WO1991016161A1 - Mehrspindeldrehautomat - Google Patents

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WO1991016161A1
WO1991016161A1 PCT/DE1991/000311 DE9100311W WO9116161A1 WO 1991016161 A1 WO1991016161 A1 WO 1991016161A1 DE 9100311 W DE9100311 W DE 9100311W WO 9116161 A1 WO9116161 A1 WO 9116161A1
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automatic lathe
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Rainer Daumann
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Rainer Daumann
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    • B23Q7/04—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 by means of grippers
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23Q39/042—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 with circular arrangement of the sub-assemblies
    • B23Q39/044—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 with circular arrangement of the sub-assemblies having at least one tool station cooperating with each work holder, e.g. multi-spindle lathes
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Definitions

  • the invention relates to multi-spindle automatic lathes, in particular CNC multi-spindle automatic lathes.
  • Multi-spindle automatic lathes of this principle have been used for a long time, which are on one or more layers
  • the relatively slow CNC cross slide must move back from its working position in the area of the rotating clocked spindles. Then the drum cycles and the CNC cross-slide moves back to its working position relatively slowly. Except that the relatively fast mechanically controlled cross slides on the relatively slow
  • Machining time per workpiece even has to be multiplied by the number of spindles.
  • the invention is based on the object
  • External machining tool (8) can work through undisturbed during the entire machining process.
  • the tool drum turret (4) performing the rotary switching movement can perform a relatively fast switching movement because of its comparatively low mass compared to a spindle drum.
  • Fig.1-18 only one external machining tool (8) is pro
  • CNC cross slide (10, 12) shown This is sufficient for many copies.
  • Several external machining tools (8) can be arranged offset according to Fig. 19-20 or, since the CNC cross slide (10) can protrude into the pitch circle (14) without disturbing, two on both sides of the workpiece (7) on the cross slide ( 10) Arranged tools work the workpiece alternately (oscillating) one after the other. With a combination of both of the aforementioned principles, the possible number of slide tools can be increased further.
  • a separate tool turret can also be provided for the cross slide.
  • a standard copying tool is used for many applications are enough to turn a burr-free outer contour.
  • the multi-spindle automatic lathe according to the invention can be used for experimentation or optimization without particular problems
  • Effort can also be driven single-spindle.
  • An optimized spindle (9) can be immediately transferred to the whole and, of course, any other machine using the CNC program.
  • the revolving tool drum turret (4) creates further options for the flexibility of the automatic lathe. If only minor internal machining is to be carried out, the turret can carry out a double indexing cycle and, with the appropriate parallel equipment of the internal machining tools (6), can execute a complete indexing cycle in half the number of indexing steps, which leads to a further reduction in cycle time. Conversely, if a very complicated internal machining is to be carried out, the tool drum turret (4) can only do half
  • Tool set can be selected.
  • overhead spindles (9) can be mounted, since this arrangement is fixed. Another option is not to occupy the lower ones specified by the division and division
  • turret can also be designed to be pivotable, which means that the workpiece spindles (eg for cleaning) are freely accessible.
  • the multi-spindle automatic lathe according to the invention can be looked after by less qualified personnel, since it is easier to change over to another product, since the ease of use is greater and because the control effort is lower. Dimensional corrections can be made while the machine is running.
  • any asymmetrical, but ergonomically favorable spindle arrangement can be trained.
  • CNC cross slide (10, 12) and the assigned workpiece spindle (9) are firmly connected to one another and are solidly supported, which means that maximum dimensional accuracy and quality is achieved.
  • the turret can also be used for external machining (e.g. bolt thread).
  • the workpieces (7) are preferably fed in / out by a robot (17), each of which has a recess (16) in the tool drum turret (4) during the rotary cycle
  • Workpiece spindle (9) can reach (Fig. 19, 20).
  • the arrangement is largely outside the chip area, resulting in a
  • the workpieces can be sorted according to the spindle. Integration of the cleaning and measuring station is easy.
  • Fig.1-3 a symmetrical version of the
  • the outer contours indicate the relative dimensions of the machine, they can also be interpreted as protective cladding.
  • the lower part is indicated by machine feet.
  • FIG. 1 shows a view of the turret (4) with tools (6), wherein the processing sequence using tools of different thicknesses
  • Carriage attachment made clear.
  • the left half of the machine is each equipped with horizontal slides, which requires a flat, wide machine.
  • the tools (8) have the same type of fastening.
  • the right half of the hash is designed with different slide angles, creating a narrower, tall machine.
  • the tool attachment must be different here.
  • FIG. 5 shows a machine with six spindles (9), a part of the slide (10, 12) being fixed within the pitch circle (14), which is possible.
  • Fig.8 a machine with a six-fold pitch circle (14), only four divisions with spindles (9) are occupied, so that in turn all chips can fall down without interference.
  • the other group is now used for the switching cycle.
  • Fig. 10-12 Machines with an ergonomic design.
  • the spindle circuit 1 (14) is divided into four, with all spindle positions occupied.
  • Identical turret part circle (1) is divided into twelve and alternately with internal tools (6a) and (6b).
  • the turret (4) not shown, clocks two thirds of the spindle pitch further, whereby opposing spindles are only ever processed by one tool group (6).
  • this spindle arrangement can also be represented in such a way that a twelve-fold spindle circle is only occupied four times.
  • Fig.11 a machine with a particularly user-friendly
  • Turret attachment good chip fall and good accessibility in a symmetrical design.
  • FIG. 13 shows a view of the tool turret (4).
  • Fig. 14 is a side view of the multi-spindle automatic lathe.
  • Fig.16-18 an embodiment with a preferred
  • Fig.16 is a view of the tool turret (4) with six
  • Fig. 17 is a side view of the multi-spindle automatic lathe. The processing sequence is of different lengths
  • Fig. 18 is a view of the spindles (9). everybody should
  • Tool engagement points are in the operator's field of vision.
  • Fig. 19-20 an embodiment with coaxial attachment of the turret (4). As well as an automatic feed / discharge by a robot (17).
  • Pitch circle (14) is divided into six, with two possible spindle positions on the side not occupied and thus giving the operator a view and access to all workpiece spindles (9).
  • the spindle pitch is slightly turned from the vertical so that the spindles do not lie on top of each other and a good chip fall is guaranteed.
  • Tool drum turret (4) mounted, which can be moved parallel to the spindle axes via guideways (11), preferably CNC-controlled.
  • the tool drum turret (4) can be rotated around the common pitch axis in any division steps, which, however, must be coordinated with the spindle pitch.
  • On the turret pitch circle (1) which has the same diameter as the spindle pitch circle (14), there are tool places (2) in which a clamping element (5)
  • the manufacturing process is as follows: A blank is placed in a workpiece spindle. The blank is clamped, the spindle turns up, the outer tool (8) moves to the workpiece and the turret starts to cycle and brings its internal tools (6) into engagement. After the revolver has clocked through and all necessary
  • Fig. 19, 20 shows the loading / unloading arrangement. A finished part is produced for each spindle during rotary indexing.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Turning (AREA)

Abstract

Mehrspindeldrehautomat mit kreisförmiger und ortsfester Anordnung der Werkstückspindeln (9). Hierzu mit entsprechender Teilung und Durchmesser koaxial zugeordnet ein rundschaltbarer Werkzeugtrommelrevolver (4), der seine Werkzeuge (6) gleichzeitig in den einzelnen Spindeln (9) zum Eingriff bringt, worauf nach einem kompletten Rundtakt jedes Revolverwerkzeug (6) in jede Spindel (9) eingegriffen hat. Den Werkstückspindeln (9) ist je ein CNC-Kreuzschlitten (10, 12) zugeordnet, der während dieses gesamten Rundtaktes ungestört das Werkstück (7) von außen bearbeiten kann. Durch asymmetrische Spindelanordnungen lassen sich Spänefall und Bedienungskomfort optimieren. Der Revolver (4) kann auch Zwischentakte fahren und dadurch die nutzbare Werkzeugzahl (6) verdoppeln. Ein Roboter (17) läßt sich günstig mit der Maschine verketten.

Description

Beschreibung Mehrspindeldrehautomat Die Erfindung betrifft Mehrspindeldrehautomaten, insbesondere CNC-Mehrspindeldrehautomaten.
In der Massenfertigung von Drehteilen dominieren seit ca. 100 Jahren mechanisch gesteuerte Mehrspindeldrehautomaten mit rundschal tbaren Werkstückspindeln, ortsfesten Querschlitten und ortsfesten, zu den Spindeln koaxialen Werkzeugplätzen.
Nachteilig an diesen Maschinen ist die große Anzahl an
verschiedenen Werkzeugen, meist Formwerkzeugen um eine einzige Werkstückart zu fertigen. Außerdem greifen diese Werkzeuge auf verschi edenen Stati onen i n ei n Werkst ück ei n , sodaß ei ne
Vielfalt von Einstellungen erfolgen muß, bevor ein maßgerechtes Werkstück die Maschine verläßt und bei produzierender Maschine muß pro Werkstück eine Vielfalt von Maßen kontrolliert werden, wobei besonders die Überprüfung von Formen sehr aufwendig ist. Weiterhin schaffen die vielen an einem Werkstück angreifenden Werkzeuge Gratprobleme am Ein- und Austritt des Werkzeuges. Die Anzahl der Innenbearbei tungswerkzeuge ist in der Regel auf die Anzahl der Spindeln begrenzt. Reichen diese nicht aus muß man auf teuerere Formwerkzeuge zurückgreifen. Die rundschaltende Spindcltrommel verursacht Umschl agfehler, das heißt
Maßschwankungen von Teil zu Teil, welche noch verstärkt werden, wenn sich die Querschlitten nicht parallel zu zugeordneter Spindelsachse und Sindeltrommelachse bewegen. Herabfallende Späne der oberen Spindeln führen bei den unteren Spindeln häufig zu Störungen. Die Umrüstung einer Maschine auf ein neues Produkt kann einige Tage dauern. Vom Umrüstpersonal und auch vom Bedienungspersonal wird ein relativ hoher Ausbildungsstand verlangt.
Seit längerer Zeit sind auch Mehrspindeldrehautomaten dieses Prinzips im Einsatz, welche auf einer oder mehreren Lagen
CNC-Quersohlitten besitzen. Dabei muß der relativ langsame CNC-Querschlitten aus seiner Arbeitsposition im Bereich der rundtaktenden Spindeln zurückfahren. Dann taktet die Trommel und der CNC-Querschütten fährt wieder relativ langsam in seine Arbeitsposition. Abgesehen daß die relativ schnellen mechanisch gesteuerten Querschlitten auf den rel ativ langsamen
CNC-Schlitten warten müssen, gehen die drei Zeiten des
Wegfahrens,Trommelschaltens und Hinfahrens für die Taktzeit verloren, wobei dieser Verlust für die insgesamt nutzbare
Bearbeitungszeit pro Werkstück sogar noch mit der Anzahl der Spindeln multipiziert werden muß.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, einen
CNC-tauglichen Mehrspindeldrehautomaten zu entwickeln, der die vorgenannten Nachteile beseitigt oder minimiert. Das heißt:
Bessere Ausnützung der Taktzeit, geringere Werkzeugvielfalt, mehr Normwerkzeuge, geringere Maschinonrüstzeit, garingerer Kontrollaufwand, gratfreie Außenkonturen, mehr Werkzeugplätze für Innenbearbeitung, höhere Produktqualität, besserer Spänefall, besserer Bedienkomfort, höhere Flexibilität und geringere Anforderungen an das Personal.
Diese Aufgabenstellung wird durch das im Patentanspruch 1 angegebene Konstruktionsprinzip gelöst.
Die Unteransprüche enthalten weitere vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung.
Der Produktionszeitgewinn ergibt sich dadurch, daß für den CNC-Kreuzschlitten (10,12) die Unterbrechungen durch das
Umschalten einer Spindeltrommel wegfallen und ein
Außenbearbeitungswerkzeug (8) während der gesamten Bearbeitung ungestört durcharbeiten kann. Der die Rundschaltbewegung durchführende Werkzeugtrommelrevolver (4) kann wegen seiner zu einer Spindeltrommel vergleichsweise geringen Masse eine relativ schnelle Schaltbewegung ausführen. In Fig.1-18 ist jeweils nur ein Außenbearbeitungswerkzeug (8) pro
CNC-Kreuzschlitten (10,12) dargestellt. Dies ist für viele Kopi erarbeiten ausreichend. Mehrere Außenbearbeitungswerkzeuge (8) können entsprechend Fig.19-20 versetzt angeordnet werden oder, da die CNC-Querschlitten (10) in den Teilkreis (14) ragen können ohne zu stören, zwei zu beiden Seiten des Werkstücks (7) auf dem Querschlitten (10) angeordnete Werkzeuge bearbeiten abwechselnd (pendelnd) nachei nander das Werkstück. Mit einer Kombination aus beiden vorgenannten Pri nzi pien läßt sich die mögliche Anzahl der Schlittpnwerkzeuge weiter erhöhen. Für die Querschlitten kann auch ein eigener Werkzeugrevolver vorgesehen werden. Für viele Anwendungsfälle wird ein Norm-Kopierwerkzeug genügen mit dem man eine gratfreie Außenkontur drehen kann. Zur Maßüberwachung genügt es ein Längen- und ein
Durchmessermaß zu kontrollieren um das gesamte Werkstück zu überwachen. Damit vereinfacht sich auch der Einstellaufwand bei Produktwechsel. Der erfindungsgemäße Mehrspindeldrehautomat kann zum Experimentieren oder Optimieren ohne besonderen
Aufwand auch einspindelig gefahren werden. Eine optimierte Spindel (9) kann durch das CNC-Programm sofort auf die ganze und natürlich jede weitere Maschine übertragen werden.
Der rundtaktende Werkzeugtrommelrevolver (4) schafft weitere Mögl i chkeiten zur Flexibilität des Drehautomaten. Sind nur geringe Innenbearbeitungen auszuführen, so kann der Revolver einen Doppelrundschalttakt ausführen und mit entsprechender Parallelbestückung der Innenbearbeitungswerkzeuge (6) in der halben Anzahl von Schaltschritten einen kompletten Rundtakt ausführen, was zu einer weiteren Taktzeitverkürzung führt. Ist umgekehrt eine sehr komplizierte Innenbearbeitung auszuführen, so kann der Werkzeugtrommelrevol ver (4) nur einen halben
Rundschaltschritt ausführen, freie Werkzeugzwischenplätze (2) (Fig.16) werden mit Werkzeugen besetzt, und der Anwender hat die doppelte Anzahl Innenbearbeitungswerkzeuge (6) zur
Verfügung. Die relativ hohe mögliche Zahl von Werkzeugplätzen erlaubt auch den Verzicht auf Formwerkzeuge und den vermehrten Einsatz von Nur mwerkzeugen. Desgleichen können vermehrt
Innenentgratwerkzeuge untergebracht werden. Es besteht die Möglichkeit parallele Werkzeugsätze (6a, 6b) (Fig.8) einzurichten, sodaß nach Verschleiß des ersten auf den zweiten Werkzeugsatz umgeschaltet wird, wobei der jeweils andere Satz mittaktet ohne in Eingriff zu kommen. Der andere Werkzeugsatz kann auch einem anderen Werkstück zugeordnet sein und erst bei Produktwechsel zum Einsatz kommen, wobei die jeweilige
Maßeinstellung der Werkzeuge erhalten bleibt. Diese
Maßeinstellung für ein öfters zu fertigendes Produkt kann auch durch komplettes Auswechseln eines zusätzlichen ring- oder scheibenförmigen Werkzeugträgers auf dem Revolver (4) erhalten bleiben. Auch kann ein Revolver beidseitig mit Werkzeugen bestückt werden und durch 180 Grad Wendung der benötigte
Werkzeugsatz ausgewählt werden.
Zur Verbesserung des Spänefalls können zunächst
Spanϊeitbleche in den Teilkreis (14) unterhalb der
obenliegenden Spindeln (9) montiert werden, da diese Anordnung ortsfest ist. Eine weitere Möglichkeit ist das Nichtbesetzen von durch Teilkreis und Teilung vorgegebenen unteren
Spindelpl ätzen (Fig.7-9,15). Die Späne können nun, ohne untenliegende Spindeln (9) zu verstopfen, von den oberen
Spindeln (9) herunter in den Spänebehälter fallen, womit eine Hauptstörungsursache bei der Drehbearbeitung beseitigt ist. Eine weitere vorteilhafte Spindelanordnung durch Lücken auf dem Teilkreis (14) ist die Gestaltung einer bevorzugten
Bedienerseite (Fig.12,18,20). Dies erlelchtert dem Bediener die Betreuung und Überwachung des Drehautomaten erheblich. Alle Funktionen, insbesondere Störungsbeseitigung und Werkzeugwechsel, können von einer Seite ausgeführt werden. Es ist nicht wie bei symmetrischen Anordnungen erforderlich um die Maschine herumzulaufen. Damit kann auch Bedienungspersonal eingespart werden. Zur weiteren Erhöhung des Bedienungskomfort kann der Revolver auch schwenkbar ausgeführt werden, wodurch die Werkstückspindeln (z.B. zum Reinigen) frei zugänglich werden.
Der erfindungsgemäße Mehrspindeldrehautomat kann von weniger qualifiziertem Personal betreut werden, da das Umrüsten auf ein anderes Produkt leichter ist, da der Bedienungskomfort größer ist und da der Kontrol l auf wand geringer ist. Maßkorrekturen können bei laufender Maschine erfolgen.
Die ortsfeste Anordnung der Werkstückspindeln (9) vereinfacht die Konstruktion der Werkstückspannung und eines
Stangenvorschubs. Qhne Rücksicht auf ein Massenträgheitsmoment ist eine steifere Spindel lagerung möglich. Ein Umschlagfehler tritt nicht mehr auf. Die CNC-Querschlitten (10) können in beliebigen Winkeln den Spindeln (9) zugeordnet sein, ohne diesen zu vervielfachen. Der Teilkreis (14) kann ahne Rücksicht auf Rotationsträgheitsmoment vergrößert werden, wodurch die Stabilität und Bedienungsfreundlichkeit des erfindungsgemäßen Mehrspindeldrehautomaten weiter erhöht werden kann. Ohne
Rücksicht auf Unwucht kann jedwede asymmetrische, jedoch ergonomisch günstige Spindelanordnung ausgehildet werden.
CNC-Kreuzschlitten (10,12) und zugeordnete Werkstückspindel (9) sind fest miteinander verbunden und massiv gelagert, wodurch ein Maximum an Maßhaltigkeit und Qualität erreicht wird.
Für die Innenwerkzeuge (6) genügt die Lagerung im Revolver (4), da zum einen hier die Maßhaltigkeit im Werkzeug liegt und zum anderen die Innenwerkzeuge häufig pendelnd gelagert werden. Für Sonderfälle (z.B. Zentrieren) kann auch für die
Innenbearbeitung auf die CNC-Kreuzschlitten (10,12)
zurückgegriffen werden, wie natürlich umgekehrt zur
Außenbearbeitung auch der Revolver herangezogen werden kann (z.B. Bolzengewinde).
Die Zu-/Abführung der Werkstücke (7) erfolgt vorzugsweise durch einen Roboter (17) der durch eine Aussparung (16) im Werkzeugtrommelrevolver (4) während des Rundtaktens jede
Werkstückspindel (9) erreichen kann (Fig.19,20). Die Anordnung ist weitgehend außerhalb des Spänebereichs, was zu einer
Minimierung von Störungen beiträgt. Die Werkstücke können spindelspezifisch einsortiert werden. Eine Integration von Reinigungs- und Meßstation ist einfach.
Die Erf i ndung ist in den Zeichnungen schematisch dargestellt. Es zeigt
Fig.1-3 eine symmetrische Ausführung des
Mehrspindeldrehautomaten mit stehender Befestigung des
Werkzeugrevolvers (4) am Maschinengestell (13). Die äußeren Konturen geben die relative Abmessung des Automaten an, sie können auch als Schutzverkleidung interpretiert werden. Das Unterteil ist durch Maschinenfüße angedeutet.
Fig.1 eine Ansicht des Revolvers (4) mit Werkzeugen (6), wobei die Bearbeitungsfolge durch verschieden dicke Werkzeuge
angedeutet ist.
Fig.2 die entsprechende Seitenansicht.
Fig.3 eine Ansicht der Spindeln, ortsfest auf dem Teilkreis (14), wobei alle Spindeln den gleichen Drehsinn haben, was die überköpfanordnung eines Teiles der Außenbearbeitungswerkzeuge (8) auf den CNC-Kreuzschlitten (10,12) bedingt.
Fig.4-6 Variationen der Anzahl der Spindeln (9) auf dem
Teilkreis (14). Hierbei wird die Sestaltungsfreiheit
hinsichtlich Teilkreisdurchmesser, Schlittenwinkel und
Schlittenbefestigung verdeutlicht. Die linke Maschinenhälfte ist jeweils mit horizontalen Schlitten ausgestaltet, was eine flache breite Maschine bedingt. Die Werkzeuge (8) haben die gleiche Befestigungsart. Die rechte haschinenhälfte ist mit unterschiedlichen Schlittenwinkeln ausgeführt, wobei eine schmälere hohe Maschine entsteht. Die Werkzeugbefestigung muß hier unterschiedlich sein.
Fig.4 eine Maschine mit vier Spindeln (9).
Fig.5 eine Maschine mit sechs Spindeln (9), wobei ein Teil der Schlitten (10,12) innerhalb des Teilkreises (14) befestigt ist, was möglich ist.
Fig.6 eine Maschine mit acht Spindeln (9).
Fig.7-9 Variationen zur Spänefalloptimierung durch
nichtbesetzte Spindelpl ätze.
Fig.7 eine Maschine mit einem fünfach unterteilten Teilkreis (14), wobei nur vier Teilungen mit Spindeln (8) besetzt sind, sodaß die Späne aller Sindein störungsfrei nach unten fallen können.
Fig.8 eine Maschine mit sechsfach unterteiltem Teilkreis (14), wobei nur vier Teilungen mit Spindeln (9) besetzt sind, sodaß wiederum alle Späne störungsfrei nach unten fallen können.
Außerdem sind verschiedene Innenbearbeitungswerkzeuge (6) angedeutet, die in zwei parallele Gruppen zerfallen. Die Gruppe mit den schwarzen Vollkreisen (6a) entspricht der
Spindelteilung und ist wie dargestellt im Eingriff in den
Spindeln (9). Die zweite Gruppe mit den kleinen konzentrischen Kreisen (6b) kann als Werkzeugreserve gelten. Solange der hier nicht dargestellte Revolver (4) mit der Spindelteilung als Rundschalttakt weitertaktet, bleibt immer die gleiche Gruppe Innenwerkzeuge (6) im Einsatz. Erfolgt ein halber
Rundschalttakt kommt nunmehr die andere Gruppe zum Einsatz.
Fig.9 eine Maschine mit einem zwölffach unterteilten Teilkreis (14), wobei nur sechs Teilungen mit Spindeln (9) besetzt sind, sodaß wiederum die Späne störungsfrei nach unten fallen können. Auch hier sind zwei Gruppen von Innenwerkzeugen (6) angedeutet. Diesmal ist die Anordnung seriell, sodaß die beiden Gruppen abwechselnd hintereinander zum Einsatz kommen. Man kann damit die doppelte Werkzeugwechselzeit erreichen.
Fig.10-12 Maschinen mit ergonomi scher Gestaltung.
Fig.10 eine Maschine, bei der die Anordnung dsr Schlitten
(10,12) dem Bediener einen breiten Zugriff zu den Spindeln (9) läßt. Außerdem ist wieder eine Revol verbest ückung mit zwei Gruppen von Innenwerkzeugen (6) dargestellt, wobei auf der Maschine eine Parallelbearbeitung von zwei verschiedenen
Werkstücken erfolgt. Der Spindeltei 1 kreis (14) ist vierfach unterteilt,wobei alle Spindelplätze besetzt sind. Der
identische Revolverteil kreis (1) ist zwölffach unterteilt und abwechselnd mit Innenwerkzeugen (6a) und (6b) besetzt. Der nicht dargestellte Revolver (4) taktet jeweils zwei Drittel der Spindel teilung weiter, wodurch gegenüberliegende Spindeln immer nur von einer Werkzeuggruppe (6) bearbeitet werden. Natürlich läßt sich diese Spindelanordnung auch so darstellen, daß ein zwölffach unterteilter Spindelkreis nur viermal besetzt ist. Fig.11 eine Maschine mit besonders bedienungsfreundlicher
Gestaltung in symmetrischer Anordnung.
Fig.12 eine Maschine mit einer bevorzugten Bedienerseite.
Fig.13-15 ein Ausführungsbeispiel mit hängender
Revolverbefestigung, gutem Spänefall und guter Zugänglichkeit in symmetrischer Ausführung.
Fig.13 eine Ansicht des Werkzeugrevolvers (4).
Fig.14 eine Seitenansicht des Mehrspindeldrehautomaten.
Deutlich ist die vorteilhafte Aufhängung des Revolvers (4) am Maschinengestell (13) für das Wegschaffen der Späne.
Fig.15 eine Ansicht der Spindeln (9).
Fig.16-18 ein Ausf ührungsbei spiel mit einer bevorzugten
Bedienerseite.
Fig.16 eine Ansicht des Werkzeugrevolvers (4) mit sechs
Innenbearbeitungswe kzeugen (6) und auf Zwischenpositionen weitere sechs unbesetzte Werkzeugplätze (2).
Fig.17 eine Seitenansicht des Mehrspindeldrehautomaten. Die Bearbeitungsfolge ist durch verschieden lange
Innenbearbeitungswerkzeuge (6) angedeutet.
Fig.18 eine Ansicht der Spindeln (9). Dabei sollen alle
Werkzeugeingriffstellen im Blickfeld des Bedieners liegen.
Fig.19-20 eine Ausführungsform mit koaxialer Befestigung des Revolvers (4). Sowie eine automatische Zu-/Abführung durch einen Roboter (17).
Fig.19 die Anordnung des Roboters. Außerdem die Möglichkeit eines separaten Werkzeugantriebes.
Fig.20 den Revolver (4) mit der Aussparung (16) durch die die Spindeln (9) zugänglich sind, sowie einen separaten koaxialen Werkzeugantrieb.
Anhand von Fig.16-18 wird die Funktionsweise eines
Ausführungsbeispieles näher beschrieben:
Auf einem Maschi nengestel l (13) befinden sich ortsfest auf einem Teilkreis (14) vier waagrechte Werkstückspindeln (9), welche das zu bearbeitende Werkstück (7) aufnehmen. Der
Teilkreis (14) ist sechsfach unterteilt, wobei zwei mögliche Spindelplätze an der Seite nicht besetzt sind und damit dem Bediener Blick und Zugriff auf alle Werkstückspindeln (9) freigeben. Die Spindelteilung ist leicht aus der Senkrechten gedreht, damit Spindeln nicht übereinander liegen und ein guter Spänefall gewährleistet wird. Auf gleichem Maschinengestell (13) ist auf einem Linearschlitten (3) der Werkzeugtrommelrevolver (4) gelagert, der über Führungsbahnen (11) vorzugsweise CNC-gesteuert parallel zu den Spindelachsen verfahren werden kann. Der Werkzeugtrommelrevolver (4) kann um die gemeinsame Teilkreisachse in beliebigen Teilungsschritten, die jedoch auf die Spindelteilung abgestimmt sein müssen, rundtakten. Auf dem Revolverteilkreis (1), der den gleichen Durchmesser wie der Spindelteilkreis (14) hat, befinden sich Werkzeugplätze (2), in denen in einem Spannelement (5)
vorzugsweise Innenbearbeitungswerkzeuge (6) eingespannt sind. Die Teilung der Werkzeugbestückung auf dem Revolver (4) muß auf die Spindelteilung abgestimmt sein. Beim Rundtakten des
Revolvers kann nun durch Vorfahren des Schlitten (3)
nacheinander jedes Werkzeug (6) in einem Werkstück (7) in einer Spindel (9) zum Eingriff gebracht werden. Weiterhin sind am Maschinengestell (13) die CNC-Kreuzschlitten (10,12)
angebracht. Die Bewegungsrichtungen sind wieder durch
Führungsbahnen (11) angedeutet. Die vorzugsweise
Außenbearbeitungswerkzeuge (8) sind hier auf dem Querschlitten
(10) befestigt. Durch Verfahren beider Schlitten (10,12) kann das Werkzeug (8) am Werkstück (7) jede Form kopieren. Bei Verwendung gleichsinniger Innenwerkzeuge (6) und gleichsinniger Spindeldrehrichtung muß ein Teil der Außenwerkzeuge (8), wie dargestellt, hängend eingespannt werden.
Der Fertigungsvorgang erfolgt folgendsrweise: Ein Rohling wird in eine Werkst ückspi ndel eingelegt. Der Rohling wird gespannt, die Spindel dreht hoch, das Außenwerkzeug (8) fährt zum Werkstück und der Revolver beginnt zu takten und bringt seine Innenwerkzeuge (6) jeweils zum Eingriff. Nachdem der Revolver durchgetaktet hat und alle erforderlichen
Innenwerkzeuge das Werkstück bearbeitet haben, muß auch das Außenwerkzeug (8) seine Bearbeitung durchgeführt haben, was zu erwarten ist, da es in der ganzen Zeit ungestört arbeiten konnte. Die Spindel bremst ab, das Teil wird entspannt und das fertige Werkstück kann entnommen werden. Eine
Be-/Entladeanordnung zeigt Fig.19,20. Beim Rundtakten fällt bei jeder Spindel ein fertiges Teil an.

Claims

Patentansprüche 1. Mehrspindeldrehautomat mit im Maschinengestell (13) auf einem Tei l krei s (14) angeordneten waagrechten Werkstückspindeln (9), mit einer geeigneten Zu-/Abführvorrichtung (17), mit
Werkzeugen für Innen- und Außenbearbeitung, und mit einem um eine parallel zu den Spindelachsen angeordnete Achse
schaltbaren, in Achsrichtung verschiebbaren
Werkzeugtrommelrevol ver (4), der auf einem gleichgroßen
Teilkreis (1) mit auf die Werkstückspindeln abgestimmter
Teilung Werkzeuge (6) trägt, welche beim Weiterschalten
nacheinander die Werkstücke (7) aller Werkstückspindeln (9) erreichen können, dadurch gekennzeichnet, daß die
Werkstückspindeln (9) ortsfest sind und den Werkstückspindeln (9) CNC-Kreuzschlitten (10,12) mit Werkzeugen (8) vorzugsweise für Außenbearbeitung zugeordnet sind, deren Werkzeuge auch während der Schaltzeit des Werkzeugtrommelrevolvers (4) im Eingriff mit dem Werkstück in der jeweils zugeordneten Spindel bleiben können.
2. Mehrspindeldrehautomat nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß auf dem Werkst uckspindelteilkreis (14) eine kleinere Anzahl Werkstückspindeln (9) angeordnet ist, als es der Teilung entspricht.
3. Mehrspindeldrehautomat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die durch Lücken erzeugten Asymmetrien auf dem Werkstückspindelteilkreis (14) in einer beliebigen Lage zur Senkrechten liegen.
4. Mehrspindeldrehautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die CNC-Querschütten (10) in einem beliebigen Wi nkel untereinander angeordnet sind.
5. Mehrspindeldrehautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß einer Werkstückspindel (9) mehr als ein CNC-Kreuzschlitten (10,12) zugeordnet ist.
6. Mehrspindeldrehautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein CNC-Kreuzschütten (10,12) zu zwei Werkzeugspindeln (9) zugeordnet ist, sodaß dieser
Kreuzschlitten abwechselnd in einer dieser beiden Spindeln ein jeweiliges Werkzeug zum Eingriff bringen kann.
7. Mehrspindeldrehautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet, durch eine Ausbildung als Futter- oder
Stangendrehautomat.
8. Mehrspindeldrehautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung des
Werkzeugtrommel revol vers (4) und die Teilung der
Werkstückspindeln (9) in einem ganzzahlig mehrfachen Verhältnis zueinander stehen.
9. Mehrspindeldrehautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des
Werkzeugtrommelrevolvers (4) am Maschinengestell (13) in stehender, hängender oder seitlicher Anordnung erfolgt.
10. Mehrspindeldrehautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung und/oder der
Antrieb des Werkzeugtrommelrevolvers (4) koaxial durch die gemeinsame Teilkreisachse erfolgt.
11. Mehrspindeldrehautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge (6) des
Werkzeugtrommelrevolvers (4) gemeinsam auf einem ring- oder scheibenförmigen Träger auswechselbar sind.
12. Mehrspindeldrehautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugtrommelrevolver (4) komplett weggeschwenkt oder weggeklappt werden kann, sodaß die Frontseite der Werkstückspindeln (9) frei zugänglich ist.
13. Mehrspindeldrehautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugtrommelrevolver (4) rückwärtig und auf gemeinsamer Antriebsachse einen zweiten Werkzeugtrommelrevolver trägt, der durch Schwenken um 180 Grad Funktion und Position des ersten einnehmen kann.
14. Mehrspindeldrehautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß Werkzeuge (6) auf dem
Werkzeugtrommel revol ver (4) koaxial über die
Werkzeugtrommelrevol verachse separat angetrieben werden.
15. Mehrspindeldrehautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichent, daß auf dem Werkzeugtrommelrevol ver (4) Elemente zur Zu- und/oder Abührung der Werkstücke angeordnet sind.
16. Mehrspindeldrehautomat nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugtrommelrevolver (4) anstelle mindestens einer Werkzeugstation (2) eine der
Werkstückgröße oder Werkstückspannfuttergröße entsprechende Aussparung (16) hat, sodaß durch eine geeignete Vorrichtung (17) in vorzugsweise koaxialer Richtung ein vorzugsweise
Werkst ückwechsel erfolgen kann.
17. Mehrspindeldrehautomat nach Anspruch 16, dadurch
gekennzeichnet, daß die Aussparung (16) in Form einer Bohrung ausgeführt ist oder in irgendeiner Form die Außenkontur des Werkzeugtrommelrevolvers (4) durchbricht.
18. Mehrspindeldrehautomat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Aussparungen (16) mehrere
Werkstückspindeln (9) freigeben können oder, daß eine
Aussparung benachbarte Werkstückspindeln gleichzeitig freigibt.
PCT/DE1991/000311 1990-04-17 1991-04-16 Mehrspindeldrehautomat WO1991016161A1 (de)

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DE19904023771 DE4023771A1 (de) 1990-07-26 1990-07-26 Werkstueckzu-/abfuehrung fuer cnc-mehrspindeldrehautomat
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DE (1) DE9190058U1 (de)
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EP0524986A1 (de) 1993-02-03
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