DE2739087A1

DE2739087A1 - Werkzeugmaschine

Info

Publication number: DE2739087A1
Application number: DE19772739087
Authority: DE
Inventors: Hiroshi Matsuzaki; Yoshihiro Tsukiji
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1976-08-30
Filing date: 1977-08-30
Publication date: 1978-03-09
Also published as: USRE31288E; DE2739087C2; FR2362703B1; FR2362703A1; US4118844A

Description

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

BESCiIREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine und insbesondere eine Vielzweck-Werkzeugmaschine mit mehreren Bearbeitungsfunktionen, die an einem eingespannten Werkstück durchgeführt werden können. Im einzelnen wird auf den Oberbegriff des Hauptanspruchs Bezug genommen.

Die weitestgehend übliche Kombination von Bearbeitungsvorgängen umfaßt Fräsen, Bohren und Aufbohren etc., d.h. Schneidarbeiten bei Drehung eines Werkzeugs, in seltenen Fällen dagegen zugleich Drehvorgänge. Im übrigen bieten die beiden Bearbeitungsprinzipien im wesentlichen nicht mehr die Möglichkeit genereller Anwendung aufgrund eines schwierigen Werkzeugwechsels und komplizierter Ausrichtungsvorgänge, so daß sie überwiegend nur alternativ verwendet werden. Folglich konnten die Bearbeitungsgeschwindigkeiten in Fertigungsstraßen für eine kleine Stückzahl von Produkten unterschiedlicher Art nicht gesteigert werden.

Unter diesen Umständen sind numerisch gesteuerte (NC) Werkzeugmaschinen in kurzer Frist seit 1960 entwickelt worden, und automatische Werkzeugwechsler (ATC) sind zusammen mit ihnen verwendet worden, so daß Vielzweck-Werkzeugmaschinen mit zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten auf dem Markt erschienen sind. Insbesondere sind "Bearbeitungszentren" in jüngerer Zeit in weitem Umfang eingesetzt worden.

30

809810/0855

TER MEER · MÖLLER ■ STEINMEISTER

Diese Bearbeitungssysteme bestehen jedoch aus Fräs- oder Bohrmaschinen als Grundbestandteil, und ihre wesentlichen Funktionen beruhen auf einem Schneiden des Werkstückes durch Drehung eines Werkzeugs, so daß es erforderlich war, Drehvorgänge an einer getrennten oder unabhängigen Maschine durchzuführen.

Aus diesem Grunde ist es, sofern Drehvorgänge mit Hilfe der genannten Maschinen durchgeführt werden sollen, erforderlich, Profilschnitte mit Hilfe von Stirnfräsern kleinen Durchmessers durchzuführen. Dabei treten zahlreiche Probleme auf, wie etwa ein bemerkenswerter Anstieg der Anzahl der Sehneidvorgänge, eine verringerte Wirtschaftlichkeit des Arbeitsvorganges und die Unmöglichkeit, eine vorgegebene anfängliche Oberflächenrauheit eines zu bearbeitenden Werkstücks zu erzielen. Einerseits sind Drehmaschinen mit einer einzigen, automatisch durchgeführten Funktion weiterentwickelt worden, die jedoch nicht die Möglichkeit geboten haben, mehrere verschiedene Arbeitsgänge zu bewältigen. Zum Stand der Technik wird auf die US-PSen 3 523 469, 3 703 027, 3 212 364 und 3 851 364 hingewiesen. Bei jeder dieser bekannten Lösungen wird der Tisch in einer festliegenden Position gedreht, oder genauer, es handelt sich lediglich um herkömmliche Drehmaschinen mit einem Tisch, der eine Dreh- und Indexiereinrichtung aufweist, oder es ist ein Schlitten vorgesehen, der mit einem drehbaren Revolverkopf versehen ist. Beim Drehen kann das Werkstück daher nur dann bearbeitet werden, wenn die Fläche des Werkzeugs parallel zu einem Querbalken liegt, der durch die Mitte des Tisches hindurchläuft, so daß die an dem Werkzeugdorn befestigten Werkzeuge nur in dieser Ebene liegen können. Die Anzahl der auf diese Weise zu befestigenden Werkzeuge ist daher

809810/0855

TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEISTER

gering, so daß die Anzahl der Werkzeugwechsel erhöht wird.

Wenn die Vorgänge des Fräsens, Bohrens und Aufbohrens in Kombination durchführbar sein sollen und der Tisch feststehend ist und die zu bearbeitende Fläche des Werkstücks parallel zu dem Tisch oder der oberen Oberfläche des Werkstücks auf dem Tisch liegt, können andere Bereiche des Werkstücks als diejenigen auf dem Umfang nur mit Hilfe eines Programmes bearbeitet werden, das zur Bestimmung einer Bearbeitungsposition durch Berechnung von Koordinaten auf der Basis der Beziehung zwischen dem Tischindexwinkel und der Position des Schlittens beruht, so daß der Arbeitsvorgang kompliziert und problematisch wird. Beim Bearbeiten der Fläche des Werkstücks, die im rechten Winkel zu der Tischfläche liegen, oder der Seite des Werkstücks, die an dem Tisch befestigt ist, ist nur eine Bearbeitung von außen möglich, so daß die Flächen des Werkstücks, die parallel zu der Mittelachse liegen, nicht bearbeitet werden können.

Die Erfindung ist darauf gerichtet, eine Vielzweck-Werkzeugmaschine zu schaffen, die von einer Drehmaschine ausgeht und folgende Eigenschaften aufweist. 25

(1) Die Bearbeitung eines Werkstücks einschließlich eines Drehens des Werkstücks soll ermöglicht werden.

(2) Es soll ebenfalls ermöglicht werden, eine Bearbeitung ohne Drehen durchzuführen.

(3) Fräs-, Bohr- und Aufbohrvorgänge auf der oberen Oberfläche und vier Seiten des Werkstückes, das einmal aufgespannt ist, und ebenfalls ein Drehen der inneren und äußeren Oberfläche des Werkstücks sollen durchführbar sein.

809810/0855

TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER

(4) Die Flächen des Werkstücks, die senkrecht zu der Tischfläche liegen, sollen gefräst, gebohrt und aufgebohrt werden können.

(5) Es sollen dreidimensionale Kurvenflächen in dem Werkstück geschnitten werden können.

(6) Ein Profilfräsen des Werkstücks soll durchführbar sein.

(7) Es sollen geradlinige oder gekrümmte Nuten auf den Innen- und Außenflächen des Werkstücks sowie Schlitze herstellbar sein.

(8) Es sollen in Kombination Dreh-, Fräs-, Bohr-, Aufbohr-, Räum-, Gewindeschneid- und andere Spezialbearbeitungsvorgänge in Kombination durchführbar sein.

(9) Die Leistungsfähigkeit der Werkzeugmaschine in einer Fertigungsstraße zur Herstellung einer kleinen Stückzahl verschiedener Arten von Produkten soll erhöht werden.

(10) Die notwendige Handarbeit soll verringert werden.

(11) Es sollen Schnellschnittvorgänge an dem Werkstück im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen durchführbar sein.

(12) Die Werkzeuge sollen fest an dem Werkzeughalter und dem 2nde der Hauptspindel des Revolverkopfes befestigbar sein.

(13) Es soll möglich sein, Werkzeuge zu verwenden, die in einer Ebene liegen, die radial in bezug auf die Mitte

des Tisches verläuft, indem der Schlitten und der Tisch relativ zueinander in Position gebracht werden, und es sollen verschiedene Schneidvorgänge mit Hilfe eines ausgewechselten Werkzeugs durchführbar sein. 30

809810/0855

TER MEER ■ MÖLLER · STEINMEISTER

- 10 -

(14) Es soll eine Mehrwelleneinheit mit Hilfe des Werkzeughalters und des Endes der Hauptspindel des Revolverkopfes montierbar sein, so daß eine gleichzeitige Mehrwellenarbeit durchgeführt werden kann.

(15) Es soll möglich sein, Meßinstrumente und Meßspitzeneinrichtungen am Ende der Hauptspindel des Revolverkopfes festlegbar und in das Verfahrensprogramm einbeziehbar sein.

10

Die erfindungsgemäße Vielzweck-Werkzeugmaschine erfüllt die von herkömmlichen Drehmaschinen beim Drehen geforderten Funktionen und ermöglicht darüberhinaus eine Bearbeitung von Werkstücken mit gekrümmten oder elliptisehen Flächen.

Bei herkömmlichen Werkzeugmaschinen der beschriebenen Art können Werkzeuge nur in einer Ebene parallel zu dem Querbalken angeordnet werden, die durch die Mitte des Tisches hindurchläuft. Bei der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine dagegen können die Werkzeuge in einer Anzahl von Ebenen angeordnet werden, die radial durch die Mitte des Tisches hindurchlaufen, so daß verschiedene Bearbeitungsvorgänge mit einem einmal montierten Werkzeug möglich sind. Bei einem gemischten Bearbeitungsverfahren, das ein Fräsen, Bohren und Aufbohren umfaßt, ermöglicht die Erfindung die Berechnung von Koordinaten in der Ebene parallel zu der Tischfläche auf einfache Weise und zugleich die Vereinfachung der Aufstellung von Programmen. Darüberhinaus gestattet die Erfindung ein Bohren und Fräsen von Flächen des Werkstückes, die im rechten Winkel zur Tischfläche verlaufen und die parallel zu einer Ebene liegen, die durch die Mitte des Werkstücks hindurchläuft, ohne daß

809810/0855

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

- 11 -

dabei besondere Schwierigkeiten auftreten.

Für Einzelheiten der Erfindung wird auf den kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs Bezug genommen.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

ist eine perspektivische Gesamtdarstellung der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine; ist ein schematisches Diagramm des Antriebssystems der Werkzeugmaschine; ist ein Längsschnitt durch einen Revolverkopf; ist ein Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. und zeigt in der oberen Hälfte den Eingriff

der Kupplung, die in der unteren Hälfte gelöst ist;

Fig. 5 ist eine teilweise aufgebrochene Darstellung in Richtung des Pfeiles "V" in Fig. 4, wobei die Kappe am rechten Ende fortgelassen ist;

Fig. 6 ist eine schematische Darstellung zur Erläuterung der Arbeitsweise des Revolverkopfsantriebes und der Werkzeugspanneinrichtungen; Fig. 7 ist ein Längsschnitt zur Veranschaulichung von Einzelheiten der Werkzeugspanneinrichtung;

Fig. 8 ist eine teilweise aufgebrochene Rückansicht der Werkzeugspanneinrichtung.

30

Fig.	1
Fig.	2
Fig.	3
Fig.	4

809810/0855

^R MEER · MÜLLER ■ STLINMEISTLR

Fiq. 1 zeigt den Oesanitaufbau einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vielzweck-Werkzeugmaschine. Mit 2 ist ein Ständer oder ein Portal bezeichnet, das ein Bett 1 überspannt und senkrechte Gleitführungen 3 und 3' an seiner vorderen Seite aufweist, die einen Querbalken 5 senkrecht führen bzw. mit dessen Gleiteinheiten 4 und 4' verbunden sind.

Mit 6 ist ein Schlitten bezeichnet, der auf dem Querbalken 5 gleitend angebracht ist und auf seiner vorderen Seite eine Führung aufweist, die einen im rechten Winkel zu dem Querbalken 5 verschiebbaren Schlitten A aufnimmt, der über eine Gleitführung 9 an dem Schlitten 6 geführt ist.

Die senkrechte Gleitbewegung des Schlittens Λ kann durch herkömmliche Mechanismen, wie etwa eine motorgetriebene Förderspindelanordnung oder einen Hydraulikzylinder erzielt werden. In dem dargestellten Beispiel ist eine Förderspindelanordnung mit einem Antriebsmotor 11 vorgesehen.

Der Schlitten A weist an der unteren Endfläche einen Werk-5 zeughalter auf, an dem ein Schneidwerkzeug 8 befestigt ist, so wie einen Revolverkopf B, der frei drehbar und an seinem vorderen oder unteren Ende indexierbar ist und eine Hauptspindel aufweist, an der ein Dreh- oder Schneidwerkzeug 1o befestigt werden kann. 3o

Der Schlitten A nimmt im unteren Endbereich eine Spanneinrichtung E für das Schneidwerkzeug 8 (Fig. 6,7 und 8) und eine Dreh-Indexier- und Spanneinrichtung C für den Revolverkopf B (Fig. 3,4 und 5) auf. Weiterhin ist dort innerhalb der Vorderseite oder Seite des Schlittens A eine Stößelanordnung F als Teil der Werkzeug-Spanneinrichtung vorgesehen, die das Schneidwerkzeug einspannt

809810/0855

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

oder freigibt, wenn das Dreh- oder Schneidwerkzeug 1o durch den Revolverkopf B nach unten indexiert wird.

Mit 12 ist ein drehzahlveränderlicher Motor bezeichnet, der die Hauptspindel des Revolverkopfes B dreht und der ein Elektro- oder Hydraulikmotor ist, der in Keilwellenverbindung von einer Ausgangswelle über ein Getriebe 13, eine Antriebseinheit 14 und deren Ausgangswelle mit einer Kupplung innerhalb eines Kupplungsgehäuses 15 in Verbindung steht.

Die Antriebseinheit 14 und das Kupplungsgehäuse 15 werden in senkrechter Richtung als Einheit durch einen Fördermechanismus auf einer Führung 66 bewegt, die an dem Schlitten A angebracht ist. Wenn die Antriebseinheit 14 und das Kupplungsgehäuse 15 abgesenkt worden sind, greifen eine Kupplung 16 für den Revolverkopf B und eine Kupplung 73 innerhalb des Kupplungsgehäuses 15 ein und übertragen die Drehung.

Die Kupplungen 16 und 73 greifen nur dann ein oder werden nur dann gelöst, wenn die Kupplungsnut senkrecht angeordnet ist,und der Eingriff oder das Lösen der Kupplungen kann erzielt werden durch eine Phasensteuerung unter Verwendung eines Motors 17. Ein Motor 18 dient zum Bewegen des Querbalkens 5 in aufwärtiger und abwärtiger Richtung mit Hilfe eines Getriebes 19.

Ein Motor 2o dient zum Drehen einer Gewindespindel 21 und damit zum Bewegen des Schlittens 6 auf dem Querbalken 5.

Ein Werkzeugwechsler 2 3 umfaßt einen drehbaren Zylinder 22 und einen Wechselarm 24 und arbeitet mit einem Werkzeug-Hilfsaggregat 25 zusammen, so daß ein Werkzeug 27 aus einem Werkzeugmagazin 26 in derselben Weise wie bei

809810/0855

TER MEER · MULLER · STEINMEISTER

den Werkzeugen 8 und 1o ausgewechselt werden kann. Verhältnismäßig schwere Werkzeuge, wie etwa Drehwerkzeuge, können direkt aufgenommen werden, indem der Schlitten A einem innerhalb des Werkzeugmagazins ausgewählten Werkzeug zugeführt wird, ohne daß der oben erwähnte Werkzeugwechsler verwendet wird. Auf dem Bett 1 sind Führungen 3o und 31 vorgesehen, auf denen ein Schlitten 29 gleitet. Ein Tisch 28 ist drehbar auf dem Schlitten 29 angebracht.

An dem Bett 1 ist ein Drehmechanismus G und ein Verschiebemechanismus J für den Tisch angebracht. Der Schlitten weist eine Drehindexiereinrichtung H auf.

Ein Motor 32 dient zum Drehen und Indexieren des Tisches 28 und ein Motor 33 zum Verschieben und ein Motor 34 zum Drehen des Tisches. Mit 35 ist ein Übertragungsmechanismus bezeichnet.

Eine Steuerung 36 ist zur Abgabe und Aufnahme von Steuer-Signalen, wie etwa elektrischen und hydraulischen Drucksignal vorgesehen, die über eine Leitung 37 zu der Maschine übertragen werden.

Bei dieser Vielzweck-Werkzeugmaschine soll die Bewegung des Werkzeugs in Richtung der Längsachse des Bettes als Bewegung in der Y-Achse bezeichnet werden, die durch den Motor 33 hervorgerufen wird. Die waagerechte Bewegung auf dem Querbalken 5 wir als Bewegung in der X-Achse bezeichnet und durch den Motor 2o hervorgerufen. Die senkrechte Bewegung des Schlittens A stellt die Bewegung in der Z-Achse dar, die durch den Motor 11 gesteuert wird.

Fig. 2 ist eine Prinzipzeichnung des Antriebssystems der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine, die dessen Verständnis erleichtert.

809810/0855

TER MEER · MÖLLER · STtIINMEISTLR

Eine Welle 38 ist in einem Lager 39 derart drehbar abgestützt, daß der Tisch 28 auf dem Schlitten 29, der auf dem Bett 1 läuft, frei drehbar ist, und ein Zahnkranz 4o befindet sich auf der Unterseite des Tisches 28. 5

Wenn der Motor 34 zur Drehung des Tisches eingeschaltet wird, wird seine Ausgangsdrehung über eine Transmission von einer Riemenscheibe 41 auf eine Rienenscheibe 42 übertragen, die eine Welle 44 dreht. Innerhalb des übertragungsmechanismus 35 ist ein Drehzahlwechselgetriebe vorgesehen, das eine wahlweise Veränderung des Getriebzuges und damit der Drehzahl einer Welle 45 ermöglicht. Die übertragung der Drehzahl auf eine Antriebswelle 47 für den Tisch wird durch eine Kupplung 46 gesteuert. Die an die Welle 47 gelangende Antriebsleistung wird über einen Getriebezug 48 und Kegelräder 49 und 49' auf ein Ritzel 5o übertragen.

Das Ritzel 5o steht mit dem Zahnkranz 4o in Eingriff, so daß der Tisch um die Achse 38 mit gewünschter Drehzahl gedreht werden kann. In durchaus bekannter Weise kann ein Gleichstrom-Regelmotor als Motor 34 und ein Übertragungsgetriebe mit vereinfachtem Aufbau verwendet werden.

Der Motor 32 ist an dem Schlitten 29 befestigt, und seine Ausqanqsleist ung wird übor einen (VI ι jrbp-, ι,·· ^t- .vir ν ..i- .v v.; .".'-^ . .--: ■ ι·.-;-.¹, i ..- ■. ·,;·.-: , ■..-: :·>.· ,^: .t > ;^; .··"· · .· .· ^.- · . .i.^; .·, ■· J ... · .·. 52' umfaßt, sowie über eine Kupplung 53 auf ein Ritzel 54 übertragen. Das Ritzel 54 greift in den Zahnkranz 4o ein, der an der Unterseite des Tisches 28 befestigt ist, so daß der Tisch 28 um die Achse 38 gedreht werden kann. Die Kupplung 53 ist mit einer Bremse 162 derart verbunden, daß jeweils eines der Organe in Eingriff steht und eines gelöst ist. Dieselbe Beziehung besteht zwischen der Bremse 162 und der Kupplung 46. Wenn daher eine der Kupplungen 53 und 46 eingeschaltet ist, ist die Bremse 162 gelöst.

809810/0855

BAD ORIGINAL

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

Weiterhin sind die Kupplungen 53 und 46 so miteinander gekoppelt, daß jeweils eine in Eingriff steht und eine gelöst ist. Der Motor 33 zur Steuerung der Bewegung in der Y-Achse dient zur Drehung einer Gewindespindel 56 über einen Getriebezug 55. Eine Mutter (Kugelmutter) 57, die mit der Gewindespindel in Gewindeeingriff steht, ist an dem Schlitten 29 befestigt, so daß der Tisch 28 auf dem Bett 1 in Richtung der Y-Achse verschoben und eingestellt werden kann. Da die Antriebswelle 47 über die gesamte Länge eine Keilnut aufweist, kann der Getriebezug 48 stets mit der Antriebswelle 47 in Eingriff verbleiben, so daß sich durch die Verschiebung des Schlittens 29 keine Beeinträchtigung ergibt.

Der an dem Portal 2 angebrachte Motor 18 ist über seine Ausgangswelle mit einer Schnecke 6o verbunden, die ein Schneckenrad 61 antreibt. Die Schnecke 6o und das Schnekkenrad 61 liegen innerhalb des Getriebes 19. Eine Ausgangswelle 62 ist mit dem Schneckenrad 61 verbunden und tritt mit einer Mutter 63 in Gewindeeingriff, die an dem Querbalken 5 befestigt ist, so daß der Querbalken aufwärts und abwärts entlang den senkrechten Gleitführungen 3 verschiebbar ist.

5 Der Schlitten 6 ist waagerecht auf dem Querbalken 5 verschiebbar und kann durch den Motor 2o in Richtung der X-Achse bewegt werden, wie zuvor in Bezugnahme auf Fig.1 erläutert wurde.

Der Motor 11 zur Bewegung des Schlittens A in der Z-Achse weist eine Ausgangswelle 64 in der Form einer Gewindespindel auf, die in eine Mutter (Kugelmutter) 65 eingreift, die an dem Schlitten 6 befestigt ist. Der Schlitten A kann daher in Bezug auf den Schlitten 6 in der Z-Richtung bewegt und eingestellt werden.

809810/0855

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER

Der Schlitten A weist an seinem unteren Ende einen Drehwerkzeughalter 58 auf, an dem ein Drehwerkzeug befestigt werden kann, und an seiner vorderen Seite ist der Revolverkopf B angebracht, der mit der Indexiereinrichtung C in Verbindung steht, die um eine Achse 67 gedreht und indexiert sowie festgespannt werden kann.

Der Revolverkopf B weist eine Hauptspindel 69 auf, die im vorderen Bereich mit einem kegelförmigen Abschnitt versehen ist, in dem das Schneidwerkzeug befestigt werden kann. Die Hauptspindel 69 ist mit Kegelrädern 7o und 71 verbunden, und das Kegelrad 71 steht mit der Kupplung 16 in Verbindung. An der Vorderseite des Schlittens A ist eine Antriebseinrichtung D für die Hauptspindel des Revolverkopfes vorgesehen. Der drehzahlregelbare Motor 12 ist an einem Getriebe 78 im oberen Bereich des Schlittens A befestigt und weist eine Ausgangswelle auf, die die Antriebsleistung über eine Kupplung 79 und Kegelräder 81 an eine erste Ausgangswelle 77 überträgt. Die erste Ausgangswelle 77 steht in Keilverbindung mit einer zweiten Ausgangswelle 76 über eine Keilverzahnungskupplung der Antriebseinheit 14, und zwar auch dann, wenn die Antriebseinheit 14 aufgrund der Auswärtsbewegung der Kolbenstange eines Förderzylinders 82 entlang der Gleitführung an der vorderen Seite des Schlittens A verschoben wird, so daß keine Unterbrechung der Leistungsübertragung eintritt.

Unter der Antriebseinheit 14 ist das Kupplungsgehäuse 15 vorgesehen, durch das eine Kupplungswelle 72, die in rechtem Winkel zu der zweiten Ausgangswelle 76 angeordnet wird und eine Kupplung 73 auf deren vorderen Ende über Kegelräder 74 und 75 gedreht werden,

Die Antriebseinrichtung D der Revolverkopf-Hauptspindel nimmt ein Absenkungssignal auf, das durch die Steuerung

809810/0855

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

abgegeben wird und senkt sich bis zum unteren Endpunkt ab, der durch den Förderzylinder 83 vorgegeben wird und an dem die Kupplungen 16 und 73 miteinander in Eingriff treten, so daß das Steuersignal, das die Beendigung der Vorbereitungen für die Einschaltung des Motors 12 anzeigt, an die Steuerung abgegeben werden kann. Daraufhin wird der Motor 12 eingeschaltet und mit vorgegebener Drehzahl gedreht, so daß die Hauptspindel 69 des Revolverkopfes B gedreht wird. Der Motor 17 ist weiterhin über eine Kupplung 8o mit den Kegelrädern 81 verbunden und dient zur Einstellung der Eingriffsphase der Kupplungen 16 und 73 in der regelmäßigen Reihenfolge. Wenn der Motor 12 eingeschaltet wird, wird die Kupplung eingeschaltet, und die Kupplung 8o wird ausgeschaltet. Wenn der Motor 17 eingeschaltet wird, geschieht dies umgekehrt, so daß die Kegelräder 81 nicht gleichzeitig durch beide Motoren angetrieben werden.

Weiterhin dient die erwähnte Phaseneinstellung zur Regelung der Phase der Hauptspindel 69 des Revolverkopfes, so daß das Zusammenwirken mit dem automatischen Werkzeugwechsler sichergestellt ist.

Weiterhin ist ein Ausgleichszylinder 84 zwischen dem Schlitten A und dem Schlitten 6 zum Ausgleichen der Arbeitsweise des Schlittens A vorgesehen.

Nach dieser kurzen Erläuterung der Gesamtkonstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollen nunmehr die wesentlichen Teile im einzelnen beschrieben werden. 3o

(1) Revolverkopf B

Fig. 3 ist ein Längsschnitt durch den Revolverkopf B, der an der Vorderseite des unteren Endes des Schlittens A angebracht ist. Der Revolverkopf umfaßt ein Gehäuse 85, in dem die Hauptspindel 69 mit Hilfe von Lagern 86 und

809810/0855

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

drehbar gelagert ist. Die Hauptspindel 69 weist einen kegelförmigen Bereich an einem Ende auf, der mit einem kegelförmigen Bereich des Dorns eines Dreh- oder Schneidwerkzeugs zusammenwirkt. Die Hauptspindel 69 ist am anderen Ende mit einer Zugstangenanordnung zum Spannen eines Werkzeugs versehen. Wenn eine Stange 88 der Stößeleinrichtung F, die in dem Schlitten A angeordnet ist, nach unten gedrückt wird und gegen das obere Ende einer Zugstange 89 angschlägt, wird diese nach unten entgegen der Vorspannkraft einer Feder 9o verschoben, so weit sie einen weiteren Schub erhält. Dabei wird eine Hülse 91, die mit dem vorderen Ende der Zugstange 89 verbunden ist, gleitend nach unten verschoben, so daß Kugeln 92 in eine innere Aussparung 93 gelangen, die sich in der Hauptspindel 69 befinden. Auf diese Vfleise wird die innere Oberfläche der Hülse 91 glatt und durchgehend, ohne daß Hindernisse vorhanden sind. Unter diesen Umständen kann der abgesetzte Bereich am oberen Ende des Dorns des Werkzeugs in die Hülse eingeführt werden, und wenn die Schubkraft nachläßt, wird die Zugstange 89 durch die Feder 9o nach oben gedrückt, so daß der Dorn des Werkzeugs in dem kegelförmigen Bereich festgehalten und ausgerichtet wird.

Wenn die Stößeleinrichtung F wiederum betätigt wird,werden die Kugeln 92 in dieselbe Stellung wie beim Einführen des Werkzeugsdorns gebracht, so daß das Werkzeug auf einfache Weise montiert oder demontiert werden kann. Auf die äußere Oberfläche der Hauptspindel 69 ist das Kegelrad 7o aufgekeilt, das in das Kegelrad 71 eingreift, das vor dem Gehäuse 85 liegt. Die Kupplung 16 liegt in einer inneren Bohrung innerhalb des Kegelrades 71 und hält die Hauptspindel 69 und die Kupplungsklaue 16a in paralleler Ausrichtung, so daß die Kupplung 16 und das Kegelrad 71 zu einer Einheit verbunden sind.
35

809810/0855

TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEISTtR

Die Hauptspindel 69 weist eine Nut 95 in einem Teil ihrer Außenfläche auf.

Ein Nocken 98, der mit einem Ende das vordere Ende eines Stiftes 96 erfaßt, der in die Kupplung 16 eingeführt ist, wird durch einen Stift 99 frei drehbar gehalten, wobei das andere Ende des Nocken 98 gegen das vordere Ende eines Schubstiftes 1oo anliegt. Der Stift 96 wird stets durch eine Feder 1o2 nach außen vorgeschoben, und das Ende des Hubes ist durch einen Sprengring 9 7 festgelegt.

Der Schubstift 1oo wird durch eine Feder 1o1 stets nach innen gedrückt, so daß das untere Ende des Nocken in Richtung der Hauptspindel verschoben wird.

15

Wenn die Hauptspindel angetrieben wird, drückt die Kupplung 16 in den Kopf 96a des Stiftes 96 entgegen der Kraft der Feder 1o2 nach innen, wenn sie mit der Kupplung 73 der Revolverkopf-Antriebseinrichtung D in Eingriff tritt, so daß der Nocken 98 aus der Nut 95 herausgedrückt wird und die Hauptspindel frei durch die Kupplungen 16 und 73 gedreht werden kann.

Wenn die Hauptspindel angehalten werden soll, wird der Motor 12 angehalten und die Kupplung 79 wird gelöst, während die Kupplung 8o eingreift. Der Motor 17 dreht sich mit langsamer Drehzahl, die auf die Hauptspindel 69 übertragen wird. Zu dieser Zeit entspricht die Ausgangsdrehung, die von dem Motor 17 über die erste Ausgangswelle 77, die zweite Ausgangswelle 76 und die Kegelräder 74 und 75 auf die Kupplung 73 übertragen wird, der Anzahl von Umdrehungen in einem vorbestimmten Verhältnis zu demjenigen des Motors 17, so daß die Hauptspindel, deren Leistung über die Kupplung 16 übertragen wird, und die Kegelräder 7o und 71 dasselbe Drehzah!verhältnis aufweisen.

809810/0855

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

- 21 -

Zur Einstellung der Hauptspindel 69 in einer vorbestimmten Position sind ein Nocken und ein nicht gezeigter Endschalter in einem Phaserfcezugssignal-Generator 161 vorgesehen, der an einem Ende einer Welle 163 angebracht ist, die über die Kupplung 8o mit dem Motor 17 verbunden ist, so daß beim Einschalten des Endschalters durch den Phasennocken eine Bremskraft auf den Motor 17 ausgeübt und gleichzeitig die Kupplung 8o gelöst wird. Weiterhin dient dieser Endschalter dazu, die Energiezufuhr gleichzeitig mit der Erzeugung des Startsignals für den Motor 17 einzuschalten. Nach dem Anhalten des Motors 17 wird der Endschalter für eine kurze Zeit gehalten und dann geöffnet, und die Einrichtung ist derart ausgebildet, daß selbst beim Einschalten des Motors 12 kein Signal erzeugt wird.

15

Der Phasensignal-Generator sollte ein kontaktfreies System mit einer Kombination von Reed-oder Zungenschaltern und Magneten aufweisen, da mechanische Schaltkontakte,wie Endschalter, zu Schaltvorgängen bei Drehung des Motors 12 führen und eine Beschädigung der Kontakte durch Verschleiß oder Ermüdung hervorrufen.

Nachdem die Phase oder Winkelstellung der Hauptspindel und der Kupplung derart eingestellt sind, werden die Kupplungen 16 und 73 gelöst. Wenn die Kupplungen 16 und 73 gelöst sind, wird der Stift 96 nach außen durch die Kraft der Feder 1o2 verschoben und der Nocken 98 wird gegen die Außenfläche der Hauptspindel 69 durch den Schubstift 1oo und die Feder 1o1 vorgerückt. Wenn der Nocken 98 gegen den Nut 95 eingreift, bleiben die Hauptspindel 69 und die Kupplung 16 in einer vorbestimmten Winkelstellung stehen, so daß das Werkzeug durch den automatischen Werkzeugwechsler gewechselt werden kann und die Eingriffsstellung der Kupplungen genau ausgerichtet ist. Das Gehäuse 85 wird gleitend und drehbar durch eine Muffe 1o3 geführt, die in der vorderen Seite des Schlittens A ausgebildet ist,

809810/0855

ER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

und eine Kupplungshälfte 1o4, die an dem Schlitten A fest angebracht ist, greift mit Hilfe von Eingriffsgliedern 1o6 in eine Kupplungshälfte 1o5 ein, die an dem Gehäuse 85 befestigt ist. Da das Gehäuse 85 an einem Flansch 1o8 angebracht ist, der seinerseits an der Achse 67 befestigtist, kann das Gehäuse innerhalb eines Lagers 1o9, das in dem Schlitten A liegt, gedreht werden.

Mit 11o ist ein Kühlflüssigkeitskanal bezeichnet. Eine mit Rippen versehene Kappe 111 dient zur Übertragung der Wärme, die beim Drehen der Hauptspindel 69 innerhalb des Gehäuses 85 entsteht, die Kühlflüssigkeit und damit zur Steuerung der Temperaturerhöhung in dem Revolverkopf B.
15

(2) Revolverkopf - Indexiereinrichtung C

Das Lager 1o9 weist eine Anzahl von Aussparungen 116 im Umfang auf, die Federn 114 und Stifte 113 aufnehmen. Die Stirnflächen der Stifte schlagen gegen die Innenflächen des Schlittens A an und verhindern ein Rütteln des Revolverkopfes B während des Indexiervorganges. Ein Indexier-Schwenkhebel 112 tritt mit einer Rolle 115 in Eingriff, die an einer Klemmstange 117 befestigt ist. Wie weiterhin aus Fig. 4 hervorgeht, sind Indexierklemmstangen 117 und gleitend innerhalb von Führungsbohrungen 119, 12o angeordnet. Vorsprünge 121 und 122 auf beiden Seiten des Lagers 1o9 greifen in Aussparungen 12 3 und 12 4 der Klemmstangen 117 und 118 ein, so daß sich das Lager 1o9 in Richtung der geometrischen Achse der Achse 67 entgegen der Kraft der Federn 114 bewegt. Daher wird das Eingriffsglied 1o6 der Kupplungen 1o4 und 1o5 gelöst, so daß der Revolverkopf B gedreht werden kann. Eine weitere kontinuierliche Bewegung der Klemmstangen 117 und 118 ermöglicht eine Bewegung der Rolle 115, die mit dem Schwenkhebel 112 in Eingriff steht, und die Achse 67 wird um

809810/0855

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

- 23 -

einen Winkel indexiert, der innerhalb des vorgegebenen Hubes der Stangen festgelegt ist, so daß der Revolverkopf B auf dieselbe Weise indexiert werden kann. Da weiterhin die Aussparungen 123 und 124 der Klenunstangen und 118 so eingestellt sind, daß sie das Lager 1o9 an den oberen und unteren Enden des Gesamthubes zurückschieben und es im mittleren Bereich des Hubes vorrücken, verbinden die Kupplungshälften 1o4 den Schlitten A und den Revolverkopf B an den oberen und unteren Enden des Hubes und lösen die Verbindung im Mittelbereich des Hubes.

Fig. 5 zeigt die Indexier- und Klemmeinrichtung des Revolverkopfes B. Die Hauptspindel 69 des Revolverkopfes B liegt senkrecht, und der Indexier- oder Schwenkhebel 112 ist nach unten gerichtet. Wenn die Hauptspindel 69 um einen Winkel von 9o° vorgerückt werden soll, wird ein Spannzylinder 171 betätigt, so daß dessen Kolbenstange 68 nach oben bewegt wird und die Klemmstange 117, die fest mit einem an der Kolbenstange 68 aufgehängten Block 1o7 verbunden ist, und die Klemmstange 118, die über eine Gruppe von Tellerfedern 126 mit gewissem Spiel an dem Block aufgehängt ist, in erhalb der Führungsbohrungen und 12o aufwärts bewegt werden können. Im Hinblick auf das Klemmen und Lösen des Revolverkopfes B greift die Rolle 115, die mit dem Schwenkhebel 112 in Eingriff steht, in eine Y-förmige Nut 127 ein, die in dem Schwenkhebel ausgebildet ist, so daß sich die Rolle aufwärts entlang der Nut bis zu einem Punkt 127a bewegt. Innerhalb eines Bereiches, in dem unbehinderterEingriff der Rolle 115 mit der Y-förmigen Nut 127 möglich ist, oder von der in Fig. 5 gezeigten Position der Rolle 115 bis zu dem Punkt 127a dreht sich der Schwenkhebel 112 nicht, und während dieses Hubes wird die Achse 67 vorwärts verschoben, so daß der Revolverkopf B durch die Kupplungshälften 1o4 und 1o5 freigegeben wird. Wenn die Rolle 115 gegen den

809810/0855

YER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER

Punkt 127a anschlägt, wird die Achse 67 gedreht, und wenn die Rolle 115 den Punkt 12 7b erreicht hat, ist der Schwenkhebel 112 waagerecht gerichtet. Anschließend kehrt die Rolle 115 von dem Punkt 12 7b zu dem Punkt 12 7a zurück. Sodann schlägt der Schwenkhebel 112 gegen einen Anschlag 129 an (Fig. 5). Der Hub der Bewegung von dem Punkt 127a über den Punkt 127b zu dem Punkt 127a kann als Indexierhub bezeichnet werden. Anschließend erreicht die Rolle 115 einen Bereich 127c. Da sich jedoch der Bereich 127c senkrecht erstreckt, wird der Schwenkhebel 112 nicht gedreht. Der Hub der Bewegung innerhalb des Bereiches 127c ist der Klemmhub der Kupplungshälften 1o4 und 1o5 nach Beendigung des Indexiervorganges.

Ein Block 125 nimmt den Anschlag 129 und einen weiteren Anschlag 128 auf, die stoßdämpfend wirken. Wenn der Schwenkhebel 112 gegen einen der Anschläge gelangt, weist er einen genauen Indexierwinkel auf, und ein Vorsprung 13o im rückwärtigen Teil des Schwenkhebels 112 betätigt einen der Endschalter LS1 und LS2, so daß ein Steuersignal entsprechend der Beendigung entsprechend des Indexiervorganges an die Steuerung abgegeben wird.

(3) Revolverkopf-Aiitrieb D

25

Gemäß Fig. 6 nimmt ein Block 133 auf der oberen Endlfäche des Schlittens A das Getriebe 78 auf, und der drehzahlregelbare Motor 12, der auf dem Getriebe befestigt ist, dreht die Kegelräder 81 über die Kupplung 79, so daß die erste Ausgangswelle 77 angetrieben wird. Die erste Ausgangswelle 77 ist in ihrem unteren Bereich mit einer Keilverzahnung 77a versehen, die mit einer Kupplungswelle 17o in Eingriff steht, die drehbar innerhalb der Antriebseinheit 14 gelagert ist und auf der Innenseite eine Keilverzahnung auf-

^₅ weist. Die Zweite Ausgangswelle 76 steht mit einem Keil-

809810/0855

TER MEER ■ MÜLLER · STEINMEISTER

verzahnten Bereich mit dem unteren Teil der Kupplungswelle 17o in Eingriff und wird mit dieser gedreht, so daß die Kegelräder 75 und 74 innerhalb des Kupplungsgehäuses 15 gedreht werden und eine Welle 132 sowie die mit dieser verbundene Kupplung 73 und die Kupplung 16 antreiben, die an dem Revolverkopf befestigt ist, so daß die Hauptspindel 69 des Revolverkopfes gedreht wird.

Die Steuerung oder Auswärts- und Einwärtsverschiebung einer Kolbenstange 131 des Förderzylinders 83, der zwischen dem Block 133 und der Antriebseinheit 14 vorgesehen ist, ermöglicht eine gleitende Aufwärts- und Abwärtsverschiebung des Revolverkopfes zwischen der Nut auf der Rückseite der Antriebseinheit 14 und der Gleitführung 9 auf der vorderen Oberfläche des Schlittens A.

Da das Kupplungsgehäuse 15 in einer hohen Position an der Vorderseite des Schlittens A liegt, tritt beim Drehen oder Schneiden keine Behinderung durch das bearbeitete Werkstück ein, so daß der kleinste Durchmesser, auf dem das Werkstück bearbeitet werden kann, erheblich verringert werden kann.

(4) Werkzeug-Spanneinrichtung EF
25

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, ist ein Hydraulikzylinder 135 innerhalb des Schlittens A angebracht, und seine Kolbenstange 136 wird durch Lager 137 und 137' geführt. Die Kolbenstange weist an ihrem Ende eine Zahnstange 138 auf, die gemäß Fig. 7 mit einem Zahnrad 14o in Eingriff tritt, das in eine Kurbelwelle 139 eingearbeitet ist, die auf diese Weise drehbar ist. Die Kurbelwelle 139 ist zwischen der vorderen Wand des Schlittens A und einer inneren Rippe abgestützt und liegt konzentrisch in Bezug auf das Zahnrad 14o. Die Achse der Kurbeln 139a und 139b ist gegenüber der Achse der Kurbelwelle 139 um einen vorbestimmten Betrag versetzt, so daß Hebel 142 und 143 bei Drehung der

809810/0855

,ER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

Kurbelwelle eine Kurbelbewegung ausführen. Mit dem Hebel 142 ist über einen Drehzapfen 145 die Stange 88 verbunden, die durch eine Führungsbohrung 146 in dem Schlitten A geführt wird. Durch diese hin- und hergehende Bewegung der Stange 88 wird die Zugstange 89 abwärts und aufwärts bewegt, die am oberen Ende der Revolverkopf-Hauptspindel 69 befestigt ist, so daß das vordere Ende des Doms eines Dreh- oder Schneidwerkzeugs gespannt und freigegeben wird. Dieser Mechanismus wird auch als StößelanOrdnung bezeichnet.

Der Hebel 143 ist mit einem Block 149 über einen Drehzapfen 148 verbunden, und wie aus Fig. 8 hervorgeht, weist der block 149 auf beiden Seiten Zugstangen 15o und 151 auf, die an dem Block über Tellerfedern 147 aufgehängt sind. Diese Aufhängung dient dem Zweck, die Bewegung von Hülsen 152 und 153, auf die später eingegangen werden soll, nicht zwangsläufig, sondern mit einem gewissen Spiel durchzuführen.

2o

Die Zugstangen 15o und 151 sind mit ihren vorderen Enden in die Hülsen 152 und 153 eingeschraubt. Die Hülsen gleiten in zylindrischen Buchsen 154 und 155. Die Buchsen 154 und 155 weisen auf der Innenseite eine umlaufende Nut 156 mit vergrößertem Durchmesser auf, und wenn die Zugstangen nach unten durch die Kurbelbewegung verschoben werden, bewegen sich die Hülsen 152 und 153 gemeinsam nach unten, so daß die Kugeln 157, die in einer Anzahl von Bohrungen im vorderen Ende der Hülsen vorgesehen sind, in die Nut 156 eintreten, so daß kein Hindernis in der Bohrung der Hülsen 152 und 153 mehr besteht und das Einführen von Zugbolzen ermöglicht wird.

Wenn eine Anzahl von Zugbolzen in die Hülsen eingeführt ist und der Hydraulikzylinder 135 betätigt wird, so daß

809810/0855

TER MEER - MÜLLER · STEINMEISTER

- 27 -

sich die Zugstangen 15o und 151 nach oben bewegen, treten die Kugeln 157 in ausgesparte Bereiche der Zugbolzen ein und bewegen sich nach oben in die Position der Fig.7, so daß das Schneidwerkzeug eingespannt wird. Aus diesem Grunde kann das Dreh-oder Schneidwerkzeug 8 zwischen den Zugbolzen und der unteren Endfläche des Schlittens A festgehalten werden und erheblichen Arbeitsbelastungen standhalten. Dieser Mechanismus stellt die Spanneinrichtung für das Dreh- oder Schneidwerkzeug 8 dar.

1o

Da die Versetzungsphase der Kurbelwelle 139 die gleiche ist, kann das Dreh- oder Schneidwerkzeug sowohl mit Hilfe der Hauptspindel des Revolverkopfes als auch mit Hilfe der Zugbolzen entsprechend den Bedingungen des zu montierenden Werkzeugs festgehalten werden. Das üblicherweise in dem Revolverkopf montierte Dreh- oder Schneidwerkzeug 1o kann allerdings nicht eingesetzt werden.

Wenn schwerere Schneidarbeiten durchgeführt werden sollen, ist es zweckmäßig, das Werkzeug 8 sowohl mit dem erwähnten Werkzeughalter für das Drehwerkzeug als auch durch die Hauptspindel des Revolverkopfes festzulegen.

(5) Arbeitsweise

25

Die Arbeitsweise der Vielzweck-Werkzeugmaschine der vorliegenden Erfindung, d.h. die Bearbeitung eines Werkstükkes in einem kombinierten Verfahren einschließlich Drehen, Fräsen, Bohren und Aufbohren soll im folgenden genauer

erläutert werden.
3o

Wenn geprüft worden ist, daß die Wellen der Maschine ihre Ausgangspositionen gleichzeitig mit dem Einschalten der Energiequelle für die numerische Steuerung und die Maschine einnehmen, ist die Maschine startbereit. Wenn sodann der Startknopf niedergedrückt wird, wird die Ma-

809810/0855

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

- 28 -

schine automatisch durch ein zuvor programmiertes Signal gesteuert.

Wenn als erster Arbeitsgang gedreht werden soll, entnimmt die Maschine ein ausgewähltes Werkzeug aus einem Werkzeugmagazin direkt unterhalb einer Welle 16o eines Werkzeug-Hilfsaggregats, und sogleich wird der Schlitten A in eine Position zum Werkzeugwechsel gebracht. Sodann bewegt sich die Welle 16o nach unten und anschließend aufwärts, wobei sie ein ausgewähltes Werkzeug festhält. Wenn die Welle 16o den oberen Endpunkt ihres Hubes erreicht, wird der Wechselann 24 des Werkzeugwechslers 23 seitlich des Schlittens A geschwenkt, so daß er das Werkzeug aufnimmt, das durch die Welle 16o gehalten wird. Der Wechselarm 24 wird nach dem Aufnehmen des Werkzeugs abgesenkt und zieht den Halteteil vollständig von der Welle ab. Wenn der Wechselarm um einen Winkel von 18o° von dem Werkzeug-Hilfsaggregat ausgeschwenkt worden ist, wird das Werkzeug unmittelbar unterhalb der ünterseite des Schlittens A geführt, an dem ein Drehwerkzeug befestigt wird. Wenn sodann der Wechselarm 24 nach oben bewegt wird, wird der Zugzapfen, der an dem Werkzeug befestigt ist, in die Hülse 153 eingeführt. Da die Zugstange 153 ihre untere Position einnimmt, stellen die Kugeln 157 kein Hindernis dar. Anschließend wird die Zugstange 151 nach oben gezogen, und das Werkzeug wird durch den Werkzeughalter 158 des Schlittens A und die Zugzapfen festgelegt, so daß es den Schneidwiderstand bieten kann. Alternativ kann sich der Schlitten A in die Position des Werkzeugmagazins bewegen und damit den Wechsel des Werkzeugs ohne den Werkzeugwechsler ermöglichen. Der Wechselarm 24 wird um einen Winkel von 9o° geschwenkt und in seiner oberen Endposition angehalten, bis der nächst Wechsel-Vorgang erfolgt. Wenn der Wechselarm 24 in seine Ausgangsposition zurückgekehrt st, schreitet das Programm fort und

809810/0855

TER MEER · MÖLLER · STEINMEISTER

das Werkzeug an dem Schlitten A wird direkt über die Bearbeitungsposition des Werkzeugs gebracht. Der Tisch wird aus der Spannposition in Richtung des Querbalkens verschoben und so angeordnet, daß das Werkzeug in der X-X-Achse durch die Tischmitte liegt. Wenn die Werkzeug-Schneidkante in einer zuvor programmierten Schneidposition ausgerichtet ist, erfährt der Tisch eine vorgegebene Anzahl von Unidrehungen, und ein Startsignal wird an die Z-Achsen-Steuerung abgegeben. Daraufhin wird der Schlitten A nach unten verschoben, und seine Geschwindigkeit wird durch ein Eingangssignal für die Schnittgeschwindigkeit gesteuert, so daß die gewünschte Anzahl von Abdrehvorgängen an der Außenoder Innenfläche eines Werkstücks durchgeführt und der Schlitten sodann in die obere Totpunktposition zurückgeführt werden kann.

Ein wesentliches Merkmal der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine liegt darin, daß der Tisch während seiner Drehung in Richtung der Y-Achse bewegt werden kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen Werkzeugmaschinen, bei denen der Schneidpunkt des Werkzeugs nur in einer Ebene durch die X-X-Achse, die durch die Tischmitte hindurch geht, liegen kann, kann der Schneidpunkt des Werkzeugs erfindungsgemäß auch in einer Ebene durch die Y-Y-Achse oder in zusammengesetzten Ebenen durch die X- und Y-Achse liegen, so daß verschiedene Drehvorgänge ermöglicht werden. Außerdem kann die zum Auswechseln eines Werkzeugs erforderliche Zeit, die üblicherweise einen erheblichen Teil der Zeit eines Bearbeitungszyklus darstellt, beträchtlich verkürzt werden.

3o

Beim Drehen ermöglicht es die Werkzeugmaschine, verschiedene Arten von Werkzeugen auszuwechseln, und es können eine einzelne oder mehrere Wellen schrittweise gedreht werden. Die Werkzeuge, die ihre Schneidarbeit beendet haben, werden in ihre Ausgangspositionen in dem Magazin zurückgeführt, und sodann werden die Wellen in ihre Ausgangspositionen zurückgedreht.

809810/0855

R MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

- 30 -

Beim Fräsen ist die Art des Werkzeugwechsels die gleiche, wie sie oben beschrieben wurde. Aufgrund der Welle 160 des Hilfsaggregats, die das Werkzeug für den nächsten Schritt zurechtlegt, erfolgt der Werkzeugwechsel jedoch einen Schritt eher.

Außerdem ist das Werkzeug an einem Ende der Hauptspindel 69 des Revolverkopfes befestigt und kann mit Hilfe von Kugeln 92 innerhalb der Hülse 91, des kegelförmigen Bereiches und der Keilnut des Flansches der Hauptspindel festgelegt werden. Wenn das Werkzeug am Ende der Hauptspindel 69 befestigt ist, wird die Antriebseinheit 14 des Revolverkopfes nach unten bewegt. Folglich greifen die Kupplungen 16 und 73 miteinander ein, so daß der Motor 12 die Hauptspindel mit einer Anzahl von Umdrehungen dreht, bei denen sich die vorgegebene Schneidbedingung ergibt.

Wenn die Fläche eines Werkstückes parallel zu der Tischfläche bearbeitet wird, bringt der Revolverkopf B die Hauptspindel 69 in eine senkrechte oder parallel zu dem Schlitten A liegende Position, und wenn eine Fläche des Werkstückes bearbeitet wird, die im rechten Winkel zu der Tischfläche liegt, wird die Hauptspindel 69 indexiert und um einen Winkel von 69 gedreht, so daß sie in einer Position parallel zu dem Tisch 28 liegt. Dies geschieht mit Hilfe der Indexiereinrichtung C. Die Schnittiefe wird entweder durch den X-Achsen- oder den Z-Achsen-Antrieb vorgegeben. Der Vorschub wird durch die Bewegung des Tisches oder durch Bewegung der Y- oder Z-Achse bestimmt.

3o

Sodann kann der Tisch in eine gewünschte Winkelstellung indexiert werden, so daß die äußere Umfangsflache anders orientierter Werkstücke bearbeitet werden kann. Wenn gebohrt oder aufgebohrt werden soll, wird ein Werkzeug in der Hauptspindel des Revolverkopfes befestigt, und die Hauptspindel wird in derselben Weise gedreht, wie es beim Fräsen der Fall ist. Der Unterschied liegt darin, daß beim

809810/0855

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER

- 31 -

Bohren und Fräsen der Vorschub entweder in der X- oder Z-Achse erfolgt, während die Ausrichtung beim Bearbeitungsvorgang im wesentlichen entlang der Y-Achse und durch Tischindexierung erfolgt.
5

Wenn die zu bearbeitenden Flächen eines Werkstückes bei einem herkömmlichen stationären Tisch im rechten Winkel zu der Tischfläche verlaufen, kann nur der Tisch indexiert werden, so daß die Bearbeitung auf einen Bohrvorgang in Richtung des Zentrums des Bohrwerkstücks beschränkt ist. Eine Bearbeitung von Oberflächen oder Fräsarbeiten können nicht durchgeführt werden.

Bei Beendigung des Drehens, Fräsens, Bohres, Gewindeschneidens und Räumens eines eingespannten Werkstückes, auf dessen oberer Oberfläche werden die äußeren und inneren Außenflächen des Werkstückes, die Antriebe in der X-, Y-, und Z-Achse und die Tischindexierung in ihre Ausgangspositionen zurückgeführt, und das Werkzeug wird in das Werkzeugmagazin durch den Werkzeugwechsler überführt, so daß die Werkzeugmaschine durch ein Signal angehalten werden kann, das der Beendigung eines Bearbeitungsvorganges entspricht und für den nächsten Start vorbereitet ist.

809810/0855

ι ³⁵·.

Leerseite

Claims

PA! LN ! aNWM. I L

TER MEER - MÜLLER - STEINMEISIi-R

D-OOOO München 22 D-48OO Bielefeld 2 / J H U i.¹ fciße 4 Siekerwall 7

FP77-24-Ger. 3o. August 1977

Stei/vL

KABUSHIKI KAISHA KOMATSU SEISAKUSHO 3-6, 2-chome, Akasaka, Minato-ku, Tokyo, Japan

Werkzeugmaschine

Prioritäten: 30. August 1976, Japan, Ser.Nr. 102,691/76 30. August 1976, Japan, Ser.Nr. 102,692/76 30. August 1976, Japan, Ser.Nr. 102,693/76

PATENTANSPRÜCHE

Werkzeugmaschine mit einem Bett, einem auf dem Bett angebrachten Tisch, einem Antrieb zum Drehen des Tisches, einer Rotations-Indexiereinrichtung zum Indexieren des Tisches, einem das Bett überbrückenden Portal mit zwei Säulen auf beiden Seiten des Bettes, einem quer zu den Säulen angeordneten Querbalken, einem an diesem angebrachten, im rechten Winkel zu der Tischfläche verschiebbaren Schlitten und einem Werkzeug-

809810/0855

TER MEER · MÜLLER ■ STEINMEISTER

27390H7

halter am unteren Ende des Schlittens, dadurch gekennzeichnet , daß der Tisch (28) in Längsrichtung des Bettes (1) durch einen Antrieb (33, 55) verschiebbar ist, daß an der Vorderseite oder Seite des - Schlittens (A) ein Revolverkopf (B) mit einer drehbaren Hauptspindel (69) angebracht ist, und daß dem Revolverkopf (B) ein Antrieb (D) zum Antreiben des Revolverkopfes zugeordnet ist.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (104, 105 ..·) zum Schwenken und Indexieren des Revolverkopfes in dem Schlitten (A).
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Spanneinrichtungen (139, 150, 151) in dem Schlitten (A) zum Spannen und Lösen eines in dem Revolverkopf und dem Werkzeughalter

(158) befestigten Werkzeugs (8, 10).
4. Werkzeugmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb des Revolverkopfes einen ersten Motor (12), der auf der oberen Seite des Schlittens (A) befestigt ist, einen Getriebezug (81, 77...) in Verbindung mit dem Motor, eine Antriebseinheit (14) in Verbindung mit dem Getriebezug, die aufwärts und abwärts entlang einer Gleitfläche (9) an der Vorderseite des Schlittens (A) verschiebbar ist, und eine Kupplung (15) in Verbindung mit dem unteren Teil der Antriebseinheit (14) zur übertragung der Ausgangsleistung des Motors auf den Revolverkopf umfaßt.

809810/0855

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch einen zweiten Motor (17), der an der oberen Seite des Schlittens (A) befestigt ist und zur Einstellung des Phasenwinkels der Hauptspindel (69) des Revolverkopfes und der Kupplung (16, 73) vorgesehen ist und diese in eine Eingriffsposition bringt, und eine Einrichtung (161), die verhindert, daß der Getriebezug gleichzeitig durch den ersten und zweiten Motor (12, 17) angetrieben wird und bewirkt, daß die Kupplung (16, 73) zur übertragung der Antriebsleistung auf den Revolverkopf eingreift und ein Werkzeug in der Hauptspindel (69) eingespannt wird.
6. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Spannen eines Werkzeugs (18) einen Hydraulikzylinder (135) innerhalb des Schlittens (A) mit einer Kolbenstange (136), eine Kurbelwelle (139) mit exzentrischen Kurbeln, die mit der Kolbenstange in Verbindung steht, und erste und zweite Zugstangen (150, 151) umfaßt, die mit den exzentrischen Kurbeln der Kurbelwelle (139) verbunden sind, wobei die erste Zugstange (150) das Werkzeug freigibt, wenn sie nach oben zum oberen Ende der Hauptspindel (69) des Revolverkopfes verschoben wird und gegen das obere Ende angedrückt wird, und einspannt, wenn sie zurückgeführt wird und von der Hauptspindel gelöst wird, und wobei die zweite Zugstange (151) zu dem oberen Bereich des Werkzeughalters

(158) für das Drehwerkzeug (10) verläuft und eine erste Hülse (153) mit der zweiten Stange (151) derart verbunden ist, daß bei einem Abwärtsverschieben der zweiten Stange das an dem Werkzeughalter befestigte Werkzeug gelöst, bei der Aufwärtsbewegung der Stange dagegen gespannt wird.

809810/0855

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch eine zweite Hülse (155) in Berührung mit dem äußeren Umfang der ersten Hülse (153) und eine Anzahl von Kugeln (157) in der ersten Hülse (1), die bei Berührung mit der inneren Oberfläche der zweiten Hülse (155) ein Werkzeug spannen.
8. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenk- und Indexiereinrichtung des Revolverkopfes eine Kupplung (104, 105, 106) zwischen der vorderen Oberfläche des Schlittens (A) und der angrenzenden Fläche des Revolverkopfes, eine Indexier-Zelle in fester Verbindung mit dem Revolverkopf, die drehbar und in waagerechter Richtung gleitend in den Schlitten (A) eintritt, einen Indexier-Hebel (112), der mit der Indexier-Welle (67) verbunden ist, eine Stange (117, 118) in dem Schlitten (A), die in senkrechter Richtung in einer Ebene senkrecht zu der Indexier-Welle (67) verschiebbar ist, ein Eingriffsglied (115) am Ende der Stange zum Erfassen des Indexier-Hebels (112) und einen Hydraulikzylinder (171) in Verbindung mit der Stange umfaßt, der diese in senkrechter Richtung bewegt, umfaßt, wobei der Revolverkopf während eines senkrechten Hubes der Stange lösbar, indexierbar und klemmbar ist.
9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch ein Lager (109) für die Indexier-Welle (67) mit einem vorspringenden Bereich (121, 122) sowie eine Aussparung (123, 124) in der Stange (117, 118) zum Erfassen des vorspringenden Bereiches.

809810/0855

TER MEER · MÜLLER · STEINMEISTER
10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch eine weitere Stange (117) in Verbindung mit dem Hydraulikzylinder (171), die eine Aussparung (123) aufweist, die der ersten Aussparung
gegenüber liegt, und einen weiteren Vorsprung an dem Lager, der mit dieser Aussparung in Eingriff tritt.

809810/0855