DE2036757A1

DE2036757A1 - Emspindel machine tool

Info

Publication number: DE2036757A1
Application number: DE19702036757
Authority: DE
Inventors: Otto 8000 München Oeckl
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1970-07-24
Filing date: 1970-07-24
Publication date: 1972-01-27

Description

Einspindel-WerkzeuRmaschine Die Erfindung bezieht sich auf eine Einspindel-Werkzeugmaschine mit einem die Spindel aufnehmenden Spindelkopf, der vor dem zu bearbeitenden Werkstück angeordnet ist und der zur Erzeugung des Werkzeugvorschubes relativ zu diesem Werkstück horizontal in Längsrichtung und außerdem vertikal verstellbar ist, während das Werkstück auf seinem Werkstücktisch horizontal in Querrichtung verschieblich ist, wobei die Spindel von einem Magazin aus mit verschiedenen Werkzeugen zu bestücken ist. Single-spindle machine tool The invention relates to a single-spindle machine tool with a spindle head receiving the spindle, which is in front of the workpiece to be machined is arranged and that for generating the tool feed relative to this workpiece horizontally in the longitudinal direction and also vertically adjustable while the workpiece is horizontally displaceable in the transverse direction on its workpiece table, the Spindle is to be equipped with various tools from a magazine.

Gegenstand der deutschen Patentanmeldung P 20 26 336.9 ist eine Werkzeugmaschine mit mehreren gleichzeitig arbeitenden Werkzeugen, die durch die Kombination eines an sich bekannten auswechselbaren Vielspindelkopfes mit einem an sich ebenfalls bekannten Einspindelkopf gekennzeichnet ist. Dabei ist u.a. für die auswechselbaren Mehrspindeiköpfe ein kreisförmiges, drehbares Magazin vorgesehen, während der Einspindelkopf Teil eines Schwenkkopfes mit zwei Einspindelköpfen ist, von denen jeweils einer in der Arbeitsstellung, der zweite in der Rüststellung vor einem Magazin angeordnet ist. Mit dieser Lösung sollen die Rüstzeiten der Maschine niedrig gehalten werden. Die vorliegenden Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß die Maschine, die Gegenstand der erwähnten Patentanmeldung ist, mit dem Schwenkkopf einen technischen Aufwand aufweist, der nicht immer zu vertreten ist.The subject of German patent application P 20 26 336.9 is a machine tool with several tools working at the same time, which can be achieved by combining one known interchangeable multi-spindle head with a per se as well known single spindle head is characterized. Among other things, this is for the interchangeable Multi-spindle heads provided a circular, rotatable magazine, while the single-spindle head part a swivel head with two single spindle heads, one of which is in the Working position, the second is arranged in the set-up position in front of a magazine. This solution is intended to keep machine set-up times low. the The present invention is based on the knowledge that the machine, the object of the patent application mentioned is a technical effort with the swivel head which is not always to be represented.

Die Lagerung des Schwenkkopfes sowie seine Steuerung bedeuten oft einen lagerungsmäßig und steuerungstechnischen Aufwand, der bei entsprechend billigen Maschinen nicht vertreten werden kann.The storage of the swivel head as well as its control often mean a storage and control-related effort that is cheap with Machines cannot be represented.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, die bereits vorgeschlagene Maschine in der Weise zu verbessern, daß statt des Schwenkkopfes eine einfachere Lösung vorgesehen ist.The present invention is therefore based on the object already proposed machine to improve in such a way that instead of the swivel head a simpler solution is provided.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das Magazin als drehbare Scheibe mit auf den Umfang verteilten Werkzeughaiterungen ausgebildet und zwischen Spindelkopf und Werkstück drehbar am Spindelkopf gelgert ist wobei die Werkzeuglagerung gleichzeitig als Spindelfilhrurlgen ausgebildet sind, so daß die gegenüber dem Spindelkopf längsverschiebliche Spindel zum Werkzeugwechsel durch das Magazin hindurch bewegt und dabei mit dem jeweiligen Werkzeug ausgerüstet wird.To solve the problem, it is proposed according to the invention that that the magazine as a rotatable disc with tool extensions distributed around the circumference formed and gelgert rotatably between the spindle head and workpiece on the spindle head is where the tool storage is designed as a spindle guide at the same time, so that the spindle, which is longitudinally displaceable with respect to the spindle head, is used for tool change moved through the magazine and equipped with the respective tool will.

Bei der Erfindung erfolgt also für die Ausrüstung der Spindel keine Bewegung mehr im Rahmen der Schwenkbewegung eines Schwenkkopfes sondern es ist nur noch eine einfach zu beherrschende, hin- und hergehende Axialverschiebung der Spindel erforderlich. Je nach der Bewegungsrichtung erfolgt dabei ohne besonderen Zeitverlust und ohne besonderen technik schen Aufwand ein Abgeben des Werkzeuges an das Magazin oder eine Neuausrüstung der Spindel mit einem Werkzeug.In the invention, therefore, there is no equipment for the spindle Movement more in the context of the swivel movement of a swivel head but it is just Another easy to master, reciprocating axial displacement of the spindle necessary. Depending on the direction of movement, this takes place without any particular loss of time and releasing the tool to the magazine without any special technical effort or re-equipping the spindle with a tool.

Um diesen Wechselvorgang besonders zeitsparend und in technisch einfacher Weise bewerkstelligen zu können, wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß die Verbindung zwischen Werkzeug und Arbeitsspindel beim Hindurchbewegen der Arbeitsspindel durch das Magazin mittels eines selbstwirkenden Schnellverschlusses zwischen Spindel und Jeweiligem Werkzeug erfolgt wozu ein konischer Sitz eine gegen drehende Relativbewegungen sichernde Nut-Feder-Verbindung und ein in axialer Richtung wirkender Anlagebund vorgesehen ist.To make this change process particularly time-saving and technically easier Way to be able to accomplish, is proposed in a further embodiment of the invention, that the connection between tool and work spindle when moving through the Work spindle through the magazine by means of a self-acting quick release between the spindle and the respective tool there is a conical seat for this purpose rotating relative movements securing tongue and groove connection and one in the axial direction Acting investment bond is provided.

Um der Arbeitsspindel einen möglichst großen Führungsbereich geben zu können und trotzdem die für die Umrüstung der Sp#.ndel noch notwendigen Relativbewegungen zwischen Spindel. um Magazin zur Verfügung stellen zu können wird in der weitelsn Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß vor dem Spindelkopf und mit diesem verbunden ein Führungsauge angeorQ't; ist, das die Spindel führt, während andererseits dem t4a### ) selbst eine Axialbewegung zugemessen wird. Da gemäß den obigen Ausftlhrungen für die vorliegende Erfindung Ausgangspunkt war eine Werkzeugmaschine, mit einem auswechselbaren Vielspindelkopf und einem auswechselbaren Einspindelkopf und dort die vorliegende Erfindung von besonderer Bedeutung ist wird schließlich noch vorgeschlagen, daß der Einspindel kopf mit einem auswechselbaren Vielspindelkopf zusammenarbeitet, also die vorliegende Erfindung bei einer Lösung gemäß der älteren Anmeldung vorgesehen wird.To give the work spindle as large a guide area as possible and still the relative movements necessary for retooling the spindle between spindle. in order to be able to make the magazine available, the Weitelsn Embodiment of the invention proposed that in front of the spindle head and with this connected a guide eye angeorQ't; is that guides the spindle, while on the other hand the t4a ###) even an axial movement is measured. Since according to The starting point for the present invention was a machine tool, with an exchangeable multi-spindle head and an exchangeable single-spindle head and there the present invention is of particular importance will eventually still proposed that the single-spindle head with an interchangeable multi-spindle head cooperates, so the present invention in a solution according to the older Registration is provided.

In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigen Fig. 1 eine Anordnung gemäß der älteren, erfindungsgemäß zu verbessernden Ldsung, Fig. 2 eine Ausfühnmgsform der Erfindung, Fig. 2a eine Einzelheit der Anordnung gemäß Fig. 2 und Fig. 3 eine weitere Ausfllhrungsform gemäß der Erfinl dung.Two exemplary embodiments of the invention are shown schematically in the drawing shown. 1 shows an arrangement according to the older one, according to the invention Solution to be improved, FIG. 2 an embodiment of the invention, FIG. 2a a Detail of the arrangement according to FIG. 2 and FIG. 3 according to a further Auslhrungsform of the invention.

Auf dem Maschinenbett 1 ist der Schlitten 2 angeordnet, der den Rundtisch 3 zur Aufnahme des zu bearbeitenden Werkstückes trägt (Fig. 1). Der Schlitten ist in an sich bekannter Weise in Längsrichtung des Maschinenbettes verschieblich. Auf dem gleichen Schlitten 2, der den Rundtisch trägt, ist das Vielspindelaggregat 4 in Längsrichtung des Schlittens verstellbar gelagert. Der Antriebsmotor des Vielspindelaggregates ist mit 5 bezeichnet. Der Maschine sind mehrere Vielspindelköpfe 6, 6a, 6b usw. zubeordnet. Von diesen Vielspindelköpfen ist Jeweils ein Vielspindelkopf mit Werkzeugen 7 bestückt als Bearbeitungswerkzeug in der Arbeitsstellung und mit dem Antriebsmotor 5 gekuppelt. Die übrigen Vielspindelköpfe sind entsprechend den Jeweils geforderten Bohrbildern mit Werkzeugen 7 bestückt und an Stiften 8 des Rundmagazins 9 aufgehängt. Das Rundmagazin ist mit Stützen lo auf dem Maschine bett 1 abgestützt. Es ist damit ortsunveränderlich, aber um seine vertikale Symmetrieachse drehbar. Die Entnahme der ausgerüsteten Vielspindelköpfe aus dem Magazin, die Zuführung zur Bearbeitungseinheit und die Kopplung mit dem Motor 5 erfolgt mit an sich bekannten Mitteln in bekannter Weise.On the machine bed 1, the carriage 2 is arranged, which the rotary table 3 for receiving the workpiece to be machined carries (Fig. 1). The sledge is displaceable in a manner known per se in the longitudinal direction of the machine bed. on The multi-spindle unit 4 is the same slide 2 that carries the rotary table mounted adjustable in the longitudinal direction of the slide. The drive motor of the multi-spindle unit is denoted by 5. There are several multi-spindle heads on the machine 6, 6a, 6b etc. assigned. Each of these multi-spindle heads is one multi-spindle head equipped with tools 7 as a machining tool in the working position and with coupled to the drive motor 5. The remaining multi-spindle heads are according to the Each of the required drilling patterns equipped with tools 7 and on pins 8 of the round magazine 9 hung. The round magazine is supported on the machine bed 1 with supports lo. It cannot be changed in location, but can be rotated around its vertical axis of symmetry. The removal of the equipped multi-spindle heads from the magazine, the feed to the The processing unit and the coupling to the motor 5 are carried out with known ones Means in a known manner.

Gegebenenfalls können die Halterungen für die Vielspindelköpfe 6, 6a usw. am Rundmagazin 9 um eine horizontale Achse schwenkbar sein, um die Drehung des Rundmagazins um seine vertikale Achse und die Zuführung der Vielspindelköpfe in die Arbeitsstellung zu erleichtern. Mit dem Maschinenbett 1 ist ein seitlicher Ausleger 11 als weiteres Maschinenbett fest verbunden, z.B. sind die Teile 1 und 11 miteinander verschraubt. Das Maschinenbett 11 weist horizontale Führungen 12 für den Spindel 13 auf. Dieser Ständer 13 ist in Richtung auf den Rundtisch 3 verfahrbar. An dem Ständer 13 ist ein Vertikalsohlitten 14 lotrecht verfahrbar. (Vertikalführungen 15). Der Schlitten 14 trägt einen Schwenkkopf 16, der um eine horizontale Achse schwenkbar ist Ünd die beiden Einspindelkdpfe 17 und 18 trägt. Dem Schwenkkopf 16 ist ein Magazin 19 zugeordnet, Dieser Teil des Bearbeitungszentrums ist so ausgebildet, daß sich Jeweils ein Einspindelkopf -in der zeichnerischen Darstellung der Einspindelkopf 18 -in der Bearbeitungsstellung befindet, während sich der andere Einspindelkopf - in der zeichnerischen Darstellung der Einspindelkopf 17 - in seiner RUststellung im Bereich des Magazines 19 befindet. Die beiden Einspindelköpfe 17 und 18 sind bzw. werden aus dem Magazin 19 entsprechend den Erfordernissen der Bearbeitung mit Werkzeugen 20 bestückt.If necessary, the brackets for the multi-spindle heads 6, 6a etc. can be pivoted about a horizontal axis on the round magazine 9, in order to rotate of the round magazine around its vertical axis and the feeding of the multi-spindle heads to facilitate the working position. With the machine bed 1 is a side Cantilever 11 firmly connected as a further machine bed, e.g. parts 1 and 11 screwed together. The machine bed 11 has horizontal guides 12 for the spindle 13. This stand 13 can be moved in the direction of the rotary table 3. A vertical base 14 can be moved vertically on the stand 13. (Vertical guides 15). The carriage 14 carries a swivel head 16 which rotates about a horizontal axis and the two single-spindle heads 17 and 18 can be pivoted. The swivel head 16 A magazine 19 is assigned to this part of the machining center is designed so that there is always a single spindle head in the drawing the single spindle head 18 is in the machining position, while the other is Single spindle head - in the graphic representation of the single spindle head 17 - in his RUststellung in the area of the magazine 19 is located. The two single-spindle heads 17 and 18 are or will be from the magazine 19 according to the requirements of the machining equipped with tools 20.

Die vorliegende Erfindung befaßt sich nun mit dem Ersatz des Schwenkkopfes 16 und des Magazines 19 durch eine andere Lösung. Bei dieser anderen Lösung (Fig. 2) ist auf Führungen 21 des Teiles 11 des Maschinenbettes der Schlitten 22 verfahrbar. In lotrechten Führungen 23 dieses Schlittens ist verstellbar angeordnet der Spindelkopf 24. In diesem Spindelkopf 24 ist drehbar und längsverschieblich die Arbeitsspin del 25 gelagert. Außerdem ist vor einem Lagerauge 26 des Spindelkopfes 24 auf einer entsprechenden Welle drehbar gelagert das scheibenförmige Magazin 27. Auf den Umfang der Magazinscheibe 27 verteilt sind mehrere Eohrungen, in denen die verschiedenen Werkzeuge 28 magaziniert sind. Der Arretierung der Werkzeuge im Scheibenmagazin 27 dienen Rastbolzen 29, die unter Federspannung stehen (DruckReder 30), die ihrerseits wieder im Soheibenmagazin 27 abgestützt sind. In der Mqazinierungsstellung befinden sich die Rastbolzen 29 in einer Rille des Jeweiligen Werkzeuges. Mit einem Bund 31 liegt das Werkzeug an einem Anschlag 32 des Scheibenmagazines 27 an, Zu Beginn eines Arbeitsvorganges und zur Ausrüstung der Spindel 25 mit dem Jeweiligen Werkzeug 28 befindet sich das Scheibenmagazin 27 in einer solchen Stellung, daß sich das entsprechende Werkzeug vor der Arbeitsspindel 25 befindet, wobei sich diese in der gestrichtelt gezeichneten, hinteren Endstellung, also hinter dem Scheibenmagazin 27 befindet. Anschließend wird die Arbeitsspindel 25 aus dem Spindelkopf 24 heraus in axialer Richtung und in Richtung des Pfeiles A bewegt. Mit einer Bohrung 33, die dem Konus 36 des Werkzeuges entspricht, umschließt die Arbeitsspindel 25 den Konus des Werkzeuges 28. Im weiter nach vorn Bewegen kommt das Werkzeug von dem Rastbolzen 29 frei, das Werkzeug kommt vom Magazin frei und die Arbeitsspindel 25 taucht durch das Magazin hindurch, und zwar durch die Bohrung in der vorher das Werkzeug 28 seinen Sitz hatte. Nunmehr ist die Maschine bezüglich des Werkzeuges 28 arbeitsbereit. Der Schlitten 22 wird weiter in Richtung des Pfeiles A bewegt, die Arbeitsspindel wird mit Hilfe üblicher Antriebsmotoren in Drehung versetzt und erzeugt im Werkstück 34, das auf den Rundtisch 3 aufgespannt ist, die notwendige Bohrung, statt des angenommenen Bohrers kann auch ein anderes geeignetes Drehwerkzeug Anwendung finden.The present invention is now concerned with the replacement of the swivel head 16 and the magazine 19 by a different solution. With this other solution (Fig. 2) the slide 22 can be moved on guides 21 of part 11 of the machine bed. The spindle head is adjustably arranged in vertical guides 23 of this carriage 24. In this spindle head 24, the work pin is rotatable and longitudinally displaceable stored on the 25th. In addition, in front of a bearing eye 26 of the spindle head 24 is on a corresponding shaft rotatably mounted the disk-shaped magazine 27. On the circumference the magazine disc 27 are distributed several Eohrungen in which the various Tools 28 are magazined. The locking of the tools in the disk magazine 27 are used locking bolts 29, which are under spring tension (DruckReder 30), which in turn are supported again in the Soheibenmagazin 27. Are in the mqazinierungsstellung the locking pins 29 in a groove of the respective tool. With a covenant 31 the tool rests against a stop 32 of the disk magazine 27, to Beginning of a work process and for equipping the spindle 25 with the respective one Tool 28 is the disk magazine 27 in such a position that the corresponding tool is in front of the work spindle 25, this being in the rear end position shown by dashed lines, i.e. behind the disk magazine 27 is located. The work spindle 25 is then removed from the spindle head 24 moved in the axial direction and in the direction of arrow A. With a hole 33, which corresponds to the cone 36 of the tool, the work spindle 25 encloses the Cone of the tool 28. As you move further forward, the tool comes from the Locking bolt 29 free, the tool comes free from the magazine and the work spindle 25 dives through the magazine, namely through the hole in the previously Tool 28 had its seat. Now the machine is with respect to the tool 28 ready to work. The carriage 22 is moved further in the direction of arrow A, the work spindle is set in rotation with the help of conventional drive motors and generated in the workpiece 34, which is clamped on the rotary table 3, the necessary Drilling, instead of the assumed drill, another suitable turning tool can be used Find application.

Ist der Arbeitsvorgang beendet, so wird die Arbeitsspindel entgegen der Richtung des Pfeiles A zurückgezogen und im Durchgehen durch die Bohrung des Magazines kommt das Werkzeug mit seinem Bund 31 am Anschlag 32 zur Anlage in dem Augenblick, in dem der Rastbolzen 29 in die entsprechende Rastnut des Werkzeuges einrastet. Die Arbeitsspindel 25 wird weiter zurückbewegt und kommt vom Werkzeug frei, das im Magazin gehalten bleibt. Zur Umrüstung der Spindel wird das Magazin in Umfangsrichtung gedreht, so daß das entspre-.When the work process is finished, the work spindle is counteracted withdrawn in the direction of arrow A and passing through the hole of the Magazines comes the tool with its collar 31 on the stop 32 to rest in the Moment in which the locking pin 29 in the corresponding Locking groove of the tool engages. The work spindle 25 is moved back further and comes free of the tool that remains in the magazine. To convert the spindle the magazine rotated in the circumferential direction, so that the corresponding.

chende neue Werkzeug vor die Arbeitsspindel 25 zu liegen kommt und sicher vorbeschriebene Prozeß wiederholt.The corresponding new tool comes to rest in front of the work spindle 25 and surely repeats the previously described process.

Der Verhinderung von Drehbewegungen zwischen Arbeitsspindel und Werkzeug dient eine übliche Nut und Feder-Kupplung 35 zwischen dem konischen Werkzeutschaft und dem Futter der Atbeitsspindel.The prevention of rotary movements between the work spindle and the tool a conventional tongue and groove coupling 35 is used between the conical tool shank and the chuck of the working spindle.

Bei der Lösung nach Fig. 2 ist der Weg, den die Arbeitsspindel 25 zum Werkstück hinläuft, mit D bezeichnet. Das zum Bearbeitungsvorgang ausgewählte Werkzeug itrd damit aus der Ebene der übrigen im Scheibenmagazin 27 gehaltenen Werkzeuge herausgeschoben, bevor mit Hilfe des Schlittens 22 und seiner Bewegung der Bohrvorschub eingeleitet wird.In the solution according to FIG. 2, the path that the work spindle 25 runs towards the workpiece, denoted by D. The one selected for editing The tool is thus out of the plane of the other tools held in the disk magazine 27 pushed out before the drill feed with the aid of the slide 22 and its movement is initiated.

Bei der Lösung nach Fig. 3 ist das Werkzeugmagazin 27 axial verschiebbar, und zwar um das Maß C. Dieses Maß entspricht der Eintauchtiefe der Werkzeuge 28 in die Arbeitsspindel 25.In the solution according to FIG. 3, the tool magazine 27 is axially displaceable, namely by the dimension C. This dimension corresponds to the immersion depth of the tools 28 into the work spindle 25.

Diese Lösung hat gegenüber der Lösung nach Fig. 2 den Vorteil, daß sich der Ausfahrweg der Arbeitsspindel 25 um die Werkzeugeinspannlänge verkürzt, weil das Werkzeugmagazin 27 nachdem das für die Bearbeitung vorgesehene Werkzeug durch Drehung des Magazins in seine Stellung vor der Arbeitsspindel 25 gebracht worden ist, um die Einspannlänge des Werkzeuges axial nach innen fährt. Es ist bei dieser Lösung möglich, am Spindelkopf 24 ein zusätzliches Führungsauge 36 für die Arbeitsspindel vorzusehen. Die Arbeitsspindel 25 bringt dabei das Jeweilige Werkzeug 28 wiederum durch Eintauchen in das Magazin 27 aus der Ebene der übrigen Werkzeuge heraus und fährt es gegen das zu bearbeitende Werkstück 34. Es ist aber bei dieser Lösung der Ausfahrweg der Arbeitaspinw del aus dem Spindelkopf 24 wesentlich kleiner, weil der Verc schiebeweg des Magazins 27 entsprechende ausgleichende Berücksichtigung finden kann.This solution has the advantage over the solution according to FIG. 2 that the extension path of the work spindle 25 is shortened by the tool clamping length, because the tool magazine 27 after the tool intended for machining brought into its position in front of the work spindle 25 by rotating the magazine has been moved axially inward by the clamping length of the tool. It is at this solution possible, an additional guide eye on the spindle head 24 36 to be provided for the work spindle. The work spindle 25 brings the respective Tool 28 in turn by dipping into the magazine 27 from the plane of the rest Tools out and moves it against the workpiece to be machined 34. But it is in this solution, the extension path of the work spindle from the spindle head 24 is essential smaller because the displacement path of the magazine 27 takes appropriate compensatory consideration Can be found.

Claims

## inspindel machine tool with a take up the spindle-

the spindle head, which is arranged in front of the workpiece to be machined and that for generating the tool feed is horizontal relative to this workpiece is adjustable in the longitudinal direction and also vertically while the workpiece is on his work table horizontally in cross direction; is displaceable, with the spindle is to be equipped with different tools from a magazine, characterized in that that the magazine as a rotatable disc with tool holders distributed around the circumference formed and rotatably mounted on the spindle head between spindle head and workpiece is whereby the tool bearings are designed as spindle guides at the same time, so that the spindle, which is longitudinally displaceable with respect to the spindle head, is used for tool change moved through the magazine and equipped with the appropriate tool will.

2. Single-spindle machine tool according to claim 1, characterized in that that the connection between tool and work spindle when moving the work spindle through the magazine by means of a self-acting quick lock between the spindle and the respective tool takes place, including a conical seat, one against rotating relative movements securing tongue and groove connection and a bearing collar acting in the axial direction is provided.

3. Single-spindle machine tool according to claim 1 and claim 2, characterized characterized in that a guide eye is connected to and in front of the spindle head for the spindle angel is arranged and an axial movement between magazine and spindle head caused by the movement of the magazine.

4. Single-spindle machine tool according to one of claims 1 to 3, characterized characterized in that the single-spindle head with an interchangeable multi-spindle head is combined in a machine tool.

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