DE2723544A1

DE2723544A1 - Einrichtung an nc-gesteuerten mehrspindligen werkzeugmaschinen zum gleichzeitigen bearbeiten mehrerer gleicher werkstuecke, insbesondere fraesmaschinen

Info

Publication number: DE2723544A1
Application number: DE19772723544
Authority: DE
Inventors: Friedel Mandler; Hans Wisker
Original assignee: Heyligenstaedt and Co Werkzeugmaschinenfabrik GmbH
Current assignee: Heyligenstaedt and Co Werkzeugmaschinenfabrik GmbH
Priority date: 1977-05-25
Filing date: 1977-05-25
Publication date: 1978-12-07

Description

Einrichtung an NC-gesteuerten mehrspindligen Werk-
zeugmaschinen zum gleichzeitigen Bearbeiten mehrerer gleicher Werkstücke, insbesondere Fräsmaschinen.
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung an NC-gesteuerten mehrspindligen Werkzeugmaschinen zum gleichzeitigen Bearbeiten mehrerer gleicher Werkstücke, insbesondere Fräsmaschinen, mit in verschieblichen Pinolen gelagerten, das Werkzeug tragenden Spindeln.
Bei Werkzeugen dieser Art ist es notwendig, daß alle gleichzeitig arbeitenden Werkzeuge den gleichen Durchmesser und in axialer Richtung die gleiche Lage zum Werkstück haben, da anderenfalls die fertig bearbeiteten Werkstücke voneinander abweichen. Gleicher Durchmesser der zu einem Satz gehörenden Werkzeuge läßt sich auch beim Nachschleifen leicht erreichen. Abweichungen in axialer Richtung sind kaum zu vermeiden. Sie können beim Nachschleifen der Werkzeuge entstehen, sie können aber auch bereits durch geringere Abweichungen in den Aufnahmekegeln der Werkzeuge oder den diese aufnehmenden Innenkonen der Werkzeugspindeln gegeben sein. Bei Verwendung selbsttätig arbeitender Werkzeugwechseleinrichtungen sind die Werkzeuge codiert nach ihrer Art und Form und werden nach ihrem Codezeichen aus dem Magazin herausgesucht, doch können die obengenannten, die axiale Stellung der Werkzeuge zum Werkstück nicht berücksichtigt werden. Auch ist es praktisch kaum möglich, jedes Werkzeug einer bestimmten Werkzeugspindel zuzuordnen.
Um diese Nachteile zu beheben, wird erfindungsgemaß vorgeschlagen, gegenüber dem vorderen Ende der Werkzeuge einbringbare, die Stellung der Werkzeuge abtastende, über auf Stellgetriebe einwirkende Regelkreise diese Werkzeuge mit ihren Pinolen in die vorgesehene Stellung bringende Meßeinrichtungen anzuordnen. Damit ist in einfacher Weise gewährleistet, daß alle Werkzeugspitzen in einer Ebene in gleicher Höhe stehen.
Besonders vorteilhaft werden die Meßeinrichtungen an einem zwischen den vorderen Enden der Werkzeuge und der Werkstückaufspannfläche einbringbaren Schlitten angeordnet. Damit ist der gleiche Abstand zwischen den Werkstücken und den vorderen Enden der Werkzeuge und der Werkstückaufspannfläche gewährleistet und Fehler, die auch in der Aufspannfläche liegen können, ausgeschlossen.
Nach einer Einzelheit der Erfindung wird vorgeschlagen, den die Meßeinrichtungen tragenden Schlitten an der Werkzeugwechseleinrichtung, quer zu den die Werkzeuge tragenden Spindeln verschieblich zu lagern. Dadurch ergibt sich ein einfacher Aufbau der Maschine.
Nach einer weiteren Einzelheit der Erfindung ist das Meßglied, z.B. Induktiv-Geber, in einem, durch den die Aufspannfläche für die Werkstücke tragenden Schlitten gegen eine Feder bis zur Berührung der Tastfläche der Meßeinrichtung mit dem vorderen Ende der Werkzeuge in Richtung auf die Werkzeuge in dem die Meßeinrichtung tragenden Schlitten axial verschieblichen Rohr angeordnet. Damit kann in einfacher Weise die Meßeinrichtungen durch den die Werkstücke tragenden Schlitten in Wirkstellung gebracht werden, dessen Bewegung dann stillgesetzt wird, wenn eines der Meßeinrichtungen die Nullstellung erreicht hat, worauf die Verstellung der Pinolen einsetzt, bis auch die übrigen Meßeinrichtungen ihre Nullstellung erreicht haben.
Wenn, nach einer weiteren Einzelheit, auf der Aufspannfläche für die Werkstücke mit dem äußeren Ende der die Steuereinrichtung betätigende Stößel zusammenarbeitende Meßflächen, z.B. Referenzpunkte, angeordnet sind, ist die Einrichtung von der Genauigkeit der Aufspannfläche unabhängig.
In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Ausführung dargestellt, und zwar zeigen: Fig. 1 eine Gesamtansicht der Maschine Fig. 2 eine Ansicht in der Schnittebene Richtung A Fig. 3 eine Ansicht in der Schnittebene Richtung B Fig. 4 die Lage von Werkstück, Axialmeßfühler und Fräswerkzeug Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel des Axialmeßfühlers Fig. 6 die Entnahmestation zwischen Werkzeugspeicher und Werkzeugwechsler in der Seitenansicht Fig. 7 eine Vorderansicht des Werkzeugspeichers im Schnitt Fig. 8 ein Schaltschema der Steuerung der Meßeinrichtung (für eine Frässpindei).
Die NC-gesteuerte, mehrspindlige Fräsmaschine, die für 3-dimensionale Bearbeitung an Werkstücken mit großer Stückzahl bestimmt ist, besteht aus einem Bett 1, auf dem ein Schlitten 2 verschieblich (x-Koordinate) ist. Auf dem Schlitten 2 sind vier Fräseinheiten 3 nebeneinander befestigt, mit Je zwei vertikal übereinanderliegenden, von einem Motor 5 angetriebenen Frässpindeln 4.
Uber dem hinteren Ende der vier Fräseinheiten 3 ist jedein dieser Fräseinheiten ein Werkzeugspeicher 6 zugeordnet. Jeder dieser Werkzeugspeicher 6 besitzt einen verfahrbaren Wagen 7, der die für den Werkzeugwechsel an den Frässpindeln 4 benötigten kodierten Werkzeuge 8 paarweise aus deren Speicherplätzen mit Hilfe von Greifvorrichtungen 9 entnimmt, diese dann an das Ende der Werkzeugspeicher 6 oberhalb der Frässchlitten 3 transportiert und bereitstellt.
Senkrecht zu dem Bett 1 ist ein zweites Bett lo angeordnet, auf dem ein Ständer 11 auf seinem Führungsschlitten 12 mittels eines, hier nicht dargestellten Vorschubgetriebe axial verschiebbar (Z-Koordinate) ist.
An senkrechten Führungen des Ständers 11 wird ein Schlitten 13 mittels eines, nicht dargestellten Vorschubgetriebes verschoben #Y-Koordinate). Auf dem Schlitten 13 ist eine auswechselbare Palette 14 befestigt, an der die Werkstücke 15, in diesem Falle z.B.
8 Stück, einschließlich ihrer Aufnahmevorrichtungen befestigt sind.
Der Werkzeugwechsel geschieht auf folgende Weise: Ein auf Führungsschienen 20 in axialer Richtung bewegbarer Laufwagen 21 transportiert den, an seinen senkrechten Führungen 22, vertikal verschieblichen Werkzeugwechsler 23 mit seinen vier Wechselköpfen 24 in die Entnahmestation vor die Werkzeugspeicher 6. Darauf werden die vier, in eine entsprechende Lage gebrachten Werkzeugpaare 25 mit den zwei Zangen 28 der einzelnen Wechselsterne 26 erfaßt, und aus ihren Halterungen herausgezogen. Der Laufwagen 21 fährt dann in die Entnahmestation und senkt den Werkzeugwechsler 23 mit den Wechselköpfen 24 auf die Frässpindelmitte ab. Die noch freien, senkrechten Arme der Wechselsterne 26 ergreifen die, paarweise übereinander in den Frässpindeln 4 befindlichen Werkzeuge und ziehen sie heraus. Darauf schwenken die Wechselsterne 26 um 900 und setzen die auszutauschenden Werkzeuge in die Frässpindeln 4 ein, wo jene festgespannt werden.
Der Laufwagen 21 nimmt daraufhin eine neue Position ein, und zwar so, daß zwischen den Werkzeugstirnflächen und den, den einzelnen Frässpindeln 4 jeweils zugeordneten Meßfühlern 3o ein geringer Abstand tz.B. lo mm) entsteht.
Um nun die vorhandenen unterschiedichen Längen der Werkzeuge 31 auszugleichen, damit alle acht Werkstücke 15 in gleicher Höhe bearbeitet werden können, wird der Ständer 11 in Richtung auf die Fräseinheiten 3 verfahren (z-Koordinate) bis nach Berührung beider Enden der Meßeinrichtung 30, einerseits gegen die Referenzpunkte und andererseits gegen die Stirnseite des längsten Werkzeuges 31 gegen die schwächere Feder 34 und der Induktivgeber 32 gegen die Feder 35 soweit zusammengedrückt wird, daß seine Kippstufe 39 in die Nullage kippt und somit ihr Relais 40 abfällt.
Hierdurch wird der Z-Antrieb abgeschaltet und damit alle Korrekturantriebe freigegeben. Die verschiedenartigen Längen der Werkzeuge 31 bewirken nun , daß die Induktivgeber 32 der anderen Werkzeuge 31 unterschiedlich zu wenig betätigt worden sind. Jeder liefert dabei an seinen Ausgang ein entsprechendes Signal, das nun über Verstärker 36 auf einen entsprechenden Korrekturantrieb 38 (z.B. Pinolenverstellung), sinnvollerweise auf einen Gleichstromantrieb gegeben wird und diesen nun solange verstellt, bis das Signal des Induktivgebers zu Null geworden ist.
Die angeschlossenen Kippstufen 39 können dann ggf. nach einer-Sicherheitszeit, die Korrekturantriebe 38 in der nunmehr erreichten Soll-Position abschalten. Wenn alle Kippstufen 39 das Signal "Ziel erreicht abgeben, ist der automatische Längenabgleich beendet.

Claims

Patentansprüche 5 Einrichtung an NC-gesteuerten, mehrspindligen Werkzeugmaschinen zum gleichzeitigen Bearbeiten mehre -rer gleicher Werkstücke, insbesondere Fräsmaschinen, mit in verschieblichen Pinolen das Werkzeug tragenden Spindeln, gekennzeichnet durch gegenüber dem vorderen Ende der Werkzeuge (31) einbringbare, die Stellung der Werkzeuge (31) abtastende, über auf Stellgetriebe einwirkende Regelkreise diese Werkzeuge (31) mit ihren Pinolen in die vorgesehene Stellung bringende Meßeinrichtungen (30) z.B. Induktivgeber.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtungen (30) an einem, zwischen den vorderen Enden der Werkzeuge t31) und der Werkstückaufspannfläche einbringbarenSchlitten 23) angeordnet sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der die Meßeinrichtungen (30) tragende Schlitten (23) an der Werkzeugwechseleinrichtung, quer zu den, die Werkzeuge (31) tragenden Spindeln (4) verschieblich gelagert ist.
4. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßglied (32) in einem durch den die Aufspannfläche für die Werkstücke (15) tragenden Schlitten (13) gegen eine Feder (34) bis zur Berührung der Tastfläcne der Meßeinrichtung (30) mit dem vorderen Ende der Werkzeuge t15) in Richtung auf die Werkzeuge (15) in dem die Meßeinrichtung tragenden Schlitten (23) axial verschieblich Rohr (36) angeordnet ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Aufspannfläche für die Werkstücke (15) mit dem äußeren Ende der die Meßeinrichtung (3o) betätigenden Stößel (29) zusammenarbeitende Meßflächen, z.B. Referenzpunkte angeordnet sind.