DE3941480A1 - Mehrstationen-werkzeugmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Mehrstationen-Werkzeug­ maschine mit einem an einem Maschinengestell um eine ortsfeste Schaltachse drehbar gelagerten und durch einen Schrittantrieb schrittweise weiterschaltbaren Werkstückträger, auf dem Spannvorrichtungen für Werk­ stücke angeordnet sind und der in einzelnen Arbeits­ stationen entsprechenden Winkelstellungen ortsfest verriegelbar ist, sowie mit zumindest einem dem Werk­ stückträger zugeordneten und in einer Arbeitsstation an dem Maschinengestell gelagerten Werkzeugrevolver, der einen an einem Lagerteil um eine Revolverachse drehbar gelagerten und mittels eines Revolver- Schrittantriebes schrittweise weiterschaltbaren sowie gegen das Lagerteil lagefest verriegelbaren Revolverkopf aufweist, in dem wenigstens zwei je­ weils mit Werkzeugaufnahme- und/oder -kupplungs­ mitteln versehene, während eines Bearbeitungsvor­ ganges angetriebene Arbeitsspindeln drehbar ge­ lagert sind, denen ihren Antrieb bewirkende An­ triebsmittel zugeordnet sind, wobei die Arbeits­ spindeln durch den Revolver-Schrittantrieb in einer Schaltbewegung wahlweise von einer Arbeits­ stellung in eine nächstfolgende überführbar sind.

Aus der DE-PS 27 55 755 ist eine Mehrstationen- Werkzeugmaschine in Gestalt eines sogenannten Mehrwege-Rundtransferautomaten bekannt, der ein, gegebenenfalls auf einem Maschinenfuß aufgesetztes, im wesentlichen käfigartiges, einteiliges, steifes Maschinengestell aufweist, in dem ein um eine vertikale Schaltachse drehbar gelagerter Werkstück­ träger angeordnet ist, der an dem oberen Wandteil des käfigartigen Maschinengestells aufgehängt ist. Die in Spannvorrichtungen am Umfang des Werkstück­ trägers gespannten Werkstücke werden in den ein­ zelnen Arbeitsstationen von Bearbeitungseinheiten bearbeitet, die ihrerseits in den entsprechenden Wandteilen des Maschinengestells gelagert sind. Dabei sind in der Regel in den einzelnen Arbeits­ stationen mehrere solcher Bearbeitungseinheiten vorgesehen, deren jeweils eine drehbar gelagerte Arbeitsspindel aufweisende Pinolen bezüglich des Werkstückträgers derart ausgerichtet sind, daß die zugeordneten Werkzeuge jeweils in der richtigen Eingriffsrichtung zu dem gerade bearbeiteten Werk­ stück stehen.

Insbesondere bei Bearbeitungsvorgängen, die eine größere Anzahl aufeinanderfolgender Bearbeitungs­ vorgänge in einer Arbeitsstation erforderlich ma­ chen, wäre es unwirtschaftlich oder aus Platz­ gründen nicht möglich, für jeden Bearbeitungsvor­ gang eine eigene Bearbeitungseinheit mit zugeord­ neter Vorschubeinrichtung etc. vorzusehen. Es ist deshalb in der Praxis bekannt, bei solchen Mehr­ stationen-Werkzeugmaschinen an wenigstens einer Arbeitsstation einen Werkzeugrevolver einzusetzen, der es erlaubt, an dem in dieser Arbeitsstation gerade bearbeiteten Werkstück aufeinanderfolgend mehrere Bearbeitungsvorgänge vorzunehmen, wobei gegebenenfalls gleichzeitig das Werkstück auch von anderen in dieser Arbeitsstation vorhandenen Bearbeitungseinheiten bearbeitet werden kann. So können z. B. in der Arbeitsstation mehrere Ne­ benarbeitsoperationen mittels des Werkzeugrevolvers durchgeführt werden, während in der gleichen Station mit den einspindeligen Bearbeitungseinheiten Haupt­ bearbeitungsoperationen zur Ausführung kommen.

Um eine hohe Leistungsfähigkeit zu gewährleisten, muß die Maschine mit sehr kurzen Taktzeiten ar­ beiten. Werden nun in einer Arbeitsstation bspw. neben einer von einer einspindeligen Bearbeitungs­ einheit ausgeführten, die Taktzeit bestimmenden Hauptbearbeitungsoperation mittels eines Werkzeug­ revolvers mehrere Nebenbearbeitungsoperationen durchgeführt, so muß in der Regel sichergestellt sein, daß alle Nebenbearbeitungsoperationen mit der Hauptbearbeitungsoperation abgeschlossen sind, um eine Verlängerung der Taktzeit und damit eine Verringerung der Leistung der Maschine zu ver­ meiden. Für den mit mehreren Werkzeugen bestückten Werkzeugrevolver bedeutet das, daß ihm beim Um­ schalten von einem in Eingriff befindlichen Werk­ zeug auf das nächstfolgende Werkzeug nur eine kurze Span-zu-Spanzeit (Summe aller Nebenzeiten) zur Ver­ fügung steht. Bei den heute gebräuchlichen Werkzeug­ revolvern ist diese Span-zu-Spanzeit verhältnismäßig lang, mit der Folge, daß die Anzahl der von den Werk­ zeugen des Werkzeugrevolvers an dem in einer Arbeits­ station stehenden Werkstück mit Rücksicht auf die Takt­ zeit des Werkstückträgers wirtschaftlich vornehmbaren Bearbeitungsoperationen beschränkt ist.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Mehrstationen- Werkzeugmaschine mit einem Werkzeugrevolver zu schaf­ fen, der sich durch eine sehr kurze Span-zu-Span­ zeit auszeichnet und es damit erlaubt, wesentlich mehr Bearbeitungsvorgänge pro Arbeitsstation ohne Herabsetzung der Leistung der Maschine durchzuführen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Mehrstationen-Werkzeugmaschine erfindungsgemäß da­ durch gekennzeichnet, daß die Arbeitsspindeln des Werkzeugrevolvers mit den Antriebsmitteln auch während der Schaltbewegung des Revolverkopfes in Antriebsver­ bindung gehalten sind und daß Änderungen der Drehzahl und/oder der Drehrichtung der Arbeitsspindeln ge­ steuert von einer den Antriebsmitteln zugeordneten Steuereinrichtung nach Beendigung des jeweils vor­ hergehenden Bearbeitungsvorganges eingeleitet und spätestens vor dem Beginn des nächstfolgenden Be­ arbeitungsganges abgeschlossen werden.

Bei dieser Ausbildung und Steuerung des Werkzeug­ revolvers werden alle Werkzeuge nicht nur während des jeweiligen Bearbeitungsvorganges, sondern auch während der Schaltbewegungen des Revolverkopfes angetrieben. Änderungen der Drehzahl und/oder gegebenenfalls der Drehrichtung, wie sie beim Über­ gang von der Bearbeitung mit einem Werkzeug zu der Bearbeitung mit dem nächstfolgenden Werkzeug häufig erforderlich sind, erfolgen insbesondere während der Zeitspanne, während der der Revolverkopf seine Schaltbewegung von dem einen Werkzeug zu dem nächst­ folgenden ausführt, wobei gleichzeitig auch die Nebenzeiten ausgenutzt werden können, die erforder­ lich sind, um das jeweilige Werkzeug aus seiner Ar­ beitsstellung in die Ausgangsstellung zurückzuführen, sowie um das nächstfolgende Werkzeug aus dessen Aus­ gangsstellung in die Arbeitsstellung vorzufahren. Erfordert der Übergang von dem einen Werkzeug zu dem nächstfolgenden Werkzeug lediglich eine Änderung der Geschwindigkeit der zugeordneten Arbeitsspindeln, so kann diese nunmehr sehr kurzzeitig erfolgen, weil die Arbeitsspindeln nicht vorübergehend stillgesetzt werden, wie dies bei bekannten Werkzeugrevolvern bisher der Fall war.

Bei diesen herkömmlichen Werkzeugrevolvern wird näm­ lich immer nur das gerade eine Arbeitsoperation aus­ führende Werkzeug mit seiner Arbeitsspindel ange­ trieben, während die anderen Arbeitsspindeln von den Antriebsmitteln abgekuppelt sind. Vor der Ein­ leitung einer Schaltbewegung des Revolverkopfes wird deshalb die gerade in der Arbeitsstellung stehende Arbeitsspindel nach der Rückführung in ihre Ausgangsstellung zunächst stillgesetzt und von den Antriebsmitteln abgekuppelt, worauf der Revolverkopf seine Schaltbewegung ausführt und sodann die nächstfolgende Arbeitsspindel mit den Antriebs­ mitteln gekuppelt wird, bevor sie mit ihrem Werk­ zeug in die Arbeitsstellung vorfährt.

Die neue Mehrstationen-Werkzeugmaschine erlaubt es, für den Werkzeugrevolver eine extrem kurze Span-zu- Spanzeit zu erzielen, die - um ein Beispiel zu geben - anstelle von 4,5 sek. beim Stand der Technik unter vergleichbaren Umständen nunmehr lediglich ca. 1,0 sek. beträgt. Als Folge dieser wesentlichen Verkürzung der Span-zu-Spanzeiten können eine entsprechend größere Anzahl von Bearbeitungsvorgängen in dieser Arbeits­ station vorgenommen werden, ohne daß dadurch die durch die von den anderen in dieser Arbeitsstation vorhandenen Hauptbearbeitungseinheiten vorgegebene Taktzeit des Werkstückträgers verlängert würde. Die neue Mehrstationen-Werkzeugmaschine weist deshalb für ihre Werkstücke nur sehr kurze Verweilzeiten pro Arbeitsstation auf.

In einer bevorzugten praktischen Ausführung weist der Werkzeugrevolver eine drehbar gelagerte Antriebs­ welle auf, die mit Einrichtungen zur Antriebsver­ bindung mit den Antriebsmitteln versehen ist, wobei die Arbeitsspindeln über Getriebe mit der Antriebs­ welle dauernd gekuppelt sind.

Der Werkzeugrevolver kann mit Vorteil auf einer Pinole angeordnet sein, die in dem Maschinengestell längs­ verschieblich gelagert ist und durch die eine mit einer Antriebsquelle gekuppelte Welle verläuft, welche mit der erwähnten Antriebswelle in dem Werk­ zeugrevolver über Getriebemittel gekuppelt ist.

Alternativ kann der Werkzeugrevolver auch auf einer Schlitteneinheit angeordnet sein, die es erlaubt, den Werkzeugrevolver in der X-, Y- und Z-Achse zu verfahren.

Insbesondere hinsichtlich der Platzverhältnisse in dem Arbeitsraum des Maschinengestells hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn der Werkzeugrevolver ein Sternrevolver ist, wobei die Arbeitsspindeln mit den Antriebsmitteln über Zahnrad-Winkelgetriebe ge­ kuppelt sind, die mit einem mit der Antriebswelle in dauernder Antriebsverbindung stehenden gemein­ samen Antriebszahnrad in Dauereingriff stehende Antriebsritzel aufweisen.

Der Revolverkopf und das Lagerteil des Werkzeug­ revolvers weisen zusammenwirkende Verriegelungs­ mittel auf, die häufig durch eine Axialverzahnung (Hirth-Verzahnung) oder durch Index-Bolzen oder dergl. gebildet sind und die dazu dienen, den Re­ volverkopf auf dem Lagerteil während der Bear­ beitungsvorgänge in exakter vorbestimmter Aus­ richtung lagefest zu fixieren. Es ergeben sich nun besonders einfache konstruktive Verhältnisse, wenn die Verriegelungsmittel durch eine axiale Stellbewegung der Antriebswelle oder eines durch diese verlaufenden Stellorgans ver- und entriegel­ bar ausgebildet sind, wobei die Antriebswelle oder das Stellorgan mit einer ihr bzw. ihm eine Axial­ bewegung erteilenden Stellvorrichtung gekuppelt ist. Im übrigen kann die Anordnung derart getroffen sein, daß der Revolverkopf an dem Lagerteil um die Revol­ verachse drehbar sowie axial begrenzt verschieblich gelagert ist und daß die Antriebswelle oder das Stellorgan mit dem Revolverkopf in Achsrichtung gekuppelt ist. Die Stellvorrichtung selbst kann endlich einen mit der Antriebswelle oder dem Stellorgan gekuppelten Druckmediumzylinder auf­ weisen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Mehrstationen-Werkzeugmaschine gemäß der Erfindung, in einer Seitenansicht, teilweise im axialen Schnitt und in schematischer Dar­ stellung,

Fig. 2 eine mit einem Werkzeugrevolver in Form eines Sternrevolvers ausgerüstete Bearbeitungsein­ heit der Werkzeugmaschine nach Fig. 1, in einer Seitenansicht und in einem anderen Maßstab,

Fig. 3 die Pinole, die Antriebsquelle für die Werk­ zeuge sowie die Pinolenlagerteile des Werkzeug­ revolvers nach Fig. 2, im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht und in einem anderen Maß­ stab,

Fig. 4 den Werkzeugrevolver der Mehrstationen-Werkzeug­ maschine nach Fig. 1, im axialen Schnitt, in einer Seitenansicht und in einem anderen Maß­ stab, und

Fig. 5 den Werkzeugrevolver nach Fig. 4, im Ausschnitt und in einer vereinfachten entsprechenden Schnitt­ darstellung, in einem anderen Maßstab.

Die in Fig. 1 dargestellte Mehrstationen-Werkzeug­ maschine weist ein Maschinengestell 1 auf, das als Schweißkonstruktion nach Art eines geschlossenen starren Käfigs ausgebildet ist, der in Arbeits­ höhe auf einen zentralen Fuß 2 aufgesetzt ist, dessen Innenraum mit einer zentralen Späneabfuhr­ öffnung 3 im Bodenteil 4 des käfigartigen Maschinen­ gestells 1 verbunden ist.

Das käfigartige Maschinengestell 1 weist eine im Abstand zu der Bodenwand 4 verlaufende parallele scheibenförmige obere Wand 5 auf, die an ihrem Um­ fang über bügelförmige Konstruktionselemente 6 mit der Bodenwand verbunden ist. An der oberen Wand 5 ist ein nach Art einer Scheibe ausgebildeter Werk­ stückträger 7 bei 8 um eine vertikale ortsfeste Schaltachse 9 drehbar gelagert. Er trägt an seinem Umfang bei 10 angedeutete Werkstückspannvorrichtungen und ist mit einem Schaltantrieb 11 gekuppelt, der es erlaubt, den Werkstückträger 7 schrittweise weiterzu­ schalten.

In entsprechende Lagerbüchsen 11 der Wände 4, 5 bzw. der bügelartigen Konstruktionselemente 6 des käfig­ artigen Gestells 1 sind Bearbeitungseinheiten 12 gehaltert, deren in den Innenraum des Maschinenge­ stells 1 von unten, von oben und von der Seite her ragende Arbeitsspindeln mit 120 bezeichnet sind. Jede Bearbeitungseinheit 12 ist mit Antriebseinrichtungen 13 und Vorschubeinrichtungen 14 für ihre in einer Pi­ nole 15 gelagerte Arbeitsspindel 12 versehen.

Auf die Pinole 15 der in Fig. 1 rechts dargestellten Bearbeitungseinheit 12a ist ein Werkzeugrevolver 150 aufgesetzt, der als sogenannter Sternrevolver aus­ gebildet ist und in dem Arbeitsraum des Maschinen­ gestells 1 dem Werkstückträger 7 gegenübersteht, derart, daß jeweils eines seiner Werkzeuge 16 auf das in der entsprechenden Spanneinrichtung 10 ge­ spannte und in dieser Arbeitsstation bearbeitete Werkstück Eingriff nehmen kann. Die Antriebsquelle für die umlaufenden Werkzeuge 16 bildet ein Elektro­ motor 17 der Bearbeitungseinheit 12a, während der Axial­ vorschub der Pinole 15 und damit des Werkzeugrevolvers 150 über eine Vorschubeinrichtung 18 erfolgt, deren bspw. als Arbeitszylinder ausgebildeter Vorschubmotor mit 19 bezeichnet ist.

Wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen, weist der Werkzeugrevolver 150 ein mit der Pinole 15 starr verbundenes Lagerteil 20 auf, an dem ein Revolver­ kopf 21 um eine Revolverachse 22 drehbar gelagert ist. Wie bei einem Sternrevolver üblich, schneidet die Revolverachse 22 die Längsachse 23 der Pinole 15 und des gerade in der Arbeitsstellung befind­ lichen Werkzeugs 16 unter einem spitzen Winkel, der bspw. ca. 52° beträgt. Die Pinole 15 ist in einer in eine entsprechende Öffnung des zugeordneten bügelartigen Konstruktionsteils 6 mit horizontaler Pinolenachse 23 eingesetzten Lagerbuchse 25 längs­ verschieblich gelagert; sie ist mit dem eine lineare Stellbewegung erzeugenden Vorschubmotor 19 starr verbunden, der seinerseits über eine Betätigungsstange 26 mit der Lagerbuchse 25 ge­ kuppelt ist, derart, daß er der Pinole 15 bezüg­ lich der Lagerbuchse 25 eine hin- und hergehende Vorschubbewegung erteilen kann. Eine Führungs­ stange 27, die achsparallel zu der Pinole 15 zwischen einer Tragplatte 28 für den Vorschub­ motor 19 und einer Führungsbuchse 29 an der Lagerbuchse 25 verläuft, bewirkt eine Verdreh­ sicherung für die Pinole 15 bezüglich des Ma­ schinengestells 1.

In der hohlen Pinole 15 ist eine koaxiale Welle 30 in Wälzlager 31, 32 drehbar gelagert, die endseitig über einen Zahnriemen 34 mit dem angeflanschten An­ triebsmotor 17 (Fig. 1, 3) gekuppelt ist. Andernends ist die Welle 30 mit einer formschlüssigen Kupplungs­ einrichtung 33 ausgebildet, in die im zusammengebau­ ten Zustand ein entsprechendes koaxiales Kupplungs­ teil einer Ritzelwelle 34 des Werkzeugrevolvers 150 eingreift, die damit formschlüssig drehfest mit der Welle 30 gekuppelt ist (Fig. 4).

Der Aufbau des Werkzeugrevolvers 150 ist in seinen Einzelheiten insbesondere den Fig. 4 und 5 zu ent­ nehmen:

Das auf die zugewandte Stirnseite der Pinole 15 auf­ gesetzte und mit dieser mittels Spannpratzen 35 starr verbundene Lagerteil 20, dessen Verdrehsicherung durch einen Keil 36 gebildet ist, weist eine Bohrung 37 auf, in die eine über Wälzlager 38 die Ritzelwelle 34 lagernde Büchse 39 eingesetzt ist, die in eine entsprechende Bohrung 40 der Pinole 15 ragt und da­ mit eine lagerichtige Fixierung des Lagerteiles 20 bezüglich der Pinole 15 sicherstellt.

Mit seiner Achse die mit der Pinolenachse 23 zu­ sammenfallende Achse der Bohrung 37 schneidend ist in dem Lagerteil 20 eine Lagerbohrung 41 ausgebildet, in der über eine Lagerbüchse 42 und Wälzlager 43 eine Antriebswelle 44 drehbar aber axial unver­ schieblich gelagert ist. Auf dem über das Lager­ teil 21 vorragenden Teil der Antriebswelle 44 ist seinerseits der Revolverkopf 21 drehbar gelagert, der eine Anzahl Arbeitsspindeln 46 aufweist, von denen in den Figuren lediglich zwei veranschaulicht sind und die in der bei Sternrevolvern bekannten Art sternförmig derart angeordnet sind, daß bei einer Drehung des Revolverkopfes 21 um die Re­ volverachse 22 jeweils eine der Arbeitsspindeln 46 mit ihrem eingesetzten Werkzeug 16 in Bear­ beitungsrichtung (hier horizontal) ausgerichtet ist. Jede der Arbeitsspindeln 46 trägt einenends eine stirnseitig angeordnete, an sich bekannte Werkzeugaufnahme- und -kupplungseinrichtung 47 und an­ dernends ein koaxiales Zahnritzel 45, das drehfest mit ihr verbunden ist. Sie ist über Wälzlager 48 in einer Büchse 49 drehbar und axial unverschieblich gelagert, die in eine entsprechende Aufnahmebohrung 500 des Revolverkopfes 21 eingesetzt ist.

Das Zahnritzel 45 jeder Arbeitsspindel 46 steht unter Ausbildung eines Zahnrad-Winkelgetriebes mit einem gemeinsamen Antriebszahnrad 50 in dauerndem Eingriff, das über einen hohlen Wellenschaft 51 und Wälzlager 52 in einer entsprechenden Lagerbohrung 53 des Revolverkopfes 21 drehbar gelagert ist. In den hohlen Wellenschaft 51 ragt die Antriebswelle 44, die bei 54 über eine Keilverzahnung axial verschieblich aber drehfest mit dem Antriebszahnrad 50 formschlüssig gekuppelt ist. Außerdem ist auf die Antriebswelle 44, in dem Bereich des insoweit mit einer Ausnehmung versehenen Lagerteils 20 liegend, ein Kegelrad 55 aufgesetzt, das durch einen Keil 56 drehfest mit der Antriebswelle 44 verbunden ist und das mit einem auf die Ritzelwelle 34 drehfest aufgesetzten Antriebs­ ritzel 57 in dauerndem Eingriff steht.

Der Revolverkopf 21 ist über ein Gleitlager 58 auf dem Lagerteil 20 drehbar gelagert; er ist gleichzeitig über den die Antriebswelle 44 übergreifenden hohlen Wellenschaft 51 radial geführt. Mit ihm ist ein zu der Revolverachse 22 koaxialer Zahnring 59 starr verbunden, der über eine Stirnverzahnung 60 mit einem Ritzel 61 eines an dem Lagerteil 20 angeflanschten Hydraulik­ motors 63 in Eingriff steht, welcher es erlaubt, dem Revolverkopf 21 eine Schaltbewegung um die Re­ volverachse 22 zu erteilen. An dem Zahnring 59 ist außerdem eine Axialverzahnung 64 vorgesehen, die mit der entsprechenden Axialverzahnung eines an dem Lager­ teil 20 festgeschraubten koaxialen zweiten Zahnringes 65 in Eingriff steht, derart, daß die beiden Zahnringe 59, 65 Verriegelungsmittel bilden, durch die der Re­ volverkopf 21 in seiner jeweiligen Arbeitsstellung exakt lagerichtig und lagefest gegen den Lagerteil 20 verriegelt ist.

Um diese Verriegelung zu lösen, muß der Revolverkopf 21 in Richtung der Revolverachse 22 von dem Lager­ teil 20 soweit abgehoben werden, daß die Axialver­ zahnung 64 außer Eingriff kommt. Bei dieser Abhebe­ bewegung des Revolverkopfes 21 führt die Stirnver­ zahnung 60 des Zahnringes 59 eine entsprechende axiale Relativbewegung zu dem ebenfalls geradver­ zahnten Ritzel 61 aus, ohne daß dadurch die Eingriffs­ verhältnisse verändert würden.

Um diese Abhebebewegung zu erzeugen, ist auf die die Antriebswelle 44 lagernde Buchse 42 stirn­ seitig ein Hydraulikzylinder 66 (Fig. 4) aufge­ setzt, dessen Zylinderraum einen Kolben 67 ent­ hält, welcher mit einer ein Stellorgan bildenden Stange 68 axial unverschieblich verbunden ist, die ihrerseits durch die hohle Antriebswelle 44 verläuft und anderenends über eine auf den Revolverkopf 21 auf­ geschraubte Druckplatte 70 mit diesem drehfest sowie derart verbunden ist, daß ihre Axialbewegung auf den Revolverkopf 21 übertragen wird. Zu diesem Zwecke weist die Stange 68 eine Ringschulter 71 auf, mit der sie sich gegen die mit einer entsprechenden Durchgangsbohrung versehene Druckplatte 70 bei einer im Sinne des Abhebens des Revolverkopfes 21 von dem Lagerteil 20 gerichteten Axialbewegung abstützen kann, während andererseits auf ihr über die Druckplatte 70 vorragendes Endteil ein Klemm­ ring 72 aufgesetzt ist, über den die Stange 68 bei einer entgegengesetzt gerichteten Axialbewegung den Revolverkopf 21 zu dem Lagerteil 20 herzieht. Bei dieser zuletzt genannten Bewegung, die der Ver­ riegelung des Revolverkopfes 21 entspricht, wird die Axialverzahnung bei 64 in Eingriff gezogen. Ein in den Klemmring 72 eingesetzter Sicherungsstift 73 be­ wirkt die drehfeste Kupplung der Stange 68 mit dem Revolverkopf 21. Die Winkelstellung der Stange 68 bezüglich des Lagerteils 20 ist damit auch kenn­ zeichnend für die jeweilige Schaltstellung, die der Revolverkopf 21 einnimmt. Das in Fig. 4 untere Ende der Stange 68 ist deshalb aus dem Hydraulik­ zylinder 66 herausgeführt; auf dieses Ende ist ein Drehwinkel-Geberelement 75 drehfest aufgesetzt, das von einem nicht weiter dargestellten Sensor abgefühlt wird, der einer Steuereinrichtung der Maschine ein für die jeweilige Winkelstellung des Revolverkopfes 21 kennzeichnendes Signal übermittelt. Gleichzeitig kann dieser Sensor auch ein Signal in diese Steuereinheit einspeisen, das anzeigt, ob der Revolverkopf 21 von dem Lagerteil abgehoben, d. h. ob die Verriegelung zwischen diesen beiden Elementen gelöst oder wirksam ist.

Der insoweit beschriebene Werkzeugrevolver 150 ar­ beitet wie folgt:

Der Antriebsmotor 17 der Bearbeitungseinheit 12a treibt über den Zahnriemen 34 die Welle 30, die Ritzelwelle 34 und das von dem Ritzel 57 sowie dem Kegelrad 55 gebildete Zahnrad-Winkelgetriebe die hohle Antriebswelle 44 an. Da diese über die Keilver­ zahnung 54 drehfest mit dem gemeinsamen Antriebszahn­ rad 50 gekuppelt ist, das mit den Antriebsritzeln 45 aller Arbeitsspindeln in Dauereingriff steht, werden damit alle Arbeitsspindeln 46 und die in deren Werk­ zeugaufnahme- und -spanneinrichtungen 47 eingesetzten Werkzeuge 16 mit der dem jeweiligen Übersetzungsver­ hältnis zwischen dem Antriebszahnrad 50 und dem je­ weiligen Antriebsritzel 45 entsprechenden Drehzahl in Umdrehung versetzt.

Gesteuert von einer Programmsteuerungseinrichtung 76 fährt der Vorschubmotor 19 über die Pinole 15 den Werkzeugrevolver 150 auf das in der zugeordneten Arbeitsstation befindliche Werkstück zu vor, bis das in Arbeitsstellung stehende Werkzeug 16 mit dem Werkstück in Eingriff kommt und dieses bearbeitet. Sowie diese Bearbeitungsoperation abgeschlossen ist, steuert die Steuereinheit 76 den Vorschubmotor 19 um, der über die Pinole 15 den Werkzeugrevolver 150 bei weiterlaufenden Werkzeugen 16 in die in Fig. 1 dar­ gestellte Ausgangsstellung zurückzieht, in der der Werkzeugrevolver seine Schaltbewegung ausführen kann, um ein anderes Werkzeug für den nächstfolgenden Ar­ beitsgang in Arbeitsstellung zu bringen.

Bereits während des Rücklaufes des Revolverkopfes 150 in die Ausgangsstellung gibt die Programmsteuer­ einheit 76 dem Antriebsmotor 17 ein entsprechendes Drehzahländerungssignal, so daß dieser seine Drehzahl entsprechend der für das nächstfolgende Werkzeug er­ forderlichen Betriebsdrehzahl zu ändern beginnt.

Sowie das Werkzeug 16 bei dieser Rücklaufbewegung von dem bearbeiteten Werkstück freigekommen ist, steuert die Programmsteuereinrichtung 76 über geeignete Steuer­ ventile den Hydraulikzylinder 66 an, der die Stange 68 vorschiebt und damit den Revolverkopf 21 von dem Lager­ teil 20 abhebt, so daß die Axialverzahnung 64 außer Eingriff kommt und der Revolverkopf 21 entriegelt wird. Wegen der bei dieser Abhebebewegung mit dem gemeinsamen Antriebszahnrad 50 in Eingriff bleibenden Keilverzahnung 54 bleibt während dieser Abhebebewegung sowie während der anschließenden Schaltbewegung und der darauf folgen­ den Verriegelungsbewegung die Antriebsverbindung zwi­ schen dem Antriebsmotor 17 und allen Arbeitsspindeln 46 erhalten.

Nach dem beschriebenen Lösen der Verriegelung zwischen dem Revolverkopf 21 und dem Lagerteil 20, was über das Geberteil 75 und dessen zugeordneten Sensor der Programmsteuereinrichtung 76 gemeldet wird, steuert diese den Hydraulikmotor 63 an, der nunmehr über sein Ritzel 61 und den Zahnring 59 den Revolverkopf 21 um einen vorgegebenen Winkelwert in die neue Ar­ beitsstellung weiterschaltet. Ist diese erreicht, was über das Geberteil 75 und den diesem zugeordneten Sensor der Programmsteuerungseinrichtung 76 gemeldet wird, so steuert diese den Hydraulikzylinder 66 um, mit der Folge, daß die Stange 68 den Revolverkopf 21 wieder auf das Lagerteil 20 zieht und über die in Eingriff kommende Axialverzahnung 64 mit diesem verriegelt.

Nach dem Abschluß dieses Verriegelungsvorganges er­ hält der Vorschubmotor 19 von der Programmsteuerungs­ einrichtung 76 einen neuen Vorschubbefehl für den Werkzeugrevolver 150.

Während der für die Ausführung der geschilderten Vor­ gänge benötigten Zeit hat der Antriebsmotor 17 die Drehzahl der Antriebswelle 44 und damit aller Arbeits­ spindeln 46 auf den für das nunmehr neu in Eingriff kommende Werkzeug 16 erforderlichen Wert geändert. Diese Drehzahländerung beginnt frühestens, wenn das alte Werkzeug mit dem Werkstück außer Eingriff kommt; sie ist spätestens abgeschlossen zu einem Zeitpunkt, der kurz vor der Eingriffnahme des neuen Werkzeugs mit dem Werkstück liegt. Da alle Arbeitsspindeln 46 während des Schaltvorganges des Revolverkopfes 21 dauernd angetrieben bleiben, steht für die Drehzahl­ änderung, die während dieser Nebenzeiten erfolgt, eine ausreichende Zeitspanne zur Verfügung. Gleiches gilt auch, wenn zufolge von Werkzeugbesonderheiten ein Drehrichtungswechsel der Antriebswelle vorgenommen werden muß, der ebenfalls während der Schaltbe­ wegung des Revolverkopfes 21 erfolgt.

Da alle Arbeitsspindeln 46 des Werkzeugrevolvers 150 somit dauernd angetrieben sind und diese Arbeits­ spindeln 46 teilweise mit sehr hohen Drehzahlen laufen, muß sichergestellt werden, daß die Winkel­ getriebe (50/45) unabhängig von der Schaltbewegung des Revolverkopfes 21 dauernd mit Schmieröl versorgt werden, während andererseits auch die Ölversorgung der Wälzlager 48 der Arbeitsspindeln 46 aufrecht erhalten bleiben muß. Um dies zu gewährleisten, sind besondere Schmierölzuführeinrichtungen vorge­ sehen, die einerseits einen mit dem Lagerteil 20 verschraubten, zu der Revolverachse 22 koaxialen Schmierölverteilerring 80 aufweisen, der mit ent­ sprechenden, zu den Antriebsritzeln 45 hin gerichteten Schmieröldüsen 81 ausgebildet ist und die anderer­ seits besondere Schmierölzufuhrmittel notwendig machen, die es erlauben, Schmieröl, das über ent­ sprechende Schmierölkanäle 82 in deren Lagerteil 20 zugeführt wird, zu entsprechenden Versorgungsein­ richtungen in dem Revolverkopf 21 zu übertragen. Wie insbesondere aus Fig. 5 zu entnehmen, ist in dem Be­ reich außerhalb des Zahnringes 59 auf das Lagerteil 20 ein Zylindergehäuse 83 öldicht aufgesetzt, in dessen mit dem Ölzufuhrkanal 82 in Verbindung stehenden Zylinderraum ein abgedichteter Kolben 84 längsverschieblich gelagert ist, der durch eine Druckfeder 85 mit seiner Stirnfläche gegen eine entsprechende, am Grunde einer koaxialen Nut an­ geordnete Dichtfläche 86 des Revolverkopfes 21 abgedichtet angedrückt ist. Durch den Kolben 84 ver­ läuft ein axialer Schmierölkanal 87, der somit ab­ gedichtet in eine Ringnut 88 des Revolverkopfes 21 mündet, von der aus über seitlich abgehende Schmier­ ölverteilerkanäle 89 die Wälzlager 48 mit Öl ver­ sorgt werden.

In ähnlicher Weise erfolgt bei 90 die abgedichtete Übertragung von Schmieröl oder Kühlflüssigkeit von einem Anschluß 91 in dem Lagerteil 20 zu einem ent­ sprechenden Gewindenippel 92 in dem Revolverkopf 21. Der Zylinder ist hier mit 93 bezeichnet, während der längsverschiebliche Kolben 94 mit einem Durchgangs­ kanal 95 versehen ist.

Bei der beschriebenen Ausführungsform des Werkzeug­ revolvers 150 wird die zur Entriegelung der Axial­ verzahnung 64 erforderliche Abhebebewegung des Re­ volverkopfes 21 durch die durch die hohe Antriebs­ welle 44 verlaufende, als Betätigungsorgan wirkende Stange 68 erzeugt. Grundsätzlich wären auch Aus­ führungsformen denkbar, bei denen die Antriebswelle 44 selbst diese Funktion übernimmt. Dies ist im einzelnen nicht weiter veranschaulicht.

Claims (9)

1. Mehrstationen-Werkzeugmaschine mit einem an einem Maschinengestell um eine ortsfeste Schaltachse drehbar gelagerten und durch einen Schrittantrieb schrittweise weiterschaltbaren Werkstückträger, auf dem Spannvorrichtungen für Werkstücke angeordnet sind und der in einzelnen Arbeitsstationen ent­ sprechenden Winkelstellungen ortsfest verriegel­ bar ist, sowie mit zumindest einem dem Werkstück­ träger zugeordneten und in einer Arbeitsstation an dem Maschinengestell gelagerten Werkzeugrevolver, der einen an einem Lagerteil um eine Revolverachse drehbar gelagerten und mittels eines Revolver- Schrittantriebes schrittweise weiterschaltbaren sowie gegenüber dem Lagerteil lagefest verriegel­ baren Revolverkopf aufweist, in dem wenigstens zwei jeweils mit Werkzeugaufnahme- und/oder -kupplungsmittel versehene, während eines Bear­ beitungsvorganges angetriebene Arbeitsspindeln drehbar gelagert sind, denen ihren Antrieb be­ wirkende Antriebsmittel zugeordnet sind, wobei die Arbeitsspindeln durch den Revolver-Schritt­ antrieb in einer Schaltbewegung wahlweise von einer Arbeitsstellung in eine nächstfolgende Arbeitsstellung überführbar sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Arbeitsspindeln (46) des Werk­ zeugrevolvers (150) mit den Antriebsmitteln (17) auch während der Schaltbewegung des Revolverkopfes (21) in Antriebsverbindung gehalten sind und daß Änderungen der Drehzahl und/oder der Drehrichtung der Arbeitsspindeln (46), gesteuert von einer den Antriebsmitteln (17) zugeordneten Steuereinrichtung (76) nach Beendigung des jeweils vorhergehenden Bearbeitungsvorganges eingeleitet und spätestens vor dem Beginn des nächstfolgenden Bearbeitungs­ vorganges abgeschlossen werden.

2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugrevolver (150) eine drehbar ge­ lagerte Antriebswelle (44) aufweist, die mit Ein­ richtungen zur Antriebsverbindung mit den Antriebs­ mitteln (17) versehen ist und daß die Arbeitsspin­ deln (46) über Getriebe (45/50) mit der Antriebs­ welle (44) dauernd gekuppelt sind.

3. Maschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugrevolver (150) ein Sternrevolver ist und die Arbeitsspindeln (46) mit den Antriebs­ mitteln (17) über Zahnradwinkelgetriebe (45/50; 55/57) gekuppelt sind, die mit einem mit der Antriebs­ welle (44) in dauernder Antriebsverbindung stehen­ dem gemeinsamen Antriebszahnrad (50) in Dauerein­ griff stehende Antriebsritzel (45) aufweisen.

4. Maschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Revolverkopf (21) und das Lager­ teil (20) zusammenwirkende Verriegelungsmittel (64) aufweisen, die durch eine axiale Stellbewegung der Antriebswelle (44) oder eines durch diese verlaufen­ den Stellorgans (68) ver- und entriegelbar ausge­ bildet sind und daß die Antriebswelle (44) oder das Stellorgan (68) mit einer ihr bzw. ihm eine Axial­ bewegung erteilenden Stellvorrichtung (66) gekuppelt ist.

5. Maschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Revolverkopf (21) an dem Lagerteil (20) um die Revolverachse (22) drehbar sowie axial begrenzt verschieblich gelagert ist und daß die Antriebswelle (44) oder das Stellorgan (68) mit dem Revolverkopf (21) in Achsrichtung ge­ kuppelt ist.

6. Maschine nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (66) einen mit der Antriebswelle (44) oder dem Stell­ organ (68) gekuppelten Druckmediumzylinder (66) aufweist.

7. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, da­ durch gekennzeichnet, daß der Werkzeugrevolver (150) auf einer Pinole (15) angeordnet ist, die in dem Maschinengestell (1) längsverschieblich gelagert ist und durch die eine mit den Antriebs­ mitteln (17) gekuppelte Welle (30) verläuft, die mit der Antriebswelle (44) in dem Werkzeugrevolver (21) über Getriebemittel (55, 57) gekuppelt ist.

8. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugrevolver (150) auf einer Schlitteneinheit angeordnet ist, die in der X- und/oder Y- und/oder Z-Achse verfahrbar ist.

9. Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Revolverkopf (21) und das Lagerteil (20) Schmierölversorgungseinrichtungen (82, 81, 89) für die Getriebe (45, 50) und/oder die Lagerung (48) der Arbeitswellen (46) aufweisen und daß zwischen dem Revolverkopf (21) und dem Lagerteil (20) unabhängig von der Schaltbewegung des Revolverkopfes (21) wirksame Schmierölübertra­ gungs- oder -zuführmittel (83 bis 88; 90) abge­ dichtet vorgesehen sind.