DE3844835C2 - Gegenspindeldrehmaschine - Google Patents

Gegenspindeldrehmaschine

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DE3844835C2
DE3844835C2 DE3844835A DE3844835A DE3844835C2 DE 3844835 C2 DE3844835 C2 DE 3844835C2 DE 3844835 A DE3844835 A DE 3844835A DE 3844835 A DE3844835 A DE 3844835A DE 3844835 C2 DE3844835 C2 DE 3844835C2
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DE
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workpiece
tool
spindle
headstock
central axis
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Expired - Lifetime
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DE3844835A
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Hiroshi Kojima
Keikichi Sakata
Seigo Watanabe
Yukio Mitsukuchi
Shuichi Hashimoto
Choji Kato
Mikiro Teshigawara
Ryoichi Furuhashi
Shoji Momoi
Toshihiko Inoue
Kazuki Uemura
Katsushi Oshima
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Yamazaki Mazak Corp
Original Assignee
Yamazaki Mazak Corp
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Description

Die Erfindung betrifft eine Gegenspindeldrehmaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Diese Gegenspindeldrehmaschine ist aus der CH-PS 341695 vorbekannt, deren Anmeldejahr 1958 ist. Die vorbekannte Maschine ist nicht numerisch gesteuert. Bei der Bearbeitung eines Werkstücks anfallende Späne fallen unmittelbar auf Führungsvorrichtungen. Bei numerisch gesteuerten Maschinen, die in der Regel nicht ständig beaufsichtigt werden, ist dies ein Nachteil, da die Spanabführung und -sammlung sich nicht automatisch durchführen lässt.
Aus der DE 31 27 130 A1 bzw. der zur gleichen Patentfamilie gehörenden GB-OS 2 103 529 ist ein Verfahren zum Werkstückswechsel bei spanenden Hochgeschwindigkeitsbearbeitungsmaschinen bekannt. Dabei wird eine Drehmaschine verwendet, die auf einer Achse z eine ortsfeste Hauptspindel und eine axial verschiebbare, schwächer motorisierte Reitstockspindel hat. Es sind zwei Werkzeugsupporte vorgesehen, die auf einer gemeinsamen Führungsvorrichtung parallel zur Achse z und zudem vertikal bewegbar sind. Die Bearbeitungswerkzeuge sind an Werkzeugträgern angeordnet, die um eine horizontale Längsachse drehbar sind und die sich vertikal oberhalb der Achse z befinden.
Aus der DE-OS 29 44 176 ist eine Gegenspindeldrehmaschine mit einer Führungsvorrichtung mit drei Bahnen vorbekannt. Eine erste Bahn ist für zwei Spindelstöcke vorgesehen, eine zweite Bahn für einen Reitstock, eine dritte Bahn für Werkzeugsupporte. Die Führungsvorrichtung befindet sich unmittelbar unterhalb der Stellen, an denen die Späne erzeugt werden. Die Werkzeugträger an den Werkzeugsupporten sind voneinander weg gerichtet.
Die DE-OS 33 20 940 zeigt eine Zweispindeldrehmaschine, die als Parallelspindeldrehmaschine ausgebildet ist. Es ist möglich, die zweite Arbeitsspindel soweit quer zu verschieben, dass sie in der Achse der ersten Spindel liegt. In diesem Sonderfall kann allerdings der der zweiten Arbeitsspindel zugeordnete Werkzeugsupport, der einen Revolverkopf trägt, nicht eingesetzt werden, vielmehr befindet er sich außerhalb des Bereichs, in dem die Bearbeitung stattfindet. In dem betrachteten Sonderfall liegen die beiden Seitenflächen der beiden Werkzeugsupporte auch nicht direkt einander gegenüber.
Die Erfindung hat es sich zur Aufgabe gemacht, die Nachteile der vorbekannten Gegenspindeldrehmaschine der eingangs genannten Art zu vermeiden und sie unter Beibehaltung ihrer Vorzüge dahingehend weiter zu entwickeln, dass sie sich für komplizierte Bearbeitungsinhalte eignet und ein automatischer Betrieb, insbesondere im Hinblick auf die Spanabfuhr und Steuerung, günstig durchführbar ist.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die Gegenspindeldrehmaschine mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die Erfindung besteht aus folgendem. Das heißt, Werkzeugsupporte sind jeweils unabhängig voneinan­ der frei beweglich und antreibbar angeordnet, indem sie den Spindelstöcken zugeordnet sind, Revolverköpfe, in welchen ein Werkzeug oder mehr als ein Werkzeug installiert werden kann, sind innerhalb eines jeden Werkzeugsupports angeordnet und an der vorgegebe­ nen Bearbeitungsposition frei einstellbar, drehbar und antreibbar angeordnet, wobei der Werkzeugmontage­ abschnitt eines jeden Revolverkopfes derart angeord­ net ist, daß er zur stärker negativen Position der X-Ach­ se vorragt, verglichen mit dem Abschnitt des Werk­ zeugsupports, der in der am stärksten negativen X-Ach­ sposition angeordnet ist, wenn der Werkzeugsmontage­ abschnitt an der Bearbeitungsposition eingestellt ist.
Entsprechend dem vorausgehend beschriebenen Auf­ bau kann die Entfernung (L) zwischen dem im Revolver­ kopf installierten Werkzeug und der Werkzeugspindel in Fig. 3 länger gemacht werden, verglichen mit dem Fall, daß die Revolverköpfe in der Außenseite der Werkzeugsupporte installiert sind und sich die Werk­ zeuge an der Außenseite der Werkzeugsupporte befin­ den, da die Revolverköpfe jeweils im Inneren der Werk­ zeugsupporte angeordnet sind. Ferner kann die maxi­ male Länge eines mit Hilfe eines Spannfutters bearbeit­ baren Werkstückes länger gemacht werden als die glei­ che Maschinenabmessung in Z-Achsenrichtung. Daher kann die Maschinenabmessung bei gleicher maximaler Länge des Werkstückes kleiner sein und die Maschine kann kompakt ausgeführt werden.
Da die Werkzeugmontagefläche des Revolverkopfes derart angebracht ist, daß sie im Vergleich zum Werk­ zeugsupport in die stärker negative X-Achsenrichtung vorragt, erfolgt die Bearbeitung gegen ein Werkstück mittels des Werkzeuges derart, daß das Werkzeug am Revolverkopf umläuft und in der Bearbeitungsposition (X1) eingestellt wird, worauf der Werkzeugsupport in negativer X-Achsenrichtung bewegt wird. Das für die Bearbeitung zu verwendende Werkzeug steht immer vom Werkzeugsupport zur Werkstückseite hin vor. Da­ her kann die Bearbeitung ausreichend gegen das Werk­ stück hin erfolgen, solange eine Führungsvorrichtung kurzer Länge vorgesehen ist, ohne daß die Führungs­ vorrichtung des Werkzeugsupports, beispielsweise eine Gleitfläche, in die die Z-Achse schneidende Position ge­ bracht wird, im Vergleich zu einem Werkzeugsupport, bei welchem die Werkzeuge als Zähne eines Kammes installiert sind. Somit kann der ungünstige Einfluß auf die Spanführungsvorrichtung beseitigt werden. Und die Spansammelbewegung kann sanft durchgeführt wer­ den, da der Spansammelraum nicht durch die Führungs­ vorrichtung unterbrochen wird.
Bei einem Aufbau, bei welchem die Spindelstöcke je­ weils in Z-Achsenrichtung frei beweglich und antreib­ bar angeordnet sind, können die Spindelstöcke syn­ chron und asynchron zueinander bewegt werden. Daher können verschiedene Bearbeitungen durchgeführt wer­ den, beispielsweise eine Bearbeitung, bei welcher ein lang bemessenes Werkstück zwischen den beiden Spin­ delstöcken gehalten wird.
Bei einem Aufbau, gemäß welchem die erste Werk­ stückhandhabungsvorrichtung derart vorgesehen ist, daß sie dem ersten Spindelstock zugeordnet ist und bei welchem die zweite Werkstückhandhabungsvorrich­ tung derart vorgesehen ist, daß sie dem zweiten Spindel­ stock zugeordnet ist, ist der erste Werkstückhalteab­ schnitt nur zwischen der ersten Wartestellung und der ersten Werkstückzustellposition beweglich angeordnet, die der ersten Werkstückspindel an der ersten Werk­ stückhandhabungsvorrichtung zugewandt ist, und der zweite Werkstückhalteabschnitt ist nur zwischen der zweiten Wartestellung und der zweiten Werkstückzu­ stellposition beweglich angeordnet, die der zweiten Werkstückspindel an der zweiten Werkstückhandha­ bungsvorrichtung zugewandt ist, wobei das Werkstück am ersten Spindelrock derart befestigt werden kann, daß das Werkstück vom ersten Werkstückhalteab­ schnitt der ersten Werkstückhandhabungsvorrichtung gehalten wird, worauf der erste Werkstückhalteab­ schnitt von der ersten Wartestellung wegbewegt wird, um das Werkstück an der ersten Werkstückzustellposi­ tion (X2) zu positionieren, und in diesem Zustand wird der erste Spindelstock für das Werkstück In Z-Achsen­ richtung bewegt, um das Werkstück dem ersten Spin­ delstock zuzustellen. Das Werkstück kann vom zweiten Spindelstock entnommen werden, indem der zweite Werkstückhalteabschnitt der zweiten Werkstückhand­ habungsvorrichtung an der zweiten Werkstückzustell­ position angeordnet wird, und anschließend wird der zweite Spindelstock zusammen mit dem Werkstück für den zweiten Werkstückhalteabschnitt, der sich an der zweiten Werkstückzustellposition befindet, in Z-Ach­ senrichtung bewegt, um das Werkstück dem zweiten Werkstückhalteabschnitt zuzustellen.
Das Werkstück kann von einem Spindelstock zum anderen Spindelstock ohne den Handhabungsroboter und dergleichen derart zugeführt werden, daß beide Spindelstöcke durch eine relative Bewegung in Z-Ach­ senrichtung sich einander nähern und das von einer Werkstückspindel gehaltene Werkstück wird der ande­ ren Werkstückspindel zugestellt.
Bei der Bearbeitung eines lang bemessenen Werk­ stückes wird ein Werkstück durch jeden Werkstück­ halteabschnitt der ersten und zweiten Werkstückhand­ habungsvorrichtung gehalten. Dabei werden die Werk­ stückhalteabschnitte synchron bewegt, um das Werk­ stück in der Stellung zwischen den Spindelstöcken zu positionieren. Ferner werden dabei beide Spindelstöcke jeweils in Z-Achsenrichtung bewegt, um sich dem Werkstück zu nähern. Auf diese Weise kann das Werk­ stück durch beiden Werkzeugspindeln gehalten werden.
Ferner werden bei einer Schneidbearbeitung der von beiden Werkstückspindeln gehaltenen Werkstücke die Werkstückhalteabschnitte der ersten und der zweiten Werkstückhandhabungsvorrichtung jeweils an der er­ sten Werkstückzustellposition (X2) und der zweiten Werkstückzustellposition (X4) positioniert. Dabei wer­ den die Werkstücke jeweils drehbar von den Werk­ stückhalteabschnitten gehalten. In diesem Zustand kön­ nen die Werkstücke abgeschnitten werden.
Im Ergebnis können verschiedene Bewegungen, bei­ spielsweise die Befestigung und das Abnehmen ver­ schiedener Werkstücke an den einander zugewandten bei den Spindelstöcken, das Halten der Werkstücke mit anschließender Abschneidbearbeitung und dergleichen, durch die erste und/oder die zweite Werkstückhandha­ bungsvorrichtung durchgeführt werden, die keine Be­ wegungsfunktion in Z-Achsenrichtung aufweist. Da fer­ ner die Zustellung des Werkstückes zwischen den Spin­ delstöcken durchgeführt werden kann, ist es für die Werkstückhandhabungsvorrichtung nicht erforderlich, eine Bewegungsfunktion in Z-Achsenrichtung zu haben. Daher können das Steuerverfahren und der Aufbau der Handhabungsvorrichtung vereinfacht werden.
Die Bearbeitung kann derart fortgesetzt werden, daß das Werkstück zwischen den Spindelstöcken mittels des Stabvorschubes zugestellt wird, und das bearbeitete Werkstück wird nur mittels der zweiten Handhabungs­ vorrichtung entnommen. Im Ergebnis wird eine Werk­ zeugmaschine zur komplexen Bearbeitung zur Verfü­ gung gestellt, mittels welcher verschiedene Werkstück­ bearbeitungen durchgeführt werden können. Ferner kann die Handhabungsvorrichtung das Werkstück mü­ helos derart halten, daß die Bewegungsgröße der Spin­ delstöcke in Z-Achsenrichtung mittels des Bearbei­ tungsprogramms gesteuert wird, falls die Länge des zu bearbeitenden Werkstückes verschieden ist. Infolgedes­ sen kann die Bewegung der Werkstückhandhabungs­ vorrichtung auf ein Minimum beschränkt werden und die Steuerung der Werkstückhandhabungsvorrichtung kann im Vergleich zur früheren vereinfacht werden. Da sich ferner die Handhabungsvorrichtung nicht in Z-Ach­ senrichtung bewegt, kann der Bediener nicht mit der Handhabungsvorrichtung zusammenstoßen und kann das Werkstück sicher bearbeiten.
Im Falle einer Ausbildung, bei welcher eine Werk­ stückhandhabungsvorrichtung, mittels welcher ein Werkstück drehbar gehalten wird, am Werkzeugsup­ port angeordnet ist, kann ein Werkstück durch die Werkstückhaltevorrichtung gehalten werden, indem der Werkzeugsupport bewegt und angetrieben wird. Ent­ sprechend ist es nicht erforderlich, eine Mittensupport­ vorrichtung und eine Gleitfläche sowie eine Antriebs­ welle zur Bewegung der Mittensupportvorrichtung ge­ trennt vorzusehen. Falls die Werkstückhaltevorrichtung mittels des Werkzeugdrehantriebes eines Werkzeug­ supports angetrieben wird, ist es nicht erforderlich, die Antriebswellen für die Werkstückhaltevorrichtung un­ abhängig vorzusehen. Daher kann die Mittensupport­ vorrichtung kleiner sein, und ihr Aufbau kann verein­ facht werden.
Ferner kann bei einer Ausbildung, bei welcher die Werkstückspindeln synchron gedreht werden, ein Werkstück zwischen die Werkstückspindeln ohne An­ halten derselben zugestellt werden, und die Bearbeitung eines lang bemessenen Werkstückes kann erfolgen, in­ dem das Werkstück zwischen den Werkstückspindeln gehalten wird.
Das heißt, falls das erste Bearbeitungsprogramm durchgeführt wird, indem das Werkstück durch die erste Werkzeugspindel gehalten wird, und das zweite Bear­ beitungsprogramm durchgeführt wird, indem das bear­ beitete Werkstück nach dem ersten Programm der zweiten Werkstückspindel zugestellt wird, wird eine Steuervorrichtung für synchronen Umlauf der Werk­ stückspindeln vorgesehen. Wird das bearbeitete Werk­ stück nach dem ersten Bearbeitungsprogramm von der ersten Werkstückspindel der zweiten Werkstückspindel zugestellt, so werden die erste Werkstückspindel und die zweite Werkstückspindel mittels der Steuervorrich­ tung für synchronen Umlauf mit gleicher Umlaufzahl gedreht. In diesem Zustand werden die erste und die zweite Werkzeugspindel einander angenähert. Das Werkstück wird nach dem ersten Bearbeitungspro­ gramm im umlaufenden Zustand mit Hilfe der ersten Werkstückspindel durch die zweite Werkstückspindel gehalten, und die Haltewirkung zwischen Werkstück und der ersten Werkstückspindel wird gelöst. Mittels des vorausgehend beschriebenen Aufbaus kann das zweite Bearbeitungsprogramm unmittelbar durchge­ führt werden, indem die erste und die zweite Werk­ stückspindel ohne Anhalten ihrer Drehung synchron ge­ dreht werden und das bearbeitete Werkstück nach dem ersten Bearbeitungsprogramm im umlaufenden Zu­ stand von der ersten Werkstückspindel der zweiten Werkstückspindel zugestellt wird. Daher kann die Bear­ beitungszeit eines Werkstückes verkürzt werden.
Ferner ist eine Spindelantriebsmotorsteuervorrich­ tung, mittels welcher die Drehung der Spindelantriebs­ motoren gesteuert wird, mit den Spindelantriebsmoto­ ren der ersten und zweiten Werkstückspindeln verbun­ den. Bei einer Bearbeitung eines lang bemessenen Werkstückes, das zwischen der ersten und der zweiten Werkstückspindel gehalten wird, wird die Spindelan­ triebsmotorsteuervorrichtung betrieben und ein Spin­ delantriebsmotor der Spindelantriebsmotoren wird mit einem vorgegebenen Drehmoment gedreht. Gleichzei­ tig wird der andere Spindelantriebsmotor gedreht und mit einem Drehmoment angetrieben, das kleiner als das vorgegebene Drehmoment ist. Dabei erfolgt die vorbe­ stimmte Bearbeitung gegen das Werkstück. Bei der vor­ ausgehend beschriebenen Anordnung wird die Umlauf­ winkelgeschwindigkeitsgröße der Werkstückspindeln durch den Spindelantriebsmotor gesteuert, der mit dem vorgegebene Drehmoment umläuft und antreibt, und die Werkstückspindeln werden synchron mit der Um­ laufwinkelgeschwindigkeitsgröße der Spindel gedreht, die mit dem Antriebsmotor verbunden ist, falls die Kennwerte der Werkstückspindeln (Trägheit, Werte der einstellbaren Drehzahl und dergleichen) nicht einan­ der entsprechen. Im Ergebnis wird ein ungünstiges Tor­ sionsmoment effektiv an einer Einwirkung am Werk­ stück gehindert, das zwischen den einander gegenüber­ liegenden Werkstückspindeln gehalten wird, so daß das Werkstück in diesem Zustand bearbeitet werden kann.
Die Spindelantriebsmotorsteuervorrichtung, mittels welcher die Drehung der Spindelantriebsmotoren ge­ steuert wird, ist mit dem Spindelantriebsmotor der er­ sten und der zweiten Werkstückspindel verbunden. Bei der Bearbeitung wird ein Werkstück zwischen den Werkstückspindeln gehalten. Anschließend, wenn die Spindelantriebsmotoren eingeschaltet werden, wird die Spindelantriebsmotorsteuervorrichtung betrieben. Da­ bei ist ein Spindelantriebsmotor der Spindelantriebsmo­ toren selbsthaltend, und der andere Spindelantriebsmo­ tor wird mit dem vorgegebenen Drehmoment gedreht. Ferner wird in diesem Zustand das Selbsthallen des selbsthaltenden Spindelabtriebsmotors gelöst, und der Spindelantriebsmotor wird mit dem vorgegebenen Drehmoment gedreht. Da bei dem vorausgehend be­ schriebenen Aufbau die Werkstückspindeln jeweils durch ihren Spindelantriebsmotor angetrieben werden, wirkt die Trägheit der Spindel, die mit dem anderen Spindelantriebsmotor verbunden ist, nicht auf das Werkstück. Daher kann zum Zeitpunkt der Einschal­ tung wirksam verhindert werden, daß ein zu großes Torsionsmoment auf das Werkstück einwirkt.
Ferner ist der erste Werkzeugsupport in einem ersten Bewegungsbereich in Z-Achsenrichtung beweglich an­ geordnet, und der zweite Werkzeugsupport ist in einem zweiten Bewegungsbereich, der einen gemeinsamen, mit dem ersten Bewegungsbereich überlappenden Be­ wegungsbereich aufweist, in Z-Achsenrichtung beweg­ lich und antreibbar angeordnet. Bei dem vorausgehend beschriebenen Aufbau ist der Bearbeitungsabschnitt ei­ nes lang bemessenen Werkstückes an der Position ange­ ordnet, die dem gemeinsamen Bewegungsbereich ent­ spricht. Dabei kann das Werkstück allein durch das Werkzeug bearbeitet werden, das im ersten oder im zweiten Werkzeugsupport montiert ist. Gleichzeitig kann die Bearbeitung für das lang bemessene Werk­ stück mühelos durchgeführt werden, indem er zu bear­ beitende Abschnitt in den gemeinsamen Bewegungsbe­ reich bewegt wird. Der Abschnitt des Werkstückes, der sich im gemeinsamen Bewegungsbereich befindet, kann mittels des ersten oder zweiten Werkzeugsupports be­ arbeitet werden. Entsprechend ist es nicht notwendig, das gleiche Werkzeug sowohl im ersten als auch im zweiten Werkzeugsupport zu montieren, und die Werk­ zeuge können effizient in den Werkzeugsupporten in­ stalliert werden. Da die Steuerung der Bearbeitung le­ diglich bezüglich eines Werkzeugsupportes durchge­ führt werden kann, läßt sich die Fertigung des Bearbei­ tungsprogammes leicht ausführen.
Ein Werkstück wird durch die erste Werkstückspin­ del gehalten. In diesem Zustand erfolgt die Bearbeitung gegen das Werkstück. Nach der Bearbeitung werden die erste und die zweite Werkstückspindel in der Umlaufs­ winkelsteuerrichtung, beispielsweise der C-Achsenrich­ tung, bewegt, und werden an den vorbestimmten Zu­ stellpositionen positioniert. Gleichzeitig werden die er­ ste und die zweite Werkstückspindel einander angenä­ hert, um das Werkstück mittels der ersten und zweiten Werstückspindel zu halten. Anschließend wird in diesem Zustand die Haltewirkung zwischen dem Werkstück und der ersten Werkstückspindel gelöst. Ferner werden die erste und die zweite Werkstückspindel voneinander getrennt, um das Werkstück an der Seite der zweiten Werkstückspindel zu halten. Dabei erfolgt die vorgege­ bene Bearbeitung gegen das Werkstück. Bei der voraus­ gehend beschriebenen Ausbildung werden die erste und die zweite Werkstückspindel an den Zustellpositionen positioniert. Dabei kann das an der ersten Werkstück­ spindelseite gehaltene Werkstück unmittelbar zur zwei­ ten Werkstückspindelseite zugestellt werden, indem die Bewegung auf der Umlaufwinkelsteuerachse begrenzt wird. Infolgedessen kann das Werkstück von der ersten Werkstückspindelseite zur zweiten Werkstückspindel­ seite zugestellt werden, ohne daß eine Phasenverschie­ bung gegenüber dem Umlaufwinkelsteuernullpunkt, wie beispielsweise dem C-Achsennullpunkt, entsteht, und die Fräsbearbeitung und dergleichen, die mit der Umlaufwinkelsteuerung, wie beispielsweise der C-Ach­ sensteuerung, einhergeht, kann gegen das zugestellte Werkstück genau durchgeführt werden. Ferner ist eine Werkstückmittensupportvorrichtung mindestens in ei­ nem der ersten und zweiten Werkzeugsupporte instal­ liert. Bei Bearbeitung eines lang bemessenen Werkstüc­ kes wird ein Randabschnitt des Werkstückes durch den ersten oder den zweiten Spindelstock über die Werk­ zeugspindel gehalten. Gleichzeitig wird das Werkstück durch die Werkstückspindel gehalten. Werkstückmit­ tensupportvorrichtung gehalten, die im ersten oder im zweiten Werkzeugsupport montiert ist. Falls dabei der andere Randabschnitt des Werkstückes mittels des Werkzeuges bearbeitet wird, das im anderen Werk­ zeugsupport montiert ist, welcher verschieden von dem das vorausgehend beschriebene Werkstück haltenden Werkzeugsupport ist, so kann der Randabschnitt des Werkstückes bearbeitet werden, indem der randnahe Abschnitt eines lang bemessenen Werkstückes durch die Werkstückmittensupportvorrichtung gehalten wird, die im ersten oder zweiten Werkzeugsupport montiert ist. Im Ergebnis ist es nicht erforderlich, die Werkstück­ mittensupportvorrichtung bei der Werkzeugmaschine für komplexe Bearbeitung über die Gleitfläche und der­ gleichen vorzusehen, und die Werkzeugmaschine wird nicht kompliziert und groß. Nachdem ein Randabschnitt des lang bemessenen, vom ersten Spindelstock gehalte­ nen Werkstückes bearbeitet ist, wird der Randabschnitt des Werkstückes, das durch die Werkstückspindel des ersten Spindelstockes mittels der Spannfutter und der­ gleichen gehalten wird, aus der Werkstückspindel her­ ausgezogen, und kann bearbeitet werden, indem der erste und der zweite Spindelstock einander angenähert werden, und das Werkstück wird zur zweiten Spindel­ stockseite zugestellt. Im Ergebnis können beide Rand­ abschnitte des lang bemessenen Werkstückes ohne Drehvorgang in umgekehrter Richtung bearbeitet wer­ den, und der Fertigungswirkungsgrad kann verbessert werden.
Schließlich sei ein erstes Werkstück durch den ersten Spindelstock gehalten, und das erste Bearbeitungspro­ gramm wird durchgeführt.
Nach dem ersten Bearbeitungsprogramm wird ein er­ ster Schritt (bzw. Stufe) ausgeführt. d. h. der zweite Spindelstock wird eine vorgegebene Strecke gegen den ersten Spindelstock bewegt und das Werkstück wird durch den ersten und zweiten Spindelstock gehalten.
In diesem Zustand wird ein zweiter Schritt ausge­ führt, d. h. das Werkstück wird abgeschnitten, indem der erste und zweite Spindelstock synchron gedreht wer­ den. Und die Teile, d. h. der bearbeitete Abschnitt, wer­ den vom Werkstück abgeschnitten und durch den zwei­ ten Spindelstock gehalten.
Ferner wird ein dritter Schritt durchgeführt. Dabei wird der zweite Spindelstock zusammen mit den Teilen, d. h. dem bearbeiteten Abschnitt, in eine Position be­ wegt, die eine vorgegebene Strecke vom ersten Spindel­ stock entfernt ist.
In diesem Zustand wird ein vierter Schritt durchge­ führt. d. h. das erste Bearbeitungsprogramm wird gegen das vom ersten Spindelstock gehaltene Werkstück durchgeführt. Gleichzeitig wird ein fünfter Schritt aus­ geführt. d. h. das zweite Bearbeitungsprogramm wird gegen die vom zweiten Spindelstock gehaltenen Teile ausgeführt.
Schließlich wird das Werkstück während des ersten bis vierten Schrittes um eine vorgegebene Länge vom ersten Spindelstock vorgeschoben. Falls der vorausge­ hend beschriebene Aufbau vorliegt, werden nach dem ersten Bearbeitungsprogramm die Teile einschließlich des Abschnittes, an dem das ersten Programm beendet ist, vom anderen Rohabschnitt des Werkstückes, wäh­ rend sie vom zweiten Spindelstock gehalten werden, abgeschnitten, und können vom zweiten Spindelstock gehalten werden. Im Ergebnis kann das erste und das zweite Bearbeitungsprogramm durchgeführt werden und die Teile mit vorgegebener Form können aufeinan­ derfolgend hergestellt werden, ohne daß irgendjemand um Hilfe ersucht wird.
Schließlich wird ein Werkstück durch den ersten Spindelstock gehalten und das erste Bearbeitungspro­ gramm wird durchgeführt. Nach dem ersten Bearbei­ tungsprogramm wird der zweite Spindelstock die vor­ gegebene Strecke gegen den ersten Spindelstock be­ wegt, um das Werkstück durch den ersten und den zwei­ ten Spindelstock zu halten. In diesem Zustand wird die Haltewirkung zwischen dem ersten Spindelstock und dem Werkstück gelöst. Ferner wird in diesem Zustand der zweite Spindelstock in eine Position bewegt, die um die vorgegebene Strecke vom ersten Spindelstock ent­ fernt ist. Anschließend wird das Werkstück um eine vor­ gegebene Länge aus dem ersten Spindelstock herausge­ zogen. Dabei wird das Werkstück durch den ersten und den zweiten Spindelstock gehalten. Anschließend wird das Werkstück abgeschnitten, indem der erste und der zweite Spindelstock synchron gedreht werden. Die Tei­ le werden vom Werkstück abgeschnitten und vom zwei­ ten Spindelstock gehalten. Ferner wird der zweite Spin­ delstock zusammen mit den Teileen in eine Position bewegt, die um die vorgegebene Strecke im Abstand zum ersten Spindelstock liegt. In diesem Zustand wird das erste Bearbeitungsprogramm gegen das vom ersten Spindelstock gehaltene Werkstück durchgeführt. Gleichzeitig wird das zweite Bearbeitungsprogramm gegen die vom zweiten Spindelstock gehaltenen Teile durchgeführt. Bei der vorausgehend beschriebenen An­ ordnung kann, zusätzlich zu der vorausgehend beschrie­ benen Wirkung, das Werkstück abgeschnitten werden, indem die vorgegebene Werkstücklänge vom zweiten Spindelstock aus dem ersten Spindelstock herausgezo­ gen wird, ohne daß die Stabvorschubvorrichtung nach dem ersten Bearbeitungsprogramm verwendet wird.
Falls die Ausbildung, wie nachfolgend beschrieben, einen ersten, einen zweiten und einen dritten Schritt umfaßt, so werden der erste bis dritte Schritt einmal oder mehr als einmal ausgeführt. Das heißt, der erste Schritt ist wie folgt: Nachdem die vorgegebene Bearbei­ tung durchgeführt ist, indem ein Werkstück vom ersten und zweiten Spindelstock gehalten wird, wird die Halte­ wirkung zwischen dem zweiten Spindelstock und dem Werkstück gelöst. In diesem Zustand wird der zweite Spindelstock gegen den ersten Spindelstock bewegt, um das Werkstück durch den ersten und den zweiten Spin­ delstock zu halten. Der zweite Schritt ist wie folgt: Wird das Werkstück vom ersten und zweiten Spindelstock gehalten, so wird die Haltewirkung zwischen dem ersten Spindelstock und dem Werkstück gelöst. Der zweite Spindelstock wird zusammen mit dem Werkstück in die Position gebracht, die um die vorgegebene Strecke vom ersten Spindelstock entfernt ist. Anschließend wird der Rohabschnitt des Werkstückes um die vorgegebene Länge aus dem ersten Spindelstock herausgezogen. Der dritte Schritt ist wie folgt: Ist der Rohabschnitt des Werkstückes um die vorgegebene Länge aus dem er­ sten Spindelstoock herausgezogen, so wird der heraus­ gezogene Abschnitt des Werkstückes zwischen dem er­ sten und dem zweiten Spindelstock gehalten. Somit er­ folgt die Bearbeitung gegen den Rohabschnitt. Bei dem vorausgehend beschriebenen Aufbau kann das Werk­ stück intermittierend um die vorgegebene Länge mittels des zweiten Spindelstockes aus dem ersten Spindelstock herausgezogen werden. Im Ergebnis kann das Werk­ stück intermittierend um die vorgegebene Länge aus dem ersten Spindelstock ohne Verwendung einer spezi­ fischen Vorrichtung, wie einer Stabvorschubvorrich­ tung, herausgezogen werden, und der Rohabschnitt des Werkstückes, der jeweils herausgezogen wird, kann be­ arbeitet werden, indem er zwischen dem ersten und zweiten Spindelstock gehalten wird.
Bei der Bearbeitung gemäß dem dritten Schritt wird der zu bearbeitende Abschnitt nahe zur ersten oder zweiten Werkstückspindel positioniert. In diesem Zu­ stand erfolgt die Bearbeitung. Da bei dem vorausge­ hend beschriebenen Aufbau das Werkstück immer in einer Position benachbart der Werkstückspindel bear­ beitet wird, übernimmt die das Werkstück haltende Werkstückspindel die Rolle eines Mittensupportes. Da­ her kann die Erzeugung eines Schlagens oder derglei­ chen am Werkstück während der Bearbeitung wirksam verhindert werden und die Bearbeitungsgenauigkeit kann verbessert werden.
Schließlich wird ein Werkstück durch das im ersten Spindelstock installierte Spannfutter derart gehalten, daß es nicht gegenüber dem Spannfutter umläuft und daß es sich in Z-Achsenrichtung bewegt. Ferner wird der zweite Spindelstock um die vorgegebene Strecke gegenüber dem ersten Spindelstock bewegt, um den Randabschnitt des Werkstückes zu halten. In diesem Zustand wird der Rohabschnitt des Werkstückes aus dem ersten Spindelstock gegen den zu zweiten Spindel­ stock derart herausgezogen, daß der zweite Spindel­ stock zusammen mit dem Werkstück in einer vom er­ sten Spindelstock wegführenden Richtung bewegt wird. Gleichzeitig wird der herausgezogene Rohabschnitt mittels des Werkzeugsupports bearbeitet, der in einer neben dem ersten Spindelstock liegenden Position an­ geordnet ist. Mittels der vorausgehend beschriebenen Ausbildung kann der Rohabschnitt an der neben dem ersten Spindelstock liegenden Position mittels des Werkzeugsupportes bearbeitet werden, indem der Roh­ abschnitt des Werkzeuges mittels des zweiten Spindel­ stockes aus dem ersten Spindelstock herausgezogen wird. Daher kann das Werkstück ohne Verwendung der Stabvorschubvorrichtung bearbeitet werden, indem das Werkstück aus dem ersten Spindelstock gegen den zweiten Spindelstock hin herausgezogen wird. Da die Bearbeitung mit Hilfe des Werkzeugsupportes an einer neben dem Spindelstock liegenden Position durchge­ führt wird, kann das im ersten Spindelstock installierte Spannfutter während der Bearbeitung des Werkstückes die Rolle des Mittensupportes übernehmen, und die Be­ arbeitung kann erfolgen, indem eine hohe Genauigkeit ohne Mittensupport aufrecht erhalten wird.
Schließlich werden die verschiedenen Arten von Werkstücken von den Werkstückspindeln jeweils über die Werkstückhaltevorrichtungen gehalten. Dabei kön­ nen vorgegebene Bearbeitungen gegen die Werkstücke durchgeführt werden, um jeweils an den Werkstücken die Verbindungsabschnitte herzustellen. Nach der Bear­ beitung werden der erste und der zweite Spindelstock relativ zueinander zusammen mit den Werkstücken be­ wegt, um sich einander zu nähern. Anschließend werden die Werkstücke über die Verbindungsabschnitte zusam­ mengebaut. Bei der vorausgehend beschriebenen An­ ordnung können die Verbindungsteile derart hergestellt werden, daß die Werkstücke über die Verbindungsab­ schnitte verbunden werden. Im Ergebniss kann die Be­ arbeitung und der Zusammenbau von wenigen Arten von Werkstücken automatisch durch eine Werkzeug­ maschine zur komplexen Bearbeitung durchgeführt werden, ohne daß jemand um Hilfe ersucht wird und ohne daß eine Montagelinie zum Zusammenbau der Werkstücke vorgesehen wird.
Die eingangs genannte Aufgabenstellung wird durch eine Werkzeugmaschine mit einem Einzelrahmen zur komplexen Bearbeitung gelöst, die erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Spansammelraum am Mittenabschnitt vorgesehen ist, daß der erste und zweite Spindelstock an dem Rahmen in Z-Achsenrich­ tung relativ frei beweglich und antreibbar sind, indem sie den Spansammelraum halten, daß einander zuge­ wandte, auf den Spindelstöcken angeordnete Werk­ stückspindeln frei drehbar und antreibbar sind, und Werkzeugsupporte vorgesehen sind, die frei beweglich und antreibbar sind, indem sie jeweils den Spindelstöc­ ken zugeordnet sind, daß ein Revolverkopf zur Drehung antreibbar ist und an der vorgegebenen Bearbeitungs­ position eingestellt werden kann, daß der Revolverkopf ein Werkzeug oder mehrere Werkzeuge aufnimmt und innerhalb eines jeden Werkzeugsupportes angebracht ist, und daß ein Werkzeugmontageabschnitt eines jeden Revolverkopfes in eine weiter negativ liegende Position der X-Achse vorsteht, verglichen mit dem Abschnitt indem er in der am weitesten negativen Richtung der X-Achse im Werkzeugsupport positioniert ist, wenn der Werkzeugmontageabschnitt in der Bearbeitungsposi­ tion eingestellt ist.
In den Zeichnungen zeigt:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer Ausfüh­ rungsform einer Werkzeugmaschine für komplexe Be­ arbeitung;
Fig. 2 eine Vorderansicht der Werkzeugmaschine nach Fig. 1 für komplexe Bearbeitung;
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Anordnung der Fig. 2;
Fig. 4 eine Schnittansicht längs der Linie IV-IV der Fig. 2;
Fig. 5 eine Vorderansicht zur Darstellung einer weiteren Ausführungsform einer Werkzeugmaschine für komplexe Bearbeitung;
Fig. 6 eine Ansicht der linken Seite der Anordnung nach Fig. 1;
Fig. 7 eine Vorderansicht zur Darstellung einer Lade­ vorrichtung, die in einer Werkzeugmaschine für kom­ plexe Bearbeitung gemäß Fig. 5 installiert ist;
Fig. 8 ein Blocksteuerschaltbild zur Darstellung ei­ nes Ausführungsbeispiels einer Werkzeugmaschine für komplexe Bearbeitung, und
Fig. 9 eine Draufsicht einer Werkzeugmaschine für komplexe Bearbeitung nach Fig. 8.
Es wird auf die bevorzugte Ausführungsform Bezug genommen und anschließend in Verbindung mit den Zeichnungen beschrieben.
Die Fig. 1 bis 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel einer Werkzeugmaschine für komplexe Bearbeitung.
Eine Gegenspindeldrehmaschine, im folgenden auch Werkzeugmaschine (1) für komplexe Bearbei­ tung genannt, hat gemäß den Fig. 1 bis 3 einen einzelnen Rahmen (2). Im Mittelabschnitt des Rahmens (2) ist ein Spansam­ melraum (4) mit einer Breite (W1) in Richtung der Pfei­ le (C, D) ausgebildet. An beiden Seiten des Spansammelraums (4) des Rahmens (2) sind Führungsschienen (2a, 2b) ge­ trennt voneinander in Richtung der Pfeile (A, B) ange­ bracht, d. h. jeweils in Z-Richtung. Auf jeder Führungs­ schiene (2a, 2b) ist ein Spindelstock (5, 6) in Richtung der Pfeile (A, B) jeweils längs der Führungsschiene (2a, 2b) beweglich angeordnet. An jedem Spindelstock (5, 6) wird eine Werkstückspindel (5b, 6b), die eine Werk­ stückhaltevorrichtung, wie beispielsweise ein Spannfut­ ter (5a, 6a) und dergleichen, aufnimmt, drehbar durch den in jedem Spindelstock (5, 6) angebrachten Antriebs­ motor gehalten. Die Werkstückspindeln (5b, 6b) sind derart angeordnet, daß sie sich auf der Z-Achse gegen­ überliegen und daß sich gemäß Fig. 3 die Drehungs­ mittelpunkte einander entsprechen. Insbesondere sind die Führungsschienen (2a, 2b) auf dem Rahmen (2) der­ art ausgebildet, daß sie den Spansammelraum (4) umfas­ sen und einander in Richtung der X-Achse zugewandt sind, die senkrecht zur Z-Achsenrichtung verläuft, d. h. in Richtung der Pfeile (C, D).
Auf jeder Führungsschiene (2c, 2d) ist der Werkzeug­ support (7, 9) jeweils nur in Richtung der Pfeile (C, D) längs der Führungsschienen (2c, 2d) beweglich und an­ treibbar angeordnet. Am Werkzeugsupport (7, 9) ist jeder der Revolverköpfe (7a, 9a), die sich gegenseitig gegenüberliegen, frei dreh- und einstellbar, wobei die Drehachse (RA) gemäß Fig. 3 im Mittelpunkt der Re­ volverköpfe parallel zur Z-Achse in Richtung der Pfeile (E, F) verläuft. Jeder Revolverkopf (7a, 9a) steht gemäß Fig. 3 vom Werkzeugsupport (7, 9) nach innen vor, und zwar oberhalb des Spansammelraums (4). Insbesondere ist eine Werkzeugmontagefläche (7b, 9b) eines jeden Revolverkopfes (7a, 9a) in Negativrichtung der X-Ach­ se, d. h. in der D-Richtung, an der Vorderseite des Werk­ zeugsupports (7, 9) angebracht, der am meisten in Negativrichtung der X-Achse am Werkzeugsupport (7, 9) vorsteht, wenn jede Werkzeugmontagefläche (7b, 9b) gemäß den Fig. 1 und 4 eine Bearbeitungsposition (X1) festlegt. An jeder Werkzeugmontagefläche (7b, 9b) sind eine Anzahl Werkzeuge, beispielsweise ein Umlauf­ werkzeug und ein Drehwerkzeug und dergleichen je­ weils befestigt.
Im Spansammelraum (4) ist gemäß Fig. 2 ein Span­ sammelbehälter (11) vorgesehen, der gemäß Fig. 3 in Richtung der Pfeile (C, D) eingesetzt und herausgezo­ gen worden kann.
Im Hinblick auf den vorausgehend beschriebenen Aufbau der Werkzeugsmaschine (1) für komplexe Bear­ beitung wird, falls ein Werkstück unter Verwendung dieser Werkzeugmaschine (1) für komplexe Bearbei­ tung bearbeitet wird, ein zu bearbeitendes Werkstück jeweils durch jedes Spannfutter (5a, 6a) des Spindel­ stocks (5, 6) gehalten, oder das Werkstück wird zwi­ schen den Spannfuttern (5a, 6a) des Spindelstocks (5, 6) gemäß den Fig. 1 bis 4 gehalten. Anschließend wird die Werkstückspindel (5b, 6b) mit der Z-Achse als deren Mittelpunkt gedreht. In dem vorausgehend erwähnten Zustand wird der Spindelstock (5, 6) in Richtung der Pfeile (A, B) längs der Führungsschienen (2a, 2b) bewegt und der Revolverkopf (7a, 9a) des Werkzeugsupports (7, 9) wird jeweils in Drehung versetzt. Anschließend wird die Werkzeugmontagefläche (7b, 9b) an der das zur Bearbeitung verwendete Werkzeug (10) montiert ist, an der vorgegebenen Bearbeitungsposition (X1) an­ gebracht und eingestellt. Sobald das Werkzeug (10) ein­ gestellt ist, wird der Werkzeugsupport (7, 9) längs der Führungsschienen (2c, 2d) in Richtung der Pfeile (C, D) bewegt, d. h. jeweils in X-Achsenrichtung, um die vorbe­ stimmte Bearbeitung hinsichtlich des Werkstücks vor­ zunehmen, das in der Werkstückspindel (5b, 6b) mon­ tiert ist.
Ist ein Werkstück in jeder Werkstückspindel (5b, 6b) montiert, so wird jede Werkstückspindel (5b, 6b) ange­ trieben und gegenseitig unabhängig voneinander ge­ steuert. Ihre Umlaufgeschwindigkeit, Vorschubge­ schwindigkeit und Vorschubrichtung in Z-Achsenrich­ tung und dergleichen werden ebenfalls gesteuert und zwar derart, daß jeder Spindelstock (5, 6) unabhängig ist. Es versteht sich, daß der Werkzeugsupport (7, 9), an dem das Werkzeug (10) zur Bearbeitung des Werk­ stücks angebracht ist, in X-Achsenrichtung unabhängig angetrieben und gesteuert wird. Es ist jedoch offensicht­ lich, daß der Revolverkopf (7a, 9a) mit seiner Werkzeug­ montagefläche (7b, 9b) oberhalb des Spansammelraums (4) vorsteht, und daß sich der Revolverkopf (7a, 9a) ge­ mäß Fig. 3 zusammen mit dem Werkzeugsupport (7, 9) nur in X-Achsenrichtung bewegt. Daher ist der Bereich, in dem sich die Spitze des im Revolverkopf (7a, 9a) montierten Werkzeugs (10) zusammen mit der Bewe­ gung des Werkzeugsupports (7, 9) in X-Achsenrichtung bewegt, auf den oberen Bereich des Spansammelraums (4) beschränkt. Dabei trifft das Werkzeug (10) selbstver­ ständlich auf ein Werkstück an oder Stelle, wo es in den Spansammelraum (4) vorragt, um die Bearbeitung durchzuführen. Die infolgedessen erzeugten Späne fal­ len unmittelbar zwecks Sammlung in einen Spansam­ melbehälter (11), der im Spansammelraum (4) in dessen unterem Abschnitt angeordnet ist. Die Bearbeitungsflä­ che (MA), in welcher das Werkzeug (10) zur Durchfüh­ rung der Bearbeitung in Kontakt mit dem Werkstück gelangt, befindet sich, ge­ mäß dem schraffierten Teil der Fig. 3, nahezu auf dem Spansammelraum (4). Da die Werkzeugmontagefläche (7b, 9b) von der Vorderseite (7c, 9c) des Werkzeugsupp­ orts (7, 9) in Negativrichtung der X-Achse vorsteht. d. h. in Richtung des Pfeils (D), werden die Bearbeitungsbe­ wegungen sanft ohne Beeinträchtigung eines Werk­ stücks und des Werkzeugsupports (7, 9) zum Zeitpunkt der Bearbeitung durchgeführt.
Andererseits werden, falls die Bearbeitung derart durchgeführt wird, daß ein Werkstück zwischen beiden Werkstückspindeln (5b, 6b) gehalten wird, die Werk­ stückspindeln (5b, 6b) synchron zur Drehung angetrie­ ben. Gleichzeitig werden die Werkstückspindeln (5b, 6b) auch synchron in Richtung der Pfeile (A, B) bewegt. In dem vorausgehend aufgeführten Fall werden die Werk­ zeugsupporte (7, 9) derart zusammen bewegt und ge­ steuert, daß sie in Richtung der Pfeile (C, D) unabhängig voneinander sind, um die Bearbeitung des Werkstücks mittels der Revolverköpfe (7a, 9a) vorzunehmen.
Eine weitere Ausführungsform der Werkzeugmaschi­ ne zur komplexen Bearbeitung wird in den Fig. 5 bis 24 beschrieben.
Die Werkzeugmaschine (100) zur komplexen Bear­ beitung hat ein in Fig. 5 dargestelltes Maschinenbett (102). Auf dem Maschinenbett (102) liegen die Spindel­ stöcke (103, 105) einander mit zugeordneten Wellenmit­ telpunkten (XCT1, XCT2) der Spindeln (103a, 105a) in noch zu beschreibender Weise gegenüber und sind in Richtung der Pfeile (XA, XB) (d. h. in Z-Achsenrichtung) beweglich und antreibbar. Bei den Spindelstöcken (103, 105) ist jede Spindel (103a, 105a) jeweils in Richtung der Pfeile (XC, XD) drehbar und antreibbar angeordnet, wobei die Wellenmittelpunkte (XCT1, XCT2) ihre Mit­ telpunkte bilden. In der Spindel (103a, 105a) ist jeweils ein Spannfutter (103b, 105b) angebracht.
Am Maschinenbett (102) sind zwei Schlitten ange­ bracht (wovon nur einer in Fig. 6 dargestellt ist), die den Werkzeugsupport (106, 106) bilden und jeder Spindel (103a, 105a) jeweils zugeordnet sind und mittels eines Führungselementes (102b, 102b) jeweils in Vertikalrich­ tung gegen die Zeichenebene der Figur beweglich und antreibbar sind, d. h. jeweils in Richtung der Pfeile (XA, XB) der Fig. 5, wie jeweils aus Fig. 5 hervorgeht. Auf jedem Schlitten (106a) ist gemäß Fig. 6 ein Hauptkörper (106b) des Werkzeugsupports (106) jeweils in Richtung von (XE, XF) beweglich und antreibbar angeordnet. Diese Richtung ist die Vertikalrichtung der Pfeile (XA, XB), d. h. die z-Achsenrichtung. An jedem Hauptkörper (106b) des Werkzeugsupports (106) ist ein Werkzeug­ montageabschnitt (106c) vorgesehen, der die Montage einer Anzahl Werkzeuge gestattet und der als Revol­ verkopf drehbar und antreibbar ausgebildet ist.
An der Vorderseite (102c) des Maschinenbettes (102) gemäß Fig. 5 sind zwei Ladevorrichtungen (109A, 109B) derart angebracht, daß sie jeweils mit den Spindelstöc­ ken (103, 105) ein Paar bilden. Die Ladevorrichtungen (109A, 109B) haben einen Körper (110), einen Arm (117) und eine Hand (119) und dergleichen. Das heißt, in der Vorderfläche (102c) des Maschinenkörpers (102) gemäß Fig. 7 ist der Körper (110) montiert. Der Körper (110) hat ein Gehäuse (111), das kastenförmig ausgebildet ist. Im Gehäuse (111) ist über einen Stift (112c) ein Arm­ schwenkzylinder (112) installiert. Am Armschwenkzy­ linder (112) ist eine Stange (112a) angebracht, die in Richtung der Pfeile (XG, XH) frei vorschiebbar und rückziehbar ist. Am Endbereich der Stange (112a)ist ein Verbindungselement (112b) angebracht. Am oberen lin­ ken Abschnitt des Armschwenkzylinders (112) nach Fig. 7 ist ein Hebelhalterungsabschnitt (111a) des Gehäuses (111) vorgesehen. Am Hebelhalterungsabschnitt (111a) ist ein Hebel (113) mittels eines Stiftes (113b) derart gehalten, daß er in Richtung der Pfeile (XI, XJ) frei verschwenkbar ist. Im Mittelabschnitt des Hebels (113) nach Fig. 7 ist das Verbindungselement (112b), das in der Stange (112a) des Armschwenkzylinders (112) montiert ist, mittels eines Stiftes (113a) gehalten. Ferner ist am rechten Randabschnitt des Hebels (113) in Fig. 7 eine drehbare Rolle (113c) vorgesehen.
Im abgeschrägten Gehäuseteils rechts über dem Armschwenkzylinder (112) gemäß Fig. 7 ist der Lager­ abschnitt (111b) des Gehäuses (111) angebracht. Die in Anlage am Lagerabschnitt (111b) stehende Welle (115) ragt mit ihrem rechten Randabschnitt (115b) in Fig. 8 vom Gehäuse (111) nach außen und wird um einen Mit­ telpunkt, der durch den Wellenmittelpunkt (XCT3) der Welle (115) dargestellt ist, in Richtung der Pfeile (XK, XL) verschwenkbar gehalten. An dem in der Figur links liegenden Randabschnitt (115a) der Welle (115) ist ein Angriffselement (116) über einen Ansatzabschnitt (116a) des Angriffselementes (116) befestigt. Am Ansatzab­ schnitt (116) ist eine Platte (116b) vorgesehen, die durch das Angriffselement (116) gebildet wird und die im rech­ ten Winkel zur Wellenachse (XCT3) der Welle (115) verläuft. Durch die Platte (116b) wird ein Aufnahme­ schlitz (116c) gebildet. Die Rolle (113c) des Hebels (113) ist in den Aufnahmeschlitz frei drehbar eingesetzt und greift an diesem an.
An dem in Fig. 8 rechts liegenden Randabschnitt (115b) der Welle (115) ist der Arm (117) derart montiert, daß er zusammen mit der Welle (115) in den (Pfeilrich­ tungen XK, XL) vorschwenkbar ist. Am Randabschnitt des Armes (117) ist gemäß Fig. 7 eine Hand (119) ange­ bracht. Die Hand (119) hat einen kastenförmigen Hauptrahmen (120). Am Hauptrahmen (120) sind Schlagabschnitte (121a, 121b) zum Halten des Werk­ stückes vorgesehen. Die Schlagabschnitte (121a, 121b) haben jeweils Antriebszylinder (122A, 122B) und Schlagelemente (125a, 125b) und dergleichen. Die An­ triebszylinder (122A, 122B) hat jeweils einen Haltestab (122a), einen Kolben (122b) und einen Zylinder (122c) und dergleichen. Der Haltestab (122a, 122a) des An­ triebszylinders (122A, 122B) ist derart angeordnet, daß der obere und untere Abschnitt des Haltestabs gemäß Fig. 7 jeweils mit der oberen Platte (120a) und der unte­ ren Platte (120b) des Hauptrahmens (120) verbunden ist. Am Mittelabschnitt eines jeden Haltestabs (122a) ist jeder Kolben (122b) stationär angeordnet. Ferner steht in bezug auf den Haltestab (122a) ein Zylinder (122c) mit seiner Innenfläche in Schiebekontakt mit dem Kolben (122b) und kann sich gemäß Fig. 7 längs des Haltestabs (122a) frei aufwärts und abwärts bewegen. Im Zylinder (122c, 122c) wird jeweils eine Ölkammer (122d) in sol­ cher Weise gebildet, daß der Haltestab (122a) abgedeckt wird. Am Kopfabschnitt (122e) und am Bodenabschnitt (122f) eines jeden Zylinders (122c) sind Rohrleitungen, die jeweils mit einer (nicht dargestellten) Hydraulikvor­ richtung verbunden sind, derart angeschlossen, daß der Ölkammer (122d) ein Ödruck zugeführt wird. An der unteren Seitenfläche des Zylinders (122c) des Antriebs­ zylinders (122a) sind gemäß Fig. 7 mehrere Zähne (122g) in vorgegebenen Abständen in Richtung der Pfeile (XM, XN) angeordnet. Diese Zähne (122g) stehen mit einem drehbar angeordneten Zahnrad (127) in Eingriff.
Ferner ist an der oberen Seitenfläche des Zylinders (122c) des Antriebszylinders (122A) gemäß Fig. 7 eine Tragstange (123) in Form eines umgekehrten J ange­ bracht, die zusammen mit dem Zylinder (122c) in Rich­ tung der Pfeile (XM, XN) beweglich ist. An der Trag­ stange (123) ist ein gekröpfter Abschnitt (123a) derart angebracht, daß er vom Hauptkörper (120) in Richtung des Pfeils (XN) absteht. Am oberen Abschnitt des ge­ kröpften Abschnittes (123a) ist gemäß Fig. 7 das Schlag­ element (125a) vorgesehen. Am Schlagelement (125a) ist der Werkstückhalteabschnitt (125c) in Gestalt eines V ausgebildet, das senkrecht auf der Zeichenebene der Fig. 7 steht.
An der oberen Seitenfläche des Zylinders (122c) des Antriebszylinders (122B) ist gemäß Fig. 7 eine Tragstan­ ge (126) angeordnet, die zusammen mit dem Zylinder (122c) in Richtung der Pfeile (XM, XN) beweglich ist. An dieser Tragstange (126) steht das Schlagelement (125b) vom Hauptkörper (120) in Richtung des Pfeils (XN) vor und ist derart angebracht, daß es dem Schlagelement (125a) zugewandt ist. Am Schlagelement (125b) ist ein Werkstückhalteabschnitt (125c) in Gestalt eines V aus­ gebildet, das rechtwinklig zur Zeichenfläche der Fig. 7 verläuft. Am rechten Randabschnitt der Haltestange (126), die in Fig. 7 in den Hauptkörper (120) eingesetzt ist, ist ein Stufenabschnitt (126a) derart angeordnet, daß er dem Zahnrand (127) zugewandt ist. An diesem Stu­ fenabschnitt (126a) sind mehrere Zähne (126b) in vorge­ gebenen Abständen in Richtung der Pfeile (XM, XN) angeordnet. Die Zähne (126b) stehen in Eingriff mit dem Zahnrad (127).
Ferner ist eine Abdeckung (135) vorgesehen, die das Maschinenbett (102) gemäß Fig. 6 der Werkzeugma­ schine (100) zur komplexen Bearbeitung abdeckt. So­ wohl an der rechten Seite als auch an der linken Seite der Werkzeugmaschine (100) für eine komplexe Bear­ beitung ist gemäß Fig. 5 ein Stabvorschub (143, 143) derart angeordnet, daß das stabförmige Werkstück je­ weils mittels der Spindel (103a, 105a) zum Spannfutter (103b, 105b) zugeführt werden kann.
Eine weitere Ausführungsform der Werkzeugmaschi­ ne zur komplexen Bearbeitung wird in den Fig. 8 und 9 beschrieben.
Die Werkzeugmaschine (501) zur komplexen Bear­ beitung hat gemäß Fig. 8 ein Maschinenbett (502) an dem an dessen oberem Abschnitt eine Führungsfläche (502a) vorhanden ist. Zwei Spindelstöcke (503, 505) sind einander zugewandt und sind unabhängig voneinander in der Figur nach rechts und links antreibbar vorgesehen, d. h. in Richtung der Pfeile (WA, WB) Z-Achsenrich­ tung) auf der Führungsfläche (502a). Jede Spindel (503a, 505a) ist in Richtung der Pfeile (WC, WD) am Spindel­ stock (503, 505) drehbar und antreibbar vorgesehen. Je­ des Spannfutter (503, 505b) ist in der Spindel (503a, 505b) in Richtung der Pfeile (WC, WD) drehbar instal­ liert.
Jeder Spindelantriebsmotor (503c, 505c) ist unmittel­ bar mit seiner zugehörigen Spindel (503a, 505a) verbun­ den. Jeder Wandler (503d, 505d) zur Erfassung der Um­ laufwinkelgeschwindigkeitsgröße der Spindelantriebs­ motoren (503c, 505c) in Richtung der Pfeile (WC, WD) (d. h. der Umlaufwinkelgeschwindigkeitsgröße der Spin­ deln (503a, 505a) in Richtung der Pfeile (WC, WD)) ist in den Spindelantriebsmotoren (503c, 505c) installiert.
Die Spindelstockvorschubantriebseinheit (506) ist am Maschinenkörper (502) gemäß Fig. 8 angeordnet. Die Spindelstockvorschubantriebseinheit (506) umfaßt die Muttern (503e, 505e), die Vorschubantriebsmotoren (507, 509), die Antriebsspindeln (510, 511) und derglei­ chen. Das heißt, jede Mutter (503e, 505e) ragt in das Maschinenbett (502) durch die Führungsfläche (202a) am unteren Randabschnitt der Spindelstöcke (503, 505) gemäß Fig. 8 und ist zusammen mit dem zugeordne­ ten Spindelstock (503, 505) in Richtung der Pfeile (WA, WB) (Z-Achsenrichtung) im Maschinenbett (502) be­ weglich. Jedes (nicht dargestellte) Innengewinde ist der­ art angeordnet, daß es in Z-Achsenrichtung an der Mut­ ter (503e, 505e) in Richtung der Pfeile (WA, WB) ver­ läuft. Die Antriebsspindel (510, 511), die die gleiche Stei­ gung aufweisen, sind in Richtung der Pfeile (WE, WF) drehbar in die Muttern (503e, 505e) eingeführt. Jeder Antriebsmotor (507, 509) ist mit der zugeordneten An­ triebsspindel (510, 511) verbunden. Die Wandler (508a, 509a) zur Erfassung der Umlaufwinkelgröße eines jeden Vorschubantriebsmotors (507, 509) in Richtung der Pfeile (WE, WF) sind jeweils dem zugeordneten Vor­ schubantriebsmotor (507, 509) installiert. Die Spindel­ stöcke (503, 505) werden jeweils über eine der Muttern (503e, 505e) in Richtung des Pfeiles (WA) oder in Rich­ tung des Pfeiles (WB) (Z-Achsenrichtung) bewegt und angetrieben, indem die Vorschubantriebsmotoren (507, 509) angetrieben werden, um die Antriebsspindeln (510, 511) in Richtung des Pfeiles (WE) oder in Richtung des Pfeiles (WF) zu drehen.
Die Werkzeugmaschine (501) zur komplexen Bear­ beitung hat gemäß Fig. 8 einen Hauptsteuerabschnitt (512). Ein Bearbeitungsprogrammspeicher (515), ein Sy­ stemprogrammspeicher (516), eine Tastatur (517), ein Werkzeugsupportsteuerabschnitt (539, 540), ein Vor­ schubantriebsmotorsteuerabschnitt (519, 520), ein C-Achsensteuerabschnitt (521, 522) und ein Umlaufzahl­ steuerabschnitt (523, 525) sind über die Sammelleitung (513) jeweils mit dem Hauptsteuerabschnitt (512) ver­ bunden. Der Werkzeugsupportsteuerabschnitt (539) ist an den Werkzeugsupport (526) gemäß Fig. 9 ange­ schlossen. Und der Werkzeugsupportsteuerabschnitt ist mit dem Werkzeugsupport (527) verbunden. Der vor­ ausgehend beschriebene Vorschubantriebsmotor (507) und der Wandler (507a) sind mit dem Vorschubantriebs­ motorsteuerabschnitt (519) verbunden. Der Vorschub­ antriebsmotor (509) und der Wandler (508a) sind mit dem Vorschubantriebsmotorsteuerabschnitt (520) ver­ bunden. Der Spindelantriebsmotor (503c) und der Wandler (503d) sind mit dem C-Achsensteuerabschnitt (521) verbunden. Der Spindelantriebsmotor (505c) und der Wandler (505d) sind mit dem C-Achsensteuerab­ schnitt (522) verbunden. Ferner sind der Spindelan­ triebsmotor (503c) und der Wandler (503d) mit dem Um­ laufzahlsteuerabschnitt (523) verbunden. Der Spindel­ antriebsmotor (505c) und der Wandler (505d) sind mit dem Umlaufzahlsteuerabschnitt (525) verbunden.
Zwei Revolverkopfwerkzeugsupporte (526, 527) sind nur in Richtung der Pfeile (WG, WH) (d. h. in X-Achsen­ richtung) beweglich und antreibbar angeordnet, die senkrecht zu den Richtungen der Pfeile (WA, WB) (Z-Achsenrichtung) am Maschinenkörper (502) verlau­ fen, wie jeweils aus Fig. 9 ersichtlich ist. Jeder Revol­ verkopf (526a, 527b) ist mittels des Werkzeugsupportes (526, 527) frei in Richtung der Pfeile (WI, WJ) dreh- und antreibbar. Die Mehrfachwerkzeuge (529), die aus ei­ nem Drehwerkzeug, wie beispielsweise einem Schneid­ werkzeug, und einem verlaufenden Werkzeug, wie bei­ spielsweise einem Bohrer und einem Fräser, bestehen, sind frein montierbar und abnehmbar in den Revolver­ köpfen (526a, 527a) installiert.
Wird bei dem vorausgehend beschriebenen Aufbau der Werkzeugmaschine (501) zur komplexen Bearbei­ tung ein Werkstück bearbeitet, so wird das zu bearbei­ tende Werkstück (536) zuerst an der Spindel (503a) mit­ tels des Spannfutters (503b) gemäß Fig. 8 befestigt. Anschließend gibt der Arbeiter dem Hauptsteuerab­ schnitt (512) den Befehl zum Starten der Bearbeitung des Werkstückes (536) über die Tastatur (517). Anschlie­ ßend liest der Hauptsteuerabschnitt (512) das Bearbei­ tungsprogramm (PRO) entsprechend dem zu bearbei­ tenden Werkstück (536) aus dem Bearbeitungspro­ grammspeicher (515) aus, und die vorgegebene Bearbei­ tung wird gegen das Werkstück (536) auf der Basis des Bearbeitungsprogrammes (PRO) ausgeführt.
Das heißt, der Hauptsteuerabschnitt (512) befiehlt ge­ mäß Fig. 8 dem Umlaufzahlsteuerabschnitt, daß die Spindel (503a) in Richtung des Pfeiles (WC) mit der vorbestimmten durch das Bearbeitungsprogramm (PRO) gegebenen Umlaufzahl (NA) gedreht wird. Der Umlaufzahlsteuerabsehnitt (523) veranlaßt auf der Basis dieses Befehl den Spindelantriebsmotor (503c), zusammen mit der Spindel (503a) in Richtung des Pfeiles (WC) umzulaufen. Anschließend wird das Umlaufsignal (RS1) für den Umlaufzahlsteuerabschnitt (523) aus dem im Spindelantriebsmotor (503c) installierten Wandler (503d) bei jedem vorgegebenen Umlaufwinkel des Spin­ delantriebsmotors (503c) (d. h. der Spindel (503a)) ausge­ geben. Der Umlaufzahlsteuerabschnitt (523) zählt die eingegebene Zahl des Umlaufsignals (RS1) je vorgege­ bener Stunde, um die Umlaufzahl der Spindel (503a) zu erhalten und derart zu steuern, daß die Umlaufzahl des Spindelantriebsmotors (503c) die vorgegebene Umlauf­ zahl (NA) ist.
Der Hauptsteuerabschnitt (512) gemäß Fig. 8 be­ fiehlt dem Vorschubantriebsmotorsteuerabschnitt (519), daß der Spindelstock (503) die vorgegebene Größe in Z-Achsenrichtung bewegt wird. Der Vorschubantriebs­ motorsteuerabschnitt (519) gibt auf der Basis des Be­ fehls das Steuersignal (WD2) an den Vorschubantriebs­ motor (507) aus. Darauf veranlaßt der Vorschuban­ triebsmotor (507) die Antriebsspindel (510) zur Drehung und zum Antrieb in Richtung des Pfeiles (WE) oder in Richtung des Pfeiles (WF) und veranlaßt den Spindel­ stock (503), sich mittels der Mutter (503e) in Richtung des Pfeiles (WA) oder in Richtung des Pfeiles (WB) (Z-Achsenrichtung) zu bewegen. Dabei wird das Um­ laufsignal (RS2) von dem im Vorschubantriebsmotor (507) installierten Wandler (505a) an dem Vorschuban­ triebsmotorsteuerbereich (519) abgegeben, sooft der Vorschubantriebsmotor (507) (d. h. die Antriebsspindel (510) um den vorgegebenen Winkel in Richtung des Pfeiles (WE) oder in Richtung des Pfeiles (WF) gedreht wird. Der Vorschubantriebsmotorsteuerbereich (519) zählt die Eingangszahl des Umlaufsignals (RS2), und erfaßt die Bewegungsgröße des Spindelstockes (503) in Z-Achsenrichtung, die in Relation zur Umfangswinkel­ größe des Vorschubantriebsmotors (507) in Richtung der Pfeile (WE, WF) steht. Entsprechend wird die Dre­ hung des Vorschubantriebsmotors (507) derart gesteu­ ert, daß die erwähnte Bewegungsgröße zu der im Bear­ beitungsprogramm (PRO) vorgesehenen Bewegungs­ größe wird.
Ferner gibt der Hauptsteuerabschnitt (512) dem Werkzeugsupportsteuerabschnitt (539) den Befehl, wo­ nach die Auswahl des Werkzeuges (529) für die Bearbei­ tung und die Bewegungsgröße des Werkzeuges (529) in X-Achsenrichtung gesteuert werden. Anschließend ver­ anlaßt der Werkzeugsupportsteuerabschnitt (539) den Revolverkopf (526a) des Werkzeugsupportes (526) zur ordnungsgemäßen Drehung. Dabei ist das Werkzeug (529) zum Drehen des Außen­ durchmessers an der dem Werkstück (536) zugewand­ ten Position angeordnet. Ferner wird der Werkzeugsup­ port (526) zusammen mit dem Werkzeug (529) für den Drehvorgang in Richtung der Pfeile (WG, WH) ord­ nungsgemäß bewegt und angetrieben. Damit erfolgt die Drehbearbeitung in die vorgegebene Form gegen den zylindrischen Außenabschnitt des Werkstückes (536) mittels des Werkzeuges (529).

Claims (7)

1. Gegenspindeldrehmaschine, mit
  • - einem Rahmen (2),
  • - einem ersten und einem zweiten Spindelstock (5, 6), die auf dem Rahmen (2) einander gegenüberstehend angeordnet sind, die mittels einer Führungsvorrichtung nur in Richtung einer gemeinsamen zentralen Achse z relativ bewegbar sind und die drehbar eine erste bzw. eine zweite Werkstückspindel (5b, 6b) aufnehmen, die jeweils um die gemeinsame zentrale Achse z frei drehbar und antreibbar ist und jeweils ein Spannfutter (5a, 6a) aufweist, wobei ein Spindelstock (z. B. 6) so gegenüber dem anderen Spindelstock (z. B. 5) relativ bewegbar ist, dass ein Werkstück von diesem einen Spindelstock (z. B. 5) zum anderen Spindelstock (z. B. 6) transferierbar ist,
  • - einem ersten und einem zweiten Werkzeugsupport (7, 9), die auf dem Rahmen (2) im Abstand von der gemeinsamen zentralen Achse z so angeordnet sind, dass die erste Werkstückspindel (5b) dem ersten Werkzeugsupport (7) zugeordnet und die zweite Werkstückspindel (6b) dem zweiten Werkzeugsupport (9) zugeordnet ist, wobei jeder Werkzeugsupport (7, 9) eine Seitenfläche aufweist, die der Seitenfläche des anderen Werkzeugsupports (9) zugewandt ist und beide Werkzeugsupporte (7, 9) mittels einer Führungsvorrichtung jeweils nur rechtwinklig zur gemeinsamen zentralen Achse z bewegbar sind,
  • - Bearbeitungswerkzeugen (10), die an den Werkzeugsupporten (7, 9) angeordnet sind, wobei der Kontakt mit einem Werkstück in einem Bereich (MA) erfolgt, der sich im Mittenabschnitt des Rahmens (2) befindet, der eine vorgegebene Breite W1 in z-Richtung aufweist und der gebildet ist durch die Arbeitsbereiche aller möglicher Bearbeitungswerkzeuge (10),
dadurch gekennzeichnet, dass ein Spansammelraum (4) unterhalb des Bereichs (MA) vorgesehen ist, dass auf den einander gegenüberliegenden Seitenflächen des ersten und des zweiten Werkzeugsupports (7, 9) jeweils ein Revolverkopf (7a, 9a) oberhalb des Spansammelraums (4) angeordnet ist und die Revolverköpfe (7a, 9a) einander direkt gegenüberliegen, wobei jeder Revolverkopf (7a, 9a) feststellbar drehbar ist um eine parallel zur gemeinsamen zentralen Achse z verlaufende Achse und jeder Revolverkopf periphere Werkzeugmontageflächen (7b, 9b) für die Aufnahme von Aussen- und/oder Innenbearbeitungswerkzeugen (10) hat, und wobei die Werkzeugmontagefläche mit dem aktiven Bearbeitungswerkzeug (10) der gemeinsamen zentralen Achse z näher ist als der zugehörige Werkzeugsupport (7 bzw. 9), dass stets ein horizontaler Abstand zwischen der gemeinsamen zentralen Achse z und dem ersten sowie dem zweiten Werkzeugsupport (7, 9) gegeben ist, dass der Bereich (MA) sich zu beiden Seiten der gemeinsamen zentralen Achse z erstreckt und dass der Spansammelraum (4) nicht durch Führungsvorrichtungen unterbrochen ist.
2. Gegenspindeldrehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Steuereinheit für synchronisierte Drehbewegungen der Werkstückspindeln (5b, 6b) der beiden Spindelstöcke (5, 6) vorgesehen ist.
3. Gegenspindeldrehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine synchrone Bewegungs- und Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, durch welche der erste und der zweite Spindelstock (5, 6) synchron in Richtung der gemeinsamen zentralen Achse z bewegbar und antreibbar sind.
4. Gegenspindeldrehmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine mechanische Antriebsvorrichtung vorgesehen ist, mittels derer beide Werkzeugsupporte (7, 9) mechanisch verbindbar sind.
5. Gegenspindeldrehmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine elektrische Antriebssteuervorrichtung vorgesehen ist, durch die die beiden Werkzeugsupporte (7, 9) synchron bewegbar sind.
6. Gegenspindeldrehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspindeln (5b, 6b) mit einer Umlaufwinkelsteuervorrichtung verbunden sind, durch welche die Umlaufwinkel jeder Werkstückspindel (5b bzw. 6b) steuerbar sind.
Gegenspindeldrehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Werkzeugsupport (7, 9) Führungsvorrichtungen aufweist, durch die er frei beweglich und antreibbar ist in einer Richtung senkrecht zur Richtung der gemeinsamen zentralen Achse z und in einer Richtung parallel zur gemeinsamen zentralen Achse z.
Gegenspindeldrehmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem ersten und dem zweiten Spindelstock (5, 6) der Spansammelraum (4) vorgesehen ist.
Gegenspindeldrehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung der Spindelstöcke (5 bzw. 6) Führungsschienen (2a, 2b) aufweist und dass sich der Spansammelraum (4) zwischen den Führungsschienen (2a, 2b) befindet.
Gegenspindeldrehmaschine nach einem der Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsvorrichtung der Werkzeugsupporte (7, 9) Führungsschienen (2c, 2d) aufweist und dass sich der Spansammelraum (4) zwischen den Führungsschienen (2c, 2d) befindet.
7. Gegenspindeldrehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Spansammelraum (4) ein Spansammelbehälter vorgesehen ist, der aus dem Rahmen (2) herausziehbar ist.
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