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ANWENDUNGSGEBIET UND STAND DER TECHNIK
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Honmaschine zur Durchführung von Honoperationen an mindestens einer Bohrung in einem Werkstück, insbesondere zur Honbearbeitung von Zylinderbohrungen in einem Zylinderkurbelgehäuse. Die Erfindung bezieht sich auch eine Fertigungsanlage mit mehreren Bearbeitungsmaschinen zur Bearbeitung eines Werkstücks und mit einem Fördersystem zur Förderung von Werkstücken zu den Bearbeitungsmaschinen und von den Bearbeitungsmaschine.
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Das Honen ist ein Zerspanungsverfahren mit geometrisch unbestimmten Schneiden, bei dem ein vielschneidiges Honwerkzeug mit gebundenem Schneidmittel während einer Honoperation in der Bohrung eine aus zwei Komponenten bestehende Arbeitsbewegung ausführt, die zu einer charakteristischen Oberflächenstruktur der bearbeiteten Innenfläche führt, in der Regel mit überkreuzten Bearbeitungsspuren. Die von einer Honspindel einer Honmaschine auf das Honwerkzeug übertragene Arbeitsbewegung besteht daher in der Regel aus einer axial hin- und hergehenden Hubbewegung und einer dieser überlagerten Drehbewegung. Durch Honen sind endbearbeitete Oberflächen herstellbar, die extrem hohen Anforderungen bezüglich Maß- und Formtoleranzen sowie hinsichtlich der Oberflächenstruktur genügen. Dementsprechend werden beispielsweise beim Motorenbau Zylinderlaufflächen, d. h. Innenflächen von Zylinderbohrungen in einem Zylinderkurbelgehäuse (ZKG) oder in einer in ein Zylinderkurbelgehäuse einzubauenden Zylinderhülse, Lagerflächen für Wellen, z. B. in einer Kurbelwellenlagerbohrung, oder die zylindrischen Innenflächen in Pleuelaugen einer Honbearbeitung unterzogen. Auch Lagerflächen an Pleueln, Zahnrädern oder Bauteilen für andere Kraft- und Arbeitsmaschinen, beispielsweise Kompressoren, werden häufig mittels Honen bearbeitet.
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Bei der Bearbeitung von Zylinderlaufflächen werden typischerweise mehrere unterschiedliche, aufeinander folgende Honoperationen durchgeführt, z. B. ein Vorhonen zur Erzeugung der erforderlichen Grundform und ein Fertighonen, mit dem die letztendlich benötigte Oberflächenstruktur erzeugt wird. Durch Messschritte kann der Bearbeitungserfolg überprüft werden.
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Bei der Massenfertigung von Zylinderkurbelgehäusen und anderen durch Honen zu bearbeitenden Werkstücken werden häufig mehrspindlige Honmaschinen eingesetzt, die beispielsweise eine Vorhoneinheit und eine Fertighoneinheit umfassen, wobei ein vorgehontes Werkstück innerhalb der Honmaschine unmittelbar an die Fertighoneinheit übergeben werden kann. Einrichtungen für weitere Prozesse, wie Messen und Entgraten, können in eine solche Honmaschine integriert sein. Zur Erhöhung der Fertigungskapazität kann eine Honanlage mehrere Honmaschinen in einer mit Hilfe eines Fördersystems verketteten Anordnung enthalten.
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Das deutsche Patent
DE 10 2007 045 619 B4 beschreibt eine Vorrichtung zur Feinbearbeitung von Werkstücken, die insbesondere zum Honen und/oder Feinbohren von Zylinderbohrungen in Zylinderkurbelgehäusen eingerichtet werden kann. Innerhalb eines Moduls mit im Wesentlichen rechteckigen Grundriss sind an zwei einander gegenüberliegenden Längsseiten je ein oder zwei horizontal verschiebbare Bearbeitungseinheiten zum Honen und/oder Feinbohren vorgesehen. Die Bearbeitungseinheiten sollen zur Durchführung aller Honverfahren und auch zum Feinbohren geeignet sein. Ein Modul ist als Kabine mit Seitenwänden entlang der beiden Längsseiten ausgestaltet. Die Bearbeitungseinheiten sind an horizontal verfahrbaren Schlitten befestigt, die entlang von Linearführungen laufen, welche an den einander zugewandten Innenseiten der Seitenwände angebracht sind. Zwischen den die Bearbeitungseinheiten tragenden Seitenwänden befindet sich ein Serviceraum, der für eine Bedienperson durch einen stirnseitigen Zugang erreichbar ist. Die Werkstücke werden durch miteinander fluchtende Portale in den Seitenwänden in jeweilige Bearbeitungsstationen transportiert, an denen sie von den jeweils an der zugeordneten Längsseite angeordneten Bearbeitungseinheiten erreicht werden können. Mit dem Modul sollen möglichst viele unterschiedliche Bearbeitungsverfahren, zumindest aber verschiedene Honverfahren und auch das Feinbohren, ohne Umbau durchgeführt werden können.
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Die
WO 2013/117482 A1 beschreibt eine Honmaschine zur Durchführung von Honoperationen von Zylinderbohrungen in einem Zylinderkurbelgehäuse. Die Honmaschine hat eine Maschinenbasis, mehrere im Randbereich der Maschinenbasis angeordneten vertikale Ständer und ein von den Ständern getragenes Maschinenoberteil, das mit Abstand oberhalb der Maschinenbasis angeordnet ist. Auf der Maschinenbasis ist ein Rundtisch angeordnet, der um eine vertikale Rundtischachse drehbar ist und mehrere Werkstückaufnahmen aufweist, die mit radialem Abstand zur Rundtischachse in Umfangsrichtung zueinander versetzt derart angeordnet sind, dass ein in einer Werkstückaufnahme aufgenommenes Werkstück durch Drehung des Rundtischs nacheinander an unterschiedliche Arbeitsstationen der Honmaschine transportiert werden kann. Mindestens eine der Arbeitsstationen ist eine Honstation, die mindestens eine von dem Maschinenoberteil getragene Honeinheit aufweist, welche eine Honspindel hat, die um eine vertikale Spindelachse drehbar und parallel zur Spindelachse hin und her bewegbar ist. Der zwischen der Maschinenbasis und dem Maschinenoberteil Arbeitsraum ist in den Bereichen zwischen den Ständern von der Seite her für einen Bediener zugänglich.
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Die
EP 2 489 465 A1 offenbart eine Honmaschine mit mindestens einer mit einer Werkzeugspindel ausgestatteten Bearbeitungseinheit zum Honen. Die Honmaschine ist als Ringtisch-Honmaschine ausgebildet. Die Honmaschine hat eine Vorrichtung, die eine Maschinenbasis mit einer Oberseite und ein Maschinenoberteil mit einer Unterseite umfasst. Das Maschinenoberteil weist eine vertikale Säule auf, die in einem oberen Säulenbereich an ihrer Außenseite Einrichtungen zur Aufnahme mindestens einer mit einer Werkzeugspindel ausgestatteten Bearbeitungseinheit zur mechanischen Oberflächenbearbeitung aufweist. Bei einem Ausführungsbeispiel sind diese Einrichtungen als Ringnuten ausgebildet, die in unterschiedlichen Höhen horizontal um die Säule herum verlaufen und als Einrichtung zur Aufnahme der Bearbeitungseinheiten dienen. Die Vorrichtung hat einen Ringtisch, der in einem unteren Säulenbereich um die Säule herum angeordnet ist und einen um eine vertikale Drehachse drehbaren Vorrichtungsträger zur Aufnahme mindestens einer Werkstückaufnahmevorrichtung aufweist. Der Ringtisch und das Maschinenoberteil sind jeweils mit ihrer Unterseite auf der Oberseite der Maschinenbasis angeordnet und ortsfest auf der Maschinenbasis gelagert.
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AUFGABE UND LÖSUNG
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Honmaschine bereitzustellen, mit der an einem Werkstück verschiedene Honoperationen und ggf. auch andere Bearbeitungsoperationen in kurzen Taktzeiten durchgeführt werden können. Die Honmaschine soll bedienerfreundlich sein und sich flexibel mit unterschiedlichen externen Fördersystemen kombinieren lassen. Insbesondere soll eine Honmaschine bereitgestellt werden, mit der eine Komplettbearbeitung von Zylinderbohrungen an Zylinderkurbelgehäusen bei möglichst kurzen, nicht für die Bearbeitung verfügbaren Nebenzeiten möglich ist.
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Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die Erfindung eine Honmaschine mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Weiterhin wird eine Fertigungsanlage mit den Merkmalen von Anspruch 19 bereitgestellt. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird durch Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
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Der Begriff „Honmaschine” bezeichnet eine numerisch gesteuerte Bearbeitungsmaschine, mit der mindestens eine Honoperation an einem Werkstück durchgeführt werden kann, so dass die Bearbeitungsmaschine insoweit zum Honen geeignet ist. Es können ggf. zusätzlich auch andere, typischerweise Material abtragende, Bearbeitungsoperationen an einem Werkstück durchgeführt werden, z. B. eine oder mehrere Bohroperationen, eine Entgratoperation oder eine Fluidstrahloperation.
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Der Maschinenbasis bzw. dem Maschinenunterteil der Honmaschine ist eine Innensäule zugeordnet, so dass ein fester räumlicher Bezug zwischen Maschinenbasis und Innensäule besteht. Die Innensäule kann z. B. auf der Maschinenbasis angeordnet bzw. montiert sein, so dass die Maschinenbasis die Innensäule trägt. Die Innensäule kann auch direkt auf dem Boden stehen und lediglich mit der Maschinenbasis verschraubt sein, so dass diese hauptsächlich als seitliche Stütze für die Innensäule fungiert.
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Die Innensäule trägt ein Maschinenoberteil, welches mit vertikalem Abstand oberhalb der Maschinenbasis angeordnet ist. Zwischen der Maschinenbasis und dem Maschinenoberteil liegt ein Arbeitsraum der Honmaschine.
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Die Innensäule ist ein tragendes Element für das Maschinenoberteil. Außerdem dient sie als Abstandhalter zwischen Maschinenbasis und Maschinenoberteil. Der Begriffsbestandteil „Säule” steht hier allgemein für eine frei stehende, tragfähige, in sich stabile Baugruppe, die aus einem einzigen Bauteil bestehen oder aus mehreren miteinander verbundenen Bauteilen zusammengesetzt sein kann. Die in Vertikalrichtung gemessene Höhe ist in der Regel mehrfach größer als die Querschnittsdimension der Innensäule. Wesentlich ist die Tragefunktion für das Maschinenoberteil und daran angebrachte Komponenten. Diese Tragefunktion kann die Haupt-Funktion der Innensäule sein, so dass diese für die Tragefunktion optimiert sein kann. Die Innensäule kann z. B. durch ein Rohr mit hohlem Innenraum gebildet sein, wodurch bei vergleichsweise moderatem Gewicht und Materialeinsatz eine hohe Stabilität und Last-Tragfähigkeit erzielbar ist. Das Rohr kann ein zylindrisches Rohr (mit kreisförmigem Querschnitt) sein, auch andere Querschnittsformen, z. B. polygonale Formen, wir z. B. eine dreieckige, viereckige, insbesondere quadratische, oder eine sechseckige (hexagonale) Querschnittsform sind möglich. Die Innensäule kann auch einen oder mehrere T-Träger oder einen oder mehrere Doppel-T-Träger aufweisen oder durch eine solche Komponente gebildet sein. Die Innensäule kann eine verwindungsstabile Strebenkonstruktion aufweisen, die offen oder außen verkleidet sein kann. Die Innensäule kann mehrere übereinander gestapelte Säulenabschnitte aufweisen, die miteinander lösbar oder fest verbunden sind.
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Ein Säulenabschnitt der Innensäule kann vor dem Zusammenbau der Gesamt-Anordnung bereits mit dem Maschinenoberteil z. B. mittels Schrauben oder durch Verschweißen verbunden sein, entsprechendes kann für das Maschinenunterteil bzw. die Maschinenbasis gelten. Ein Säulenabschnitt kann vor dem Zusammenbau der Gesamt-Anordnung bereits mit dem Maschinenoberteil z. B. mittels Schrauben oder durch Verschweißen verbunden sein, entsprechendes kann für die Maschinenbasis gelten. Die Innensäule ist nicht zwingend ein eigenes Bauteil. Diese kann in einem Bauteil oder mehreren Bauteilen (wie z. B. Ständer oder Maschinenoberteil) integriert sein.
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An der Außenseite der Innensäule ist vorzugsweise keine Bearbeitungseinheit montiert. Vorzugsweise sind an der Innensäule auch keine Einrichtung zum Befestigen einer Bearbeitungseinheit vorhanden. Alle Bearbeitungseinheiten können mit Abstand zur Innensäule an dem von der Innensäule getragenen Maschinenoberteil montiert sein. Bei Bedarf können an der Innensäule sekundäre Funktionseinheiten angebracht werden. Beispielsweise kann an einer Honstation ein zustellbarer Gegenhalter zum Fixieren des Werkstücks während der Bearbeitung an der Innensäule vorgesehen sein. Es ist auch möglich, die Innensäule als Träger für Medienzuführungen zu nutzen, z. B. indem an der Außenseite Rohre oder Schläuche zur Kühlschmierstoffzuführung angebracht werden.
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Das Maschinenoberteil ragt an einer oder mehreren Seiten in horizontaler Richtung über die Außenkontur der Innensäule hinaus, so dass eine an dem Maschinenoberteil angebrachte Bearbeitungseinheit in einem geeigneten radialen oder horizontalen Abstand zur Innensäule bzw. zu deren Außenseite angebracht werden kann. Es besteht somit Freiheit bezüglich der relativen Anordnung von Innensäule und Bearbeitungseinheit(en).
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Die Honmaschine weist ein Umlauf-Transportsystem zum Transportieren von Werkstücken auf einer Transportbahn auf. Das Umlauf-Transportsystem kann z. B. auf der Maschinenbasis montiert sein. Es ist auch möglich, dass die Innensäule als Träger für das Umlauf-Transportsystem dient. Der Begriff „Transportbahn” bezeichnet hierbei den Weg, den ein transportiertes Werkstück beim Transport nehmen kann. Dieser Weg bzw. Pfad kann durch eine Bahnkurve beschrieben werden. Die Transportbahn verläuft um die Innensäule herum. Die Innensäule ist somit im Inneren der Transportbahn bzw. in dem von der Transportbahn umschlossenen Bereich und mit Abstand vom Randbereich der Maschinenbasis angeordnet. Die Transportbahn ist vorzugsweise in Umlaufrichtung geschlossenen, dies ist aber nicht zwingend.
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Entlang der Transportbahn sind mehrere Arbeitsstationen angeordnet. Ein Werkstück kann durch Fortbewegung des Umlauf-Transportsystems nacheinander an unterschiedliche Arbeitsstationen der Honmaschine transportiert werden. Dadurch, dass die Innensäule im Inneren der Transportbahn angeordnet ist, wird die Zugänglichkeit der Transportbahn von außen durch dieses tragende Element nicht beeinträchtigt. Der Arbeitsraum kann somit von mehreren Seiten her für einen Bediener zugänglich sein.
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Wenn einer Arbeitsstation mindestens eine Bearbeitungseinheit zur Durchführung einer das Werkstück verändernden Bearbeitungsoperation am Werkstück zugeordnet ist (z. B. eine Honeinheit zum Honen, eine Bohreinheit zum Bohren, eine Entgrateinheit zum Entgraten etc.), kann die Arbeitsstation auch als Bearbeitungsstation bezeichnet werden. Es sind auch nicht-bearbeitende Arbeitsoperationen möglich, z. B. eine Messstation zur Durchführung von Messungen an Werkstücken.
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Das Umlauf-Transportsystem bildet ein maschineninternes Transfersystem, mit dem ein schneller Transfer der Werkstücke zwischen den einzelnen Arbeitsstationen realisiert werden kann. Durch den maschineninternen Transfer entlang der umlaufenden Transportbahn ist es möglich, mit einer einzigen Ladestation zum Beladen und Entladen der Werkstückaufnahmen auszukommen. Im Gegensatz zu Transfermaschinen ist es also möglich, dass die Werkstücke die Honmaschine an der gleichen Stelle verlassen, an der sie der Honmaschine zugeführt wurden. Dies erleichtert das Be- und Entladen und insbesondere auch die Ankopplung der Honmaschine an ein externes Fördersystem. Es können auch zwei Ladestationen an unterschiedlichen Positionen entlang der Transportbahn vorgesehen sein, z. B. eine zum Beladen und eine andere zum Entladen des Umlauf-Transportsystems.
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Mit Hilfe eines externen Fördersystems kann die Honmaschine bei Bedarf mit anderen Honmaschinen und/oder mit sonstigen Bearbeitungsmaschinen (z. B. Feinbohrmaschinen) zur Bildung einer Fertigungsanlage verkettet werden. Die Anordnung ist in Kombination mit unterschiedlichen Be- und Entladekonzepten nutzbar.
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Bei der Honmaschine wird mindestens eine Honeinheit von dem Maschinenoberteil getragen. Die Honeinheit ist dabei so positioniert oder positionierbar, dass eine Bohrung eines Werkstücks, welches mit Hilfe des Umlauf-Transportsystems in die Nähe oder in eine Arbeitsposition bzw. Bearbeitungsposition der Honstation transportiert wurde, mittels eines von der Honspindel getragenen Honwerkzeugs durch Honen bearbeitet werden kann. Wenn das Umlauf-Transportsystem so eingerichtet ist, dass ein Werkstück mit Hilfe des Umlauf-Transportsystems unmittelbar in eine Arbeitsposition bzw. Bearbeitungsposition der Honstation transportiert wird, werden die Funktionen des Werkstück-Transports und der Werkstück-Positionierung durch das Umlauf-Transportsystem realisiert und es ist kein gesondertes Umsetzen erforderlich. Es ist auch möglich, die Funktionen des Werkstück-Transports und der Werkstück-Positionierung zu trennen. Dann reicht es, wenn das Werkstück mithilfe des Umlauf-Transportsystems derart in die Nähe einer Arbeitsposition oder Bearbeitungsposition transportiert wird, dass das Werkstück danach durch eine einfache weitere Operation in die gewünschte Arbeitsposition bzw. Bearbeitungsposition gebracht wird.
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Bei manchen Ausführungsformen ist zusätzlich zu der Innensäule keine weitere Säule zum Tragen des Maschinenoberteils vorgesehen, so dass das Maschinenoberteil ausschließlich durch die Innensäule getragen wird. Hierdurch ist prinzipiell eine freie Zugänglichkeit des Arbeitsraums von allen Seiten realisierbar, da alle Einrichtungen, die zum Tragen des Maschinenoberteils vorgesehen sind, im Inneren der Transportbahn angeordnet sind.
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Bei manchen Ausführungsformen bilden die Innensäule und das Maschinenoberteil eine T-förmige Anordnung, wobei sich das Maschinenoberteil in einer Längsrichtung der Honmaschine horizontal erstreckt und in Längsrichtung an beiden Seiten über die Innensäule hinausragt. Das Maschinenoberteil bildet sozusagen einen horizontalen „Querbalken” der T-förmigen Anordnung, während die vertikal ausgerichtete Innensäule den „Stamm” der T-förmigen Anordnung bildet.
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Eine besonders stabile Anordnung ergibt sich dann, wenn ein Massenschwerpunkt des Maschinenoberteils vertikal oberhalb einer Grundfläche der Innensäule liegt. Somit kann die durch das Gewicht des Maschinenoberteils verursachte Last gut durch die Innensäule abgestützt werden, ohne dass relevante Kippmomente entstehen. Eine symmetrische T-Anordnung kann günstig sein, ist jedoch nicht zwingend. Das Maschinenoberteil kann in Längsrichtung auch unterschiedlich lang über die Innensäule hinausragen.
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In manchen Fällen kann es vorteilhaft sein, zur Abstützung des Maschinenoberteils zusätzlich zur Innensäule weitere Konstruktionselemente vorzusehen. Bei manchen Ausführungsformen ist zusätzlich zur Innensäule eine weitere Säule zum Tragen des Maschinenoberteils vorgesehen, so dass das Maschinenoberteil durch die Innensäule und die weitere Säule getragen wird. Diese Ausgestaltung kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn das Maschinenoberteil an gegenüberliegenden Seiten unterschiedlich weit lateral über die Innensäule hinausragt. Die weitere Säule kann an derjenigen Seite angebracht sein, die weiter von der Innensäule abragt.
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Ein in der Regel vorhandener lateraler Abstand zwischen der Innensäule und der weiteren Säule kann den Erfordernissen angepasst werden. Obwohl es möglich ist, dass die weitere Säule ebenfalls in dem von der Transportbahn umschlossenen Innenraum angeordnet ist, ist die weitere Säule vorzugsweise außerhalb der Transportbahn angeordnet, so dass ein Abschnitt der Transportbahn durch eine Unterführung verläuft, die seitlich von der Innensäule und der weiteren Säule sowie nach oben vom Maschinenoberteil begrenzt wird. Die weitere Säule kann im Randbereich der Maschinenbasis auf der Maschinenbasis angeordnet sein. Da in der Regel die Innensäule weiterhin die Hauptlast des Maschinenoberteils und daran angebrachter Bearbeitungseinheiten trägt, kann die weitere Säule schlanker und raumsparender konstruiert sein als die Innensäule, dies ist jedoch nicht zwingend. Die weitere Säule kann beispielsweise durch ein Rohr geeigneten Querschnitts (z. B. kreisrund, oval, polygonal) oder eine Strebenkonstruktion oder durch einen T-Träger oder Doppel-T-Träger oder dergleichen gebildet sein.
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Obwohl zusätzlich zu der Innensäule und der weiteren Säule ein oder mehrere weitere Abstützelemente vorgesehen sein können, sind bei bevorzugten Ausführungsformen nur zwei Säulen, nämlich die Innensäule und die weitere Säule, zur Abstützung des Maschinenoberteils vorgesehen.
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Bei manchen Ausführungsformen ist eine Honeinheit an einem horizontal verfahrbaren Schlitten angebracht, der von dem Maschinenoberteil getragen wird und entlang einer Verfahrrichtung verfahrbar ist, welche tangential zu einem Referenzkreis verläuft, der die Innensäule umschließt. Der Mittelpunkt des Referenzkreises kann im Inneren der Innensäule, insbesondere in deren Zentrum liegen. Der Radius (Halbmesser) des Referenzkreises kann dabei so bemessen sein, dass die Honspindel der von dem Schlitten getragenen Honeinheit durch Verfahren des Schlittens entlang der Verfahrrichtung koaxial zu einer zu bearbeitenden Bohrung positioniert werden kann, aber auch an tangential dazu versetzte Positionen.
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Wenn es sich bei dem Werkstück um ein Zylinderkurbelgehäuse handelt, kann dieses für die Bearbeitung so in einer Werkstückaufnahme angeordnet werden, dass mit einer Honspindel nacheinander unterschiedliche Bohrungen des Zylinderkurbelgehäuses zur Bearbeitung angefahren werden können. Um dies zu ermöglichen, ist bei manchen Ausführungsformen eine Werkstückaufnahme an einer Honstation zur Aufnahme eines Zylinderkurbelgehäuses mit mehreren in Reihe angeordneten Zylinderbohrungen mit zueinander parallelen Zylinderachsen derart ausgebildet, dass alle Zylinderachsen in einer gemeinsamen Tangentialebene an dem Referenzkreis liegen, wenn das Zylinderkurbelgehäuse in seiner Bearbeitungsposition an der Honstation positioniert ist.
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Der Schlitten, welcher eine Honeinheit trägt, ist vorzugsweise an einer Seitenfläche des Maschinenoberteils angeordnet. An der Seitenfläche können sich zueinander parallele Führungsschienen zum Führen der Schlittenbewegung in Verfahrrichtung befinden.
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Es ist möglich, dass an einer Honstation nur eine einzige Honeinheit vorgesehen ist, welche vorzugsweise mittels eines Schlittens horizontal verfahrbar ist. Bei vielen Ausführungsformen gibt es dagegen mindestens eine Honstation, an der mindestens zwei Honeinheiten, vorzugsweise genau zwei Honeinheiten, vorgesehen sind. Vorzugsweise ist jede der Honeinheiten einer Honstation an einem horizontal verfahrbaren Schlitten angebracht, wobei die Schlitten unabhängig voneinander entlang der gleichen Verfahrrichtung verfahren werden können. Dadurch ist es unter anderem möglich, an einem Werkstück gleichzeitig zwei Bohrungen zu bearbeiten und die Honmaschine durch Änderung des Abstands zwischen den Honspindeln an unterschiedliche Bohrachsenabstände anzupassen. Es ist somit möglich, dass wenigstens eine Honstation zwei oder mehr Honeinheiten aufweist, die zeitgleich arbeiten können.
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Das Maschinenkonzept mit Innensäule ist besonders dafür geeignet, eine Honmaschine mit mehr als einer Honstation entlang der Transportbahn aufzubauen. Bei manchen Ausführungsformen weist die Honmaschine wenigstens zwei Arbeitsstationen auf, die als Honstationen ausgebildet sind. Insbesondere können zwei Honstationen an diametral einander gegenüberliegenden Seiten des Maschinenoberteils bzw. der Innensäule angeordnet sein. Hierdurch kann auch eine relativ gleichmäßige Gewichtsverteilung der durch die Honeinheiten verursachten Lasten befördert werden, die durch die Innensäule zuverlässig abgestützt werden können.
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Manche Ausführungsformen haben genau zwei Honstationen mit jeweils genau zwei Honeinheiten. Bei Bedarf kann mindestens eine weitere Honstation, also eine dritte Honstation, vorgesehen sein. Die mindestens eine Honeinheit der dritten Honstation kann beispielsweise an einer Stirnseite des Maschinenoberteils oberhalb des Verlaufs der Transportbahn angeordnet sein.
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Im Rahmen der beanspruchten Erfindung können unterschiedliche Umlauf-Transportsysteme genutzt werden, so dass eine flexible Anpassung an unterschiedliche örtliche Gegebenheiten und an unterschiedliche Fertigungsprozesse möglich ist. Manche Ausführungsformen zeichnen sich dadurch aus, dass das Umlauf-Transportsystem einen Rundtisch aufweist, der um eine vertikale Rundtischachse drehbar ist und mehrere Werkstückaufnahmen aufweist, die mit radialem Abstand zur Rundtischachse in Umfangsrichtung zueinander versetzt derart angeordnet sind, dass ein in einer Werkstückaufnahme aufgenommenes Werkstück durch Drehung des Rundtischs nacheinander an unterschiedliche Arbeitsstationen der Honmaschine transportiert werden kann. Die Transportbahn ist in diesem Falle eine Kreisbahn. Der Rundtisch ist so auszulegen, dass im Inneren der Transportbahn ausreichend Platz für die Innensäule vorhanden ist. Der Rundtisch kann eine zentrische Öffnung aufweisen, in welcher die Innensäule angeordnet ist. Der Rundtisch kann insoweit auch als Ringtisch bezeichnet werden.
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Die Konstruktion kann so ausgeführt sein, dass die Werkstückaufnahmen am Rundtisch gleichzeitig auch als Werkstückaufnahmen für die Bearbeitung fungieren, so dass der Rundtisch die Werkstücke jeweils unmittelbar in ihre Bearbeitungsposition an einer Bearbeitungsstation bringt und ein Umsetzen des Werkstücks in eine für die Bearbeitung vorgesehene Werkstückaufnahme nicht erforderlich ist. Es ist jedoch auch möglich, dass der Rundtisch lediglich zum Transport der Werkstücke dient und diese für die Bearbeitung in eine andere Werkstückaufnahme (Bearbeitungs-Werkstückaufnahme) umgesetzt werden.
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Bei manchen Ausführungsformen ist vorgesehen, dass der Rundtisch am Ort einer Werkstückaufnahme eine Aussparung aufweist, die derart dimensioniert ist, dass eine Werkstück-Stützeinrichtung bei einer vertikalen Relativbewegung zwischen dem Rundtisch und der Werkstück-Stützeinrichtung kollisionsfrei durch die Aussparung hindurchpasst bzw. mit dieser „kämmt”. Hierdurch ist es möglich, ein Werkstück zwischen der Werkstückaufnahme am Rundtisch und der vom Rundtisch gesonderten Werkstück-Stützeinrichtung durch relative Hubbewegung zwischen Werkstück-Stützeinrichtung und Rundtisch umzusetzen.
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Wenn die Aussparung in Radialrichtung offen ist, sind Ladebewegungen in Radialrichtung möglich, so dass für die Be- und Entladung auch Einrichtungen genutzt werden können, die eine radiale Einfahrmöglichkeit benötigen. Mithilfe einer radial außen offenen Aussparung am Rundtisch ist es möglich, die Be- und Entladung des Rundtischs an einer Ladestation besonders einfach und effizient zu gestalten.
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Bei manchen Ausführungsformen ist der Rundtisch mittels eines Hubantriebs vertikal zwischen einer unteren Position und einer oberen Position verfahrbar. Der Rundtisch ist also als Hub-Rundtisch ausgelegt, welcher insbesondere dazu genutzt werden kann, den Werkstücktransport nach Art eines Rundschritthubs auszuführen. So ist es z. B. möglich, an einer Honstation eine maschinenfeste Werkstück-Stützeinrichtung vorzusehen, auf die das Werkstück für die Bearbeitung aufgesetzt wird. Der Rundtisch kann dann für den Antransport von Werkstücken vor der Bearbeitung an der Honstation und für den Abtransport des bearbeiteten Werkstücks nach Bearbeitung an der Honstation genutzt werden.
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Das Maschinenkonzept erlaubt die Verwendung unterschiedlicher Umlauf-Transportsysteme. Als Alternative zu einem Rundtisch kann das Umlauf-Transportsystem beispielsweise als Paletten-Automationssystem ausgelegt sein. Das Umlauf-Transportsystem kann z. B. als ein Schlepprahmen-Transportsystem ausgestaltet sein. Es ist auch möglich, dass das Umlauf-Transportsystem eine Vielzahl von Paletten mit Eigenantrieb aufweist, die gegebenenfalls mithilfe von Führungsschienen entlang der Transportbahn geführt werden können.
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Auch hinsichtlich des Verlaufs der Transportbahn gibt es zahlreiche Möglichkeiten. Bei Verwendung eines Rundtischs hat die Transportbahn eine Kreisform. Bei anderen Ausführungsformen hat die Transportbahn einen von der Kreisform abweichenden Bahnverlauf. Die Transportbahn kann beispielsweise einen ovalen Bahnverlauf mit parallel zur Längsrichtung der Honmaschine verlaufenden geraden Bahnabschnitten aufweisen. Hierdurch wird es möglich, unterschiedliche Arbeitsstationen der Honmaschine in unterschiedlichen radialen Abständen zur Innensäule anzuordnen. Gegebenenfalls ist es auch möglich, entlang mindestens eines geraden Bahnabschnitts zwei oder mehr Arbeitsstationen anzuordnen, beispielsweise mindestens eine Honstation und zusätzlich eine Messstation. Es ist auch möglich, dass die Transportbahn einen im Wesentlichen rechteckigen Bahnverlauf mit parallel zur Längsrichtung verlaufenden geraden Bahnabschnitten und parallel zur Querrichtung verlaufenden geraden Bahnabschnitten aufweist. Zwischen den geraden Bahnabschnitten können gekrümmte Bahnabschnitte, beispielsweise kreisbogenförmig gekrümmte Bahnabschnitte, in den Eckbereichen liegen. Es kann auch ein Bahnverlauf in T-Form vorgesehen sein. Wie erwähnt, ist die Transportbahn in der Regel geschlossen, was aber nicht zwingend ist.
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In vielen Fällen ist es günstig, wenn die Honmaschine für einen automatischen Werkzeugwechsel ausgelegt ist, um die Honeinheiten mit unterschiedlichen Honwerkzeugen bestücken zu können. Hierdurch kann die Produktivität erheblich gesteigert werden. Es können unterschiedliche Werkzeugwechselsysteme genutzt werden. Beispielsweise kann mindestens eine Werkzeugwechseleinrichtung vorgesehen sein, die ein Werkzeugmagazin aufweist, welches mehrere Bearbeitungswerkzeuge aufnehmen kann.
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Bei denjenigen Varianten, die einen horizontal verfahrbaren Schlitten aufweisen, der eine Honeinheit trägt, kann im Arbeitsbereich des Schlittens eine Werkzeugwechseleinrichtung derart angeordnet sein, dass die Honeinheit für einen Werkzeugwechsel zwischen der Honstation und der Werkzeugwechseleinrichtung verfahren werden kann. Die Werkzeugwechseleinrichtung ist in der Regel außerhalb der Transportbahn angeordnet, beispielsweise im Randbereich der Maschinenbasis. Vorzugsweise ist jeder Honstation eine eigene Werkzeugwechseleinrichtung zugeordnet. Es ist auch möglich, die Werkzeugwechseleinrichtung mit einer mit dem Schlitten mitfahrenden Werkzeugwechsel auszustatten. Auch einfahrende Werkzeugwechselmagazine sind möglich.
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Die Benutzung eines Umlauf-Transportsystems erlaubt es, mit einer einzigen Arbeitsstation auszukommen, die als Ladestation zum Beladen und Entladen des Umlauftransportsystems vorgesehen ist. Die Ladestation kann an jeder geeigneten Stelle entlang der Transportbahn liegen, ist jedoch häufig an einer Querseite der Maschinenbasis angeordnet.
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Für die Beladung bzw. Entladung des Umlauf-Transportsystems im Bereich der Ladestation gibt es unterschiedliche Möglichkeiten. Bei manchen Varianten ist der Ladestation ein Pendelschlitten zugeordnet, der zwischen einer inneren Endposition zum Be- und Entladen des Umlauf-Transportsystems und einer äußeren Endposition mit Abstand von der Transportbahn verfahrbar ist. Der Pendelschlitten kann beispielsweise in einer radial zur Mittellängsachse der Innensäule verlaufenden Richtung verfahrbar sein.
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Die Umsetzung eines Werkstücks vom Pendelschlitten zum Umlauf-Transportsystem und umgekehrt kann mithilfe einer vom Pendelschlitten gesonderten Umsetzeinrichtung (z. B. Roboter mit Greifer) erfolgen. Bei manchen Varianten ist eine direkte Umsetzung eines Werkstücks vom Pendelschlitten zum Umlauf-Transportsystem und umgekehrt möglich. Hierzu kann der Pendelschlitten einen Hubtisch mit einer vertikal verfahrbaren Stützeinrichtung aufweisen, die an einer Oberseite erste Stützstrukturen zum Abstützen in einem ersten Stützbereich an einer Unterseite des Werkstücks aufweist. An einer Werkstückaufnahme des Umlauf-Transportsystems können zweite Stützstrukturen zum Abstützen in einem außerhalb des ersten Stützbereichs liegenden zweiten Stützbereich an einer Unterseite des Werkstücks vorgesehen sein. Die zweiten Stützstrukturen können beispielsweise am Rande einer nach unten offenen Ausnehmung an einer Werkstückaufnahme des Umlauf-Transportsystems liegen. Wenn dieses einen Rundtisch aufweist, können die zweiten Stützstrukturen beispielsweise am Rand einer radial außen offenen Aussparung liegen, die am Ort einer Werkstückaufnahme des Rundtischs liegt.
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Das Maschinenoberteil kann in Richtung der Ladestation so kurz sein, dass eine der Ladestation zugewandte Stirnseite des Maschinenoberteils innerhalb der Transportbahn liegt, so dass die Ladestation bzw. die Transportbahn im Bereich der Ladestation von oben zugänglich ist. Dies kann insbesondere dann vorteilhaft sein, wenn zur Beladung und Entladung des Umlauf-Transportsystems im Bereich der Ladestation ein Portallader mit einem horizontal und vertikal verfahrbaren Greifarm vorgesehen ist, gegebenenfalls auch im Falle der Verwendung eines Laderoboters zum Be- und Entladen des Umlauf-Transportsystems.
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Die Erfindung betrifft auch eine Fertigungsanlage mit mehreren Bearbeitungsmaschinen zur Bearbeitung eines Werkstücks und mit einem Fördersystem zur Förderung von Werkstücken zu den Bearbeitungsmaschinen und von den Bearbeitungsmaschinen. Die Fertigungsanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Bearbeitungsmaschinen eine Honmaschine der hier beschriebenen Art ist.
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Für die Beladung und Entladung des Umlauf-Transportsystems der Honmaschine im Bereich der Ladestation der Honmaschine kann mindestens eine der folgenden Einrichtungen vorgesehen sein: ein Portallader mit einem horizontal und vertikal verfahrbaren Greifarm; ein Laderoboter; ein Pendelschlitten.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Weitere Vorteile und Aspekte der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen der Erfindung, die nachfolgend anhand der Figuren erläutert sind.
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1 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule;
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2 zeigt in 2A eine schrägperspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule und Pendelschlitten und in 2B einen Ausschnitt eines Randbereichs des Rundtischs mit Aussparung;
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3 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule und weiterer Säule;
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4 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer anderen Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule und weiterer Säule sowie Messstation und Pendelschlitten;
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5 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule und Rundschritthub;
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6 zeigt in 6A und 6B unterschiedliche Phasen eines Werkstücktransports mittels Rundschritthub;
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7 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule, weiterer Säule und ovaler Transportbahn;
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8 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule, weiterer Säule, Rundtischtransfer und Portalgreifer zum Be- und Entladen;
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9 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Honmaschine mit Innensäule, weiterer Säule, Rundtischtransfer und Laderoboter zum Be- und Entladen;
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10 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Fertigungsanlage mit mehreren Honmaschinen gemäß einer Ausführungsform.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
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1 zeigt eine schrägperspektivische Ansicht einer Honmaschine 100 gemäß einer ersten Ausführungsform. Die Honmaschine ist mit vier unabhängig voneinander steuerbaren Honeinheiten ausgestattet und dafür eingerichtet, die Zylinderbohrungen von Werkstücken W in Form von Zylinderkurbelgehäusen zunächst durch Vorhonen und anschließend durch Fertighonen zu bearbeiten.
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Die Honmaschine hat eine rechteckige Maschinenbasis 110, die sämtliche mechanischen Komponenten der Honmaschine trägt. Die Maschinenbasis hat in der Längsrichtung der Honmaschine (entsprechend der x-Richtung des Maschinenkoordinatensystems MKS) eine Länge, die im Wesentlichen der Breite in Querrichtung (entsprechend der y-Richtung des Maschinenkoordinatensystems) entspricht. Die Breite der Maschinenbasis kann beispielsweise zwischen 1500 mm und 2500 mm liegen. Die in Längsrichtung (x-Richtung) gemessene Länge ist in der Regel größer als die Breite, was jedoch nicht zwingend ist. Vorliegend sind Länge und Breite etwa gleich, so dass sich eine i. W. quadratische Grundform der Maschinenbasis ergibt. Die in Breitenrichtung schmale Bauform erlaubt einen Transport der komplett vormontierten Maschinenbasis auf üblichen Transportmitteln, zum Beispiel mittels LKW oder Schienenfahrzeug.
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Auf der Maschinenbasis ist etwa mittig zwischen den Längsseiten und den Breitseiten eine vertikale Säule montiert, die hier als Innensäule 150 bezeichnet wird. Die Innensäule 150 bildet eine zentrale Trägerstruktur der Honmaschine und ist entsprechend stabil und verwindungssteif ausgelegt. Beim Ausführungsbeispiel wird die Innensäule 150 im Wesentlichen durch ein kreiszylindrisches Stahlrohr geeigneter Wanddicke gebildet. Zur Erzielung einer ausreichenden Lasttragefähigkeit liegt der Durchmesser der Innensäule in der Regel bei 500 mm oder mehr, beispielsweise im Bereich von 700 mm bis 800 mm. Die Wanddicke kann z. B. im Bereich von 5 mm bis 20 mm liegen. Die in Vertikalrichtung (z-Richtung) gemessene Höhe der Innensäule beträgt ein Mehrfaches der Querschnittsdimensionen und kann z. B. im Bereich von 800 mm bis 2000 mm liegen. Die zylindrische Außenseite der Innensäule trägt im gezeigten Beispiel keine Funktionseinheiten der Honmaschine, insbesondere keine Bearbeitungseinheiten.
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Im Bereich des oberen Endes der Innensäule 150 ist das Maschinenoberteil 120 der Honmaschine an der Innensäule mittels einer stirnseitigen Flanschverbindung befestigt. Das Maschinenoberteil ist in einem vertikalen Abstand von z. B. 800 mm bis 2000 mm) oberhalb der Maschinenbasis angeordnet und wird ausschließlich durch die Innensäule 150 getragen.
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Das Maschinenoberteil 120 des Ausführungsbeispiels hat eine etwa quaderförmige Gestalt und hat in Querrichtung (y-Richtung) eine Breite, die etwas größer als der Durchmesser der Innensäule ist, jedoch in der Regel geringer als das Doppelte dieses Durchmessers. Parallel zur Längsrichtung (x-Richtung) erstreckt sich das Maschinenoberteil symmetrisch zur Mittellängsachse der Innensäule über eine Länge, die im Beispielsfall mehr als Doppelte des Durchmessers der Innensäule beträgt, insbesondere mehr als das Dreifache oder mehr als das Vierfache. Die Innensäule 150 und das darauf montierte Maschinenoberteil 120 bilden in diesem Beispielsfall eine zur Mittellängsachse der Innensäule symmetrische T-förmige Anordnung in der Weise, dass der Massenschwerpunkt des Maschinenoberteils oberhalb der Innensäule im Wesentlichen auf deren Mittellängsachse liegt.
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Die vier unabhängig voneinander steuerbaren Honeinheiten 180-1, 180-2, 180-3, 180-4 der Honmaschine werden von dem Maschinenoberteil 120 getragen. Der Aufbau einer Honeinheit ist an sich bekannt, wird aber nachfolgend anhand der Honeinheit 180-1 beschrieben.
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Die Honeinheit 180-1 umfasst einen Spindelkasten 182, der als Lagerung für die Honspindel 184 dient, die mit vertikaler Spindelachse im Spindelkasten geführt ist. Die Drehung der Honspindel um die Spindelachse wird durch einen Drehantrieb bewirkt. Ein Hubantrieb bewirkt die parallel zur Spindelachse verlaufenden Vertikalbewegungen der Honspindel beim Einführen des Honwerkzeugs 185 in die zu bearbeitende Bohrung bzw. beim Herausziehen des Honwerkzeugs aus dieser Bohrung. Der Hubantrieb kann während der Honbearbeitung so angesteuert werden, dass das Honwerkzeug innerhalb der Bohrung des Werkstücks eine vertikale Hin- und Herbewegung entsprechend der gewünschten Honparameter ausführt.
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Die Honeinheit hat ein Zustellsystem, das zwei unabhängig voneinander betätigbare Zustelleinrichtungen umfasst, um ggf. Honwerkzeuge mit Doppelaufweitung ansteuern zu können. Eine erste Zustelleinrichtung hat einen ersten Aufweitantrieb mit einem Servomotor, der auf eine zentrisch durch die Honspindel hindurch laufende Druckstange wirkt und diese axial verschieben kann. Diese Druckstange ist innerhalb einer hohlen Druckstange koaxial mit dieser und relativ zu dieser beweglich angeordnet. Die hohle Druckstange gehört zu einer elektromechanischen zweiten Zustelleinrichtung mit einem elektromechanischen Zustellantrieb. Da der Aufbau von doppelt aufweitenden Zustellsystemen an sich bekannt ist, wird auf eine detaillierte Beschreibung hier verzichtet.
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Jede der Honeinheiten ist auf einem separaten Schlitten (zum Beispiel Schlitten 190-2 für die zweite Honeinheit 180-2) montiert, der vom Maschinenoberteil 120 getragen wird. Der Schlitten läuft auf einem Paar von Führungsschienen 192, die vertikal übereinander an einer parallel zur Längsrichtung (x-Richtung) verlaufenden Seitenfläche des Maschinenoberteils montiert sind. Die lineare Verfahrrichtung der Schlitten verläuft also in Längsrichtung der Honmaschine. Der Antrieb für die Schlittenbewegung erfolgt über einen Servomotor, der eine parallel zu den Führungsschienen verlaufende Kugelrollspindel antreibt, auf der eine Spindelmutter sitzt, die an der Unterseite der Grundplatte des Schlittens befestigt ist. Auch andere Antriebskonzepte sind möglich, beispielsweise Zahnstangenantrieb oder Riemenantrieb.
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An der in 1 sichtbaren Vorderseite des Maschinenoberteils sind zwei Schlitten bzw. zwei Honeinheiten montiert. An der diametral gegenüberliegenden Rückseite befindet sich eine entsprechende Anordnung mit zwei unabhängig voneinander linear horizontal verfahrbaren Honeinheiten.
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Der Bereich zwischen der Unterseite des Maschinenoberteils und der Oberseite der Maschinenbasis enthält den Arbeitsraum 115 der Honmaschine. Da das Maschinenoberteil ausschließlich durch die mit Abstand zum Rand der Maschinenbasis angeordnete Innensäule 150 getragen wird, ist der Arbeitsraum in diesem Beispiel von allen Seiten prinzipiell für einen Bediener oder für Bedieneinheiten zugänglich.
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Auf der Maschinenbasis 110 ist ein Umlauf-Transportsystem 130 zum Transportieren von Werkstücken auf einer um die Innensäule herum verlaufenden Transportbahn 132 angeordnet. Das Umlauf-Transportsystem umfasst im Beispielsfall einen Rundtisch, der einen um die Innensäule herum verlaufenden ringförmigen Vorrichtungsträger aufweist und daher auch als Ringtisch bezeichnet werden kann. Der Rundtisch ist unbegrenzt um eine koaxial mit der Längsmittelachse der Innensäule verlaufende vertikale Rundtischachse drehbar und in vorgebaren Drehstellungen fixierbar, so dass er auch als Rundschalttisch bezeichnet werden kann.
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Am Umfang des Rundtischs sind an dessen Oberseite vier Werkstückaufnahmen 135 in gleichen Winkelabständen von 90° zueinander und in gleichen radialen Abständen zur Rundtischachse angebracht. Jede Werkstückaufnahme hat Auflageflächen, Indexierelemente und pneumatische Auflagekontrollen und dient zur Aufnahme eines einzelnen Zylinderkurbelgehäuses, welches in der Werkstückaufnahme fest eingespannt wird. Ein Zylinderkurbelgehäuse ist dabei so orientiert, dass die zueinander parallelen Zylinderachsen der in Reihe angeordneten Zylinderbohrungen in einer gemeinsamen Tangentialebene an einen Referenzkreis liegen, dessen Mittelpunkt mit der Rundtischachse und der Längsmittelachse der Innensäule 150 zusammenfällt. Eine Tangentialebene verläuft parallel zur x-z-Ebene des Maschinenkoordinatensystems. Die vertikalen Spindelachsen der Honspindeln sind innerhalb dieser Tangentialebene in Längsrichtung (x-Richtung) verfahrbar, so dass z. B. mit den Honeinheiten 180-1 und 180-2 jeweils zeitgleich zwei Zylinderbohrungen des darunter dargestellten Werkstücks W bearbeitet werden können und die Honeinheiten dann ohne Verlagerung des Werkstücks zu den nächsten beiden zu bearbeitenden Zylinderbohrungen verfahren werden können.
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Die Honmaschine 100 hat mehrere entlang der kreisförmigen Transportbahn 132 des Umlauf-Transportsystems angeordnete Arbeitsstationen. Ein Werkstück kann durch Fortbewegung des Umlauf-Transportsystems, im Beispielsfall also durch Rotation des Rundtischs um die Rundtischachse, nacheinander an unterschiedliche Arbeitsstationen der Honmaschine transportiert werden.
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Bei der dargestellten Konfiguration hat die Honmaschine zwei Honstationen, die jeweils an den einander gegenüberliegenden Längsseiten der Maschinenbasis diametral gegenüberliegend angeordnet sind. Zur ersten Honstation 160-1 gehören die beiden in 1 sichtbaren Honeinheiten 180-1, 180-2. Zur gegenüberliegenden zweiten Honstation 160-2 gehören die beiden anderen Honeinheiten 180-3, 180-4, die im Aufbau identisch zu den vorderen Honeinheiten sind.
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Der Rundtisch dient als maschineninternes Transfersystem in der Weise, dass ein in einer Werkstückaufnahme aufgenommenes Werkstück durch Drehung des Rundtischs nacheinander an die unterschiedlichen Arbeitsstationen der Honmaschine transportiert werden kann. In der dargestellten Konfiguration von 1 ist eine der Arbeitsstationen eine Ladestation 140 zum Beladen und Entladen des Umlauf-Transportsystems 130 bzw. des Rundtischs. Die Ladestation 140 ist an der in 1 sichtbaren Querseite der Maschinenbasis in Verlängerung des Maschinenoberteils 120 angeordnet. Die Ladestation hat Einrichtungen, die dafür konfiguriert sind, jeweils ein Werkstück von außerhalb des Arbeitsraums zu einer leeren Werkstückaufnahme am Rundtisch zu transportieren und/oder ein zu entladendes Werkstück aus einer Werkstückaufnahme nach außen zu transportieren. Verschiedene Möglichkeiten zum Be- und Entladen des Umlauf-Transportsystems werden im Zusammenhang mit anderen Ausführungsbeispielen noch näher erläutert.
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Durch Drehung des Rundtischs um 90° im Uhrzeigersinn wird ein aufgenommenes Werkstück zunächst in eine Bearbeitungsposition an der ersten Honstation 160-1 transportiert, die sich an der sichtbaren Längsseite 105-1 der Honmaschine befindet. Eine weitere Drehung um 90° bringt das Werkstück zu einer in der Konfiguration von 1 nicht bestückten Arbeitsstation in der Mitte zwischen den Längsseiten. Eine weitere Drehung um 90° bringt das Werkstück in eine Bearbeitungsposition im Bereich der zweiten Honstation 160-2, die sich an der der ersten Längsseite gegenüberliegenden zweiten Längsseite 105-2 diametral gegenüber der ersten Honstation befindet. Eine weitere 90°-Drehung bringt das Werkstück dann wieder zur Ladestation 140, wo das fertig bearbeitete Werkstück entladen werden kann.
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Beim Beispiel von 1 ist das Maschinenoberteil 120 an der Seite der Ladestation 140 so kurz, dass die Transportbahn 132 von oben zugänglich ist. Zum Be- und Entladen kann also beispielsweise ein Portalgreifer genutzt werden (vgl. auch 8).
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In 2A ist eine schrägperspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Honmaschine 200 gezeigt, die als Variante der ersten Ausführungsform (1) verstanden werden kann, so dass insbesondere hinsichtlich der Innensäule 250 und des Umlauf-Transportsystems 230 auf die dortige Beschreibung der entsprechenden Komponenten und Baugruppen verwiesen wird.
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Die Maschinenbasis 210 ist im Vergleich zur Maschinenbasis 110 in Längsrichtung auf der Seite der Ladestation 240 verlängert, so dass sie nun in Längsrichtung deutlich länger ist als in Querrichtung. Das Maschinenoberteil 220 und die Innensäule 250 bilden genau wie in der Ausführungsform von 1 eine zur Innensäule 250 symmetrische T-förmige Anordnung, wobei das Maschinenoberteil 220 jedoch in Längsrichtung länger ist und auf beiden Seiten in Längsrichtung bis in den Bereich über die Transportbahn hinausragt. Der Massenschwerpunkt des Maschinenoberteils 220 liegt zentrisch oberhalb der Innensäule 250.
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Zum Be- und Entladen der Werkstückaufnahmen des Rundtischs ist eine Be- und Entladeeinrichtung vorgesehen, die einen horizontal verfahrbaren Pendelschlitten (Shuttle) 260 aufweist, der zwischen einer inneren Endposition im Bereich der Transportbahn bzw. im Bereich einer Werkstückaufnahme bzw. an der Ladestation 240 und einer äußeren Endposition außerhalb des Arbeitsraums 115 und mit lateralem Abstand von der Transportbahn linear hin- und her verfahrbar ist. Der Pendelschlitten verfährt auf Führungsschienen, die an der Oberseite der Maschinenbasis 210 montiert sind. An der äußeren Endposition kann der Pendelschlitten beispielsweise mittels eines Portalgreifers von oben be- und entladen werden.
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Am Verfahrweg des Pendelschlittens ist zwischen der inneren Endposition und der äußeren Endposition eine Messstation 290 vorgesehen. Die Messstation kann zum Vermessen der noch nicht bearbeiteten Werkstücke vor Beladen des Rundtischs (Vormess-Operation) und/oder als Nachmessstation zum Vermessen der mit der Honmaschine fertig bearbeiteten Werkstücke nach Abschluss einer letzten Honoperation (Nachmess-Operation) genutzt werden. Die Messstation weist zwei zeitgleich nutzbare Messeinheiten 292-1, 292-2 mit vertikal verfahrbaren Messspindeln auf, an deren unteren Enden Messköpfe zum berührungslosen Vermessen der Zylinderbohrungen vorgesehen sind. Mithilfe der Messköpfe kann die Makroform der Zylinderbohrungen (zum Beispiel Durchmesser an unterschiedlichen Axialpositionen, Rundheit etc.) als auch gegebenenfalls die Mikrostruktur der bearbeiteten Bohrungsinnenflächen (z. B. Oberflächenrauheit) quantitativ bestimmt werden.
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Die Messeinheiten sind parallel zueinander mit vertikalen Achsen angeordnet und werden von einem gemeinsamen Schlitten 293 getragen, der horizontal verfahrbar an horizontalen Führungsschienen geführt ist, die an einer Trägerplatte 295 befestigt sind, die auf der Seite der Ladestation 240 an die Stirnseite des Maschinenoberteils 220 montiert ist. Die Messstation ist in diesem Beispielsfall eine Arbeitsstation, die nicht unmittelbar über das Umlauf-Transportsystem 230 angefahren werden kann. Es gibt auch Ausführungsbeispiele, bei denen eine der dem Umlauf-Transportsystem zugeordneten Arbeitsstationen eine Messstation ist (vgl. 7).
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Die Übergabe des Werkstücks zwischen Umlauf-Transportsystem (bzw. Rundtisch) und dem Pendelschlitten kann unmittelbar ohne Zwischenschaltung eines weiteren Transfersystems erreicht werden. Hierzu hat der Pendelschlitten 260 einen integrierten Hubtisch mit einer durch einen Hubantrieb vertikal verfahrbaren Stützeinrichtung 265, die im Wesentlichen die Form einer rechteckigen Platte hat, auf die das Werkstück mit seiner Unterseite abgesetzt werden kann. Der Rundtisch 230 weist dort, wo eine Werkstückaufnahme vorgesehen ist, eine nach radial außen offene, im Wesentlichen rechteckförmige Ausnehmung bzw. Aussparung 236 auf. Die Aussparung ist in radialer Richtung und in Umfangsrichtung derart dimensioniert, dass die Stützeinrichtung 265 des am Pendelschlitten angeordneten Hubtischs bei der vertikalen Hubbewegung kollisionsfrei hindurchpasst (vgl. 2B). Gleichzeitig ist die Breite der Ausnehmung in Umfangsrichtung kleiner als die Länge des Werkstücks W, so dass sich das Werkstück zumindest mit den an seiner Schmalseite liegenden Randbereichen auf dem Rundtisch bzw. der Werkstückaufnahme abstützen kann. Dadurch wird eine direkte Übergabe oder Übernahme des Werkstücks zwischen Rundtisch und Hubtisch bzw. Pendelschlitten einfach möglich. In der Nähe der in Umfangsrichtung liegenden Kanten der Ausnehmung sind Stützstrukturen 266 mit Indexiereinrichtungen (Indexierbolzen und/oder Indexierlöcher) vorgesehen, um ein Werkstück positionsgenau in der Werkstückaufnahme des Rundtischs aufnehmen zu können.
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In 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Honmaschine 300 gezeigt, die als Variante der Honmaschine von 1 angesehen und beschrieben werden kann. Die Maschinenbasis 310, die Innensäule 350 sowie das Umlauf-Transportsystem 330 mit Rundtisch können strukturell und/oder funktional identisch oder ähnlich den entsprechenden Komponenten der dortigen Ausführungsform sein, weshalb auf die dortige Beschreibung insoweit verwiesen wird.
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Folgende Unterschiede sind besonders bemerkenswert. Die Honmaschine 300 ist so konfiguriert, dass ein automatischer Werkzeugwechsel von Honwerkzeugen durchgeführt werden kann, um die Honeinheiten ohne Eingriff eines Bedieners zügig mit unterschiedlichen Honwerkzeugen bestücken zu können, was beispielsweise bei Verschleiß von Honwerkzeugen oder beim Wechsel zwischen unterschiedlichen Honoperationen erforderlich sein kann. Bei der Ausführungsform ist sowohl an der sichtbaren vorderen Längsseite als auch an der nicht sichtbaren hinteren Längsseite jeweils eine Werkzeugwechseleinrichtung 370-1 bzw. 370-2 vorgesehen. Jede Werkzeugwechseleinrichtung hat ein drehbares Werkzeugmagazin, das mehrere Bearbeitungswerkzeuge aufnehmen kann. Die Einrichtungen zum Abkoppeln eines Honwerkzeugs und Absetzen in einer solchen Werkzeugaufnahme sowie zum Aufnehmen von Honwerkzeugen und Ankoppeln an eine Honspindel sind an sich bekannt und daher aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt.
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Jede der Werkzeugwechseleinrichtungen ist im Arbeitsbereich der auf der gleichen Seite angeordneten Schlitten (z. B. Schlitten 390-2) derart angeordnet, dass die zugeordneten Honeinheiten für einen Werkzeugwechsel zwischen der jeweiligen Honstation und der Werkzeugwechseleinrichtung verfahren werden können. Die Werkzeugwechseleinrichtungen sind jeweils außerhalb der kreisrunden Transportbahn 332 in den Eckbereichen der Maschinenbasis angeordnet.
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Um den im Vergleich zur Variante von 1 längeren Verfahrweg der Honeinheiten zu ermöglichen, ist das Maschinenoberteil 320 auf der der Ladestation 340 gegenüberliegenden Seite, an welcher die Werkzeugwechseleinrichtungen liegen, gegenüber der Variante von 1 verlängert und erstreckt sich etwa bis in den Bereich der dortigen Breitseite der Maschinenbasis. Hierdurch liegt der Massenschwerpunkt des Maschinenoberteils in Richtung der Werkzeugwechseleinrichtungen außerhalb der Innensäule 350 und es ergibt sich eine ungleichmäßige Gewichtsbelastung der Innensäule durch das Maschinenoberteil. Diese ungleichmäßige Belastung verstärkt sich, wenn die Honeinheiten (eine oder mehrere) zum Werkzeugwechsel in dem Bereich der Werkzeugwechseleinrichtungen fahren (vgl. z. B. 4).
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Eventuelle Probleme, die aus dieser ungleichmäßigen Belastung resultieren könnten, werden bei dem Ausführungsbeispiel dadurch vermieden, dass zusätzlich zu der Innensäule 350 eine weitere Säule 345 zum Tragen des Maschinenoberteils 320 vorgesehen ist. Die vertikale weitere Säule befindet sich im Randbereich der Maschinenbasis mittig zwischen den Werkzeugwechseleinrichtungen 370-1, 370-2 und stützt das Maschinenoberteil dort auf der Maschinenbasis ab, so dass das Maschinenoberteil durch die Innensäule 350 und durch die weitere Säule 345 getragen wird. Die weitere Säule 345 muss hinsichtlich der Stabilität und Tragfähigkeit nicht die Anforderungen erfüllen, die an die Innensäule angelegt werden, sie kann aber ebenfalls durch ein Rohr mit kreisförmigem oder polygonalem Querschnitt gebildet sein. Die weitere Säule 345 liegt auf der Seite der Werkzeugwechseleinrichtungen außerhalb der Transportbahn 332, so dass diese zwischen der Innensäule 350 und der weiteren Säule 345 sowie unterhalb des Maschinenoberteils 320 wie durch eine Unterführung hindurchfährt. An der Unterseite des Maschinenoberteils können oberhalb der Transportbahn bei Bedarf weitere Einrichtungen angebracht sein, beispielsweise zum Temperieren oder Messen.
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In 4 ist ein viertes Ausführungsbeispiel einer Honmaschine 400 gezeigt, die auf den anhand der vorherigen Ausführungsbeispiele genannten Prinzipien beruht und mehrere der dort einzeln dargestellten Zusatzeinrichtungen kombiniert. Genau wie das Beispiel von 3 ist die Honmaschine für einen automatischen Werkzeugwechsel konfiguriert. Das von der Innensäule 450 getragene Maschinenoberteil 420 erstreckt sich hierzu bis in den Bereich der hinteren Querseite und wird dort über eine weitere Säule 445 zwischen den Werkzeugwechseleinrichtungen abgestützt. Die an der sichtbaren Vorderseite angebrachten Honeinheiten sind hier in ihrer Werkzeugwechselstellung dargestellt, in welcher sich die Honspindeln oberhalb des drehbaren Werkzeugmagazins befinden. An der gegenüberliegenden schmalen Seite ist analog zum Ausführungsbeispiel von 2 im Verfahrweg des Pendelschlittens eine Messstation 490 angeordnet, bezüglich deren Aufbau auf die Beschreibung im Zusammenhang mit 2 verwiesen wird.
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Bei den Ausführungsbeispielen der 1 bis 4 ist der Rundtisch bzw. Drehtisch so konfiguriert, dass darin die Funktionen des Werkstücktransports und der Werkstückpositionierung an der Arbeitsstation integriert sind. Die Werkstückaufnahmen sind hierzu so ausgelegt, dass das Werkstück direkt in der Werkstückaufnahme des Rundtischs gespannt werden kann, und der Rundtisch wird so angesteuert, dass durch Bewegung des Rundtischs das Werkstück in der jeweiligen Bearbeitungsposition an einer Bearbeitungsstation bewegt wird. An den Arbeitsstationen, insbesondere an den Bearbeitungsstationen, findet also kein gesondertes Umsetzen von dem Umlauf-Transportsystem (Rundtisch) zu einem davon gesonderten Werkstückaufnahmesystem statt. Bei allen Ausführungsformen ist jedoch auch eine Trennung der Werkstück-Transportfunktion von der Werkstück-Positionierungsfunktion möglich. Ein Beispiel hierfür wird anhand der 5, 6A und 6B erläutert.
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5 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Honmaschine 500, die bezüglich der Maschinenbasis 510, der davon getragenen Innensäule 150 und dem von der Innensäule 550 getragenen Maschinenoberteil 520 genauso oder ähnlich aufgebaut sein kann wie das Ausführungsbeispiel von 1. Genau wie dort ist die Innensäule 550 das einzige tragende Element für das Maschinenoberteil 520, welches symmetrisch beidseits in Längsrichtung nur relativ kurz über die Innensäule hinausragt, die vier Honeinheiten trägt und gemeinsam mit der Innensäule eine T-förmige Anordnung bildet. Genau wie beim Ausführungsbeispiel von 1 gibt es eine (in 5 vorne erkennbare) Ladestation 550 und zwei an den Längsseiten der Maschinenbasis angeordnete Honstationen 560-1, 560-2, an denen jeweils zwei Honeinheiten mit jeweils einer horizontal verfahrbaren Honspindel vorgesehen sind.
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Unterschiede gibt es vor allem hinsichtlich derjenigen Komponente, die für den Werkstücktransport und für die Positionierung der Werkstücke an den Arbeitsstationen bzw. Bearbeitungsstationen (Honstationen) zuständig sind.
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An jeder der Bearbeitungsstationen, also an jeder der Honstationen, ist auf der Maschinenbasis 510 eine maschinenfeste Werkstück-Stützeinrichtung 570 (für die erste Honstation 550) bzw. 580 (für die zweite Honstation 560) befestigt. Die Werkstück-Stützeinrichtungen haben identischen Aufbau, der anhand der Werkstück-Stützeinrichtung 570 näher erläutert wird. Eine Werkstück-Stützeinrichtung hat zwei vertikale, im Wesentlichen plattenförmige Stützelemente 572-1, 572-2, die in Längsrichtung (x-Richtung) der Honmaschine einen lateralen Abstand A voneinander haben. Die freien oberen Stirnseiten der Stützelemente dienen als Abstützflächen, auf die das Werkstück W (Zylinderkurbelgehäuse) mit seiner Unterseite aufgesetzt werden kann. Die freien Oberseiten der Stützelemente dienen als zweite Stützstrukturen zum Abstützen des Werkstücks in zweiten Stützbereichen an der Unterseite des Werkstücks, wobei diese zweiten Stützbereiche an den Längsenden der Zylinderkurbelgehäuse liegen. Die zweiten Stützstrukturen weisen Indexiereinrichtungen zur positionsrichtigen Aufnahme eines Werkstücks (Zylinderkurbelgehäuse) an den Werkstück-Stützeinrichtungen auf. Diese Indexiereinrichtungen (Indexbolzen/Indexbohrungen) sind korrespondierend zu Indexiereinrichtungen an der Unterseite des Werkstücks ausgebildet, so dass beim Absetzen eines Werkstücks dieses mithilfe der Indexiereinrichtungen selbsttätig mit hoher Positioniergenauigkeit in die Bearbeitungsposition gelangt. Das Werkstück kann in der Bearbeitungsposition durch geeignete Spanneinrichtungen festgespannt werden.
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Der Ringtisch bzw. Rundtisch 530 weist zusätzlich zu dem Drehantrieb, der die Drehung um die Rundtischachse bewirkt, noch einen Hubantrieb auf, um den Vorrichtungsträger des Ringtischs gesteuert durch die Maschinensteuerung der Honmaschine bei Bedarf in Vertikalrichtung (z-Richtung, parallel zur Rundtischachse) anzuheben oder abzusenken. Der Rundtisch ist somit als Hub-Rundtisch ausgelegt. Er wird im Beispielsfall genutzt, um einen Werkstücktransport nach Art eines Rundschritthubs auszuführen, was u. a. anhand der 6A und 6B erläutert wird.
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Der Rundtisch bzw. der Vorrichtungsträger des Rundtischs weist einen konzentrisch zur Rundtischachse bzw. zur Längsmittelachse der Innensäule liegenden Innenring 533 auf, von dem an vier um 90° in Umfangsrichtung versetzten Positionen jeweils radial langgestreckte, plattenförmige Tragarme 534-1 bis 534-4 horizontal abragen. Die Breite B der Tragarme in Tangentialrichtung ist so bemessen, dass sie geringfügig geringer ist als der lichte Abstand A zwischen den Innenseiten der vertikalen Stützelemente 572-1, 572-2 der maschinenfesten Werkstück-Stützeinrichtungen. Dadurch passen die Tragarme 534-1 etc. kollisionsfrei zwischen die vertikalen Stützelemente 572-1 etc. einer Werkstück-Stützeinrichtung, wenn der Ringtisch eine solche Drehstellung einnimmt, dass ein lateraler Tragarm zentriert oberhalb einer Werkstück-Stützeinrichtung positioniert ist.
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Es ist aus den 6A und 6B ersichtlich, wie unter diesen Voraussetzungen der Rundschritthub durchgeführt werden kann. 6A zeigt den Ringtisch 530 in einer abgesenkten Position, wobei zwei diametral gegenüberliegende Tragarme des Ringtischs innerhalb der diametral gegenüberliegenden Werkstück-Stützeinrichtungen 570, 580 der Honstationen zwischen den dortigen Stützelementen abgesenkt sind, so dass die beiden Zylinderkurbelgehäuse an den Honstationen auf den jeweiligen Werkstück-Stützeinrichtungen aufsitzen und ausschließlich durch diese positionsgenau getragen werden (6A). Nach Abschluss einer Bearbeitungsoperation wird der Rundtisch mithilfe des Hubantriebs angehoben, wobei die Werkstücke mithilfe der lateralen Tragarme von den Werkstück-Stützeinrichtungen angehoben werden und der Hubtisch so weit angehoben wird, bis die lateralen Tragarme oberhalb des Niveaus der oberen Stirnseiten der vertikalen Stützelemente angeordnet sind (6B). Nun kann der Rundtisch durch Drehung weiterbewegt werden, um die Werkstücke jeweils zur nächsten (oder übernächsten) Arbeitsstation zu transportieren. Die Drehbewegung wird angehalten, wenn sich die Tragarme wieder zentriert oberhalb der Werkstück-Stützeinrichtungen befinden, so dass beim nachfolgenden Absenken des Rundtischs die lateralen Tragarme kollisionsfrei zwischen die vertikalen Stützelemente nach unten abgesenkt werden und das Werkstück auf der Werkstück-Stützeinrichtung abgesetzt wird.
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Ein Rundschritthub der hier beschriebenen Art kann unabhängig von den sonstigen Konstruktionsmerkmalen der Honmaschine vorteilhaft sein, beispielsweise auch bei Honmaschinen, bei denen einige oder alle Bearbeitungseinheiten an einer Innensäule angebracht sind oder bei Varianten ohne Innensäule, z. B. gemäß
DE 10 2007 045 619 B4 oder
WO 2013/117482 A1 .
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Bei den bisher beschriebenen Ausführungsbeispielen ist das Umlauf-Transportsystem jeweils so ausgebildet, dass die Transportbahn, auf welcher die Werkstücke zwischen den Arbeitsstationen transportiert werden, eine Kreisbahn ist. Dies ist jedoch nicht zwingend. 7 zeigt als Ausführungsbeispiel eine Honmaschine 700 mit einem Umlauf-Transportsystem 730, bei dem die Werkstücke entlang einer Transportbahn 732 transportiert werden, die einen längsovalen Bahnverlauf aufweist. Die ovale Transportbahn hat parallel zu den Längsseiten der Maschinenbasis, also parallel zur x-Achse des Maschinenkoordinatensystems, verlaufende geradlinige Bahnabschnitte 734-1, 734-2, die im Bereich der Querseiten, also an den Längsenden der Maschinenbasis 710, jeweils durch halbkreisförmige Bahnabschnitte 734-3, 734-4 verbunden sind. Das Maschinenoberteil 720 erstreckt sich über den größten Teil der Länge der Maschinenbasis und wird einerseits durch die innerhalb der ovalen Transportbahn angeordnete Innensäule 750 und andererseits durch eine weitere Säule 745 abgestützt, die im Bereich der hinteren Querseite im Randbereich der Maschinenbasis außerhalb der Transportbahn zwischen den Werkzeugwechseleinrichtungen auf der Maschinenbasis montiert ist. Auf Höhe der Innensäule 750 befinden sich diametral gegenüberliegend an den Längsseiten die beiden Honstationen 760-1, 760-2. Die paarweise angeordneten Honeinheiten sind, wie bei den anderen Ausführungsformen, jeweils separat auf Schlitten montiert, die parallel zur Längsrichtung horizontal verfahren werden können. Insoweit gibt es Übereinstimmungen beispielsweise mit dem Ausführungsbeispiel von 4.
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Die Honmaschine 700 hat zusätzlich zu den beiden Honstationen als weitere Arbeitsstation eine Messstation 790. Ähnlich wie die Messstation des Beispiels von 2 sind dort zwei zeitgleich nutzbare Messeinheiten 791-1, 791-2 mit vertikal verfahrbaren Messspindeln vorgesehen, an deren unteren Enden Messköpfe zum Einführen in die Zylinderbohrungen vorgesehen sind. Die Messeinheiten sind parallel zueinander mit vertikalen Achsen angeordnet. Sie werden von einem gemeinsamen Schlitten 793 getragen, der horizontal verfahrbar an den gleichen Führungsschienen geführt ist, welche auch die beiden Schlitten für die Honeinheiten 780-1, 780-2 der ersten Honstation 760-1 tragen. Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel von 2 sind die Messspindeln somit parallel zur Längsrichtung (x-Richtung) der Honmaschine verfahrbar. Ein weiterer Unterschied zur Variante von 2 besteht darin, dass die Messstation 790 eine der Arbeitsstationen ist, welche entlang der Transportbahn 732 des Umlauf-Transportsystems 730 liegt. Somit können die Werkstücke mithilfe des Umlauf-Transportsystems unmittelbar in die Messposition einer Messstation gefahren und auch von dort wieder abtransportiert werden.
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Beim Beispiel von 7 werden die Werkstücke durch ein umlaufendes Förderband transportiert. Alternativ kommt beispielsweise ein Umlauf-Transportsystem mit miteinander gekoppelten Schlepprahmen in Betracht.
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Eine Honstation kann beispielsweise für eine Honoperation des klassischen Honens ausgelegt sein, bei dem das Honwerkzeug im Prinzip der bereits in vorgeschalteten Bearbeitungsschritten präzise positionierten Bohrung folgt. Es ist auch möglich, eine Honstation für eine positionsbestimmende Honoperation zu konfigurieren, bei der das Werkstück an einer präzise vorgegebenen Bearbeitungsposition positioniert wird und das Honwerkzeug starr an die Honspindel angekoppelt ist, um gegebenenfalls die Bohrungsachse durch ungleiche Materialabtragung mittels Honen in die gewünschte Ist-Position verlagern zu können (Path-Honen). Es ist auch möglich, mindestens eine Arbeitsstation als Bearbeitungsstation für eine Bohroperation auszulegen (beispielsweise zum Feinbohren bzw. Feinspindeln) oder für eine Entgratoperation.
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Anstelle der Messstation 790 könnte eine Honstation oder eine Feinbohrstation mit entsprechenden Bearbeitungseinheiten an einem Schlitten vorgesehen sein. Eine Nachmessstation könnte auf der gegenüberliegenden Seite angeordnet sein.
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Wie schon erwähnt, eignen sich Honmaschinen gemäß der beanspruchten Erfindung bzw. einer ihrer Ausführungsbeispiele gut zur Ankopplung an unterschiedliche Werkstück-Fördersysteme. Als Alternative zur Be- und Entladung mithilfe eines Pendelschlittens kommt beispielsweise die Be- und Entladung mithilfe eines Portalladers in Betracht. 8 zeigt eine beispielhafte Lösung, bei der die Honmaschine 800 identisch oder ähnlich dem Ausführungsbeispiel der Honmaschine 300 in 3 ausgebildet ist. Eine Besonderheit ist hier, dass das Maschinenoberteil 820 auf Seiten der Ladestation 840 nur geringfügig über die Außenkontur der Innensäule 850 hinausragt, so dass die jeweils an der Ladestation 840 positionierte Werkstückaufnahme von oben zugänglich ist. Hier kann nun ein Portallader 850 mit einem horizontal und vertikal verfahrbaren Greifarm 855 genutzt werden, um beim Beladen der Honmaschine ein Werkstück von einem Rollenförderer 870 des Fördersystems in eine Werkstückaufnahme am Rundtisch 830 umzusetzen bzw. um ein an der Honmaschine fertig bearbeitetes Werkstück von der Honmaschine auf den Rollenförderer umzusetzen.
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Wie das Ausführungsbeispiel von 9 zeigt, kann die baugleiche Honmaschine 900 auch mithilfe eines Laderoboters 950 be- und entladen werden. Der Laderoboter 950 hat einen um eine vertikale Achse verschwenkbaren Roboterarm 860, der an einem Schlitten 862 gelagert ist, welcher am Basiselement 864 des Roboters vertikal verfahrbar geführt ist. Die vertikale Achse kann auch durch einen Knickarm realisiert werden. Am vorderen freien Ende des Roboterarms 860 befindet sich ein Werkstückgreifer oder eine Stützeinrichtung 865, die im Wesentlichen die Form einer rechteckigen Platte hat, auf die das Werkstück mit seiner Unterseite abgesetzt werden kann. Die Oberseite der Stützeinrichtung kann ähnlich oder identisch ausgebildet sein wie die Oberseite der Stützeinrichtung 265 des Pendelschlittens 260 aus 2. Die plattenförmige Stützeinrichtung ist so bemessen, dass sie kollisionsfrei durch die Randausnehmung am Rundtisch passt. Mithilfe des Roboters 950 kann der Rundtisch direkt be- und entladen werden.
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10 zeigt eine schrägperspektivische Darstellung eines Beispiels aus einer Vielzahl möglicher Beispiele, mehrere Honmaschinen (z. B. gemäß dem Ausführungsbeispiel von 3 oder 9) über ein Fördersystem miteinander zu verketten, um eine hochflexible Fertigungsanlage 1111 zu bilden. Ein Fördersystem 1050 zur Förderung von Werkstücken zu den einzelnen Bearbeitungsmaschinen bzw. Honmaschinen umfasst im Beispielsfall zwei zueinander identische Roboter nach Art des Roboters 950 aus 9, die gemeinsam senkrecht zur Längsrichtung der Honmaschinen, also in Querrichtung (y-Richtung) auf horizontalen Führungsschienen horizontal verfahrbar sind. Mithilfe der Roboter können die vier miteinander verketteten Honmaschinen flexibel be- und entladen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007045619 B4 [0005, 0098]
- WO 2013/117482 A1 [0006, 0098]
- EP 2489465 A1 [0007]
