DE3913138C2

DE3913138C2 -

Info

Publication number: DE3913138C2
Application number: DE19893913138
Authority: DE
Inventors: Johann Schaffhausen Ch Kutschera; Istvan Dipl.-Masch.-Ing. Feuerthalen Ch Kotai
Original assignee: GEORG FISCHER FMS DREHTECHNIK AG SCHAFFHAUSEN CH
Current assignee: GEORG FISCHER FMS DREHTECHNIK AG SCHAFFHAUSEN CH
Priority date: 1988-05-17
Filing date: 1989-04-21
Publication date: 1993-04-29
Also published as: CH674814A5; DE3913138A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Drehmaschine mit zwei sich axial gegenüberliegenden Hauptspindeln gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a lathe with two axially opposite main spindles according to the generic term of claim 1.

Eine derartige Drehmaschine, wie sie in der DE 35 37 927 A1 gezeigt ist, weist zwei auf einer gemeinsamen Führung angeordnete Schlitten auf, die jeweils eine Spindel tragen. Die Spindeln sind drehangetrieben und koaxial zueinander angeordnet. Die Schlitten werden mit Hilfe von Hydraulikzylindern entlang der Führungen bewegt. Zur vorübergehenden Fixierung der Schlitten relativ zu den Führungen sind Hydraulik-Klemmbacken vorgesehen, die die Schlitten an den Führungen lösbar verriegeln.Such a lathe, as in DE 35 37 927 A1 is shown, has two on a common guide arranged slides, each carrying a spindle. The spindles are driven by rotation and coaxial to each other arranged. The sledges are made using hydraulic cylinders moved along the guides. For the temporary The carriage is fixed relative to the guides Hydraulic clamping jaws are provided which attach the sled to the Lock the guides releasably.

Bei Ausstattung mit einem geeigneten Werkzeug kann diese Drehmaschine verwendet werden, indem eine der Spindeln als Spindelstock, die andere als Reitstock dient. Somit erfolgt die gesamte Verschiebung des Spindel- bzw. Reitstocks mittels des Hydraulikzylinders. Dies bringt den Vorteil mit sich, daß die Reitstockspitze unter permanentem Druck am Werkstück ansteht, so daß dieses sicher gehalten ist. Jedoch erfordert die Verwendung eines Hydraulikzylinders insbesondere bei langen Verschiebebewegungen, wie sie bei der Übergabe von Werkstücken von dem einen Spindelstock auf den anderen Spindelstock oder bei der Drehbearbeitung langer Werkstücke auftreten, einen hohen konstruktiven und schaltungs- bzw. steuerungstechnischen Aufwand, um eine exakte Positionierung des Spindel- bzw. Reitstocks zu gewährleisten.When equipped with a suitable tool, this can Lathe can be used by using one of the spindles Headstock, the other serves as a tailstock. So it happens the total displacement of the headstock or tailstock by means of the hydraulic cylinder. This has the advantage with the tailstock tip under permanent pressure is in contact with the workpiece so that it is held securely. However, the use of a hydraulic cylinder is required especially with long shifting movements, such as them when transferring workpieces from one headstock on the other headstock or when turning long workpieces occur, a high constructive and circuit or control engineering effort to a exact positioning of the headstock or tailstock guarantee.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Drehmaschine vorgenannten Aufbaus derart auszubilden, daß eine präzise Positionierung des Spindel- bzw. Reitstocks, insbesondere auch bei größeren Verstellwegen, sowie die Zustellung der Reitstockspitze und die Aufrechterhaltung eines Drucks der Reitstockspitze gegen das Werkstück gewährleistet ist.The invention has for its object the lathe to train the aforementioned structure such that a precise Positioning the headstock or tailstock, in particular even with larger adjustment paths, as well as the delivery of the Tailstock tip and maintaining a pressure of Tailstock tip against the workpiece is guaranteed.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Werkzeugmaschine der genannten Art dadurch gelöst, daß für eine positionsgenaue Verschiebebewegung des Stocks ein mit einer numerischen Steuerung wirkverbundener Spindel-Mutter-Trieb vorgesehen ist, wobei die Mutter mit dem Kolben der Kolben- Zylindereinheit und deren Zylinder mit dem Gehäuse des Stocks fest verbunden ist, so daß mit dem Gehäuse bei Betätigung der Kolben-Zylindereinheit eine axiale Bewegung relativ zu dem Spindel-Mutter-Trieb ausführbar ist.This object is achieved according to the invention in a machine tool of the type mentioned in that for a positionally accurate movement of the stick with a numerical control of the spindle-nut drive connected with the function is provided, the nut with the piston of the piston Cylinder unit and its cylinder with the housing of the Stocks is firmly connected, so that with the housing Actuation of the piston-cylinder unit an axial movement is executable relative to the spindle-nut drive.

Auf diese Weise sind zwischen dem Gehäuse des Spindel- bzw. Reitstocks und dem Maschinenbett zwei Verstellantriebe vorgesehen, die je nach Einsatzart der Maschine unterschiedlich ansteuerbar sind. Wenn beispielsweise ein bereits einseitig bearbeitetes Werkstück mit Hilfe des bewegbaren Spindelstocks von dem anderen Spindelstock übernommen und der Weiterverarbeitung zugeführt werden soll, kann mit dem Spindel-Mutter-Trieb eine schnelle und äußerst präzise Verschiebung des bewegbaren Spindelstocks erreicht werden.In this way, between the housing of the spindle or Tailstock and the machine bed two adjustment drives provided, which vary depending on the type of use of the machine are controllable. For example, if one is already one-sided machined workpiece using the movable headstock taken from the other headstock and the Further processing can be supplied with the Spindle-nut drive a fast and extremely precise Movement of the movable headstock can be achieved.

Wird der bewegbare Stock als Reitstock verwendet, kann dieser über den Spindel-Mutter-Trieb in eine vorprogrammierte Position axial verschoben werden, wobei sein Gehäuse anschließend durch Betätigung der Kolben-Zylinder-Einheit eine zusätzliche, hydraulisch betätigte axiale Bewegung ausführt, bis die Reitstockspitze mit dem Werkstück in Anlage kommt, so daß dieses während der Bearbeitung radial und axial abgestützt ist. Dabei werden die axialen Kräfte durch den Spindel-Mutter-Trieb direkt aufgenommen und abgeleitet, so daß eine Klemmung des Gehäuses auf der Führung nicht notwendig ist, wodurch der konstruktive Aufwand verringert ist.If the movable stick is used as a tailstock, can this via the spindle-nut drive into a pre-programmed Position to be moved axially, being his housing then by actuating the piston-cylinder unit an additional, hydraulically operated axial movement executes until the tailstock tip with the workpiece in System comes so that this radially during processing and is axially supported. The axial forces directly absorbed by the spindle-nut drive and derived so that a clamp of the housing on the Leadership is not necessary, making the constructive Effort is reduced.

Aus dem Prospekt "INDEX GFG 250, GU 800, GU 1400" der INDEX- Werke ist ein Drehautomat bekannt, dessen Reitstock ausschließlich für die Abstützung von längeren Werkstücken bestimmt ist. Die Reitstockspitze ist in einer axial hydraulisch verschiebbaren Reitstockpinole aufgenommen, deren Zustellkraft steuerbar ist. Eine wahlweise Anordnung und Verwendung zweier Spindelstöcke alternativ zu der Ausbildung mit einem Spindelstock und einem Reitstock ist nicht möglich. Eine zweite angetriebene Spindel ist nicht vorgesehen. Das Reitstockgehäuse ist zwar auf dem Maschinenbett entlang einer Führungsbahn axial verschiebbar, jedoch weist der Reitstock keinen eigenen Antrieb auf. Zur Verschiebung wird das Reitstockgehäuse über einen Kupplungsbolzen an den Werkzeugschlitten angekuppelt, der auf einer von der Reitstockführung unabhängigen zweiten Führungsbahn bewegt wird. Ist die Arbeitsstellung erreicht, wird der Kupplungsbolzen außer Eingriff gebracht und das Reitstockgehäuse in bekannter Weise auf seiner Führungsbahn hydraulisch geklemmt. Die Ausbildung zweier unterschiedlicher Verstellmechanismen für das Gehäuse des verschiebbaren Spindel- bzw. Reitstocks im erfindungsgemäßen Sinne ist nicht vorgesehen.From the brochure "INDEX GFG 250, GU 800, GU 1400" of the INDEX- Works a lathe is known, the tailstock of which is exclusive for supporting longer workpieces is determined. The tailstock tip is axially hydraulic sliding tailstock quill added, whose Delivery worker is controllable. An optional arrangement and Use of two headstocks as an alternative to the training with a headstock and tailstock is not possible. A second driven spindle is not provided. The tailstock housing is along the machine bed a guideway axially displaceable, however, the Tailstock does not have its own drive. To postpone the tailstock housing is attached via a coupling bolt coupled the tool slide, which on one of the Tailstock guidance independent second guideway moves becomes. When the working position is reached, the coupling pin disengaged and the tailstock housing in known hydraulically clamped on its track. The formation of two different adjustment mechanisms for the housing of the sliding spindle or tailstocks in the sense of the invention is not provided.

Die CH 2 51 948 zeigt eine entlang einer Führung verschiebbare Reitstockpinole für eine Werkzeugmaschine. Die Anstellbewegung der Reitstockspitze an das Werkstück erfolgt durch die Verschiebung der Reitstockpinole. Die Pinole kann durch manuelles Betätigen eines Mutter-Spindel-Triebs und/oder durch pneumatische oder hydraulische Beaufschlagung eines Kolbens verschoben und mittels einer Klemmvorrichtung in ihrer Lage gesichert werden. Ein solcher konstruktiver Aufbau ist auf die gattungsgemäße Werkzeugmaschine, wie sie in der DE 35 37 927 A1 gezeigt ist, nicht übertragbar, da bei der Werkstückübergabe zwischen zwei Spindelstöcken eine Bewegung des Stockgehäuses entlang dem Maschinenbett notwendig ist. CH 2 51 948 shows a slidable along a guide Tailstock quill for a machine tool. The queuing movement the tailstock tip to the workpiece takes place through the displacement of the tailstock quill. The quill can pass through manual actuation of a nut-spindle drive and / or by pneumatic or hydraulic actuation of a Piston shifted and by means of a clamping device be secured in their position. Such a constructive Structure is based on the generic machine tool, such as it is shown in DE 35 37 927 A1, not transferable, because when the workpiece is transferred between two headstocks a movement of the stick housing along the machine bed necessary is.

Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt und nachfolgend beschrieben.The invention is in the drawings for example shown and described below.

Es zeigen:Show it:

Fig. 1 Eine vereinfachte Seitenansicht der Drehmaschine mit zwei Spindelstöcken. Fig. 1 A simplified side view of the lathe with two headstocks.

Fig. 2 Eine Variante von Fig. 1, wobei ein Spindelstock als Reitstock ausgerüstet ist. Fig. 2 shows a variant of Fig. 1, wherein a headstock is equipped as a tailstock.

Fig. 3 Einen Längsschnitt des Spindel-Mutter-Triebes für die Verschiebung des zweiten Spindelstockes. Fig. 3 shows a longitudinal section of the spindle-nut drive for the displacement of the second headstock.

Die in der Fig. 1 gezeigte Drehmaschine mit zwei Werk stückspindeln ist vorzugsweise als Drehbearbeitungszen trum für Dreh-, Bohr- und Fräsbearbeitung ausgebildet.The lathe shown in Fig. 1 with two workpiece spindles is preferably designed as a turning center for turning, drilling and milling.

Auf einem Maschinenbett 1 ist ein Spindelstock 2 ortsfest angeordnet. In dem Spindelstock 2 ist eine Spindel 3 mit einem Spannfutter 4 drehbar gelagert. Am Maschinenbett 1 sind zwei zur Drehachse der Spindel 3 parallele Führungs bahnen 5 und 6 angeordnet, von denen die erste Führungsbahn 5 für einen axial verschiebbaren Spindelstock 7 vorgesehen ist, wobei dessen drehbare Spindel 8 koaxial zu der Spindel 3 angeordnet ist.A headstock 2 is arranged in a stationary manner on a machine bed 1 . A spindle 3 with a chuck 4 is rotatably mounted in the headstock 2 . On the machine bed 1 two parallel to the axis of rotation of the spindle 3 guide tracks 5 and 6 are arranged, of which the first guide track 5 is provided for an axially displaceable headstock 7 , the rotatable spindle 8 being arranged coaxially to the spindle 3 .

Auf der an der Rückseite des Maschinenbettes 1 angeordneten zweiten Führungsbahn 6 ist ein Längsschlitten 9 angeordnet, der Kreuzschlitten 10, 11 für eine Werkzeugeinrichtung 12 trägt. Die Werkzeugeinrichtung 12 ist am Kreuzschlitten 11 um eine Achse 13 schwenkbar befestigt und zur wahlweisen Aufnahme von feststehenden Werkzeugen, wie z.B. Drehstähle oder Bohrstangen oder für rotierende Werkzeuge, wie z.B. Fräser, Bohrer usw. ausgebildet.A longitudinal slide 9 , which carries cross slides 10 , 11 for a tool device 12, is arranged on the second guide track 6 arranged on the rear side of the machine bed 1 . The tool device 12 is fastened to the cross slide 11 so as to be pivotable about an axis 13 and is designed to selectively hold stationary tools, such as, for example, turning tools or boring bars or for rotating tools, such as, for example, milling cutters, drills, etc.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist die Spindel 8 des verschiebbaren Spindelstockes 7 ebenfalls mit einem Spannfutter 14 verse hen. Nach der Bearbeitung des im Spannfutter 4 des orts festen Spindelstockes 2 eingespannten Werkstückes 15 wird der verschiebbare Spindelstock 7 so weit verschoben, daß das Spannfutter 14 das Werkstück 15 an der bearbeiteten Seite erfassen und festspannen kann. Das Werkstück 15 kann dann in einer zurückgefahrenen Arbeitsstellung des Spindel stockes 7 fertig bearbeitet werden. As shown in Fig. 1, the spindle 8 of the sliding headstock 7 is also hen with a chuck 14 verses. After machining the workpiece 15 clamped in the chuck 4 of the stationary headstock 2 , the displaceable headstock 7 is displaced so far that the chuck 14 can grasp and clamp the workpiece 15 on the machined side. The workpiece 15 can then be finished in a retracted working position of the spindle stock 7 .

Sollen Wellenteile bzw. längere Werkstücke 15a bearbeitet werden, so wird, wie aus der Fig. 2 ersichtlich, der ver schiebbare Spindelstock 7 als Reitstock 7a verwendet. Hier für wird in die Aufnahme der Spindel 8 eine Reitstockspitze 16 eingesetzt. Vorzugsweise wird hierfür eine in Wälzlagern gelagerte, axial festgelegte Reitstockspitzen-Halterung in die gegen Drehen gehaltene Spindel 8 eingesetzt oder am Ge häuse 17 befestigt.Shaft parts or longer workpieces 15 a are processed, as can be seen from FIG. 2, the ver sliding headstock 7 is used as tailstock 7 a. A tailstock tip 16 is inserted into the spindle 8 for this purpose. For this purpose, an axially fixed tailstock holder mounted in roller bearings is preferably inserted into the spindle 8 held against rotation or attached to the housing 17 .

Fig. 3 zeigt den Antrieb für die Verschiebebewegung des Spindelstockes 7, welcher als Spindel-Mutter-Trieb 20 aus gebildet ist. Vorzugsweise ist dieser Trieb als Kugelum laufspindelantrieb ausgebildet, wobei die Spindel 21 in am Maschinenbett 1 befestigten Lagerböcken 22, 23 mittels den Lagern 24 und 25 drehbar gelagert ist. Fig. 3 shows the drive for the displacement movement of the headstock 7 , which is formed as a spindle-nut drive 20 from. This drive is preferably designed as a ball screw drive, the spindle 21 being rotatably mounted in bearing blocks 22 , 23 fastened to the machine bed 1 by means of the bearings 24 and 25 .

Die Spindel ist mittels eines mit einer Bremse versehenen regelbaren Elektro-Motors 26, vorzugsweise eines AC-Motors über einen Zahnriementrieb 27 und eine Sicherheits-Rutsch kupplung 28 antreibbar. Die Mutter 29 ist an dem als Schlitten ausgebildeten Gehäuse 17 drehfest, aber axial verschiebbar in einer Führung 30 gehalten und fest mit einem Kolben 32 einer Kolben-Zylinder-Einheit 31 ver bunden. Der Zylinder 33 ist fest mit dem Gehäuse 17 ver bunden, wobei der Hub des Kolbens 32 durch die beiden An schlagflächen 34 und 35 begrenzt ist. Der Zylinder 33 ist mit einem Druckmedium, vorzugsweise Hydraulik-Öl beauf schlagbar, wodurch das Gehäuse 17 zusätzlich zur Verschie bung mittels des Spindel-Mutter-Triebes 20, je nach Beauf schlagung der Zylinderräume 33a, 33b in beiden Richtungen verschiebbar ist. The spindle is driven by a brake provided with a controllable electric motor 26 , preferably an AC motor via a toothed belt drive 27 and a safety slip clutch 28 . The nut 29 is held on the housing 17 designed as a slide in a rotationally fixed but axially displaceable manner in a guide 30 and is firmly connected to a piston 32 of a piston-cylinder unit 31 . The cylinder 33 is fixedly connected to the housing 17 , the stroke of the piston 32 being limited by the two contact surfaces 34 and 35 . The cylinder 33 can be struck with a pressure medium, preferably hydraulic oil, whereby the housing 17 can be displaced in both directions in addition to the displacement by means of the spindle-nut drive 20 , depending on the impingement of the cylinder spaces 33 a, 33 b.

Zum Zustellen der Reitstockspitze 16 zum Werkstück 15a wird das Gehäuse 17 bei drucklosem Zylinderraum 33a durch den Spindel-Mutter-Antrieb 20 bis kurz vor das Werkstück an gefahren, wobei das Gehäuse 17 durch den an der Anschlag fläche 34 anliegenden Kolben 32 zum Werkstück verschoben wird. Anschließend wird die Zentrierspitze durch Verschie bung des Gehäuses 17 gegen das Werkstück 15a gedrückt, was durch Beaufschlagung des Zylinderraumes 33a mit dem Druck medium geschieht.To deliver the tailstock 16 to the workpiece 15 a housing is driven 17 with a pressureless cylinder chamber 33 a by the spindle-nut drive 20 until shortly before the workpiece, the housing 17 through the surface on the stop 34 adjacent piston 32 to the workpiece is moved. Subsequently, the centering point is pressed by shifting the housing 17 against the workpiece 15 a, which is done by acting on the cylinder space 33 a with the pressure medium.

Das Verfahren des als Reitstock verwendeten Spindelstockes 7 kann auch anders erfolgen. Hierbei ist im Zylinderraum 33a immer ein Druckmedium vorhanden, so daß, wie in Fig. 3 dargestellt, der Kolben 32 an der rechten Anschlagfläche 35 des Zylinders 33 anliegt. Die Verschiebung des Gehäuses 17 mittels der Mutter 29 erfolgt dann über das zwischen dem Kolben 32 und der Anschlagfläche 34 befindliche Druckme dium, wobei bei Erreichen eines eingestellten Druckes für das Medium entsprechend dem Anpreßdruck und nach Erreichen eines festgelegten Weges der Reitstockspitze der Spindelan trieb abgestellt und durch den Bremsmotor 26 blockiert wird.The headstock 7 used as a tailstock can also be moved differently. In this case, a pressure medium is always present in the cylinder space 33 a, so that, as shown in FIG. 3, the piston 32 bears against the right stop surface 35 of the cylinder 33 . The displacement of the housing 17 by means of nut 29 is then performed via the left between the piston 32 and the stop surface 34 Druckme dium, wherein parked a set pressure for the medium in accordance with the contact pressure and, after reaching a defined path of the tailstock of the spindle drive driven upon reaching and is blocked by the brake motor 26 .

Auch beim Verfahren des Spindelstockes 7 und der Übernahme eines Werkstückes 15 vom Spindelstock 2 auf den Spindel stock 7 für dessen beidseitige Bearbeitung wird vorzugs weise der vorgängig beschriebene Arbeitsablauf vorgesehen, wobei durch das Druckmedium in der Kolben-Zylinder-Einheit 31 geringe Maßdifferenzen der Werkstücke bei der auf An schlag erfolgenden Übernahme durch das Spannfutter 14 aus geglichen werden. Even when moving the headstock 7 and taking over a workpiece 15 from the headstock 2 on the headstock 7 for its double-sided processing, the previously described workflow is preferably provided, with 31 small dimensional differences of the workpieces due to the pressure medium in the piston-cylinder unit the on takeover take over by the chuck 14 be compensated for.

Beim Zurückfahren des Spindelstockes 7 in die Arbeitsstel lung wird das Gehäuse 17 mittels des Spindel-Mutter-Triebes 20 bis zu einem einstellbaren Festanschlag 36 verschoben, an welchem es mit einer Anlagefläche 37 mittels des im Zylinderraum 33a wirkenden Mediumdruckes fest angedrückt wird. Dadurch ist der Spindelstock 7 während der Bearbei tung des Werkstückes 15 kraftschlüssig mit dem Maschinen bett 1 verbunden.When the headstock 7 moves back into the working position, the housing 17 is moved by means of the spindle nut drive 20 to an adjustable fixed stop 36 , at which it is firmly pressed with a contact surface 37 by means of the medium pressure acting in the cylinder space 33 a. As a result, the headstock 7 is non-positively connected to the machine bed 1 during the machining of the workpiece 15 .

Die Spindel 21 ist mit einem Drehmeßgeber 38 verbunden, wobei dieser und der Elektro-Bremsmotor 26 mit einer numerischen Steuerung der Werkzeugmaschine wirkverbunden ist.The spindle 21 is connected to a rotary encoder 38 , this and the electric brake motor 26 being operatively connected to a numerical control of the machine tool.

Claims

1. Lathe with two axially opposite main spindles ( 3, 8 ), one of which is arranged in a displaceable, housing ( 17 ) having a stock ( 7, 7 a), which is optionally available as a headstock ( 7 ) or as a tailstock ( 7 a) can be used and can perform an infeed movement by means of a piston-cylinder unit ( 31 ), characterized in that a spindle-nut drive ( 20 ) which is operatively connected to a numerical control is provided for a positionally accurate displacement movement of the stick ( 7, 7 a) , The nut ( 29 ) with the piston ( 32 ) of the piston-cylinder unit ( 31 ) and the cylinder ( 33 ) with the housing ( 17 ) of the stick ( 7, 7 a) is fixedly connected, so that with the housing ( 17 ) when the piston-cylinder unit ( 31 ) is actuated, an axial movement relative to the spindle-nut drive ( 20 ) can be carried out.

2. Lathe according to claim 1, characterized in that the nut ( 29 ) of the spindle-nut drive ( 20 ) on the housing ( 17 ) is non-rotatably, but axially displaceably guided.

3. Lathe according to claim 1 or 2, characterized in that the spindle-nut drive ( 20 ) is designed as a ball screw, by means of a controllable electric motor ( 26 ) with a brake with the interposition of a safety slip clutch ( 28 ) and a rotation -Measuring device ( 38 ).

4. Lathe according to one of claims 1 to 3, characterized in that the stroke of the piston-cylinder unit ( 31 ) is limited by two fixed stops ( 34 , 35 ).