EP1807242A1 - Hochflexible werkzeugmaschine mit mehreren werkstückträgern - Google Patents

Hochflexible werkzeugmaschine mit mehreren werkstückträgern

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Publication number
EP1807242A1
EP1807242A1 EP05797380A EP05797380A EP1807242A1 EP 1807242 A1 EP1807242 A1 EP 1807242A1 EP 05797380 A EP05797380 A EP 05797380A EP 05797380 A EP05797380 A EP 05797380A EP 1807242 A1 EP1807242 A1 EP 1807242A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
machine tool
tool according
net
workpiece
processing units
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP05797380A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Baumbusch
Walter Bauer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Witzig and Frank GmbH
Original Assignee
Witzig and Frank GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Witzig and Frank GmbH filed Critical Witzig and Frank GmbH
Publication of EP1807242A1 publication Critical patent/EP1807242A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q7/00—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting
    • B23Q7/14—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines
    • B23Q7/1415—Arrangements for handling work specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, machine tools, e.g. for conveying, loading, positioning, discharging, sorting co-ordinated in production lines with a series disposition of working devices not corresponding with the sequence of the working
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q39/00—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation
    • B23Q39/04—Metal-working machines incorporating a plurality of sub-assemblies, each capable of performing a metal-working operation the sub-assemblies being arranged to operate simultaneously at different stations, e.g. with an annular work-table moved in steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q41/00—Combinations or associations of metal-working machines not directed to a particular result according to classes B21, B23, or B24
    • B23Q41/02—Features relating to transfer of work between machines
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/51—Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling
    • Y10T29/5124—Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling with means to feed work intermittently from one tool station to another
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T483/00—Tool changing
    • Y10T483/16—Tool changing with means to transfer work
    • Y10T483/165—Plural machine tools, e.g., flexible manufacturing

Definitions

  • the invention relates to a machine tool.
  • Such a machine tool is known from DE 43 Ol 393 C2.
  • This machine tool is designed as a rotary transfer machine. It has a work space in which a cross-shaped workpiece carrier is arranged. At the 9. ⁇ surfaces of the arms planet tables are arranged for workpiece holder. The workpiece carrier is rotated in 90 ° increments. The workpieces held on the arms of the workpiece carrier pass through each processing station one after the other.
  • a machining station includes at least one machining unit with at least one machining spindle, to which, for example, milling or drilling tools can be fastened.
  • Machine tool has a cage-like horritus ⁇ space in which a turntable is arranged hanging. These are polygonal edged. He carries on his outside Plane ⁇ tentische. Machining units are arranged around the machine frame, with their angular orientation and
  • training is selected workpiece-specific.
  • DE 43 16 166 B4 discloses a vertical lathe machine which has a first headstock, which is mounted horizontally and vertically on a slide, and a second headstock, which is arranged in a stationary manner on a machine frame.
  • the dormant spin box is associated with a movably arranged tool carrier.
  • the movable headstock is assigned a dormant arranged tool carrier. The guideway of the movable headstock passes by the stationary spindle box, so that workpieces can be transferred in the opposite position.
  • Another flexible lathe is known from DE 199 04 859 Al. This has two triaxially movable, oppositely arranged chuck for a workpiece.
  • the headstocks are also pivotally mounted so as to be able to pivot the axis of rotation from a horizontal saw into a vertical position in which the machining takes place by means of tools which are held in a tool carrier arranged below the spindles.
  • the spindles are in certain
  • Rotary position lockable by shut-down devices All machining operations to be performed on the workpiece must be completed with the tools provided on the tool holder.
  • the machine tool according to the invention has an operating space in which at least two workpiece carriers are arranged. Both workpiece carriers are connected to traversing devices, so that they can be moved at least two-dimensionally in the working space.
  • the traversing devices define traversing ranges that lie in the working space.
  • the traversing ranges of the two workpiece carriers can be determined independently of each other. This means that one workpiece carrier can travel a different path than the other workpiece carrier. Nevertheless, both paths can be set so that each workpiece carrier moves all machining units or only selected machining units in order to have machining operations of the workpiece carried out there. With this concept of mutually independent movement of several tools in a common work space on optionally different paths, a high degree of flexibility is achieved.
  • the path of the relevant workpiece carrier can be programmed ent ⁇ accordingly, so that only a short path through the machine and a short processing time arises. In a rotary transfer machine, the workpiece would have to go through the entire route in any case.
  • the travel ranges of the workpiece carriers can overlap each other completely or partially.
  • a partial overlap is sufficient, wherein the overlapping region preferably includes all but at least one processing position which is defined by a position that can be taken by a processing unit.
  • the traversing devices can be formed by spindle lifting drives, rack drives or preferably at least partially by linear motors.
  • linear motor drives are preferred for longer travel ranges, while short travel ranges can be achieved by motor gear arrangements.
  • the linear motor defines a direction of movement in which several processing devices can be achieved.
  • the engine / transmission devices can be used to effect only short feed movements or the like.
  • the movements of the workpiece carriers are preferably two-dimensional, ie biaxial. Preferably, both lie Movement directions in a common plane, preferably a horizontal plane.
  • the directions of movement of several processing units are preferably arranged in a common plane.
  • the traversing devices can, if necessary, also be provided with a third direction of movement (axis) so that they can perform real 3D movements (spatial movements). While in the first case the travel ranges are defined by areas, in the second case they are defined by the volumes which can be passed through in principle.
  • the workpiece holders can be pivoted about at least one, but preferably about two axes. This makes a true five-axis five-sided machining of every workpiece possible.
  • the workpiece carriers can be provided with an automatic tensioning device. This makes it possible, in particular by overlapping the traversing areas, to transfer workpieces in the working space from one workpiece carrier to another workpiece carrier. By this measure, a true six-side machining can be achieved, with no manual re-clamping of the workpiece is required. The workpiece does not have to be moved out of the working space for re-clamping. This measure thus provides maximum flexibility. The production-related restrictions with regard to the machine tool to be observed in the design of workpieces are reduced to a minimum.
  • the at least one processing unit is associated with a positioning unit which permits movement of the processing unit in at least one direction but preferably in two or more directions.
  • the Zustell ⁇ movement can be both by a movement of the workpiece as also done by a movement of the tool. It is also possible to bring the tools of two or more machining units into engagement with the workpiece at the same time. The number of possible positioning directions of the machining units that are active at the same time may be different. It is for example possible that a processing unit arranged below the workpiece can only perform an axial feed movement while a processing unit arranged above the tool can be moved in three positioning directions. If milling is to be performed with the lower tool, the workpiece is moved accordingly. The upper tool then follows this movement, this movement still being superimposed on its own feed movement.
  • the positioning units for the processing units can also each contain at least one linear motor.
  • the linear motor is preferably assigned to the occurring largest adjustment path. As a rule, this is a path oriented transversely to the axis of rotation of the tool.
  • the processing units may be provided with turrets to hold several tool spindles with multiple tools.
  • tool magazines can be provided which cooperate with corresponding tool changing devices in order to exchange the tools on individual work spindles.
  • the processing units are usually arranged at different points of the travel range, so that they can be approached one after the other.
  • the driving range spans at least two processing units, so that Follow-up work can be done.
  • the machining units are, for example, work spindles with tools for machining, such as milling, drilling, thread cutting, grinding, polishing, lapping and honing.
  • processing units can be provided for eroding or for carrying out assembly operations.
  • a typical Monta ⁇ ge process is the pressing of sockets, the insertion of screws or the like.
  • FIG. 2 shows the machine tool according to FIG. 1 in a schematized plan view with shaded identification of the existing travel ranges
  • FIG. 3 shows a modified embodiment of a machine tool in front view
  • FIG. 4 shows the machine tool according to FIG. 3 in a schematic plan view
  • FIG. 5 shows a further modified embodiment of the machine tool according to the invention in front view
  • FIG. 6 shows the machine tool according to FIG. 5 in a schematized plan view
  • FIG. 7 shows the machine tool according to FIG. 5 in a schematic, fragmentary rear view
  • FIG. 8 shows a traversing device of one of the machine tools according to FIG. 1 to FIG. 6 in a diagrammatic representation.
  • FIG. 1 illustrates a machine tool 1 which has a preferably cage-like machine frame 2 which encloses a working space 3.
  • the working space is preferably closed to the outside insofar as chips, dusts and cooling lubricants can not reach the outside to a significant degree.
  • the workpieces 5, 6 are workpiece carriers 7, 8 individually associated. These are illustrated in FIGS. 1 and 2 in different positions.
  • Each workpiece carrier 7, 8 preferably carries a workpiece clamping station designed as a planetary table 9, 10, which is provided with automatic clamping means not illustrated further, for example pressure-medium-actuated collets.
  • the planetary table 9, 10 permits rotation and positioning about an axis oriented perpendicular to the clamping surface, as indicated by arrows 11, 12 in FIGS. 1 and 2, and fixation of the workpiece in predetermined pivoting positions.
  • the workpiece carrier 7, 8 is further supported by a boom 13, 14 which is rotatably mounted about its longitudinal axis. The corresponding direction of rotation is indicated in FIGS. 1 and 2 by arrows 15, 16.
  • the workpiece is in turn fixable in definable pivot positions. Furthermore, the arms 13, 14 are movable in two or, as shown, three linear directions of movement X, Y, Z. This is achieved with a transport device 17, which exemplarily illustrates the workpiece carrier 7 and the extension 13 in FIG is. Such a displacement device can be provided for the workpiece carrier 8.
  • the displacement device 17 has a linear motor 18 for adjustment in the X direction, the movable section of which is connected to a carriage 19.
  • the carriage 19 is guided on rails 21 extending in the X-direction e.g. extend horizontally.
  • the straight rails 21 have a length which is so great that the boom 13 can move with the workpiece carrier 7 both through the entire working space 3 and into the assembly space 4.
  • FIG. 8 illustrates the traversing device for three travel axes.
  • the carriage 19 In order to enable an adjustment in the vertical Y-direction, the carriage 19 in turn carries rails 22 on which a vertically adjustable (positionable) slide 23 is mounted. This carries rotatably mounted the boom 13. For rotation and Positio ⁇ ning of the boom 13, a motor 24 is provided.
  • a motor 25 causes a linear positioning of the cantilever 13 in its longitudinal direction, which forms the Z-direction.
  • a further motor 26 serves for positioning in the Y direction.
  • a motor 27 which serves for rotation and positioning of the planetary table.
  • Such displacement devices can be provided for each workpiece carrier 7, 8.
  • the traversing device 17 can also be modified so that the motor 26 and the associated rails 22 are left out, so that only two-axis linear adjustment is possible.
  • the traversing devices 17 define their own traversing ranges 28, 29 for the respective tool carriers 7, 8, which are shown hatched in FIG.
  • the travel ranges 28, 29 are each limited by a dash-dotted line 31, 32 illustrated.
  • a central region 24, which carries a cross hatch in FIG. 2 the traversing regions 28, 29 overlap.
  • the region 34 can thus be traversed by both workpiece carriers 7, 8 and thus by both workpieces 5, 6.
  • On both sides of the region 34 there are zones which only belong to the travel region 28 or the travel region 29 and thus can only be traversed by the one workpiece carrier 7 or only by the other workpiece carrier 8.
  • At least one but preferably a plurality of processing units is provided on the machine frame 2, of which one processing unit 35 is exemplified in FIG. They are arranged at the top of the machine frame 2 in a row, their central axis being marked in FIG. 2 in each case by a cross 36, 37, 38.
  • the processing units are largely identical to each other. You have e.g. a turret 39, the rotatable Revolver ⁇ part 41 a plurality of work spindles 43, 44 has. For example, the revolver 41 is provided with eight spindles. At each a tool 44, 45 can be attached.
  • the turret 39 is assigned a positioning unit 46 in order to move the revolver 39 in at least one direction, e.g. to move the Y-direction.
  • a corresponding servo motor 47 serve.
  • a linear motor 48 or other linear drive may be provided to rotate the revolver 39 e.g. along in Z-direction oriented
  • the workpiece carriers 7, 8 are moved alternately into the mounting space 4.
  • the workpiece carrier 7 is shown in dashed lines in the loading position. Here you can change workpieces by manual or machine access.
  • the tensioned workpiece 5 then passes through a path which leads through the region 34. This path leads to at least one processing station 35 or even to several. For example, all processing units marked by the crosses 36, 37, 38 (FIG. 2) can be traversed.
  • the tool carriers 7, 8 can, as illustrated in FIG. 2, successively pass through the same processing path, before and after going their separate ways.
  • the workpiece 5 as well as the workpiece 6 can be posi ⁇ tioned any. It can be moved linearly in X, Y and Z directions. It can be pivoted by the workpiece carrier 7, 8 according to the arrow 15 or 16 about the longitudinal axis of the respective arm 13, 14 is pivoted. In addition, the respective planetary table 9, 10 rotated were ⁇ the. Thus, both a pure five-side machining at a stationary workpiece 5, 6 as well as a machining at beweg ⁇ tem workpiece 5, 6, such as rotary milling, possible.
  • Chips generated in the working space 3 can be discharged by a chip conveyor 52, which is symbolically indicated in FIGS. 1 and 2.
  • Figures 3 and 4 illustrate a modified embodiment of the machine tool 1. While in the machine tool 1 both traversing areas 28, 29 are arranged parallel to each other and overlapping each other in a strip-shaped area 34, are the traversing ranges 28, 29 in the machine tool 1 of Figure 4 at right angles to each other. Other angular orientations can also be used.
  • the machine has a common machine frame 2, which is designed in the manner of an angle. At the ends of its legs, the mounting spaces 4a, 4b are formed.
  • Machining units 35 are arranged below the machining plane defined by the workpieces 5, 6. These lower processing units 35 are in turn designed as Kronenre ⁇ volver. They are adjustable in at least one direction, for example the vertical Y direction. In addition, they can be adjustable in a horizontal direction (Z direction and / or X direction). Otherwise, the above description applies.
  • both workpiece carriers 7, 8 can work completely independently of one another by the processing units being used individually by the workpiece carrier 7 in the crosses 36a, 37a and by the processing units the crosses 36b, 37b is used individually by the workpiece carrier 8.
  • the processing unit at the cross 38 can be shared.
  • this position can be used as a transfer position.
  • the workpiece carrier 8 is then in the position illustrated in FIG. 4. This can be approached by the workpiece carrier 7. If this is initially empty, it can take over, grasp and clamp the workpiece held by the workpiece carrier 8, whereupon the workpiece can be released from the workpiece carrier 8. This takes place in the working space 3 Umspannvorgang allows a true six-sided machining.
  • the machine tool 1 can be used both as a six-side processing machine for a workpiece, which is inserted into the machine tool in the placement space 4b and removed from the machine tool 1 in the mounting space 4a, and as a machine tool attached to the machine Assembly rooms 4a and 4b each receives and dispenses workpieces that have been individually processed.
  • a very high flexibility is possible and nevertheless high productivity is achieved.
  • FIGS. 5 and 6 illustrate another embodiment of the machine tool 1. It has, for example, eight processing units, four of which are arranged on the machine frame 2 at the top and two or four further on the machine frame 2 at the bottom.
  • the positioning devices and the displacement devices are designed as above.
  • the revolvers 39 serve to bring different tools held on different work spindles into the working position in order to successively produce different working tools. Form operations on the respective workpiece.
  • the movement regions 28, 29 can adjoin one another approximately in the center of the working space 3 and overlap there more or less or even not at all.
  • the processing units arranged on the left in FIGS. 5 and 6 are assigned individually to the workpiece carrier 7.
  • the processing units arranged on the right in FIGS. 5 and 6 are individually assigned to the workpiece carrier 8.
  • a section 53 can be grown, in which the traversing areas 28, 29 overlap.
  • This overlapping can be achieved, for example, by appropriate programming of the displacement device 17 or its control.
  • an overlapping region 34 can again be achieved which, for example, can be used as a transfer region for transferring workpieces from the workpiece carrier 7 to the workpiece carrier 8.
  • one or more processing units can also be arranged here.
  • assembly units can be provided, for example for pressing in bushings or for carrying out other assembly operations.
  • the processing units are preferably provided with Revol ⁇ vern 39.
  • processing units 35a which have only a single work spindle 54 with a single tool 55. This is illustrated by way of example in FIG. 5 as well as in FIG.
  • a disc-shaped tool change magazine 54a may be provided to hold further tools ready. This is always meaningful when all tools are to be arranged on the machine tool for the machining of a specific part spectrum, so that a machine conversion can take place automatically.
  • Such a tool change magazine also makes sense if the work hard to be machined workpieces to take place, to which several identical tools (sister tools) can vorgese ⁇ hen, which allow automatic tool change at end of life.
  • processing units instead of the illustrated processing units, it is also possible to use other processing units.
  • the working space 3 is largely closed to the outside.
  • the space between the rails 21 can be used.
  • the present here in the machine frame 2 and between the rails 21 window is bridged by the carriage 19, which ultimately leads the boom 13.
  • the carriages 19 are joined by bellows-type shutters 56, 57 on both sides. These follow the movements of the carriage and cover while the left between the rails 21 window.
  • the blinds 56, 57 are connected by a coupling means 58 to the carriage 19. Die ⁇ ses is solvable.
  • the window can be opened, for example, by first moving the carriage into its right or left extreme position, in which one of the two blinds, for example the blind 57, has its shortest length, ie is completely pushed together.
  • the shutter can be locked in this position, for example, with socket pin on geeig ⁇ Neten, provided on the machine frame 2 holes 59 or other coupling means, whereas the coupling is released to the carriage 19. If the carriage 19 now moves into its other extreme position, it releases the window without it being covered by the shutter 57. At the same time the blind 56 is pushed together.
  • Both blinds 56, 57 or only one of them can be detachably connected to the carriage 19 and can be fixed to the machine frame 2 by means of suitable means, for example, locking pins.
  • a machine tool 1 has a working space 3 in which two workpiece carriers 7, 8 can move independently of one another. In addition, several tools 44, 45 are arranged in the working space. The workpiece carriers 7, 8 are associated with displacement devices 17, the travel ranges 28, 29 determine. These overlap each other in a region 34 in which a processing unit 35 can be arranged.
  • Such a machine tool achieves a very high flexibility with regard to the workpieces to be produced, as well as high productivity. The machine tool 1 thus allows the achievement of high levels of automation even with small series.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Machine Tool Units (AREA)
  • Multi-Process Working Machines And Systems (AREA)

Abstract

Eine Werkzeugmaschine (1) weist einen Arbeitsraum (3) auf, in dem sich zwei Werkstückträger (7, 8) unabhängig voneinander bewegen können. Außerdem sind in dem Arbeitsraum mehrere Werkzeuge (44, 45) angeordnet. Den Werkstückträgern (7, 8) sind Verfahreinrichtungen zugeordnet, die Verfahrbereiche festlegen. Diese überlappen einander in einem Bereich, in dem eine Bearbeitungseinheit (35) angeordnet sein kann. Mit einer solchen Werkzeugmaschine wird eine sehr hohe Flexibilität hinsichtlich der zu fertigenden Werkstücke wie auch eine hohe Produktivität erreicht. Die Werkzeugmaschine (1) gestattet damit die Erzielung hoher Automatisationsgrade auch bei kleinen Serien.

Description

HOCHFLEXIBLE WERKZEUGMASCHINE MIT MEHREREN WERKSTUCKTRAGERN
Die Erfindung betrifft eine Werkzeugmaschine.
Zur flexiblen Bearbeitung von Werkstücken sind ver¬ schiedene Maschinenkonzepte entwickelt worden, die eine spa- nende Bearbeitung des Werkstücks aus mehreren verschiedenen Raumrichtungen heraus gestatten. Bekannt sind Maschinen zur Vierseiten- oder zur FünfSeitenbearbeitung von Werkstücken, bei denen sich somit außer der Aufspannfläche selbst alle anderen Flächen spanend bearbeiten lassen. Auf diese Weise lassen sich z.B. kompliziert geformte Werkstücke für die Automobilindustrie herstellen.
Eine solche Werkzeugmaschine ist aus der DE 43 Ol 393 C2 bekannt . Diese Werkzeugmaschine ist als Rundtaktmaschine ausgebildet. Sie weist einen Arbeitsraum auf, in dem ein kreuzförmiger Werkstückträger angeordnet ist. An den Seiten¬ flächen der Arme sind Planetentische zur Werkstückaufnahme angeordnet. Der Werkstückträger wird in 90°-Schritten ge¬ dreht. Dabei durchlaufen die an den Armen des Werkstückträ- gers gehaltenen Werkstücke nacheinander alle Bearbeitungs- stationen. Zu einer Bearbeitungsstation gehört zumindest eine Bearbeitungseinheit mit mindestens einer Bearbeitungs- spindel, an der beispielsweise Fräs- oder Bohrwerkzeuge be¬ festigt werden können.
Mit einer solchen Maschine lässt sich eine hohe Produk¬ tivität erreichen. Sie ist für größere Serien geeignet.
Aus der DE 39 41 480 Al ist eine weitere, nach dem Rundtaktprinzip arbeitende Werkzeugmaschine bekannt. Die
Werkzeugmaschine weist einen käfigartigen Werkzeugaufnahme¬ raum auf, in dem hängend ein Drehtisch angeordnet ist. Die¬ ser polygonal umrandet. Er trägt an seiner Außenseite Plane¬ tentische. Rund um das Maschinengestell sind Bearbeitungs- einheiten angeordnet, wobei deren Winkelausrichtung und
-ausbildung werkstückspezifisch gewählt ist.
Mit dieser Werkzeugmaschine lassen sich höchste Produk¬ tivitäten bei großen Serien erreichen.
Aus der DE 36 24 284 Al ist eine Bearbeitungsmaschine bekannt, die einen schwenkbar gelagerten Werkstückaufspann¬ platz und eine zugeordnete Bearbeitungseinheit enthält. Über die Relativbewegung zwischen der Maschinenspindel, der Be- arbeitungseinheit und des Werkstücks lassen sich die ge¬ wünschten Bearbeitungen eines Werkstücks vornehmen. Diese Maschine eignet sich für Einzelfertigung oder Kleinstserien. Weiter ist aus der DE 43 16 166 B4 eine Vertikaldreh¬ maschine bekannt, die einen ersten, auf einem Schlitten ge¬ lagerten horizontal und vertikal verfahrbaren Spindelkasten und einen zweiten, an einem Maschinengestell ruhend angeord- neten Spindelkasten aufweist. Dem ruhend zugeordneten Spin¬ delkasten ist ein verfahrbar angeordneter Werkzeugträger zugeordnet . Dem verfahrbaren Spindelkasten ist ein ruhend angeordneter Werkzeugträger zugeordnet. Die Führungsbahn des verfahrbaren Spindelkastens führt an dem ruhenden Spindel- kästen vorbei, so dass in Gegenüberstellungsposition Werk¬ stücke übergeben werden können.
Des Weiteren ist aus der DE 101 17 984 Al eine Dreh¬ maschine mit zwei auf zueinander parallelen Bahnen horizon- tal verstellbaren Schlitten gelagerten Spindelkästen be¬ kannt . Über den beiden Führungsbahnen der Spindelkästen er¬ streckt sich quer eine Führungseinrichtung für zwei unabhän¬ gig voneinander bewegbare Werkzeugträger. Mit dieser Dreh¬ maschine ist eine relativ flexible Werkstückbearbeitung mög- lieh.
Eine weitere flexible Drehmaschine ist aus der DE 199 04 859 Al bekannt. Diese weist zwei dreiachsig bewegbare, gegenüber liegend angeordnete Spannfutter für ein Werkstück auf. Die Spindelkästen sind außerdem schwenkbar gelagert, um die Drehachse aus einer Horizontalläge in eine Vertikallage schwenken zu können, in der die Bearbeitung mittels Werkzeu¬ gen stattfindet, die in einem unterhalb der Spindeln ange¬ ordneten Werkzeugträger gehalten sind. Zur außermittigen Bearbeitung von Werkstücken sind die Spindeln in bestimmter
Drehlage durch Stillsetzeinrichtungen verriegelbar. Alle an dem Werkstück auszuführenden Bearbeitungsopera¬ tionen müssen mit den an dem Werkzeughalter vorgesehenen Werkzeugen absolviert werden.
Davon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine
Werkzeugmaschine zu schaffen, die sich sowohl für kleinere als auch für größere Serien eignet und dabei jeweils hoch¬ flexibel ist, d.h. leicht und einfach auf unterschiedliche Werkstücke und Bearbeitungsvorgänge eingerichtet werden kann und die dabei jeweils eine gute Produktivität erbringt.
Diese Aufgabe wird mit der Werkzeugmaschine nach An¬ spruch 1 gelöst :
Die erfindungsgemäße Werkzeugmaschine weist einen Ar¬ beitsraum auf, in dem wenigstens zwei Werkstückträger an¬ geordnet sind. Beide Werkstückträger sind mit Verfahrein¬ richtungen verbunden, so dass sie in dem Arbeitsraum zumin¬ dest zweidimensional bewegt werden können. Die Verfahrein- richtungen legen Verfahrbereiche fest, die in dem Arbeits¬ raum liegen. Die Verfahrbereiche der beiden Werkstückträger sind voneinander unabhängig festlegbar. Dies bedeutet, dass ein Werkstückträger einen anderen Pfad zurücklegen kann als der andere Werkstückträger. Dennoch können beide Pfade so festgelegt werden, dass jeder Werkstückträger alle Bearbei¬ tungseinheiten oder auch nur ausgewählte Bearbeitungsein¬ heiten anfährt, um dort Bearbeitungen des Werkstücks vorneh¬ men zu lassen. Mit diesem Konzept der voneinander unabhängi¬ gen Bewegung mehrerer Werkzeuge in einem gemeinsamen Ar- beitsraum auf gegebenenfalls unterschiedlichen Pfaden wird ein hohes Maß an Flexibilität erreicht . Soll von einem Werk¬ stück, das viele Bearbeitungsvorgänge wie z.B. Schleifen, Honen, Büchseneinpressen usw. erfordert, auf ein Werkstück umgerüstet werden, das nur wenige Bearbeitungsvorgänge oder lediglich das Anfahren weniger Bearbeitungseinheiten erfor¬ dert, kann der Pfad des betreffenden Werkstückträgers ent¬ sprechend programmiert werden, so dass sich nur ein kurzer Weg durch die Maschine und eine kurze Bearbeitungszeit er- gibt. Bei einer Rundtaktmaschine müsste das Werkstück in jedem Fall den gesamten Rundweg durchlaufen.
Mit der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine ist es prin¬ zipiell auch möglich, parallel verschiedene Werkstücke her- zustellen. Dabei können insbesondere verschiedene Wege durch die Maschine gewählt und dadurch unterschiedliche Bearbei- tungsreihenfolgen, unterschiedliche Bearbeitungsvorgänge und unterschiedliche Bearbeitungsdauern erreicht werden.
Die Verfahrbereiche der Werkstückträger können einander vollständig oder teilweise überlappen. In der Regel genügt eine teilweise Überlappung, wobei der Überlappungsbereich vorzugsweise alle, mindestens aber eine Bearbeitungsposition einschließt, die durch eine von einer Bearbeitungseinheit einnehmbare Stellung definiert ist.
Die Verfahreinrichtungen können durch Spindelhubantrie¬ be, Zahnstangenantriebe oder vorzugsweise wenigstens teil¬ weise durch Linearmotoren gebildet werden. Insbesondere wer- den Linearmotorantriebe für längere Stellwege bevorzugt, während kurze Stellwege durch Motorgetriebeanordnungen er¬ zielt werden können. Beispielsweise legt der Linearmotor eine Bewegungsrichtung fest, in der mehrere Bearbeitungsein¬ richtungen erreicht werden können. Die Motor-Getriebe-Ver- fahreinrichtungen können hingegen genutzt werden, um ledig¬ lich kurze Zustellbewegungen oder dergleichen zu bewirken.
Die Bewegungen der Werkstückträger sind vorzugsweise zweidimensional, d.h. zweiachsig. Vorzugsweise liegen beide Bewegungsrichtungen in einer gemeinsamen Ebene, vorzugsweise einer Horizontalebene. Die Bewegungsrichtungen mehrerer Be¬ arbeitungseinheiten sind dabei bevorzugterweise in einer gemeinsamen Ebene angeordnet. Jedoch können die Verfahrein- richtungen bedarfsweise auch mit einer dritten Bewegungs- richtung (Achse) versehen sein, so dass sie echte 3D-Bewe- gungen (räumliche Bewegungen) ausführen können. Während die Fahrbereiche im ersten Fall durch Flächen festgelegt sind, sind sie im zweiten Fall durch die prinzipiell durchfahr- baren Volumina festgelegt.
Zusätzlich zu den linearen Bewegungsrichtungen können die Werkstückaufnahmen um zumindest eine, vorzugsweise aber um zwei Achsen geschwenkt werden. Damit ist eine echte fünf- achsige FünfSeitenbearbeitung jedes Werkstücks möglich.
Die Werkstückträger können mit einer automatischen Spanneinrichtung vorgesehen sein. Damit ist es insbesondere durch die Überlappung der Verfahrbereiche möglich, Werkstü- cke im Arbeitsraum von einem Werkstückträger auf einen ande¬ ren Werkstückträger zu übergeben. Durch diese Maßnahme lässt sich eine echte Sechsseitenbearbeitung erreichen, wobei kein manuelles Umspannen des Werkstücks erforderlich ist. Das Werkstück muss zum Umspannen auch nicht aus dem Arbeitsraum herausgefahren werden. Diese Maßnahme liefert somit höchste Flexibilität. Die bei der Gestaltung von Werkstücken zu be¬ achtenden fertigungstechnischen Restriktionen hinsichtlich der Werkzeugmaschine werden auf ein Minimum reduziert .
Der wenigstens einen Bearbeitungseinheit ist eine Posi¬ tioniereinheit zugeordnet, die eine Bewegung der Bearbei¬ tungseinheit in wenigstens einer Richtung vorzugsweise aber in zwei oder in mehreren Richtungen gestattet. Die Zustell¬ bewegung kann sowohl durch eine Bewegung des Werkstücks als auch durch eine Bewegung des Werkzeugs erfolgen. Es ist auch möglich, gleichzeitig die Werkzeuge zweier oder mehrerer Bearbeitungseinheiten mit dem Werkstück in Eingriff zu brin¬ gen. Dabei kann die Anzahl der möglichen Positionierrichtun- gen der gleichzeitig wirksamen Bearbeitungseinheiten unter¬ schiedlich sein. Es ist beispielsweise möglich, dass eine unterhalb des Werkstücks angeordnete Bearbeitungseinheit lediglich eine axiale Zustellbewegung ausführen kann während eine oberhalb des Werkzeugs angeordnete Bearbeitungseinheit in drei Positionierrichtungen bewegbar ist. Soll mit dem unteren Werkzeug gefräst werden, wird das Werkstück entspre¬ chend bewegt. Das obere Werkzeug folgt dann dieser Bewegung, wobei dieser Bewegung noch die eigene Zustellbewegung über¬ lagert wird.
Auch die Positioniereinheiten für die Bearbeitungsein- heiten können jeweils wenigstens einen Linearmotor enthal¬ ten. Der Linearmotor ist vorzugsweise dem vorkommenden grö߬ ten Verstellweg zugeordnet. Hier handelt es sich in der Re- gel um einen quer zu der Drehachse des Werkzeugs orientier¬ ten Weg.
Die Bearbeitungseinheiten können mit Revolverköpfen versehen sein, um mehrere Werkzeugspindeln mit mehreren Werkzeugen bereithalten zu können. Zusätzlich können, zu¬ mindest bedarfsweise, Werkzeugmagazine vorgesehen sein, die mit entsprechenden Werkzeugwechseleinrichtungen zusammen¬ wirken, um die Werkzeuge an einzelnen Arbeitsspindeln auszu¬ wechseln.
Die Bearbeitungseinheiten sind in der Regel an unter¬ schiedlichen Stellen des Verfahrbereichs angeordnet, so dass sie nacheinander angefahren werden können. Der Fahrbereich überspannt wenigstens zwei Bearbeitungseinheiten, so dass Folgebearbeitungen vorgenommen werden können. Die Bearbei- tungseinheiten sind z.B. Arbeitsspindeln mit Werkzeugen zur spanenden Bearbeitung, wie Fräsen, Bohren, Gewindeschneiden, Schleifen, Polieren, Läppen und Honen. Außerdem können Be- arbeitungseinheiten zum Erodieren oder auch zur Durchführung von Montagevorgängen vorgesehen werden. Ein typischer Monta¬ gevorgang ist das Einpressen von Buchsen, das Einsetzen von Schrauben oder ähnliches .
Weitere Einzelheiten vorteilhafter Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschrei¬ bung oder von Ansprüchen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfin- düng veranschaulicht. Es zeigen:
Figur 1 eine Werkzeugmaschine in einer schematisierten Vorderansicht,
Figur 2 die Werkzeugmaschine nach Figur 1 in einer schematisierten Draufsicht mit schraffierter Kenntlichmachung der vorhandenen Fahrbereiche,
Figur 3 eine abgewandelte Ausführungsform einer Werk- zeugmaschine in Vorderansicht,
Figur 4 die Werkzeugmaschine nach Figur 3 in einer schematisierten Draufsicht,
Figur 5 eine weiter abgewandelte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Werkzeugmaschine in Vorder¬ ansicht, Figur 6 die Werkzeugmaschine nach Figur 5 in schemati¬ sierter Draufsicht,
Figur 7 die Werkzeugmaschine nach Figur- 5 in einer schematisierten, ausschnittsweisen Rückansicht und
Figur 8 eine Verfahreinrichtung einer der Werkzeug¬ maschinen nach Figur 1 bis Figur 6 in schema- tisierter Darstellung.
In Figur 1 ist eine Werkzeugmaschine 1 veranschaulicht, die ein vorzugsweise käfigartiges Maschinengestell 2 auf¬ weist, das einen Arbeitsraum 3 umschließt. Der Arbeitsraum ist nach außen vorzugsweise insoweit abgeschlossen, dass Späne, Stäube und KühlSchmiermittel nicht in nennenswertem Maße nach außen gelangen können. An den Arbeitsraum 3 grenzt, wie Figur 2 erkennen lässt, ein Bestückungsraum 4, der von dem Arbeitsraum 3 durch räumliche Entfernung oder Abschottungsmaßnahmen insoweit getrennt ist, dass in dem Bestückungsraum 4 Werkstücke eingebracht und aus diesem he¬ rausgenommen werden können, während in dem Arbeitsraum 3 eine Bearbeitung von Werkstücken 5, 6 stattfindet.
Den Werkstücken 5, 6 sind Werkstückträger 7, 8 indivi- duell zugeordnet. Diese sind in den Figuren 1 und 2 in un¬ terschiedlichen Stellungen veranschaulicht. Vorzugsweise trägt jeder Werkstückträger 7, 8 einen als Planetentisch 9, 10 ausgebildeten Werkstückaufspannplatz, der mit nicht wei¬ ter veranschaulichten automatischen Spannmitteln, wie bei- spielsweise druckmittelbetätigten Spannzangen, versehen ist. Der Planetentisch 9, 10 gestattet eine Drehung und Positio¬ nierung um eine senkrecht zu der Aufspannfläche orientierte Achse, wie in Figur 1 und 2 jeweils durch Pfeile 11, 12 an¬ gedeutet ist, und eine Fixierung des Werkstücks in vorgege- benen Schwenkpositionen. Der Werkstückträger 7, 8 ist des Weiteren von einem Ausleger 13, 14 getragen, der um seine Längsachse drehbar gelagert ist . Die entsprechende Drehrich¬ tung ist in den Figuren 1 und 2 durch Pfeile 15, 16 kennt¬ lich gemacht. Das Werkstück ist wiederum in festlegbaren Schwenkpositionen fixierbar. Des Weiteren sind die Ausleger 13, 14 in zwei oder, wie dargestellt, drei linearen Bewe¬ gungsrichtungen X, Y, Z bewegbar. Dies wird mit einer Ver- fahreinrichtung 17 erreicht, die in Figur 8 exemplarisch für den Werkstückträger 7 und den Ausleger 13 veranschaulicht ist. Eine ebensolche Verfahreinrichtung kann für den Werk¬ stückträger 8 vorgesehen sein.
Die Verfahreinrichtung 17 weist zur Verstellung in X- Richtung einen Linearmotor 18 auf, dessen beweglicher Ab¬ schnitt mit einem Schlitten 19 verbunden ist. Der Schlitten 19 ist auf Schienen 21 geführt, die sich in X-Richtung z.B. horizontal erstrecken. Vorzugsweise weisen die geraden Schienen 21 eine Länge auf, die so groß ist, dass sich der Ausleger 13 mit dem Werkstückträger 7 sowohl durch den ge¬ samten Arbeitsraum 3 als auch in den Bestückungsraum 4 hin¬ ein bewegen kann. In Figur 8 ist die Verfahreinrichtung für drei Verfahrachsen veranschaulicht. Um eine Verstellung in vertikaler Y-Richtung zu ermöglichen, trägt der Schlitten 19 wiederum Schienen 22, auf denen ein vertikal verstellbarer (positionierbarer) Schlitten 23 gelagert ist. Dieser trägt drehbar gelagert den Ausleger 13. Zur Drehung und Positio¬ nierung des Auslegers 13 ist ein Motor 24 vorgesehen. Ein Motor 25 bewirkt eine Linearpositionierung des Auslegers 13 in seiner Längsrichtung, die die Z-Richtung bildet. Ein wei¬ terer Motor 26 dient zur Positionierung in Y-Richtung. Schließlich sitzt an dem Werkstückträger 7 ein Motor 27, der zur Drehung und Positionierung des Planetentischs dient .
Derartige Verfahreinrichtungen können für jeden Werk¬ stückträger 7, 8 vorgesehen sein. Die Verfahreinrichtung 17 kann auch dahingehend modifiziert werden, dass der Motor 26 und die zugeordneten Schienen 22 weg gelassen werden, so dass eine lediglich zweiachsige Linearverstellung möglich ist.
Die Verfahreinrichtungen 17 legen für den jeweiligen Werkzeugträger 7, 8 eigene Verfahrbereiche 28, 29 fest, die in Figur 2 schraffiert dargestellt sind. Die Verfahrbereiche 28, 29 sind jeweils durch eine strichpunktierte Linie 31, 32 begrenzt veranschaulicht. In einem mittleren Bereich 24, der in Figur 2 eine Kreuzschraffür trägt, überlappen sich die Verfahrbereiche 28, 29. Der Bereich 34 kann somit von beiden WErkstückträgern 7, 8 und somit von beiden Werkstücken 5, 6 durchfahren werden. Beidseits des Bereichs 34 existieren Zonen, die lediglich dem Verfahrbereich 28 bzw. dem Verfahr¬ bereich 29 angehören und somit nur von dem einen Werkstück¬ träger 7 oder nur von dem anderen Werkstückträger 8 durch- fahren werden können.
Vorzugsweise oberhalb des mittleren Bereichs 34 sind an dem Maschinengestell 2 zumindest eine vorzugsweise aber meh¬ rere Bearbeitungseinheiten vorgesehen, von denen in Figur 1 exemplarisch eine Bearbeitungseinheit 35 veranschaulciht ist. Sie sind oben an dem Maschinengestell 2 in einer Reihe angeordnet, wobei ihre Mittelachse in Figur 2 jeweils durch ein Kreuz 36, 37, 38 markiert ist. Die Bearbeitungseinheiten sind untereinander weitgehend gleich ausgebildet. Sie weisen z.B. einen Revolverkopf 39 auf, dessen drehbares Revolver¬ teil 41 mehrere Arbeitsspindeln 43, 44 aufweist. Z.B. ist der Revolverteil 41 mit acht Arbeitsspindeln versehen. An jeder kann ein Werkzeug 44, 45 befestigt werden.
Dem Revolver 39 ist eine Positioniereinheit 46 zugeord¬ net, um den Revolver 39 in zumindest einer Richtung, z.B. der Y-Richtung zu bewegen. Dazu kann ein entsprechender Stellmotor 47 dienen. Zusätzlich kann ein Linearmotor 48 oder ein anderweitiger Linearantrieb vorgesehen sein, um den Revolver 39 z.B. entlang von in Z-Richtung orientierten
Schienen 49 zu bewegen. Der Antrieb der Arbeitsspindeln 42, 43 des Revolvers 39 erfolgt über einen Antriebsmotor 51. An Stelle des Stellmotors 47 kann auch ein Linearantrieb in Form eines Linearmotors vorgesehen werden. Die insoweit beschriebene Werkzeugmaschine 1 arbeitet wie folgt:
Die Werkstückträger 7, 8 werden abwechselnd in den Be- stückungsraum 4 gefahren. In Figur 2 ist der Werkstückträger 7 gestrichelt in Bestückungsposition veranschaulicht. Hier können durch manuellen oder maschinellen Zugriff Werkstücke gewechselt werden. Ausgehend von dieser Bestückungsposition durchläuft das gespannte Werkstück 5 dann einen Weg, der durch den Bereich 34 führt. Dieser Weg führt zu zumindest einer Bearbeitungsstation 35 oder aber auch zu mehreren. Beispielsweise können alle durch die Kreuze 36, 37, 38 (Fi¬ gur 2) markierten Bearbeitungseinheiten durchlaufen werden. Die Werkzeugträger 7, 8 können dabei, wie in Figur 2 ver- anschaulicht, nacheinander den gleichen Bearbeitungsweg durchlaufen, davor und danach getrennte Wege gehen.
In den einzelnen Bearbeitungsstationen, die durch die zugeordnete Bearbeitungseinheit 35 gebildet werden, kann das Werkstück 5 wie auch das Werkstück 6 jeweils beliebig posi¬ tioniert werden. Es kann in X-, Y- und Z-Richtung linear verschoben werden. Es kann geschwenkt werden, indem der Werkstückträger 7, 8 gemäß dem Pfeil 15 bzw. 16 um die Längsachse des jeweiligen Auslegers 13, 14 geschwenkt wird. Außerdem kann der jeweilige Planetentisch 9, 10 gedreht wer¬ den. Damit ist sowohl eine reine FünfSeitenbearbeitung bei ruhendem Werkstück 5, 6 wie auch eine Bearbeitung bei beweg¬ tem Werkstück 5, 6, wie beispielsweise Drehfräsen, möglich.
In dem Arbeitsraum 3 anfallende Späne können durch ei¬ nen Späneförderer 52 ausgetragen werden, der in den Figuren 1 und 2 symbolisch angedeutet ist. Die Figuren 3 und 4 veranschaulichen eine abgewandelte Ausführungsform der Werkzeugmaschine 1. Während bei der Werkzeugmaschine 1 beide Verfahrbereiche 28, 29 parallel zu einander und einander in einem streifenförmigen Bereich 34 überlappend angeordnet sind, stehen die Verfahrbereiche 28, 29 bei der Werkzeugmaschine 1 nach Figur 4 im rechten Winkel zueinander. Es können auch andere Winkelausrichtungen Anwen¬ dung finden. Die Maschine weist ein gemeinsames Maschinen- gestell 2 auf, das nach Art eines Winkels ausgebildet ist. An den Enden seiner Schenkel sind die Bestückungsräume 4a, 4b ausgebildet. Zwischen beiden Bestückungsräumen 4a, 4b liegt ein winkelförmiger Arbeitsraum 3," der die Verfahrbe¬ reiche 28, 29 sowie den überlappenden Bereich 34 enthält. Die Positionen der Bearbeitungseinheiten 35 sind in Figur 4 wiederum durch Kreuze 36a, 37a, 38, 36b, 37b markiert. Zu den Bearbeitungseinheiten und deren Positioniereinrichtung gilt die im Zusammenhang mit Figur 1 und 2 gegebene Be¬ schreibung. Aus Figur 3 ist zusätzlich ersichtlich, dass das Maschinengestell 2 nicht nur oben hängend angeordnete Be- arbeitungseinheiten 35 aufweist, sondern dass zusätzlich
Bearbeitungseinheiten 35 unterhalb der durch die Werkstücke 5, 6 definierten Bearbeitungsebene angeordnet sind. Diese unteren Bearbeitungseinheiten 35 sind wiederum als Kronenre¬ volver ausgebildet. Sie sind in zumindest einer Richtung, beispielsweise der vertikalen Y-Richtung, verstellbar. Zu¬ sätzlich können sie in einer Horizontalrichtung (Z-Richtung und/oder X-Richtung) verstellbar sein. Ansonsten gilt die obige Beschreibung.
Die Besonderheit dieser Werkzeugmaschine 1 liegt darin, dass beide Werkstückträger 7, 8 vollkommen unabhängig von¬ einander arbeiten können, indem die Bearbeitungseinheiten bei den Kreuzen 36a, 37a von dem Werkstückträger 7 individu¬ ell genutzt werden und indem die Bearbeitungseinheiten bei den Kreuzen 36b, 37b von dem Werkstückträger 8 individuell genutzt wird. Die Bearbeitungseinheit bei dem Kreuz 38 kann gemeinsam genutzt werden. Außerdem kann diese Position als Übergabeposition genutzt werden. Beispielsweise befindet sich der Werkstückträger 8 dann in der in Figur 4 gestri¬ chelt veranschaulichten Position. Diese kann von dem Werk¬ stückträger 7 angefahren werden. Ist dieser zunächst leer kann er das von dem Werkstückträger 8 gehaltene Werkstück übernehmen, greifen und spannen, woraufhin das Werkstück von dem Werkstückträger 8 freigegeben werden kann. Dieser in dem Arbeitsraum 3 stattfindende Umspannvorgang ermöglicht eine echte Sechsseitenbearbeitung.
Somit kann die Werkzeugmaschine 1 nach Figur 3 und 4 sowohl als Sechsseitenbearbeitungsmaschine für ein Werkstück verwendet werden, das beispielsweise bei dem Bestückungsraum 4b in die Werkzeugmaschine eingesetzt und in dem Be- stückungsraum 4a aus der Werkzeugmaschine 1 entnommen wird als auch als Werkzeugmaschine, die an den Bestückungsräumen 4a und 4b jeweils Werkstücke aufnimmt und abgibt, die ein¬ zeln bearbeitet worden sind. Es ist eine sehr hohe Flexibi¬ lität möglich und es wird dennoch eine hohe Produktivität erreicht.
Die Figuren 5 und 6 veranschaulichen eine weitere Aus- führungsform der Werkzeugmaschine 1. Sie weist z.B. acht Bearbeitungseinheiten auf, von denen vier an dem Maschinen¬ gestell 2 oben und zwei oder vier weitere an dem Maschinen¬ gestell 2 unten angeordnet sind. Die Positioniereinrichtun- gen und die Verfahreinrichtungen sind wie vorstehend ausge¬ bildet. Wie allen vorstehend beschriebenen Maschinen dienen die Revolver 39 dazu, wahlweise unterschiedliche, an ver¬ schiedenen Arbeitsspindeln gehaltene Werkzeuge in Arbeits- Position zu bringen, um nacheinander verschiedene Arbeits- Vorgänge an dem jeweiligen Werkstück auszubilden. Die Ver- fahrbereiche 28, 29 können ungefähr mittig in dem Arbeits- raum 3 aneinander grenzen und sich dort mehr oder weniger oder auch gar nicht überlappen. Im letzteren Falle sind die in Figur 5 und 6 links angeordneten Bearbeitungseinheiten dem Werkstückträger 7 individuell zugeordnet. Ebenso sind die in Figur 5 und 6 rechts angeordneten Bearbeitungsein¬ heiten dem Werkstückträger 8 individuell zugeordnet .
An den Arbeitsraum 3 kann eine Sektion 53 angebaut sein, in der sich die Verfahrbereiche 28, 29 überlappen. Diese Überlappung kann beispielsweise durch entsprechende Programmierung der Verfahreinrichtung 17 bzw. deren Steue¬ rung erreicht werden. Damit kann wiederum ein überlappender Bereich 34 erzielt werden, der beispielsweise als Übergabe¬ bereich zur Übergabe von Werkstücken von dem Werkstückträger 7 zu dem Werkstückträger 8 genutzt werden kann. Bedarfsweise kann hier auch eine oder mehrere Bearbeitungseinheiten an¬ geordnet sein. Des Weiteren können Montageeinheiten, bei- spielsweise zum Einpressen von Buchsen oder zur Durchführung anderer Montagevorgänge vorgesehen sein.
Die Bearbeitungseinheiten sind vorzugsweise mit Revol¬ vern 39 versehen. Es ist jedoch auch möglich, Bearbeitungs- einheiten 35a vorzusehen, die lediglich eine einzige Ar¬ beitsspindel 54 mit einem einzigen Werkzeug 55 aufweisen. Dies ist in Figur 5 wie auch in Figur 3 exemplarisch ver¬ anschaulicht. Ein scheibenförmiges Werkzeugwechselmagazin 54a kann dazu vorgesehen sein, weitere Werkzeuge bereit zu halten. Dies ist immer dann sinnvoll, wenn für die Bearbei¬ tung eines bestimmten Teilespektrums sämtliche Werkzeuge an der Werkzeugmaschine angeordnet werden sollen, so dass eine Maschinenumrüstung automatisch stattfinden kann. Ein solches Werkzeugwechselmagazin ist auch dann sinnvoll, wenn die Be- arbeitung schwer zerspanbarer Werkstücke stattfinden soll, wozu mehrere gleiche Werkzeuge (Schwesterwerkzeuge) vorgese¬ hen sein können, die einen automatischen Werkzeugwechsel bei Standzeitende ermöglichen.
An Stelle der dargestellten Bearbeitungseinheiten kön¬ nen auch andere Bearbeitungseinheiten Anwendung finden.
Insbesondere bei dem Maschinenkonzept nach Figur 5 und 6 ist der Arbeitsraum 3 nach außen weitgehend geschlossen. Um dennoch eine Zugänglichkeit zu gewähren, kann der zwi¬ schen den Schienen 21 vorhandene Freiraum genutzt werden. Das hier in dem Maschinengestell 2 und zwischen den Schienen 21 vorhandene Fenster wird von dem Schlitten 19 überbrückt, der letztendlich den Ausleger 13 führt. An den Schlitten 19 schließen sich, wie Figur 7 erkennen lässt, zu beiden Seiten balgartige Jalousien 56, 57 an. Diese folgen den Bewegungen des Schlittens und decken dabei das zwischen den Schienen 21 frei gelassene Fenster ab. Die Jalousien 56, 57 sind durch ein Kupplungsmittel 58 mit dem Schlitten 19 verbunden. Die¬ ses ist lösbar. Damit lässt sich das Fenster beispielsweise öffnen, indem der Schlitten zunächst in seine rechte oder linke Extremlage gefahren wird, bei der eine der beiden Ja¬ lousien, beispielsweise die Jalousie 57, ihre kürzeste Länge aufweist, d.h. ganz zusammengeschoben ist. Die Jalousie kann in dieser Position beispielsweise mit Steckbolzen an geeig¬ neten, an dem Maschinengestell 2 vorgesehenen Löchern 59 oder durch andere Kupplungsmittel arretiert werden, wohinge¬ gen die Kupplung zu dem Schlitten 19 gelöst wird. Fährt der Schlitten 19 nun in seine andere Extremlage gibt er das Fenster frei, ohne dass es von der Jalousie 57 abgedeckt wird. Zugleich wird die Jalousie 56 zusammengeschoben. Es können beide Jalousien 56, 57 oder auch nur eine von beiden lösbar mit dem Schlitten 19 verbunden und durch ge¬ eignete Mittel z.B. Steckbolzen an dem Maschinengestell 2 feststeckbar sein.
Eine Werkzeugmaschine 1 weist einen Arbeitsraum 3 auf, in dem sich zwei Werkstückträger 7, 8 unabhängig voneinander bewegen können. Außerdem sind in dem Arbeitsraum mehrere Werkzeuge 44, 45 angeordnet. Den Werkstückträgern 7, 8 sind Verfahreinrichtungen 17 zugeordnet, die Verfahrbereiche 28, 29 festlegen. Diese überlappen einander in einem Bereich 34, in dem eine Bearbeitungseinheit 35 angeordnet sein kann. Mit einer solchen Werkzeugmaschine wird eine sehr hohe Flexibi¬ lität hinsichtlich der zu fertigenden Werkstücke wie auch eine hohe Produktivität erreicht. Die Werkzeugmaschine 1 gestattet damit die Erzielung hoher Automatisationsgrade auch bei kleinen Serien.
Bezugszeichenliste :
1 Werkzeugmaschine
2 Maschinengestell
3 Arbeitsraum
4 Bearbeitungsraum
5, 6 Werkstücke
7, 8 Werkstückträger
9, 10 Planetentisch
11, 12 Pfeile
13, 14 Ausleger
15, 16 Pfeile
17 Verfahreinrichtung
18 Linearmotor
19 Schlitten
21, 22 Schienen
23 Schlitten
24 Motor, Schwenkmotor
25 Z-Motor
26 Y-Motor
27 Planetenmotor
28, 29 Verfahrbereiche
31, 33 Linie
34 Bereich
35 Bearbeitungseinheit
36, 37, 38 Kreuz
39 Revolver
41 Revolverteil
42, 43 Arbeitsspindel
44, 45 Werkzeug
46 Positioniereinheit
47 Stellmotor
48 Linearmotor
49 Schienen Antriebsmotor
Späneförderer
Sektion
Arbeitsspindel a Werkzeugwechselmagazin
Werkzeug , 57 Jalousien
Kupp1ungsmi11e1
Löcher

Claims

Patentansprüche:
1. Werkzeugmaschine (1) zur Bearbeitung von Werkstücken,
mit einem Arbeitsraum (3) ,
mit mehreren Bearbeitungseinheiten (35) , die angetrie¬ bene Werkzeuge (44, 45) tragen, die in dem Arbeitsraum (3) angeordnet sind, wobei die Bearbeitungseinheiten Bearbeitungsstationen bilden, die von den Werkstücken in einer einprogrammierbaren Bearbeitungsfolge anfahr¬ bar sind,
mit wenigstens zwei Werkstückträgern (7, 8), die in dem Arbeitsraum (3) angeordnet sind und denen jeweils indi¬ viduelle Verfahreinrichtungen (17) zugeordnet sind, so dass jeder Werkstückträger (7, 8) in einem eigenen, in dem Arbeitsraum liegenden Verfahrbereich (28, 29) be¬ wegbar ist, wobei die Werkstückträger (7, 8) zur Be- arbeitung der Werkstücke der Bearbeitungsfolge entspre¬ chend in vorgegebene Positionen verfahrbar sind, um die Werkstücke zur Bearbeitung zu positionieren.
2. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass die Verfahrbereiche (28, 29) einander wenigs¬ tens bereichsweise überlappen.
3. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Verfahrbereiche (28, 29) einander ledig- lieh bereichsweise überlappen.
4. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Verfahreinrichtungen (17) jeweils wenigs¬ tens zwei Linearstelleinrichtungen (19, 25) aufweisen, die unterschiedliche Bewegungsrichtungen (x, z) festle¬ gen.
5. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich- net, dass die Bewegungsrichtungen (x, z) einer Bearbei¬ tungseinheit (35) in einer gemeinsamen Horizontalebene liegen.
6. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich- net, dass die Bewegungsrichtungen (x, z) mehrerer Be¬ arbeitungseinheiten (35) in einer gemeinsamen Ebene liegen.
7. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass die Verfahreinrichtungen (17) jeweils wenigs¬ tens eine Schwenkstelleinrichtung (24) aufweisen.
8. Werkzeugmaschine nach Anspruch I7 dadurch gekennzeich¬ net, dass die Verfahreinrichtungen (17) jeweils wenigs- tens zwei Schwenkstelleinrichtungen (24, 27) aufweisen, die zwei unterschiedliche Schwenkachsen festlegen.
9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 4 und 8, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die erste Schwenkachse mit der ersten Bewegungsrichtung (z) übereinstimmt.
10. Werkzeugmaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich- .net, dass die zweite Schwenkachse quer zu der ersten
Schwenkachse orientiert ist .
11. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass wenigstens eine der Linearstelleinrichtungen wenigstens einen Linearmotor (19) enthält.
12. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Werkstückträger (7) mit automatischen Spanneinrichtungen versehen sind.
13. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass wenigstens eine der Bearbeitungseinheiten (35) mittels einer Positioniereinheit (46) in wenigs¬ tens einer Richtung verstellbar gelagert ist.
14. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass wenigstens eine der Bearbeitungseinheiten (35) mittels einer Positioniereinheit (46) in wenigs¬ tens zwei Richtungen (z, y) bewegbar ist.
15. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass wenigstens eine Positioniereinheit (46) we¬ nigstens einen Linearmotor (48) enthält.
16. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass wenigstens eine der Bearbeitungseinheiten einen Revolver (39) mit mehreren Arbeitsspindeln (42, 43) aufweist.
17. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass Bearbeitungseinheiten (35) an unterschiedli¬ chen Stellen des Verfahrbereichs (28, 29) angeordnet sind.
18. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass an einer Stelle des Verfahrbereichs (28, 29) wenigstens zwei Bearbeitungseinheiten angeordnet sind.
19. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass der Verfahrbereich (28, 29) wenigstens zwei Bearbeitungseinheiten überspannt .
20. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Werkstückträger während der Bearbeitung der Werkstücke linear verstellbar sind.
21. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich- net, dass die Werkstückträger während der Bearbeitung der Werkstücke schwenkverstellbar sind.
22. Werkzeugmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich¬ net, dass die Werkstückträger zur Bearbeitung wenigs- tens an einer Bearbeitungsstation ruhend gehalten sind.
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