WO1996032224A1 - Numerisch gesteuerte drehmaschine - Google Patents

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WO1996032224A1
WO1996032224A1 PCT/EP1996/000877 EP9600877W WO9632224A1 WO 1996032224 A1 WO1996032224 A1 WO 1996032224A1 EP 9600877 W EP9600877 W EP 9600877W WO 9632224 A1 WO9632224 A1 WO 9632224A1
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Erhard Schalles
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Gildemeister Ag
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    • 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
    • B23Q39/048—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 the work holder of a work station transfers directly its workpiece to the work holder of a following work station
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23B—TURNING; BORING
    • B23B3/00—General-purpose turning-machines or devices, e.g. centre lathes with feed rod and lead screw; Sets of turning-machines
    • B23B3/30—Turning-machines with two or more working-spindles, e.g. in fixed arrangement
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    • Y10T82/00—Turning
    • Y10T82/25—Lathe
    • Y10T82/2585—Tool rest
    • Y10T82/2587—Turret type holder [e.g., multiple tools, etc.]

Definitions

  • the invention relates to a numerically controlled lathe according to the preamble of claim 1.
  • the counter spindle can be moved in the x direction by means of a hydraulic drive.
  • This movability of the counter spindle in the x direction by means of a special drive is necessary, since in the known solution a parting off operation can only be carried out by means of a parting tool which sits on the tool turret, which is seated on the same slide as the counter spindle .
  • the positioning of the counter spindle by the hydraulic drive leads to a reduction in accuracy.
  • the existing second tool carrier is arranged stationary. Simultaneous machining on the main and counter spindle is not possible with the known machine.
  • a lathe is also known (JP-A 6-703) which has a counter spindle arranged on a cross slide and two switching tool carriers which can be moved in the x direction.
  • One of the tool carriers has two groups of tools, one of which is designed for machining workpieces on the main spindle and the other for machining workpieces on the counter spindle.
  • the object of the invention is to design such a lathe in such a way that it can simultaneously machine the workpieces on the workpiece spindle and counter spindle, the number of axes of this machine being kept as small as possible.
  • the machine according to the invention permits simultaneous machining despite a comparatively simple opening.
  • the accuracy of this machine is higher than that of a lathe whose counter spindle can be moved relative to the tool turret is.
  • the arrangement of the counter spindle is considerably stiffer in the solution according to the invention.
  • the lathe is designed for simultaneous machining of the workpieces clamped on the workpiece spindle and on the counter spindle with tools whose spatial assignment to one another remains unchanged during the machining process in the x-direction or in the z-direction.
  • Such a rigid assignment during the machining process leads to high machining speeds with high machining accuracy.
  • the second slide with the second tool carrier can also be moved in the direction of the workpiece spindle axis and the numerical control processes the path information of the first slide carrying the counter spindle with the path commands for the second slide in such a way that while the machining by the tools of the tool turret on the workpiece clamped in the workpiece spindle, the tools of the second slide, which work on the workpiece clamped in the counter spindle, are tracked.
  • the slide travel distances are usually calculated from a machine-fixed reference point.
  • the reference point for the counter spindle is dependent on the movement of the first slide can be varied so that the feed paths of the second slide must be calculated and controlled from the instantaneous position of the reference point, the compensation position.
  • FIG. 1 shows a schematic plan view of an embodiment with components shown partially in section.
  • a workpiece spindle 1b is mounted in a stationary spindle box 1, which carries a workpiece 2 in a first setting and which rotates about a workpiece spindle axis 1a.
  • a longitudinal channel is drilled into the workpiece 2 from the front by means of a drill 3b.
  • the drill 3b is arranged on the front of a tool turret, denoted overall by 3.
  • the tool turret 3 is penetrated in the longitudinal direction by a drive shaft 3e.
  • the drive shaft 3e is driven from the rear.
  • the rotational movement of the drive shaft 3e is transmitted by means of a spur gear 3f and an intermediate gear 3g to a gear 3h which is firmly connected to the chuck for the drill 3b.
  • the drive shaft 3e can be connected to or separated from the drive wheel 3i on the rear of the tool turret 3 by means of a switchable coupling 3d.
  • the tool turret 3 sits on an x-slide 5, which in turn sits on a z-slide 6.
  • a counter spindle 4 is mounted on the x-slide 5 in an arrangement parallel to the axis.
  • the axis of rotation 4a of the counter spindle 4 runs parallel to the switching axis 3a of the tool turret 3.
  • a drive motor 9 is also arranged in a parallel arrangement of the axis of rotation 9a.
  • the tool turret 3, the drive motor 9 and the counter spindle 4 or their respective housings are fixedly mounted on the x slide.
  • the drive motor 9 has a drive wheel 9b, the rotational movement of which is transmitted via a drive belt 10 both to the drive wheel 3i of the tool turret 3 and to a drive wheel 4b of the counter spindle.
  • a workpiece 2 ' is clamped into the counter spindle 4 and has already been drilled in the workpiece spindle 1b on its front side in the first clamping.
  • a drill 7b In the back of the workpiece 2 'is drilled into a further hole by means of a drill 7b.
  • the drill 7b is located on the front side of a workpiece carrier 7 designed as a turret disk.
  • Another rotary tool, namely a turning tool 7c is located on the front side, likewise for machining the workpiece 2 '.
  • the tools shown on the tool turret 3, that is, the turning tool 3c and the drill 3b, as well as the tools shown on the tool carrier 7, that is, the turning tool 7c and the drill 7b, are only shown by way of example.
  • a parting tool 7a is arranged on the circumference of the tool carrier 7, which is designed as a turret disk. This tool is adjustable in the z direction and displaceable on the circumference of the turret disk.
  • the tool holder 7 is located on a cross slide 8 which can be moved in the direction x2.
  • the cross slide 8 can sit on a longitudinal slide, so that the tool carrier 7 is arranged on a cross slide.

Landscapes

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

Abstract

Eine numerisch gesteuerte Drehmaschine mit einem stationären Spindelkasten (1) und einer drehbar im Spindelkasten (1) gelagerten Werkstückspindel (1b) zur Aufnahme eines Werkstücks (2) in einer ersten Aufspannung, weist eine Gegenspindel (4) zur drehbaren Aufnahme des Werkstücks (2') in einer zweiten Aufspannung auf. Sie besitzt ferner einen um eine Achse (3a) schaltbaren Werkzeugrevolver (3), der auf einem in zwei zueinander senkrechten Richtungen verfahrbaren ersten Schlitten (5, 6) montiert ist. Dieser erste Schlitten (5, 6) trägt auch die Gegenspindel (4). Neben der Werkstückspindel (1b) ist ein zweiter Werkzeugträger (7) angeordnet. Die Gegenspindel (4) und der Werkzeugrevolver (3) sind in zueinander unveränderlicher Anordnung auf dem ersten Schlitten (5, 6) angeordnet und der zweite Werkzeugträger (7) ist auf einem zweiten Schlitten (8) angeordnet, der mindestens in Richtung senkrecht zur Werkstückspindelachse (1a) verschiebbar ist. Dieser zweite Werkzeugträger (7) trägt zwei Gruppen (7a; 7b) von Werkzeugen, deren eine (7a) zur Bearbeitung des Werkstücks (2) an der Werkstückspindel (1b) und deren andere (7b) zur Bearbeitung des Werkstücks (2') an der Gegenspindel (4) ausgebildet und angeordnet ist.

Description

NUMERISCH GESTEUERTE DREHMASCHINE
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft eine numerisch gesteuerte Dreh¬ maschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
STAND DER TECHNIK
Bei einer bekannten Drehmaschine dieser Art (JP-A 1- 183301) ist die Gegenspindel mittels eines Hydraulikan¬ triebs in x-Richtung verfahrbar. Diese Verfahrbarkeit der Gegenspindel in x-Richtung mittels eines besonderen An¬ triebs ist nötig, da bei der bekannten Lösung ein Ab¬ stechvorgang nur durch ein Abstechwerkzeug vorgenommen werden kann, das an dem Werkzeugrevolver sitzt, der auf dem gleichen Schlitten sitzt, wie die Gegenspindel. Die Positionierung der Gegenspindel durch den Hydraulikan¬ trieb führt zu einer Verringerung der Genauigkeit. Der vorhandene zweite Werkzeugträger ist stationär angeord- net. Mit der bekannten Maschine ist eine simultane Bear¬ beitung an Haupt- und Gegenspindel nicht möglich. Es ist ferner eine Drehmaschine bekannt (JP-A 6-703), die eine auf einem Kreuzschlitten angeordnete Gegenspindel aufweist sowie zwei in x-Richtung verfahrbare, schaltende Werkzeugträger. Einer der Werkzeugträger weist zwei Grup- pen von Werkzeugen auf, von denen die eine zur Bearbei¬ tung von Werkstücken an der Hauptspindel und die andere zur Bearbeitung von Werkstücken an der Gegenspindel aus¬ gebildet ist. Mit dieser Maschine ist zwar eine simultane Bearbeitung der Werkstücke gleichzeitig an Haupt- und Ge- genspindel möglich, hierzu müssen jedoch zwei in x- Richtung verfahrbare Querschlitten für die Werkzeuge und ein Kreuzschlitten für die Gegenspindel vorgesehen sein. Die Maschine ist deshalb vergleichsweise aufwendig.
DIE ERFINDUNG
Ausgehend von dem vorerwähnten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine derartige Dreh- maschine so auszubilden, daß sie simultan die Werkstücke an Werkstückspindel und Gegenspindel bearbeiten kann, wo¬ bei die Zahl der Achsen dieser Maschine möglichst gering gehalten werden soll.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt mit den Merkmalen des Kennzeichnungsteils von Anspruch 1.
Die erfindungsgemäße Maschine erlaubt trotz eines ver¬ gleichsweise einfachen Auf aus eine Simultanbearbeitung. Darüber hinaus ist die Genauigkeit dieser Maschine kon¬ struktionsbedingt höher als bei einer Drehmaschine, deren Gegenspindel gegenüber dem Werkzeugrevolver verfahrbar ist. Die Anordnung der Gegenspindel ist bei der erfin¬ dungsgemäßen Lösung wesentlich steifer.
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Un- teransprüchen beschrieben.
Bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist die Drehmaschine zum simultan erfolgenden Bearbeiten der an der Werkstückspindel und an der Gegenspindel eingespann- ten Werkstücke mit Werkzeugen ausgebildet, deren räumli¬ che Zuordnung zueinander während des Bearbeitungsvorgangs in x-Richtung oder in z-Richtung unverändert bleibt. Eine derartige starre Zuordnung während des Bearbeitungsvor¬ gangs führt zu hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten mit hoher Bearbeitungsgenauigkeit.
Dabei erweist es sich als zweckmäßig, daß der zweite Schlitten mit dem zweiten Werkzeugträger zusätzlich in Richtung der Werkstückspindelachse verfahrbar ist und die numerische Steuerung die Weginformation des die Gegen¬ spindel tragenden ersten Schlittens derart mit den Wegbe¬ fehlen für den zweiten Schlitten verarbeitet, daß während der Bearbeitung durch die Werkzeuge des Werkzeugrevolvers an dem in der Werkstückspindel eingespannten Werkstück die Werkzeuge des zweiten Schlittens, die an dem in die Gegenspindel eingespannten Werkstück arbeiten, nachge¬ führt werden.
Üblicherweise werden die Schlittenverfahrwege von einem maschinenfesten Referenzpunkt aus berechnet. Der Refe¬ renzpunkt für die Gegenspindel ist in Abhängigkeit von der Bewegung des ersten Schlittens veränderlich, so daß die Vorschubwege des zweiten Schlittens jeweils von der augenblicklichen Lage des Referenzpunktes, der Kompensa¬ tionsposition, aus berechnet und gesteuert werden müssen.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGSABBILDUNG
Nachstehend wird eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfin¬ dung anhand der Zeichnung im einzelnen beschrieben. Die Zeichnung zeigt eine schematische Draufsicht auf eine Ausführungsform mit teilweise geschnitten dargestellten Bauteilen.
BESTER WEG ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
In einem stationären Spindelkasten 1 ist eine Werkstück¬ spindel lb gelagert, die ein Werkstück 2 in einer ersten Aufspannung trägt und die um eine Werkstückspindelachse la rotiert.
In das Werkstück 2 wird im dargestellten Betriebszustand ein Längskanal von der Frontseite her mittels eines Boh¬ rers 3b gebohrt. Der Bohrer 3b ist an der Frontseite eines insgesamt mit 3 bezeichneten Werkzeugrevolvers an- geordnet. Der Werkzeugrevolver 3 wird von einer Antriebs¬ welle 3e in Längsrichtung durchsetzt. Die Antriebswelle 3e wird von der Rückseite her angetrieben. Die Drehbe¬ wegung der Antriebswelle 3e überträgt sich mittels eines Stirnrads 3f und eines Zwischenrads 3g auf ein Zahnrad 3h, das mit dem Futter für den Bohrer 3b fest verbunden ist.
Die Antriebswelle 3e kann mittels einer schaltbaren Kupp¬ lung 3d wahlweise mit dem Antriebsrad 3i an der Rückseite des Werkzeugrevolvers 3 umlaufend verbunden oder davon getrennt werden.
Der Werkzeugrevolver 3 sitzt auf einem x-Schlitten 5, der seinerseits auf einem z-Schlitten 6 sitzt. Auf dem x- Schlitten 5 ist in achsparalleler Anordnung eine Gegen- spindel 4 montiert. Die Drehachse 4a der Gegenspindel 4 verläuft parallel zur Schaltachse 3a des Werkzeugrevol¬ vers 3.
Zwischen Werkzeugrevolver 3 und Gegenspindel 4 ist ein Antriebsmotor 9 ebenfalls in paralleler Anordnung der Drehachse 9a angeordnet. Der Werkzeugrevolver 3, der An¬ triebsmotor 9 und die Gegenspindel 4 bzw. deren jeweilige Gehäuse sind fest auf dem x-Schlitten montiert. Der An¬ triebsmotor 9 besitzt ein Antriebsrad 9b, dessen Drehbe- wegung über einen Antriebsriemen 10 sowohl auf das An¬ triebsrad 3i des Werkzeugrevolvers 3 als auch auf ein An¬ triebsrad 4b der Gegenspindel übertragen werden.
In die Gegenspindel 4 ist ein Werkstück 2' eingespannt, das an seiner Frontseite bereits in der ersten Aufspan¬ nung in der Werkstückspindel lb gebohrt worden ist. In die Rückseite des Werkstücks 2 ' wird mittels eines Boh¬ rers 7b eine weitere Bohrung eingebracht. Der Bohrer 7b sitzt an der Frontseite eines als Revolverscheibe ausge¬ bildeten Werkstückträgers 7. An der Frontseite sitzt - ebenfalls zur Bearbeitung des Werkstücks 2 ' - noch ein weiteres Drehwerkzeug, nämlich ein Drehmeißel 7c. Die am Werkzeugrevolver 3 dargestellten Werkzeuge, also der Drehmeißel 3c und der Bohrer 3b, sind ebenso wie die am Werkzeugträger 7 dargestellten Werkzeuge, also der Dreh- meißel 7c und der Bohrer 7b, lediglich beispielhaft dar¬ gestellt.
Am Umfang des Werkzeugträgers 7, der als Revolverscheibe ausgebildet ist, ist ein Abstechwerkzeug 7a angeordnet. Dieses Werkzeug ist in z-Richtung verstellbar auf dem Um¬ fang der Revolverscheibe verschieblich.
Der Werkzeugträger 7 befindet sich auf einem Querschlit¬ ten 8, der in Richtung x2 verfahrbar ist.
Bei einer Abwandlung der dargestellten Maschine kann der Querschlitten 8 auf einem Längsschlitten sitzen, so daß der Werkzeugträger 7 auf einem Kreuzschlitten angeordnet ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE;
1. Numerisch gesteuerte Drehmaschine mit einem stationä¬ ren Spindelkasten (1) und einer drehbar im Spindel- kästen (1) gelagerten Werkstückspindel (lb) zur Auf¬ nahme eines Werkstücks (2) in einer ersten Auf¬ spannung; mit einer Gegenspindel (4) zur drehbaren Aufnahme des Werkstücks (2') in einer zweiten Aufspannung; mit einem um eine Achse (3a) schaltbaren Werkzeugre¬ volver (3) ; mit einem in zwei zueinander senkrechten Richtungen verfahrbaren ersten Schlitten (5, 6), der die Gegen¬ spindel (4) und den Werkzeugrevolver (3) trägt; mit einem zweiten Werkzeugträger (7), der neben der Werkstückspindel (lb) angeordnet ist; dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenspindel (4) und der Werkzeugrevolver (3) in zueinander unveränderlicher Anordnung auf dem ersten Schlitten (5, 6) angeordnet sind und der zweite Werkzeugträger (7) auf einem zweiten Schlitten (8) an¬ geordnet ist, der mindestens in Richtung senkrecht zur Werkstückspindelachse (la) verschiebbar ist und zwei Gruppen (7a; 7b) von Werkzeugen trägt, deren eine (7a) zur Bearbeitung des Werkstücks (2) an der Werkstück¬ spindel (lb) und deren andere (7b) zur Bearbeitung des Werkstücks (2') an der Gegenspindel (4) ausgebildet und angeordnet ist.
2. Drehmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des ersten Schlittens (5, 6) zur Be¬ arbeitung des in der Werkstückspindel (lb) einge- spannten Werkstücks (2) vom zweiten Schlitten (8), der den zweiten Werkzeugträger (7) bzw. dessen Werkzeug (7b) trägt, das ein in die Gegenspindel (4) einge¬ spanntes Werkstück (2' ) bearbeitet, vollständig und schleppfehlerfrei kompensiert wird, und daß der Bear- beitungsvorschubweg des zweiten Schlittens (8) jeweils ausgehend von der veränderlichen Kompensationsposition abgefahren wird.
3. Drehmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Schlitten (8) mit dem zweiten Werkzeug¬ träger (7) zusätzlich in Richtung der Werkstückspin¬ delachse da) verfahrbar ist und die numerische Steuerung die Weginformationen des die Gegenspindel (4) tragenden ersten Schlittens (5, 6) derart mit den Wegbefehlen für den zweiten Schlitten (8) verarbeitet, daß während der Bearbeitung durch die Werkzeuge (3b) des Werkzeugrevolvers (3) an dem in der Werkstück¬ spindel (lb) eingespannten Werkstück (2) die Werkzeuge (7b) des zweiten Schlittens (8), die an dem in die Ge¬ genspindel (4) eingespannten Werkstück arbeiten, nach¬ geführt werden.
4. Drehmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugrevolver ( 3 ) rotierend angetriebene Werkzeuge (3b) aufweist, und daß die Gegenspindel (4) und die Werkzeuge (3b) von einem gemeinsamen Motor (9) angetrieben werden.
Drehmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Rotor des Motors fest mit der Gegenspindel (4) verbunden und der Stator gehäusefest ist.
Drehmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb der rotierenden Werkzeuge (3b) mittels einer Kupplung (3d) zu- bzw. abschaltbar ist.
7. Drehmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (3a) des schaltbaren Werkzeugrevolvers (3) und die Achse (4a) der Gegenspindel (4) parallel zueinander und zur Werkstückspindelachse (la) ver¬ laufen.
8. Drehmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (3a) des schaltbaren Werkzeugrevolvers (3), die Achse (4a) der Gegenspindel (4) und die Achse des Motors (9) parallel zueinander sowie parallel zur Werkstückspindelachse (la) verlaufen.
Drehmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkzeuge (7a) des zweiten Werkzeugträgers (7), die zur Bearbeitung des von der Werkstückspindel ( l ) gehaltenen Werkstücks (2) vorgesehen sind, am Außenumfang einer Revolverscheibe angeordnet und in Richtung der Schaltachse der Revolverscheibe ver¬ stellbar befestigt sind.
10. Drehmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Bearbeitung des von der Gegenspindel (4) gehaltenen Werkstücks (21 ) vorgesehenen Werkzeuge (7b) an der Stirnfläche der Revolverscheibe gehaltert sind.
11. Drehmaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Bearbeitung des von der Gegenspindel (4) gehaltenen Werkstücks (2' ) vorgesehenen Werkzeuge (7b) am Außenumfang der Revolverscheibe gehaltert sind.
PCT/EP1996/000877 1995-04-13 1996-03-01 Numerisch gesteuerte drehmaschine WO1996032224A1 (de)

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