DE3416660C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmaschine gemäß dem Oberbe­ griff des Anspruches 1.

Eine Drehmaschine dieser Gattung ist aus der DE-PS 8 63 434 bekannt. Bei dieser bekannten Drehmaschine ist die Ar­ beitsspindel vertikal im Spindelstock angeordnet und das Werkstück wird am unteren Ende der Arbeitsspindel "hän­ gend" gespannt. Der Zweck dieser vertikalen Anordnung der Arbeitsspindel mit hängender Spannung des Werkstückes be­ steht darin, daß mehrere Werkzeuge, die unterhalb des Spindelstockes angeordnet sind, gleichzeitig von verschie­ denen Seiten an dem Werkstück angreifen können. Die Werk­ zeuge sind mittels Kreuzschlitten vertikal und horizontal verfahrbar.

Vorteilhaft bei dieser bekannten Drehmaschine ist der freie Fall von Spänen und Kühlmittel nach unten. Schwie­ rigkeiten bereitet jedoch die Zu- und Abführung der Werk­ stücke. Das Spannen der Werkstücke in dem senkrecht nach unten gerichteten Spannfutter ist nur manuell möglich, wo­ bei zusätzlich die schlechte Zugänglichkeit hinderlich ist. Es ist daher vorgesehen, den Spindelstock um 180° um eine horizontale Achse schwenkbar auszubilden, so daß die Werkstücke bei senkrecht nach oben gerichtetem Spannfutter zu- und abgeführt werden können. Auch hierbei ist jedoch nur eine manuelle Beschickung vorgesehen.

Eine automatische Werkstückzu- und -abführung, wie sie heutzutage gefordert wird, ist bei Drehmaschinen mit hori­ zontal gelagerter Arbeitsspindel bekannt. Diese Drehma­ schinen benötigen zum Zu- und Abführen der Werkstücke je­ doch ein Ladeeinrichtung mit Greiferarmen und Greiferfut­ tern, die die Werkstücke aus einer Zu- und Abführungssta­ tion entnimmt, dem Spannfutter der Arbeitsspindel zuführt und nach der Bearbeitung die Fertig-Werkstücke wieder an die Zu- und Abführungsstation abgibt. Diese Ladeeinrich­ tung und deren Steuerung sind äußerst kostenaufwendig.

Aus der DE-OS 17 52 681 ist eine Karusselldrehmaschine be­ kannt, bei welcher das Werkstück oben auf der senkrecht im Maschinenuntersatz gelagerten Spindel gespannt wird. Ein vertikal und horizontal verfahrbarer Werkzeughalter führt einerseits gesteuert die Vorschubbewegung für die Drehbear­ beitung durch und kann andererseits für den automatischen Werkzeugwechsel über ein seitlich angeordnetes Werkzeugma­ gazin verfahren werden. Eine freie Abführung von Spänen und Kühlmitteln nach unten ist bei dieser Drehmaschine nicht möglich. Außerdem muß das Laden und Entladen der Werkstücke manuell erfolgen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Drehmaschi­ ne der eingangs genannten Gattung so auszubilden, daß sie eine automatische Werkstückzu- und -abführung ohne eine zusätzliche Ladeeinrichtung ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merk­ male des kennzeichnenden Teils des Anspruches 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen und Weiterbildungen der Er­ findung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Bei der erfindungsgemäßen Drehmaschine ist die Arbeits­ spindel mit unten angeordnetem Werkstück-Spannfutter ver­ tikal im Spindelstock gelagert. Der Spindelstock ist so­ wohl vertikal als auch horizontal verfahrbar. Der gesamte Vorschub für die Drehbearbeitung des Werkstückes wird durch die vertikale und horizontale Hubbewegung des Spin­ delstockes gegenüber dem feststehenden Werkzeug erzeugt.

Die hängende Anordnung des Werkstückes an der vertikalen Arbeitsspindel hat wie bei der eingangs genannten bekann­ ten Drehmaschine den Vorteil, daß Späne und Kühlmittel frei in eine unterhalb des Arbeitsraumes angeordnete Auf­ fangwanne fallen und optimal abgeführt werden können.

Ein entscheidender Vorteil besteht darin, daß die verti­ kale und horizontale Hubbewegung des Spindelstockes auch zum Beschicken der Drehmaschine mit Werkstücken ausgenutzt werden kann. Dazu wird der Spindelstock aus der Ar­ beitsposition horizontal bis über eine seitlich an der Drehmaschine angeordnete Werkstückzu- und -abführungssta­ tion verfahren. Dann wird der Spindelstock vertikal abge­ senkt, so daß mit dem Spannfutter der Arbeitsspindel das Werkstück unmittelbar aus der Zu- und Abführungsstation entnommen werden kann. Der Spindelstock wird dann wieder in die Arbeitsposition zurückgefahren, wo seine vertikale und horizontale Verschiebbarkeit während der anschließen­ den Drehbearbeitung zur Erzeugung des Bearbeitungsvor­ schubes ausgenutzt wird. Anschließend kann in gleicher Weise durch horizontales und vertikales Verfahren des Spindelstockes das bearbeitete Fertigteil wieder unmit­ telbar aus dem Spannfutter der Arbeitsspindel an die Zu- und Abführungsstation abgegeben werden. Weder für das Be­ schicken der Drehmaschine mit Rohteilen noch für die Ab­ gabe der Fertigteile sind irgendwelche zusätzlichen Lade­ greifer notwendig. Dies bedeutet eine erhebliche Kosten­ einsparung. Eine weitere Einsparung ergibt sich dadurch, daß eine einzige Steuerung für die Bewegung des Spindel­ stockes ausreichend ist sowohl für die Steuerung des Be­ arbeitungsvorganges als auch für die Steuerung der Zu- und Abführung der Werkstücke.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich sämtliche Führungen für die horizontale und die vertikale Bewegung oberhalb des Arbeitsraumes befinden. Ebenso befinden sich die Antriebe und die Wegmeßsysteme für diese Bewegungen oberhalb des Arbeitsraumes. Es besteht somit keine Gefahr, daß diese Elemente durch Späne und Kühlmittel in ihrer Funktion beeinträchtigt werden.

Da der gesamte Vorschub für die Drehbearbeitung durch Ver­ schieben des Spindelstockes erzeugt wird, kann das unter­ halb des Spindelstockes angeordnete Werkzeug feststehen. Dadurch wird ein äußerst günstiger Werkzeugwechsel mög­ lich. Die Werkzeuge können auf einer vorzugsweise horizon­ talen, um eine vertikale Achse getaktet drehbaren Mehr­ fach-Werkzeugträgerscheibe angeordnet sein. Diese Werk­ zeugträgerscheibe kann einen großen Durchmesser aufweisen, ohne daß dadurch die Abmessungen der Drehmaschine we­ sentlich beeinträchtigt werden oder die Bearbeitungsvor­ gänge behindert werden. Eine Werkzeugträgerscheibe mit großem Durchmesser kann eine große Zahl von Werkzeugen aufnehmen, wenn Werkstücke mit kleinem Durchmesser zu be­ arbeiten sind. Ebenso können bei einer Werkzeugträger­ scheibe mit großem Durchmesser die Werkzeuge in einem großen gegenseitigen Abstand angeordnet werden, wenn Werk­ stücke mit großem Durchmesser zu bearbeiten sind.

Die Werkzeugträgerscheibe läßt außerdem einen vorteilhaf­ ten Werkzeugwechsel zu, indem z. B. ein Werkzeugwechsler für die Übergabe der Werkzeuge zwischen der Werkzeugträ­ gerscheibe und einem z. B. ebenfalls horizontal umlaufenden Werkzeugmagazin sorgt. Aufgrund des großen Durchmessers der Werkzeugträgerscheibe kann der Werkzeugwechsel außerhalb einer den Arbeitsraum abschirmenden Trennwand stattfinden.

Die Drehmaschine erlaubt eine hohe Automatisierung, so daß sie sich auch für mannlose Schichten eignet. Die Werk­ stückzu- und -abführungsstation kann ein horizontal lau­ fendes Paletten-Transportband sein, von welchem die Dreh­ maschine automatisch die Werkstücke entnimmt und auf wel­ ches sie die bearbeiteten Werkstücke ablegt. Das Paletten- Transportband kann als Werkstück-Speicher dienen oder meh­ rere Drehmaschinen miteinander verketten. Der automatische Werkzeugwechsel ergänzt die hohe Automatisierung. Die große Flexibilität in der Automatisierung wird dadurch deutlich, daß nicht nur die Werkzeuge gewechselt werden können, sondern daß über die Werkstückzu- und -abführungs­ station nicht nur die Werkstücke zugeführt werden können, sondern auch die Spannfutterbacken oder das gesamte Spann­ futter der Arbeitsspindel automatisch ausgetauscht werden können, um die Bearbeitung während einer mannlosen Schicht auf eine andere Werkstückart umzustellen.

Die nicht produktiven Nebenzeiten für die Aufnahme und Ab­ gabe der Werkstücke überschreiten trotz der Bewegung des Spindelstockes die Nebenzeiten bei herkömmlichen automati­ schen Drehmaschinen nicht. Es entfallen nämlich die bei den herkömmlichen Drehmaschinen erforderlichen Nebenzeiten für die Bewegung der Ladegreifer. Weiter kann das Fortschalten des Werkzeugträgers während der Bewegungszeit des Spindelstockes erfolgen. Schließlich erlaubt die hängende Anordnung des Werkstückes bei der Bearbeitung, das Spülen des Futters nach jedem Bearbeitungsvorgang weg­ fallenzulassen.

Selbstverständlich ist auch ein manuelles Beschicken der Drehmaschine möglich. Dazu wird vorzugsweise ein Drehtisch als Werkstückzu- und -abführungsstation verwendet, auf den das Werkstück manuell aufgesetzt und dann in die Position für die Entnahme durch das Spannfutter geschwenkt wird.

Der horizontale Verschiebungsweg des Spindelstockes kann nicht nur eine Werkstückzu- und -abführungsstation erfas­ sen, sondern sich auch über mehrere Stationen erstrecken. Beispielsweise können unterschiedliche Stationen für die Zuführung der Rohteile und die Abgabe der Fertigteile vor­ gesehen sein. Es kann auch zusätzlich zu der Zu- und Ab­ führungsstation eine Werkstück-Wendestation vorgesehen sein. Der horizontale Verschiebungsweg des Spindelstockes muß nur so ausgelegt sein, daß der Spindelstock über sämtliche Stationen gelangen kann.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert.

Die einzige Figur der Zeichnung zeigt in perspektivischer Darstellung eine Drehmaschine gemäß der Erfindung.

Die Drehmaschine weist ein Maschinenständer-Unterteil 10 auf, das ein Querbett 14 trägt. Das Querbett 14 befindet sich oberhalb des Arbeitsraumes der Drehmaschine und ist in Acryl-Beton gegossen, um eine geringe Wärmedehnung und eine hohe Schwingungsdämpfung aufzuweisen.

Das Querbett 14 trägt an seiner vorderen vertikalen Stirn­ fläche horizontale Führungsschienen 16, auf denen eine Kreuzschlitteneinheit 18 horizontal verfahrbar ist. Der vertikal verfahrbare Schlitten der Kreuzschlitteneinheit 18 trägt einen Spindelstock 20, in welchem vertikal eine Arbeitsspindel 22 gelagert ist. Am unteren Ende der Ar­ beitspindel 22 ist ein Werkstück-Spannfutter 24 vorgese­ hen.

Oben auf dem Spindelstock 20 ist ein Hauptantriebsmotor 26 angeordnet und ebenso ein Vorschubantrieb 28 für den vertikalen Vorschub des Spindelstockes 20. Der im Maschi­ nengehäuse angeordnete Vorschubantrieb für den horizonta­ len Vorschub des Spindelstockes 20 ist in der Zeichnung nicht dargestellt.

Am Maschinenständer-Unterteil 10 ist ein Werkzeugträger vorgesehen, der als um eine vertikale Achse getaktet dreh­ bare Werkzeugträgerscheibe 30 ausgebildet ist. Die Werk­ zeugträgerscheibe 30 trägt an ihrem Umfang mehrere Werk­ zeuge, im dargestellten Ausführungsbeispiel acht Werkzeu­ ge. Eines der Werkzeuge befindet sich jeweils unterhalb des Spannfutters 24 der Arbeitsspindel 22 in der Bearbei­ tungsposition im Arbeitsraum der Drehmaschine. Der dieser Bearbeitungsposition des Werkzeuges diametral gegenüber­ liegenden Werkzeugwechselposition der Werkzeugträgerschei­ be 30 ist ein um eine vertikale Achse schwenkbarer Werk­ zeugwechsler 32 zugeordnet, der das Werkzeug in der Werk­ zeugwechselposition der Werkzeugträgerscheibe 30 von der Werkzeugträgerscheibe 30 entnehmen und gegen ein aus einem horizontal umlaufenden Werkzeugmagazin 34 entnommenes Werkzeug austauschen kann.

Eine Synchronzapfwelle 36 verbindet den Antrieb der Werk­ zeugträgerscheibe 30 und den Antrieb des Werkzeugmagazins 34, so daß das getaktete Weiterschalten des Werkzeugmaga­ zines 34 und der Werkzeugträgerscheibe 30 in einfacher Weise mechanisch synchronisiert erfolgt.

In der Werkzeugwechselposition der Werkzeugträgerscheibe 30 ist unterhalb des Werkzeuges im Maschinenständer-Un­ terteil 10 eine automatische Werkzeug-Klemmeinrichtung, z. B. ein Schrauber 38, vorgesehen.

Unterhalb des Arbeitsraumes der Drehmaschine ist eine Auf­ fangwanne 40 für die Späne und das Kühlmittel vorgesehen, die über einen Einschub 42 oder gegebenenfalls über einen Späneförderer oder eine Unterflurentsorgung entleert wer­ den kann. Ein konzentrisch auf der Werkzeugträgerscheibe 30 sitzender Rutschkegel 44 sorgt dafür, daß die Späne von der Werkzeugträgerscheibe 30 vollständig in die Auffang­ wanne 40 gelangen.

Eine vertikale Trennwand schirmt die Werkzeugwechselposi­ tion der Werkzeugträgerscheibe 30 und damit den Schrauber 38 gegen den Arbeitsraum ab.

Das Querbett 14 mit den horizontalen Führungsschienen 16 ist seitlich über das Maschinenständer-Unterteil 10 hin­ ausgeführt und ragt über eine Werkstückzu- und -abfüh­ rungsstation, die als horizontal in der Ebene der Werk­ zeugträgerscheibe 30 umlaufendes Palettentransportband 46 ausgebildet ist. Auf dem Palettentransportband 46 laufen Paletten 48 getaktet um, die die zu bearbeitenden Werk­ stücke 50 tragen. In einer Zu- und Abführungsposition des Palettentransportbandes 46 befindet sich eine Palette 48 senkrecht unter dem nach außen gefahrenen Spindelstock 20. Der Spindelstock kann vertikal nach unten gefahren werden, so daß mittels des Spannfutters 24 das Werkstück 50 unmit­ telbar von der Palette 48 aufgenommen und nach der Bear­ beitung wieder auf der Palette 48 abgelegt werden kann.

Claims (9)

1. Drehmaschine mit vertikal im Spindelstock angeordneter Arbeitsspindel, mit auf dem Spindelstock angebrachtem Antriebsmotor, mit am unteren Ende der Arbeitsspindel angeordnetem Werkstück-Spannfutter und mit unterhalb der Arbeitsspindel angeordnetem Werkzeugträger, da­ durch gekennzeichnet, daß der Spindelstock (20) in vertikaler und horizonta­ ler Richtung verfahrbar ist, wobei der vertikale und horizontale Bewegungshub einerseits dem Vorschub für die Drehbearbeitung entspricht und andererseits zur Bewegung des Spannfutters (24) zu einer seitlich ange­ ordneten horizontalen Werkstückzu- und -abführungssta­ tion dient.

2. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückzu- und -abführungsstation ein hori­ zontal laufendes Palettentransportband (46) ist.

3. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückzu- und -abführungsstation ein Dreh­ tisch mit vertikaler Achse ist.

4. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugträger eine Mehrfach-Werkzeugträger­ scheibe (30) ist.

5. Drehmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugträgerscheibe (30) um eine vertikale Achse getaktet drehbar ist.

6. Drehmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein Werkzeugwechsler (32) zwischen der Werkzeug­ trägerscheibe (30) und einem Werkzeugmagazin (34) vor­ gesehen ist.

7. Drehmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin (34) horizontal über eine Syn­ chronzapfwelle (36) synchron getaktet mit der Werk­ zeugträgerscheibe (30) umläuft.

8. Drehmaschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Trennwand zwischen der Werkzeugwechselposi­ tion und der Arbeitsposition der Werkzeugträgerscheibe (30) vorgesehen ist.

9. Drehmaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeugträgerscheibe (30) auf ihrer Oberseite einen konzentrischen Rutschkegel (44) aufweist.