DE3873101T2 - Verfahren und einrichtung zur zweifachpositionierung eine werkstueckes in einer drehmaschine. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft Maschinen zum Bearbeiten von Werkstücken und insbesondere Spannfutter und Verfahren zum Positionieren von Werkstücken in solchen Maschinen.
• Die geschichtliche Entwicklung von Drehmaschinen, Fräsmaschinen und Gewindeschneidmaschinen sowie die Kunst der Bedienung dieser Maschinen ist umfassend. Da sich die Arbeitskosten erhöht haben, ist es immer wichtiger geworden, die Zeit zum Austauschen von Bohrern und Umspannen von Werkstücken bei diesen Maschinen zu reduzieren, da diese Vorgänge sehr arbeitsaufwendig sind. Gleichzeitig ist aber die Übereinstimmung und eine genaue Kontrolle des Fräsens, Drehens und Gewindebohrens notwendig. Es ist eine schwierige Aufgabe, die Ziele der Reduzierung der Arbeitszeit bei gleichzeitiger Steigerung der Genauigkeit zu erreichen, und dieser Aufgabe ist sehr viel Konstruktionsarbeit gewidmet worden.
• Eines der Hauptprobleme bei der Konstruktion und dem Betrieb von Drehmaschinen betrifft Werkstücke, die um mehr als eine Achse gedreht werden müssen. Um das Werkstück auf einer ersten Achse bearbeiten zu können, muß das Werkstück in einem Spannfutter positioniert werden, wobei das Werkstück auf die erste Achse ausgerichtet ist. Da die Beziehung zwischen der ersten und der zweiten Drehachse für gewöhnlich kritisch ist, müssen die ersten und zweiten Positioniervorgänge sehr sorgfältig ausgeführt werden. Während das Werkstück in dem Spannfutter festgeklemmt wird, muß das Werkstück gegenüber den Positionierflächen des Spannfutters sorgfältig ausgerichtet und positioniert werden. Dies ist ein zeitaufwendiger Vorgang. Nach dem Bearbeiten auf der ersten Achse muß dieser zeitaufwendige manuelle Vorgang auf der zweiten Achse ausgeführt werden. So muß ein kritischer zweiter Ausrichtvorgang per Hand ausgeführt werden, und das Ausrichten per Hand ist sowohl langsam als auch weniger genau. Außerdem ist es oft nicht einfach, ein einziges Spannfutter mit Positionierflächen zu versehen, die das genaue Ausrichten des Werkstücks auf beide Achse erfassen können. Folglich ist es bei einigen Zweiachswerkstücken notwendig, zwei verschiedene Drehmaschinen oder zumindest zwei Spannfutter zusätzlich dazu, daß zwei manuelle Spannfutterladeoperationen notwendig sind, zu verwenden.
• Ein Vorschlag zur Lösung dieses Problems umfaßt eine drehbare Spannfutterklemmbackenanordnung. Ein Werkstück wird in der richtigen Stellung in der Spannfutterklemmbackenanordnung festgeklemmt, und dann wird die Spannfutterklemmbackenanordnung in einer ersten Position festgekeilt, in der ein Drehvorgang entlang einer ersten Drehachse des Werkstücks bewerkstelligt wird.
• Nach dem Durchführen der ersten Drehachsenvorgänge wird die Rotation des Spannfutter gestoppt und die Spannfutterklemmbackenanordnung wird von dem Spannfutterkörper ausgespannt. Die Spannfutterklemmbackenanordnung ist schwenkbar mit dem Spannfutterkörper verbunden, so daß sie nach dem Ausspannen zu einer zweiten Drehachsenposition gedreht werden kann. Dann wird die Klemmbackenanordnung wieder aufgespannt. Das Einspannen der Klemmbackenanordnung wird durch einen Keil bewirkt, der gegen flache Positionierflächen auf einem Umfang der Klemmbackenanordnung nahe einem Drehgelenk zwischen der Klemmbackenanordnung und dem Spannfutterkörper befestigt ist.
• Obwohl die drehbare Klemmbackenanordnung Vorteile gegenüber dem manuellen Umspannen der Werkstücke aufweist, ist es nicht immer möglich, solch eine rotierende Klemmbackenanordnung zu benutzen. Wenn es aufgrund der zweiten Drehachse notwendig ist, daß das Werkstück gedreht und translatiert wird (z.B. nach oben oder nach unten bewegt wird im Hinblick auf die Achse der Klemmbackenanordnungsrotation), kann das Drehen der Klemmbackenanordnung allein das Werkstück nicht richtig neu positionieren. Außerdem benötigt das rotierende Spannfutter immer noch die manuelle Rotation des Spannfutters, und dies bedeutet, daß die Drehmaschine komplett angehalten, die Maschine geöffnet, die Klemmbackenanordnung ausgespannt, manuell gedreht, wieder eingespannt, die Maschine geschlossen und dann erneut in Betrieb gesetzt werden muß. Dieser Vorgang ist immer noch zeitaufwendig und arbeitsintensiv, und durch die Maschine und den Vorgang ist deshalb das Problem immer noch nicht beseitigt.
• In der US-A-4 411 440 ist eine drehbare Spannfutterklemmbackenanordnung für eine Drehmaschine offenbart, bei der ein Werkstück, das zwischen zwei Klemmbacken der Spannfutterklemmbackenanordnung gehalten wird, nachdem ein Ende des Werkstücks bearbeitet worden ist, um eine Achse quer zu der Bearbeitungsachse gedreht wird, um ein Bearbeiten von Abschnitten des Werkstücks an einem anderen als dem einen Ende davon zu ermöglichen. Diese Konstruktion macht aber zusätzliche hydraulische Mittel notwendig, die in der Spindel der Werkzeugmaschine vorgesehen sind.
• Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist ein Spannfutter zur Verwendung in einer automatischen Drehmaschine mit einer Drehspindel mit einer darin axial angeordneten und axial bewegbaren Zugstange vorgesehen, das folgendes umfaßt:
• einen Spannfutterkörper, der fixierbar an der Spindel anbringbar ist, und
• eine Klemmbackenanordnung, in der ein Werkstück gehalten werden kann, wobei die Klemmbackenanordnung in dem Spannfutterkörper zwischen ersten und zweiten gesicherten Positionen verfahrbar ist, in denen ein Werkstück in jeweils ersten und zweiten Spindeldrehachsenpositionen gehalten werden kann,
• wobei es gekennzeichnet ist durch
• Verbindungsmittel zum Verbinden der Zugstange mit der Klemmbackenanordnung in der Art und Weise, daß ein Verfahren der Zugstange in eine erste Position die Klemmbackenanordnung in die erste gesicherte Position bewegt und dort hält, und daß ein Verfahren der Zugstange in eine zweite Position die Klemmbackenanordnung in die zweite gesicherte Position bewegt und dort hält.
• Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist ein Verfahren zum Bewegen eines sich in einem Spannfutter einer automatischen Drehmaschine nach dieser einen Ausführungsform der Erfindung befindenen Werkstücks von einer ersten Drehachsenposition in eine zweite Drehachsenposition vorgesehen, wobei das Werkstück nicht umgespannt wir, und wobei das Verfahren gekennzeichnet ist durch automatisches Bewegen der Zugstange der Drehmaschine, um die Verbindungsmittel derart zu betätigen, daß die das Werkstück haltende Klemmbackenanordnung von der ersten gesicherten Position, in der das Werkstück in seiner ersten Drehachsenposition gehalten wird, in die zweite gesicherte Position bewegt wird, in der das Werkstück in seiner zweiten Drehachsenposition gehalten wird.
• Durch ein Spannfutter und Verfahren dieser Art kann eine Zweifachposition eines Werkstücks in einer Drehmaschine erreicht werden, ohne daß ein manueller Vorgang benötigt wird, um in die zweite Drehachsenposition zu gelangen, und es können zweite Achsenpositionen eingenommen werden, die sowohl die Rotation als auch die Translation des Werkstücks ausgehend von der ersten Drehachsenposition umfassen. Das Spannfutter und das Verfahren können eine Vielzahl von Dreh- und Translationsdualachsenpositionen erreichen und können eine genaue Wiederausrichtung des Werkstücks in einer zweiten Drehachse ermöglichen, ohne daß das Werkstück umgespannt werden muß.
• Die Erfindung wird graphisch anhand eines Beispiels in den beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigen:
• Fig. 1 eine Ansicht einer Drehmaschine und eines gemäß der vorliegenden Erfindung konstruierten Spannfutters,
• Fig. 2 eine Schnittansicht des Spannfutters nach Fig. 1 entlang der Linie 2-2 nach Fig. 1, und
• Fig. 3 eine ähnlichen Ansicht wie in Fig. 2, in der das Spannfutter jedoch in einer anderen Betriebsposition dargestellt ist.
• Wie in den Zeichnungen und zuerst einmal in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt eine Drehmaschine 10 ein Spannfutter 12, eine Spindel 14, eine Antriebswelle 16 und eine Zugstange 18. Ein Werkstück 20 ist in einer Klemmbackenanordnung 22 des Spannfutters 12 gehalten. Ein Antriebsmotor 24 ist mit der Antriebswelle 16 durch einen Treibriemen 26 verbunden und kann die Antriebswelle 16, die Spindel 14, das Spannfutter 12 und das Werkstück 20 drehen. Somit wird das Werkstück 20 zum Fräsen oder Drehen um eine Achse gedreht, die sich durch die Achse der Zugstange 18 und der Antriebswelle 16 erstreckt.
• Ein Positioniermotor 28 ist mit der Antriebswelle 16 über einen Positionierriemen 30 verbunden. Wenn der Antriebsmotor 24 die Antriebswelle 16 bei einem Drehvorgang nicht dreht, können der Positioniermotor 28 und der Positionierriemen 30 verwendet werden, um das Werkstück 20 in einer exakten Drehposition zum Fräsen oder Gewindeschneiden in einer gewünschten Werkstücklage mittels eines Werkzeugs oder Bohrers, die z.B. durch Hilfsarme (nicht dargestellt) positioniert werden, die dem Werkstück über konventionelle Drehmaschinenausstattungsteile zugestellt werden, auszurichten.
• Die Zugstange 18 kann innerhalb der Antriebswelle 16 axial bewegt werden. Ein hydraulisches Stellglied 32 ist an dem hinteren Ende der Zugstange 18 vorgesehen, welches entgegengesetzt zu dem vorderen Ende oder Spannfutterende der Zugstange ist. Das hydraulische Stellglied 32 dient dazu, die Zugstange 18 axial auszufahren und axial wieder einzuziehen. Hydraulische Ausfahr- und Einziehsignale werden dem hydraulischen Stellglied 32 jeweils von den hydraulischen Leitungen 34 und 36 geliefert. Ein hydraulisches Regulierventil 38 reguliert den Fluß der Hydraulikflüssigkeit durch die Leitungen 34 und 36 und dadurch die Betätigung des hydraulischen Stellglieds 32.
• Eine elektronische Steuerung 40 ist mit dem hydraulischen Regulierventil 38 und den Motoren 24 und 28 verbunden, so daß der Betrieb dieser Einrichtungen automatisch überwacht und gesteuert wird. Vorzugsweise kann die elektronische Steuerung 40 so programmiert sein, daß eine Reihe von Betätigungen, die die Motoren und das Ventil einschließen, sowie auch das Zustellen und Zurückziehen der Werkzeuge zu bzw. von dem Werkstück 20 als ein automatischer Vorgang programmiert werden können.
• Bei einer herkömmlichen Drehmaschine, wie z.B. einer "Mazak 10N", sind eine Spindel, eine Antriebswelle, ein Antriebsmotor, ein Positioniermotor, ein hydraulisches Stellglied und eine elektronische Steuerung vorgesehen, die wie in Fig. 1 dargestellt und angeordnet sind. Eine herkömmliche Drehmaschine kann nämlich so abgeändert werden, daß sie von der Erfindung Gebrauch machen kann, indem man eine Zugstange und ein Spannfutter verwendet und indem man die elektronische Steuerung der Drehmaschine programmiert. Die elektronische Steuerung muß umprogrammiert werden, da in einer herkömmlichen Drehmaschine die Zugstange axial zum Öffnen und Schließen der Klemmbacken des Spannfutters bewegt wird, um ein Werkstück darin zu greifen oder freizugeben. Dementsprechend ist es für das Programm für die elektronische Steuerung notwendig, daß die Spindel bewegungslos ist und gesperrt wird, bevor die Zugstange bewegt werden kann, um einen Unfall zu verhindern, der dadurch entstehen könnte, daß das Werkstück von dem Spannfutter weggeschleudert werden würde, wenn dieses während der Bewegung geöffnet werden würde. So dient die Zugstange als eine Klemmbacke und einWerkstückpositionswechselmittel und dient nicht als ein Mittel zum Ergreifen oder Freigeben des Werkstücks.
• Wie in Fig. 2 und 3 sowie in Fig. 1 dargestellt ist, umfaßt das Spannfutter 12 eine im allgemeinen zylindrische Körperanordnung 42, wobei die Klemmbackenanordnung 22 an der Vorderseite davon angebracht ist, sowie Verbindungsmittel 46, die die Zugstange 18 mit der Klemmbackenanordnung 22 funktionsmäßig verbinden. Der hintere Teil der Körperanordnung 42 ist an der Spindel 14 befestigt, so daß er durch diese angetrieben werden kann. Die Klemmbackenanordnung 22 ist an dem vorderen Ende der Körperanordnung 42 angebracht und hält das Werkstück 20. Das Verbindungsmittel 46 ist hinten an der Innenseite der Körperanordnung 42 angebracht und erstreckt sich zwischen der Zugstange 18 und der Klemmbackenanordnung 22.
• Den Hauptabschnitt der Körperanordnung 42 bildet ein Gehäuse 48. Das Gehäuse 48 ist grob zylinderförmig auf seiner Außenseite und weist einen darin ausgebildeten rechteckigen Hohlraum auf. Die Rückseite des Gehäuses 48 ist mittels Schrauben 50 und Paßstiften 52 an der Vorderseite der Spindel 14 angebracht. Eine rechteckige Öffnung 54 in dem Gehäuse 48 wird von einer Abdeckung 56 abgedeckt (die Abdeckung 56 ist in Fig. 1 teilweise im Schnitt dargestellt, so daß die inneren Teile sichtbar sind). Ein Anschlagglied 58 erstreckt sich über den oberen mittleren Abschnitt der Öffnung 54, und eine erhöhte Lippe 60 erstreckt sich über die untere Vorderseite der Öffnung 54. Das Anschlagglied 58 nimmt ein Paar von oberen Stellschrauben 62 über Gewinde auf, und die erhöhte Lippe 60 nimmt ein Paar von unteren Stellschrauben 64 über Gewinde auf. Die oberen Stellschrauben 62 begrenzen den Hochgang der Klemmbackenanordnung 22, und die unteren Stellschrauben 64 begrenzen die Abwärtsbewegung der Klemmbackenanordnung 22. Eine vordere Abdeckung 66 erstreckt sich über die Außenseite der unteren Stellschrauben 64.
• Einander quer zur Seite sind auf der Vorderseite der Öffnung 54 zwei Paare von Keilplatten angeordnet. Eine linke vordere Keilplatte 68 und eine linke hintere Keilplatte 70 sind durch Schrauben an einer linken Vorderseite der rechteckigen Öffnung 54 angebracht. Eine rechte vordere Keilplatte 72 und eine rechte hintere Keilplatte 74 sind Spiegelbilder der Platten 68 und 70 und sind an einer rechten Vorderseite der Öffnung 54 angebracht. Die linke vordere Keilplatte 68 hat eine nach hinten gerichtete konvexe Fläche 76 und die linke hintere Keilplatte 70 hat eine nach vorne gerichtete konkave Fläche 78. Die Flächen 76 und 78 zusammen bilden eine gekrümmte Nocke oder Keilnut 80. Eine Spiegelbildnocke bzw. -keilnut 82 ist zwischen den rechten Keilplatten 72, 74 ausgebildet. Die Keilnuten 80, 82 führen die Bewegung der Klemmbackenanordnung zwischen zwei Betriebspositionen für ein Werkstück 20, das in der Klemmbackenanordnung 22 gehalten wird.
• Die Klemmbackenanordnung 22 umfaßt eine Grundplatte 84 mit sich nach hinten erstreckenden Armen 86 und 88. Die Arme 86 und 88 und die Seiten der Grundplatte 84 passen genau zwischen die Keilplatten 69,70 auf der einen Seite und die Keilplatten 72,74 auf der anderen Seite. Die Grundplatte 84 gleitet so innerhalb der Keilplatten, wie sie von bogenförmigen Keilen oder Nockenstößeln 90 geführt werden, die jeweils fest an den Außenseiten der Arme 86 und 88 angebracht sind. Wenn die Klemmbackenanordnung 22 in dem Spannfutter 12 nach oben oder nach unten bewegt wird, muß sie dem Weg der Keilnut folgen und wird aufgrund der festgelegten Beziehung der Keile 90 auf den Grundplattenarmen 86 und 88 gekippt. Auf der Grundplatte 84 sind Greiferblöcke 92, 94 und 96 zusammen mit Positionierblöcken 98 und 100 (der Positionierblock 98 ist in Fig. 1 teilweise im Schnitt dargestellt, so daß die anderen Spannfutterteile und das Werkstück besser zu sehen sind) fest angebracht. Die Positionierblöcke 98 und 100 weisen Positionierabschnitte auf, die als Kontaktelemente für ein genaues Positionieren eines Werkstücks 20 dienen, wenn dieses in der Klemmbackenanordnung 22 befestigt wird. Auf den Greiferblöcken 92,94 und 96 sind Zähne angebracht, die einstellbar durch Innensechskantschrauben vorwärtsbewegt werden können, um ein Werkstück 20 zu halten, so daß es sich hinsichtlich der Klemmbackenanordnung während der Bearbeitung nicht bewegt. So kann ein Innensechskantschraubenschlüssel benutzt werden, um ein Werkstück in seine Lage in den Blöcken auf der Vorderseite der Grundplatte 84 einzugeben oder aus dieser Lage zu entfernen.
• Ein Anschlagblock 102 ist auf der unteren Rückseite der Grundplatte 84 zwischen den Armen 86 und 88 angebracht. Eine Positionierfläche 102 des Anschlagblocks 102 ragt aus der Grundplatte 84 heraus, um auf die unteren Stellschrauben 64 zu stoßen, wenn sich die Klemmbackenanordnung 22 durch die Führung der Keilnuten 80, 82 nach unten bewegt. Die Lage der Positionierfläche 104 und die Einstellung der Stellschrauben 64 bestimen eine untere Anschlagposition der Klemmbackenanordnung 22, was in Fig. 2 dargestellt ist.
• Eine obere Anschlagposition der Klemmbackenanordnung 22, die in Fig. 3 gezeigt ist, wird von den oberen Stellschrauben 62 bestimmt, die auf die jeweiligen hinteren, sich gegenüberliegenden Flächen 106 und 108 der Grundplattenarme 86 bzw. 88 atoßen. So stoßen die hinteren, einander gegenüberliegenden Flächen 106 und 108 auf die oberen Stellschrauben 62, wenn sich die Klemmbackenanordnung 22 unter Führung der Keilnuten 80 und 82 nach oben bewegt, und verhindern so eine weitere Aufwärtsbewegung.
• Die Keilplatten 68, 70 und 72, 74 sind an dem Gehäuse 48 durch entfernbare Schrauben angebracht. In ähnlicher Weise sind die Keile oder Nockenstößel 90, die sich in den Keilnuten 80 und 82 bewegen, an der Grundplatte 4 über entfernbare Schrauben angebracht. Folglich können die Keile und Keilnuten gewechselt werden, um eine andere Positionierung der Klemmbackenanordnung 22 in entweder nur einer oder in beiden der ersten bzw. zweiten Achspositionen vorzusehen. Kleinere Ausrichtungen auf diese Positionen können durch Einschrauben oder Herausschrauben der Stellschrauben 62 und 64 durchgeführt werden.
• Die Verbindungsmittel 46 umfassen ein Getriebe 110, das innen an der Rückseite des Gehäuses 48 befestigt ist, so daß die Zugstange 18 sich dorthindurch erstrecken kann. Ein Ritzel oder Stirnradgetriebe 112 ist zur Rotation in dem oberen Abschnitt des Getriebes 110 angebracht. Das Stirnradgetriebe 112 kämmt mit einer Zahnstange 114, die oben auf der Zugstange 18 durch Schrauben 116 angebracht ist. So wandeln die Zahnstange und das Ritzel der Verbindungsmittel 46 die geradlinie Bewegung der Zugstange 18 in eine Drehbewegung um.
• Das Verbindumgsmittel 46 umfaßt auch ein Paar von Verbindungsarmen 118, 120. Die hinteren Enden der Verbindungsarme 118, 120 sind so befestigt, daß sie mit dem Stirnradgetriebe 112 durch eine Keilwelle 112 rotieren, die zur Drehung in dem Getriebe 110 angebracht ist, aber die relativen Drehpositionen der Verbindungsarme 118, 120 und des Stirnradgetriebe bestimmt.
• In den vorderen Enden der Verbindungsarme 118, 120 sind Schlitze 124 vorgesehen. Ein Drehzapfen 126 der Klemmbackenanordnung 22 wird durch die Schlitze 124 aufgenommen. Der Drehzapfen 126 ist an der Grundplatte 84 der Klemmbackenanordnung 22 durch einen Schwenkblock 128 befestigt. Der Schwenkblock 128 ist in der Mitte hinten an der Grundplatte 84 befestigt. Aussparungen 130, 132 sind in der Grundplatte 84 vorgesehen, damit die Enden der Arme 118, 120 Bewegungsfreiheit haben. Die Schlitze 124 in den Armen 118, 120 ermöglichen es, daß der Drehzapfen 126 längs der Arme bewegt werden kann, so daß die Klemmbackenanordnung 22 der radialen Bewegung der Arme nicht zu folgen braucht, da die Klemmbackenanordnung 22 den Keilnuten 80, 82 folgen muß.
• In Abhängigkeit von der Form der gekrümmten Keilnuten 80, 82 und dem Betrag der Translationsbewegung der Klemmbackenanordnung 22 kann sich ein Ungleichgewicht in dem Spannfutter ergeben. Das Ungleichgewicht kann durch Zugabe von Gewicht in einer Lage korrigiert werden, die die Klemmbackenanordnung um ihre zwei Achspositionen ausbalanciert, bzw. kleinere Ungleichgewichte können toleriert werden, wenn die Drehmaschinencharakteristiken dies zulassen.
• Bei Verwendung in bei einer automatischen Drehmaschine mit voller Größe kann das Gehäuse 48 einen Durchmesser von etwa 25 cm (10 Inch) aufweisen, und die Zugstange kann einen axialen Hub von etwa 2,5 cm (1 Inch) aufweisen. Obwohl diese Abmessungen nicht kritisch sind, so zeigen sie doch den Bewegungsbereich an, der wünschenswert und vernünftig ist.
• Bei Betrieb wird ein Werkstück 20 in dem Greifer und den Positionierblöcken 92-100 durch manuelles Positionieren des Werkstücks 20 auf den Positionierabschnitten und unter Verwendung eines Innensechskantschraubenschlüssels zum Festziehen der Innensechskantschrauben derart, daß die Zähne der Greiferblöcke gegen das Werkstück 20 bewegt werden und dieses halten, eingespannt. Der Motor 24 wird dann mittels der elektronischen Steuerung 40 betätigt, um die Spindel 14 und das Spannfutter 12 anzutreiben. Dadurch wird das Werkstück um eine erste Drehachse wie in Fig. 1 und 2 gezeigt gedreht. Die elektronische Steuerung 40 stellt automatisch Bearbeitungswerkzeuge zu, um Bearbeitungsoperationen an dem Werkstück 20 in einer gewünschten Reihenfolge durchzuführen. So könnte ein Werkzeug z.B. bei dem Drehvorgang um die erste Drehachse automatisch zugeführt werden, um eine äußere Schulterfläche 134 des Werkstücks 20 zu spanabhebend zu bearbeiten.
• Während des ersten Drehachsenvorgangs wird die Zugstange 18 in einer zurückgezogenen Druckposition gehalten durch das hydraulische Stellglied 32. Diese zurückgezogene Druckposition verhindert, daß sich die Klemmbackenanordnung 22 bewegt, indem ein nach unten gerichteter Druck auf die Klemmbackenanordnung 22 über die Verbindungsmittel 46 aufrechterhalten wird. Dadurch wird der Druck auf den Anschlagblock 102 aufrechterhalten, der die unteren Stellschrauben 64 berührt, die die Klemmbackenanordnung 22 in einer festen Position in dem Spannfutter 12 halten.
• Wenn die Bearbeitungsvorgänge auf der ersten Drehachse beendet sind, signalisiert die elektronische Steuerung 40 dem hydraulischen Regulierventil 38 automatisch, die Zugstange 18 mittels des hydraulischen Stellglieds 32 zu bewegen. Diese Bewegung kann erfolgen, während sich das Spannfutter dreht und der Antriebsmotor 24 seine volle Geschwindigkeit beibehält. Die Zugstange 18 wird dann in die in Fig. 3 gezeigte Position ausgefahren. Das Ausfahren der Zugstange 18 treibt die Zahnstange 114 und das Ritzel 112 an, um die Verbindungsarme 118, 120 zu drehen. Dadurch wird die Klemmbackenanordnung 22 nach oben gefahren, die den Keilnuten 80, 82 folgen muß, was zu der gewünschten Rotation und Translation der Klemmbackenanordnung 22 und des darin gehaltenen Werkstücks 20 führt. Die Aufwärtsbewegung der Klemmbackenanordnung 22 wird durch die hinteren, einander gegenüberliegenden Flächen 106, 108 auf den Grundplattenarmen 86, 88 gestoppt, die auf die oberen Stellschrauben 62, 64 stoßen. Die Zugstange 18 sperrt den nach oben gerichteten Druck auf die Klemmbackenanordnung 22 mittels des hydraulischen Stellglieds 32. Dieses hält die Kiemmbackenanordnung in ihrer oberen Position zurück und verhindert die Bewegung der Klemmbackenanordnung und des Werkstücks 20, während es in der in Fig. 3 dargestellten zweiten Drehachsenposition bearbeitet wird.
• Nach der Bewegung des Werkstücks 20 in die zweite Drehachsenposition aktiviert die elektronische Steuerung 40 automatisch das Zustellen der Werkzeuge, damit diese auf dem Werkstück 20 betätigt werden. Die Werkzeuge könnten z.B. automatisch zugestellt werden, um eine Düsenaußenfläche 136 und eine Düsenöffnung 138 zu bearbeiten.
• Nach den automatischen Drehvorgängen in der zweiten Drehachsenposition des Werkstücks 20 bewirkt die elektronische Steuerung 40, daß die Zugstange 18 in die ersten Drehachsenposition zurückgezogen wird, wie dies in Fig. 1 und 2 gezeigt ist, wenn der Motor 24 außer Betrieb gesetzt wird, um das Antreiben des Spannfutters 12 zu stoppen. Dann kann der Positioniermotor 28 betätigt werden, um das Spannfutter so zu positionieren, daß es für das Entfernen des Werkstücks 20 und das Eingeben eines neuen Werkstücks bereit ist. Durch das automatische Stoppen und Festsetzen des Spannfutters kann ein manueller Vorgang des Entfernens des Werkstücks durch Lockern der Innensechskantschrauben auf den Greiferblöcken ausgeführt und dadurch das fertiggestellte Werkstück 20 entfernt werden. Das Spannfutter und die Maschine sind dann in Bereitschaft für das Wiederholen des Arbeitsvorgangs bei einem neuen Werkstück.
• Die beschriebene Vorrichtung ermöglicht ein automatisches Umpositionieren von Zweiachswerkstücken, wodurch eine erheblicher Betrag an manueller Zeit eingespart wird, der sonst für das Umspannen des Werkstückes benötigt werden würde. Außerdem kann ein genaues und exaktes Umpositionieren erzielt werden.

Claims (10)

1. Spannfutter (12) zur Verwendung in einer automatischen Drehmaschine mit einer Drehspindel (14) mit einer darin axial angeordneten und axial bewegbaren Zugstange (18), mit

einem Spannfutterkörper (42), der fixierbar an der Spindel (14) anbringbar ist, und

einer Klemmbackenanordnung (22), in der ein Werkstück (20) gehalten werden kann, wobei die Klemmbackenanordnung (22) in dem Spannfutterkörper (42) zwischen ersten und zweiten gesicherten Positionen verfahrbar ist, in denen ein Werkstück (20) in jeweils ersten und zweiten Spindeldrehachsenpositionen gehalten werden kann, gekennzeichnet durch Verbindungsmittel (46) zum Verbinden der Zugstange (18) mit der Klemmbackenanordnung (22) in der Art und Weise, daß ein Verfahren der Zugstange (18) in eine erste Position die Klemmbackenanordnung (22) in die erste gesicherte Position bewegt und dort hält, und daß ein Verfahren der Zugstange (18) in eine zweite Position die Klemmbackenanordnung (22) in die zweite gesicherte Position bewegt und dort hält.

2. Spannfutter nach Anspruch 1, bei dem die Klemmbackenanordnung (22) ein Paar von Keilen (90) aufweist, die sich auf entgegengesetzten Seiten der Klemmbackenanordnung (22) befinden, und bei dem der Spannfutterkörper (42) ein Paar von gekrümmten Keilnuten (80,82) aufweist, in denen die Keile (90) derart aufgenommen werden, daß sie darin gleiten können, um so eine Bewegung der Klemmbackenanordnung (22) in dem Spannfutter (42) zwischen ersten und zweiten gesicherten Positionen zu ermöglichen.

3. Spannfutter nach Anspruch 2, bei dem die gekrümmten Keilnuten (80,82) so ausgeformt sind, daß die Bewegung zwischen den ersten und zweiten Spindeldrehachsenpositionen des Werkstücks (20) zusätzlich zu der Drehung des Werkstücks auch eine Translation desselben mit sich bringt.

4. Spannfutter nach Anspruch 3, bei dem der Spannfutterkörper (42) und die Klemmbackenanordnung (22) zusammenpassende einstellbare Anschlagmittel (58,60,62,64,102,104, 106) aufweisen, die einstellbar sind, um die Relativbewegung der Klemmbackenanordnung (22) in dem Spannfutterkörper (42) zu begrenzen, um so die ersten und zweiten gesicherten Positionen festzulegen.

5. Spannfutter nach Anspruch 4, bei dem die zusammenpassenden einstellbaren Anschlagmittel erste und zweite Stellschrauben (64,62) umfassen, die in den Spannfutterkörper (42) eingeschraubt sind, wobei die erste Stellschraube (64) die erste gesicherte Position und die zweite Stellschraube (62) die zweite gesicherte Position festlegt.

6. Spannfutter nach Anspruch 3, bei dem die Verbindungsmittel (46) eine an der Zugstange (18) angebrachte Zahnstange (114), ein auf der Zahnstange (114) aufgenommenes und von dieser bewegtes Ritzel (112) und einen Verbindungsarm (118,120) umfaßt, der an einem Ende mit dem Ritzel (112) und an dem anderen Ende mit der Klemmbackenanordnung (22) verbunden ist.

7. Spannfutter nach Anspruch 6, bei dem die Klemmbackenanordnung (22) einen Drehzapfen (126) umfaßt, an dem der Verbindungsarm (118,120) angebracht ist, und wobei der Verbindungsarm (118,120) in sich einen Schlitz (124) aufweist, in dem der Drehzapfen (126) aufgenommen wird, so daß sich der Drehzapfen (126) innerhalb des Schlitzes (124) drehen und entlang dessen Länge bewegen kann, während sich die Keile (90) in den gekrümmten Keilnuten (80,82) zwischen den ersten und zweiten gesicherten Positionen der Klemmbackennordnung (22) bewegen.

8. Verfahren zum Bewegen eines sich in einem Spannfutter einer automatischen Drehmaschine nach Anspruch 1 befindenen Werkstücks (20) von einer ersten Drehachsenposition in eine zweite Drehachsenposition, ohne das Werkstück (20) umzuspannen, gekennzeichnet durch automatisches Bewegen der Zugstange (18) der Drehmaschine, um die Verbindungsmittel (46) so zu betätigen, daß die das Werkstück (20) haltende Klemmbackenanordnung (22) von der ersten gesicherten Position, in der das Werkstück (20) in der ersten Drehachsenposition gehalten wird, in die zweite gesicherte Position bewegt wird, in der das Werkstück (20) in der zweiten Drehachsenposition gehalten wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, bei dem der Bewegungsschritt das Verfahren der Klemmbackenanordnung (22) in einem Bogen umfaßt, so daß das Werkstück, während es sich zwischen ersten und zweiten Drehachsenpositionen bewegt, sowohl translatiert als auch gedreht wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, bei dem der Schritt des Bewegens der Klemmbackenanordnung (22) in einem Bogen das axiale Bewegen der Zugstange (18) sowie das Umwandeln dieser Axialbewegung in eine bogenförmige Bewegung der Klemmbackenanordnung (22) mittels einer Verbindung von Zahnstange (114) und Ritzel (112) umfaßt.