DE202013000225U1 - Machining unit with two spindles - Google Patents

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Abstract

Bearbeitungseinheit mit zwei Arbeitsspindeln (5.1, 5.2) zur Bearbeitung einer Seite wenigstens eines auf einem Arbeitstisch mittels eines Werkstückträgers aufgenommenen Werkstücks (W) unter Verwendung wenigstens eines Werkzeugmagazins, wobei – der Arbeitstisch in Form eines Kreuztisches (2) ausgebildet ist, der horizontal in X-Richtung über einen Verfahrweg (sX) und in Y-Richtung über einen Verfahrweg sY) verfahrbar ist, – die Arbeitsspindeln (5.1, 5.2) unabhängig voneinander vertikal in Z-Richtung verstellbar sind und – die Arbeitsspindeln (5.1, 5.2) mit ihren vertikalen Drehachsen (A1, A2) horizontal in X-Richtung in einem Abstand (L) voneinander beabstandet sind, der im Wesentlichen dem halben Verfahrweg (sX) des Kreuztisches (2) entspricht oder der kleiner ist als der halbe Verfahrweg (sX) des Kreuztisches (2) in X-Richtung.Machining unit with two work spindles (5.1, 5.2) for machining one side of at least one workpiece (W) held on a work table by means of a workpiece carrier using at least one tool magazine, the work table being designed in the form of a cross table (2) which is horizontally in X -Direction via a travel path (sX) and in the Y-direction via a travel path sY), - the work spindles (5.1, 5.2) can be adjusted vertically in the Z-direction independently of each other and - the work spindles (5.1, 5.2) with their vertical ones The axes of rotation (A1, A2) are horizontally spaced from one another in the X direction at a distance (L) which essentially corresponds to half the travel path (sX) of the cross table (2) or which is less than half the travel path (sX) of the cross table ( 2) in the X direction.

Description

Die Erfindung betrifft eine Bearbeitungseinheit mit zwei Arbeitsspindeln, die insbesondere zur Bearbeitung von Werkstücken in Form von kleinen und mittelgroßen Bauteilen bei hohen Fertigungsstückzahlen dient.The invention relates to a machining unit with two work spindles, which is used in particular for the machining of workpieces in the form of small and medium-sized components at high production quantities.

Für die nach Fertigungsstückzahlen und werkstückspezifischer Vielfalt sehr unterschiedlichen Fertigungsaufgaben ist ein breites Angebot entsprechend angepasster Werkzeugmaschinentypen bekannt.For the manufacturing jobs and workpiece-specific diversity very different manufacturing tasks a wide range of appropriately adapted machine tool types is known.

Während zum Beispiel bei geringen Fertigungsstückzahlen und hoher Teilevielfalt ein einzelnes NC-Bearbeitungszentrum zum Einsatz kommt, werden hohe Fertigungsstückzahlen des gleichen Werkstückes auf Transferstraßen produziert.While a single NC machining center is used, for example, with low production quantities and a high number of parts, high production quantities of the same workpiece are produced on transfer lines.

Weiterhin kommen flexible Fertigungszellen und -systeme zum Einsatz, die hinsichtlich der technologischen Fertigungsaufgabe und den in möglichst beliebiger Reihenfolge durchlaufenden und zu bearbeitenden Werkstücken anpassungsfähig sind. Für die Produktivität ist entscheidend, wie viele Spindeln gleichzeitig am Werkstück im Eingriff sind. Bei der so genannten Mehrseitenbearbeitung arbeiten mehrere Spindeln oder Spindelgruppen einer einzigen Bearbeitungseinheit von mehreren Seiten gleichzeitig an demselben Werkstück. Dieses Verfahren kann nur bei relativ großen Werkstücken eingesetzt werden, da der erforderliche Bauraum für die konzentrisch angreifenden Spindeln vorhanden sein muss. Bei der so genannten Mehrstationenbearbeitung führt man jeweils ein Werkstück im Rund- oder im Längstakt an verschiedenen Bearbeitungsstationen vorbei. Dieses Verfahren wird wegen des Transport-, Positionier- und Spannaufwandes von jeweils einer Palette und Spannvorrichtung je Bearbeitungs- und Lade-/Entladestation eher für große Stückzahlen bei kleinem Werkstückspektrum eingesetzt, da sonst erhebliche logistische Probleme die Wirtschaftlichkeit stark einschränken. Bei Rundtaktmaschinen mit mehreren Bearbeitungsstationen werden schnell Maschinenabmessungen erreicht, die von der mechanischen Bearbeitung beim Hersteller über erforderliche Spezialtransporter bis zum Platzbedarf beim Kunden Probleme aufwerfen. Außerdem ist bei einfachen konventionellen Rundtaktmaschinen immer nur eine außen liegende Seite des Werkstückes für die Bearbeitungseinheiten zugänglich. Es sind zwar auch Rundtische als Werkstückträger bekannt, die jedoch konstruktiv und wirtschaftlich sehr aufwendig sind.Furthermore, flexible manufacturing cells and systems are used, which are adaptable with regard to the technological manufacturing task and the in any order sequential and to be machined workpieces. For productivity it is decisive how many spindles are engaged on the workpiece at the same time. In so-called multi-side machining, several spindles or spindle groups of a single machining unit work from several sides simultaneously on the same workpiece. This method can be used only for relatively large workpieces, since the space required for the concentric attacking spindles must be present. In the case of so-called multi-station machining, one workpiece is passed past several processing stations in a round or longitudinal cycle. This method is due to the transport, positioning and clamping effort of each one pallet and jig for each processing and loading / unloading rather used for large numbers of small workpiece spectrum, otherwise significant logistical problems severely limit the economy. In rotary transfer machines with multiple processing stations machine dimensions are quickly reached, which pose problems from the mechanical processing at the manufacturer via required special transporters to the space required by the customer. Moreover, in simple conventional rotary transfer machines, only one outer side of the workpiece is always accessible to the processing units. Although there are also rotary tables known as workpiece carriers, but they are structurally and economically very expensive.

Bei allen flexiblen Werkzeugmaschinen müssen Werkzeugwechsel vorgenommen werden, die in der Regel eine Zeit von 3 bis 5 s benötigen, die dann für die Werkstückbearbeitung verloren geht. Es wurden daher Maschinen mit zwei Spindelstöcken entwickelt. Die unproduktiven Nebenzeiten des Werkzeugwechsels werden durch den abwechselnden Einsatz des jeweils mit dem neuen Werkzeug bestückten und auf Arbeitsdrehzahl beschleunigten Spindelkopfes praktisch eliminiert. Selbst bei langwierigen Bearbeitungsoperationen kann jedoch immer nur eine Spindel am Werkstück im Einsatz sein, da das Werkstück eine oder mehrere Achsbewegungen ausführt.For all flexible machine tools, tool changes must be made, which usually require a time of 3 to 5 seconds, which is then lost for workpiece machining. Therefore, machines with two headstocks have been developed. The unproductive non-productive times of the tool change are virtually eliminated by the alternate use of each equipped with the new tool and accelerated to working speed spindle head. However, even with lengthy machining operations, only one spindle can ever be used on the workpiece since the workpiece executes one or more axis movements.

Bei sehr kleinen und mittelgroßen Bauteilen, wie sie beispielsweise in der Uhrenindustrie, in Elektronikprodukten wie Computerbauteilen, Mobiltelefonen und dergleichen vorkommen, werden kleine Chargen meist auf mehreren Einspindel-Maschinen bearbeitet, welche eine hohe Flexibilität und eine schnelle Inbetriebnahme gewährleisten und mit denen komplexe Formen bearbeitet werden können. Die Nachteile besteht in dem geringen Durchsatz, in der komplexen Handhabung und einer aufwendigen Logistik. Große Chargen (bis zu 1'000'000 Teile pro Jahr) derartiger Bauteile werden auf Fertigungslinien mit großen Transfer-Maschinen (oft Kurvengesteuert) bearbeitet. Diese Produktion ermöglicht einen sehr hohen Durchsatz, erfordert aber lange Rüst- und Einrichtzeiten. Die Logistik ist aufgrund der Spezialwerkzeuge komplex.For very small and medium-sized components, such as those found in the watch industry, electronic products such as computer components, mobile phones and the like, small batches are usually processed on multiple single-spindle machines, which ensure high flexibility and rapid startup and processed with which complex shapes can be. The disadvantages are the low throughput, the complex handling and a complex logistics. Large batches (up to 1'000'000 parts per year) of such components are processed on production lines with large transfer machines (often curve-controlled). This production enables a very high throughput, but requires long set-up and set-up times. The logistics are complex due to the special tools.

Es gibt jedoch einen hohen Bedarf an einer Zwischen-Produktionsanlage für mittlere Serien (10'000–100'000 Teile pro Jahr) für welche die beiden vorgenannten bekannten Bearbeitungskonzepte hinsichtlich Flexibilität und Produktivität nicht optimal geeignet sind. Zur Bearbeitung von kleinen Teilen, wie sie in der Uhrenindustrie üblich sind, wird eine Vielzahl von unterschiedlichen Werkzeugen benötigt. Für die große Anzahl unterschiedlicher Bohrungen ist beispielsweise eine entsprechende Anzahl von Bohrer erforderlich und für Ausnehmungen bzw. Vertiefungen entsprechende Fräswerkzeuge.However, there is a high demand for an intermediate production plant for medium series (10'000-100'000 parts per year) for which the two aforementioned known processing concepts are not optimally suited in terms of flexibility and productivity. For machining of small parts, as are common in the watch industry, a variety of different tools is needed. For the large number of different holes, for example, a corresponding number of drills is required and for recesses or depressions corresponding milling tools.

Aus der Druckschrift DE 197 44 157 A1 ist eine Werkzeugmaschinengruppe mit zwei einander gegenüberstehenden Bearbeitungseinheiten bekannt, die für hohe Auftragswechselraten geeignet ist und sowohl als stand-alone-Maschine als auch in Verkettung mit anderen Fertigungszellen oder Bearbeitungszentren arbeiten kann. Bei dieser Werkzeugmaschinengruppe sind die Werkzeuge der beiden Bearbeitungseinheiten gleichzeitig am Werkstück im Eingriff, wodurch eine hohe Durchlaufgeschwindigkeit und Produktivität erzielt werden soll. Jede Bearbeitungseinheit hat einen Ständer, der auf einem Bett gelagert ist. An den einander zugewandten Stirnseiten der Ständer ist jeweils ein Schlitten in Y-Richtung verfahrbar angeordnet. Jeder Schlitten trägt eine Spindel, die sich in Z-Richtung erstreckt und in Z-Richtung verschiebbar ist. In die Spindeln können Werkzeuge zur Bearbeitung eines Werkstückes oder einer Werkstückgruppe eingesetzt werden. Mit den Schlitten können die Spindeln in Y-Richtung verstellt werden. Eine Verstellung in X-Richtung ist dadurch möglich, dass die Ständer auf dem Bett in X-Richtung verfahrbar sind. Jede Bearbeitungseinheit ist mit einem Werkzeugmagazin versehen, die Rundmagazine sind, die um eine in Z-Richtung liegende Achse drehbar am Ständer der jeweiligen Bearbeitungseinheit gelagert sind.From the publication DE 197 44 157 A1 For example, a machine tool group having two opposed machining units is known which is suitable for high job change rates and can operate both as a stand-alone machine and in interlinking with other production cells or machining centers. In this machine tool group, the tools of the two processing units are simultaneously engaged on the workpiece, thereby achieving high throughput speed and productivity. Each processing unit has a stand which is mounted on a bed. At the mutually facing end sides of the stand each a carriage in the Y direction is arranged movable. Each carriage carries a spindle which extends in the Z direction and is displaceable in the Z direction. Tools for machining a workpiece or a group of workpieces can be inserted in the spindles. With the slides, the spindles can be adjusted in the Y direction become. An adjustment in the X direction is possible because the stands on the bed in the X direction are movable. Each processing unit is provided with a tool magazine, which are round magazines which are rotatably mounted about an axis lying in the Z direction on the stand of the respective processing unit.

Durch die sich einander gegenüberliegenden Arbeitsspindeln wird ein großer Bauraumbedarf beansprucht und der konstruktive Aufbau ist relativ aufwendig. Für Anwendungen, bei welchen große Teilestückzahlen bearbeitet werden sollen, wobei jeweils nur eine Seite des Werkstücks bearbeitet werden muss, stellt diese Lösung eine zu aufwendige konstruktive Ausführung dar. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass der Arbeitsraum nicht einfach zugänglich ist.By opposing work spindles a large space requirement is claimed and the structural design is relatively expensive. For applications in which large numbers of parts to be processed, in each case only one side of the workpiece must be processed, this solution is too complex a constructive design. Another disadvantage is that the working space is not easily accessible.

Aus der Druckschrift DE 10 2009 025 930 A1 sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von aus Kreissegmenten und geraden Abschnitten zusammengesetzten Formen mit einer Ständerfräse bekannt. Dazu wird auf einem Kreuztisch ein Drehtisch angeordnet und auf dem Drehtisch das Werkstück befestigt. Durch die Bedienung von Stellspindeln am Kreuztisch und am Drehtisch werden die Werkstücke gegenüber dem horizontal feststehenden Fräswerkzeug so bewegt, dass jeweils durch Drehung des Drehtisches mittels des Kreuztisches gerade Fräsabschnitte mit unterschiedlichen Winkeln realisiert werden. Nachteilig ist die Verwendung zweier Tische in Form eines Dreh- und eines Kreuztisches und die langen Bearbeitungszeiten sowie Werkzeugwechselzeiten, durch welche diese Lösung für hohe Stückzahlen in der Serienfertigung nicht geeignet ist.From the publication DE 10 2009 025 930 A1 For example, an apparatus and a method for producing shapes composed of circle segments and straight sections with a stand mill are known. For this purpose, a turntable is arranged on a cross table and attached to the turntable, the workpiece. By operating adjusting spindles on the cross table and on the turntable, the workpieces are moved relative to the horizontally fixed milling tool so that in each case straight milling sections are realized with different angles by rotation of the turntable by means of the cross table. The disadvantage is the use of two tables in the form of a turntable and a cross table and the long processing times and tool change times, through which this solution is not suitable for high volumes in mass production.

Eine Maschine mit zwei Spindelköpfen, die in Z-Richtung verstellbar an einem Maschinengestell angeordnet sind, ist aus den Druckschriften TW M385430U1 und US 2012/ 0107064 A1 bekannt. Auf einem Maschinengestell ist dabei eine separate Säule angeordnet, wodurch die Steifigkeit der Maschinen beeinträchtigt ist und diese für hochpräzise Bearbeitungsvorgänge nicht geeignet sind. Weiterhin ist nachteilig, dass der Abstand der Spindeln so groß ist, dass ein Werkstück in der gleichen Aufspannung nicht durch beide Spindeln bearbeitet werden kann, was aber im Sinne einer hochproduktiven Fertigung oft gefordert ist. Für den Werkzeugwechsel aus den beiden Magazinen, die eine vertikale Drehachse aufweisen und gestellfest über jeweils eine Traverse an der Säule befestigt sind, ist ein Werkzeugwechsler erforderlich. Die für den Kreuztisch verwendeten Antriebe erlauben keine hohen Beschleunigungen und Verstellgeschwindigkeiten, wodurch die Produktivität der Maschinen eingeschränkt ist. Es sind vorrangig herkömmliche Bearbeitungsoperationen mit einer großen Anzahl von Werkzeugen realisierbar.A machine with two spindle heads, which are arranged in the Z-direction adjustable on a machine frame, is from the documents TW M385430U1 and US 2012/0107064 A1 known. On a machine frame while a separate column is arranged, whereby the rigidity of the machines is impaired and they are not suitable for high-precision machining operations. Another disadvantage is that the distance of the spindles is so large that a workpiece in the same clamping can not be processed by both spindles, but this is often required in terms of highly productive manufacturing. For the tool change from the two magazines, which have a vertical axis of rotation and are fixed to the frame fixed via a cross member to the column, a tool changer is required. The drives used for the cross table do not allow high accelerations and adjustment speeds, which limits the productivity of the machines. It is primarily conventional machining operations with a large number of tools feasible.

Nachteilig ist weiterhin, dass die untere Tischplatte des Kreuztisches in Y-Richtung und die obere Tischplatte in X-Richtung verstellbar ist, da damit die zu bewegende Masse des Kreuztisches relativ hoch ist, was wiederum entsprechend dimensionierte Antriebe erforderlich macht.A further disadvantage is that the lower table top of the cross table in the Y direction and the upper table top in the X direction is adjustable, since thus the mass to be moved of the cross table is relatively high, which in turn makes correspondingly dimensioned drives required.

Daher besteht die Aufgabe der Erfindung darin, eine Bearbeitungseinheit mit zwei Arbeitsspindeln zu entwickeln, die einen einfachen konstruktiven Aufbau aufweist, einen geringen Bauraum benötigt und eine gute Zugänglichkeit zum Arbeitsraum gewährleistet und mit welcher bei hohen Fertigungsstückzahlen eine große Teilevielfalt unter Gewährleistung einer guten Qualität bearbeitbar ist.Therefore, the object of the invention is to develop a machining unit with two spindles, which has a simple structural design, requires a small space and ensures good accessibility to the workspace and with which at high production lots a large variety of parts while ensuring good quality is editable ,

Diese Aufgabe wir durch die Merkmale des ersten Schutzanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This problem is solved by the features of the first patent claim. Advantageous embodiments emerge from the subclaims.

Die Bearbeitungseinheit weist dabei wenigstens ein Werkzeugmagazin und zwei Arbeitsspindeln zur Bearbeitung jeweils nur einer Seite wenigstens eines auf einem Tisch mittels eines Werkstückträgers aufgenommenen Werkstücks auf, wobei die Arbeitsspindeln unabhängig voneinander vertikal (in Z-Richtung) verstellbar sind und der Arbeitstisch in Form eines Kreuztisches ausgebildet ist, der horizontal in zwei Koordinaten (X/Y) verfahrbar ist, wobei die Arbeitsspindeln mit ihren vertikalen Drehachsen horizontal in X-Richtung in einem Abstand (L) voneinander beabstandet sind, der im Wesentlichen dem halben Verfahrweg des Kreuztisches in X-Richtung entspricht oder der kleiner als der halbe Verfahrweg des Kreuztisches ist. Dadurch, dass die Distanz zwischen beiden Spindeln kleiner als die Hälfte des Verfahrweges in X-Richtung ist wird ein uneingeschränktes Bearbeiten eines gleichen Arbeitsteiles gewährleistet.The machining unit has at least one tool magazine and two work spindles for machining only one side of at least one workpiece received on a table by means of a workpiece carrier, wherein the work spindles are vertically adjustable (in the Z direction) independently of one another and the work table is in the form of a cross table which is horizontally movable in two coordinates (X / Y), wherein the work spindles with their vertical axes of rotation horizontally in the X direction at a distance (L) are spaced from each other, which substantially corresponds to half the travel of the X-axis cross-table or is less than half the travel of the cross table. The fact that the distance between the two spindles is smaller than half of the travel in the X direction ensures unrestricted machining of the same working part.

Durch die mit der Erfindung erstmalig mögliche uneingeschränkte Bearbeitung nur einer Seite eines Werkstückes mit zwei Werkzeugen, die in den Arbeitsspindeln aufgenommen sind, wird in Kombination mit dem Kreuztisch, der die Bewegungen des Werkstückes in der X-Y-Ebene realisiert, auch eine äußert effiziente und flexible Bearbeitung gewährleistet.By the invention for the first time possible unrestricted processing only one side of a workpiece with two tools that are included in the work spindles, in combination with the XY stage, which realizes the movements of the workpiece in the XY plane, also an extremely efficient and flexible Processing guaranteed.

Besonders vorteilhaft ist diese Bearbeitungseinheit für die Bearbeitung kleiner und mittelgroßer Teile, wie sie beispielsweise in der Uhrenindustrie, der Elektronik und der Mikroelektronik aber auch in der Fahrzeugtechnik, der Medizintechnik usw. Anwendung finden.This processing unit is particularly advantageous for the machining of small and medium-sized parts, as used for example in the watch industry, electronics and microelectronics but also in automotive engineering, medical technology, etc.

Es ist dabei möglich, das Werkstück gleichzeitig durch beide Werkzeuge zu bearbeiten oder auch einen Werkzeugwechsel eines Werkzeuges einer Spindel zu realisieren, während das in der anderen Spindel aufgenommene Werkzeug eine Bearbeitung des Werkstückes vornimmt. Vorteilhafter Weise ist jeder Arbeitsspindel ein Werkzeugmagazin zugeordnet, mit denen das an der Arbeitsspindel aufgenommene Werkzeug wechselbar ist. Dabei können die beiden Arbeitsspindeln aus den Werkzeugmagazinen mit gleichen oder unterschiedlichen Werkzeugen bestückbar sein. Alternativ wäre es auch möglich, beide Spindeln aus einem gemeinsamen Werkzeugmagazin mit gleichen oder unterschiedlichen Werkzeugen zu bestücken.It is possible to edit the workpiece simultaneously by both tools or to realize a tool change of a tool of a spindle, while the recorded in the other spindle tool a Machining the workpiece makes. Advantageously, each work spindle is associated with a tool magazine with which the tool received on the work spindle can be exchanged. The two spindles from the tool magazines can be equipped with the same or different tools. Alternatively, it would also be possible to equip both spindles from a common tool magazine with the same or different tools.

Zur Realisierung des Werkzeugwechsels ist jedes Werkzeugmagazin in Richtung zu der diesem zugeordneten Arbeitsspindel verstellbar, so dass der Werkzeugwechsel direkt aus dem Magazin in die Spindel bzw. aus der Spindel in das Magazin erfolgt (Pick-Up-Wechsler). Dabei ist das Werkzeugmagazin bevorzugt als rotierendes Werkzeugmagazin mit vertikaler Drehachse ausgebildet und horizontal in Richtung zur Arbeitsspindel verstellbar. Das Werkzeugmagazin ist von einem Gehäuse ummantelt, welches eine Öffnung aufweist, durch welche die Werkzeuge in die Spindel Ein- und Auswechselbar sind, wobei die Öffnung durch eine Abdeckung nach Beendigung des Werkzeugwechsels verschließbar ist. Durch den Pick-up-Werkzeugwechsel ist kein zusätzlicher Werkzeugwechsler erforderlich.To implement the tool change, each tool magazine is adjustable in the direction of the associated work spindle, so that the tool change takes place directly from the magazine into the spindle or from the spindle into the magazine (pick-up changer). In this case, the tool magazine is preferably designed as a rotating tool magazine with a vertical axis of rotation and horizontally adjustable in the direction of the work spindle. The tool magazine is surrounded by a housing, which has an opening through which the tools are in the spindle and interchangeable, wherein the opening is closed by a cover after completion of the tool change. The pick-up tool change does not require an additional tool changer.

Die zwei Arbeitsspindeln sind vorteilhafter Weise an einem sich vertikal erstreckenden Bereich eines im Wesentlichen L-förmigen Gestells und der Kreuztisch auf einem sich horizontal erstreckenden Bereich des Gestells angeordnet.The two work spindles are advantageously arranged on a vertically extending region of a substantially L-shaped frame and the cross table on a horizontally extending portion of the frame.

Die beiden Werkzeugmagazine sind beidseitig zu den beiden Arbeitsspindeln angeordnet und vorzugsweise mit dem sich vertikal erstreckenden Bereich des Gestells horizontal verstellbar verbunden.The two tool magazines are arranged on both sides of the two work spindles and preferably connected to the vertically extending portion of the frame horizontally adjustable.

Die Abdeckung jedes Werkzeugmagazins ist mit einem ersten Ende eines Koppelelementes verbunden, dessen zweites Ende mit dem Gestell gekoppelt ist, so dass die Abdeckung bei einer Bewegung des Werkzeugmagazins in Richtung zur Arbeitsspindel in einen geöffneten Zustand bringbar und bei einer entgegen gerichteten Bewegung des Werkzeugmagazins schließbar ist. Dadurch wird das Werkzeugmagazin rein mechanisch zum Werkzeugwechsel geöffnet und bei einer Rückbewegung des Werkzeugmagazins in die Ausgangsposition wieder geschlossen. Dies ist eine einfache und preiswerte Lösung, die einen zusätzlichen Antrieb zum Öffnen und Schließen der Abdeckung des Werkzeugmagazins überflüssig macht.The cover of each tool magazine is connected to a first end of a coupling element, the second end of which is coupled to the frame, so that the cover can be brought into an open state during a movement of the tool magazine in the direction of the work spindle and can be closed in the case of an oppositely directed movement of the tool magazine , As a result, the tool magazine is opened purely mechanically for tool change and closed again during a return movement of the tool magazine to the starting position. This is a simple and inexpensive solution that eliminates the need for an additional drive to open and close the tool magazine cover.

Ein weiterer Vorteil der beidseitig neben den Arbeitsspindeln angeordneten Werkzeugmagazine besteht darin, dass der Arbeitsraum der Maschine und damit das Werkstück einfach von vorn zugänglich sind.Another advantage of the arranged on both sides next to the spindles tool magazines is that the working space of the machine and thus the workpiece are easily accessible from the front.

Die Herstellung von Formelementen wie Bohrungen, Ausnehmungen, Vertiefungen und dergleichen kann dabei mit einer sehr geringen Anzahl von Werkzeugen realisiert werden, da diese durch Interpolation und entsprechende Bewegungen des Kreuztisches in X-Y Ebene ggf. in Überlagerung mit einer Werkzeugbewegung in Z-Richtung erzeugbar sind.The production of mold elements such as holes, recesses, depressions and the like can be realized with a very small number of tools, since these can be generated by interpolation and corresponding movements of the cross table in the X-Y plane, possibly in superposition with a tool movement in the Z direction.

Weiterhin ist es möglich, dass ein oder mehrere Werkzeuge in Form von Umformwerkzeugen ausgebildet sein können, die Kalibriervorgänge oder Umformvorgänge realisieren, so dass das Werkstück für diese Bearbeitungsvorgänge in seiner Aufspannung in der Bearbeitungseinheit verbleiben kann.Furthermore, it is possible for one or more tools to be designed in the form of forming tools which realize calibration operations or forming operations, so that the workpiece can remain in its working position in its machining unit for these machining operations.

Vorteilhafter Weise ist die Position des Werkzeuges durch die Erfassung der Längenveränderung des Spindelschaftes zum Spindelgehäuse der Arbeitsspindel bestimmbar. Der Werkstückträger ist bevorzugt in Form einer Palette ausgebildet und die Position des in der Palette aufgenommenen Werkstücks insbesondere durch Echtzeitkalibrierung ermittelbar. Als Messsystem wird dabei bevorzugt ein Tastkopf eingesetzt.Advantageously, the position of the tool by determining the change in length of the spindle shaft to the spindle housing of the work spindle can be determined. The workpiece carrier is preferably designed in the form of a pallet and the position of the workpiece received in the pallet can be determined in particular by real-time calibration. As a measuring system while a probe is preferably used.

Der Kreuztisch ist mit sehr hohen Beschleunigungen und Antriebsgeschwindigkeiten beaufschlagbar. Dazu sind entsprechende Antriebe vorgesehen, die den Kreuztisch mit einer Beschleunigung bis zu 3 g und ggf. auch darüber beaufschlagen. Die Massenverteilungen sind bei diesen Geschwindigkeiten von besonderer Bedeutung, weshalb die Bearbeitungseinheit so ausgelegt wurde, dass in etwa nur 35–45 kg bewegte Massen vorhanden sind.The XY stage can be subjected to very high accelerations and drive speeds. For this purpose, appropriate drives are provided, which act on the mechanical stage with an acceleration up to 3 g and possibly also about it. The mass distributions are of particular importance at these speeds, which is why the processing unit was designed so that there are only about 35-45 kg moving masses.

Dies ermöglicht ein sehr schnelles und qualitativ hochwertiges Interpolieren von Formkonturen mittels eines Werkzeuges (insbesondere eines Fräswerkzeuges) in Überlagerung mit einer entsprechenden Bewegung des Kreuztisches.This allows a very fast and high-quality interpolation of shape contours by means of a tool (in particular a milling tool) in superposition with a corresponding movement of the cross table.

Auch die beiden Arbeitsspindeln sind in vertikaler Bewegungsrichtung mit einer derartig hohen Beschleunigung bis zu 3 g und ggf. auch darüber beaufschlagbar. Dadurch ist es möglich, nach der Einwechslung entsprechender Werkzeuge (z. B. Stempel) Umformvorgänge vorzunehmen, wie z. B. das Durchschlagen eines Stempels durch eine vorher erzeugte Bohrung, womit die Bohrung kalibriert bzw. erweitert werden kann oder das Herstellen einer Prägung mittels eines Prägestempels, was vorher nur auf separaten Bearbeitungseinrichtungen möglich war.Also, the two spindles are in the vertical direction of movement with such a high acceleration up to 3 g and possibly also acted upon. This makes it possible to make after the replacement of appropriate tools (eg stamp) forming operations such. As the punching of a punch through a previously created hole, so that the hole can be calibrated or extended or producing an embossment by means of a die, which was previously only possible on separate processing facilities.

Es können durch das neue Maschinenkonzept erstmalig auch parallel oder weitestgehend parallel mit einer Arbeitsspindel und einem entsprechenden Werkzeug (z. B. Fräser oder Bohrer) eine spanende Bearbeitung und mit der anderen Arbeitsspindel und einem Unformwerkzeug eine umformende Bearbeitung an einer Seite des Werkstücks vorgenommen werden.For the first time, the new machine concept can also be parallel or largely parallel with a work spindle and a corresponding tool (eg milling cutter or drill bit) machining and with the other work spindle and an unforming tool a forming machining on one side of the workpiece are made.

Die Bearbeitungseinheit kann als einzelne Maschine zur Einseitenbearbeitung eingesetzt oder auch mit anderen im Wesentlichen gleichartigen Bearbeitungseinheiten kombiniert werden.The processing unit can be used as a single machine for single-side machining or combined with other substantially similar machining units.

Dabei ist es möglich, mehrere Bearbeitungseinheiten im Wesentlichen gleicher Bauart in linearer Anordnung oder kreisförmiger Anordnung zu einem Transfersystem zu kombinieren, wobei zwischen den Bearbeitungseinheiten ein Handlingsystem für die Übergabe der Werkstücke angeordnet ist.It is possible to combine a plurality of machining units of substantially the same design in a linear arrangement or a circular arrangement to form a transfer system, wherein a handling system for the transfer of the workpieces is arranged between the processing units.

Es besteht die Möglichkeit, das Werkstück mit dem Handlingsystem während des Transfers zu drehen und anschließend an einer anderen Seite zu bearbeiten.It is possible to turn the workpiece with the handling system during the transfer and then work on another side.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung wurde ein neues Maschinenkonzept entwickelt, welches einerseits eine hohe Dynamik und eine sehr genaue Bearbeitung auch durch Interpolation gewährleistet und die erforderliche Anzahl an speziellen Form-Werkzeugen reduziert. Die Bearbeitung eines Werkstücks durch Interpolieren ermöglicht eine große herstellbare Formenvielfalt bei einer hohen Präzision in großer Bearbeitungsgeschwindigkeit mit einem (im Idealfall) einzigen Werkzeug, wodurch eine hohe Flexibilität gegeben ist.With the solution according to the invention, a new machine concept was developed, which on the one hand ensures high dynamics and very precise processing, also by interpolation, and reduces the required number of special mold tools. The interpolation of a workpiece allows a large variety of shapes to be produced with high precision in high processing speed with a (ideally) single tool, whereby a high flexibility is given.

Durch Integration einer auch möglichen hohen Anzahl von Werkzeugen in der Maschine und einen hauptzeitparallelen Werkzeugwechsel wird der Bearbeitungsprozess nicht verlangsamt. Dies sorgt für hohe Dynamik und verkürzt bzw. vermeidet unproduktive Zeit zwischen den Bearbeitungen, wodurch die Produktivität weiter erhöht werden kann.By integrating a possible high number of tools in the machine and a tool change that is parallel to the main time, the machining process is not slowed down. This provides high dynamics and shortens or eliminates unproductive time between machining operations, which further increases productivity.

Die oben erwähnten Handlingsysteme übergeben das Werkstück von einer Bearbeitungseinheit zur anderen. Die präzise und wiederholbare Positionierung des Werkstückes/Klemmvorrichtung auf jeder Bearbeitungseinheit erfolgt beispielsweise unter Verwendung kommerziell erhältlicher Paletten (z. B. Erowa, 3R, etc.) Durch die Kombination der Bearbeitungseinheiten und des Handlingsystems wird keine klassische Transfer-Maschine (Rundtaktmaschine) mit nur einem Arbeitstisch gebildet. Es werden einzelne Bearbeitungseinheiten verwendet, die voneinander mechanisch entkoppelt sind, wodurch keine Schwingungen von einer Bearbeitungseinheit zu einer anderen Bearbeitungseinheit übertragen werden. Die Beziehung zwischen Spindel und Werkstück bleibt unverändert (außer für die Unsicherheit der Neupositionierung des Werkstückes/Spannvorrichtung). Es gibt keine Strukturelemente, welche eine Kopplung der einzelnen Arbeitsstationen realisieren. Daher weisen der Kraftverlauf und die Messschleife einen sehr kurzen Verlauf in jeder separaten Bearbeitungseinheit auf, was sehr große Vorteile hinsichtlich der Steifigkeit und der Genauigkeit bietet.The above-mentioned handling systems transfer the workpiece from one processing unit to another. The precise and repeatable positioning of the workpiece / clamping device on each processing unit, for example, using commercially available pallets (eg Erowa, 3R, etc.) By combining the processing units and the handling system is not a classic transfer machine (rotary transfer machine) with only formed a work table. Single processing units are used, which are mechanically decoupled from each other, whereby no vibrations are transmitted from one processing unit to another processing unit. The relationship between spindle and workpiece remains unchanged (except for the uncertainty of repositioning the workpiece / fixture). There are no structural elements which realize a coupling of the individual workstations. Therefore, the force curve and the measurement loop have a very short course in each separate processing unit, which offers very great advantages in terms of rigidity and accuracy.

Weiterhin besteht keine Notwendigkeit für eine genaue Positionierung der Bearbeitungseinheiten relativ zu einer anderen Bearbeitungseinheit, wodurch der Montageaufwand reduziert wird.Furthermore, there is no need for an accurate positioning of the processing units relative to another processing unit, whereby the assembly cost is reduced.

Die Bereitstellung einer sehr hohen Präzision und hohe Dynamik durch interpolieren der herzustellenden Formen mit nur einigen wenigen Werkzeugen reduziert den Aufwand und die Kosten. Mit nur einem Fräswerkzeug können Bohrungen, Durchbrüche 3D-Oberflächenkonturen usw. durch Interpolation bearbeitet werden. Dabei vollführt das Werkstück die erforderliche Bewegung in X-Y Richtung mittels des Kreuztisches und die Spindel/n die Bewegung in Z-Richtung. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, mit einer Vielzahl von Werkzeugen (z. B. Formwerkzeugen) zu arbeiten und den Werkzeugwechsel an einer Spindel hauptzeitparallel durchzuführen, während das Werkstück mit der anderen Spindel bearbeitet wird, so dass die Produktivität nicht beeinträchtigt wird. Beide Spindeln können erstmalig auch am gleichen Teil gleichzeitig eine Seite bearbeiten oder auch abwechselnd.The provision of very high precision and high dynamics by interpolating the molds to be produced with only a few tools reduces the effort and costs. With only one milling tool holes, breakthrough 3D surface contours, etc. can be edited by interpolation. The workpiece performs the required movement in the X-Y direction by means of the cross table and the spindle / n the movement in the Z direction. However, it is also possible to work with a variety of tools (eg molds) and to perform the tool change on one spindle parallel to the main time while the workpiece is being machined with the other spindle, so that the productivity is not impaired. For the first time, both spindles can also work on one side at the same part or alternately.

Insgesamt wird mit der erfindungsgemäßen Lösung eine Bearbeitungseinheit für kleine und mittelgroße Präzisionsteile geschaffen, die insbesondere für mittlere Serien prädestiniert und flexibel einsetzbar ist.Overall, a machining unit for small and medium-sized precision parts is created with the solution according to the invention, which is predestined especially for medium series and flexible.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to embodiments and accompanying drawings. Show it:

1 die dreidimensionale Darstellung einer erfindungsgemäßen Bearbeitungseinrichtung, 1 the three-dimensional representation of a processing device according to the invention,

2 die Draufsicht auf die Spindeln und den Kreuztisch, der Bearbeitungseinrichtung, 2 the top view of the spindles and the cross table, the processing device,

3 eine erste Variante eines Gewichtsausgleichs, 3 a first variant of a weight balance,

4 eine zweite Variante eines Gewichtsausgleichs, 4 a second variant of a weight balance,

5 die Draufsicht auf ein Werkzeugmagazin in Ausgangsstellung mit geschlossener Tür, 5 the top view of a tool magazine in the starting position with the door closed,

6 Werkzeugmagazin in der Draufsicht mit geöffneter Tür, 6 Tool magazine in plan view with opened door,

7 Transfersystem mit linearer Anordnung von 4 Bearbeitungseinheiten, 7 Transfer system with linear arrangement of 4 processing units,

8 Transfersystem mit kreisförmiger Anordnung von 4 Bearbeitungseinheiten 8th Transfer system with circular arrangement of 4 processing units

9 eine schematische dreidimensionale Darstellung der Bearbeitung des Werkstückes mit einem Profilwerkzeug, 9 a schematic three-dimensional representation of the machining of the workpiece with a profile tool,

10 eine schematische d Darstellung der Bearbeitung des Werkstückes mit einem Profilwerkzeug gem. 9 in der Seitenansicht, 10 a schematic d representation of the machining of the workpiece with a profile tool gem. 9 in the side view,

11 eine schematische Darstellung der Bearbeitung des Werkstückes Durch interpolierende Bearbeitung mit einem Fräswerkzeug 11 a schematic representation of the machining of the workpiece by interpolating machining with a milling tool

In 1 wird eine erfindungsgemäße Bearbeitungseinheit M in dreidimensionaler Darstellung und in 2 in der Draufsicht als Prinzipskizze gezeigt. Das Maschinenbett/Gestell 1 ist im Wesentlichen L-förmig ausgebildet, mit einem sich horizontal erstreckenden ersten Schenkel 1.1 und einem sich vertikal erstreckenden Schenkel 1.2, die miteinander einteilig das Gestell 1 bilden, wodurch die Bearbeitungseinheit M eine hohe Steifigkeit aufweist.In 1 is a processing unit M according to the invention in three-dimensional representation and in 2 shown in plan view as a schematic diagram. The machine bed / frame 1 is substantially L-shaped, with a horizontally extending first leg 1.1 and a vertically extending leg 1.2 , which one-piece the frame 1 form, whereby the processing unit M has a high rigidity.

Auf dem horizontalen Schenkel 1.1 des Gestells 1 ist ein Kreuztisch 2 angeordnet, der über erste Führungselemente 3.1 horizontal in X-Richtung und über zweite Führungselemente 3.2 horizontal in Y-Richtung verschiebbar und dazu mittels entsprechender nicht dargestellter Antriebe in Kombination mit einer ebenfalls nicht dargestellten Steuerung antreibbar ist. Die Führungselemente 3.1 und 3.2 sind in Form von bekannten Linearführungen ausgebildet. Durch diese Führungselemente 3.1, 3.2 ist der Kreuztisch 2 an jede beliebige Position innerhalb des Arbeitsbereiches der Bearbeitungseinheit verfahrbar. Auf dem Kreuztisch 2 wird eine Palette 4 aufgespannt, die wenigstens ein Werkstück W aufnimmt.On the horizontal thigh 1.1 of the frame 1 is a cross table 2 arranged over the first guide elements 3.1 horizontally in the X direction and via second guide elements 3.2 horizontally displaceable in the Y direction and is driven by means of corresponding unillustrated drives in combination with a control, also not shown. The guide elements 3.1 and 3.2 are designed in the form of known linear guides. Through these guide elements 3.1 . 3.2 is the cross table 2 moved to any position within the working area of the processing unit. On the cross table 2 becomes a pallet 4 spanned, which receives at least one workpiece W.

An dem sich vertikal erstreckenden Schenkel 1.2 des Gestells 1 sind eine erste Arbeitsspindel 5.1 an einer ersten vertikalen Führung 5.1' und eine zweite Arbeitsspindel 5.2 an einer zweiten vertikalen Führung 5.2' unabhängig voneinander in Z-Richtung und somit vertikal verstellbar gelagert. Die ersten und zweiten vertikalen Führungen 5.1' und 5.2' werden jeweils aus einer ersten und einer zweiten Führungsplatte P1, P2 gebildet, die mit ersten und zweiten Führungsschienen F1, F2 in Eingriff stehen und mittels nicht dargestellter Linearantriebe vertikal in Z-Richtung verstellbar sind. An die erste Führungsplatte P1 schließt sich ein Gehäuse G1 und an die zweite Führungsplatte P2 ein zweites Gehäuse G2 an. An den vorderen Enden der Gehäuse, die sich über dem Arbeitstisch befinden, sind die nicht separat bezeichneten Spindelgehäuse mit den Arbeitsspindeln 5.1, 5.2 angeordnet. Zwischen den vertikal verstellbaren Teilen der ersten und zweiten vertikalen Führung 5.1', 5.2' und dem sich vertikal erstreckenden Schenkel 1.2 des Gestells 1 sind zum Gewichtsausgleich beispielsweise hier nicht dargestellte Zugfedern angeordnet, die dem Gewicht der vertikal verstellbaren Teile der Führungen 5.1', 5.2' und der daran aufgenommenen Arbeitsspindeln 5.1, 5.2 einschließlich deren Antriebe (nicht dargestellt) entgegenwirken. Dadurch kann der Antrieb für die vertikale Verstellung der Arbeitsspindeln 5.1, 5.2 kleiner dimensioniert werden.On the vertically extending leg 1.2 of the frame 1 are a first work spindle 5.1 on a first vertical guide 5.1 ' and a second work spindle 5.2 on a second vertical guide 5.2 ' independently of each other in the Z direction and thus mounted vertically adjustable. The first and second vertical guides 5.1 ' and 5.2 ' are each formed of a first and a second guide plate P1, P2, which are in engagement with first and second guide rails F1, F2 and are vertically adjustable by means of linear actuators, not shown, in the Z direction. The first guide plate P1 is followed by a housing G1 and the second guide plate P2 is followed by a second housing G2. At the front ends of the housings, which are located above the work table, are the spindle housings with the work spindles, which are not separately designated 5.1 . 5.2 arranged. Between the vertically adjustable parts of the first and second vertical guides 5.1 ' . 5.2 ' and the vertically extending leg 1.2 of the frame 1 are for weight balance, for example, not shown tension springs arranged, the weight of the vertically adjustable parts of the guides 5.1 ' . 5.2 ' and the work spindles received thereon 5.1 . 5.2 including their drives (not shown) counteract. This allows the drive for the vertical adjustment of the work spindles 5.1 . 5.2 be sized smaller.

Die erste Arbeitsspindel 5.1 rotiert um eine erste vertikale Drehachse A1 und die zweite Arbeitsspindel 5.2 um eine zweite vertikale Drehachse A2. Dazu weist jede Arbeitsspindel 5.1, 5.2 einen separaten nicht dargestellten Drehantrieb auf, der bevorzugt in Form eines Elektromotors ausgebildet ist. In der ersten Arbeitsspindel 5.1 ist ein erstes Werkzeug 6.1 und in der zweiten Spindel 5.2 ein zweites Werkzeug 6.2 für die Bearbeitung des auf dem Kreuztisch positionierten Werkstücks W eingespannt.The first work spindle 5.1 rotates about a first vertical axis of rotation A1 and the second work spindle 5.2 about a second vertical axis of rotation A2. For this purpose, each work spindle 5.1 . 5.2 a separate rotary drive, not shown, which is preferably formed in the form of an electric motor. In the first work spindle 5.1 is a first tool 6.1 and in the second spindle 5.2 a second tool 6.2 clamped for the processing of the workpiece W positioned on the cross table.

Um zu gewährleisten, dass die Längsachsen A1, A2 der Arbeitsspindeln in einem Abstand L zueinander angeordnet sind, der gleich oder kleiner ist, als der Verfahrweg sX des ersten Tisches T1 des Kreuztisches 2 in X-Richtung, sind die Gehäuse G1, G2 ausgehend von den Führungsplatten P1, P2 in Richtung zu den Arbeitsspindeln 5.1, 5.2 aufeinander zu geneigt.In order to ensure that the longitudinal axes A1, A2 of the work spindles are arranged at a distance L from each other that is equal to or smaller than the travel distance sX of the first table T1 of the cross table 2 in the X direction, the housings G1, G2 are, starting from the guide plates P1, P2, in the direction of the work spindles 5.1 . 5.2 inclined towards each other.

Jeder Arbeitsspindel 5.1, 5.2 ist ein separates Werkzeugmagazin zugeordnet. Der in der 1 links dargestellten ersten Arbeitsspindel 5.1 ist ein schematisch dargestelltes erstes Werkzeugmagazin 7.1 und der zweiten Arbeitsspindel 5.2 ein schematisch dargestelltes zweites Werkzeugmagazin 7.2 zugeordnet. In dem ersten und zweiten Werkzeugmagazin 7.1, 7.2 sind entsprechend der Fertigungsaufgaben weitere Werkzeuge 6.1', 6.2' aufgenommen.Every work spindle 5.1 . 5.2 is assigned a separate tool magazine. The Indian 1 left illustrated first work spindle 5.1 is a schematically illustrated first tool magazine 7.1 and the second work spindle 5.2 a schematically illustrated second tool magazine 7.2 assigned. In the first and second tool magazine 7.1 . 7.2 are according to the manufacturing tasks more tools 6.1 ' . 6.2 ' added.

Das erste und das zweite Werkzeugmagazin 7.1, 7.2 sind bevorzugt als rotierende Werkzeugmagazine mit vertikaler Drehachse A7.1, A7.2 und entsprechenden ersten/zweiten Drehantrieben 8.1, 8.2 ausgebildet und horizontal entlang der X-Achse in Richtung zu den diesen zugeordneten Arbeitsspindeln 5.1, 5.2 verstellbar. Entsprechend nicht dargestellter Ausführungsbeispiele kann die Verstellung des Werkzeugmagazins in Richtung zur Spindel auch anderweitig realisiert werden und z. B. auch auf einer Kurvenbahn liegen oder linear in einem Winkel zur X-Achse verlaufen.The first and the second tool magazine 7.1 . 7.2 are preferred as rotating tool magazines with vertical axis of rotation A7.1, A7.2 and corresponding first / second rotary actuators 8.1 . 8.2 formed and horizontally along the X-axis in the direction of the working spindles associated therewith 5.1 . 5.2 adjustable. According to non-illustrated embodiments, the adjustment of the tool magazine in the direction of the spindle can also be otherwise realized and z. B. also lie on a curved path or extend linearly at an angle to the X-axis.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist das erste Werkzeugmagazin 7.1 mit seinem ersten Drehantrieb 8.1 an einer ersten Führungsplatte 9.1 befestigt, die über Führungen 10.1 an einem ersten Querträger 11.1 in X-Richtung verschiebbar aufgenommen ist, wobei der erste Querträger 11.1 an dem sich vertikal erstreckenden Schenkel 1.2 des Gestells 1 auf der Seite der ersten Arbeitsspindel 5.1 befestigt ist.In the illustrated embodiment, the first tool magazine 7.1 with his first rotary drive 8.1 on a first guide plate 9.1 attached, via guides 10.1 on a first cross member 11.1 slidably received in the X direction, wherein the first cross member 11.1 on the vertically extending leg 1.2 of the frame 1 on the side of the first work spindle 5.1 is attached.

Das zweite Werkzeugmagazin 7.2 ist mit seinem zweiten Drehantrieb 8.2 an einer zweiten Führungsplatte 9.2 befestigt, die über Führungen 10.2 an einem zweiten Querträger 11.2 ebenfalls in X-Richtung verschiebbar aufgenommen ist, wobei der zweite Querträger 11.2 an dem sich vertikal erstreckenden Schenkel 1.2 des Gestells 1 auf der Seite der zweiten Werkzeugspindel 5.1 befestigt ist.The second tool magazine 7.2 is with his second rotary drive 8.2 on a second guide plate 9.2 attached, via guides 10.2 on a second cross member 11.2 is also slidably received in the X direction, wherein the second cross member 11.2 on the vertically extending leg 1.2 of the frame 1 on the side of the second tool spindle 5.1 is attached.

Die Werkzeugmagazine 7.1, 7.2 sind somit in X-Richtung verfahrbar.The tool magazines 7.1 . 7.2 are thus movable in the X direction.

Gemäß eines nicht dargestellten Ausführungsbeispiels können die Werkzeugmagazine auch auf einer Bahn, die von der X-Richtung abweicht in Richtung zur jeweiligen Arbeitsspindel verstellbar gelagert/geführt sein.According to an embodiment not shown, the tool magazines can also be adjustably mounted / guided on a path that deviates from the X direction in the direction of the respective work spindle.

Für eine neue Fertigungsaufgabe, wird beispielsweise das in der ersten Arbeitsspindel 5.1 aufgenommene erste Werkzeug 6.1 der Führung 5.1' auf die Höhe der in dem ersten Werkzeugwechsler 7.1 aufgenommenen Werkzeuge 6.1' bewegt (wie es in 1 dargestellt ist) und das erste Werkzeugmagazin 7.1 über die Führungen 10.1 in Richtung zur ersten Arbeitsspindel 5.1 bis zu einer Werkzeugwechselposition verfahren. In dieser Position werden mittels eines Pick-up-Werkzeugwechsels die Werkzeuge 6.1 und 6.1' ausgetauscht.For a new production task, for example, that in the first work spindle 5.1 recorded first tool 6.1 the leadership 5.1 ' to the height of the first tool changer 7.1 recorded tools 6.1 ' moved (as it is in 1 is shown) and the first tool magazine 7.1 about the guides 10.1 towards the first work spindle 5.1 moved to a tool change position. In this position, using a pick-up tool change the tools 6.1 and 6.1 ' replaced.

Die Werkzeugmagazine, die auch den Werkzeug-Wechsel realisieren, besitzen somit 2 Achsen – eine Übersetzung in Richtung der Arbeitsspindel und eine drehbare nicht bezeichnete Platte, welche die Werkzeuge trägt. Die Platte enthält alle der entsprechenden Arbeitsspindel zugeordneten Werkzeuge in kreisförmiger Anordnung. Die Anzahl und Art der Werkzeuge kann der Bearbeitungsaufgabe angepasst werden.The tool magazines, which also implement the tool change, thus have 2 axes - a translation in the direction of the work spindle and a rotatable undesignated plate, which carries the tools. The plate contains all the tools associated with the corresponding work spindle in a circular arrangement. The number and type of tools can be adapted to the machining task.

Während der Bearbeitung des Werkstücks mit einer Arbeitsspindel kann unabhängig davon die andere Werkzeugspindel einen Werkzeugwechsel durchführen und umgekehrt.During machining of the workpiece with a work spindle, the other tool spindle can independently perform a tool change and vice versa.

Das gesamte Werkzeugmagazin 7.1, 7.2 kann jeweils ausgetauscht werden, wodurch bei einem Wechsel der zu bearbeitenden Werkstücke eine sehr schnelle Umrüstung möglich ist.The entire tool magazine 7.1 . 7.2 can be replaced in each case, whereby a change of the workpieces to be machined a very fast conversion is possible.

Gemäß der Draufsicht in 2 befindet sich der Kreuztisch 2 mit dem darauf über eine Palette 4 aufgenommenen Werkstück W im Bereich der zweiten Arbeitsspindel 5.2 und wird durch das in dieser aufgenommene hier nicht sichtbare zweite Werkzeug bearbeitet. Die erste Arbeitsspindel 5.1 befindet sich in der Werkzeugwechselposition, in welcher das Werkzeug hauptzeitparallel ausgewechselt werden kann.According to the plan view in FIG 2 is the cross table 2 with it on a palette 4 recorded workpiece W in the region of the second work spindle 5.2 and is processed by the recorded here in this not visible second tool. The first work spindle 5.1 is in the tool change position, in which the tool can be replaced parallel to the main time.

Auf dem horizontalen Schenkel 1.1 des Gestells 1 ist die untere erste Tischplatte T1 des Kreuztisches 2 über die in X-Richtung angeordneten ersten Führungsschienen S1 der ersten Führungselemente 3.1 in X-Richtung in einem Verfahrweg sX verfahrbar. Auf der ersten Tischplatte T1 sitzt die zweite Tischplatte T2, die über zweite Führungselemente 3.1 zwischen erster und zweiter Tischplatte T2 und dazu vorhandener in Y-Richtung verlaufender Führungsschienen S2 in Y-Richtung um einen Verfahrweg sY verfahrbar ist, der hier kleiner ist als der Verfahrweg sX der unteren ersten Tischplatte.On the horizontal thigh 1.1 of the frame 1 is the lower first table top T1 of the cross table 2 via the first guide rails S1 of the first guide elements arranged in the X direction 3.1 in the X-direction in a travel sX movable. On the first table top T1 sits the second table top T2, the second guide elements 3.1 between the first and second table top T2 and existing existing in the Y direction guide rails S2 in the Y direction by a travel path sY is movable, which is smaller here than the travel path sX of the lower first table top.

Die erste Arbeitsspindel 5.1 ist über erste Führungselemente 5.1' und die zweite Arbeitsspindel 5.2 über zweite Führungselemente 5.2' am vertikalen Schenkel 1.2 in vertikaler Richtung verstellbar.The first work spindle 5.1 is about first guide elements 5.1 ' and the second work spindle 5.2 via second guide elements 5.2 ' on the vertical leg 1.2 adjustable in the vertical direction.

Aus den 1 und 2 ist ersichtlich, dass der Arbeitsbereich und somit das in der Bearbeitungseinheit M aufgenommene Werkstück einfach zugänglich sind.From the 1 and 2 it can be seen that the work area and thus the workpiece received in the processing unit M are easily accessible.

Es ist möglich, dass beide Werkzeugspindeln 5.1, 5.2 gleichzeitig ein Werkstück bearbeiten oder dass mit jeder Werkzeugspindel ein separates Werkstück bearbeitet wird, wobei die Werkstücke auf einer gemeinsamen Palette oder auf getrennten Paletten auf dem Kreuztisch aufgenommen sein können.It is possible that both tool spindles 5.1 . 5.2 simultaneously machining a workpiece or that a separate workpiece is machined with each tool spindle, wherein the workpieces can be accommodated on a common pallet or on separate pallets on the cross table.

Da die Spindeln so befestigt sind, dass sie möglichst nahe aneinander stehen wird ein großes, gemeinsames Arbeitsvolumen für das Bearbeiten eines gemeinsamen Teiles realisierbar.Since the spindles are fixed so that they are as close to each other as possible, a large, common work volume for editing a common part can be realized.

Das dabei die Distanz zwischen beiden Spindeln kleiner ist als die Hälfte des Verfahrweges sX in X-Richtung wird erstmalig ein uneingeschränktes Bearbeiten eines gleichen Arbeitsteiles möglich.The fact that the distance between the two spindles is smaller than half of the travel sX in the X direction is the first time an unrestricted editing of the same working part possible.

Vorteilhafter Weise werden alle Achsen (X, Y, Z1, Z2) mit Linearmotoren direkt angetrieben. Dies ermöglicht eine hohe Dynamik und Genauigkeit bei einer großen Beschleunigung.Advantageously, all axes (X, Y, Z1, Z2) are directly driven by linear motors. This allows high dynamics and accuracy with a high acceleration.

Die Y-Achse des Kreuztisches, d. h. die obere zweite Tischplatte T2 ist auf der X-Achse des Kreuztisches, d. h. auf der unteren ersten Tischplatte T1 befestigt. Dies ist umso logischer, da die Y-Achse und somit der Verstellweg sY des oberen zweiten Tisches deutlich kleiner (daher leichter) ist als die X-Achse, d. h. die untere erste Tischplatte, die in einem größeren Verfahrweg sX in X-Richtung verfahrbar ist. Um eine möglichst gute (und logische) Massenverteilung zu erreichen ist das die beste Variante – die schwerere in X-Richtung verstellbare erste Tischplatte T1 trägt die leichtere in Y-Richtung verfahrbare obere zweite Tischplatte T2.The Y axis of the cross table, that is, the upper second table top T2 is fixed on the X axis of the cross table, that is, on the lower first table top T1. This is all the more logical since the Y-axis and thus the adjustment path sY of the upper second table is significantly smaller (therefore lighter) than the X-axis, ie the lower first table top, which can be moved in the X-direction in a larger travel distance sX , To achieve the best possible (and logical) mass distribution this is the best option - the heavier in the X-direction adjustable first table top T1 carries the lighter in the Y direction movable upper second table top T2.

Es ist vorteilhaft, wenn zwischen den vertikal verstellbaren Elementen der ersten und zweiten vertikalen Führung 5.1', 5.2' und dem sich vertikal erstreckenden Schenkel 1.2 des Gestells 1 eine Vorrichtung zur Gewichtskompensation angeordnet ist, die dem Gewicht der vertikal verstellbaren Teile der Führungen 5.1', 5.2' und der daran aufgenommenen Arbeitsspindeln 5.1, 5.2 einschließlich deren Antriebe und Gehäuse entgegenwirkt.It is advantageous if between the vertically adjustable elements of the first and second vertical guide 5.1 ' . 5.2 ' and the vertically extending leg 1.2 of the frame 1 a device for weight compensation is arranged, which is the weight of the vertically adjustable parts of the guides 5.1 ' . 5.2 ' and the work spindles received thereon 5.1 . 5.2 including their drives and housing counteracts.

Dazu erstrecken sich beispielsweise gemäß 3 und 4 ausgehend von dem Schenkel 1.2 des Gestells 1, zwei Streben 19 vertikal nach oben. Zwischen jeweils einer Strebe 19 und einer Führungsplatte P1, P2 ist jeweils ein Kompensationselement angeordnet, welches einen Gewichtsausgleich realisiert.These extend, for example, according to 3 and 4 starting from the thigh 1.2 of the frame 1 , two struts 19 vertically upwards. Between each strut 19 and a guide plate P1, P2 is arranged in each case a compensation element which realizes a weight compensation.

in 3 ist das Kompensationselement in Form einer Kompensationsfeder 19 ausgebildet, die als Zugfeder ausgebildet ist und die mit einer Federkraft dem Gewicht der der vertikal verstellbaren Führungsplatten P1, P2 mit den daran angeordneten Elementen entgegenwirkt.in 3 is the compensation element in the form of a compensation spring 19 formed, which is designed as a tension spring and which counteracts with a spring force the weight of the vertically adjustable guide plates P1, P2 with the elements arranged thereon.

Eine alternative Variante mit einem Kompensationselement in Form eines hydraulischen oder pneumatischen Kolbens 21 zeigt 4. Der Kolben 21 weist ein festes Teil 21.1 auf, welches über eine erste Koppel 22.1 mit der Strebe 19 verbunden ist. Der bewegliche Teil 21.2 des Kolbens 21 ist jeweils mit einer Führungsplatte P1, P2 wirkverbunden. Auch hier wird durch den Kolben 21 eine Kraft erzeugt, die dem Gewicht der Führungsplatte P1, P2 mit den daran aufgenommenen Teilen entgegenwirkt. Durch die Gewichtskompensation ist es möglich, den Antrieb zur linearen Verstellung der Arbeitsspindeln in Z-Richtung deutlich kleiner zu gestalten als ohne Gewichtskompensation.An alternative variant with a compensation element in the form of a hydraulic or pneumatic piston 21 shows 4 , The piston 21 has a fixed part 21.1 on which one over a first paddock 22.1 with the strut 19 connected is. The moving part 21.2 of the piston 21 is in each case operatively connected to a guide plate P1, P2. Again, by the piston 21 generates a force which counteracts the weight of the guide plate P1, P2 with the parts received thereon. Due to the weight compensation, it is possible to make the drive for the linear adjustment of the work spindles in the Z direction significantly smaller than without weight compensation.

Eine Draufsicht eines ersten Werkzeugmagazins 7.1 mit einem Gehäuse 12, welches in Richtung zur Werkzeugwechselposition eine Öffnung 12.1 aufweist, so dass ein Werkstück 6.1' entnommen werden kann, wobei die Öffnung 12.1 mit einer Abdeckung 13 verschließbar und freigebbar ist, wird in 5 in geschlossener Position und in 6 in geöffneter Position gezeigt.A top view of a first tool magazine 7.1 with a housing 12 which is an opening towards the tool change position 12.1 has, so that a workpiece 6.1 ' can be taken, with the opening 12.1 with a cover 13 lockable and releasable is in 5 in closed position and in 6 shown in open position.

Die Abdeckung 13 ist wird in einer Führungsschiene 15 am Gehäuse 12 schwenkbeweglich geführt und ist mit einem ersten Ende 14.1 einer Koppel 14 drehgelenkig verbunden. Das zweite Ende 14.2 der Koppel 14 ist drehgelenkig über eine Strebe 16 mit dem ersten Querträger 11.1 verbunden.The cover 13 is being in a guide rail 15 on the housing 12 pivotally guided and is with a first end 14.1 a paddock 14 pivotally connected. The second end 14.2 the paddock 14 is pivotal about a strut 16 with the first cross member 11.1 connected.

Um aus der geschlossenen Position der Abdeckung 13 gemäß 3 in die geöffnete Position gemäß 4 für den Werkzeugwechsel zu gelangen, bewegt sich die erste Führungsplatte 9.1 mit dem ersten Werkzeugmagazin 7.1 in Richtung zum Gestell 1. Da die Abdeckung über die Koppel 14 und die Strebe 16 mit dem ersten Querträger 11.1 verbunden ist, wird zwangsweise die Abdeckung 13 im Verhältnis zum Gehäuse 12 in der Führungsschiene geschwenkt, so dass die Öffnung 12.1 des Gehäuses 12 freigegeben wird (4). Nach dem Werkzeugwechsel bewegt sich das Werkzeugmagazin 7.1 in seine Ausgangsposition zurück und die Abdeckung 13 wird zwangsweise durch die mechanische Kopplung mit der Koppel 14 und der Strebe 16 mit dem ersten Querträger 11.1 geschlossen.To get out of the closed position of the cover 13 according to 3 in the open position according to 4 to get to the tool change, moves the first guide plate 9.1 with the first tool magazine 7.1 towards the rack 1 , Because the cover over the paddock 14 and the strut 16 with the first cross member 11.1 connected, forcibly becomes the cover 13 in relation to the housing 12 pivoted in the guide rail, leaving the opening 12.1 of the housing 12 is released ( 4 ). After the tool change, the tool magazine moves 7.1 back to its starting position and the cover 13 is forced by the mechanical coupling with the coupling 14 and the strut 16 with the first cross member 11.1 closed.

Analog ist auch der im Wesentlichen baugleiche zweite hier nicht dargestellte Werkzeugwechsler mit einer Abdeckung versehen, die sich mechanisch durch die vorbenannt beschriebene Kopplung öffnet und schließt.Similarly, the substantially identical second tool changer (not shown here) is also provided with a cover which opens and closes mechanically by the coupling described above.

Ein Transfersystem unter Anwendung vier im Wesentlichen baugleicher Bearbeitungseinheiten M, die linear angeordnet sind, ist in 7 dargestellt. Zwischen den einzelnen Modulen M ist ein Handlingsystem bzw. Transfersystem 17 der aufgespannten Werkstücke für diese lineare Anordnung der Bearbeitungseinheiten/Module M vorgesehen.A transfer system using four substantially identical processing units M arranged linearly is shown in FIG 7 shown. Between the individual modules M is a handling system or transfer system 17 the clamped workpieces for this linear arrangement of the processing units / modules M provided.

Gemäß 8 ist es auch möglich, die Bearbeitungseinheiten/Module M kreisförmig anzuordnen, wie es hier am Beispiel von 4 kreisförmig angeordneten Bearbeitungseinheiten M schematisch dargestellt ist. Zwischen den Modulen 4 ist hier ein Handlingsystem bzw. Transfersystem 18 der aufgespannten Werkstücke für die kreisförmige Anordnung der Bearbeitungseinheiten M vorgesehen.According to 8th it is also possible to arrange the processing units / modules M circular, as shown schematically here by the example of 4 circularly arranged processing units M. Between the modules 4 Here is a handling system or transfer system 18 the clamped workpieces for the circular arrangement of the processing units M provided.

Nachfolgend wird der Unterschied zwischen der Bearbeitung mit einem Profilwerkzeug 23 und einem konventionellen Fräswerkzeug 24 erläutert (s. 9) wobei beide Bearbeitungsvarianten mit der erfindungsgemäßen Lösung einzeln oder in Kombination realisierbar sind. Das Profilwerkzeug 23 und das konventionelle Fräswerkzeug 24 sind in den 9 bis 11 vereinfacht ohne Schneiden dargestellt. Das Werkstück W weist gemäß der Figuren 9 und 10 eine mit dem Profilwerkzeug 23 durch „Eintauchen” in das Werkstück W Z-Richtung erzeugte Ausnehmung 25 auf, die ein Negativ der Form des Formwerkzeuges 23 bildet.The following is the difference between editing with a profile tool 23 and a conventional milling tool 24 explains (s. 9 ) wherein both processing variants with the inventive solution individually or in combination can be realized. The profile tool 23 and the conventional milling tool 24 are in the 9 to 11 simplified shown without cutting. The workpiece W has according to the figures 9 and 10 one with the profile tool 23 by "immersion" in the workpiece W Z direction generated recess 25 which is a negative of the shape of the mold 23 forms.

Das drehende Profilwerkzeug 23 wird einfach in Z-Richtung abgetaucht und bearbeitet dann automatische die exakte Form („das Negativ”) ins Werkstück in EINER Bewegung (abtauchen in Z-Richtung).The rotating profile tool 23 is simply submerged in the Z direction and then automatically processes the exact shape ("the negative") into the workpiece in ONE motion (descend in Z direction).

Die Bearbeitung mit einem konventionellen Fräser 25 durch Interpolation ist in 11 schematisch dargestellt. Das Werkstück W ist zu Illustrationszwecken transparent. Um die gewünschte Form, hier Ausnehmung 25, im Werkstück W zu erzeugen, muss der konventionelle Fräser verschiedene Kreise relativ zum Werkstück W interpolieren/verfahren und noch zusätzlich in verschiedenen Tiefen in Z-Richtung in das Werkstück W eintauchen. In diesem Beispiel gemäß 11 muss der konventionelle Fräser 24 drei Kreise in X/Y abfahren, und zwischen jedem Kreis die Z-Koordinate verstellen. Der konventionelle Fräser 24 muss also MEHRERE komplexe Bewegungen interpolieren/verfahren. Bei der erfindungsgemäßen Bearbeitungsvorrichtung bewegt sich nicht der Fräser in X-Y Richtung sondern das Werkstück W auf dem Kreuztisch 2, was aber schlussendlich das gleiche Resultat durch die Relativbewegung ergibt). Damit das der herkömmliche Fräser 24 konkurrenzfähig ist (von der Bearbeitungszeit her), müssen sehr schnell und mit einer hohen Präzision die verschiedenen Bewegungen abgefahren werden. Hier liegt ein entscheidender Vorteil/Eigenschaft der erfindungsgemäßen Bearbeitungseinheit, bei der durch die Direktantriebe sehr hohe Beschleunigungen in der Größenordnung von 3 G und darüber realisierbar sind Soll ein anderes neues Formelement/eine andere neue Ausnehmung 25 im Werkstück W erzeugt werden, muss man das Formwerkzeug 23 gegen ein anderes Formwerkzeug auswechseln bzw. ein neues Formwerkzeug kaufen oder entwickeln bzw. herstellen, denn ein Profilwerkzeug kann nur eine genau definierte Form fräsen. Mit dem Fräser 24 muss man lediglich die Bewegungsbahnen des Kreuztisches durch umprogrammieren verändern, in Überlagerung mit der „Eintauchtiefe” des Fräsers. Dies ist bezüglich der Flexibilität ein großer Vorteil zu herkömmlichen Lösungen, bei welchen viele Profilwerkzeuge erforderlich sind. Auch von der Logistik her ist diese Bearbeitungsvariante von Vorteil, denn man muss nicht eine Vielzahl (ggf. mehrere hundert) verschiedene Profilwerkzeuge verwalten und bereitstellen. The processing with a conventional cutter 25 through interpolation is in 11 shown schematically. The workpiece W is transparent for illustrative purposes. To the desired shape, here recess 25 In order to produce in the workpiece W, the conventional milling cutter has to interpolate / move different circles relative to the workpiece W and, in addition, to dip into the workpiece W at different depths in the Z direction. In this example according to 11 must be the conventional cutter 24 Move three circles in X / Y, and adjust the Z-coordinate between each circle. The conventional cutter 24 MUST therefore interpolate / move multiple complex movements. In the processing device according to the invention, not the cutter moves in the XY direction but the workpiece W on the cross table 2 , but this ultimately results in the same result by the relative movement). So that the conventional cutter 24 is competitive (from the processing time ago), very fast and with high precision the various movements have to be traversed. This is a decisive advantage / feature of the processing unit according to the invention, in which by the direct drives very high accelerations in the order of 3 G and above can be realized Should another new form element / another new recess 25 In the workpiece W are generated, you have the mold 23 replace with another mold or buy or develop or manufacture a new mold, because a profile tool can mill only a well-defined shape. With the router 24 you only have to change the trajectories of the cross table by reprogramming, in superposition with the "immersion depth" of the router. This is a great advantage in terms of flexibility over conventional solutions where many profile tools are required. This processing variant is also advantageous from the logistics point of view, because you do not have to manage and provide a large number (possibly several hundred) of different profile tools.

Ein einfacher Bohrer oder eine Reibahle ist auch eine Art Profilwerkzeug/Sonderwerkzeug, denn damit kann jeweils nur ein bestimmter Durchmesser hergestellt bzw. bearbeitet werden. Sind in einem Werkstück W viele verschiedene Bohrungen (typisch für Uhrenplatinen) zu erzeugen, muss herkömmlich für jede Bohrung ein entsprechender Bohrer und eine Reibahle eingesetzt werden. Dies erfordert eine Vielzahl unterschiedlicher Werkzeuge, eine komplexe Logistik, wobei keine Möglichkeit besteht, einen Durchmesser zu verändern, denn dieser ist durch die Werkzeuge definiert.A simple drill or a reamer is also a kind of profile tool / special tool, because so only one particular diameter can be produced or edited. If many different holes (typical for clock boards) are to be produced in a workpiece W, a corresponding drill and a reamer must conventionally be used for each hole. This requires a variety of different tools, a complex logistics, with no possibility to change a diameter, because this is defined by the tools.

Mit der erfindungsgemäßen Lösung ist es möglich, alle Löcher mit einem Bohrer (insbesondere mit dem kleinsten Durchmesser) vorzubohren. Danach werden mit einem konventionellen Fräser 24 die vorgebohrten Löcher durch kreisförmige Interpolation über eine Bewegung des Kreuztisches auf den angezielten Durchmesser ausgefräst.With the solution according to the invention it is possible to pre-drill all holes with a drill (in particular with the smallest diameter). After that, use a conventional router 24 the pre-drilled holes milled by circular interpolation over a movement of the cross table to the targeted diameter.

Mit nur zwei Werkzeigen sind dadurch viele unterschiedliche Ausnehmungen (auch unrunde) im Werkstück herstellbar. Dies erhöht die Anpassungsfähigkeit, denn der Durchmesser ist lediglich durch Programmierung veränderbar. Dies muss jedoch mit hoher Vorschubgeschwindigkeit geschehen um konkurrenzfähig zu herkömmlichen Profilwerkzeugen zu sein.With only two Werkzeigen thereby many different recesses (even non-round) can be produced in the workpiece. This increases the adaptability, because the diameter can only be changed by programming. However, this must be done at a high feed rate in order to be competitive with conventional profile tools.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Gestellframe
1.11.1
erster Schenkelfirst leg
1.21.2
zweiter Schenkelsecond leg
22
Kreuztischcross table
3.13.1
erstes Führungselementfirst guide element
3.23.2
zweites Führungselementsecond guide element
44
Palettepalette
5.15.1
erste Arbeitsspindelfirst work spindle
5.1'5.1 '
erste vertikale Führungfirst vertical guidance
5.25.2
zweite Arbeitsspindelsecond work spindle
5.2'5.2 '
zweite vertikale Führungsecond vertical guidance
6.16.1
erstes Werkzeugfirst tool
6.26.2
zweites Werkzeugsecond tool
6.1'6.1 '
weiteres Werkzeuganother tool
6.2'6.2 '
weiteres Werkzeuganother tool
7.17.1
erstes Werkzeugmagazinfirst tool magazine
7.27.2
zweites Werkzeugmagazinsecond tool magazine
8.18.1
erster Drehantriebfirst rotary drive
8.28.2
zweiter Drehantriebsecond rotary drive
9.19.1
erste Führungsplattefirst guide plate
9.29.2
zweite Führungsplattesecond guide plate
10.110.1
Führungenguides
10.210.2
Führungenguides
11.111.1
erster Querträgerfirst cross member
11.211.2
zweiter Querträgersecond cross member
1212
Gehäusecasing
12.112.1
Öffnungopening
12.212.2
Öffnungopening
1313
Abdeckungcover
1414
Koppelpaddock
14.114.1
erstes Ende der Koppel 14 first end of the paddock 14
14.214.2
weites Ende der Koppel 14 wide end of the paddock 14
1515
Führungsschieneguide rail
1616
Strebestrut
1717
Transfersystemtransfer system
1818
Handlingsystem bzw. TransfersystemHandling system or transfer system
1919
Vertikale StrebeVertical strut
2020
Kompensationsfedercompensation spring
2121
hydraulischer oder pneumatischer Kolbenhydraulic or pneumatic piston
21.121.1
hydraulischer oder pneumatischer Kolben, festes Teilhydraulic or pneumatic piston, solid part
21.221.2
hydraulischer oder pneumatischer Kolben, bewegliches Teilhydraulic or pneumatic piston, moving part
22.122.1
obere Koppelupper paddock
22.2 22.2
untere Koppellower paddock
2323
Profilwerkzeugprofile tool
2424
konventioneller Fräserconventional cutter
2525
Ausnehmungrecess
A1A1
erste vertikale Drehachsefirst vertical axis of rotation
A2A2
zweite vertikale Drehachsesecond vertical axis of rotation
A7.1A7.1
vertikale Drehachse des ersten Werkzeugmagazinsvertical axis of rotation of the first tool magazine
A7.2A7.2
vertikale Drehachse des zweiten Werkzeugmagazinsvertical axis of rotation of the second tool magazine
F1F1
erste Führungsleistenfirst guide rails
F2F2
zweite Führungsleistensecond guide rails
LL
Abstand zwischen den vertikalen Drehachsen A1, A2 der Arbeitsspindeln 5.1, 5.2 Distance between the vertical axes of rotation A1, A2 of the work spindles 5.1 . 5.2
MM
Bearbeitungseinheitprocessing unit
P1P1
erste Führungsplattefirst guide plate
P2P2
zweite Führungsplattesecond guide plate
S1S1
Führungsschienenguide rails
S2S2
Führungsschienenguide rails
sXsX
Verfahrweg der ersten Tischplatte T1 in X-RichtungTravel of the first table top T1 in the X direction
sYsY
Verfahrweg des zweiten Tischplatte T2 in Y-RichtungTravel of the second table top T2 in the Y direction
T1T1
Tischplattetabletop
T2T2
Tischplattetabletop
WW
Werkstückworkpiece
αα
Winkel zwischen den Gehäusen G1, G2Angle between the housings G1, G2

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 19744157 A1 [0008] DE 19744157 A1 [0008]
  • DE 102009025930 A1 [0010] DE 102009025930 A1 [0010]
  • TW 385430 U1 [0011] TW 385430 U1 [0011]
  • US 2012/0107064 A1 [0011] US 2012/0107064 A1 [0011]

Claims (18)

Bearbeitungseinheit mit zwei Arbeitsspindeln (5.1, 5.2) zur Bearbeitung einer Seite wenigstens eines auf einem Arbeitstisch mittels eines Werkstückträgers aufgenommenen Werkstücks (W) unter Verwendung wenigstens eines Werkzeugmagazins, wobei – der Arbeitstisch in Form eines Kreuztisches (2) ausgebildet ist, der horizontal in X-Richtung über einen Verfahrweg (sX) und in Y-Richtung über einen Verfahrweg sY) verfahrbar ist, – die Arbeitsspindeln (5.1, 5.2) unabhängig voneinander vertikal in Z-Richtung verstellbar sind und – die Arbeitsspindeln (5.1, 5.2) mit ihren vertikalen Drehachsen (A1, A2) horizontal in X-Richtung in einem Abstand (L) voneinander beabstandet sind, der im Wesentlichen dem halben Verfahrweg (sX) des Kreuztisches (2) entspricht oder der kleiner ist als der halbe Verfahrweg (sX) des Kreuztisches (2) in X-Richtung.Machining unit with two spindles ( 5.1 . 5.2 ) for machining a side of at least one workpiece (W) received on a work table by means of a workpiece carrier using at least one tool magazine, wherein - the work table in the form of a cross table ( 2 ) is formed, which is horizontally movable in the X direction over a travel path (sX) and in the Y direction over a travel path sY), - the work spindles ( 5.1 . 5.2 ) are independently adjustable vertically in the Z direction and - the work spindles ( 5.1 . 5.2 ) with their vertical axes of rotation (A1, A2) horizontally in the X direction at a distance (L) are spaced from each other, which is substantially half the path (sX) of the cross table (SX) 2 ) or is less than half the travel (sX) of the cross table ( 2 ) in X direction. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – die nach oben weisende Seite eines Werkstücks (W) durch jeweils eine mit einem Werkzeug (6.1 oder 6.2) bestückte Arbeitsspindel (5.1 oder 5.2) bearbeitbar ist, während die jeweils andere Arbeitsspindel mit einem neuen Werkzeug bestückbar ist oder – die nach oben weisende Seite eines Werkstücks (W) gleichzeitig durch beide Arbeitsspindeln (5.1, 5.2) bearbeitbar ist oder – durch die zwei Arbeitsspindeln (5.1, 5.2) mehrere auf dem Werkstückträger aufgenommene Werkstücke (W) gleichzeitig und/oder nacheinander bearbeitbar sind.Machining unit according to claim 1, characterized in that - the upwardly facing side of a workpiece (W) by one each with a tool ( 6.1 or 6.2 ) equipped work spindle ( 5.1 or 5.2 ) is machinable, while the other work spindle is equipped with a new tool or - the upwardly facing side of a workpiece (W) simultaneously by both spindles ( 5.1 . 5.2 ) is machinable or - by the two spindles ( 5.1 . 5.2 ) are recorded on the workpiece carrier workpieces (W) simultaneously and / or successively editable. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten und zweiten vertikalen Führungen (5.1') und (5.2') jeweils aus einer ersten und einer zweiten Führungsplatte (P1, P2) gebildet werden, die mit ersten und zweiten Führungsschienen (F1, F2) in Eingriff stehen und mittels Linearantrieben vertikal in Y-Richtung verstellbar sind und dass sich an die erste Führungsplatte (P1) ein Gehäuse (G1) und an die zweite Führungsplatte (P2) ein zweites Gehäuse (G2) anschließt an deren vorderen Enden die sich über dem Arbeitstisch befinden, die Spindelgehäuse mit den Arbeitsspindeln (5.1, 5.2) angeordnet sind, wobei sich der Abstand der Gehäuse (G1, G2) in Richtung zu den Arbeitsspindeln (5.1, 5.2) so verringert, dass zwischen den Arbeitsspindeln der Abstand (L1) vorhanden ist.Machining unit according to claim 1 or 2, characterized in that the first and second vertical guides ( 5.1 ' ) and ( 5.2 ' ) are each formed of a first and a second guide plate (P1, P2) which are in engagement with first and second guide rails (F1, F2) and are vertically adjustable by means of linear drives in the Y direction and in that the first guide plate (P1 ) a housing (G1) and to the second guide plate (P2) a second housing (G2) connects at the front ends which are located above the work table, the spindle housing with the spindles ( 5.1 . 5.2 ) are arranged, wherein the distance of the housing (G1, G2) in the direction of the working spindles ( 5.1 . 5.2 ) is reduced so that between the spindles of the distance (L1) is present. Bearbeitungseinheit nach einem Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gehäuse (G1, G2) ausgehend von den Führungsplatten (P1, P2) in Richtung zu den Arbeitsspindeln (5.1, 5.2) in einem Winkel (α) zueinander geneigt sind.Machining unit according to claim 3, characterized in that the housings (G1, G2) starting from the guide plates (P1, P2) in the direction of the work spindles ( 5.1 . 5.2 ) are inclined at an angle (α) to each other. Bearbeitungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den vertikal verstellbaren Elementen der ersten und zweiten vertikalen Führung (5.1', 5.2') und dem sich vertikal erstreckenden Schenkel (1.2) des Gestells (1) je eine Vorrichtung zur Gewichtskompensation angeordnet ist, die dem Gewicht der vertikal verstellbaren Teile der Führungen (5.1', 5.2') und der daran aufgenommenen Arbeitsspindeln (5.1, 5.2) einschließlich deren Antriebe und Gehäuse entgegenwirkt.Machining unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that between the vertically adjustable elements of the first and second vertical guide ( 5.1 ' . 5.2 ' ) and the vertically extending leg ( 1.2 ) of the frame ( 1 ) is arranged in each case a device for weight compensation, the weight of the vertically adjustable parts of the guides ( 5.1 ' . 5.2 ' ) and the work spindles ( 5.1 . 5.2 ) counteracts including their drives and housing. Bearbeitungsstation nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sich ausgehend von dem Schenkel (1.2) des Gestells (1) eine Strebe (19) erstreckt und dass jeweils zwischen einer Strebe (19) und einer Führungsplatte (P1, P2) ein Kompensationselement angeordnet ist.Processing station according to claim 5, characterized in that starting from the leg ( 1.2 ) of the frame ( 1 ) a strut ( 19 ) and that in each case between a strut ( 19 ) and a guide plate (P1, P2) is arranged a compensation element. Bearbeitungsstation nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kompensationselement in Form einer Kompensationsfeder (19), oder eines hydraulischen oder pneumatischen Kolbens (21) ausgebildet ist.Processing station according to claim 5 or 6, characterized in that the compensation element in the form of a compensation spring ( 19 ), or a hydraulic or pneumatic piston ( 21 ) is trained. Bearbeitungsstation nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Arbeitsspindel (5.1, 5.2) ein Werkzeugmagazin (7.1, 7.2) zugeordnet ist, mit denen das an der Arbeitsspindel (5.1, 5.2) aufgenommene Werkzeug (6.1, 6.2) wechselbar ist, wobei die beiden Arbeitsspindeln (5.1, 5.2) aus den Werkzeugmagazinen (7.1, 7.2) mit gleichen oder unterschiedlichen Werkzeugen bestückbar sind, wobei jedes Werkzeugmagazin (7.1, 7.2) in Richtung zu der diesem zugeordneten Arbeitsspindel (6.1, 6.2) verstellbar und das Werkzeug im pick-up Betrieb wechselbar ist.Processing station according to one of claims 1 to 7, characterized in that each working spindle ( 5.1 . 5.2 ) a tool magazine ( 7.1 . 7.2 ), with which the on the work spindle ( 5.1 . 5.2 ) recorded tool ( 6.1 . 6.2 ) is changeable, whereby the two work spindles ( 5.1 . 5.2 ) from the tool magazines ( 7.1 . 7.2 ) can be equipped with the same or different tools, each tool magazine ( 7.1 . 7.2 ) in the direction of the associated work spindle ( 6.1 . 6.2 ) adjustable and the tool is changeable in pick-up operation. Bearbeitungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Arbeitsspindeln (5.1, 5.2) an einem sich vertikal erstreckenden Bereich eines im Wesentlichen L-förmigen Gestells (1) und der Kreuztisch (2) auf einem sich horizontal erstreckenden Bereich des Gestells (1) angeordnet sind und dass jedes Werkzeugmagazin (7.1, 7.2) mit dem sich vertikal erstreckenden Bereich des Gestells (1) über einen Querträger verbunden ist.Machining unit according to one of claims 1 to 8, characterized in that the two working spindles ( 5.1 . 5.2 ) at a vertically extending portion of a substantially L-shaped frame ( 1 ) and the cross table ( 2 ) on a horizontally extending portion of the frame ( 1 ) and that each tool magazine ( 7.1 . 7.2 ) with the vertically extending portion of the frame ( 1 ) is connected via a cross member. Bearbeitungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeugmagazin (7.1, 7.2) als rotierendes Werkzeugmagazin mit vertikaler Drehachse (A7.1, A7.2) ausgebildet und horizontal in Richtung zur Arbeitsspindel (5.1, 5.2) verstellbar und von einem eine Öffnung aufweisenden Gehäuse (12) ummantelt ist und dass eine Abdeckung (13) jedes Werkzeugmagazins (7.1, 7.2) mit einem ersten Ende (14.1) einer Koppel (14) verbunden ist, dessen zweites Ende (14.2) mit dem Gestell (1) und/oder dem zugehörigen Querträger gekoppelt ist, so dass die Abdeckung (13) bei einer Bewegung des Werkzeugmagazins (7.1, 7.2) in Richtung zur Arbeitsspindel (5.1, 5.2) in einen geöffneten Zustand bringbar und bei einer entgegen gerichteten Bewegung des Werkzeugmagazins (7.1, 7.2) schließbar ist.Machining unit according to one of claims 1 to 9, characterized in that the tool magazine ( 7.1 . 7.2 ) designed as a rotating tool magazine with a vertical axis of rotation (A7.1, A7.2) and horizontally in the direction of the work spindle ( 5.1 . 5.2 ) adjustable and by a housing having an opening ( 12 ) and that a cover ( 13 ) of each tool magazine ( 7.1 . 7.2 ) with a first end ( 14.1 ) a coupling ( 14 ), whose second end ( 14.2 ) with the frame ( 1 ) and / or the associated cross member is coupled, so that the cover ( 13 ) at a movement of the tool magazine ( 7.1 . 7.2 ) in the direction of the work spindle ( 5.1 . 5.2 ) can be brought into an open state and in an oppositely directed movement of the tool magazine ( 7.1 . 7.2 ) is closable. Bearbeitungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Werkzeug (6.1, 6.2) in Form eines Fräswerkzeuges, welches einer Arbeitsspindel (5.1, 5.2) zugeordnet ist, unterschiedliche Vertiefungen und/oder Durchbrüche und/oder Konturen in dem Werkstück (W) durch Interpolation und entsprechende programmierte Bewegungen des Kreuztisches (2) in X-Y-Richtung in Verbindung mit einer Bewegung des Werkzeuges in Z-Richtung erzeugbar sind.Machining unit according to one of claims 1 to 10, characterized in that with a tool ( 6.1 . 6.2 ) in the form of a milling tool, which a work spindle ( 5.1 . 5.2 ), different recesses and / or openings and / or contours in the workpiece (W) by interpolation and corresponding programmed movements of the cross table ( 2 ) in the XY direction in connection with a movement of the tool in the Z direction can be generated. Bearbeitungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Werkzeuge in Form von Umformwerkzeugen ausgebildet sind.Machining unit according to one of claims 1 to 11, characterized in that one or more tools in the form of forming tools are formed. Bearbeitungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Position des Werkzeuges durch die Erfassung der Längenveränderung eines Spindelschaftes zu einem Spindelgehäuse der Arbeitsspindel (6.1, 6.2) bestimmbar ist.Machining unit according to one of claims 1 to 12, characterized in that the position of the tool by detecting the change in length of a spindle shaft to a spindle housing of the work spindle ( 6.1 . 6.2 ) is determinable. Bearbeitungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger in Form einer Palette (4) ausgebildet ist und dass die Position des in der Palette (4) aufgenommenen Werkstücks (W) durch Echtzeitkalibrierung ermittelbar ist.Machining unit according to one of claims 1 to 13, characterized in that the workpiece carrier in the form of a pallet ( 4 ) and that the position of the in the pallet ( 4 ) recorded workpiece (W) can be determined by real time calibration. Bearbeitungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe des Kreuztisches (4) und/oder die Antriebe zur Verstellung der Spindeln in Z-Richtung diese mit einer Beschleunigung bis zu 3 g und darüber beaufschlagen.Machining unit according to one of claims 1 to 14, characterized in that the drives of the cross table ( 4 ) and / or the drives for the adjustment of the spindles in the Z direction act on them with an acceleration of up to 3 g and above. Bearbeitungseinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine Bearbeitungseinheit (M) mit zumindest einer weiteren Bearbeitungseinheit (M) im Wesentlichen gleicher Bauart kombiniert ist.Machining unit according to one of claims 1 to 15, characterized in that a processing unit (M) is combined with at least one further processing unit (M) of substantially the same design. Bearbeitungseinheit nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese mit anderen Bearbeitungseinheiten (M) im Wesentlichen gleicher Bauart in linearer Anordnung oder kreisförmiger Anordnung zu einem Transfersystem kombiniert ist, wobei zwischen den Bearbeitungseinheiten (M) ein Handlingsystem (18) für die Übergabe der Werkstücke (W) angeordnet ist.Machining unit according to claim 17, characterized in that it is combined with other machining units (M) of essentially the same design in a linear arrangement or a circular arrangement to form a transfer system, wherein between the machining units (M) a handling system ( 18 ) is arranged for the transfer of the workpieces (W). Bearbeitungseinheit nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkstück (W) mit dem Handlingsystem (18) während des Transfers drehbar ist.Machining unit according to claim 18, characterized in that the workpiece (W) with the handling system ( 18 ) is rotatable during the transfer.
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