstück erscheint,
werden die Servomotoren 20, 26 angetrieben, so
daß die
Hauptspindel 5 in die Abgabe-/Aufnahmeposition D bewegt
wird.
-
Die
Drehbank ist so konstruiert, daß der Öffnungsabschnitt
des Spritzschutzes 9 durch eine Abschirmung (nicht dargestellt)
verschlossen wird, die auf dem Schlitten 12 montiert ist,
wenn die Hauptspindel 5 sich aus dem Bearbeitungsbereich
herausbewegt hat. Jedoch kann auch zwischen dem Bearbeitungsbereich
und dem Abgabe-/Aufnahmebereich eine Blende angeordnet sein.
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Da
sich die Beschickungseinrichtung 3 in Warteposition befindet,
erzeugt die Detektionseinrichtung 90 ein Detektionssignal,
das für
die Anwesenheit eines nichtbearbeiteten Werkstücks 7 repräsentativ
ist, während
die Detektionseinrichtung 91 ein Detektionssignal erzeugt,
das für
die Abwesenheit eines bearbeiteten Werkstücks 8 repräsentativ
ist. Nur wenn wenigstens diese beiden Bedingungen vorhanden sind,
wird der Spindelstock 4 in die Aufnahme-/Abgabeposition
D bewegt, um die Aufnahme-/Abgabe von Werkstücken durchzuführen.
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Wenn
der Spindelstock 4 die Abgabeposition 31 erreicht
hat, wird die Hauptspindel 5 abgesenkt, so daß das bearbeitete
Werkstück 8 auf
die dortige Auflage 19 gelegt wird. Die Klauen 27 des
Spannfutters 6 werden geöffnet, um das bearbeitete Werkstück 8 freizugeben.
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Anschließend wird
die Hauptspindel 5 aus der Abgabeposition 31 in
die Aufnahmeposition 30 bewegt. Dort wird ein nichtbearbeitetes
Werkstück 7, das
sich auf einer Auflage 19 befindet, durch die Klauen 27 ergriffen.
-
Da
sich die Abgabeposition 31, die die Hauptspindel 5 zunächst nach
Verlassen der Bearbeitungsposition erreicht hat, sich nahe zur Bearbeitungsposition
befindet, findet keine unnütze
Bewegung der Hauptspindel 5 statt.
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Ein
nichtbearbeitetes Werkstück 7 wird
unter der Bedingung aufgelegt, daß es auf der Auflage 19 in
der Aufnahmeposition 30 zentriert wird, wobei durch die
Detektionseinrichtung 90 bestätigt wird, daß das Werkstück 7 vorhanden
ist. Es ist daher möglich,
das Klemmen des Werkstücks 7 durch
das Spannfutter 6 ohne Fehlschlag vorzunehmen.
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Wenn
der Spindelstock 4, in dem die Klauen 27 des Spannfutters 6 geöffnet sind,
die Aufnahmeposition 30 erreicht hat, wird die Hauptspindel 5 abgesenkt.
Nachdem die Stirnflächen 85 der
Klauen 27 gegen die Oberseite 7a des Werkstücks 7 stoßen, wird
das Werkstück 7 weiter
gegen die Kraft der Feder 62 um eine vorbestimmte Distanz
(beispielsweise mehrere Millimeter) abwärts gedrückt.
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Die
Auflage 19, die Verbindungsstangen 51, der Träger 52 und
die Rollen 55 werden gemeinsam abwärts bewegt. Die Verbindungsstangen
sind in den Bohrungen 59 des Verbindungsglieds 57 beweglich, das
auf der Kette 41 montiert ist. Selbst wenn die Verbindungsstangen 51 abgesenkt
werden, bleibt daher die höhenmäßige Position
der Verbindungsglieder 57, der Kette 41 und dergleichen
ungeändert.
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Da
das Hubglied 61 wie etwa die Scheibe 65, die durch
die Rollen 55 abwärts
gedrückt
wird, gegen die Kraft der Feder 62 etwas in dem Öffnungsabschnitt 60 abwärts bewegt
wird, werden die Schrauben 78 von der Unterseite 80 des
Teils 49 separiert.
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In
dem Fall, in dem die Dicke h des nichtbearbeiteten Werkstücks 7 die
Standard-Abmessung aufweist und damit der Abwärtshub des Hubgliedes 61 sich ebenfalls
in einem vorbestimmten Bereich befindet, gelangt der Flansch 70 außer Kontakt
mit den Schrauben 82.
-
Da
das Werkstück 7 abwärts gedrückt wird, gelangt
die Oberseite 7a des Werkstücks 7 fester mit den
Endflächen 85 der
Klauen 27 infolge der Feder 62 in Eingriff. In
diesem Zustand schließt
das Spannfutter die Klauen 27, um das Werkstück 7 fest
zu ergreifen.
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Da
das nichtbearbeitete Werkstück 7 noch keiner
Bearbeitung unterworfen wurde, besitzt es eine rohe Form und axiale
Abmessung h mit Ungleichmäßigkeiten.
In einigen Fällen
kann z.B. die Oberseite 7a des nichtbearbeiteten Werkstücks 7 relativ
zur Auflagefläche
der Auflage 19 geneigt sein, wie durch die strichdoppelpunktierte
Linie E in 3 dargestellt ist.
-
Wenn
in solchen Fällen
die Klauen 27 das Werkstück 7 gegen die Kraft
der Feder 62 herunterdrücken,
werden die Auflage 19, das Hubglied 61 und so
weiter unter geneigten Bedingungen abwärts bewegt. Da der Spalt 60a zwischen
dem Hubglied 61 und dem Öffnungsabschnitt 60 relativ
groß ist,
wird das Hubglied 61 glatt in dem Öffnungsabschnitt 60 auch
unter der geneigten Bedingung abwärts bewegt. Wenn die Oberseite 7a des
nichtbearbeiteten Werkstücks 7 in
innigen Kontakt mit den Endflächen 85 der
Klauen 27 durch die Federkraft gebracht ist, wird das nichtbearbeitete
Werkstück 7 fest
ergriffen.
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Dementsprechend
ist es aufgrund der Aufnahmeeinrichtung 42 möglich, das
Ergreifen des nichtbearbeiteten Werkstücks 7 durch das Spannfutter 6 mit
hoher Präzision
und ohne Fehlschlag zu ergreifen.
-
Wenn
die Hauptspindel 5 das nichtbearbeitete Werkstück 7 ergriffen
hat, bewegt es sich in dem Bearbeitungsbereich 17 und die
spanabhebende Bearbeitung beginnt.
-
Andererseits
wird in der Beschickungseinrichtung 3 ein nächstes nichtbearbeitetes
Werkstück 7 in
die Aufnahmeposition bewegt. Durch Ingangsetzen des Motors 43 wird
dessen Drehmoment über
die Welle 47 und die Zahnräder 48 und 46 auf
das Kettenrad 44 übertragen.
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Durch
Detektieren der Wellung der Teilungsscheibe 87 durch den
Sensor 87b wird der Motor 43 gedreht und gesteuert,
so daß das
Kettenrad 44 im Gegenuhrzeigersinn um einen vorbestimmten
Winkel gedreht wird.
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Die
Kette 41 läuft
um und bewegt hierdurch das Kettenrad 44. Dadurch werden
die Verbindungsstangen 51, die Auflage 19, der
Träger 52 und
die Rollen 55 in Umlauf gebracht und zusammen durch die
Verbindungsglieder 57, die auf der Kette 41 montiert
sind, bewegt. Die Rollen 55 rollen hierbei auf der Führungsplatte 50 und
der Scheibe 65.
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Wenn
die Auflage 19 um eine Teilung P bewegt wird, wird die
leere Auflage aus der Aufnahmeposition 30 in die Abgabeposition 31 bewegt.
Da diese Auflage 19 frei ist, kann keine Kollision des
Werkstücks
mit dem stationären
Zentrierglied 101 stattfinden.
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Die
nächste
Auflage 19, die das nächste nichtbearbeitete
Werkstück 7 trägt, wird
in die Aufnahmeposition 30 bewegt. Nach Beendigung der Schrittschaltoperation
wird der Stößel 105 über den Luftzylinder 104,
ein hydraulischer Druckzylinder, vorwärts bewegt. Hierdurch wird
das nichtbearbeitete Werkstück 7,
wenn es sich zwischen dem Endabschnitt 107 des stationären Zentrierglieds 101 und
dem Stößel 105 befindet,
positioniert.
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Auf
diese Weise wird das Zentrieren des nichtbearbeiteten Werkstücks 7 vorgenommen.
Die Mittelposition des Werkstücks 7 ist
identisch mit dem Mittelpunkt C30 der Aufnahmeposition 30.
Nachfolgend wird der Luftzylinder 104 in umgekehrter Richtung
betätigt,
so daß der
Stößel 105 in
seine zurückgezogene
Position zurückgezogen
wird.
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Als
Ergebnis ist in der Aufnahmeposition das nichtbearbeitete Werkstück 7 zentriert
und positioniert. Die Abgabeposition 31 ist hingegen frei.
Die in 6 dargestellte Ausführungsform einer Zentriereinrichtung 100a wird
von einem Bügel 119,
der am Rahmen 32 befestigt ist, getragen und erstreckt
sich in horizontaler Richtung.
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Die
Zentriereinrichtung 100a ist mit einem Paar von Armen 110 sowie
einer Betätigungseinrichtung 111 zum Öffnen und
Schließen
der Arme 110 versehen. Die Arme 110 klemmen den
Außenumfang eines
nichtbearbeiteten Werkstücks 7,
das aus der Oberseite der Auflage 19 in der Aufnahmeposition 30 liegt,
von beiden Seiten zum Zentrieren des Werkstücks 7. Die Betätigungseinrichtung 111 öffnet und schließt das Paar
von Armen 110 synchron zueinander.
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Die
Endabschnitte der Arme 110 sind winkelförmig ausgebildet und öffnen sich
gegeneinander. Die Innenflächen
der Endabschnitte der Arme 110 werden mit dem Außenumfang
eines nichtbearbeiteten Werkstücks 7 in
Eingriff gebracht. Dementsprechend wird eine Verschiebung zwischen
einer zentralen Position zwischen dem Paar von Armen 110 und dem
Mittelpunkt des Werkstücks 7 zum
Zentrieren des letzteren korrigiert.
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Ein
hydraulischer Druckzylinder 113 ist an einer Seite eines
Rahmenabschnitts 112 zum Tragen der Arme 110 montiert.
Eine Kolbenstange 114 des Zylinders 113 ist an
einem Abschnitt 115 eines der Arme 110 befestigt.
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Eine
oder mehrere (beispielsweise zwei) Führungsstangen 116 sind
an dem Abschnitt 112 in Bewegungsrichtung der Arme zum
beweglichen Führen
und Stützen
beider Arme 110 vorgesehen.
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Einer
der Arme 110 wird durch den Zylinder 113 längs der
Führungsstangen 116 hin-
und herbewegt. Drahtseile 117a und 117b sind um
zwei Rollen 120a und 120b in dem Abschnitt 112 hin-
und herbewegbar geführt.
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Ein
Drahtseil 117a, das mit dem Abschnitt 115 des
einen Arms 110 verbunden ist, ist mit dem benachbarten
Abschnitt 118 des anderen Arms 110 über die
Rolle 120a verbunden.
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Ebenso
ist das andere Drahtseil 117b, das mit dem Abschnitt 115 des
einen Arms 110 verbunden ist, mit dem entsprechenden Abschnitt 118 des anderen
Arms 110 über
die Rolle 120b verbunden. Das Drahtseil 117b verläuft hierzu
durch eine Bohrung 121 in dem Abschnitt 115.
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Wenn
der Zylinder 113 betätigt
wird, wird das Paar von Armen 110 über die Stange 114 und
die Drahtseile 117a und 117b in entgegengesetzten Richtungen
synchron zueinander bewegt, um geöffnet bzw. geschlossen zu werden.
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In
einer Warteposition werden die Arme 110 in maximal geöffneter
Stellung gehalten. Wenn ein nichtbearbeitetes Werkstück 7 in
die Aufnahmeposition 30 überführt wird, wird der Zylinder 113 betätigt, so
daß die
Arme 110 in Schließrichtung
bewegt werden (d.h. in Richtung der Pfeile F1 und
F2). Dementsprechend drücken die Arme 110 das
Werkstück 7 von
beiden Seiten in die zentrierte Stellung.
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Da
die Arme 110 der Zentriereinrichtung 100a synchron
zueinander geöffnet
bzw. geschlossen werden, ist es möglich, das Zentrieren mit hoher Präzision durchzuführen.
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Wenn
die Justierung einmal entsprechend vorgenommen ist, daß die Mittelposition
der Arme 110 den Mittelpunkt C30 der
Aufnahmeposition 30 entspricht, werden Werkstücke 7 automatisch
durch die Arme 110 zentriert, selbst wenn ihr Außendurchmesser
sich ändert.
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Durch
Detektion der geöffneten/geschlossenen
Position der Arme 110 ist es möglich, automatisch den Außendurchmesser
des nichtbearbeiteten Werkstücks 7 zu
messen.
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Es
ist auch möglich,
das synchrone Öffnen und
Schließen
der Arme 110 über
einen eine Zahnstange und ein Ritzel aufweisenden Mechanismus oder
durch einen linken und rechten Schraubenmechanismus mittels eines
entsprechenden Zylinders, Antriebsmotors oder dergleichen durchzuführen.
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In
den 7 bis 9 ist eine Ausführungsform
dargestellt, bei der, wenn die Klauen 27 des Spannfutters 6 gegen
das Werkstück
gegen eine Vorspannkraft der Aufnahmeeinrichtung 42a in
innigen Kontakt mit dem Werkstück 7 oder 8 gedrückt wird, um
dieses zu ergreifen, in der Drehbank 1a eine reguläre Absenkposition
der Aufnahmeeinrichtung 42a durch Detektieren der Kreisposition
durch eine Detektionseinrichtung mit einem Sensor 77a für die Greifposition
detektiert wird. Wenn das Detektionssignal durch die Detektionseinrichtung
erzeugt wird, wird die Bewegung Spindelstocks 4 in Richtung
der Z-Achse gestoppt und gleichzeitig die Positionsinformation des
Spindelstocks 4 in Richtung der Z-Achse durch die NC-Steuerung ausgelesen.
-
Dann
werden die Abmessungen h1, h2 und
h3 in Axialrichtung des Werkstücks 7 oder 8 entsprechend
der aufgenommenen positionsmäßigen Information
berechnet, so daß die
Art des Werkstücks entsprechend
den Abmessungen H1, H2 und
H3 in Axialrichtung identifiziert wird.
-
Die
den Sensor 77a aufweisende Detektionseinrichtung, die am
Rahmen 32 montiert ist, verwendet einen Mikroschalter,
einen photoelektrischen Sensor oder dergleichen und einen Detektionsabschnitt 76,
der von dem Sensor 77a zu detektieren ist.
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Der
Sensor 77a ist über
dem Detektor 77 für die
untere Grenze und unter einer Position des detektierten Abschnitts 76 angeordnet,
wenn sich dieser in angehobener Position befindet. Der Sensor 77a detektiert
die Bewegung des im unteren Abschnitt der Stange 73 angebrachten
Abschnitts 76, wenn sich dieser zu der vorbestimmten Position
abwärts
bewegt (vorbestimmte Position in Richtung der Z-Achse).
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In
der Aufnahmeposition 30 wird der Spindelstock 4 mit
einer vorbestimmten Geschwindigkeit abwärts in Richtung der Z-Achse
bewegt und die Klauen 27 des Spannfutters 6 werden
normalerweise in innigen Kontakt mit dem nichtbear beiteten Werkstück 7 gebracht,
wodurch dieses etwas gegen die Kraft der Feder 62 heruntergedrückt wird,
bis der Sensor 77a den Abschnitt 76 detektiert.
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Dementsprechend
werden die Auflage 19, das Hubglied 61, die Stangen 73 und
so weiter abgesenkt. Wenn der Abschnitt 76 in eine vorbestimmte Position
abgesenkt ist, detektiert der Sensor 77a den Abschnitt 76 und
sendet ein Überspringsignal
an die NC-Steuerung.
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Gleichzeitig
wird das Bewegen des Spindelstocks 4 in Richtung der Z-Achse gestoppt und
außerdem
werden die Klauen 27 in Greifrichtung bewegt, um das Werkstück 7 zu
ergreifen.
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Die
positionelle Information in Richtung der X-Achse, wenn das Detektionssignal
erzeugt wird, wird durch die NC-Steuerung ausgelesen. Die Abmessungen
h1, h2 und h3 in Axialrichtung des Werkstücks 7 werden
entsprechend der positionellen Information durch die NC-Steuerung
berechnet, wodurch die Art des Werkstücks 7 bestimmt wird.
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Wenn
die Art des Werkstücks 7 somit
identifiziert ist, ist es selbst dann, wenn eine Vielzahl von Arten
von nichtbearbeiteten Werkstücken
auf den Auflagen 19 in beliebiger Reihenfolge angeordnet werden,
möglich,
die entsprechenden Bearbeitungen über die NC-Steuerung aufgrund
der Werkstückidentifizierung
durchzuführen.
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Eine
Meßeinrichtung 130 für die Axialerstreckung
des Werkstücks 7 kann
aus dem Sensor 77a, dem Auslesebereich für die positionelle
Information und dem Berechnungsbereich der NC-Steuerung bestehen.
Die Meßeinrichtung 130 mißt die Abmessung des
Werkstücks 7 in
Axialrichtung, wenn dieses auf der Auflage 19 durch das
Spannfutter 6 ergriffen wird.
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Es
genügt,
daß die
Meßeinrichtung 130 die Abmessung
des nichtbearbeiteten Werkstücks 7 in Axialrichtung
mißt,
wenn das Spannfutter 6 das Werkstück 7 auf der Auflage 19 aufnimmt
und dementsprechend die Art des Werkstücks in der Drehbank 1, 1a identifiziert
wird. Man kann auch die Position der Scheibe 65 im Hubglied 61 oder
dergleichen über
eine digitale Skala oder dergleichen messen.
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Anstelle
der Druckfeder 62 kann auch ein Druckluftzylinder oder
dergleichen verwendet werden, wobei der Bewegungshub der Scheibe 65 in
Axialrichtung des Werkstücks
vergrößert werden
kann.
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Aufgrund
der Detektionseinrichtung 91 ist es möglich, daß die Hauptspindel 5 zur
Beschickungseinrichtung 3 nur gesichert vorgenommen wird,
so daß Kollisionen
verhindert werden.
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Die
Werkstücke
können
mittels eines Roboters, eines Laders, und so weiter auf die Beschickungseinrichtung
aufgelegt bzw. von dieser abgenommen werden. Selbst wenn kein spezieller
Stößel 105 oder
dergleichen verwendet wird, ist es ohne weiteres möglich, die
Klauen 27 des Spannfutters 6 in innigen Kontakt
mit dem nichtbearbeiteten Werkstück 7 zu
bringen und dieses zu ergreifen. Die Werkstückaufnahmezeit kann jedenfalls
reduziert werden.
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Die
Hauptspindel 5 kann anstatt durch einen Hauptspindelmotor
auch durch ein Getriebe oder durch einen Riementrieb angetrieben
werden.
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Das
Spannfutter kann hydraulisch oder elektrisch betätigbar sein. Zwar wurden die
Auflagen 19 als mit einer Kette umlaufend beschrieben,
jedoch können
die Auflagen auch auf einer Umlaufscheibe oder dergleichen angeordnet
sein. Wenn man eine Zentriereinrichtung 100 oder 100a in
der Aufnahmeposition 30 verwendet, ist es unnötig, für jede Auflage ein
Zentrierfutter oder dergleichen vorzusehen. Da der Hub der Klauen
jedes Spannfutters 6 bei einer Maschine mit vertikalbeweglicher
Hauptspindel 5 klein ist, ist eine sehr genaue Zentrierung
erforderlich, die durch die Zentriereinrichtung 100 bzw. 100a erfüllt werden
kann.