DE3544193A1

DE3544193A1 - Automatische werkzeugmaschine mit einer drehschalteinrichtung

Info

Publication number: DE3544193A1
Application number: DE19853544193
Authority: DE
Inventors: Angel Toronto Ontario Kocev; Kenrick B. Brampton Ontario Maharaj; Kenneth J. Toronto Ontario Palfery; Donald R. Georgetown Ontario Puckering
Original assignee: McDonnell Douglas Corp
Current assignee: McDonnell Douglas Corp
Priority date: 1984-12-14
Filing date: 1985-12-13
Publication date: 1986-06-26
Also published as: JPS61192427A; US4617720A; IT1200879B; IT8523194A0

Description

Automatische Werkzeugmaschine mit einer Drehschalteinrichtung

Die Erfindung betrifft im allgemeinen automatische Werkzeugmaschinen, die zur Durchführung mehrerer Bearbeitungsfunktionen an einem Werkstück programmierbar sind, und insbesondere betrifft sie automatische Werkzeugmaschinen mit einer drehbaren Schaltvorrichtung oder einem drehbaren Schalttisch zur Drehung des Werkstücks um 360°.

Automatische Werkzeugmaschinen sind allgemein bekannt, welche mehrere spanabhebende Funktionen wie Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden, Gewindebohren an einem Werkstück ausführen. Diese Maschinen sind meist mit einem Werkzeugrevolver versehen, an dem viele spanabhebende Werkzeuge oder Schneidwerkzeuge montiert sind, um viele Aufgaben der Maschine zu erfüllen. Der Werkzeughalter und 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 Bohrkopf axial beweglich. Außerdem ist das Werkstück an einem Werkstücktisch aufgespannt, der in einer horizontalen Ebene x-y beweglich ist, um viele Stellungen zur 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

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drehbaren Werkzeugspindel und zur kombinierten Bewegung des Werkstücktisches in seiner waagerechten Bewegungsebene positioniert werden kann. Die Spindel wird während der Bearbeitung mit einer vorgewählten Schnittgeschwindigkeit gedreht und nach unten durch den Bohrkopf auf der Pinole mit einer gegebenen Vorschubgeschwindigkeit verfahren. Das spanabhebende Werkzeug ist lösbar in einem Spannfutter montiert, das vom unteren Ende der Werkzeugspindel getragen wird „nd einen Teil der Spindel bildet. Außerdem entfernt ein Werkzeugwechsler das Werkzeug vom Spannfutter am Ende eines spanabhebenden Vorgangs und ersetzt das gebrauchte Werkzeug automatisch gegen eines 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 wird, die Spindeldrehzahl, der Spindelvorschub an dei Pinole und andere Maschinenfunktionen automatisch gewählt werden.

Außer diesen Bearbeitungsmöglichkeiten wäre es wünschenswert, wenn eine automatische Werkzeugmaschine die Möglichkeit hätte, das Werkstück am beweglichen Werkstücktisch zu drehen, um am Werkstück laufende Bearbeitungen durchführen zu können, ohne dessen Ausrichtung auf dem Werkzeugtisch von Hand zu verändern.

Erfindungsgemäß ist eine automatische Werkzeugmaschine mit einer drehbaren Schalteinrichtung oder einem drehbaren Schalttisch vorgesehen, wodurch das Werkstück auf dem Werkstücktisch gedreht werden kann, um laufende Bearbeitungen vornehmen zu können, ohne daß die Ausrichtung des Werkstücks auf der Werkzeugmaschine von Hand verändert werden müßte. Der Drehschalttisch weist eine öffnung auf, die eine in einer drehbaren Spindel eingespannte Schalteinrichtung aufnimmt, so daß die Schalteinrichtung bei den entsprechenden Bewegungen des beweglichen Werkstücktisches eine Drehung des Drehschalttisches in eine genau angegebene Stellung b bewirkt.

Somit ist erfindungsgemäß eine automatische Werkzeugmaschine mit einem Drehschalttisch oder einer,Drehschalteinrichtung vorgesehen, gekennzeichnet durch:

einen Rahmen, einen mit dem Rahmen verbundenen beweglichen Werkstücktisch, der ein Werkstück trägt und in Längs- und Querrichtung beweglich ist, um ein Werkstück an einem gewünschten Punkt in einer waagerechten Ebene zu positionieren, eine drehbare Spindel, welche ein spanabhebendes oder Schneidwerkzeug trägt und es mit einer vorgegebenen Drehzahl dreht, wobei die Spindel an einem Antriebskopf montiert ist, der mit einer senkrechten Pinole des Rahmens verbunden ist, um senkrechte Bewegungen an diesem durchzuführen, um das Werkstück zu bearbeiten, eine mit dem Rahmen verbundene Werkzeugwechseleinrichtung, um Werkzeuge zu speichern und das in die Spindel eingespannte Werkzeug gegen eines aus vielen verschiedenen Werkzeugen auszutauschen, die in der Werkzeugwechseleinrichtung gespeichert sind, eine drehbare Schalteinrichtung, welche das auf dem Werkstücktisch montierte Werkstück

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trägt und eine öffnung zur Aufnahme einer Schaltvorrichtung aufweist, welche in die Spindel eingespannt ist und die Drehung des Werkstückes um 360° in Abhängigkeit von den Längs- und Querbewegungen des Werkstücktisches bewirkt, sowie durch eine programmierbare Steuereinrichtung, welche den Werkstücktisch, die Spindel, die Werkzeugwechseleinrichtung und die Drehschalteinrichtung steuert, um das Werkstück auf der Drehschalteinrichtung zur Bearbeitung automatisch zu drehen.

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 Werkzeugmaschine;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Drehschalteinrichtung der Figur 1;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linien VII-VII der

Figur 2;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht der Drehschalteinrichtung.

Figur 1 zeigt ein automatisches Bearbeitungszentrum 5. Dieses weist im allgemeinen einen Rahmen 12 mit einem beweglichen Maschinenbett 14 auf, welches sich in einer waagerechten Ebene in Längs- und Querrichtung bewegt. Auf dem Bett 14 ist ein langer zapfengelagerter Werkstücktisch 16 montiert, der an jedem Ende durch Stützen

oder Träger 18 und 20 drehbar gelagert ist, so daß er mit einem Antriebsmotor 22 um seine waagerechte Achse gedreht werden kann. Der Werkstücktisch ist lang gebaut, um die Bearbeitung von großen Teilen~z'u ermöglichen. Eine Hydraulikbremse 24 ist auf einen Träger montiert und hält über Reibungsbremsung die Drehung des Werkstücktisches 16 in einer gewünschten Stellung an. Die Drehung des Werkstücktisches 16 um seine waagerechte Achse ermöglicht es, Präzisionswinkelschnitte am Werkstück gegenüber der senkrechten Achse eines Schneidwerkzeugs auszuführen. Ein Werkstück 32 kann durch Drehung des Werkstücktisches 16 bei gleichzeitigen Bewegungen in den x-y-Achsen des Tisches in seiner waagerechten Ebene bearbeitet werden. Ein Äntriebskopf 26 ist am Rahmen 12 montiert und kann sich mit Hilfe einer nicht gezeigten, jedoch allgemein bekannten Pinole senkrecht bewegen. Am Ende des Antriebskopfs 26 befindet sich eine Spindel 28, welche ein Schneidwerkzeug 30 hält. Der Antriebskopf 26 dreht die Spindel 28 und das Schneidwerkzeug mit einer feststehenden Drehzahl, um das auf den Werkzeugtisch 16 "montierte Werkstück spanabhebend zu bearbeiten. Ein Werkzeugwechselrevolver 34 ist ebenfalls am Rahmen 12 nahe dem Bohrkopf 36 montiert, um viele verschiedene Schneidwerkzeuge zu speichern, die in die Spindel 28 eingespannt werden können, um verschiedene Bearbeitungsgänge am Werkstück 32 auszuführen. Wenn das Schneidwerkzeug zur Durchführung eines anderen Bearbeitungsganges ausgewechselt werden soll, löst ein Werkzeugwechselarm 36 das Werkzeug 30 von der Spindel 28, führt das gebrauchte Werkzeug zum Werkzeugwechselrevolver 34 zurück, entnimmt diesem ein neues Werkzeug und setzt dieses in die Spindel 28 ein, um einen neuen Bearbeitungsgang durchzuführen. Auf dem Werk-

stücktisch ist eine Drehschalteinrichtung oder Drehschalttisch 40 montiert, welche das Werkstück um δ 360° dreht, damit dieses auf den Werkstücktisch unterschiedlich ausgerichtet werden kann.- - - '

Die verschiedenen automatischen 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 von weiteren Funktionen, die nachstehend näher erläutert werden, steuert die Steuereinrichtung 38 den Drehschalttisch oder die Drehschalteinrichtung 40, die Bewegung des Werkstücktisches 16 in einer waagerechten Ebene sowie um ihre waagerechte Achse, die Drehzahl der Spindel 28 und den automatischen Betrieb des Werkz.eugwechselarms 36, um ein gebrauchtes Werkzeug aus der Spindel 28 zu entfernen und es gegen ein im Werkzeugwechselrevolver 34 gespeichertes Werkzeug auszutauschen .

In den Figuren 2 und 3 ist die Drehschalteinrichtung 40 gezeigt, die im allgemeinen eine Grundplatte 42 aufweist, auf der ein Rundtisch 44 montiert ist, der sich um einen zentralen Zapfen oder Stift 46 dreht, der seinerseits Teil der Grundplatte 42 ist. Vier automatisch betätigte hydraulische Spannvorrichtungen 50 sind über den Umfang des Rundtisches 42 verteilt, um diesen zu arretieren. Der Rundtisch 42 weist viele Gewindebohrungen 52, in die das Werkstück eingeschraubt werden kann. Eine Schaltöffnung 54 ist im Rundtisch ausgebildet, um eine nachstehend näher erläuterte

Drehung zu erzeugen.

Um das Werkstück 32 in eine andere Richtung auf dem Werkstücktisch 16 zu drehen (Figur 4}, wirti'eine Schalteinrichtung 56 in die Spindel 28 eingespannt und in einer Schaltöffnung 54 im Rundtisch 4 2 positioniert. Die hydraulischen Spannvorrichtungen 50 werden dann gelöst, wobei der Werkstücktisch 16 die entsprechenden Bewegungen in den Achsen x-y in seiner waagerechten Ebene vollzieht, wodurch die Schalteinrichtung 56 eine Drehung der Drehschalteinrichtung in eine gewünschte Stellung bewirkt. Dann werden die hydraulischen Spannvorrichtungen 50 betätigt, welche die Drehschalteinrichtung in ihrer neuen Stellung arretieren.

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

Claims

PATENTANSPRÜCHE

1. ^Automatische Werkzeugmaschine mit einer Drehschalteinrichtung/ gekennzeichnet durch:

(a) einen Rahmen (12);

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

(c) eine drehbare Spindel (28), welche ein Schneidwerkzeug (30) trägt und es mit einer vorgegebenen Drehzahl dreht, wobei sie an einem an einer senkrechten Pinole des Rahmens (12) befestigten Antriebskopf (26) montiert ist, um senkrechte Bewegungen zur Bearbeitung des Werkstücks (32) ausführen zu « können;

(d) eine mit dem Rahmen (12) verbundene Werkzeugwechseleinrichtung (34), welche Werkzeuge (30) speichert und das in die Spindel (28) eingespannte Werk- · zeug (30) gegen eines aus vielen verschiedenen in der Werkzeugwechseleinrichtung (34) gespeicherten Werkzeugen (30) austauscht;

(e) eine Drehschalteinrichtung (40), welche das auf den Werkstücktisch (16) montierte Werkstück (32) trägt und eine öffnung (54) zur Aufnahme einer Schalteinrichtung (56) aufweist, die in die Spindel (28) eingespannt ist und eine Bewegung des Werkstücks (32) um 360° in Abhängigkeit von der Längs- und Querbewegung des Werkstücktisches (16) bewirkt;

(f) eine programmierbare Steuereinrichtung (38), welche den Werkstücktisch (16), die Spindel (2b/, die Werkzeugwechseleinrichtung (34) und die Drehschalt-

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einrichtung (40) steuert, um das Werkstück (16) auf der Drehschalteinrichtung (40) zu Bearbeitungszwecken automatisch zu drehen.

2. Automatische Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die in der Werkzeugwechseleinrichtung (34) gespeicherte und in die Spindel (28) eingespannte Schalteinrichtung (56) eine Verbindung mit der Drehschalteinrichtung (40) herstellt und deren Drehung in Abhängigkeit von der Längsund Querbewegung des Werkstücktisches (16) bewirkt.