EP2498949A1

EP2498949A1 - Verfahren und werkzeugmaschine zur gleichzeitigen bearbeitung von zwei werkstücken

Info

Publication number: EP2498949A1
Application number: EP10779277A
Authority: EP
Inventors: Achim Feinauer; Dieter Fink
Original assignee: Stama Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Stama Maschinenfabrik GmbH
Priority date: 2009-11-12
Filing date: 2010-11-04
Publication date: 2012-09-19
Also published as: CN102695583A; WO2011057941A1; DE102009054095A1

Abstract

Ein Verfahren zur gleichzeitigen Bearbeitung von zumindest zwei Werkstücken (22, 23) mit einer Werkzeugmaschine (10) für die spanabhebende Bearbeitung, die eine Werkstückspannvorrichtung zum Aufspannen von Werkstücken (22, 23) sowie zumindest zwei Werkzeugspindeln (15, 16) aufweist, die synchron miteinander und relativ zu der Werkstückspannvorrichtung in drei zueinander orthogonalen Maschinenachsen (x, y, z) bewegbar und parallel nebeneinander längs einer ersten (x) der Maschinenachsen mit einem Mittenabstand (26) zueinander angeordnet sind, umfasst die Schritte: a) Aufspannen von zwei Werkstücke (22, 23) auf einem Werkstücktisch (14), der um eine zu der ersten Maschinenachse (x) senkrecht verlaufende Schwenkachse (24) zumindest um 180° hin- und herschwenkbar ist, derart, dass die Werkstücke (22, 23) sich mit ihren Längsachsen parallel zueinander und senkrecht oder schräg zu der ersten Maschinenachse (x) sowie senkrecht zu der Schwenkachse (24) erstrecken, b) zeit- und konturgleiches Bearbeiten der beiden Werkstücke (22, 23) mit in die beiden Werkzeugspindeln (15, 16) eingespannten Bearbeitungswerkzeugen (17, 18), wobei das erste Werkstück (22) mit der ersten Werkzeugspindel (15) bearbeitet wird, und das zweite Werkstück (23) mit der zweiten Werkstückspindel (16), c) Verschwenken des Werkstücktisches (14) um 180°, und d) einspindelige Bearbeitung erst des einen und dann des anderen Werkstückes (15, 16), wobei das erste Werkstück (22) mit der ersten Werkzeugspindel (15) bearbeitet wird, und das zweite Werkstück (23) mit der zweiten Werkstückspindel (16).

Description

VERFAHREN UND WERKZEUGMASCHINE ZUR GLEICHZEITIGEN BEARBEITUNG VON ZWEI

WERKSTÜCKEN

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur gleichzeitigen Bearbeitung von zumindest zwei Werkstücken mit einer Werkzeugmaschine für die spanabhebende Bearbeitung, die eine Werkstückspannvorrichtung zum Aufspannen der Werkstücke sowie zumindest zwei Werkzeugspindeln aufweist, die synchron miteinander und relativ zu der Werkstückspannvorrichtung in drei zueinander orthogonalen Maschinenachsen bewegbar und parallel nebeneinander längs einer ersten der Maschinenachsen mit einem Mittenabstand zueinander angeordnet sind. [0002] Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Werkzeugmaschine für die gleichzeitige spanabhebende Bearbeitung von zumindest zwei Werkstücken, mit einer Werkstückspannvorrichtung zum Aufspannen von zumindest zwei Werkstücken sowie zumindest zwei Werkzeugspindeln zur Aufnahme von Bearbeitungswerkzeugen, wobei die beiden Werkzeugspindeln synchron miteinander und relativ zu der Werkstückspannvorrichtung in drei zueinander orthogonalen Maschinenachsen bewegbar und parallel nebeneinander längs einer ersten der Maschinenachsen mit einem Mittenabstand zueinander angeordnet sind,

[0003] Ein derartiges Verfahren ist aus der DE 103 30 909 AI bekannt, in der eine so genannte Doppelspindel- Werkzeugmaschine beschrieben ist.

[0004] Die bekannte Werkzeugmaschine weist einen Spindelkopf mit zwei parallel zueinander angeordneten Werkzeugspindeln auf, die an einem Fahrständer in an sich bekannter Weise so gelagert sind, dass sie gegenüber den Werkstücken in den drei orthogonalen Linearachsen X, Y und Z verfahren werden können. Die Werkzeugspindeln sind entweder starr miteinander gekoppelt, oder sie werden synchron miteinander angesteuert.

[0005] Auf diese Weise ist es mit der bekannten Werkzeugmaschine möglich, zwei Werkstücke zeit- und konturgleich zu bearbeiten, die bei der bekannten Werkzeugmaschine selbst in zwei Spindeln gelagert sind, die an dem Maschinengestell festgelegt sind und eine Werkstückspannvorrichtung bilden.

[0006] Unter„zeitgleich" wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung verstanden, dass die Bearbeitungsschritte an beiden Werkstücken zeitlich parallel durchgeführt werden, also innerhalb desselben Zeitabschnittes an beiden Werkstücken identische Manipulationen stattfinden.

[0007] Unter„gleichzeitig" wird dagegen verstanden, dass im Rahmen eines Produktionsabschnittes zwei Werkstücke in die Werkzeugmaschine eingespannt, identisch bearbeitet und danach wieder ausgespannt werden, Nicht alle Operationen müssen dabei auch zeitgleich erfolgen.

[0008] Wie jede Werkzeugmaschine, weist auch die bekannte Werkzeugmaschine nur begrenzte Verfahrwege in den drei Linearachsen auf, wobei insbesondere der Verfahrweg in der y-Achse begrenzt ist. In der Regel sind die Verfahrwege in der x-Achse sowie der z-Achse, in der die Werkzeuge zu den Werkstücken zugestellt werden, größer und damit bei der Bearbeitung von Werkstücken unproblematisch.

[0009] Der Vorteil einer derartigen doppelspindeligen Bearbeitung liegt darin, dass sozusagen mit einer einzigen Ansteuerung zeitgleich zwei Werkstücke konturgenau bearbeitet werden können, so dass bei dem nur geringfügig höheren Investitionsaufwand für die Doppelspindel-Werkzeugmaschine ein deutlich höherer Durchsatz an gefertigten Werkstücken erzielt wird als mit Einspindel-Werkzeug- maschinen.

[0010] Ein weiterer Vorteil der Doppelspindel-Werkzeugmaschine besteht darin, dass Werkstücke sozusagen paarweise zueinander passend gefertigt werden können, da die Einflüsse des Temperaturganges etc. auf die beiden zeitgleich gefertigten Werkstücke identisch sind.

[0011] Nachteilig bei der bekannten Werkzeugmaschine sowie dem auf ihr durchgeführten Verfahren ist es jedoch, dass längere Werkstücke auf ihr nicht bearbeitet werden können. Diese Werkstücke weisen - wie Stangematerial - meist in einer Koordinate deutlich längere Abmaße auf als in den beiden anderen.

[0012] Aufgrund der Anordnung der Werkzeugspindeln nebeneinander in der x-Achse müssen die beiden Werkstücke nämlich ebenfalls in x-Achse zueinander beabstandet nebeneinander liegen, so dass sie sich in Richtung der kürzeren y-Achse erstrecken. [0013] Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die bekannte Werkzeugmaschine und das bekannte Verfahren derart weiterzubilden, dass unter Beibehaltung der hohen Bearbeitungsgenauigkeit und bei hohem Werkstückdurchsatz auch Werkstücke bearbeitet werden können, die sich nach dem Aufspannen in Richtung der y-Achse über eine Länge erstrecken, die größer ist als der relative Verfahrweg zwischen den Werkstückspindeln und der Werkstückspannvorrichtung.

[0014] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der eingangs genannten Art gelöst durch die Schritte: a) Aufspannen von zumindest zwei Werkstücken auf einem Werkstücktisch, der um eine zu der ersten Maschinenachse senkrecht verlaufende Schwenkachse zumindest um 180° hin- und herschwenkbar ist, derart, dass die Werkstücke sich mit ihren Längsachsen parallel zueinander und senkrecht oder schräg zu der ersten Maschinenachse sowie senkrecht zu der Schwenkachse erstrecken, b) zeit- und konturgleiches Bearbeiten von zwei Werkstücken mit in die beiden Werkzeugspindeln eingespannten Bearbeitungswerkzeugen, wobei ein erstes Werkstück mit der ersten Werkzeugspindel bearbeitet wird, und ein zweites mit der zweiten Werkstückspindel, c) Verschwenken des Werkstücktisches um 180°, und d) einspindelige Bearbeitung erst des einen und dann des anderen Werkstückes, wobei das erste Werkstück mit der ersten Werkzeugspindel bearbeitet wird, und das zweite mit der zweiten Werkstückspindel.

[0015] Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe ferner bei einer Werkzeugmaschine der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die Werkstückspannvorrich- tung als Werkzeugtisch ausgebildet ist, der um eine zu der ersten Maschinenachse senkrecht verlaufende Schwenkachse um zumindest 180° hin- und herschwenkbar ist.

[0016] Bei der neuen Werkzeugmaschine ist die Werkstückspannvorrichtung als Drehtisch, also als um eine Schwenkachse schwenkbarer Werkzeugtisch ausgebildet, wie er ansonsten bei Werkzeugmaschinen eingesetzt wird, die einen Arbeitsbereich sowie einen Bestückungsbereich aufweisen, wobei die beiden Bereiche durch eine auf dem Werkstücktisch vorgesehene Spritzschutzwand gegeneinander abgetrennt sind, so dass der Bestückungsbereich mit einem zu bearbeitenden Werkstück bestückt werden kann, während zeitgleich im Arbeitsbereich ein Werkstück bearbeitet wird.

[0017] Beispiele für einspindelige Werkzeugmaschinen mit Drehtisch und Spritzschutzwand sind in der DE 35 33 089 AI, DE 37 34 722 AI und der DE 43 06 093 AI beschrieben.

[0018] Auf diesem, auch Pendeltisch genannten Werkstücktisch werden jetzt die Werkstücke so aufgespannt, dass sie sich nicht parallel zur X-Richtung erstrecken, wobei sie sich wegen ihrer Länge aus dem Arbeitsbereich heraus erstrecken.

[0019] Auf diese Weise können die im Arbeitsbereich liegenden Abschnitte der Werkstücke doppelspindelig bearbeitet werden.

[0020] Danach wird der Werkstücktisch um 180° um seine Schwenkachse geschwenkt, so dass jetzt die in den Arbeitsbereich hinein geschwenkten, bisher unbearbeiteten Bereiche der Werkstücke zur Bearbeitung verfügbar sind.

[0021] Allerdings hat sich durch das Verschwenken des Werkstückes die Zuordnung der Werkstücke zu den Werkzeugspindeln vertauscht. Das zuvor von der Werkzeugspindel 1 bearbeitete Werkstück würde bei weiterer doppelspindeliger Bearbeitung jetzt durch die Werkzeugspindel 2 fertig gestellt, und umgekehrt.

[0022] Bei bestimmten Genauigkeitsanforderungen ist dies durchaus denkbar, insbesondere bei hohen Genauigkeitsanforderungen jedoch nachteilig, denn die Bearbeitungsgenauigkeit des Werkstückes leidet darunter, wenn während der Bearbeitung eine andere Werkzeugspindel mit ihrem zugeordneten Werkzeugsatz zum Einsatz kommt.

[0023] Dies liegt zum einen daran, dass die Werkzeugsätze leicht unterschiedlich sind und zudem an die zugehörige Werkzeugspindel angepasst sind, die sich ebenfalls von der anderen Werkzeugspindel unterscheidet.

[0024] Ferner sind die Werkstücke in ihrer Zuordnung zu den Werkzeugspindeln aufgespannt, so dass eine hochgenaue Bearbeitung nur dann möglich ist, wenn Werkzeugspindel und Werkstück einander zugeordnet bleiben.

[0025] Die Erfinder der vorliegenden Anmeldung haben nun jedoch erkannt, dass nach dem Verschwenken des Werkstücktisches zusätzlich zu oder anstelle von der doppelspindeligen Bearbeitung eine einspindelige Bearbeitung vorzusehen ist, also zunächst eine Bearbeitung des Werkstückes 1 mit der zugeordneten Werkzeugspindel 1 und dann eine Bearbeitung des Werkzeuges 2 mit der zugeordneten Werkzeugspindel 2.

[0026] Dabei wird unter "einspindeliger Bearbeitung" verstanden, dass jedes Mal beide Werkzeugspindeln synchron verfahren werden, dass jedoch nur eine der beiden Werkzeugspindeln jeweils am Werkstück im Einsatz ist, die andere fährt lediglich mit, ohne ein Werkstück zu bearbeiten.

[0027] Die Erfinder haben erkannt, dass der Verfahrweg einer Doppelspindel-Werkzugmaschine in x-Richtung, also quer zur Längsrichtung der aufgespannten Werkstücke, ausreichend ausgelegt werden kann, um diese einspindelige Bearbeitung zuzulassen. Es ist bei parallel zur y- Achse liegenden Werkstücken lediglich erforderlich, die Werkzeugspindeln für die einspindelige Bearbeitung in x-Richtung um einen Betrag nach links und rechts zu verfahren, der dem Abstand der beiden Werkzeugspindeln zueinander entspricht. Liegen die Werkstücke dagegen schräg zur x-Achse, ist der Verfahrweg in x-Richtung entsprechend größer auszulegen.

[0028] Auf den ersten Blick scheint dies nachteilig, da die hohe Bearbeitungsgeschwindigkeit der Doppelspindel-Werkzeugmaschine nicht ausgenutzt wird, dies gilt jedoch nur für den Teil der Bearbeitung, wo die Werkstücke in ihrer Seitenlage zueinander vertauscht sind, so dass einspindelig bearbeitet wird.

[0029] Mit anderen Worten, ein Teil der Bearbeitung erfolgt doppelspinde- lig, während ein anderer Teil der Bearbeitung sequentiell und einspindelig erfolgt. Dabei erfolgt in der Ausgangsdrehlage des Drehtisches jede Bearbeitung doppelspin- delig, während nach dem Schwenken dann einspindelig gearbeitet wird, wenn es auf hohe Genauigkeit ankommt, ansonsten ggf. auch zweispindelig.

[0030] Auf diese Weise wird eine Kombination der hohen Bearbeitungsgeschwindigkeit von Doppelspindelwerkzeugmaschinen mit der hohen Bearbeitungsgenauigkeit von Einzelspindel- Werkzeugmaschinen erreicht, wo der Pendeltisch bisher zum Einsatz kam.

[0031] Die Werkstücke liegen dabei nicht parallel zur x-Richtung, die den größten Verfahrweg aufweist, sondern müssen in der x-Achse zueinander den Abstand aufweisen, den die Bearbeitungsspindeln zueinander in x-Richtung haben. Wenn die Werkstücke senkrecht zur X-Achse liegen, bestimmt allein der Verfahrweg in y-Richtung die maximale Länge der in einer Drehposition des Werkstücktisches zu bearbeitenden Bereiche der Werkstücke. Es ist aber auch möglich, die Werkstücke schräg zur x-Achse zu legen, so dass sich die maximal zu bearbeitende Länge erhöht, bei einem Winkel von 45° bspw. um 2, also ca. das 1,4 fache. [0032] Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst.

[0033] In einer Weiterbildung ist es bevorzugt, wenn die Werkstücke in einem Schritt f) um ihre jeweilige Längsachsen gedreht werden, und dass danach erst Schritt d), dann Schritt c) und dann Schritt b) wiederholt werden.

[0034] Hier ist von Vorteil, dass weitere Seiten der Werkstücke bearbeitet werden können. Durch die Drehung um ihre Längsachse liegen die Werkstücke noch seitenverkehrt zu den Werkzugspindeln, so dass zuerst die einspindelige Bearbeitung erfolgen muss, bevor nach dem erneuten Schwenken des Drehtisches die Zuordnung zwischen Werkstücken und Werkzeugspindeln wieder stimmt, so dass doppelspinde- lig gearbeitet werden kann.

[0035] Alternativ ist es bevorzugt, wenn die Werkstücke in einem Schritt f) um eine parallel zu ihren jeweiligen Längsachsen verlaufende Mittenachse gedreht werden, und dass danach erst Schritt b), dann Schritt c) und dann Schritt d) wiederholt werden.

[0036] Bei diesem Drehen vertauschen die Werkstücke wieder ihre Seite, so dass zunächst doppelspindelig und nach erneutem Schwenken des Drehtisches einspindelig gearbeitet wird.

[0037] Weiter ist es bevorzugt, wenn die Werkstücke in einem Schritt f) um eine senkrecht zu ihren jeweiligen Längsachsen und senkrecht zu der Schwenkachse verlaufende Mittenachse gedreht werden, und dass danach erst Schritt d), dann Schritt c) und dann Schritt b) wiederholt werden.

[0038] Bei diesem Drehen vertauschen die Werkstücke ihre Seite nicht, so dass zunächst einspindelig und nach erneutem Schwenken des Drehtisches doppelspindelig gearbeitet wird. [0039] Der Schritt f) und die sich in entsprechender Reihenfolge anschließenden Schritte werden so oft wiederholt, bis alle Seiten der Werkstücke bearbeitetet sind.

[0040] Dementsprechend ist es bei der neuen Werkzeugmaschine bevorzugt, wenn an dem Werkstücktisch Vorrichtungen vorgesehen sind, um die Werkstücke um ihre jeweilige Längsachse, um eine parallel zu ihren jeweiligen Längsachsen verlaufende Mittenachse oder um eine quer zu ihren jeweiligen Längsachsen verlaufende Mittenachse zu verschwenken.

[0041] Die neue Werkzeugmaschine weist dabei bevorzugt in Richtung der ersten Maschinenachse einen Verfahrweg auf, der zumindest doppelt so groß ist wie der Mittenabstand zwischen den beiden Werkzeugspindeln.

[0042] Es ist auch möglich, die neue Werkzeugmaschine mit 2 mal 2 Werkzeugspindeln und zwei Drehtischen auszustatten, so dass auf jedem Drehtisch mit je zwei Werkzeugspindeln zwei Werkstücke bearbeitet werden können. Mit anderen Worten, es ist so möglich, insgesamt 4 Werkstücke gleichzeitig zu bearbeiten.

[0043] Vier Werkstücke können auch mit zwei Werkzeugspindeln bearbeitet werden, wenn die Werkstücke auf einem gemeinsamen Drehtisch aufgespannt sind, aber zwischen je einem Paar von zwei Werkstücken in X-Richtung ein Abstand vorgesehen ist, der größer ist als der Mittenabstand der Werkzeugspindeln zueinander.

[0044] Auf diese Weise wird in einer Drehlage des Drehtisches erst das erste und dann das zweite Paar von Werkstücken doppelspindelig bearbeitet. Nach dem Schwenken des Werkstücktisches um 180° können wieder beide Paare von Werkstücken nacheinander doppelspindelig bearbeitet werden, wenn die Genauigkeitsanforderungen dies zulassen. [0045] Wird höhere Genauigkeit gefordert, können alle Werkstücke nacheinander mit der ursprünglich zugeordneten Werkzeugspindel einspindelig bearbeitet werden, wobei sich das jeweils leer laufende Werkzeug entweder rechts bzw. links am Drehtisch oder zwischen den beiden Paaren von Werkstücken befindet, wo es die Fahrbewegungen mitmachen kann, ohne in Eingriff zu geraten.

[0046] Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

[0047] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Vorderansicht der neuen Werkzeugmaschine, auf der das neue Verfahren durchgeführt wird;

Fig. 2 eine schematische Seitenansicht der Werkzeugmaschine aus Fig. 1, gesehen in Fig. 1 von links;

Fig. 3 eine Draufsicht auf den Werkstücktisch der Werkzeugmaschine aus

Fig. 1 mit schematisch angedeuteten Spindeln; und

Fig. 4 - 9 in einer Ansicht wie Fig. 3 verschiedene Stadien der Bearbeitung der auf den Werkstücktisch aufgespannten Werkstücke.

[0048] In Fig. 1 ist schematisch und nicht maßstabsgetreu in einer Vorderansicht eine Werkzeugmaschine 10 dargestellt, die einen Spindelkopf 11 aufweist, der an einem schematisch angedeuteten Maschinengestell 12 gelagert ist. [0049] Ferner ist eine Werkstückspannvorrichtung in Form eines Werkstücktisches 14 vorgesehen, gegenüber dem der Spindelkopf 11 in üblicher Weise in drei zueinander orthogonalen Maschinenachsen X, Y und Z verfahrbar ist, die durch ein neben der Werkzeugmaschine 10 angedeutetes Koordinatenkreuz definiert sind.

[0050] In dem gezeigten Beispiel sind alle drei Maschinenachsen in dem Spindelkopf 11 realisiert, es ist jedoch auch möglich, eine oder mehrere Maschinenachsen in dem Werkstücktisch 14 zu verwirklichen.

[0051] In dem Spindelkopf 11 sind zwei Werkzeugspindeln 15, 16 angeordnet, die jeweils ein Bearbeitungswerkzeug 17, 18 aufnehmen können, das um eine eigene Drehachse 19, 21 drehangetrieben ist.

[0052] Auf diese Weise können mit den Werkzeugspindeln 15, 16 zwei Werkstücke 22, 23 zeit- und konturgleich zueinander bearbeitet werden, die auf den Werkstücktisch 14 aufgespannt sind.

[0053] Es ist auch vorgesehen, in der Werkzeugmaschine 10 zwei Sätze von Werkzeugspindeln 15, 16 und einen zweiten Werkstücktisch 14 vorzusehen, so dass 4 Werkstücke gleichzeitig bearbeitet werden können.

[0054] Der Werkstücktisch 14 ist als Drehtisch ausgelegt und kann um seine vertikal verlaufende Schwenkachse 24 verschwenkt werden, was durch einen Pfeil 25 angedeutet ist.

[0055] Die in den Fig. gezeigte Werkzeugmaschine ist als Vertikalmaschine ausgebildet, die Werkzeugspindeln 15, 16 sind also vertikal ausgerichtet. Es ist auch möglich, die neue Werkzeugmaschine als Horizontalmaschine auszubilden und die Werkzeugspindeln 15, 15 sozusagen liegend auszubilden, ohne dass die Vorteile des neuen Verfahrens verloren gehen. Der Werkstücktisch 14 ist dann um eine horizontale Schwenkachse drehbar ausgebildet. [0056] Dieses Schwenken des Werkstücktisches 14 wird bei dem eingangs erwähnten Stand der Technik dazu verwendet, Werkstücke aus dem Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine in den Bestückungsbereich zu verfahren, und umgekehrt. Dazu ist in der Regel eine Spritzschutzwand vorgesehen, die den Werkstücktisch 14 in den der Spindel zugewandten Arbeitsbereich sowie den von der Spindel abgewandten Bestückungsbereich unterteilt.

[0057] Eine derartige Spritzschutzwand ist bei der neuen Werkzeugmaschine 10 nicht vorgesehen, so dass auf ihr das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann, was weiter unten anhand der Fig. 3 bis 9 im Detail erläutert wird.

[0058] Die beiden Drehachsen 19, 21 der Werkzeugspindeln 15, 16 weisen zueinander einen Abstand 26 auf. In diesem Abstand 26 sind auch die beiden Werkstücke 22 und 23 zueinander in der x-Achse beabstandet, während sie parallel zueinander in der y-Achse verlaufen.

[0059] In der Seitenansicht der Fig. 2 ist nur das Werkstück 22 zu erkennen, das eine Längserstreckung in Richtung der y-Achse aufweist, die so groß ist, dass das Werkstück 22 nicht vollständig in der gezeigten Aufspannung längs der y-Achse bearbeitet werden kann.

[0060] Um dies zu verdeutlichen, ist in Fig. 2 gestrichelt der Spindelkopf 11' in seiner äußersten Position in y-Richtung dargestellt. Ebenfalls gestrichelt ist die in Fig. 1 linke Werkzeugspindel 15' sowie ein aufgenommenes Werkzeug 17' dargestellt.

[0061] In Verlängerung des Werkzeuges 17' ist bei 27 gestrichelt die Arbeitsraumgrenze der Werkzeugmaschine 10 dargestellt.

[0062] Mit anderen Worten, links von der Linie 27 in Fig. 2 liegt der Arbeitsbereich 27', dort kann das Werkstück 22 bearbeitet werden. In dem rechts von der Linie 27 liegenden Bereich 27" ist keine Bearbeitung möglich, zumindest nicht in der in Fig. 2 gezeigten Aufspannung.

[0063] Die Situation der Fig. 2 ist schematisch noch einmal in Fig. 3 dargestellt, wo der Werkstücktisch 14 in Draufsicht gezeigt ist, so dass die beiden Werkstücke 22 und 23 zu erkennen sind, die mit ihren zu bearbeitenden Bereichen 28 und 29 oberhalb der Arbeitsraumgrenze 27 liegen, so dass diese Bereiche 28, 29 mit den ebenfalls schematisch angedeuteten Werkzeugspindeln 15, 16 bearbeitet werden können.

[0064] In den Fig. liegen die Werkstücke 22, 23 parallel zur y-Achse, sie können jedoch auch unter einem Winkel schräg zur x-Achse liegen, wodurch sich die Länge der in einer Drehstellung des Werkstücktisches 14 zu bearbeitenden Bereiche 28, 29 entsprechend dem Winkel verlängert.

[0065] Nachdem die Bearbeitung gemäß Fig. 3 erfolgt ist, verschwenkt der Werkstücktisch 14 um seine Schwenkachse 24 längs des Pfeils 25 um 180°, so dass die Situation der Fig. 4 vorliegt, wo jetzt unbearbeitete Bereiche 31 und 32 der Werkstücke 22 und 23 oberhalb der Arbeitsraumgrenze 27 liegen und jetzt von den Werkzeugspindeln 15 und 16 bearbeitet werden können.

[0066] Während bei dem Bearbeitungsvorgang, der gemäß der Fig. 3 durchgeführt wird, die Werkstücke 22 und 23 von den starr miteinander verbundenen Werkzeugspindeln 15 und 16 zeit- und konturgleich bearbeitet werden, wird bei der Bearbeitung nach dem Schwenken, wie es in Fig. 4 gezeigt ist, von der doppelspinde- ligen Bearbeitung zu einer einspindeligen Bearbeitung übergegangen.

[0067] Obwohl dies im ersten Moment nachteilig erscheint, ergeben sich doch deutliche Genauigkeitsvorteile, wenn das Werkstück 22 immer mit der Werkzeugspindel 15 und das Werkstück 23 immer mit der Werkzeugspindel 16 bearbeitet wird. [0068] Diese Genauigkeitsprobleme betreffen nicht nur die Zuordnung der Einspannung des Werkstücks zur jeweiligen Werkzeugspindel sondern auch die jeweils wiederholt verwendeten Werkzeuge sowie die Verfahrgenauigkeit und sonstige Anordnung der Werkzeugspindeln selbst.

[0069] Mit anderen Worten, wenn ein Werkstück in allen Aufspannungen immer mit derselben Werkzeugspindel bearbeitet wird, also immer auch dieselben Werkzeuge zum Einsatz kommen, ist die Bearbeitungsgenauigkeit insgesamt deutlich größer als wenn zwei Arbeitspindeln alternierend ein Werkstück bearbeiten.

[0070] Die sich daraus ergebenden Konsequenzen sind in den Fig. 5 und 6 gezeigt.

[0071] Zunächst werden die Werkzeugspindeln 15 und 16 so in x-Richtung verfahren, dass mit der Werkzeugspindel 16 der Bereich 32 des Werkstückes 23 bearbeitet wird. Dies ist in Fig. 5 gezeigt.

[0072] Danach werden die Werkzeugspindeln 15 und 16 in x-Richtung so verfahren, dass jetzt der Bereich 31 des Werkstückes 22 mit der Werkzeugspindel 15 bearbeitet wird. Diese Situation ist in Fig. 6 dargestellt.

[0073] Um diese Verfahrsituationen realisieren zu können, müssen die Werkzeugspindeln 15, 16 lediglich etwa um den zwischen ihnen vorgegebenen Abstand 26 nach links und rechts gegenüber dem Werkstücktisch 14 verfahrbar sein. Dies gilt, wenn die Werkstücke 22, 23 parallel zur y-Achse liegen. Wenn sie dagegen schräg liegen, muss der Verfahrbereich in x-Richtung entsprechend dem Winkel größer sein.

[0074] Während der Bearbeitung mit einer der beiden Werkzeugspindeln 15, 16 fährt die andere sozusagen "leer" mit, sie ist nicht im Einsatz. [0075] In den Fig. 4 bis 6 sind übrigens die bearbeiteten Bereiche der Werkstücke 22 und 23 schraffiert dargestellt, die noch zu bearbeitenden Bereiche sind nicht schraffiert dargestellt. Bei 34 ist ein überlappender Bereich angedeutet, der in den beiden Schwenklagen des Werkstücktisches 14, wie sie der Fig. 3 einerseits und den Fig. 4 bis 6 anderseits entsprechen, bearbeitet werden kann, so dass der Anschluss zwischen den beiden Bereichen 28 und 31 bzw. 29 und 32 mit der erforderlichen Genauigkeit bearbeitet werden kann.

[0076] Durch das insoweit beschriebene Verfahren ist es also möglich, mit einer Doppelspindel-Werkzeugmaschine, wie der Werkzeugmaschine 10, teilweise zeit- und konturgleich zwei Werkstücke zu bearbeiten, während die in dieser Aufspannung nicht zugänglichen Bereiche 31 und 32 der Werkstücke 22 und 23 nach dem Schwenken des Tisches 24 um 180° in den Arbeitsbereich gelangen und dort mit der Werkzeugspindel weiter bearbeitet werden, mit der sie auch zuvor bearbeitet wurden. Dies bedeutet, dass ein Abschnitt der Bearbeitung einspindelig erfolgt, also sequentiell zunächst mit der Werkzeugspindel 15 und dann mit der Werkzeugspindel 16.

[0077] Sofern die Werkstücke 22 und 23 auch an ihrer Unterseite bearbeitet werden müssen, können sie in Rundtische eingespannt sein. In Fig. 6 ist zu erkennen, dass das Werkstück 22 an seinen Stirnseiten in Rundtischen 35 und 36 gelagert ist, durch die das Werkstück 22 um seine Längsachse 37 verschwenkt werden kann.

[0078] Die Rundtische 35 und 36 sind auch in Fig. 1 zu erkennen.

[0079] Dementsprechend ist das Werkstück 23 an seinen Stirnseiten in Rundtische 38 und 39 eingespannt, durch die das Werkstück 23 um seine Längsachse 41 verschwenkt werden kann.

[0080] Das Ergebnis dieser Verschwenkung ist in Fig. 7 gezeigt, wo die Werkstücke 22 und 23 nach wie vor "seitenvertauscht" vorliegen, so dass eine dop- pelspindelige Bearbeitung nicht möglich ist, wenn die entsprechende Genauigkeit erreicht werden soll. Es folgt also erneut eine einspindelige Bearbeitung.

[0081] Dementsprechend wird also gemäß Fig. 7 zunächst das Werkstück 22 mit der Werkzeugspindel 15 bearbeitet, woraufhin dann gemäß Fig. 8 das Werkstück 23 mit der Werkzeugspindel 16 bearbeitet wird. Danach wird der Werkstücktisch 14 um seine Schwenkachse 24 zurückgeschwenkt, was durch den Pfeil 25 angedeutet ist.

[0082] Es ergibt sich die Situation der Fig. 9, wo die Werkstücke 22 und 23 wieder "seitenrichtig" nebeneinander liegen, so dass die noch nicht bearbeiteten - unschraffierten - Bereiche 42, 43 jetzt zeit- und konturgleich durch die Werkzeugspindeln 15 und 16 bearbeitet werden können.

[0083] Selbstverständlich ist es auch möglich, weitere Seiten der Werkstücke 22 und 23 auf diese Weise zu bearbeiten, indem nämlich die Werkstücke 22, 23 nach der Bearbeitung ihrer zweiten Längsseiten erneut um ihre Längsachsen 37, 41 geschwenkt werden, wobei die obige Abfolge von doppelspindeliger Bearbeitung und einspindeliger Bearbeitung sich entsprechend wiederholt.

[0084] Selbstverständlich ist es auch möglich, die beiden Werkstücke 22 und 23 nicht jeweils einzeln um ihre Längsachse 37, 41 zu schwenken. Die Werkstücke 22 und 23 können vielmehr auch gemeinsam um eine in Fig. 9 angedeutete Mittenachse 44 geschwenkt werden, die die Schwenkachse 24 schneidet.

[0085] Wenn das Schwenken gemäß Fig. 9 um die parallel zur y-Achse liegende Mittenachse 44 erfolgt, vertauschen die Werkstücke 22, 23 wieder ihre Seiten, so dass auf die einspindelige Bearbeitung unmittelbar wieder eine doppelspinde- lige Bearbeitung folgt. Nach dem Schwenken des Werkstücktisches 14 um seine Schwenkachse 24 ist dann wieder einspindelige Bearbeitung vorgesehen. [0086] Alternativ können die beiden Werkstücke auch gemeinsam um eine senkrecht zu den Längsachsen 37, 41 und senkrecht zu der Schwenkachse 24 verlaufende Mittenachse 45, also um die x-Achse, geschwenkt werden, so dass sie ihre Seitenlage zueinander nicht verändern. Dann erfolgt auf die einspindelige Bearbeitung gemäß Fig. 6 zunächst wieder eine einspindelige Bearbeitung. Daraufhin dreht der Werkstücktisch 14, und der Prozess wird mit doppelspindeliger Bearbeitung fortgesetzt.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zur gleichzeitigen Bearbeitung von zumindest zwei Werkstücken (22, 23) mit einer Werkzeugmaschine (10) für die spanabhebende Bearbeitung, die eine Werkstückspannvorrichtung zum Aufspannen der Werkstücke (22, 23) sowie zumindest zwei Werkzeugspindeln (15, 16) aufweist, die synchron miteinander und relativ zu der Werkstückspannvorrichtung in drei zueinander orthogonalen Maschinenachsen (x, y, z) bewegbar und parallel nebeneinander längs einer ersten (x) der Maschinenachsen mit einem Mittenabstand (26) zueinander angeordnet sind, mit den Schritten: a) Aufspannen von zumindest zwei Werkstücken (22, 23) auf einem Werkstücktisch (14), der um eine zu der ersten Maschinenachse (x) senkrecht verlaufende Schwenkachse (24) zumindest um 180° hin- und herschwenkbar ist, derart, dass die Werkstücke (22, 23) sich mit ihren Längsachsen (37, 41) parallel zueinander und senkrecht oder schräg zu der ersten Maschinenachse (x) sowie senkrecht zu der Schwenkachse (24) erstrecken, b) zeit- und konturgleiches Bearbeiten von zwei Werkstücken (22, 23) mit in die beiden Werkzeugspindeln (15, 16) eingespannten Bearbeitungswerkzeugen (17, 18), wobei ein erstes Werkstück (22) mit der ersten Werkzeugspindel (15) bearbeitet wird, und ein zweites Werkstück (23) mit der zweiten Werkstückspindel (16), c) Verschwenken des Werkstücktisches (14) um 180°, und d) einspindelige Bearbeitung erst des einen und dann des anderen Werkstückes (15, 16), wobei das erste Werkstück (22) mit der ersten Werkzeugspindel (15) bearbeitet wird, und das zweite Werkstück (23) mit der zweiten Werkstückspindel (16).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (22, 23) in einem Schritt f) um ihre jeweilige Längsachsen (37, 41) gedreht werden, und dass danach erst Schritt d), dann Schritt c) und dann Schritt b) wiederholt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (22, 23) in einem Schritt f) um eine parallel zu ihren jeweiligen Längsachsen (37, 41) verlaufende Mittenachse (44) gedreht werden, und dass danach erst Schritt b), dann Schritt c) und dann Schritt d) wiederholt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstücke (22, 23) in einem Schritt f) um eine senkrecht zu ihren jeweiligen Längsachsen (37, 41) und senkrecht zu der Schwenkachse (24) verlaufende Mittenachse (45) gedreht werden, und dass danach erst Schritt d), dann Schritt c) und dann Schritt b) wiederholt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt f) und die sich anschließenden Schritte so oft wiederholt werden, wie weitere Seiten der Werkstücke zu bearbeiten sind.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei mal zwei Werkstücke (22, 23) mit je einem Satz von zwei Werkstückspindeln (15, 16) bearbeitet werden, wobei je zwei Werkstücke auf einem Werkstücktisch aufgespannt werden.

7. Werkzeugmaschine für die gleichzeitige spanabhebende Bearbeitung von zumindest zwei Werkstücken (22, 23), mit einer Werkstückspannvorrichtung zum Aufspannen von zumindest zwei Werkstücken (22, 23) sowie zumindest zwei Werkzeugspindeln (15, 16) zur Aufnahme von Bearbeitungswerkzeugen (17, 18), wobei die beiden Werkzeugspindeln (15, 16) synchron miteinander und relativ zu der Werkstückspannvorrichtung in drei zueinander orthogona- len Maschinenachsen (x, y, z) bewegbar und parallel nebeneinander längs einer ersten (x) der Maschinenachsen mit einem Mittenabstand (26) zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkstückspannvorrichtung als Werkzeugtisch (14) ausgebildet ist, der um eine zu der ersten Maschinenachse (x) senkrecht verlaufende Schwenkachse (24) um zumindest 180° hin- und herschwenkbar ist.

8. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Werkstücktisch (14) Vorrichtungen (35, 36, 38, 39) vorgesehen sind, um die Werkstücke (22, 23) um ihre jeweilige Längsachse (37, 41), um eine parallel zu ihren jeweiligen Längsachsen (37, 41) verlaufende Mittenachse (44) oder um eine quer zu ihren jeweiligen Längsachsen (37, 41) verlaufende Mittenachse (45) zu verschwenken.

9. Werkzeugmaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie in Richtung der ersten Maschinenachse einen Verfahrweg aufweist, der zumindest doppelt so groß ist wie der Mittenabstand.

10. Werkzeugmaschine nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei weitere Werkzeugspindeln (15, 16) und zumindest ein weiterer Werkstücktisch (14) vorgesehen sind.