DE3544173A1

DE3544173A1 - Teile-wendezusatz fuer automatische werkzeugmaschinen

Info

Publication number: DE3544173A1
Application number: DE19853544173
Authority: DE
Inventors: Kenrick B. Brampton Ontario Maharaj; John S. Schoemberg Ontario Malcolm; Kenneth J. Toronto Ontario Palfery
Original assignee: McDonnell Douglas Corp
Current assignee: McDonnell Douglas Corp
Priority date: 1984-12-14
Filing date: 1985-12-13
Publication date: 1986-07-03
Also published as: US4555844A; JPS61192430A; IT8523196A0; IT1200881B

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Zusatzeinrichtungen zu automatischen Werkzeugmaschinen, mit welchen ein Teil so gewendet werden kann, daß eine weitere Bearbeitung des Teils auf seiner Gegenseite ermöglicht wird,-und insbesondere betrifft sie einen Teil- oder Werkstück-Wendezusatz, der in vorhandene Werkzeugwechseleinrichturqen der Maschine paßt und durch drehbare Spindel an senkrecht angeordneten Bohrköpfen der Werkzeugmaschine betätigt wird.

Automatische Werkzeugmaschinen sind allgemein bekannt, welche mehrere spanabhebende Funktionen wie Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden, Gewindebohren usw. an einem Werkstück ausführen. Diese Maschinen sind meist mit einem Werkzeugrevolver versehen, an den viele spanabhebende Werkzeuge oder Schneidwerkzeuge montiert sind, um viele Aufgaben der Maschine zu erfüllen. Der Werkzeughalter oder die Werkzeugaufnahme ist meist eine drehbare, in einem Bohrkopf montierte Spindel, die verstellbar auf einer senkrechten Säule oder einer Pinole zur Durchführung von senkrechten Bewegungen montiert ist. Die Werkzeugspindel ist gegenüber der Pinole drehbar gelagert und gegenüber dem-lBohrkopf axial beweglich. Außerdem ist das Werkstück an einem Werkzeugtisch aufgespannt, der in einer horizontalen Ebene x-y beweglich ist, um viele Stellungen durch Durchführung verschiedener spanabhebender Arbeiten zu bieten.

Die Bearbeitung wird durch die Werkzeugspindel durchgeführt, die drehbar in einem Spindelkopf montiert ist und gegenüber dem Werkstück senkrecht verschoben werden kann. Präzisionsschneidgänge werden durchgeführt, so daß ein Lochmittelpunkt genau zur Achse der drehbaren Werkzeugspindel und zur kombinierten Bewegung des Werkstücktisches in seiner waagrechten Bewegungsebene positioniert werden kann. Die Spindel wird während der Bearbeitung mit

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einer vorgewählten Schnittgeschwindigkeit gedreht und nach unten durch den Bohrkopf auf der Pinoie mit einer gegebenen Vorschubgeschwindigkeit verfahren. Das spanabhebende Werkzeug ist lösbar in einem Spannfutter montiert, das vom unteren Ende der Werkzeugspindel getragen wird und einen Teil der Spindel bildet. Außerdem entfernt ein-Werkzeugwechsel das Werkzeug vom Spannfutter am Ende eines spanabhebenden Vorgangs und ersetzt das gebrauchte Werkzeug automatisch gegen ein neues, wodurch Zeitverluste, die sich beim Werkzeugwechsel von Hand ergeben, entfallen.

Alle diese Maschinenfunktionen werden schnell und wirksam durchgeführt, um den höchsten Wirkungsgrad der Werkzeugmaschine zu erzielen. Die automatische Steuerung der Werkzeugmaschine erfolgt durch eine numerische Steuerung, welche von einem Lochstreifen oder einem anderen Speicher gesteuert wird, welcher den Tisch so regelt, daß das Schnittzentrum zur Achse der Werkzeugmaschine positioniert wirdt die Spindeldrehzahl, der Spindelvorschub an der Pino-Ie und andere Maschinenfunktionen automatisch gewählt werden,

Viele Maschinenteile brauchen eine Bearbeitung auf zwei oder mehreren Seiten. Daher müssen vorprogrammierte automatische Bearbeitungszyklen unterbrochen werden, während das Teil von Hand gewendet und neu positioniert wird. Dadurch wird der automatische Bearbeitungszyklus der Maschine unterbrochen und eine menschliche überwachung erforderlich, welche den Wirkungsgrad beeinträgt.

Es wäre wünschenswert, eine automatische Werkzeugmaschine zu schaffen, welche die Möglichkeit aufweist, alle Bearbeitungsfunktionen in einem ununterbrochenen automatischen Zyklus durchzuführen, der auch das Wenden von Teilen umfaßt.

Erfindungsgemäß ist eine Teile- oder Werkstückwendezusatz vorgesehen, der an herkömmliche automatische Werkzeugwechsler einer Werkzeugmaschine passen soll. Wenn erforderlich,

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kann ex in die Maschinenspindel eingespannt und durch eine pogrammierte Drehung der Spindel betätigt werden. Der Wendezusatz weist eine Kupplung und zwei feststehende Anschläge auf, die eine Drehung des Teil um 180° durch Drehung der Spindel ermöglichen.

Erfindungsgemäß ist somit ein Teile-Wendezusatz für eine automatische Werkzeugmaschine vorgesehen, gekennzeichnet durch: einen Rahmen, einen mit dem Rahmen verbundenen beweglichen Werkstücktisch, der ein Werkstück trägt und in Längs- und Querrichtung beweglich ist, um das Werkstück an einem gewünschten Punkt in einer waagrechten Ebene zu positionieren, eine mit dem Rahmen verbundene drehbare Spindel, die am Rahmen senkrechte Bewegungen ausführen kann, um ein spanabhebendes oder Schneidwerkzeug zu tragen und mit einer vorgegebenen Drehzahl zu drehen ,-um das Werkstück zu bearbeiten, eine mit dem Rahmen verbundene Werkzeugwechseleinrichtung, welche Werkzeuge speichert und das in der Spindel eingespannte Werkzeug gegen eines aus vielen verschiedenen Werkzeugen, die in der Wechseleinrichtung gespeichert sind, austauscht, einen Teile-Wendezusatz, der in der Werkzeugwechseleinrichtung gespeichert ist und in die Spindel eingespannt istrr um das Werkstück vom Werkstücktisch zu entfernen, es zu wenden und wieder auf den Werkstücktisch zurückzugeben, eine programmierbare Steuereinrichtung, welche den Werkstücktisch, die Spindel, die Werkzeugwechseleinrichtung sowie den Teile-Wendezusatz steuert, um das Werkstück automatisch auf dem Werkstücktisch zu wenden, damit seine gegenüberliegende Seite bearbeitet werde.

Erfindungsgemäß ist auch ein Teile-Wendezusatz für eine automatische Werkzeugmaschine vorgesehen, gekennzeichnet durch: einen Werkzeugkopf, der in die Spindel eingespannt und von dieser gedreht wird, eine erste mit dem Werkzeugkopf verbundene Antriebswelle, ein mit der ersten Antriebswelle verbundenes Winkelgetriebe, eine zweite mit dem Winkelgetriebene verbundene Antriebswelle, die im all-

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gemeinen senkrecht zur ersten Antriebswelle angeordnet ist und sich durch deren Drehung über das Winkelgetriebe drr" -., eine mit der zweiten Antriebswelle verbundene Greifeinrichtung, welche das Werkstück ergreift-und es trägt sowie eine Kupplung mit Anschlägen, um die Greifeinrichtung von der zweiten Antriebswelle zu IoSen und sie nach einer Drehung von 180° anzuhalten.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen automatischen Werkzeugmaschine. Fig. 2 eine perspektivische Ansicht des Teile-Wendezusatzes .

Fig.-3 einen Schnitt durch den, erfindungsgemäßen Teile-WendeZUSatζ·

Fig. 1 zeigt ein automatisches Bearbeitungszentrum 5. Das automatische BearbeitungsZentrum 5 weist im allgemeinen einen Rahmen 12 mit einem darauf montierten beweglichen Maschinenbett 14 auf/ welches sich in einer waagrechten Ebene in Längs- und Querrichtung bewegt. Auf dem bewegliehen Bett 14 ist ein langer drehbarer Werkstücktisch 16 montiert, der drehbar an jedem Ende durch eine Trägereinrichtung 18 und 20 gelagert ist, so daß er um seine waagrechte Achse mit Hilfe eines Antriebsmotors 22 gedreht werden kann. Der Werkstücktisch ist lang gebaut, um die Bearbeitung von großen Teilen zu ermöglichen. Eine Hydraulikbremse 24 ist auf einem Träger 20 montiert und wird betätigt, um mit Reibungsbremsung die Drehung des Werktisches 16 an einer gewünschten Stelle anzuhalten. Die Drehung des Werktisches 16 um seine waagrechte Achse ermöglicht es, daß genaue Winkelschnitte am Werkstück gegenüber der senkrechten Achse eines Schneidwerkzeugs durchgeführt werden können. Ein Werkstück 32 kann durch

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Drehung des Werkstücktisches 16 gleichzeitig mit den Bewegungen x-y des Tisches in seiner waagrechten Ebene bearbeitet werden. Ein Antriebskopf 26 ist am Rahmen 12 montiert und bewegt sich mittels einer nicht gezeigten Pinole, die allgemein bekannt ist, in senkrechter Richtung. Am Ende des Antriebskopfes 26 ist eine-Spindel 28 angeordnet, welche ein Maschinenschneidwerkzeug 30 hält. Der An^riebskopf 26 dreht die Spindel 28 und das Werkzeug 30 mit einer feststehenden Drehzahl, um das Werkstück 32 auf dem Werkstücktisch 16 spanabhebend zu bearbeiten. Ein Weikzeugwechselrevolver 34 wird ebenfalls vom Rahmen 12 sehr nahe am Bohrkopf 26 getragen, der viele verschiedene spanabhebende oder Schneidwerkzeuge speichert, die in die Spindel 28 eingespannt werden können, um verschiedene Bearbeitungsgänge am Werkstück 32 auszuführen. Wenn das Schneidwerkzeug zur Durchführung einer anderen Bearbeitung gewechselt werden soll, löst ein Werkzeugwechselarm 36 das Werkzeug 30 von der Spindel 28, führt, das benutzte Werkzeug zum Werkzeugwechselrevolver 34 zurück, entnimmt diesem ein neues Werkzeug und führt es in die Spindel 28 ein, um einen neuen Bearbeitungsgang durchzuführen.

Die—verschiedenen automatisierten Bearbeitungsfunktionen und die genaue Ausrichtung der automatischen Werkzeugmaschine 5 werden durch eine programmierbare Steuereinrichtung 38 gesteuert. Die Steuereinrichtung 38 kann eine numerische Steuerung sein, deren Programm auf einem Lochstreifen oder einer anderen Speichereinrichtung gespeichert ist. Außer der Durchführung anderer, nachstehend näher erläuterter Aufgaben steuert die programmierbare Steuereinrichtung 38 die Bewegung des Werkstücktisches 16 in einer waagrechten Ebene, die Drehung des Werkstücktisches 16 um seine waagrechte Achse, die Drehzahl der Spindel 28 und den automatischen Betrieb des Werkzeugwechselarms zum Lösen eines gebrauchten Werkzeugs aus der Spindel 28 und zum Austauschen dieses Werkzeugs gegen ein im Werkzeug-

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wechselrevolver 34 gespeichertes Werkzeug.

Wenn es erforderlich ist, ein Werkstück für weitere Bearbeitung zu wenden, wird ein Werkstückwendezusatz 40 (Fig.2), der im Werkzeugwechselrevolver 34 gespeichert ist, zur Spindel 28 befördert und durch die programmierte Drehung der Spindel betätigt. Zwei Stifte mit kalottenfÖrmigen Enden dienen dem nachstehend näher beschriebenen Werkstückgreifzusatz zum Einsetzen in vorgebohrte Löcher des Wertstücks 32, um die Verbindung des Wendezusatzes 40 mit dem Werkstück 32 zu erleichtern. Der Werkstückwendezusatz 40 hebt das Werkstück vom Werkstücktisch 16 mit Hilfe des Antriebskopfes 26 empor, dreht es um 180° und führt es zum Werkstücktisch 16 für die Bearbeitung der entgegengesetzten Seite zurück.

Der Werkstückwendezusatz der Fig. 3 weist im allgemeinen einen Werkzeugkopf 42 auf, der in das Spannfutter der Spindel 28 paßt. Eine sich senkrecht drehende Welle 44 ist am Werkzeugkopf 42 befestigt, der auch über ein Winkelgetriebe 46 mit einer waagrechten Welle 48 verbunden ist. Mit der waagrechten Welle 4 8 sind eine Kupplungseinrichtung 50 und gesteuerte Anschläge 52 und 54 verbunden, welche die Drehung auf 180° beschränken. An der waagrechten We11η sind zwei Stifte 60 und 62 mit kalottenförmigen Enden angebracht, von denen einer feststeht, während der andere auf Schlitten montiert und federvorgespannt ist. Beide Stifte 60 und 62 werden in vorgebohrte Löcher in der Seite des Werkstücks eingeführt, wobei der federvorgespannte Stift 62 eine Kraft ausübt, mit der er das Teil festhält. Nachdem die Stifte in das Werkstück eingeführt worden sind, wird die Spindel senkrecht angehoben und dabei mit Hilfe der Kupplungseinrichtung 50 und der Anschläge 52 und 54 um 180° gedreht, um das Werkstück zu wenden. Dann wird das Werkstück durch den Antriebskopf 26 auf den Werkstücktisch 16 herabgesenkt.

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1 Außer dem vorstehend .beschriebenen Ausführungsbeispiel sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

AO

Leerseite

Claims

Patentansprüche

1. Teile-Wencfzusatz für automatische Werkzeugmaschine, gekennzeichnet durch:
a) einen Rahmen (12),

ο) einen mit dem Rahmen (12) verbundenen beweglichen Werkstücktisch (16), der ein Werkstück (32) trägt und in Längs- sowie Querrichtung beweglich ist, um das Werkstück (32) an einem gewünschten Punkt in einer waagrechten Ebene zu positionieren,

c) eine mit dem Rahmen (12) verbundene drehbare Spindel (28), die am Rahmen (12) senkrechte Bewegungen ausführen kann, um ein Schneidwerkzeug (30) zu tragen und mit einer bestimmten Drehzahl zu drehen, um das Werkstück (32) zu bearbeiten,

d) eine mit dem Rahmen (12) verbundene Werkzeugwechsel- - einrichtung (34) , welche Werkzeuge (30) speichert

und das in die Spindel (28) eingespannte Werkzeug , (30) gegen eines von vielen verschiedenen in der *

Werkzeugwechseleinrichtung (34) gespeicherten Werk- t zeuge (30) austauscht, *

e) einen Teile-Wendezusatz (40) , der in der Werkzeugwechseleinrichtung (34) gespeichert und von der

""" Spindel (28) getragen wird, um das Werkstück (32) 2R vom Werkstücktisch (16) zu entfernen, das Werkstück (32) zu wenden und es zum Werkstücktisch (1.6) zurückzuführen ,

f) eine programmierbare Steuerungseinrichtung (38), welche den Werkstücktisch (16), die Spindel (28), die Werkzeugwechseleinrichtung (34,36) sowie den Teile-Wendezusatz (40) steuert, um das Werkstück (32) am Werkstücktisch (16) automatisch zu wenden, um seine gegenüberliegende Seite zu bearbeiten.

2. Teile-Wendezusatz nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er (40) im allgemeinen folgende Baugruppen aufweist:

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a) einen von der Spindel (28) getragenen und gedrehten Werkzeugkopf (4 2),

:) eine mit dem Werkzeugkopf (42) verbundene erste Antriebswelle (44) ,

c) ein mit der ersten Antriebswelle (44) verbundenes Winkelgetriebe (46) , .._._·-

d) eine mit dem Winkelgetriebe (46) verbundene zweite Antriebswelle (48), die im allgemeinen senkrecht zur ersten Antriebswelle (4 4) angeordnet ist und sich durch die Drehung der ersten Antriebsweile (44) über das Winkelgetriebe (46) dreht,

e) eine mit der zweiten Antriebswelle (48) verbundene Greifeinrichtung (60,62), welche das Werkstück (32) ergreif" und trägt,

f) eine Kupplungseinrichtung (50) und Anschläge (52,54), welche die Greifeinrichtung (60,62) von der zweiten - Antriebswelle (48) lösen und deren Drehung nach 180° anhalten.

3. Teile-Wendezusatz für eine automatische Werkzeugmaschine, gekennzeichnet durch:

a) einen von der Spindel (28) getragenen und gedrehten Werkzeugkopf (42) ,

Ef) eine mit dem Werkzeugkopf (42) verbundene erste Antriebswelle (44),

c) ein mit der ersten Antriebswelle (44) verbundenes Winkelgetriebe (46),

d) eine mit dem Winkelgetriebe (46) verbundene zweite Antriebswelle (48), die im allgemeinen senkrecht zur ersten Antriebswelle (44) angeordnet ist und durch die Drehung der ersten Antriebswelle (44) über das Winkelgetriebe (46) gedreht wird,

e) eine mit der zweiten Antriebswelle (48) verbundene Greifeinrichtung (60,62), welche das Werkstück (32) ergreift und trägt,

f) eine Kupplungseinrichtung (50) und Anschläge (52,54), welche die Greifeinrichtung (60,62) von der zweiten Antriebswelle (48) lösen und ihre Drehung nach 180° anhalten.

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